地铁杂散电流系统施工接口问题探讨

摘 要：结合地铁杂散电流系统构成及影响和危害进行介绍，通过对土建、轨道、供电及相关专业杂散电流系统施工中存在的问题进行分析，建议杂散电流系统施工中做好相关专业接口管理，解决杂散电流系统施工中存在的问题。

关键词：地铁；杂散电流；施工；接口

Abstract：

Key words：

中图分类号： U231 文献标识码：A

0 引言

在我国城市地铁直流供电系统中大多采用直流电力牵引的供电方式，牵引电流由牵引变电所正极出发，经由接触网（或第三轨）、电力机车和回流轨（即走行轨）流回牵引变电的负极。但钢轨与道床或隧道等结构钢筋之间的绝缘电阻不是无限大，这样势必造成经回流轨的电流不能全部流回变电所的负极。有一部分电流会泄露到道床或隧道结构钢筋上，然后经过结构钢筋和大地流回变电所的负极，这部分泄露到道床或隧道结构钢筋上的电流是杂散电流，也称作迷流。

在杂散电流系统施工中，由于杂散电流施工中土建专业测防端子未预留；轨道专业测防端子未预留、钢轨与道床之间过渡电阻不能满足设计要求；供电专业对未预留测防端子未及时向相关专业提出，相关专业对存在问题未及时整改，参比电极未严格按照设计文件要求进行施工等问题。土建、轨道及供电等专业间对杂散电流在接口处分工及交接程序不明确，导致杂散电流系统调试过程和运营后出现一些问题，下文就此谈谈自己的看法。

1杂散电流的影响和危害

城市轨道交通的杂散电流是一种有害电流，会对地铁中的电气设备、设施的正常运行造成不同程度的影响，以及对隧道、道床的结构钢筋和附近的金属管线造成危害，这种影响主要表现在以下几个方面。

1.1设备接地的影响

地下杂散电流流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，使某些设备无法正常工作。

1.2 设备保护的影响

随着运营时间的推移，受污染、潮湿、渗漏水等因素影响，钢轨（走行轨）局部或整体对地绝缘下降，造成钢轨（走行轨）对大地的泄漏电流增大，这时有可能引起牵引变电所的框架保护动作。框架保护动作，使整个牵引变电所的断路器跳闸，变电所失电。同时，还会联跳到相邻牵引变电所对应的馈线断路器，从而造成较大范围的停电事故，影响地铁的正常运营。

1.3 设备寿命的影响

杂散电流对地铁走行轨处于阳极区，隧道、道床及其他建筑物结构钢筋以及附近的金属管线（如电缆、金属管件等）造成电腐蚀。如果这种电腐蚀长期存在，将会严重损坏地铁附近的各种结构钢筋和地下金属管线，破坏结构钢筋的强度，缩短其使用寿命。如北京地铁1期工程建于20世纪60年代，70年代开始运行。目前，主体结构中的钢筋出现了严重的迷流腐蚀，且隧道内出现水管腐蚀穿孔；英国地铁有百年历史，由于地铁迷流腐蚀造成了钢筋混凝土塌方事故的发生。

针对杂散电流的影响和危害，杂散电流防护系统采用的原则如下：以治为本，将城市轨道交通杂散电流减少到最低限度；限制杂散电流向轨道外部扩散；通过收集及排流系统，防止向本系统外泄露；加强监测，为运营维护提供依据。

2杂散电流系统接口各专业施工中存在的问题

2.1 杂散电流系统接口划分

杂散电流系统由排流系统和监测系统组成，排流系统由排流柜和排流网组成；监测系统由监测装置、信号转接器、传感器、参比电极及结构钢筋监测点等组成。杂散电流系统施工中土建、轨道、供电专业杂散电流系统接口位置：杂散电流测防端子。土建施工负责在隧道结构中的排流网，并预留杂散电流测防端子，测防端子之间的连接电缆由土建施工单位负责；轨道专业施工负责道床结构中的排流网，并预留杂散电流测防端子，测防端子之间的连接电缆由供电专业负责；供电专业负责排流柜的连接电缆及杂散电流监测系统。

杂散电流系统接口是一项系统性工程，接口管理包括土建、轨道及供电等专业，各专业接口位置示意图如图1所示。由于接口工程大部分是隐蔽工程，一旦成型将很难更改，其系统的质量关系到地铁运营后设备的耐久性。

2.2 土建专业施工中存在问题

土建施工中，经常发现隧道壁杂散电流测防端子未预留等问题。未预留测防端子后果是杂散电流不能通过收集和排流系统排出，杂散电流向本系统以外泄露，造成了系统外的设备电腐蚀。

2.3轨道专业施工中存在问题

土建施工中，经常发现道床杂散电流测防端子未预留等问题。未预留测防端子后果是杂散电流不能通过收集和排流系统排出，杂散电流向本系统以外泄露，造成了系统外的设备电腐蚀。

钢轨对道床的过渡电阻不能满足设计要求，《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中规定：新建线路走行轨与区间主体结构之间的过渡电阻不应小于15Ω・km，对于运行线路不应小于3Ω・km。如北京地铁1期工程中木樨地至崇文门段，其回流轨（即走行轨）对道床绝缘电阻仅为0.16Ω・km（最高值为74.1Ω・km），最低值仅为最高值的0.22%；2期工程环线中，最低值仅为0.849Ω・km（最高值为58.9Ω・km），如此低的过渡电阻会泄露很大的杂散电流。

2.4供电专业施工中存在问题

参比电极施工前存放环境和浸泡时间不符合设计要求，打孔位置不符合设计要求等。上述参比电极施工质量，直接影响杂散电流监测数据的准确性，对运营维护依据产生一定的影响。

综上所述，杂散电流系统是一项系统工程，涉及城市轨道交通土建、轨道、供电、给排水、通信、信号等专业。供电专业负责杂散电流系统调试，土建专业负责隧道排流网施工，轨道专业负责道床排流网施工；给排水专业轨道下交叉管道，采用塑料管或涂复合绝缘材料金属管，并在穿越部位两侧设绝缘法兰盘；通信、信号等专业的所有金属外壳不得与钢轨及杂散电流排流网有任何电气连接。

3 杂散电流系统接口各专业施工管理

杂散电流系统施工包含土建、轨道及供电，相关专业为给排水、通信、信号等专业。做好各专业接口施工管理，确保杂散电流系统及相关专业的施工质量。

3.1接接原则

接接工作是由施工的接收方与交付方共同检查并对是否继续施工做出确认的活动。

（1）接接工作必须按规定的程序办理。凡涉及接口的事项，该接口相关的各方不得单方面进行决定。

（2）接接工作涉及不同单位时，各单位不得以惯例、内部的特殊性或其它理由拒绝接口事项的落实。

（3）接接工作从接口的提出、讨论、处理、实施到反馈等过程必须形成一个信息的闭环，避免造成接接工作的遗漏。

（4）接接的过程和结果必须以正式的书面形式进行记录并签认。不得以口头或非正式的方式作为依据。

（5）接接工作的相关方是指与某接口有关联的各方，包括建设单位、监理单位、施工相关单位等。

（6）接接工作的相关方必须承担起各自的权力和义务，不得以任何理由推托应该承担的义务。

3.2接接程序

地铁供电系统杂散电流系统调试之前，应由建设单位组织监理、施工相关单位，对土建、轨道专业预留杂散电流系统测防端子等进行确认，进行接口工程的交接。

接接分为接口施工工序提前配合检查及接口工程交接验收两个部分。

（1）接口施工工序提前配合检查

1）接付方确认具备与接口接收方提前配合条件时，以书面形式向监理提出接口施工配合申请，监理组织接口工程交、接单位，对接口预留外观进行逐一检查。

2）外观检查如满足设计要求，由三方（监理单位、交付单位、接收单位）确认可进行下道工序；若外观检查不满足设计要求，由监理单位签署整改意见，并进行第二次外观检查，以此类推直到合格为止，经三方确认后可进行下道工序。

3）接口施工的每道工序都应按以上程序进行配合检查，直至最终完成接口施工，具备交接验收条件。

接口施工工序提前配合检查流程图如图2所示。

（2）接口工程交接

1）接口施工全部工序完成后，接付方认为具备交接条件时，可先进行接口自检，做好自检记录。若发现接口存在问题，交付方应与相应设计单位咨询接口整改方案，进行整改。

2）接付方向监理单位提出书面交接申请，由监理单位组织接口各相关单位进行接口工程交接，参与交接的单位应包括接付方、监理单位、接口接收方及建设单位，必要时设计单位和运营单位参加，在交接前，接口接收方应提前做好接口检查，做好记录。

3）若交接的接口工程满足设计要求，参与交接的各方签署书面意见，进行交接。

4）若交接发现存在接口问题时，需提出接口问题申请，并请监理单位签字，通知相关的接口责任部门及建设单位。接口问题申请应包括该接口的描述、与该接口有关系的其它方、要求解决完成的时间等内容。

5）建设单位在接收到接口问题申请时，无论接受与否，均必须给出书面的意见。如果接受该接口问题申请，则通知与该接口有关系的各方在规定的时间内组织接口会议。

6）在接口会议上，各方就接口的细节进行讨论，明确各方在该接口问题中的权利和义务，提出解决的方案和时间表，由建设单位协调督促解决。

接口工程交接程序流程图如图3所示。

4 杂散电流系统接口应用实例

北京地铁十号线二期杂散电流系统工程，由中铁电气化局集团有限公司第一工程有限公司施工，华铁工程咨询有限责任公司监理，以上施工单位作为接收方，接收监理单位通过与土建、轨道及相关接口专业协调配合，确保了杂散电流系统施工的质量。

杂散电流系统接口施工管理是一项系统性工程，作为接收方的监理单位，还存在协调力度不够，相关交付方对杂散电流施工质量还没有引起高度重视，如未预留杂散电流测防端子等问题未及时整改，以上问题在今后施工中应制定相应的具体整改措施，建设单位督促问题的整改完成。上述存在的问题不及时整改，对地铁运营后的设备产生危害，影响地铁设备和设施的耐久性。

5 结语

综合以上的杂散电流系统影响和危害，土建、轨道及供电专业杂散电流系统施工中存在的问题进行分析。杂散电流系统施工中要做好各专业接口的施工管理，确保杂散电流系统施工的质量。

随着地铁施工质量管理的不断提高，建设单位、监理单位、施工单位及设计单位、运营单位对杂散电流系统接接和过程控制，相关专业对杂散电流系统整体施工质量得到了提高，确保了地铁运营的安全性、可靠性、耐久性。

参考文献：

[1] 李增利.地铁杂散电流系统的构成及其施工方法[J] .电气化铁道，2008，（2）.

[2] 林江， 唐华， 于海学.地铁迷流腐蚀及其防护技术[J].建筑材料学报，2002，（3）.

[3] 宋奇吼，李学武，张云太， 等.城市轨道交通供电[M].中国铁道出版社，2012.