一、立项背景

2015年5月，南京地铁收到市燃气公司《关于消除地铁杂散电流干扰的函》的函件，反映地铁马群地区杂散电流对天然气高压管道有干扰腐蚀，威胁天然气管道的安全，要求地铁公司对杂散电流过高的问题进行治理。为此，地铁公司成立课题攻关小组进行研究。

二、方法（案）、技术原理、特点

课题组现场勘测，马群地区天然气高压管道位于二号线马群站与车辆基地的中间地带，与地铁二号线马群站（高架站）-马群基地十字交叉，马群地铁站距燃气管道约441米，马群基地单导柜距燃气管道约542米。燃气管道24小时测量数据显示： 6:00-23:00管道半小时偏移平均值甚至达到350Mv,远远>行业标准（不高于200mV），干扰很严重，次日0：00至6:00杂散电流基本消失（夜间地铁停运），管道平均正向偏移值与地铁运营时间密切相关。 

车辆段通过出入段轨道与正线连接，在出入段设置单向导通装置。车辆段单导装置采用DXHO-1型单向导通装置（带消弧设施），该装置正向导通，当列车通过绝缘接头时，检测绝缘接头的反向电压，当反向电压达到起弧电压时，触发可控硅使之反向导通。单导柜采用正向二极管、反向晶闸管 ,这种方式存在缺陷，车辆段相对正线电压>二极管正向导通电压时，二极管始终处于导通状态；反向晶闸管单一控制阀值设计不合理，造成导通频繁。根据现场多次试验测量数据，分析得出：1、燃气管道正处于正线和车辆段杂散电流杂散的通路中，杂散电流大小主要与车辆段轨道流向正线轨道的电流大小有关；2、杂散电流主要路径：正线杂散电流流入大地，车辆段非绝缘安装轨道收集后，流向正线轨道，回流到地铁站牵引电源负极。因此，控制二极管和晶闸管导通时间可缩短杂散电流流向正线电源负极通路，降低杂散电流对燃气管道的干扰。

通过以上分析，课题组提出了马群附近地铁杂散电流治理的方案，采用双向可控导通功能的晶闸管，根据列车出入库及正线供电情况控制晶闸管的通断，在出入段轨道在两侧各装有两个高可靠性、具备自检功能的超声波模块，可以准确的判断是否有列车通过。主要技术：原单向导通装置是采用正向二极管、反向晶闸管的方式；课题组研究的智能可控导通装置是采用双向晶闸管，通过超声波模块对列车通过判断和绝缘节两端电压阈值，综合控制正反向晶闸管导通的方式，实现单导柜的功能并能有效控制单导柜的导通时间，降低杂散电流对燃气管道的干扰。此类智能可控导通装置在目前国内地铁领域尚属首创。

项目改造完成后，燃气管道参比电极极化电位半小时偏移平均值全部在70mV以内，符合SY/T0017-2006埋地钢质管道直流排流保护技术标准。

三、取得的效果(益)、推广应用情况、社会效益

马群车辆段智能可控导通装置效果对控制杂散电流干扰效果显著，成果实施后，消除了燃气管道在马群区域的安全隐患。考虑到其他车辆段和正线的杂散电流都存在类似的问题，南京地铁已将该成果进行推广。目前，二号线油坊桥停车场单导柜改造成智能可控导通装置，该项目已经通过立项审核，计划2017年上半年实施；建设公司专门召开技术研讨会，在新线初步设计阶段，设计院根据实际需求采用智能可控导通装置在车辆段的应用，宁高二期、宁溧线建设已优化采纳。

本成果社会效益显著。埋设于马群附近的燃气管道，是国家西气东输的高压主干网，如果不进行治理，过高杂散电流对埋地金属构件及管线设施等产生严重的电流腐蚀作用，危及管线和建筑设施的安全，影响居民生产生活用气，并会酿成灾难性的后果。杂散电流腐蚀属于氧化还原反应的电化学腐蚀，直接埋在地下的钢筋、金属物体更容易受到腐蚀。兄弟地铁就发生过地铁杂散电流造成机场管道腐蚀的事件，因此，对杂散电流进行监测并采取有效的防护措施是地铁运营中不可缺少的部分。