地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及其施工方法

1、.地鐵雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及其施工方法摘 要：結(jié)合北京地鐵十號(hào)線對(duì)雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行介紹，對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參比電極、傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)接器、監(jiān)測(cè)裝置等主要部件的功能進(jìn)行說(shuō)明，并針對(duì)該線設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝具體情況對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要部件的施工 方法 進(jìn)行介紹，為今后地鐵雜散電流監(jiān)控系統(tǒng)的施工和運(yùn)營(yíng)管理提供了 參考 。關(guān)鍵詞：雜散電流；參比電極；傳感器；信號(hào)轉(zhuǎn)接器；監(jiān)測(cè)裝置0 概述 北京地鐵十號(hào)線一期工程是北京軌道 交通 線網(wǎng)中一條先東西走向，后南北走向的半環(huán)線。線路起點(diǎn)在北京市西北部的海淀區(qū)萬(wàn)柳車站，終點(diǎn)到達(dá)勁松車站。線路全長(zhǎng) 24.585 km，全部為地下線路，共設(shè) 22 個(gè)車站。 地鐵十號(hào)線一期工程雜散

2、電流防護(hù)采取了正線走行軌絕緣安裝，利用道床設(shè)置雜散電流收集網(wǎng)、變電所設(shè)置排流柜的綜合防護(hù)措施。設(shè)置雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)道床和地下結(jié)構(gòu)雜散電流收集網(wǎng)極化電位等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵十號(hào)線一期工程的雜散電流分布的綜合監(jiān)測(cè)，為運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門判斷雜散電流防護(hù)系統(tǒng)狀況提供依據(jù)。1 系統(tǒng)構(gòu)成 地鐵十號(hào)線雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用車站（變電所）監(jiān)測(cè)和控制中心集中監(jiān)測(cè)二級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。雜散電流防護(hù)系統(tǒng)主要由參比電極、整體道床測(cè)防端子、地下結(jié)構(gòu)測(cè)防端子、測(cè)量線、傳感器、通信電纜、信號(hào)轉(zhuǎn)接器、變電所監(jiān)測(cè)裝置組成。2 系統(tǒng)各部分部件功能及施工方法 全線在各車站混合變電所內(nèi)分別設(shè)置 1 臺(tái)雜散電流監(jiān)測(cè)裝置，全線共 13 臺(tái)。該裝置

3、經(jīng)過(guò)通信電纜與該站及該站兩端各半個(gè)區(qū)間內(nèi)的轉(zhuǎn)接器相連，轉(zhuǎn)接器下連傳感器，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器經(jīng)由測(cè)量線與該點(diǎn)結(jié)構(gòu)鋼和整體道床測(cè)防端子（地下結(jié)構(gòu)測(cè)防端子）對(duì)應(yīng)的參比電極相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)該分區(qū)結(jié)構(gòu)和整體道床結(jié)構(gòu)鋼筋的極化電位數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并上傳至轉(zhuǎn)接器，再由轉(zhuǎn)接器將數(shù)據(jù)整合后上傳至監(jiān)測(cè)裝置處理。雜散電流監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)變電所內(nèi)通信 網(wǎng)絡(luò) 與電力監(jiān)控系統(tǒng)接口，將處理和統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)傳至監(jiān)控中心。 在每個(gè)車站的有效站臺(tái)兩端以及車站邊緣約200 m 的隧道外墻及道床上設(shè)置雜散電流測(cè)量端子，上下行各 16 處。在距離測(cè)量端子 1 m 范圍內(nèi)分別安裝參比電極，參比電極不允許與結(jié)構(gòu)鋼筋直接接觸，道床連接端子利用臨近連接端

4、子替代，參比電極安裝于道床內(nèi)靠外墻側(cè)。每個(gè)參比電極及測(cè)量端子對(duì)應(yīng)一個(gè)傳感器，傳感器與參比電極距離須小于 2 m，傳感器安裝于隧道及整體道床參比電極附近的上下行隧道外側(cè)壁上。在每個(gè)牽引變電所所在車站的上下行站臺(tái)板電纜出口附近各安裝 1 個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接器，信號(hào)轉(zhuǎn)接器安裝于車站范圍排流端子附近的隧道外墻上。無(wú)牽引變電所車站的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳感器采用通信電纜與相鄰牽引變電所信號(hào)轉(zhuǎn)接器相連。2.1 排流網(wǎng)測(cè)試 連接測(cè)防端子前應(yīng)對(duì)排流網(wǎng)進(jìn)行全面測(cè)試。 內(nèi)容 包括檢查測(cè)防端子預(yù)留情況，如連接端子有無(wú)遺漏、設(shè)置位置、規(guī)格型號(hào)是否滿足設(shè)計(jì)要求、連接端子是否適于測(cè)防端子連接等；主排流網(wǎng)和輔助排流網(wǎng)電氣導(dǎo)通情況。 根據(jù)施工圖

5、紙測(cè)點(diǎn)位置布置，將參比電極埋設(shè)在測(cè)防端子附近，與測(cè)防端子的距離不超過(guò) 1 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況電極水平或垂直放置，在條件允許的情況下，將電極全部埋置在混凝土介質(zhì)中。 在選定位置鉆取直徑大于 60 mm、深度大于160 mm 的孔洞（或?qū)挾却笥?60 mm、深度 70 mm，長(zhǎng)度大于 160 mm 的方槽）。 除掉孔洞或方槽中的混凝土粉塊或浮塵，用自來(lái)水淋濕內(nèi)表面。 將事先配好的砂漿填料用蒸餾水（或干凈的自來(lái)水）調(diào)勻，稠度適宜，然后將少許砂漿放入孔洞或方槽底部，將砂漿均勻涂抹在四周壁上。 將參比電極陶瓷外殼涂抹薄薄一層砂漿，輕輕放入孔洞或方槽中。 將電極導(dǎo)線穿過(guò)套管取出，將孔洞或槽的空隙封堵，并用砂

6、漿抹平。 對(duì)有防水要求的地方按規(guī)定進(jìn)行防水處理。 電極采用多孔陶瓷外殼，因此在使用與安裝過(guò)程中注意小心輕放，嚴(yán)禁撞到其他鋼硬結(jié)構(gòu)物上。 安裝參比電極后，將電極引線穿過(guò)鋼套引向接線盒，并與接線盒內(nèi)接線端子固定；嚴(yán)禁用力提拉電極引線，以防斷線，因?yàn)橹匦潞附右€后將增大電阻值， 影響 測(cè)量效果。電極在埋置前應(yīng)放在陰涼處，避免露天放置陽(yáng)光暴曬或雨淋。 電極安裝或使用一段時(shí)間之后，為了解工作是否正常，可用手提式 Cu/CuSO4電極放置在電極埋設(shè)處上方測(cè)其電位，判斷是否正常。測(cè)量時(shí)最好是斷電狀態(tài)，即在無(wú)雜散電流干擾的情況下進(jìn)行上述測(cè)量；如果測(cè)不到電位值，則首先檢查是否斷線；電極安裝 24 h 后或者電極

7、正常使用在停電無(wú)雜散電流干擾情況下，應(yīng)每隔 10 min 測(cè)其電位值，如果電位波動(dòng)20 mV，則需要更換參比電極。2.3 傳感器 傳感器主要完成參比電極與道床及隧道側(cè)壁結(jié)構(gòu)鋼筋電壓信號(hào)的監(jiān)測(cè)，對(duì) 2 個(gè)信號(hào)進(jìn)行的采樣速度為 256 次/s，30 min 作為一個(gè)時(shí)間單元，傳感器進(jìn)行以下工作： 結(jié)構(gòu)鋼極化電壓的測(cè)量，要進(jìn)行 30 min 的平均值 計(jì)算 ，用被采樣的參比電極與結(jié)構(gòu)鋼的電位差，減去參比電極的本體電位，再按相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行 30 min 的平均值計(jì)算，最后得到結(jié)構(gòu)鋼的極化電壓值。每隔 30 min 把信號(hào)電壓送入信號(hào)轉(zhuǎn)接器內(nèi)，完成模擬信號(hào)數(shù)字化后準(zhǔn)備進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。 當(dāng)接觸軌停電后，

8、傳感器能自動(dòng)接收監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出的參比電極本體電位的校正信號(hào)，進(jìn)行參比電極本體電位的自動(dòng)校正。該傳感器能自動(dòng)識(shí)別參比電極的好壞，當(dāng)參比電極發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)發(fā)出參比電極故障信息。已安裝的傳感器不能 影響 行車安全。 傳感器安裝于金屬支架上，支架根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行加工，并參照傳感器外型尺寸預(yù)留固定傳感器滑孔，支架與隧道壁或高架橋橋面通過(guò)膨脹螺栓固定，為防止雜散電流對(duì)支架的腐蝕，固定膨脹螺栓需加絕緣墊。 通過(guò)相應(yīng)的防水接頭將電纜接入傳感器。預(yù)估內(nèi)部接線長(zhǎng)度，剝?nèi)ピ撻L(zhǎng)度的電纜外絕緣皮和屏蔽層。將防水接頭擰好，注意用力適當(dāng)（力矩不超過(guò)3.75 N· m），保證電纜固定和防水密封。根據(jù)接線圖將各芯線

9、接入電路板中相應(yīng)的接線端子，進(jìn)入電路板端子的線間要防止短接。將指示燈插頭插入指示燈插座。 傳感器狀態(tài)可通過(guò)面板指示燈和系統(tǒng)軟件報(bào)警，當(dāng)懷疑某傳感器故障時(shí)，可先通過(guò)上位機(jī)調(diào)其瞬時(shí)值，無(wú)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不正確時(shí)，就地將傳感器復(fù)位，檢查其指示燈，判斷故障類型。2.4 信號(hào)轉(zhuǎn)接器 信號(hào)轉(zhuǎn)接器主要用于傳感器與監(jiān)測(cè)裝置間信號(hào)的傳輸轉(zhuǎn)換以保證信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸，每個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接器可以連接 16 個(gè)傳感器。該裝置每隔 0.5 h 將各傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存貯于存貯器中，并送入監(jiān)測(cè)裝置，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)測(cè)量。監(jiān)測(cè)裝置可通過(guò)該信號(hào)轉(zhuǎn)接器向所連接的傳感器發(fā)布校正本體電位命令。信號(hào)轉(zhuǎn)接器安裝后應(yīng)不影響行車安全。 信號(hào)轉(zhuǎn)接器的施工與傳感器

10、相同。2.5 監(jiān)測(cè)裝置 監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)置于排流柜內(nèi)部，與基礎(chǔ)槽鋼采取絕緣安裝。輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)接器的通信電纜相連，輸出端與 SCADA 進(jìn)行通信。每個(gè)監(jiān)測(cè)裝置和本供電區(qū)間的信號(hào)轉(zhuǎn)接器、傳感器組成監(jiān)測(cè) 網(wǎng)絡(luò) ，收集傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)參數(shù)的計(jì)算。并可向上位計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)， 歷史 數(shù)據(jù)可保存一個(gè)月。裝置設(shè)計(jì)有鍵盤整定功能，可實(shí)現(xiàn)全面的人機(jī)對(duì)話功能；采用的大屏幕液晶（LCD）顯示器，顯示信息豐富，方便用戶現(xiàn)場(chǎng)使用。 主要顯示信息包括：結(jié)構(gòu)鋼的極化電壓瞬時(shí)值、結(jié)構(gòu)鋼的極化電壓 30 min 最大值和結(jié)構(gòu)鋼對(duì)參比電極的 自然 本體電位。2.6 主要施工 方法 及要求 （1）測(cè)防端子連接前，應(yīng)對(duì)其連接接觸面進(jìn)行清潔；測(cè)防端子與接線端子的連接螺栓 應(yīng)用 力矩扳手按規(guī)范要求進(jìn)行緊固。 （2）參比電極安裝時(shí)，為保證良好的測(cè)試結(jié)果，傳感器不得直接接觸結(jié)構(gòu)鋼筋，但與結(jié)構(gòu)鋼筋的距離也不得大于 15 mm。 （3）傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)接器應(yīng)垂直安裝固定，為防止外力損壞其連接電纜，可采用鎧裝電纜保護(hù)或穿熱鍍鋅鋼管防護(hù)。 （4）變電所監(jiān)測(cè)裝置安裝于排流柜內(nèi)，排流柜整體做絕緣安裝，整體框架的對(duì)地絕緣不得小于