直流牵引时,加到接触网的电压为正极,加到钢轨的电压为负极,导致在机车取流处附近的钢轨电位较地电位高,迷散电流由钢轨流向大地;在变电所附近钢轨电位较地电位低,迷散电流由大地返回钢轨并回归变电所负极。当邻近电气化铁路有地下金属管道或其他地下建筑物金属构件时,迷散电流将在钢轨电位的正极区进入地下金属管道,在变电所附近的钢轨电位负极区由地下金属管道流出,进入钢轨。迷散电流在由钢轨或地下金属管道流出时,将产生电解作用,使阳极金属遭到电蚀。变电所附近地下金属管路在直流牵引迷散电流持续电解作用下,将加速腐蚀。交流牵引时迷散电流对地下金属导体的电解作用较弱,约为直流牵引时的1%,通常可不采取任何防护措施。
为了防止直流电气化铁路对沿线地下各类金属导体的破坏,应该对电气化区段的迷散电流做必要限制。主要措施有:①限制钢轨回路的电压降。有些国家的泄漏电流腐蚀防护规程规定:每千米轨道回路的电压降不得超过3伏。②限制轨缝连接处的接头电阻,规定每个接头的附加电阻不得超过3米钢轨的电阻。为此,应以截面积不小于70平方毫米的铜绞线对轨缝实行焊接,而且焊接面积不应小于250平方毫米。③其他减少泄漏电流的办法有增加轨-地间过渡电阻(采用砾石道砟、保持道床清洁干燥)、减小吸流点间距、将接触网改为负极性等。④对地下金属管线涂防护绝缘层。⑤采用电气排流措施。图a所示为直接排流法。在变电所附近将被保护地下管道与钢轨直接连通,将迷散电流引回钢轨。这种方法接线简单,造价低。但在多个电力牵引变电所并联供电的条件下,可形成某电力牵引变电所附近钢轨电位处于正极性区,使电蚀作用加剧。图b所示为可防止逆向排流的选择排流法。图c所示为强制排流法,利用桥式整流电路和外加交流电源,令钢轨电位较埋设管电位更低,实现强制排流。这种方式亦称阴极保护法,其排流效果最好。⑥牺牲阳极保护法。以电离倾向更强的金属(镁、铝、锌)作为牺牲阳极,将处于阳极区被保护对象的金属消耗转移到牺牲阳极。