Разработка метода оценки влияния блуждающих токов метрополитена на чугунную тоннельную обделку и определение рациональной сферы применения активных способов ее защиты

• Автор: Бондаренко, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 05.22.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 257 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
1. НАПРАВЛЕННОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЛИЯНИЯ БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ МЕТРОПОЛИТЕНА НА ТОННЕЛЬНУЮ ОБДЕЛКУ

1.1. Сравнительный анализ научноисследовательских работ . Ю

1.2. Особенности распределения токов утечки в тоннелях метрополитена

1.3. Механизм и кинетика электрокоррозии серого чугуна тоннельной обделки .

I Методы определения потенциального состояния тоннельной обделки

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕКТРСКОРРО ЗИ0НН0Е СОСТОЯНИЕ ТОННЕЛЬНОЙ ОБДЕЛКИ, И МЕТОДОВ ИХ КОНТРОЛЯ

2.1. Методика лабораторных исследований

2.2. Определение критерия электрокоррозионной опасности для чугунной тоннельной обделки .
2.3. Определение стационарного потенциала чугуна тоннельной обделки в контакте с разными средами
2.4. Определение поляризационной и омической составляющих потенциала тоннельной обделки
2.5. Выводы по главе .
Стр.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКОРАСПРЕЦЕЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ РЕЛЬС ОБДЕЛКА ЗЕМЛЯ
3.1. Постановка задачи. Выбор метода исследования
3.2. Обоснование эквивалентной схемы замещения системы рельсобделка земля .
3.3. Выбор физической модели
3.4. Принципы физического моделирования на блочном универсальном сеточном электроинтеграторе БУСЭ .
3.5. Распределение токов и потенциалов в системе рельс обделка земля при однородных электрических параметрах
3.6. Распределение токов и потенциалов в системе рельс обделка земля при неоднородных электричес
ких параметрах
3.7. Исследование влияния путевого бетона на распределение токов и потенциалов системы рельс
обделка земля .
3.8. Интегральные токи утечки системы рельс обделказемля .
3.9. Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ТОННЕЛЬНОЙ ОБДЕЛКЕ С УЧТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ГЕОМЕТРИИ ПУТЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ И ТОННЕЛЯ
4.1. Поверхностные неравномерности токораспределения по тоннельной обделке, определяющие максималь ную плотность тока утечки М
Стр.
4.2. Геометрический коэффициент неравномерности токораспределения по внутренней поверхности тоннельной обделки . I
4.3. Геометрический коэффициент неравномерности токораспределения по внешней поверхности тоннельной
обделки Ш
4.4. Коэффициент приведения токов утечки с тоннельной обделки к действительной площади отекания
4.5. Оценка неравномерности токораспределения по внутренней поверхности тоннельной обделки .
4.6. Исследование распределения тока в щели мек
ду бортовыми поверхностями прилегающих тюбингов
4.7. Оценка электрокоррозионной опасности блук дающих токов метрополитена для тоннельной обделки .
4.8. Выводы по главе
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ТОННЕЛЬНЫХ
ОБДЕЛОК И РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО РАЦИОНАЛЬНОЙ
СФЕРЕ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ
5.1. Дренажная защита тоннельной обделки
5.2. Катодная защита тоннельной обделки .
5.3. Рациональная сфера применения активных способов защиты тоннельной обделки
5.4. Техникоэкономическое обоснование эффективности применения методики оценки электрокоррозионного состояния тоннельной обделки .
5.5. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ .
ЛИТЕРАТУРА


В местах стенания тока с поверхностей металла в этом случае металл является анодом происходит его частичное разрушение унос металла, приводящее к постепенному повреждению конструкции. В местах втекания тока катодное состояние коррозионного разрушения металла не происходит. Таким образом, в зоне тяговой нагрузки следует ожидать повреждения рельсов, деталей рельсовых скреплений и внешней по верхности обделки. У ТП, в зонах возврата тока в рельсы, по вреждению может подвергаться только внутренняя поверхность об делки и расположенные на ней конструкции. Данный факт расположение источника блуждающих токов внутри тоннеля и пути прохождения токов утечки говорит о том, что для тоннелей метрополитена оценку электрокоррозионного состояния обделки необходимо давать как для внешней, так и для внутренней поверхностей тоннеля, что отличает его, например, от таких сооружений, как трубопроводы большого диаметра, где оценку исследуемого состояния дают только для внешней его поверхности. На распределение токов утечки с рельсовой сети могут влиять конструктивные особенности тоннеля и прежде всего форма путевого основания по поперечному сечению тоннеля, наличие щелей между бортовыми поверхностями прилегающих тюбингов, залегание трассы тоннеля относительно поверхности земли и соседнего со
оружения тоннеля. Локальное понижение переходного сопротивления рельс обделка способствует концентрации токов утечки с рельсовой сети. В зависимости от места расположения участка И лок концентри рованному воздействию токов утечки может быть подвержена либо внешняя в анодной зоне потенциалов рельс обделка р0 , либо внутренняя в катодной зоне потенциалов V р0 поверх ность обделки. Естественно предположить, что величина этого воздействия при прочих равных условиях будет зависеть от протяженности участка с К ЛЖ , то есть от 1, лок и степени пони жения я лок. Яр. Ом. ТП, км. Поэтому составляющие формулы 1. Тяговая нагрузка определяется числом вагонов, профилем пути, режимом ведения, и для каждого участка, как показали исследования, является какойто определенной величиной. Определяющим параметром выражения 1. Д для метрополитенов практически кратна , То есть, в целях уменьшения А У необходимо стремиться к уменьшению расстояния между нагрузкой и ТП. Именно поэтому с пози ций уменьшения блуждающих токов для метрополитенов предпочти тельной является система децентрализованного распределенного электроснабжения, когда ТП располагаются на каждой станции. При большем расстоянии между ТП, то есть при системе централизованного питания, когда ТП располагаются через км, потенциалы Ур0 а значит, и токи утечки значительно возрастают. Вопрос о выборе расстояний между ТП рассматривается на стадии проектирования и определяется рядом позиций , , , . Потенциалы возрастают и при увеличении числа поездов, одновременно находящихся на мекподстанционной зоне. На величину потенциалов рельсов влияет также равномерность распределения тяговой нагрузки между ТП, зависящая от уровня выпрямленного напряжения на их шинах. Величине К р0 зависит от электрического сопротивления шпал и путевого основания, которое зависит от влажности воздуха внутри тоннелей, наличия течей на путь, особенно содержащих агрессивные компоненты хлориды, сульфаты и другие, и может изменяться в широких пределах. Отметим, что в условиях тоннелей метрополитена путевым основанием, как правило, является бетон и только на небольших участках в камерах съезда щебеночный балласт, поэтому все рассуждения относительно изменений В р0 будут относиться к путевому бетону. Так, например, в достаточно сухом тоннеле НевскоВасилеостровской линии Ленметрополитена С, влажность , полное отсутствие течей уровень значений И р0 достигает Ом. Бакметрополитена, где влажность , имеются течи, эта величина составляет 0,,5 Ом. Расчтами и практикой эксплуатации метрополитенов показано, что для значительного снижения блуждающих токов без участков с локальным понижением изоляции рельсовой сети достаточно поддерживать р0 не ниже уровня 1,5 Ом. В процессе эксплуатации линий метрополитена величина р0 не является постоянной, причем многочисленными измере ниями установлены следующие характерные закономерности.