杂散电流检测和治理的工程实践

天津嘉信技术股份有限公司动态杂散电流干扰的检测及治理杂散电流对埋地管道动态干扰的检测治理方法及工程实践林守江(天津嘉信技术股份有限公司300384)摘要轨道交通的驱动系统所泄漏的电流可能会对沿线范围内的地下金属结构形成动态杂散电流干扰，导致管道等地下构筑物短时间内发生穿孔泄漏事故。随着我国以城市地铁、高速铁路为代表的轨道交通的快速发展，电性干扰危害问题也越来越突出。本文阐述了动态杂散电流的检测技术手段，对干扰的来源、干扰模式以及危害程度等进行定量的检测和评价方法。介绍了控制和治理这些干扰的工程案例。关键词埋地管道、杂散电流、检测、干扰治理。1.引言随着我国经济的飞速发展，近年来以高速铁路、城市地铁为代表的轨道交通有了突飞猛进的发展。这些城市的基础设施建设给人们的出行带来极大方便的同时，也对原己十分密集的地下设施产生了前所未有的危害和挑战。在轨道交通系统中，一般采用交直流电机牵，走行轨回流的驱动方式。一旦回流通路与大地的绝缘存在问题，巨大的驱动电流会从缺陷处流入大地，对埋地管道等地下金属构筑物形成了强烈的电性干扰，导致金属构筑物受到剧烈的电解腐蚀，使得它们在短时间内发生泄漏或腐蚀损伤。由于采用传统技术手段难于对杂散电流的动态干扰实施检测，在杂散电流传导路径不明的情况下，盲目采取的排流等治理措施对干扰的治理成效很差，无法达到有效地减缓杂散电流干扰的目的。这些未能有效治理的杂散电流严重地威胁着管道等地下金属构筑物的结构安全。特别是城市中的埋地燃气管网，分布广泛铺设密度大。一旦发生事故，往往会造成灾难性的后果。此外，杂散电流对城市建筑的电性危害也同样不可忽视，杂散电流会造成建筑物地下结构的钢筋腐蚀，会破坏混凝土的整体性能，降低其结构强度和耐久性，给建筑物的整体结构带来严重的安全隐患。轨道交通系统是一个运动变化的负荷，杂散电流干扰情况千差万别，影响腐蚀过程的因素很多。国外对地铁杂散电流的腐蚀都做了较为深入的研究，但国内工程应用还处于探索阶段。在理论分析的基础上结合大量现场调查、研究和试验，才能提出有针对性治理杂散电流的方法。所以，轨道交通的杂散电流对地下金属构筑物危害的检测和治理，已经成为当前摆在城市管理者和防腐工作者面前的重要课题。2.动态杂散电流干扰的模式及危害所谓的杂散电流是指在规定的电路或意图电路之外流动的电流。轨道交通系统驱动电流一旦泄漏，会从驱动回路流出，流入大地、水体等环境中，形成了在大地中流动的杂散电流。埋地钢质管道经过受干扰的区域，电流会从防腐层薄弱点处流入，传导一段距离后再从另外的防腐层薄弱点流出管道（也称放电点），该处的管体会受到刷烈的电性腐蚀。埋地管道的电性腐蚀原理同金属电解的情况基本是一样的，即阳极进行氧化反应，阴极为还原反应。杂散电流从土壤进入金属管道的区域带有负电，为阴极区。当干扰程度较小时，处在阴极区的管道一般不受什么影响：当杂散电流由某一点流出时管体带正电，这一区域称为阳极区，阳极区的管体以铁离子的形式溶入周围介质中，因此阳极区的管体受到强烈的腐蚀破坏。102