雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)含排流柜、單向導通裝置技術規(guī)格書

1、第1頁共15頁雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)（含排流柜）、單向導通裝置技術規(guī)格書（一）雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)（含排流柜）1.適用范圍本技術要求適用丁重慶軌道交通一號線朝沙段雜散電流監(jiān)測系統(tǒng), 定投標技術文件和供貨設備的技術依據。并作為投標方制2.環(huán)境條件1）環(huán)境溫度:2）污穢等級:3）相對濕度:日平均：月平均：有凝露發(fā)生4）海拔高度:5）雷電日：6）地震烈度:3.供貨規(guī)格型號-5C +44.5P重污區(qū)95%90%1000m60D/年7度序號名稱規(guī)格型號備注1排流柜FM3022參比電極MHC3傳感器FM301A4信號轉接器FM301Z5監(jiān)測裝置FM3056管理軟件4.采用標準（但不限丁此）地鐵雜散電流自動監(jiān)測系統(tǒng)有

2、關設備所涉及的產品標準、規(guī)范；工程標準、規(guī)范;驗收標準、規(guī)范等完全滿足所有中華人民共和國的條例及規(guī)范，包括：地鐵雜散電流腐蝕防護技術規(guī)程CJJ49-92低壓電器外殼防護等級GB4942.2-85電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程GB2423-81電磁兼容 試驗和測量技術GB/T 17626煤礦通信、檢驗、控制用電工電子產品基本試驗方法MT 210交流電氣裝置的接地DL/T621-1997第2頁共15頁第3頁共15頁地鐵設計規(guī)范GB50157-2003地鐵直流牽引供電系統(tǒng)GB10411-895.5.系統(tǒng)構成本工程雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)采用車站(變電所)監(jiān)測和控制中心集中監(jiān)測二級監(jiān)測系 統(tǒng)。雜散電流監(jiān)測裝置通

3、過變電所內通信網絡與電力監(jiān)控系統(tǒng)接口，并將處理和統(tǒng)計后的數據傳至監(jiān)控中心。雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)由參比電極、整體道床測防端子、地下結構測防端子、測量線、 傳感器、通信電纜、信號轉接器、監(jiān)測裝置組成。6.6.系統(tǒng)功能雜散電流監(jiān)測裝置的輸入端與從沿線各傳感器引入的通信電纜連接，通過各監(jiān)測點傳感器實時采集監(jiān)測分區(qū)內的結構鋼筋的極化電位，參比電極自然本體電位，并對數據 進行A/D轉換，計算、存貯、統(tǒng)計并通過變電所內通信網絡，將統(tǒng)計結果傳送到變電所 自動化系統(tǒng)，本監(jiān)測系統(tǒng)具備以下幾種功能：6.16.1 通信功能每個供電區(qū)間內的監(jiān)測裝置定期向傳感器發(fā)出數據采集命令,數據按指定的格式上傳到監(jiān)測裝置。監(jiān)測裝置與SC

4、ADA通信每天上傳的數據是：(1)監(jiān)測點參比電極本體電位值。(2)監(jiān)測點極化電位實時值、正向偏移電位平均值。(3)監(jiān)測點30分鐘極化電位正向偏移超標值、接觸電壓平均值。6.26.2 測量功能(1)實時監(jiān)測道床結構鋼筋的極化電位。(2)實時監(jiān)測隧道結構鋼筋的極化電位。(3)機車停止運行時，參比電極的自然本體電位。6.36.3 計算功能。根據計算極化電位的數學模型計算出30分鐘監(jiān)測點的極化電位正向偏移平均值。6.46.4 顯示功能(1)就地顯示道床結構鋼筋的極化電位。(2)就地顯示隧洞結構鋼筋的極化電位。(3)機車停止運行時顯示參比電極的自然本體電位。第4頁共15頁6.56.5 報警功能設備故障報

5、警。6.66.6 分析功能：(1)結構鋼極化電位瞬時變化(2)結構鋼極化電位小時平均值變化(3)參比電極本體電位變化趨勢(4)趨勢分析圖：年、月、日(5)分析報表6.76.7 其他功能：(1)上位機的查詢功能(2)上位機的幫助系統(tǒng)(3)上位機的打印功能(4)上位機的設備配置管理(5)上位機的操作人員權限管理(6)上位機的系統(tǒng)信息7.7.系統(tǒng)監(jiān)測內容地鐵雜散電流自動防護系統(tǒng)實時測量和計算以下2類參數：結構鋼的極化電壓瞬時值與30分鐘平均值、參比電極的本體電位。7.17.1 結構鋼筋極化電壓正向偏移平均值對于鋼筋混凝土地鐵主體結構的鋼筋，極化電壓30分鐘內的正向偏移平均值超過500毫伏，進行報警。

6、7.27.2 參比電極的本體電位參比電極用于測量結構鋼的極化電位。8.8.系統(tǒng)各部分技術指標8.18.1 排流柜(1)采用標準地鐵雜散電流腐蝕防護技術規(guī)程LJJ4卜92第5頁共15頁進線方式：下進線方式出線方式：下出線方式低壓電氣標準IEC9473低壓直流成套開關設備標準JB/T-8456低壓電器外殼防護等級GB4942. 2 85電氣保護繼電器IEC60255電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程GB242381交流電氣裝置的接地DL / T621-1997普通整流管GB493985整流二極管測試方法GB402383半導體變流器基本要求的規(guī)定GB3859.1-93半導體變流器IEC60146普通整流管

7、GB/T4939-1985電磁兼容(2)主要技術指標排流柜主要技術指標如下：規(guī)格：-2/200回路數量：2路額定工作電壓：DC1500V最高工作電壓：DC1800V二極管支路工作電流：200AGB9245-1998總母排允許通過的最小連續(xù)電流：主回路：5KV 1分鐘輔助回路：2KV 1分鐘800A內部保護：快速熔斷器；壓敏電阻和RC回路。GB501572003地鐵設計規(guī)范第6頁共15頁(3)排流柜應用原理和工作原理1)應用原理采用極性排流的原理，即只有當埋地結構鋼相對于鋼軌的電位為正時，才有電流通 過，從而減少雜散電流的腐蝕。主回路的主體為一硅二極管，另配以保護和檢測電路，排流柜由排流柜控制裝

8、置（單片機控制系統(tǒng)）來控制。排流柜可以采集工作電壓和工作電流以及主回路的故障狀態(tài)，可以遠程投切排流支路，可以通過RS485接口以MODBUS協(xié)議遠傳到變電所綜合自動化系統(tǒng)的上位機中，可以在面板上操作各排流支路的啟停， 可以在面板上顯示工作電壓、電流、回路狀態(tài)。2）工作原理排流柜的一路排流工作原理圖如圖所示：直流接觸器-Cz用丁將控制排流支路的投切，R、C回路用丁抑制主回路通斷時產 生的尖峰脈沖。利用硅二極管的單向導通性能阻止從負母線到排流網的逆向排流，快速 熔斷器Fu用丁在出現短路過載時對排流柜及柜內元器件的保護。電流傳感器M用丁檢測排流回路中的電流，當實際電流高丁或低丁排流柜設定的額 定電流

9、時，通過排流控制器控制IGBT的導通角，以達到額定排流的目的。電阻R1、R2和IGBT構 成了排流支路的電阻調節(jié)電路，他保證了設備既處丁可 靠的安全的工作狀態(tài)，乂能夠根據設備的排流 能力，盡可能的將更多的雜散電流通 過負母線回收。結構鋼卜第7頁共15頁（4）結構要求排流柜為戶內安裝的獨立式金屆柜，板材連接采用自固螺栓，便丁維修。電纜為下 進下出方式。排流柜防護等級為IP20。柜體采用厚度不小丁2mm優(yōu)質鋼板，表面靜電噴涂。在 柜體的前后下部開有進氣孔，上下部開通。開門方式：前后開門。排流柜內需考慮雜散電流監(jiān)測裝置的安裝位置。排流柜內設有照明燈，同時配備柜門連動開關，當柜門打開時，照明燈亮；柜門

10、閉合，照明燈自動熄滅。排流柜的面板裝設有顯示裝置，可顯示排流電壓，排流電流，排流網的極化電位。排流柜體尺寸(L W H): 800m林600m心2200mm，重量不超過900kg；柜體顏色待變電所設備柜顏色確定后再確認。(5)試驗1)型式試驗項目：耐壓試驗、動穩(wěn)定試驗、過電壓保護的檢驗、保護和信號顯示試驗、外殼防護等級試驗、外觀檢查。所有型式試驗項目都應符合有關標準，投標時需提供相應報告，報告的出示單位應具備國家規(guī)定的出具報告的資格。2)工廠試驗項目：耐壓試驗、過電壓保護的檢驗、保護和信號顯示試驗、外觀檢查。(6)銘牌及標識銘牌采用不銹鋼材料制成，通過電噴處理，來進行防腐和保持永久活晰。其內容

11、包 括：制造廠名稱、型號和產品出廠編號、額定電壓、額定電流、防護等級、標準號、出 廠日期。(7)輔助回路供電智能排流柜系統(tǒng)控制及照明所需供電電源：AC 220史10%,700W。8.28.2 參比電極參比電極安裝(埋設)在整體道床、地下結構側墻，用于測試雜散電流引起隧道、 整體道床內結構鋼筋電位，從而反應結構鋼筋的腐蝕情況。參比電極類型Mo/MoO3參比電極電位穩(wěn)定性 土20mV電極極化性在極化電流密度5uA/cm2下電位波動30mV電極使用年限不小于10年第8頁共15頁電極外殼陶瓷外殼，抗壓強度10Mpa電極參考尺寸54 x 156mm8.38.3 傳感器傳感器主要完成參比電極與道床及隧道側

12、壁結構鋼筋電壓信號的監(jiān)測，每1秒鐘對兩個信號進行采樣256次，30分鐘作為一個時間單元，傳感器進行以下工作：結構鋼極化電壓的測量，要進行30分鐘的平均值計算，每采樣的參比電極與結構 鋼的電位差，減去參比電極的本體電位，按相應的數學模型，進行30分鐘的平均值計算，最終結果為結構鋼的極化電壓值。完成模擬信號數字化后進行遠程運輸隔30分鐘,把信號電壓，送入信號轉接器內。當接觸軌停電后，傳感器能自動接收監(jiān)測裝置發(fā)出的參比電極本體電位的校正信 號，進行參比電極本體電位的自動校正。該傳感器能自動識別參比電極的好壞，當參比 電極發(fā)生故障時，能自動發(fā)出參比電極故障信息。傳感器安裝后不影響行車安全。（1）技術指

13、標如下：1)供電電壓：AC 220V 10%，功率20W2)模擬輸入信號：A.參比電極道床結構鋼筋-2V +2V.DCB.參比電極隧道側壁結構鋼筋-2V +2V.DCC.鋼軌一結構鋼:-100 +100V3)測量精度： 0.5%4)信號通信方式：CAN總線5)傳輸速率：5000bit / S6)最大傳輸距離：2km7)環(huán)境溫度：-20 C+65 C8)相對濕度： 90%9)具有很好的防潮防塵功能，防護等級為IP54。功能特點1）測量精度高；采用高性能低漂移芯片、雙極性高分辨率A/D轉換器設計變換電路，整體測量精度達到0.5%。2）測量速度快；為適應列車運行時被監(jiān)測信號快速變化的特點，采用高速轉

14、換 器件，最小測量間隔可達到微秒級。第9頁共15頁3）抗干擾能力強；硬件電路設置電源、輸入信號、輸出等多級抗干擾環(huán)節(jié)，并 采用超大規(guī)模集成電路芯片，軟硬件結合提高裝置抗干擾能力。4）工業(yè)級現場總線網絡；通信速率高，可達到5kbps以上，通信誤碼率不大丁10-6,采用分級組網通信方式，通信距離遠。5）安裝維護方便；采用快速接線，設有整定開關。6）故障自診斷；設置有指示燈，可根據點亮或閃爍情況對傳感器本身及通信狀況進行判別，便于查找故障。8.48.4 監(jiān)測裝置（1）主要用途監(jiān)測裝置內置于排流柜內部，輸入端與信號轉接器通信電纜連接，輸出端與SCADA進行通信。每個監(jiān)測裝置和本供電區(qū)間的信號轉接器、傳

15、感器組成監(jiān)測網絡，收集傳感 器的監(jiān)測數據，并完成相應參數的計算。并可向上位計算機上傳數據，并可以保存一個 月的歷史數據。裝置設計有鍵盤整定功能，可實現全面的人機對話功能。主要顯示信息包括：1）結構鋼的極化電壓瞬時值；2）結構鋼的極化電壓30分鐘最大值；3）結構鋼對參比電極的自然本體電位;（2）主要特點1）采用液晶顯示，與鍵盤配合可方便顯示和整定、查看。2）硬件電路采用經過特殊設計的高性能、 高抗擾直流電源，設置有監(jiān)視定時器， 增強抗十擾功能；CPU采用高性能單片機，并選用FLASH器件，以減少器 件數量，提高裝置可靠性。3）程序設計采用了模塊化結構，軟件的模塊化能夠發(fā)揮軟件開發(fā)和復制率高、 靈

16、活、一致性好和可靠性高的優(yōu)點。4） SCADA接口采用以太網電接口。（3）主要技術參數1）輸入通道：滿足同時采集16個監(jiān)測點數據。2）觸發(fā)方式：人工觸發(fā)，信號觸發(fā)或按一定時間段自動觸發(fā)。3）采樣頻率：不小于每個監(jiān)測點10次/秒。第10頁共15頁4）測量誤差：0.5%5）數據存儲：該裝置可存儲一個月采樣數據。6）傳輸速率：9600bps7）通信方式：RS-485。8）輔助電源：220V 10%AC9）防護等級：IP408.58.5 管理軟件管理軟件采用WINDOWS操作平臺，漢字化界面菜單，軟件與辦公軟件（0ffice2000或更高版本）兼容，數據可以直接導出至EXCEL文件，軟件可以在線升級。

17、歷史數據可 保存十年，可進行召喚查詢和實時打印，自動生成報表。微機管理分操作人員管理，供 電區(qū)間配置管理等多種設置，以實現通用性和滿足特殊性要求。9.9.銘牌、標志、包裝、運輸、保存每臺傳感器和監(jiān)測裝置必須在明顯位置安裝銘牌。銘牌上的各項標志內容必須永久保持活晰。銘牌內容如下：制造廠名稱設備型號和名稱出廠序號和出廠日期測量范圍通訊方式（如有）防護等級電源外形尺寸重量（2 2）包裝、運輸、儲存A.產品用塑料包裝后裝入包裝箱內。B.設備本體、附件及隨機文件（產品合格證和安裝使用說明書）均包裝入一個箱內。C.吊裝單向導通裝置時，必須同時吊鉤柜體上部的四個吊環(huán)，謹慎小心，輕起輕 落，以防損壞。D.產品

18、運輸用吊車或義車，用吊車運輸時須用鋼絲兜住設備底部，以保證運輸安 全。E.裝置運輸過程中，不允許有強烈振動，不得倒置，應防雨、雪、塵。第11頁共15頁F.產品啟封后如果不立即安裝，須存放在安全的場所，如果長期存放應定期檢查。10.10. 試驗10.1 型式試驗項目:1）耐壓試驗2）動穩(wěn)定試驗：此項目試驗可以廠家提供的單只管子的試驗報告為準。3）過電壓保護的檢驗4）輔助裝置檢驗5）保護和信號顯示試驗：保護信號裝置發(fā)出信號的正確性。6）外殼防護等級試驗7）外觀檢查8）所有型式試驗項目都應符合有關標準，有關報告的出示單應具備國家規(guī)定的出 具報告的資格。10.210.2 工廠試驗項目：耐壓試驗、輔助裝

19、置檢驗、過電壓保護的檢驗、保護和信號顯示試驗、外觀檢查。11.11. 與變電所自動化的外部接口11.111.1 接口與SCADA接口采用以太網電接口。11.111.1 供應商責任1）按變電所綜合自動化提供的通信規(guī)約編制接口通信軟件。2）提供各種事故、預告、測量數據內容及數量（包括：性質、發(fā)生時間等）。3）接口端子排圖。4）供應商應配合變電所綜合自動化的工廠軟件接口試驗。5）負責接口安裝、試驗、調試。6）參加自動化供貨商要求的相關系統(tǒng)調試。7）自動化供貨商需要的其它資料和配合項目。第12頁共15頁（二）單向導通裝置1.1.適用范圍適用丁重慶軌道交通一號線朝沙段馬家?guī)r車場正線與車場之間、停車列檢庫

20、的單向導通裝置。2.2.單向導通裝置環(huán)境條件1）環(huán)境溫度：-5、+44.5P2）污穢等級：重污區(qū)3）相對濕度：日平均：95%月平均：90%有凝露發(fā)生4）海拔高度：41000m5）$電日：60D/年6）地震烈度：7度3.3.供貨規(guī)格型號單向導通裝置：FM303。4.4.單向導通裝置主要技術參數額定電流28003150A正向平均電流（二極管支路）2800A絕緣電壓DC2000V ;額定短路電流50kA (30ms)工頻耐壓主回路 5kV (1min);輔助回路 2 kV(1min)防護等級IP45電纜接線端子進線:(6X1X240 mm2)出線:(6X1X240 mm2)參考外形尺寸（苑乂深乂局）

21、（mm）1400X10002000其中：主體部分1200X8001950防雨帽尺寸 1400X1000X70裝置壽命30年5.5.單向導通裝置技術及性能要求（4）單向導通裝置的主結線方式:第13頁共15頁(5)保護設置：裝置中設有短路保護、阻容和壓敏電阻過電壓保護。并且裝置具有 在二極管支路出現短路和斷路故障時發(fā)出信號的功能。(6)短路保護：單向導通裝置由6個二極管支路并聯組成，另帶兩個二極管隨機備 件，在每個支路均申聯有參數與二極管相匹配的快速熔斷器。當出現短路故障時，熔斷器首先熔斷，保護二極管使其不受損壞。(7)過電壓保護：裝置中每一個二極管支路均并聯有RC回路，其作用是為了抑制在電力機車

22、啟動時可能產生的涌流。為了防止過電壓，在每個二極管支路上并聯了一個 壓敏電阻。當電壓升高超過其閥值時，壓敏電阻將二極管自動旁路，防止損壞二極管。 當電壓恢復到正常值后，壓敏電阻恢復到正常狀態(tài)。(8)信號顯示：單向導通裝置中的短路和斷路故障通過保護信號裝置發(fā)出信號由電 流傳送到附近的變電所信號盤。(9)短路故障信號：單向導通裝置由多個并聯的二極管支路組成，在每個支路均申 有分流器用丁檢測各支路流過電流的情況。在正常情況下，流過各支路的電流基本上是 相同的。當二極管回路短路，即二極管損壞缺失單向導通件后，由丁逆向電流的存在， 通過分流器測得的數據傳送到保護信號裝置,經其判斷后發(fā)出短路信號。(10)

23、斷路故障信號為快速熔斷器熔斷及快速熔斷器未熔斷，而二極管故障造成斷路，情況下發(fā)出斷路信號。(11)單向導通裝置的設計容量為額定容量的1.5倍，當裝置中一或二個二極管支路發(fā)生斷路故障時，單向導通裝置可正常運行。(12)隔離開關技術要求1)主要技術參數額定電壓：DC1500V最高工作電壓：DC2000V工頻耐受電壓：5kV (1min)沖擊耐受電壓：30kV額定電流：2800-3150A短時耐受電流：50kA(2s)沖擊耐受電流：100kA（200ms）2）操作機構：a）本開關為手動操作機構。b）操作機構帶有輔助開關，輔助開關有三常開三常閉接點，以用來向遠方傳輸開 關位置狀態(tài)第14頁共15頁并用丁

24、聯鎖。c）用手力機構操作時，當操作手柄長度為1000mm時，操作力不得大丁300N。（13）放電間隙裝置技術條件1）概述該裝置并聯在二極管支路兩端，由放電間隙、旁路開關組成。當機車進行再生制 動，絕緣結兩端電壓升到一定值時，放電間隙放電，提供一個電流通路，避免人身傷害 事故的發(fā)生。2）主要技術參數a）間隙絕緣等級：AC1000Vb）間隙放電電壓：100次e）旁路開關的合閘線圈通過200A時能可靠合閘，當保持線圈通過50A以下電流 時能可靠分閘。6.6.單向導通裝置設備結構要求裝置的外殼由不小丁2mm厚的不銹鋼板制成，并且具有一定的機械強度，適合戶 外安裝，外殼防護等級為IP45,應考慮自然散熱及滿足額定電流負荷要求，接線端子應 滿足電流負荷要求及有適當的防腐蝕保護，單向導通裝置安裝在軌旁適當位置，由廠家提供安裝方式及具體外殼色標，供設計確認后確定。7.7.單向導通裝置試驗試驗有型式試驗、出廠試驗、驗收試驗，單向導通裝置試驗應按IEC60146相應規(guī)定進行，隔離開關試驗按IEC60947相應規(guī)定進行，承包商必須提供型式試驗報告，每 臺單向導通裝置均應做出廠試驗。7.17.1 型式試驗項目：（1）溫升及額定電流試驗：在室溫40oC及額定電流下，二極管殼溫不高丁90C, P