A. 地鐵配置
地鐵配置：
1、車體，車體是容納乘客和司機駕駛的地方，又是安裝與連接其他設備和部件的基礎，一般有底架、端牆、側牆及車頂等。
2、動力轉向架和非動力轉向架，動力轉向架和非動力轉向架裝置位於車體和軌道之間，用來牽引和引導車輛沿著軌道行駛，承受與傳遞來自車體及線路的各種載荷並緩沖其動力作用，是保證車輛運行品質的關鍵部位，一般由構架、彈簧懸掛裝置、輪對軸箱裝置和制動裝置等組成。
3、牽引緩沖連接裝置，車輛編組成列安全運行必須藉助於連接裝置，為了改善列車縱向平穩性，一般在車鉤的後部裝設緩沖裝置，以緩和列車的沖動。
4、制動裝置，制動裝置是保證列車安全運行所不可少的裝置，城市軌道車輛制動裝置除常規的空氣制動裝置外，還有再生制動、電阻制動和磁軌制動等。
5、受流裝置，從接觸導線或導電軌將電流引入動車的裝置稱為受流裝置或受流器。
6、車輛內部設備，車輛內部設備包括服務於乘客的車體內的固定附屬裝置和服務於車輛運行的設備裝置，屬於前者的有車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等，服務於車輛運行的設備裝置大多吊掛於車底架，如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電氣開關和接觸器箱等。
7、車輛電氣系統，車輛電氣包括車輛上的各種電氣設備及其控制電路，按其作用和功能可分為主電路系統、輔助電路系統和控制電路系統三個部分。
B. 地鐵理論知識性能特徵
地鐵車輛是地鐵用來運輸旅客的運輸工具，它屬於現代城市快速軌道交通的范疇。那麼你對地鐵了解多少呢?以下是由我整理關於地鐵理論知識的內容，希望大家喜歡!
一、地鐵理論知識——車輛簡介
從構造上：列車採用動力分散布置形式。根據需要由各種非動力車和動力車(或半動力車)組合成相對固定的編組，兩頭設置操縱台。由於隧道限界、車輛限界、設備限界的限制，車輛和其各種車載設備的設計要求相當緊湊。在方便檢修的同時，盡量採用模塊化。
從結構上，車體朝輕量化方向發展，主要採用大斷面中空擠壓鋁型材模塊化車體結構設計，採用整體承載結構;懸掛系統具有良好的減振系統;採用電氣(再生制動和電阻制動)和空氣的混合制動;車輛連接採用密貼式車鉤進行機械、電氣、氣路的全自動連接;車輛間採用封閉式全貫通道，通過量大。
從運用性能上：由於地鐵的服務對象是城市高密度、大客流人群，並要與公交系統、小汽車形成競爭力，所以對其安全、正點、快捷上有很高的要求。同時要提供給乘客適當的空間、安靜的環境及空調，使乘客感到舒適、便利。
在運行方式上，應用列車自動駕駛系統ATO。在主牽引傳動上，採用當今世界先進的調頻調壓交流傳動。在輔助系統中，採用先進的IG-BT技術。
車輛是地鐵系統中最關鍵，也是最復雜的設備，它是多專業綜合性 的產品，涉及機械、電氣、控制、材料等多領域。總之，車輛是通過各個相對獨立的子系統有機地結合在一起，共同來實現列車的安全、可靠、高品質運行的。
二、地鐵理論知識——機械部分1、車體
一般車體採用模塊化設計。它包括自支撐構架，用螺栓連接的司機室和中間端。車體構架和中間端是由鋁合金大型型材和板組成，而司機室是由型鋼構成的。焊接的型材與中間端和司機室端通過機械緊固裝置相互連接。司機室和中間端都由較大的玻璃鋼罩板覆蓋。通過車鉤系統中的壓潰管吸收能量。當發生事故時車前端的防爬裝置能夠分散碰撞力。
列車通過貫通道連接在一起，貫通道上設計有折棚和位於車鉤上的渡板。列車表面噴塗根據城市的特點進行。
2、車門
根據車輛運營環境的不同，選擇不同的車門。以廣州地鐵二號線車輛採用外掛式電控電動門為例。它由雙向作用的電機為驅動裝置，採用皮帶傳動及絲桿裝置作為傳動機構。由EDCU(電子門控單元)來控制車門的開關及鎖定。在司機室操作控制按鈕，通過EDCU控制電機轉動來實現車門的開關，並設有障礙物探測重開門。由行程開關給出車門的狀態信號，故障信號由EDCU通過編碼硬線傳送給VTCU(車輛及列車控制單元)。
從安全可靠性上來講，移動門一般適用於速度低於100km/h的列車上。特別是外掛門，由於外掛門屬於外吊懸掛式結構，下部懸空無支承。當列車在隧道中運行，隨著速度的提高，其空氣的阻塞比大大增加，對外吊的懸掛門產生較大的壓力。如果門的結構及強度不隨速度的提高而改進設計的話，車門會產生晃動等不穩定因數，影響車門的安全可靠性。
由於移動門的結構決定車門與車體之間必須保證一定的間隙，因 此，移動門的密封性差。當列車達到一定的行駛速度時(超過100km/h以上)便會產生車廂內竄風，給乘客帶來不適;在車輛進出隧道等外界壓力變化時，車內壓力隨著變化，舒適性下降。由於移動門的密封性差，車輛走行部件產生的噪音很容易傳入車內;同時由於移動門或凹或凸於車體，列車在行駛中會使附近的空氣產生渦流，空氣阻力大，也就限制了移動門的使用速度。
塞拉門由於與車體在同一平面內保持列車較好的流線型，所以具有密封性好、空氣阻力小等特點，但塞拉門的結構較移動門復雜，且造價較高。
車門的形式種類雖然各不相同，但實現的功能卻大同小異，性能參數也差不多。
為了安全起見，逃生裝置在前端牆的中部，包括一個在頂部鉸接的大窗和位於兩個司機台之間的一個梯子，正常情況該梯子折疊並隱藏起來。在列車不能到達下一站時，逃生裝置用於疏散乘客。
3、車鉤及緩沖裝置
車鉤緩沖裝置由車鉤及緩沖器等部件組成，裝在底架牽引樑上，是車輛的一個安全部件。其作用是：
(1)將車輛互相聯掛，聯結成為一組列車;
(2)傳遞縱向牽引力和沖擊力;
(3)緩和車輛之間的動力作用;
(4)實現電路和氣路的連接。
車鉤緩沖裝置共分三種類型：自動車鉤、半自動車鉤、半永久牽引桿。三種車鉤均設有可復原能量吸收功能，採用橡膠緩沖器。在自動車鉤和半永久牽引桿上還設有超載保護裝置，不可復原的可壓潰變形管。其結構均採用先進的密貼式車鉤，它是依靠相鄰車輛鉤頭上的凸錐和凹錐口互相插接，起緊密連接作用。其優點是：節省人力，保證安全方便。缺點是：構造較復雜，強度較低。所以適用於地鐵、輕軌等輕型軌道車輛上。
4、轉向架
轉向架是支承車體並擔負車輛沿著軌道走行的支承走行裝置。為了便於通過曲線，在車體和轉向架之間設有心盤或轉軸，轉向架可以繞一中心軸相對車體轉動。為了改善車輛的運行品質和滿足運行要求，在轉向架上設有彈簧裝置和制動裝置。對於動車，轉向架上還裝有牽引電機和減速機構，以驅動車輛運行。轉向架主要由以下部分組成:輪對軸箱裝置、彈性懸掛裝置、構架、制動裝置、牽引電機和齒輪變速傳動裝置、轉向架支承車體裝置。另外，在拖車轉向架上還安裝了ATC的通訊天線。
車輛在軌道上運行時，由於線路的不平順、軌隙、道岔、軌面的缺陷和磨耗以及車輪踏面的斜度、擦傷和輪軸偏心等原因，常會伴隨產生復雜的振動和沖擊。為了提高運行的平穩性必須設有彈簧減振裝置，空氣彈簧在改善車輛的動力性能和運行品質上具有顯著優點，被地鐵和輕軌廣泛應用。為了改善車輛的振動性能，地鐵上大多採用液壓減振器。
由於地鐵承擔運送乘客的任務，並且運行於地下隧道或高架線路上，要求轉向架有較低的雜訊和良好的減振性能，並且能適應重載和空載變化的能力。一般廣泛採用空氣彈簧和橡膠彈簧作為彈性懸掛元件，彈簧減振裝置包括一系懸掛——人字形多層橡膠彈簧或者圓錐彈簧、二系懸掛——空氣彈簧、垂向液壓減振器、橫向液壓減振器、抗側滾扭桿和橫向橡膠緩沖擋。
牽引傳動裝置在電動客車中佔有十分重要的地位，是驅動列車運行的核心裝置。包括一個牽引電機，齒式聯軸節和齒輪。其作用是將牽引電機輸出的功率傳給輪對。車輛的驅動機構是一種減速裝置，用來使高轉速、小扭矩的牽引電動機驅動阻力矩較大的動軸，對驅動機構的要求：能使牽引電動機功率得到發揮;電動機電樞軸應與聯軸節保證同心度，以降低線路不平對齒輪的動作用力。用方框圖來簡述傳動線路：
牽引電機採用三相交流感應電機，由於採用這一電傳動方式，牽引性能良好，運行可靠，使車輛具有良好的牽引制動性能。
5、制動裝置
據成熟地鐵 經驗 ，摩擦制動採用閘瓦制動。為了改善摩擦性能和增加耐磨性，大多數地鐵車輛採用合成閘瓦。但合成閘瓦的導熱性能較差，又選擇了導熱性能良好的產品——粉末冶金閘瓦。既具有較好的摩擦性能，又有良好的耐磨性。在閘瓦制動方式中，動能轉化為熱能的能力大，但熱能散於大氣的能力相對較小。當要求的制動功率較大時，有可能發生產生的熱能不能散失到大氣中，而在閘瓦與車輪踏面積聚集，使他們的溫度升高，嚴重的會導致閘瓦熔化或車輪踏面產生裂紋。因此，在採用閘瓦制動時，對制動功率要有限制，即在車輛上安裝一定的防滑系統。
動力制動在制動時，將牽引電機變為發電機，使列車動能轉化為電能，對這些電能的不同處理方式形成了不同方式的動力制動，主要有電阻制動和再生制動。其中的再生制動是把電動車組的動能通過電機轉化為電能後，再使電能反饋回電網給別的列車使用。顯然這種方式既能節約能源，又減少了制動時對環境的污染，並且基本上無磨耗，是當前地鐵行業首選的制動方式。在制動控制系統方面，目前的制動系統主要有空氣制動系統和電氣制動控制系統，在比較兩者後，發現電氣制動更具有優越性，電氣制動的主要優點是全列車制動和緩解的一致性好，在制動和緩解時縱向沖擊小，制動距離短，便於做到動力制動和空氣制動的協調。
6、車輛內部設備
車輛內設包括服務於乘客的車體內的固定裝置如車電、通風、取暖、空調、座椅、拉手等和服務於車輛運行的設備裝置大多吊掛於車底架，如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、電動空氣壓縮機組、總風缸、電源變壓器、各種電器開關和接觸器箱等。故障率較高的空調需要經常清洗，大多採用車頂修和拆卸修。此設備中，控制器的故障率較高，主要是影響客室環境，不對行車造成影響，需要使用大量的備件進行替換。
三、地鐵的性能特點優點
節省土地：由於一般大都市的市區地皮價值高昂，將鐵路建於地底，可以節省地面空間，令地面地皮可以作其他用途。
減少噪音：鐵路建於地底，可以減少地面的噪音。
減少干擾：由於地鐵的行駛路線不與其他運輸系統(如地面道路)重疊、交叉，因此行車受到的 交通干擾較少，可節省大量通勤時間。
節約能源：在全球暖化問題下，地鐵是最佳大眾交通運輸工具。由於地鐵行車速度穩定，大量節省通勤時間，使民眾樂於搭乘，也取代了許多開車所消耗的能源。
減少污染：一般的汽車使用汽油或石油作為能源，而地鐵使用電能，沒有尾氣的排放，不會污染環境。
其他優點
地鐵與城市中其他交通工具相比，除了能避免城市地面擁擠和充分利用空間外，還有很多優點。
1、 運量大。地鐵的運輸能力要比地面公共汽車大7~10倍，是任何城市交通工具所不能比擬的。
2、 准時，正點率一般比公交高。
3、 速度快，地鐵列車在地下隧道內風馳電掣地行進，行駛的最高時速普遍80公里，可超過100公里甚至有的達到了120公里。
缺點
建造成本高：地鐵工程路線長，影響范圍廣，通常需要對路線沿線的建構築物、管線、道路進行拆遷、改造、保護等 措施 ，工程以外的費用比較大。地鐵工程多為地底，由於要鑽挖地底，地底建造成本比建於地面高。
前期時間長：興建地鐵的前期時間較長，由於需要規劃和政府審批，甚至還需要試驗。從開始醞釀到付諸行動破土動工需要非常長的時間，短則幾年，長則十幾年也是有可能的。
部分災害抵禦能力弱：雖然地鐵對於雪災和冰雹的抵禦能力較強。但是對地震、水災、火災和恐怖主義等抵禦能力很弱。由於地鐵的構造，而導致極易因為這些因素發生悲劇。為此自地鐵出現以來，工程師們就不斷持續研究如何提高地鐵的安全性。
具體缺點如下：
1、地震
可以導致行進中的車輛出軌，因此地鐵都設計有遇到地震立即停駛的功能。為防止地鐵地道坍塌，處於地震地帶的地鐵結構必須特別堅固。
2、水災
由於地鐵內的系統低於地平線，而導致地上的 雨水 容易灌入地鐵內的設施。因此地鐵在設計時不得不規劃充分的防水排水設施，即使如此也可能發生地鐵站淹水事件。為此在發生暴雨之時，地鐵車站入口的防潮板和路線上的防水閘門都要關閉。一個知名的例子是台北捷運在納莉台風侵襲時曾經發生淹水事件。還有北京地鐵一號線因暴雨積水關閉了數小時。
3、火災
在以前，人們不太重視地鐵站內的防火設施，車站內一旦發生火災，瞬間就會充滿煙霧，而引發嚴重的災禍1987年11月18日，英國倫敦地鐵King's Cross站發生火災，導致31人死亡。產生火災的原因之一是因為倫敦地鐵內採用了大量木質建築。因此，日本地鐵部門規定在地鐵站內禁煙來避免火災。
2003年2月28日，韓國大邱廣域市的地鐵車站因為人為縱火而產生火災，13輛車卡被燒毀，192人死亡，148人受傷。這次火災產生如此嚴重死傷的原因除了車卡內部裝潢採用可燃材料之外，車站區域內排煙設施不完善也是重要因素，加上車輛材質燃燒時產生了大量的一氧化碳等有害物質，而導致不少人中毒死亡。
C. 急求雜散電流機理
淺談雜散電流腐蝕機理及防護措施公文易文秘資源網 許建國 2008-12-24
摘 要 詳細闡述了地鐵雜散電流的形成機理及主要的防護措施摘 要 詳細闡述了地鐵雜散電流的形成機理及主要的防護措施。
關鍵詞 雜散電流;腐蝕;直流供電;輕軌交通
地鐵或輕軌一般採用直流電力牽引的供電方式,一般接觸網(或第三軌)為正極,而走行軌兼作負迴流線。由於迴流線軌存在著電氣阻抗,牽引電流在迴流軌中產生壓降,並且迴流軌對地存在著電位差,迴流線對道床、周圍土壤介質、地下建築物、埋設管線存在著一定的泄漏電流,泄漏電流沿地下建築物、埋設管線等介質至負回饋點附近重新歸入鋼軌,此泄漏電流即稱迷流,又稱地鐵雜散電流。地鐵迷流主要是對地鐵周圍的埋地金屬管道、電纜金屬鎧裝外皮以及車站和區間隧道主體結構中的鋼筋發生電化學腐蝕,它不僅能縮短金屬管線的使用壽命,而且還會降低地鐵鋼筋混凝土主體結構的強度和耐久性,甚至釀成災難性的事故。如煤氣管道的腐蝕穿孔造成煤氣泄漏、隧道內水管腐蝕穿孔而被迫更換等。另外,地鐵迷流同時也對地鐵沿線城市公用管線和結構鋼筋產生「雜散電流腐蝕」,影響地鐵以外沿線公共設施的安全及壽命。本文結合我公司參與的多條地鐵線施工和運營維護管理的經驗,針對雜散電流腐蝕機理及防護措施方面淺談管見。
1 雜散電流腐蝕機理
1.1 雜散電流腐蝕機理
地鐵迷流對埋地金屬管線和混凝土主體結構中鋼筋的腐蝕在本質上是電化學腐蝕,屬於局部腐蝕,其原理與鋼鐵在大氣條件下或在水溶液及土壤電解質中發生的自然腐蝕一樣,都是具有陽極過程和陰極過程的氧化還原反應。即電極電位較低的金屬鐵失去電子被氧化而變成金屬離子,同時金屬周圍介質中電極電位較高的去極化劑,如金屬離子或非金屬離子得到電子被還原。地鐵直流牽引供電方式形成的迷流及其腐蝕部位如圖1所示。圖中,I為牽引電流,Ix、Iy分別為走行軌迴流和泄漏的迷流。
由圖1可得地鐵迷流所經過的路徑可概括為兩個串聯的腐蝕電池,即
電池I:A鋼軌(陽極區)+B道床、土壤+C金屬管線(陰極區);
電池II:D金屬管線(陽極區)+E土壤、道床+F鋼軌(陰極區)。
當地鐵迷流由圖1中A、D(陽極區)的鋼軌和金屬管線部位流出時,該部位的金屬鐵便與其周圍電解質發生陽極過程的電解作用,此處的金屬隨即遭到腐蝕。概括起來可將發生腐蝕的氧化還原反應分為兩種:當金屬鐵周圍的介質是酸性電解質,即pH<7時,發生的氧化還原反應是析氫腐蝕,以H+為去極化劑;當金屬鐵周圍的介質是鹼性電解質,即pH≥7時,發生的氧化還原反應是吸氧腐蝕,以O2為去極化劑。
1.2 雜散電流大小
當鋼軌為懸浮系統時(指全線鋼軌採取對地絕緣,在任何地點不直接接地或通過其它裝置接地),雖然鋼軌對地採取了一系列措施,但鋼軌對地泄漏電阻在工程實施中不可能無限大,一般在5～100Ω·km范圍內。同時隨著地鐵運營時間的推移,由於受到不可避免的污染、潮濕、滲水、漏水和高地應力作用等影響,使地鐵車站以及區間隧道中的軌、地絕緣性能降低或先期防護措施失效,勢必增大了由走行軌泄漏到土壤介質中的雜散電流。當列車在兩牽引變電所間運行時,鋼軌電位如圖2所示,列車位置處為陽極區,鋼軌電位為正,牽引變電所附近為陰極區,鋼軌電位為負。鋼軌電位產生的原因是牽引迴流在鋼軌上產生了縱向電壓。研究表明,鋼軌電位的大小與鋼軌泄漏電阻的關系不大,當鋼軌對地泄漏電阻在5～100Ω·km范圍內變化時,受從牽引變電所至列車位置處的鋼軌縱向電壓鉗制,鋼軌對地電位基本不變。雜散電流的大小,就是圖2中的陰影區段從鋼軌泄漏至地下電流密度的積分,即
2 雜散電流防護措施
從公式(1)中可得出雜散電流的總量基本上只與全線鋼軌正電位及鋼軌對地泄漏電阻有關,因此降低鋼軌電位及增大鋼軌泄漏電阻是防護雜散電流的基礎;為雜散電流提供至牽引變電所負極的暢通金屬通路,盡量減少雜散電流流出金屬構件的電流密度,阻止雜散電流對其腐蝕,是防護雜散電流的重要措施。
防護雜散電流一般採取「以防為主,以排為輔,防排結合,加強監測」的綜合防護措施,即(1)防:減少迴流軌縱向電阻,降低鋼軌電位和提高迴流軌對地過渡電阻,確保暢通的牽引迴流系統,隔離和控制所有的雜散電流泄漏途徑,減少雜散電流進入地鐵的主體結構、設備及相關的設施;(2)排:在迴流軌的整體道床中設置雜散電流收集網,通過雜散電流的收集和排流系統,提供雜散電流返回至變電所負極的金屬通路,以減少雜散電流向外泄漏。(3)測:監視和測量雜散電流的大小,為運營維護提供依據,設計完備的雜散電流檢測系統。限於篇幅有限,本文結合「防」和「排」兩方面內容綜合闡述防護雜散電流措施。
2.1降低鋼軌電位方案或確保暢通的牽引迴流系統措施
在列車運行密度和列車取流一定的情況下,鋼軌電位由供電區間迴流通路的電阻定。減小迴流通路電阻的主要措施是減小牽引變電所間距,保證迴流通路暢通,增設輔助迴流線,減小牽引迴流通路電阻,運營中正線牽引網盡量採用「雙邊」供電等。
在滿足供電負荷、供電質量及工程投資控制要求前提下,可適當調整變電所數量和設置位置,盡量使牽引變電所布置均勻。
減少以鋼軌縱向電阻為主的迴流系統電阻的措施包括正線鋼軌採用重軌,且焊接為無縫長鋼軌,若短鋼軌間採用螺栓連接,則兩根鋼軌之間必須加焊一根銅電纜,迴流電纜應與鋼軌可靠焊接,迴流電纜根數留有一定裕量;走行軌間設均流線,平衡上、下行鋼軌電流,降低走行軌電位;道岔與轍岔的連接部位通過銅連接引線可靠焊接。
對於車輛段和停車場,根據實際工程條件,通過設置多個迴流點,使牽引電流就近迴流,減小迴流通路電阻,控制產生雜散電流總量。
2.2 增大鋼軌泄漏電阻措施
鋼軌泄漏電阻的大小與雜散電流成反比,可把保證鋼軌有較高泄漏電阻作為軌道交通防護雜散電流根本的措施。
鋼軌泄漏電阻主要由下述兩方面因素確定:一是鋼軌絕緣安裝點的絕緣電阻,二是鋼軌與道床表面的空隙距離及道床環境條件。當然泄漏電阻也受與鋼軌連接電纜絕緣情況、電化區段與非電化區段鋼軌隔離效果等影響。
鋼軌絕緣安裝一般是通過在鋼軌與道床間設絕緣墊,緊固螺栓通過絕緣套管安裝在道床上等措施實現的,並且鋼軌底部與道床之間間隙不得小於《地鐵雜散電流防護規程》中的規定。
由於粉塵、潮濕、油污、風沙雨雪(高架和地面區段)等影響,會降低泄漏電阻,使雜散電流增加。因此道床設計中應設計良好的排水方案,運營中應定期打掃,保持道床的清潔,以避免鋼軌泄漏電阻降低。
另外與軌道專業配合,設計受外界污染影響少、絕緣水平較高的絕緣安裝措施,如在安裝點鋼軌帶絕緣靴套的絕緣安裝方案,或整體帶玻璃鋼(或其他絕緣材料)襯套軌枕的絕緣性能好,便於運營清掃的絕緣安裝措施等。
2.3 雜散電流的流通路徑控制措施
雜散電流對金屬結構的腐蝕主要有4個方面:即鋼軌、道床結構鋼筋、隧道結構鋼筋、地網及地鐵外部其他公共設施。雜散電流首先從鋼軌泄漏至道床結構,再從道床結構向其他結構如隧道、車站結構泄漏。
利用整體道床內結構鋼筋的縱向聯通形成電氣連續的雜散電流主收集網,為雜散電流提供第一個電氣通路,雜散電流沿此通路流向牽引變電所方向,流出收集網後至鋼軌,可減少雜散電流由道床向其它結構的泄漏量。
另外在工程條件許可情況下,地下區段道床與隧道(或其他結構間)設置素混凝土層,以增大道床與其他結構間泄漏電阻,減少雜散電流向其他結構泄漏量。
在迴流軌下方穿越的金屬管線也要進行絕緣處理,避免雜散電流經此泄漏至其他結構。
主收集網不可能收集所有的雜散電流,其它少量雜散電流繼續泄漏至隧道或其他結構,利用隧道鋼筋(內襯牆鋼筋)縱向聯通形成電氣通路,則成為雜散電流遇到的第二個電氣暢通通路(即輔助收集網),並沿此通路至牽引變電所方向,在牽引變電所區域(陰極區)流回至道床鋼筋,並流回至鋼軌,減少雜散電流向地鐵以外泄漏。
由外界引入地鐵內或由地鐵內引出至地鐵外的金屬管線均應進行絕緣處理後,方可引入或引出,避免雜散電流經此向地鐵外泄漏。
2.4 結構鋼筋腐蝕防護措施
金屬構件電化學腐蝕防護是控制金屬體流出至電介質的電流密度在防護范圍之內。主要措施是減少進入金屬體的雜散電流量;為金屬體提供至電源負極的金屬通路,減少雜散電流流出金屬表面的電流密度;確定合理的道床、隧道收集網(結構鋼筋)表面積,控制雜散電流流出至電介質的密度。
p; 地鐵雜散電流防腐蝕對結構鋼筋的保護是分層次的,其重要性對地鐵結構設施而言,其順序是隧道鋼筋、道床鋼筋和鋼軌。鋼軌是可更換設備,道床鋼筋從結構上講可重修,而隧道鋼筋應避免修復。從地鐵結構層次上講,利用腐蝕鈍化原理防腐蝕的重點在道床收集網,隧道收集網是作為後備收集網而起作用。因為盡管靠近鋼軌的道床收集網的截面積相對隧道收集網要小,在所收集的雜散電流較多而其截面較小的情況下,若能控制道床鋼筋處於腐蝕鈍化狀態,則下層隧道收集網肯定也處於腐蝕鈍化狀態。即只要道床收集網達到了腐蝕防護要求,下層其他結構設施肯定也沒有被雜散電流腐蝕的危險。
利用道床結構鋼筋作為收集網的目的:一是減少雜散電流繼續向下擴散至隧道、車站和大地等結構的數量;二是由於道床鋼筋本身有一定的截面,從而使雜散電流密度較小,而使自身處於腐蝕的鈍化狀態。因為道床結構鋼筋是雜散電流從鋼軌上泄漏後遇到的第一道電阻較小的暢通電氣通路,可將雜散電流盡量限制在本系統內部,可防止雜散電流繼續向本系統以外泄漏。若將道床鋼筋縱向焊接及連接形成一層縱向電氣通路,並得到經計算確定的截面,使得自道床鋼筋流出的電流密度控制在腐蝕鈍化狀態范圍內時,盡管有一定數量雜散電流流出鋼筋,但卻不會使道床結構鋼筋受到腐蝕。
同樣的原理,通過對隧道結構鋼筋進行焊接及連接形成縱向電氣連續通路後,對於從道床鋼筋中繼續泄漏的雜散電流起到二次收集作用,由於隧道結構鋼筋截面更宜做大,從而使其更宜達到腐蝕鈍化狀態。
2.5 排流櫃設置方案
只有當雜散電流從鋼筋流出時才對鋼筋產生腐蝕,而雜散電流流出的區域集中在陰極區(即在牽引變電所附近),若在牽引變電所處將結構鋼筋或其他可能受到雜散電流腐蝕的金屬結構與鋼軌或牽引變電所負母排相連,由於雜散電流總是走電阻最小的通路,而直接流至牽引變電所,從而在陽極區范圍內大大減小了雜散電流從鋼筋再擴散至混凝土的可能,減少了雜散電流流出鋼筋導致的電化學反應,該方法稱為排流法。
排流法一般有將金屬結構與鋼軌直接在牽引變電所附近相連的直接排流法、加二極體的單向導通排流、加直流電源的強制排流等。但排流法存在如下缺點:當採用排流法時鋼軌系統稱之為接地系統,當有電流從鋼筋沿排流電纜(經二極體)流至負母排時,原來負母排的負電位變為接近零電位,因鋼軌縱向電壓的鉗製作用使得兩牽引變電所間鋼軌的最高對地電位增加了一倍,兩牽引變電所間幾乎成為陽極區,簡單看雜散電流總量增加了近4倍。由於雜散電流的總量增加太多,除牽引變電所附近鋼筋腐蝕減少外,在區間的鋼軌腐蝕將上升。所以說排流法是一把雙刃劍,既有其有利的一面,也有其不利的一面。
2.6 盾構區間防護雜散電流方案
盾構法區間隧道迷流設計原理是指將管片內鋼筋全部電氣聯通,並通過鐵墊圈將電氣連接點良好引出。以後在隧道管片的拼裝中通過鐵螺栓和螺母將各隧道管片中鋼筋全部電氣聯通,形成一個等電位的法拉第網,對地鐵雜散電流進行電氣屏蔽,以防止地鐵雜散電流向外泄露和對地鐵基礎結構的腐蝕。但在實際施工過程中,混凝土灌漿於各螺栓之間,僅靠螺栓、螺母的機械連接實現電氣上的完全導通連接是很難的,與管片採用絕緣隔離措施相比,反而更加大了雜散電流對盾構管片內部結構鋼筋的腐蝕風險。
2.7 高架區段防護雜散電流方案
區間高架橋梁一般採用簡支梁,橋梁與橋墩間有橡膠支座,起到了電氣上的絕緣,表面上可避免雜散電流擴散,但若在個別區段採用其他橋梁結構,梁墩間沒有絕緣支座,或高架車站採用「橋建合一」的結構,就必然形成某「點」的集中接地,成為防護雜散電流的薄弱環節。因此,高架區間要採用梁墩間設置橡膠支座的橋梁結構,且高架車站盡量採用「橋建分離」的結構型式。
2.8 車輛段及停車場雜散電流防護措施
車輛段和停車場均位於地面,經過出入線與正線連接。車輛段內線路主要包括停車列檢庫、月檢庫線路和庫外線路。庫外線路採用碎石道床,無法設置雜散電流收集網,檢修庫內線路較庫外線路防護條件更差,加上車輛段建築較多,並設有維修基地、生活及工作設備、各類管線較多,運營環境特殊,相對正線來講,車輛段和停車場是防護雜散電流的薄弱環節。
但車輛段和停車場內車速較低,牽引電流較小,雜散電流泄漏水平較低,基於此特點,車輛段和停車場的防護雜散電流措施一般應從鋼軌迴流及降低鋼軌電位考慮,一般採取措施如下:
(1)降低車輛段(停車場)雜散電流主要泄漏總量措施
車輛段(停車場)與正線間設置絕緣軌縫及單向導通裝置,限制正線區段鋼軌電流通過車輛段(停車場)內的鋼軌迴流,可降低車輛段(停車場)內部雜散電流泄漏水平;檢修庫、停車庫內外線路間設置絕緣軌縫及單向導通裝置,限制鋼軌電流通過庫內鋼軌泄漏。
(2)就近迴流措施
車輛段(停車場)范圍較小、線路密集,根據實際工程條件,通過設置多個迴流點,使牽引電流就近迴流,可起到限制鋼軌電流泄漏。
(3)均勻電流、降低鋼軌電位的措施
根據車輛段(停車場)內線路密集的特點,可通過均流電纜的適當設置,使鋼軌電流均勻分布,達到限制鋼軌電流泄漏和降低鋼軌電位的作用。
2.9雜散電流的日常維護
地鐵運營後,每月應定期對全線軌道線路清掃,保持線路清潔乾燥。如果全線鋼軌泄漏阻抗普遍降低,簡單清掃或維護不能解決問題,則應開啟牽引變電所的排流櫃,使雜散電流收集網與牽引變電所負極櫃單向聯通,避免結構鋼筋受迷流腐蝕。
如果綜合測試系統監測到排流櫃電流出現異常增大,且持續時間較長,則是迴流系統出現電氣導通「斷點」或「集中泄漏區段」所引起,應及時檢查相應區段迴流系統,將「斷點」處連接至設計要求標准,或對「集中泄漏點」進行恢復處理,檢查鋼軌是否為積水、灰塵污染或鋼軌安裝絕緣設備損壞引起,並及時清掃或對絕緣設備進行維護。
3 結束語
隨著我國城市地鐵或輕軌交通快速發展,人們越來越重視地鐵防護雜散電流,需要指出的是地鐵防護雜散電流是個系統工程,需要多個專業在設計、施工和運營共同配合,一方面加強各自專業防護措施,一方面探索更加積極地預防方案。
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D. 地鐵貫通道的作用
貫通道裝置也就是風擋裝置位於兩節車廂的連接處,是兩車輛通道連接的部分，它具有良好的防雨、防風、防塵、隔音、隔熱等功能，能夠使旅客安全地穿行於車廂之間。風擋裝置分為整體式和分體式,深圳地鐵採用的是分體式風擋裝置，即風擋裝置的一半裝在每輛車的端部,該裝置下部還設有分開式渡板，渡板連接處有車鉤支撐。