BS EN 50162-2004 直流系統(tǒng)中雜散電流引起腐蝕的防護(hù)

1、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn) BS EN 50162:2004直流系統(tǒng)中雜散電流引起腐蝕的防護(hù)引言來(lái)源于直流系統(tǒng)的雜散電流可以通過(guò)腐蝕，雜散電流腐蝕，在埋地或水下的金屬構(gòu)筑物上引起嚴(yán)重的材料損壞（見附錄A）。特別是，長(zhǎng)的埋地水平構(gòu)筑物，例如管道和金屬護(hù)套電纜，可能處在這種類型腐蝕的危險(xiǎn)中。因?yàn)楦g損壞可以在暴露于雜散電流中很短的時(shí)間后就出現(xiàn)，因此在早期階段為保護(hù)措施做準(zhǔn)備并定期檢查這些措施的效果是很重要的。本標(biāo)準(zhǔn)描述了一些適當(dāng)?shù)拇胧?，可以用于干擾直流系統(tǒng)，如果必要的話，也可以用在正暴露于或?qū)?huì)暴露于雜散電流腐蝕中的構(gòu)筑物上。本標(biāo)準(zhǔn)也給出了確定何時(shí)采取這些措施的一些測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。用于直流干擾構(gòu)筑物的測(cè)量技術(shù)見EN 13

2、509。本標(biāo)準(zhǔn)記錄的措施旨在應(yīng)對(duì)雜散電流腐蝕。至于有效應(yīng)對(duì)其他類型腐蝕，應(yīng)該采取其他相應(yīng)措施。1. 范圍本標(biāo)準(zhǔn)確立了在埋地或水下金屬構(gòu)筑物上最小化雜散電流腐蝕效果而采取的一般原則。本標(biāo)準(zhǔn)旨在為以下方面提供指導(dǎo)： 可能產(chǎn)生雜散電流的直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； 將要埋地或水下的金屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)； 可能遭受雜散電流腐蝕的金屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)； 適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施的選擇。本標(biāo)準(zhǔn)主要處理埋地或水下金屬構(gòu)筑物上的外部雜散電流腐蝕。但是，雜散電流腐蝕也可能在包含電解質(zhì)的系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生，例如，在水管道的接近絕緣接頭處或高電阻管接頭處。這些情況在本標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)處理，但是這里提出的原則和措施一般可適于最小化干擾效果。雜散電流還

3、可以引起其他后果，如過(guò)熱。這些不包括在本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)?？梢允闺娏髁魅氪蟮鼗蛉魏纹渌娊赓|(zhì)（無(wú)論有意或無(wú)意）的直流系統(tǒng)，包括： 直流牽引系統(tǒng)； 無(wú)軌電車系統(tǒng)； 直流電源系統(tǒng)； 工業(yè)區(qū)的直流設(shè)備； 直流通信系統(tǒng)； 陰極保護(hù)系統(tǒng)； 高電壓直流（HVDC）傳輸系統(tǒng)； 直流軌道電路信號(hào)系統(tǒng)。對(duì)于牽引系統(tǒng)的雜散電流，EN 50122-2給出了最小化其產(chǎn)生的要求以及最小化其在鐵路系統(tǒng)內(nèi)的影響的要求?？赡鼙浑s散電流影響的系統(tǒng)包括埋地或水下的金屬構(gòu)筑物，例如：a) 管道；b) 金屬護(hù)套電纜；c) 儲(chǔ)罐和容器；d) 接地系統(tǒng)；e) 鋼筋混凝土；f) 鋼管樁。帶有雜散電流的被影響的構(gòu)筑物，例如管道或電纜，本身可能影響到其

4、他附近的構(gòu)筑物（見條文8）。本標(biāo)準(zhǔn)不闡述交流雜散電流的影響。在懷疑存在交流雜散電流的地方，應(yīng)小心地對(duì)各個(gè)部件采取措施，因?yàn)榇嬖诟吒袘?yīng)電壓的危險(xiǎn)。如果交流雜散電流干擾存在，本標(biāo)準(zhǔn)提出的標(biāo)準(zhǔn)將不適用。2. 規(guī)范性的參考下列被參考的文獻(xiàn)對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的適用是必不可少的。對(duì)于有日期的參考，只有引用的版本才適用。對(duì)于未注日期的參考，參考的文獻(xiàn)最新版本（包括增訂內(nèi)容）才適用。EN 50122-2: 1998, Railway applications - Fixed installations - Part 2: Protective provisions against the effects of str

5、ay currents caused by d.c. traction systemsEN 12954: 2001, Cathodic protection of buried or immersed metallic structures General principles and application for pipelinesEN 13509: 2003, Cathodic protection measurement techniques3. 定義3.1 涂層 (coating)電絕緣覆蓋層，敷在金屬表面上，通過(guò)阻止電解質(zhì)和金屬表面的接觸來(lái)提供腐蝕保護(hù)。3.2 排流 (electr

6、ical drainage)通過(guò)故意的跨接，將雜散電流從受影響的構(gòu)筑物轉(zhuǎn)移到電流源注：對(duì)于排流裝置，見直流排流連接跨接，單向排流跨接和強(qiáng)制排流跨接3.3 直流排流跨接 (direct drainage bond)在受影響的構(gòu)筑物和雜散電流源之間通過(guò)直接跨接來(lái)提供排流的裝置。這種跨接可以包括串聯(lián)電阻以限制電流。3.4 強(qiáng)制排流跨接 (forced drainage bond)在受影響的構(gòu)筑物和雜散電流源之間通過(guò)跨接來(lái)提供排流的裝置。這種跨接包括獨(dú)立的直流電源以增強(qiáng)電流的轉(zhuǎn)移。3.5 單向排流跨接 (unidirectional drainage bond)在受影響的構(gòu)筑物和雜散電流源之間通過(guò)單向

7、跨接來(lái)提供排流的裝置。這種跨接包括諸如二極管這樣的裝置以確保電流只沿著一個(gè)方向流動(dòng)。4. 信息交換和合作在埋地或水下的金屬構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)期間，應(yīng)該考慮到引起以及遭受雜散電流干擾的可能性，以便滿足條文6提到的標(biāo)準(zhǔn)。埋地或水下的金屬構(gòu)筑物上的電干擾問(wèn)題應(yīng)該在以下幾點(diǎn)上予以考慮： 金屬構(gòu)筑物的業(yè)主可以用他認(rèn)為最合適的方法來(lái)實(shí)施腐蝕防護(hù)。但是，對(duì)鄰近構(gòu)筑物的電干擾應(yīng)該維持在規(guī)定的限度內(nèi)； 雜散電流，特別是來(lái)源于直流牽引系統(tǒng)的雜散電流，與回流回路設(shè)計(jì)直接相關(guān)。這意味著可能對(duì)雜散電流進(jìn)行限制但不能完全消除； 在可能受到影響的其它構(gòu)筑物存在的地方，將干擾維持在規(guī)定限度內(nèi)的要求適用于所有受影響的構(gòu)筑物。通過(guò)參與

8、各方之間的協(xié)議，合作和信息交換，這一目標(biāo)可以完美地實(shí)現(xiàn)。信息交換和合作是很重要的，應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段和系統(tǒng)運(yùn)行期間就貫徹執(zhí)行。這樣一來(lái)，就可以評(píng)估可能的效果，合適的預(yù)防措施以及補(bǔ)救措施。下列信息應(yīng)該交換：1) 新埋地金屬構(gòu)筑物的詳細(xì)情況；2) 陰極保護(hù)設(shè)置或重要的改造；3) 直流牽引系統(tǒng)設(shè)置或重要的改造；4) HVDC運(yùn)輸線路設(shè)置或改造。協(xié)議和合作可以更有效地實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)定期的會(huì)議得以維持（與會(huì)者包括當(dāng)事方，委員會(huì)或其它可以指定信息交換程序和規(guī)程的協(xié)會(huì)）。5. 雜散電流干擾的確認(rèn)和測(cè)定5.1 確認(rèn)在由于直流干擾而可能存在腐蝕危險(xiǎn)的地方，對(duì)這種情況的分析應(yīng)該考慮電學(xué)性能，可能的干擾源的位置，以及陰

9、極保護(hù)例行測(cè)量過(guò)程中記錄的異常狀況。確認(rèn)雜散電流干擾有四種中主要方法，即測(cè)量下列一項(xiàng)或多項(xiàng)： 構(gòu)筑物相對(duì)電解質(zhì)的電位波動(dòng)； 構(gòu)筑物相對(duì)電解質(zhì)的正常電位的偏離； 電解質(zhì)中的電壓梯度； 管道試片或金屬電纜護(hù)套的線電流。雜散電流干擾確認(rèn)后，必須進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)定以評(píng)估腐蝕的危險(xiǎn)。5.2 測(cè)量5.2.1 總則為了評(píng)估雜散電流引起的金屬構(gòu)筑物腐蝕的危險(xiǎn)，應(yīng)該考慮受影響構(gòu)筑物的正電位轉(zhuǎn)移（見6.1）。如果金屬構(gòu)筑物的陰極腐蝕（見附錄A和EN 12954）可能發(fā)生，則腐蝕危險(xiǎn)也應(yīng)該以構(gòu)筑物的電位的負(fù)轉(zhuǎn)移做參考進(jìn)行評(píng)估（見6.2）。構(gòu)筑物相對(duì)土壤的電位應(yīng)該相對(duì)參考電極（直接設(shè)置于被干擾的構(gòu)筑物之上）進(jìn)行測(cè)量。為

10、了確定雜散電流的極性和/或大小，可以采用兩個(gè)參考電極的電位梯度進(jìn)行測(cè)量。其中一個(gè)參考電極應(yīng)該直接設(shè)置在暴露于干擾中的構(gòu)筑物之上，另一個(gè)（理想地）設(shè)置于距離不少于10 m遠(yuǎn)處。測(cè)量埋片或測(cè)試探針上的電流大小和/或方向以及電位轉(zhuǎn)移，可以幫助評(píng)估可能的腐蝕危險(xiǎn)。測(cè)量技術(shù)，取樣間隔和讀數(shù)的次數(shù)應(yīng)能提供代表性數(shù)據(jù)。為了確保精確測(cè)量，應(yīng)仔細(xì)選擇合適的電壓記錄儀器，并考慮輸入阻抗，取樣間隔（或圖移速率）以及信號(hào)調(diào)節(jié)和過(guò)濾。測(cè)量技術(shù)記載于EN 13509。5.2.2 非波動(dòng)干擾如果是非波動(dòng)干擾的情況，電解質(zhì)中的構(gòu)筑物相對(duì)電解質(zhì)的電位或電壓梯度應(yīng)當(dāng)在雜散電流源運(yùn)行中和不運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測(cè)量。這兩種條件下的測(cè)量值應(yīng)該互

11、相比較。如果雜散電流源不能暫時(shí)關(guān)閉，干擾應(yīng)該由不同雜散電流源運(yùn)行條件下的測(cè)試外推得到。5.2.3 波動(dòng)干擾在測(cè)量的電位或電壓降波動(dòng)的地方，例如由來(lái)自直流牽引系統(tǒng)的干擾引起的波動(dòng)，測(cè)量應(yīng)采用連續(xù)圖標(biāo)記錄器或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄儀來(lái)進(jìn)行。記錄應(yīng)當(dāng)包括預(yù)期最大干擾的時(shí)期，以及（如果可能的話）無(wú)干擾的時(shí)期。許多干擾源會(huì)在24 h內(nèi)顯示出最大和最小水平。還建議記錄受影響系統(tǒng)的測(cè)量值，并同時(shí)記錄雜散電流源的運(yùn)行參數(shù)，從而使雜散電流和其源頭之間呈現(xiàn)清楚的聯(lián)系。干擾系統(tǒng)的非運(yùn)行期間記錄的值應(yīng)該被認(rèn)為是正常電位或未受影響電位。注：應(yīng)該于非運(yùn)行期間在干擾系統(tǒng)未斷電的地方進(jìn)行評(píng)斷。6. 雜散電流干擾的標(biāo)準(zhǔn)6.1 陽(yáng)極干擾構(gòu)

12、筑物上的正電位轉(zhuǎn)移造成了陽(yáng)極干擾（見附錄A）。6.1.1 無(wú)陰極保護(hù)的構(gòu)筑物如果正電位轉(zhuǎn)移U低于表1給出的標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)陰極保護(hù)的構(gòu)筑物上的陽(yáng)極干擾（見附錄B）是可接受的。注1 可接受的正電位轉(zhuǎn)移U（歐姆電壓降，即IR降）與電解質(zhì)電阻率有關(guān)，因?yàn)闇y(cè)得的電位轉(zhuǎn)移的IR降部分隨著電阻率的增加而增加（見附錄C）注2 很難評(píng)估在電位迅速波動(dòng)的地方陽(yáng)極干擾是否滿足表1的接受標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)電位偏移的持續(xù)時(shí)間和程度超出標(biāo)準(zhǔn)的情況，應(yīng)判斷該偏移是否可以接受。這種判斷的基礎(chǔ)可以是偏移的持續(xù)時(shí)間和頻度，或者平均電位轉(zhuǎn)移。如果判斷的結(jié)果是無(wú)定論的，則應(yīng)該進(jìn)行無(wú)IR的電位測(cè)量，并且表1第三欄的標(biāo)準(zhǔn)可以適用。表1 未受陰極保護(hù)的

13、埋地或水下的金屬構(gòu)筑物的可接受的正電位轉(zhuǎn)移U結(jié)構(gòu)金屬電解質(zhì)的電阻率 ( m)最大正電位轉(zhuǎn)移U (mV)(包括IR降)最大正電位轉(zhuǎn)移U (mV)(不包括IR降)鋼，鑄鐵2003002015-2001.5 x *20<152020鉛1 x *埋地混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼200*的單位是 m6.1.2 具有陰極保護(hù)的構(gòu)筑物如果無(wú)IR的電位處于保護(hù)電位范圍之外（見EN 12954），處于陰極保護(hù)中的構(gòu)筑物應(yīng)該被認(rèn)為是暴露在不可接受的雜散電流干擾中。為了評(píng)價(jià)雜散電流干擾的可接受性，應(yīng)考慮安裝測(cè)試探針和試片。在具有波動(dòng)干擾的情況下，附錄D記載的電流探針測(cè)量法也可以用來(lái)評(píng)價(jià)干擾的可接受性。

14、如果在特殊情況下（例如在直流牽引影響下），有原因質(zhì)疑所使用的測(cè)量方法的精確性，可以使用其他測(cè)量技術(shù)（例如試片失重法）來(lái)確定該構(gòu)筑物是受陰極保護(hù)的。測(cè)量應(yīng)在干擾系統(tǒng)正常運(yùn)行期間進(jìn)行。6.2 陰極干擾如果干擾導(dǎo)致無(wú)IR的電位比限定的無(wú)IR的電位更負(fù)（見EN 12954），則雜散電流引起的陰極干擾（見附錄B）之高應(yīng)該被認(rèn)為是難以接受的。在構(gòu)筑物的某部分上由陰極干擾引起的負(fù)電位轉(zhuǎn)移（通常）意味著存在遭受陽(yáng)極干擾的其他部分（見6.1）。如果測(cè)到了極負(fù)電位轉(zhuǎn)移（例如U>500 mV，包括IR降），則推薦檢測(cè)具有陽(yáng)極電位轉(zhuǎn)移的區(qū)域以證實(shí)符合6.1。在干擾系統(tǒng)的非運(yùn)行期間記錄的值應(yīng)被認(rèn)為是正常電位或未影

15、響的電位。7. 雜散電流干擾的減少改造電流源7.1 總則為了最小化雜散電流干擾效果而采取的措施應(yīng)始于干擾源。如果這些措施不實(shí)際或無(wú)效，則注意力應(yīng)轉(zhuǎn)移到被干擾的構(gòu)筑物。在有些情況下，有必要在構(gòu)筑物和干擾源上同時(shí)采取干擾減少措施，從而達(dá)到一個(gè)可接受的干擾水平。有時(shí)，干擾源來(lái)自被干擾的構(gòu)筑物本身，即所謂的二次干擾。在這種二次干擾存在的地方，建議首先改造干擾的最初源頭。如果不可能改造此最初源頭的話，二次干擾的源頭必須改造。7.2 原則在正常運(yùn)行條件下，大地不應(yīng)該用于攜帶任何直流電流。本原則的例外見7.5，7.7，7.8。本身是干擾源的構(gòu)筑物不應(yīng)連接到外來(lái)的埋地或水下的金屬構(gòu)筑物上，除非出于安全或雜散電

16、流腐蝕防護(hù)的因素的考慮這樣的連接很有必要。7.3 工業(yè)區(qū)的直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)的所有導(dǎo)體（例如直流電源系統(tǒng)，直流焊接設(shè)備）應(yīng)與大地絕緣。當(dāng)出于某些原因，如人員安全，有必要接地或等電位跨接時(shí)，應(yīng)特別小心避免僅在一點(diǎn)上的雜散電流（如接地）。焊接電流電路應(yīng)盡可能短。接地的金屬構(gòu)筑物，如鐵路或起重機(jī)軌道，高架管道跨越或埋地管道，不應(yīng)用來(lái)導(dǎo)流。7.4 港口的直流系統(tǒng)7.4.1 起重機(jī)港口的新起重機(jī)設(shè)置應(yīng)設(shè)計(jì)為交流運(yùn)行，在使用時(shí)可以局部產(chǎn)生起重機(jī)運(yùn)行需要的任何直流電流。每個(gè)攜帶直流電流的導(dǎo)體應(yīng)與大地絕緣。如果直流電起重機(jī)系統(tǒng)不與地連接就無(wú)法運(yùn)行的話（正如現(xiàn)有設(shè)置的情況），應(yīng)采取特殊措施以避免由安裝絕緣回流導(dǎo)體

17、引起的雜散電流。如果埋地金屬構(gòu)筑物的雜散電流干擾之高難以接受的話，應(yīng)該提供雜散電流排流系統(tǒng)。7.4.2 碼頭邊的直流電焊接站每艘船應(yīng)由一個(gè)或幾個(gè)獨(dú)立的碼頭邊的焊接站進(jìn)行服務(wù)。服務(wù)幾艘船的直流電焊接系統(tǒng)可能是存在于船之間的能引起系纜樁或擋泥板嚴(yán)重腐蝕損壞的一個(gè)雜散電流源，因?yàn)榇g的等電位跨接不能大大降低雜散電流干擾。使焊接設(shè)備運(yùn)行的連接應(yīng)是直接跨接于船身，比如通過(guò)焊接。注：這些問(wèn)題可以通過(guò)在船上設(shè)置焊接站來(lái)解決。7.4.3 船的直流電源船上的直流電系統(tǒng)（特點(diǎn)在于完全與大地絕緣并具有大地保護(hù)繼電器）可以從海岸上供應(yīng)直流電。如果船上的直流電系統(tǒng)的特點(diǎn)在于單相接地，則應(yīng)向船提供交流電，并在船上整流以

18、用于直流電系統(tǒng)。7.5 直流通信系統(tǒng)所有通信系統(tǒng)應(yīng)這樣設(shè)計(jì)：沒(méi)有直流電流正常流經(jīng)大地。直流脈沖，例如撥號(hào)或接地脈沖，可以流經(jīng)大地。直流電流不應(yīng)該是任何雜散電流干擾的源頭（干擾附近的管道或電纜）。管道或電纜不應(yīng)該用于接地連接。交通信號(hào)應(yīng)該這樣設(shè)計(jì)：直流電流不會(huì)正常流經(jīng)大地。7.6 直流牽引系統(tǒng)牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)能減少流入大地的雜散電流，以便減少或消除對(duì)外來(lái)構(gòu)筑物的影響。直流牽引系統(tǒng)一般通過(guò)連在軌道上的負(fù)極運(yùn)行。極少的情況下，正極連接于軌道?，F(xiàn)代的直流電運(yùn)行鐵路在制動(dòng)時(shí)使用電流反饋系統(tǒng)。使用的方法應(yīng)該符合EN 50122-2給出的要求。這些要求主要包括： 電源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)； 回流回路的改進(jìn)； 回流回路

19、與大地，接地金屬構(gòu)筑物（如管道，電纜，橋和隧道）以及其它軌道系統(tǒng)的隔離。很有必要在直流鐵路工程的最早期階段就考慮抑制雜散電流的要求和方法，這樣一來(lái)，在決定變電站的位置和大小時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮雜散電流的抑制。7.7 高壓直流電運(yùn)輸系統(tǒng)7.7.1 總則高壓直流電（HVDC）運(yùn)輸系統(tǒng)有兩種主要的構(gòu)型，即單極型和雙極型。雙極型HVDC系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)先使用以避免雜散電流干擾。HVDC系統(tǒng)接地的設(shè)計(jì)應(yīng)能避免在正常運(yùn)行期間電流流經(jīng)大地，并最小化故障或不平衡荷載條件下的大地電流。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮這種情況：即使在距離變電站的接地端很遠(yuǎn)的地方，埋地或水下的金屬構(gòu)筑物依然很有可能暴露于高水平的雜散電流中。7.7.2 接地端

20、電極接地端電極的設(shè)計(jì)應(yīng)使其可以安裝于低電阻率土壤或海水中，從而可以使接地電極周圍的總接地電阻和近地表電壓梯度最小化。接地端電極的位置能明顯影響埋地或水下的構(gòu)筑物上的雜散電流干擾，因此必須仔細(xì)考慮。計(jì)算的近地表電壓梯度應(yīng)在最終決定永久接地電極的位置之前通過(guò)采用測(cè)試電極的電流測(cè)試法來(lái)檢測(cè)。7.7.3 調(diào)試之前的干擾測(cè)量當(dāng)接地電極已安裝并且在調(diào)試之前，雜散電流暴露區(qū)域（即電位梯度可能致使其他構(gòu)筑物被干擾的區(qū)域）應(yīng)通過(guò)參考進(jìn)一步的計(jì)算，最好是通過(guò)在減少電流的條件下的測(cè)試，進(jìn)行確定。雜散電流暴露區(qū)域的金屬構(gòu)筑物應(yīng)該參考雜散電流干擾的情況進(jìn)行定位和測(cè)試，從而可以估計(jì)最終調(diào)試時(shí)的干擾程度。7.7.4 調(diào)試后

21、的干擾測(cè)量調(diào)試后，應(yīng)該對(duì)位于雜散電流暴露區(qū)域內(nèi)的埋地或水下的金屬構(gòu)筑物進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)量。對(duì)于具有接地系統(tǒng)的雙極型系統(tǒng)，測(cè)試應(yīng)當(dāng)在單極型運(yùn)行模式下進(jìn)行，其中每個(gè)電極既可以作為陽(yáng)極又可以作為陰極。7.7.5 保護(hù)措施如果干擾是不可接受的（見條文6），應(yīng)采取保護(hù)措施（見條文8）。即使雙極型系統(tǒng)內(nèi)干擾只發(fā)生在故障或不平衡條件下，也需要采取保護(hù)措施。除了保護(hù)措施，相關(guān)各方可以在雙極型系統(tǒng)的故障或不平衡運(yùn)行的限度上達(dá)成一致，例如電流的最高水平和運(yùn)行的最大時(shí)長(zhǎng)。7.8 陰極保護(hù)系統(tǒng)7.8.1 總則陰極保護(hù)系統(tǒng)可以在埋于強(qiáng)制電流陽(yáng)極附近的構(gòu)筑物上引起陰極干擾。埋于陰極保護(hù)構(gòu)筑物附近的構(gòu)筑物可能產(chǎn)生正電位轉(zhuǎn)移（

22、由保護(hù)構(gòu)筑物的大面積涂層缺陷周圍的電位梯度引起）。減小或消除干擾的措施（見條文6）記錄在下列各段中。7.8.2 整流變壓器輸出的調(diào)節(jié)安裝在干擾構(gòu)筑物上的整流器的電流輸出應(yīng)該調(diào)節(jié)至提供陰極保護(hù)的最小水平。特別是，應(yīng)該考慮總電流被額外的整流器和地床分配的可能性。7.8.3 增加涂層電阻具有高質(zhì)量涂層的構(gòu)筑物需要較少的陰極保護(hù)電流，因此使雜散電流干擾達(dá)到最小。如果對(duì)附近構(gòu)筑物的干擾減小的話，陰極保護(hù)構(gòu)筑物上的涂層缺陷可能需要定位并修復(fù)。7.8.4 地床定位來(lái)自強(qiáng)制電流陽(yáng)極的干擾取決于電流輸出，距離相鄰構(gòu)筑物的遠(yuǎn)近，以及包圍介質(zhì)的電阻率。通過(guò)確保相鄰的構(gòu)筑物不在陽(yáng)極場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)（該區(qū)域內(nèi)，電位梯度可以引

23、起電位轉(zhuǎn)移至限度范圍之外，詳見6.1和6.2）可以減小干擾。這一目標(biāo)可以通過(guò)下列方法實(shí)現(xiàn)： 增加陽(yáng)極和相鄰構(gòu)筑物之間的距離（水平或垂直地增加）。這是最有效的方法； 通過(guò)擴(kuò)大地床的幾何尺寸或減小電流輸出來(lái)減小地床周圍的電壓梯度（見7.8.2）； 將分配的陽(yáng)極定位至接近待保護(hù)的構(gòu)筑物。7.8.5 排流對(duì)于陽(yáng)極干擾的情況，可以考慮在構(gòu)筑物之間進(jìn)行排流跨接來(lái)限制正電位轉(zhuǎn)移至限度范圍內(nèi)（詳見條文6）。如果必要的話，應(yīng)使用一個(gè)電阻器來(lái)限制電流（見條文8）。7.9 排流（二次干擾）引起的干擾7.9.1 總則直流電源和構(gòu)筑物之間的排流可以導(dǎo)致通過(guò)構(gòu)筑物返回至電流源的較大直流電流。這種情況下，構(gòu)筑物本身變成了干

24、擾源（見條文8和附錄E）。7.9.2 排流電流的調(diào)節(jié)排流電流應(yīng)該最小化?？梢钥紤]使用自動(dòng)控制排流。7.9.3 增加涂層電阻7.8.3提到的原則適用。7.9.4 跨接7.8.5提到的原則適用。8. 雜散電流干擾的減小改造被干擾的構(gòu)筑物8.1 總則對(duì)被干擾構(gòu)筑物的改造可以包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)：a) 安裝減緩裝置（見8.3）；b) 跨接干擾和被干擾的構(gòu)筑物（見8.3.2，8.3.3，8.3.4）；c) 改造被干擾構(gòu)筑物的電連續(xù)性（見8.3.7）；d) 增加到干擾構(gòu)筑物的距離（見7.8.4）。選擇適合于被干擾構(gòu)筑物的補(bǔ)救措施取決于有關(guān)干擾構(gòu)筑物和被干擾構(gòu)筑物的標(biāo)準(zhǔn)，例如： 干擾源的位置，對(duì)尋找在經(jīng)濟(jì)上和

25、技術(shù)上達(dá)到雙重滿意的解決方法非常重要； 被干擾構(gòu)筑物的電氣狀況，例如其絕緣性，電連續(xù)性以及是否實(shí)施了陰極保護(hù)； 被干擾構(gòu)筑物和干擾構(gòu)筑物之間的環(huán)境的特性（土壤電阻率，附近存在金屬構(gòu)筑物）； 雜散電流的影響水平。電流可以在不足1安至幾十安之間變化。8.2 設(shè)計(jì)前提8.2.1 涂層由于構(gòu)筑物相對(duì)土壤的電阻增加，被干擾構(gòu)筑物上的涂層可以減小雜散電流的總體水平。這就簡(jiǎn)化了所需要的應(yīng)對(duì)措施的設(shè)計(jì)和運(yùn)行（見8.3）。8.2.2 與其他構(gòu)筑物隔離與雜散電流源或可能被雜散電流影響的其他金屬構(gòu)筑物（如套管）之間不應(yīng)該存在無(wú)意的直接的金屬接觸。例如，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)該與雜散電流源存在直接的金屬接觸。8.2.3

26、距離最大化因?yàn)楦蓴_水平隨著距離減小，所以新建構(gòu)筑物應(yīng)該設(shè)置在距離已知雜散電流源盡可能遠(yuǎn)的地方。8.3 減緩裝置的安裝8.3.1 總則安裝減緩輕裝置旨在減小或消除雜散電流直接從被干擾構(gòu)筑物流入環(huán)境，以便滿足條文6提到的標(biāo)準(zhǔn)（見附錄E）。其實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)： 通過(guò)金屬跨接（即排流）將雜散電流從被干擾構(gòu)筑物返回至直流電流源（見8.3.2，8.3.3，8.3.4）； 利用接地電極通過(guò)大地將雜散電流從被干擾構(gòu)筑物返回至直流電流源（見8.3.5）； 通過(guò)大地或水將直流電施加于被干擾系統(tǒng)（見8.3.6）。無(wú)論何時(shí)，應(yīng)調(diào)整減緩裝置以便可以利用最小的電流實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。這些措施的實(shí)施需要有關(guān)各方的合作和批準(zhǔn)（見條文

27、4）。在長(zhǎng)埋地構(gòu)筑物（如管道或電纜）和更負(fù)的構(gòu)筑物（如變電站的負(fù)極母線）之間安裝排流跨接增加了雜散電流的大小和程度，相應(yīng)地增加了對(duì)其他埋地構(gòu)筑物造成干擾的危險(xiǎn)度。這一舉動(dòng)還可以增加干擾構(gòu)筑物（如直流牽引系統(tǒng)的軌道）的腐蝕速率。所以，進(jìn)行這樣的關(guān)聯(lián)調(diào)查應(yīng)該在源頭，以及附近或交叉的外來(lái)構(gòu)筑物上進(jìn)行。如果必要的話，再進(jìn)一步實(shí)施應(yīng)對(duì)措施（見8.3.7）。注：應(yīng)該注意到的是，在有些國(guó)家，National Electrical and/or Safety Regulations可能禁止使用一些減緩技術(shù)。所有情況下，實(shí)施中的National Regulations比雜散電流減緩需求更重要。8.3.2 直接排

28、流跨接在直接排流跨接中，電流可以向兩個(gè)方向流動(dòng)。所以，直接排流跨接只可以用于這種情況：當(dāng)跨接與直流電流源的連接點(diǎn)處的電位比被干擾構(gòu)筑物的電位更負(fù)時(shí)，即流入跨接的電流的方向絕不會(huì)逆轉(zhuǎn)。因?yàn)檐壍篮捅桓蓴_構(gòu)筑物可以暫時(shí)的反轉(zhuǎn)極性，所以在直流牽引系統(tǒng)上不應(yīng)該安裝直接排流跨接。通過(guò)在跨接中使用電阻器，構(gòu)筑物相對(duì)電解質(zhì)的電位轉(zhuǎn)移和電流便可以被限制。也可以使用保險(xiǎn)絲作為對(duì)抗過(guò)載的保護(hù)措施。這種方法的目的不在于為被干擾構(gòu)筑物提供陰極保護(hù)。注：舉一個(gè)在某港口泊了很長(zhǎng)時(shí)間的輪船的特例，該港口的鋼板樁或設(shè)施（例如系纜樁或擋泥板）實(shí)施了陰極保護(hù)，輪船跨接于通過(guò)陰極保護(hù)或其他方式保護(hù)的構(gòu)筑物上，這時(shí)應(yīng)采取措施防止船體的

29、雜散電流腐蝕。應(yīng)該注意到的是，這種做法不再為International Marine Organisation (IMO)所推薦，并且在危險(xiǎn)區(qū)域或船裝載/卸載可燃材料的地方需要特殊的預(yù)防措施。（進(jìn)一步的指導(dǎo)見“International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (ISGOTT)”,第四版，Oil Companies International Marine Forum, 1998。）8.3.3 單向排流跨接在單向排流跨接（即已知的極化電跨接）中，排流電流只朝一個(gè)方向流動(dòng)。所以，在被干擾構(gòu)筑物的電位不比直流源的電位更正的地方（如直流牽

30、引系統(tǒng)），則可以使用單向排流跨接。如同直流排流跨接的情況，單向排流跨接中也有必要使用電阻器和保險(xiǎn)絲來(lái)限制電流。通過(guò)使用一個(gè)永久安裝的感應(yīng)電極，則可以對(duì)排流電流進(jìn)行自動(dòng)控制。這種方法的目的也不在于為被干擾構(gòu)筑物提供陰極保護(hù)。8.3.4 強(qiáng)制排流跨接當(dāng)直接或單向排流不足以從被干擾構(gòu)筑物中排除所有雜散電流時(shí)，一般使用強(qiáng)制排流跨接（即已知的強(qiáng)制電排流），因?yàn)楦蓴_構(gòu)筑物不存在足夠負(fù)的電位。當(dāng)雜散電流起源自直流牽引系統(tǒng)時(shí)，可以使用這項(xiàng)技術(shù)。強(qiáng)制排流跨接在被干擾構(gòu)筑物和干擾源之間包含了一個(gè)整流變壓器。當(dāng)強(qiáng)制排流跨接用在管道和電纜上時(shí)，相比單向排流跨接，它可以保護(hù)更長(zhǎng)的部分的雜散電流腐蝕。對(duì)于軌道和被干擾構(gòu)筑

31、物之間較大且頻繁的電壓變化，排流電流和構(gòu)筑物的電位也會(huì)大幅變化。在這種情況下，使用自動(dòng)控制的強(qiáng)制排流跨接，可以將被干擾構(gòu)筑物的電位維持在比預(yù)設(shè)值更負(fù)的水平。采用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，應(yīng)仔細(xì)選擇永久感應(yīng)電極的適當(dāng)位置。8.3.5 接地電極系統(tǒng)接地電極系統(tǒng)可以提供與電解質(zhì)（土壤）的金屬的低電阻連接，從而減小電流直接從被干擾構(gòu)筑物流入大地。這種方法可以用于以下情況：當(dāng)干擾水平較低時(shí)，并且當(dāng)被干擾構(gòu)筑物被良好地電絕緣時(shí)，例如用在被來(lái)自HVDC傳輸系統(tǒng)或陰極保護(hù)系統(tǒng)的雜散電流干擾的長(zhǎng)管道或電纜上。使用犧牲陽(yáng)極的接地電極系統(tǒng)一般不保護(hù)暴露于直流牽引系統(tǒng)的雜散電流中的構(gòu)筑物。8.3.6 外加電流系統(tǒng)當(dāng)干擾水平較低時(shí)，

32、可以使用外加電流系統(tǒng)來(lái)減輕雜散電流影響。其目的在于減輕雜散電流的影響而不必要提供陰極保護(hù)。當(dāng)存在以下情況時(shí)，原則上應(yīng)該考慮使用外加電流系統(tǒng)： 被干擾構(gòu)筑物具有涂層； 直流電流源和被干擾構(gòu)筑物之間的距離過(guò)大而不適合設(shè)置排流跨接； 出于安全因素或限制在鄰近的外來(lái)構(gòu)筑物上造成干擾的考慮，在干擾和被干擾構(gòu)筑物之間不適于排流； 由于其他原因被干擾構(gòu)筑物必須永久地進(jìn)行陰極保護(hù)。如同強(qiáng)制排流的情況，外加電流系統(tǒng)也可以使用自動(dòng)控制的整流變壓器。8.3.7 改造被干擾構(gòu)筑物的電連續(xù)性對(duì)于長(zhǎng)構(gòu)筑物（如鋼質(zhì)管道或鋼筋混凝土構(gòu)筑物）上的雜散電流干擾，可以通過(guò)電絕緣來(lái)限制暴露在干擾中的區(qū)域，從而減小構(gòu)筑物和電解質(zhì)之間的

33、電位差。電絕緣可以通過(guò)安裝絕緣接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)（更多信息見EN 12954）。當(dāng)使用絕緣接頭時(shí)，應(yīng)采取預(yù)防措施以確保在絕緣接頭處通過(guò)其流入大地的電流不會(huì)引起腐蝕。條文6提到的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該被滿足。對(duì)于輸送導(dǎo)電性電解質(zhì)的管道，應(yīng)采取措施預(yù)防在絕緣接頭的陽(yáng)極側(cè)的管道壁上可能產(chǎn)生的內(nèi)腐蝕（見EN 12954）。由于使用了絕緣密封墊，帶涂層的鑄鐵管道上的干擾只在具有陡電位梯度（例如超過(guò)200 mV/管長(zhǎng)）的區(qū)域考慮。在直流運(yùn)行牽引系統(tǒng)的軌道周圍10 m的距離范圍內(nèi)以及在地床附近，可以產(chǎn)生這種條件。如果不可接受的干擾預(yù)期會(huì)發(fā)生，則管接頭應(yīng)通過(guò)電纜短路，并且8.3.2，8.3.3和8.3.4的措施應(yīng)該適用。對(duì)于埋地的

34、高壓電纜，存在一些安全考慮因素，在有些國(guó)家是National Electrical and/or Safety Regulations，可能會(huì)禁止使用絕緣接頭，或要求一些額外的預(yù)防措施。9. 檢查和維護(hù)所有已經(jīng)安裝的用來(lái)限制雜散電流流入電解質(zhì)或減輕雜散電流影響的裝置和設(shè)備，應(yīng)該在合理的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行檢查和維護(hù)（見EN 12954的腐蝕減輕系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容）。附錄A (資料)雜散電流腐蝕，電位測(cè)量和IR降自由腐蝕（即不受電影響）的并被電解質(zhì)（如土壤，水或混凝土）包圍的金屬構(gòu)筑物，相對(duì)于電解質(zhì)，存在一個(gè)電化學(xué)電位（即自由腐蝕電位或靜息電位）。該電位可以相對(duì)于一個(gè)參考電極進(jìn)行測(cè)量，如置于電解質(zhì)中的飽和C

35、u/CuSO4電極。當(dāng)被外來(lái)的直流電流（雜散電流）影響時(shí)，構(gòu)筑物的電位移向電流離開或進(jìn)入金屬表面的正（陽(yáng)極）或負(fù)（陰極）方向。在雜散直流電流離開金屬構(gòu)筑物的點(diǎn)上，金屬/電解質(zhì)界面上發(fā)生陽(yáng)極腐蝕反應(yīng)，引起金屬（Me）的氧化（溶解），溶解（質(zhì)量損失）符合Faraday電解質(zhì)定律，即對(duì)于裸露的鐵或鋼表面而言，陽(yáng)極電流（離開表面的電流）Id.c.=1 A每年溶解9,1 kg的鐵。表述為腐蝕（即鋼表面的平均滲透率）的話，陽(yáng)極電流密度Jdc=1 A/m2引起鐵的腐蝕速率為1,1 mm/年。這種腐蝕，由來(lái)自外部的直流電源的電流引起，即所謂的雜散電流。陽(yáng)極反應(yīng)導(dǎo)致了金屬表面的正極化（正電位轉(zhuǎn)移），因此雜散電流

36、腐蝕可以通過(guò)電位測(cè)量進(jìn)行確認(rèn)。由于電解質(zhì)存在電阻，雜散電流引起了周圍電解質(zhì)中的電壓降（IR降）。由于在電位測(cè)量過(guò)程中參考電極通常設(shè)置在遠(yuǎn)離構(gòu)筑物的某處，因此IR降的一部分包含在測(cè)量的電位值中。這使得在金屬/電解質(zhì)的界面上，記錄的電位比實(shí)際的電位更正。在雜散直流電流進(jìn)入金屬構(gòu)筑物的點(diǎn)上，腐蝕反應(yīng)的陰極部分發(fā)生于金屬/電解質(zhì)的界面上。該反應(yīng)可以使氧還原并產(chǎn)生氫氧根離子：電流進(jìn)入的表面上的陰極反應(yīng)降低了腐蝕速率（否則由于周圍環(huán)境的腐蝕影響，腐蝕速率更高）。注：當(dāng)依照EN 12954采用陰極保護(hù)時(shí)，這一效應(yīng)在控制的條件下可以實(shí)現(xiàn)，從而使腐蝕速率不超過(guò)10 m/年。陰極反應(yīng)在金屬表面可引起負(fù)極化（負(fù)電位

37、轉(zhuǎn)移）。與流出雜散電流的情況類似，流入雜散電流在周圍電解質(zhì)中可以引起IR降，但是具有相反極性的IR降。該IR降的部分包含在測(cè)量的電位值之內(nèi)，從而在金屬/電解質(zhì)的界面上，記錄的電位比實(shí)際的電位更負(fù)。但是，在過(guò)大的陰極電流密度或無(wú)氧的情況下，發(fā)生水分解可以導(dǎo)致氫氣析出并產(chǎn)生氫氧根離子：。氫氧根的生產(chǎn)增加了金屬表面的pH值，這可以引起對(duì)高pH值敏感的金屬的陰極腐蝕，如鋁和鉛，也會(huì)引起在涂層缺陷（陰極剝離）處的金屬表面上有機(jī)保護(hù)涂層的缺失。氫氣析出之前，首先形成的是原子氫。如果原子氫溶于鋼，則在某些條件下，會(huì)引起高強(qiáng)度鋼的氫脆現(xiàn)象，特別是具有馬氏體結(jié)果的鋼。氫氧根的生成以及氫的析出可以隨著陰極電流密度的增加而增加。附錄B (資料)陽(yáng)極干擾和陰極干擾的原理圖B.1 由直流運(yùn)行鐵路引起干