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地鐵普遍采用直流牽引供電、走行軌回流的供電方式，走行軌作為牽引電流的回流通路，其縱向電阻決定了回流的通暢性，其對(duì)地過(guò)渡電阻決定了系統(tǒng)回流電流的泄漏情況。由于走行軌自身存在一定的縱向電阻，回流電流流經(jīng)走行軌時(shí)軌地之間會(huì)存在一定的電位，即鋼軌電位；而走行軌無(wú)法做到完全與地絕緣，當(dāng)回流電流流經(jīng)走行軌時(shí)，部分回流電流會(huì)從走行軌泄漏，流至周邊介質(zhì)中，形成雜散電流。鋼軌電位過(guò)高不但會(huì)引起鋼軌電位限制裝置頻繁動(dòng)作，增加雜散電流的泄漏量，還會(huì)引起系統(tǒng)框架保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致大范圍停電事故發(fā)生；雜散電流會(huì)對(duì)地鐵自身主體結(jié)構(gòu)鋼筋及周邊埋地金屬管線產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，影響系統(tǒng)的運(yùn)行安全。走行軌縱向電阻直接決定系統(tǒng)回流的通暢性，從而影響系統(tǒng)鋼軌電位的大小，而走行軌對(duì)地電阻的大小決定了系統(tǒng)回流電流泄漏量的大小。為此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在施工階段、運(yùn)營(yíng)階段應(yīng)對(duì)走行軌縱向電阻及過(guò)渡電阻進(jìn)行測(cè)量，以保證其符合標(biāo)準(zhǔn)要求，從而降低系統(tǒng)鋼軌電位與雜散電流的幅值。根據(jù)施工、運(yùn)營(yíng)階段條件不同，走行軌縱向電阻及對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)量方法不同，相關(guān)學(xué)者已對(duì)其開(kāi)展一定的研究。根據(jù)其測(cè)試方法的不同，可分為離線測(cè)試及在線測(cè)試兩類。行業(yè)曲線可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度由于全線走行軌采用無(wú)縫焊接方式，對(duì)其縱向電阻及對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)量帶來(lái)一定難度，傳統(tǒng)伏安測(cè)試法在走行軌全線焊接后無(wú)法開(kāi)展有效檢測(cè)。當(dāng)前，針對(duì)走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻在線檢測(cè)技術(shù)成為熱點(diǎn)，通過(guò)系統(tǒng)在線運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)檢測(cè)，計(jì)算走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻，不僅可以提高參數(shù)檢測(cè)精度，同時(shí)可以反映過(guò)渡電阻連續(xù)變化狀態(tài)。本文針對(duì)走行軌縱向電阻及對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)量技術(shù)進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)比不同檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景，為上述參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量提供技術(shù)支撐。

走行軌縱向電阻測(cè)量方法

走行軌縱向電阻直接影響牽引電流回流的通暢性，若縱向電阻過(guò)高，回流不通暢，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)鋼軌電位升高，雜散電流泄漏量增加，影響系統(tǒng)的運(yùn)行安全。同時(shí)，走行軌縱向電阻的測(cè)試也是過(guò)渡電阻測(cè)試的基礎(chǔ)。為此，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了走行軌縱向電阻的限值要求。CJJ49《地鐵雜散電流防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，走行軌應(yīng)焊接成長(zhǎng)軌，上下行走行軌并聯(lián)后其單位長(zhǎng)度縱向電阻的阻值應(yīng)小于0.01Ω/km。IEC62128－2：2013及GBT28026.2－2018中也對(duì)走行軌縱向電阻的限值提出要求。針對(duì)走行軌縱向電阻的測(cè)量方法，根據(jù)其所處時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同其測(cè)量方法也有所區(qū)別。在軌條出廠或現(xiàn)場(chǎng)未焊接階段，各軌條之間相互獨(dú)立，未焊接為長(zhǎng)軌，在進(jìn)行走行軌縱向電阻測(cè)量時(shí)可利用伏安法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)施加幅值較大的直流電流，其檢測(cè)原理圖如圖1所示。如圖1所示，利用直流電流源向走行軌條上施加一定的直流電流I，利用毫伏表測(cè)量一定長(zhǎng)度L的走行軌條上壓降U，根據(jù)走行軌長(zhǎng)度及電壓和電流值，即可計(jì)算出走行軌條的縱向電阻。該測(cè)量方法簡(jiǎn)單，但僅適用于走行軌未全線焊接的情況。若走行軌焊接后，施加到走行軌條上的電流路徑不確定，難以用該方法準(zhǔn)確確定走行軌的縱向電阻。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在全線走行軌焊接后，走行軌縱向電阻測(cè)量方法如圖2所示。該測(cè)量方法適用于全線走行軌焊接后，在測(cè)試過(guò)程中需避免所選區(qū)段中存在走行軌焊接點(diǎn)。上述走行軌測(cè)試方法可有效針對(duì)不同階段走行軌縱向電阻進(jìn)行測(cè)量，以評(píng)估走行軌縱向電阻的幅值和變化。

走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)量方法

走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻直接影響雜散電流的泄漏情況，走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻值低，泄漏電流幅值越大。為限制系統(tǒng)雜散電流的幅值水平，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻的限值要求。CJJ49《地鐵雜散電流防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，新建線路修行鬼與隧洞主體結(jié)構(gòu)或者大地之間的過(guò)渡電阻不應(yīng)小于15Ω·km，已運(yùn)行的線路不應(yīng)小于3Ω·km。IEC62128－2：2013及GBT28026.2－2018中也對(duì)走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻的限值提出要求。針對(duì)走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻的測(cè)量方法，根據(jù)其所處時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同其測(cè)量方法也有所區(qū)別。在施工階段走行軌為局部區(qū)段焊接、未全線焊接情況下，可利用伏安法對(duì)走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻進(jìn)行測(cè)量，其方法如圖3所示。如圖3所示，在短軌階段，通過(guò)在走行軌與大地之間施加直流電流I，并檢測(cè)走行軌與大地之間的電壓U，來(lái)計(jì)算一定長(zhǎng)度L的走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻幅值。該檢測(cè)方法僅適用于走行軌未全線焊接，仍為短軌階段的過(guò)渡電阻測(cè)試。當(dāng)走行軌全線焊接后，區(qū)段走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)試方法如圖4所示。上述測(cè)試方法適用于施工階段全線走行軌已焊接情況，或線路運(yùn)行階段夜間停運(yùn)后對(duì)過(guò)渡電阻進(jìn)行離線檢測(cè)的情況。上述測(cè)量方法為走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻離線測(cè)量方法，雖然可以適用于不同階段走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)試，但也存在工作量大，耗人力物力多，不能連續(xù)反映走行軌過(guò)渡電阻狀態(tài)連續(xù)變化情況的問(wèn)題。為此，相關(guān)走行軌對(duì)地過(guò)渡電阻在線監(jiān)測(cè)方法也在不斷的研究和應(yīng)用。

總結(jié)

本文針對(duì)地鐵走行軌縱向電阻及對(duì)地過(guò)渡電阻測(cè)量技術(shù)進(jìn)行分析和總結(jié)，對(duì)比了不同測(cè)量方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景。由于線路施工、運(yùn)營(yíng)不同階段走行軌所處狀態(tài)不同，不同測(cè)試方法效果有較大區(qū)別。在實(shí)際線路檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)和走行軌狀態(tài)選擇不同測(cè)量方法，以提高參數(shù)檢測(cè)準(zhǔn)確性。同時(shí)，在參數(shù)檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)選擇合適的檢測(cè)設(shè)備參數(shù)，以適用于實(shí)際線路的走行軌縱向電阻及過(guò)渡電阻檢測(cè)。

作者：段盼盼