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如何解決地鐵使用母線槽的防迷腐蝕?
澆筑樹(shù)脂絕緣母線槽:
1從干電池外殼腐蝕談起:電筒用的干電池,用久了作為負(fù)極的外殼就會(huì)腐蝕穿孔,電鍍鋅也是在直流電的作用下,鋅板不斷“腐蝕”,轉(zhuǎn)移到被鍍物上。前者我們是不希望發(fā)生的,但也是無(wú)法避免的。
過(guò)去上海的公共交通工具——有軌電車(chē),其動(dòng)力為直流電,于是埋在電車(chē)軌道附近的自來(lái)水管,時(shí)間一久就會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔。
江蘇某地有一輸油管道工程,其輸油管道經(jīng)過(guò)一采石場(chǎng),采石場(chǎng)的牽引車(chē)采用直流電,不久輸油管道就發(fā)生穿孔腐蝕。經(jīng)過(guò)南京某科研單位的測(cè)試,證實(shí)是采石場(chǎng)的直流電源所致。在更換輸油管道時(shí),為了避免輸油管道再次被腐蝕,輸油管道采取絕緣處理,并增加了犧牲陽(yáng)極的方法保護(hù)輸油管道。
2何為“迷流”:上海地鐵列車(chē)的動(dòng)力,采用直流1500V電源,因此也必然存在一個(gè)腐蝕問(wèn)題,為表述方便,用”迷流”兩字表示電腐蝕現(xiàn)象。“迷流”是從日本引入的名詞,實(shí)際上就是專業(yè)書(shū)上論述的雜散電流。
地鐵列車(chē)的直流電,從隧道內(nèi)的架空線進(jìn)入列車(chē)的直流電機(jī),再?gòu)牧熊?chē)的軌道回到電源。但電流除了沿軌道回到電源外,有一部分電流(稱之謂”迷流”)會(huì)從軌道向周?chē)牡孛媪魃⒊鋈ィ@部分電流在流過(guò)其它金屬物體時(shí),就會(huì)使這部分金屬發(fā)生電腐蝕。
需要指出的是:”迷流”不是迷失方向的電流,它只是不完全依照規(guī)定的回路流動(dòng),但最終還是回到電源。
3金屬橋架的防迷流腐蝕:為了防止迷流引起的電腐蝕,減少迷流是一個(gè)極為重要的方法,因此地鐵的軌道采取與地面間的多重絕緣措施,但絕緣再好,也不可能做到完全絕緣,迷流總是存在的,只是大小不同而已。
防止迷流的另一措施是加強(qiáng)被保護(hù)物與地之間的絕緣,不使被保護(hù)物與地構(gòu)成回路。例如上海地鐵1號(hào)線中采用的金屬電纜橋架,在隧道內(nèi)固定時(shí),采用加尼龍絕緣套的金屬膨脹螺栓,要求橋架的每一只金屬支架對(duì)地絕緣電阻保持在15kΩ以上。測(cè)量時(shí)用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量橋架支架與混凝土隧道內(nèi)的主鋼筋的絕緣電阻。實(shí)踐證明,每只金屬支架對(duì)地絕緣可以達(dá)到15KΩ以上,但當(dāng)橋架安裝結(jié)束后,測(cè)量橋架對(duì)地的絕緣電阻為零。為什么會(huì)產(chǎn)生這一結(jié)果,因?yàn)榛炷烈彩菍?dǎo)電的。尤其是隧道內(nèi)的混凝土有一定的濕度時(shí),尼龍絕緣套無(wú)法使支架與混凝土之間達(dá)到高度的絕緣,支架并聯(lián)的結(jié)果使聯(lián)成一體的橋架對(duì)地絕緣電阻降到零,導(dǎo)電無(wú)法避免,因此上海地鐵2號(hào)線就不采用此無(wú)效的方法。
所謂不使被保護(hù)物與地構(gòu)成回路,即采取一點(diǎn)接地的方法達(dá)到保護(hù)接地的目的,但要使金屬橋架只有一點(diǎn)與地通,同樣是做不到的。
4母線槽防迷流腐蝕:采用金屬外殼的母線槽,為了安全,外殼必須可靠接地。但采取一點(diǎn)接地既不可靠,又難以做到,因此存在迷流的場(chǎng)所,若采用具有金屬外殼的母線槽,外殼的腐蝕是難以避免的。
澆筑母線槽用高強(qiáng)度的復(fù)合樹(shù)脂作為絕緣材料,同時(shí)兼作外殼。由于樹(shù)脂不導(dǎo)電,迷流不可能在澆筑母線槽表面上流動(dòng),因此也不存在令人頭痛的迷流腐蝕問(wèn)題。用樹(shù)脂作外殼必須具備如下條件:抗沖擊、抗短路產(chǎn)生的電動(dòng)力、低溫不開(kāi)裂、高溫不熔化。澆筑母線槽,采用的復(fù)合高強(qiáng)度樹(shù)脂,能抗6焦耳的外力沖擊;能經(jīng)受80kA的短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力而不發(fā)生開(kāi)裂;能經(jīng)受零下40℃的低溫不開(kāi)裂;能在高溫950℃的情況下保持工作90min以上,因此是一種非常優(yōu)良的外殼材料。澆筑母線槽采用的復(fù)合樹(shù)脂具有優(yōu)良的電氣性能,相間耐壓可達(dá)到5000V以上。由于采用這種復(fù)合樹(shù)脂,JDR母線槽的外殼防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68等級(jí),即可以長(zhǎng)期在水中工作,因此在隧道或電纜溝內(nèi)采用這種母線槽也是安全的。
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