直流牵引系统

如果平衡被外部电流破坏，则可能发生两种情况：

—I_tot>0，也就是说，阳极反应增加了，在这种情况下，会发生杂散电流腐蚀。

—I_tot<0，也就是说，阴极反应增加了。这就是阴极保护的基本原理。

当发生杂散电流腐蚀时，在电流离开导电体的地方，金属的消耗从导体至大地。金属腐蚀的质量可根据法拉第第一电解定律进行计算

C是金属的电化学当量，i(t)是t₁和t₂之间的时间间隔。　被1A的电流在一年的时间内腐蚀的金属质量为9.1kg铁，33.4kg铅和10.4kg铜。

图12.21 沿线路长度为dx的轨道元件的电位降落

为了计算设备尺寸以防止腐蚀，有必要了解流入大地的牵引电流以及由此引起的轨电位的大校

以图12.21所示的平衡电路为基础，可从电气负载分配均匀的沿线路电位曲线推出下列公式

并从基尔霍夫电流定律得到

在这个等式中，I′F是式(10.37) 里定义的线路负载。根据式 (12.6) 代入传播常数α，对于流入线路的电流，可从如下公式得到

利用这个公式以及有关的条件，如上网点和负载点的电压和电流，可得到

代入式(10.36)里定义的线路负载I′F，可得到计算流入大地的电流的公式

为便于比较，在某一供电区域内某一点单个负载引起的电流为

而且，假设沿线路的负载不均衡，线路的轨电位为

在某一供电区域内某一点单个负载的电位为

后者与式 (12.29) 相对应。

图12.22 杂散电流腐蚀，线路的电极为正

在实际应用中，区分易于发生杂散电流腐蚀的区域和没有杂散电流腐蚀危险的区域很重要。如图12.22所示，电流从钢轨流出的区域和电流从大地流回钢轨的区域之间的边界在点x_gr处。这一点也在有正轨电位和负轨电位区域之间的边界上。这也是我们要考虑的将会产生最大杂散电流的地方。在式 (12.30) 中代入x=0，则可得到