地鐵工程雜散電流監(jiān)測防護系統(tǒng)講稿

雜散電流監(jiān)測防護系統(tǒng)1引言

在城市地鐵和輕軌等軌道交通運輸系統(tǒng)中，一般采用直流牽引，走行軌回流，因此，不可避免會有電流從走行軌泄入大地，對地下或地面的金屬構件如結構鋼筋、地下管線等產生嚴重的腐蝕。腐蝕不僅造成大量的金屬損失，更為嚴重的是，可能造成結構的破壞和其他系統(tǒng)的損害，由于腐蝕的隱蔽性和突發(fā)性，一旦發(fā)生事故，往往會造成災難性的后果，因此，對雜散電流防護必須給予足夠的重視。所做工作中國礦業(yè)大學長期從事煤礦井下雜散電流的研究、監(jiān)測工作，在雜散電流的危害、機理、監(jiān)測、防治等方面積累了大量經驗。出版了《雜散電流及其防護》專著，煤炭工業(yè)出版社，1986。作為主要起草人，參與制定了相關的煤炭行業(yè)標準，雜散電流測試方法和裝置在煤炭行業(yè)得到廣泛應用。所做工作1999年開始與廣州地鐵總公司在地鐵雜散電流防護方面進行了科研，首次研發(fā)了雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)，應用在廣州地鐵一號線。2001年與上海地鐵建設公司合作，開發(fā)研制了DZJ-2型地鐵雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)，通過了上海市科委的科技成果鑒定，并獲得了國家專利。2006年研制出DZJ-3型分布式雜散電流監(jiān)測防護系統(tǒng)，并通過了教育部科技成果鑒定。目前已應用在廣州、武漢、深圳、上海、大連、南京、北京等城市軌道交通工程。2危害在地鐵（或輕軌）等直流電氣化軌道運輸系統(tǒng)中以軌道作為回流導體，由于鋼軌不可能對地完全絕緣，而且回流軌存在電壓降，因而導致一部分負荷電流，從軌道流到軌枕和道床及地下鋼軌金屬設施中去，這部分電流，就是雜散電流（迷流）。

雜散電流示意圖雜散電流所經過的路徑可概括為兩個串聯的腐蝕電池，即電池Ⅰ：A鋼軌（陽極區(qū)）→B道床→C排流網（陰極區(qū)）電池Ⅱ：D排流網（陽極區(qū)）→E道床→F鋼軌（陰極區(qū)）2-1雜散電流腐蝕金屬

雜散電流對地鐵或輕軌隧道結構鋼筋及地下鋼鐵金屬設施，產生嚴重的腐蝕。雜散電流引起的腐蝕比自然腐蝕要劇烈得多。雜散電流引起的腐蝕與鋼鐵在電解質中發(fā)生的自然腐蝕不同，雜散電流腐蝕是由于外部電源泄漏的電流作用而引起的結果，而自然腐蝕的電流是自發(fā)進行的，且雜散電流在數值上要比自然腐蝕的電流大幾十倍，甚至上千倍。腐蝕強度大，危害大。范圍廣，隨機性強。腐蝕激烈，腐蝕集中于局部位置，當有防腐層時，往往集中于防腐層的缺陷部位。根據法拉第電解定律，每1安培的雜散電流，每年可腐蝕鋼鐵金屬9.11kg。排流網是雜散電流的良好通道，在回電點附近，雜散電流從排流網的結構鋼中流出。排流網的結構鋼因失去電子，而帶正電，鐵離子與水蒸氣中的硫酸根離子作用而變成硫酸鹽，因而被腐蝕。地鐵隧道或輕軌基礎為混凝土結構，排流網總的鋼筋有雜散電流流出時，鋼筋的電位將發(fā)生正向偏移（陽極極化）。陽極電流（流出的雜散電流）和陽極電位變化的規(guī)律，陽極極化曲線如圖2所示。陽極極化曲線我國的CJJ49-92行業(yè)標準：《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規(guī)程》第3.0.5條中規(guī)定：對于主體混凝土結構的鋼筋極化電壓的正向偏移值不得大于0.5V，這一條作為防腐蝕的標準。排流網結構鋼筋的極化電位時可以測試出來的，如圖3所示。參比電極的本體電位

結構鋼極化電位測量原理圖在排流網與軌道之間的水泥基礎上裝設參比電極，則可測出V1與V2，ΔV=V1-V2即為排流網結構鋼筋與水泥基礎間的電位差（極化電位）。2-2雜散電流破壞混凝土結構雜散電流通過混凝土時對混凝土本身并不產生影響。但如果有鋼筋存在，則鋼筋起匯集電流的作用并把電流引導到排流點。在雜散電流由混凝土進入鋼筋之處，鋼筋呈陰極。如果陰極析氫且氫氣不能從混凝土逸出，就會形成等靜壓力，使鋼筋與混凝土脫開。在電流離開鋼筋的部位，鋼筋呈陽極發(fā)生腐蝕并形成腐蝕產物Fe(OH)2、Fe2O3.2xH2O（紅銹）、Fe3O4（黑銹）等。腐蝕產物在陽極處的堆積會以機械作用排擠混凝土而使之開裂。根據研究，紅銹的體積可大到原來鋼筋體積的4倍，黑銹體積可大到原來的2倍。鐵銹的形成，使鋼筋體積膨脹，進而對周圍混凝土產生壓力，使混凝土內部形成拉應力。由于混凝土的抗拉強度很低，一般只有0.88MPa～1.5MPa，使混凝土沿鋼筋方向開裂。2-3雜散電流腐蝕埋地管線

地鐵系統(tǒng)附近的埋地管線主要有自來水管線、石油管線、蒸汽管線、煤氣管線、等公共事業(yè)管線以及各種電纜管等。埋地管線容易集積雜散電流，故易受腐蝕，在設計和建造地鐵時不考慮此問題會產生極其嚴重的后果。我國東北石油管道系統(tǒng)，穿越某直流電氣化鐵路，埋地三年就發(fā)生了腐蝕穿孔，腐蝕速度達到2.0~2.5mm/年；上海有一向虹橋機場輸油的石油管道，穿越上海地鐵1號線，已經發(fā)生了腐蝕。2-4雜散電流造成人身觸電

地鐵軌道為長軌，是由多節(jié)軌道焊接而成，因此軌道接縫電阻值較大，而使軌道與結構鋼之間的電位差增加，如果軌道接縫處開焊，軌道接縫電阻更大，這使軌道與結構鋼之間的電位差更高。如圖4所示，在站臺上，地鐵乘客手腳之間的電位差為ΔV，當這個電位差很高時，人就有死亡的危險。德國標準VDE0115規(guī)定：這個電位差不得超過92V。監(jiān)測軌道對結構鋼筋的電位變化，就可以監(jiān)測軌道縱向電阻值的變化，也就可以監(jiān)測走行軌回流的情況。2-5雜散電流燒毀排流設備

軌道與軌枕之間有絕緣相隔，如果由于某種原因，絕緣物損壞，軌道與排流網短路，這時將有非常大的雜散電流，通過排流網、排流柜，流回牽引變流所，排流柜中的核心元件排流二極管的容量有限，一般通流能力不超過200A，因此過大的雜散電流可能燒毀排流柜。如果排流柜設置熔斷器保護，會造成排流支路的中斷，在最需要排流的時候，排流柜起不到應有的作用。2-6雜散電流對通信的影響

雜散電流除腐蝕地下管線外，雜散電流使通信導線與附近大地形成電位差，會在接地的通信設備機架上形成高電位，影響通信，甚至危及設備和人員的安全。3雜散電流危害防護的方法

地鐵（或輕軌）工程是大型的重點工程，必須貫徹“百年大計、質量第一”的方針，所以做好地鐵雜散電流防護是保證地鐵工程質量相當重要的一環(huán)。對雜散電流防護的原則，應該：“以防為主，以排為輔，加強監(jiān)測，防止外泄”。3-1改進軌道交通系統(tǒng)減小回流軌的電阻增加回流軌的截面積為回流提供一個連續(xù)的電氣通路減小變電所之間的距離增加泄漏路徑對地電阻增加軌道對地電阻正線軌道的分段處理車輛段的軌道的絕緣隔離3-2改進軌道交通系統(tǒng)附近的

地下金屬結構在軌道附近的新建結構要仔細選擇位置避免電纜與管線和其它結構接觸管線和電纜的金屬鎧裝要絕緣對結構使用絕緣涂層使受腐蝕影響的結構相互連接并與地鐵的回流電路相連3-3其他措施控制鋼軌電壓恒定，使漏泄電流減至最小。按照其所在處鋼軌對地電壓的高低把負饋電線的電壓恰當地疊加到鋼軌上，使鋼軌電壓各處相同，從而消除鋼軌與大地間的電位差。通過向埋地電極施加支流偏壓來吸收鋼軌對地漏泄電流。在有道岔、鐵路橋梁、隧洞或路基狀況不良而容易產塵漏泄電流之處的附近埋設電極，在電極與鋼軌間設置支流電源。適當調節(jié)電源的電壓和極性，可使該部位的漏泄電路基本上完全被電極吸收或由電極排出，從而大幅度地減少流經埋地結構物中的雜散電流，顯著減輕其腐蝕。雜散電嚼流分布理的一般耗規(guī)律1）當列車各運行在區(qū)報間中間位拜置時軌道汁電壓為正蔽的最大值霞，此時也語對應著雜鎮(zhèn)散電流出逆現最大值是。在回流條點處軌道糊電壓為負演的最大值商，此處的叢排流網處直于陽極區(qū)克，是雜散蠢電流腐蝕矮最嚴重的由區(qū)域。2）軌道臺電壓隨本列車牽婦引電流魔增加而井增加，鋒而且增項幅較大紙，列車系處的軌鄰道電壓聞為最大亂值。盡潛管隨著斗列車牽饒引電流者的增加尖，雜散超電流也楚增加，階但增加侄幅度不圾大。3）隨著軌鍋道縱向電拿阻的增加父，軌道電拉壓大幅增螺加，雜散柄電流在最孕初軌道縱紡向電阻值秘較小時增荒加不明顯弟，但隨著咐軌道縱向深電阻值的蕉增加，雜取散電流增洲幅速度越聰來越快。4）軌地過橫渡電阻對栽雜散電流協(xié)的分布影針響最大，咐過渡電阻譯越小，雜鏡散電流越遷大。過渡反電阻大于15Ω戀?km時，雜則散電流釋可以忽撫略；過償渡電阻蒙大于3Ω?立km時，雜散蹲電流變化索很??；過槽渡電阻<3Ω?揪km時，雜散楊電流變化泄劇烈；過臣渡電阻<1Ω?押km后，雜散趁電流漏泄坦嚴重，必傾須采取有診效措施進景行處理。5）排流壘網電阻頑對軌道慕電壓和眾雜散電打流的影源響很小術，工程續(xù)設計上壞做混凝殿土結構目鋼筋的松截面計嗽算時，精主要考鉗慮土建報專業(yè)對塵混凝土友強度的兄要求。6）供電織區(qū)間距息離增大猶，軌道凍電壓和妻雜散電遷流均增培加，增械幅也較謙大，盡洽可能的逐縮短供患電區(qū)間堅距離，饞對減小貨雜散電建流有重防要的意貨義。結論通過對雜貫散電流分踐布規(guī)律的龜研究發(fā)現喘，對雜散項電流分布雄影響較大弱的參數是匙列車牽引嫩電流、軌脾地過渡電怠阻、軌道般縱向電阻底和供電區(qū)皇間距離，山在城市軌氣道交通建安設和運營鹿時應該采看取有效措鄭施，盡可動能的增大濤軌地過渡犬電阻并減食小列車牽據引電流、頭軌道縱向協(xié)電阻和供巨電區(qū)間距蒜離。《CJJ續(xù)49－92地鐵雜槳散電流施腐蝕防聽護技術忌規(guī)程》對于雜腫散電流譯的要求坡有下面場幾條規(guī)巨定：1）地鐵工軌道泄碧漏出來界的雜散權電流，涌能否引初起隧洞盛結構鋼喉筋的腐議蝕，以勉雜散電選流引起船結構鋼謀筋極化獵電壓偏寺移值來磨確定，磚因此，斤規(guī)程第3.0.藍5條規(guī)定：塞隧洞結構懶的外表面但，受雜散警電流腐蝕栗危害的控餅制指標是蠻由漏泄電賓流引起的溪結構電壓居偏離其自泡然電位數址值。對于貸鋼筋混凝或土質地鐵鴉主體結構追的鋼筋，隸上述極化晚電壓的正阿向偏移平滿均值不應豈超過0.5怨V。行業(yè)標準襯對地鐵雜鑼散電流的召要求2）軌道與紅結構鋼筋蝕間的過渡美電阻值是口考察軌道箏絕緣的重瘋要參數。離規(guī)程第4.2.撓1條規(guī)定爺：兼用塞作回流雷的地鐵粘走行軌測與隧洞晃主體結喂構（或谷大地）誰之間的袋過渡電充阻值（垮按閉塞防區(qū)間分譽段進行淺測量并頓換算為1km長度的星電阻值債），對勇于新建匆線路不獄應小于15Ω·顧km，對于運膊行線路不存應小于3Ω·k劉m。行業(yè)標眉準對地小鐵雜散舟電流的衰要求3）地鐵節(jié)軌道與層站臺間未（鋼軌起與結構秧鋼間）底有時會掙出現異土常電壓寸，為了案保護乘誰客和鐵乒路員工乎的安全小，VDE勻011蘭5標準規(guī)螞定，鋼輛軌與結茶構鋼間豪的電位義差（接亞觸電壓晶）不得議超過92V。4）規(guī)程第6.2毫.3條規(guī)定歇：監(jiān)測右點測量吩線的截薄面面積扭不應小雖于2.5規(guī)mm2，長度壓不宜超牙過10m，并應具昏有工頻2kV以上的逗絕緣耐閘壓水平匯。行業(yè)標困準對地破鐵雜散助電流的悶要求5）規(guī)程鋸第6.2牛.4條規(guī)定：灶在需要進免行遙測雜裙散電流參癢數的情況營下，應在名車站上設盈置監(jiān)測室買，敷設必攏要的遙測刪線路。6）規(guī)程第6.2.膚5條車站俯測量室內棒應具備符旗合現場測危試要求的泥試驗場地礙，測量專至用電源、亮接地極和表專用儀表修等。行業(yè)標準命對地鐵雜閘散電流的捐要求監(jiān)測內戰(zhàn)容及原龜理4-1結構鋼隙極化電歉壓正向韻偏移平廁均值4-2鋼軌對聯結構鋼臉的電壓委值4-3軌道對橡結構鋼漫的過渡楚電阻值4-4參比電劣極的自蝦然本體例電位4-5鋼軌縱愁向電阻4-1結構鋼極盞化電壓正倒向偏移平材均值地鐵軌甜道漏出銀來的雜強散電流懼能否引杜起隧道仁洞結構袋鋼筋的際腐蝕，長以雜散從電流引返起結構牲鋼筋的盟極化電虧位偏移椅值來確恐定。在《CJ宣J49稿-92地鐵雜接散電流經腐蝕防禿護技術遇規(guī)程》中的3、0、5條規(guī)定；捐對于鋼筋爪混凝土地職鐵主體結條構的鋼筋語，極化電胸壓30分鐘內的伯正向偏移浪平均值不摩得超過0.5V，這一立條是作伯為設計懼地鐵監(jiān)煌測系統(tǒng)闊的依據厚。4-2鋼軌對麻結構鋼袍的電壓限值地鐵軌道業(yè)與站臺間灣（鋼軌與望結構鋼）磁有時出現舒異常電壓鑄，為了保膚護乘客和肢鐵路員工傅的安全，灑免遭鋼軌花與結構鋼碑間接觸電伸壓的傷害渴，根據德找國標準VDE六011晃5第一部分悲（6/8垮2）所規(guī)定錫：軌道與夠結構鋼間酸的電位差殲（接觸電陡壓）不得原超過92V。根據鋼軌筍對結構鋼立的電壓值享，可了解歉鋼軌的運睛行狀態(tài)，粉判斷鋼軌司有無裂隙豬。4-3軌道對結糟構鋼的過丑渡電阻值軌道與結灣構鋼之間揚的過渡電陰阻是考察稅軌道絕緣讀的一個很榜重要的參勞數?！禖JJ4徑9-92地鐵雜柔散電流壤腐蝕防攜護技術躺規(guī)程》中的4、1、1條規(guī)定：蔬地鐵走行線軌與隧道很主體結構年鋼之間的哀過渡電阻贊不應小于15歐公里，監(jiān)呆測系統(tǒng)要兩能每天監(jiān)妖測這個數胞據，以保斃證地鐵安險全運行。4-4參比電露極的自尾然本體電電位參比電極法的本體電覆位需要及脾時修正，月以提高結孫構鋼極化冊電位的測池量精度，確因此每天殃列車停運兄時，需要逗測量結構戀鋼對參比園電極的自北然本體電兆位。4-5鋼軌縱向駱電阻鋼軌縱皇向電阻佩的大小譯直接影哥響著回咳流的大謊小和雜景散電流嫩的分布耕，了解勿鋼軌縱減向電阻讀的大小競，對判半斷鋼軌柴有無裂吹縫，雜梯散電流意的大小渾和分布撕情況有表重要的跨參考依奴據。5雜散戶電流測暮量的基親本原理5-1結構鋼郵筋極化比電位和夸參比電叛極本體休電位的抽測量利用結守構鋼筋伏與參比工電極的唯端子，啞傳感器燭可測出膝結構鋼秩的極化艘電位。測量原夾理如下菊，架線雄停電時貪，機車取停止運濫行，電煌位差V1為參比箭電極的蓮自然本喉體電位弟。當電機珍車運行迅時，電瞧位差為V1－V2。計算出結矛構鋼的極蛋化電位V1－（V1－V2）＝V2，即為葡結構鋼居的極化舊電位。根據規(guī)程聲，V2的半小款時正向塑偏移平量均值不則得超過500m即V。5-2軌道與結互構鋼間的孟電位差為了保證碌地鐵乘客填與職工的駁人身安全風，要監(jiān)測塑軌道與結鏈構鋼的接端觸電壓。5-3供電區(qū)掀間過渡刃電阻的題測量供電區(qū)間繭過渡電阻雖可以間接重反應雜散逃電流的供戶電區(qū)間分訪布情況。乖過渡電阻烏值時不能脾直接測量趨的，可通害過排流柜政傳送過來蚊的排流電允壓、排流霧電流值及識電機車負服荷端傳感終器傳送過首來的軌道響與排流網酷的電位差ΔV。原理圖約如圖6所示。過渡電紙阻測量后原理6現有的監(jiān)脹測方案利用排誘流柜進觸行監(jiān)測分散式翁雜散電其流監(jiān)測集中式如雜散電勤流監(jiān)測分布式雜白散電流監(jiān)訂測6-1利用排伐流柜進信行監(jiān)測排流柜安法裝在牽引喇變電所內玩，所采集請的數據是趣回流點處嗽的數據。判據不意合理：回流沫點鋼筋出極化電叔位小于0.5轎V，并不欺能確保追兩牽引艷變電所焰間所有詠結構鋼甘筋極化居電位均到小于0.5耍V；同樣菊，若回嶄電點極梯化電位開大于0.5竹V(超過CJJ形49-秧92標準規(guī)定浪要求)，也并翼不表示勉兩牽引商變電所顛間的極婦化電位幻玉均超過0.5義V。功能單一：只能反麻映回流點瓜的雜散電魂流情況，育不能反映弱全線路的殘雜散電流梅分布情況牽及危害程樣度6-2分散式餅雜散電戶流監(jiān)測天津地南鐵一號冒線、南發(fā)京地鐵猛一號線頭均采用象了分散梯式雜散他電流監(jiān)胖測模式援，該系攻統(tǒng)由參瀉考電極梁、信號魂盒、信巧號測量挽電纜、肌測試箱例、綜合襯測試裝露置和微面機管理款系統(tǒng)組餡成。CJJ據49-斷92第6.2.饅2條規(guī)定：婚監(jiān)測點測甚量導線的竄截面積不酬應小于2.5m法m2，長度不腰宜超過10m。因此，利翅用該方法奪監(jiān)測，軌含道交通沿兇線必須敷網設大量的熄電纜，這尚樣不僅荷宣載增加(對高架膠區(qū)段)，而且有扇礙美觀，蝦造成不必麗要的浪費低。更值得引停起重視的冷是，其模劃擬量傳輸虧距離太長腰，遠遠超忍過規(guī)程規(guī)跨定的要求括，有礙精瓦確數據的敬采集，給魂雜散電流季防護系統(tǒng)山的日常維余護帶來不偷便6-3集中式抱雜散電西流監(jiān)測廣州地汗鐵、武查漢輕軌稼、深圳省地鐵、傳上海明南珠線北脆延伸等書均采用現了集中固式雜散盼電流監(jiān)掠測模式說，該系蘋統(tǒng)由參扛考電極鐵、傳感效器、信濁號轉接漢器、監(jiān)丑測裝置登、微機胸管理系憐統(tǒng)組成圓。集中式循雜散電金流監(jiān)測菜系統(tǒng)智悟能化程虜度較高暑，所測漆數據精取確度也蓋較高。但擴展性惱差，監(jiān)測館范圍受通籃信距離的電限制最遠風只能達到20公里，根哭據目前地梯鐵發(fā)展情飯況看，遠碧遠不能達勸到要求，瞧并且在地茅鐵線延伸桐時，無法醋進行系統(tǒng)災的擴展。例如武裝漢輕軌爺延伸時償，雜散問電流一抵期的監(jiān)摸測系統(tǒng)竄在不改查造情況撲下，不馬能進一示步在原酒有系統(tǒng)聚上擴展業(yè)。另外由咐于所有妙通信網骨絡專用怠，造價畢高昂。6-4分布式帆雜散電檔流監(jiān)測上海軌道求交通9號抹線、北京車地鐵1、杏2號線采塘用了分布德式雜散電址流監(jiān)測模吸式，該系貨統(tǒng)由傳感除器、監(jiān)測喉裝置、微逝機管理系浮統(tǒng)組成。7監(jiān)測點骨設置原墊則地鐵雜框散電流煌防護系股統(tǒng)的設通計原則屠以保證渾監(jiān)測點功設置合篇理、數他據測量榨準確、橡通信實追時可靠贊為原則唉進行設勒計。監(jiān)測點/傳感器/參比電座極設置孝原則：回流點鼻附近，泰站臺兩腹側，重閑大建筑母物附近皺。每個監(jiān)離測點設蹈置參比柔電極和起傳感器碌。監(jiān)測裝置在的布置原住則：監(jiān)測裝置榆放置在供震電區(qū)間的沉牽引變電挨所，可單林獨組柜，嶄或集成于CP屏、排幅流柜。監(jiān)測系統(tǒng)聯上位機的干布置原則懇：放置在純主控室恢或納入災電力監(jiān)塞控系統(tǒng)午。排流柜疏的布置訓原則：排流柜放聽置在供電柏區(qū)間的牽踢引變電所鋒。單向導通狠裝置的布繪置原則:地上與地賞下鋼軌之不間設置絕甚緣結處動。過江隧千道兩端史設置絕沒緣結處窯。高架橋晴兩端設夢置絕緣敞結處飽。車輛段鋼都軌與正線玩鋼軌設置臥絕緣結處著。DZJ-赴3型分布式沾雜散電頓流監(jiān)測防菊護系統(tǒng)8-1主要特點分區(qū)監(jiān)測訪，系統(tǒng)擴他展性好，濾通信距離牽長，不需池要信號轉茅接器所有設備紡均通過電軟磁抗干擾雪試驗監(jiān)測裝砍置采用零工控機橋開發(fā)，瓶功能強算大，可置集成于靜排流柜傳感器媽測量精哄度高、先量程寬森，所有膽監(jiān)測數才據以數襪字量上巡壽傳接口類域型豐富溉，通信腦協(xié)議支達持多種技類型軟件功御能豐富療，具備憐數據分植析和預疊測建議眼功能數據存儲免量大，報石表、打印瘡、趨勢圖陣快捷直觀自動排得流，過練流時能束自動調截節(jié)排流描量，不綢中斷排游流單導具酒有消弧罵功能定期售缺后服務禍，對數辱據進行紗分析處域理，提洗供運營盯建議監(jiān)測系統(tǒng)蒙接入SCAD刃A示意圖監(jiān)測裝勝置接口對SCAD掘A：采用以識太網，TCP應/IP通信規(guī)約或RS-4講85，MOD酬BUS通信規(guī)約對排流牲柜：RS-4袋85接口，485通信規(guī)唐約對傳感扭器：RS-4點85接口，485拴/歡CAN總線。對單向導廟通裝置：RS-4悅85接口，485通信規(guī)桌約傳感器接額口系統(tǒng)構成DZJ岸-3型器雜散電吳流自動躬監(jiān)測系寨統(tǒng)由傳損感器、方監(jiān)測裝旬置、排劍流柜、船監(jiān)控主舒機四部攏分組成斗，實現衫對地鐵炎運行期殃間有關括雜散電爸流的相攜關參數昏進行自單動監(jiān)測轎并實時豆上報，掠并存儲判運行監(jiān)搬測數據慕。管理軟件抬具有專家牲分析功能粥，當出現患參數異常抵時，自動培發(fā)出報警泡或預警信日息，保障遍城市軌道寨交通的安夫全可靠運嘗行。主要設澤備傳感器主太要進行各恒種模擬量限的采集與討處理。監(jiān)測裝置先與SCA憶DA接口，店借用SCAD航A通信通凳道，把現數據上介傳監(jiān)控危主機。能監(jiān)測裝兩置對區(qū)埋間內的營監(jiān)測數兄據進行洗存儲、充分析和認處理，愁在運行烏界面顯先示，并裁控制排丹流?？刂浦行寞偙O(jiān)控主機悠對全線雜土散電流數化據進行分鎖析和處理哄，利用SCA使DA通信通熟道把數慢據集中蹦。雜散電斗流自動襖監(jiān)測系搶統(tǒng)采用把分級組棗網通信烏方式，萍可保證裝通信傳奶輸距離愧不受影圈響。雜散電打流監(jiān)測餓系統(tǒng)構現成原理北京地鐵1號線8-2主要功能測量功顫能：1)實時監(jiān)蓬測鋼軌傳對道床慈、隧道難結構鋼精的電壓魯。2)實時監(jiān)須測結構隊鋼對參澇比電極遣的電位菜。3)參比電茅極的自宿然本體美電位。4)實時監(jiān)浸測鋼軌好縱向電鈔阻。5)實時測量效軌-地過渡電滅阻。分析計算疲功能：1)鋼軌對府結構鋼跌電壓分脂布情況厲；2)區(qū)間鋼軌繞縱向電阻3)結構鋼對吉參比電極嫌的極化電端位變化情頑況；4)供電區(qū)間我過渡電阻機；5)本體電位狗，定時校蝕正。報警功鉤能：1)設備故障蛛報警；2)通信故德障報警御；3)超限報簡警：參比電極捉本體電位季超限；結構鋼極繡化電位超頁限；鋼軌-結構鋼洗電壓超性限。其他功宏能：1）年、響月、日霜趨勢圖霸；2）數據伙存儲、描查詢、朝報表；3）系統(tǒng)殼配置管鍬理、操槍作人員藏權限管檔理；4）幫助怠系統(tǒng)。8-3爺.1設備性能幸指標DZC兇-3型傳感悅器主要功勻能：實時采集衣鋼軌對結喚構鋼的電滔位（接觸椅電壓）；實時采最集結構誼鋼對參拒比電極格的電位繞（極化四電位）晃；計算接觸留電壓的半脈小時最大令值；計算極化倡電位的半亮小時平均遲值。與監(jiān)測再裝置進悠行通信撫，接收樸命令，恭上傳數北據。主要特點測量精確度高；冊采用高撇性能低駝漂移芯萄片、雙澡極性高發(fā)分辨率A/D轉換器伐設計變撥換電路唇，整體黨測量精片度可達壺到0.5%。測量速徒度快；丈為適應奪列車運島行時被購監(jiān)測信狗號快速獎變化的蔽特點，凈采用高沃速轉換譯器件，茂最小測友量間隔叉可達到吼微秒級鎖?？垢蓴_能初力強；硬懲件電路設閥置電源、臺輸入信號優(yōu)、輸出等腰多級抗干淋擾環(huán)節(jié)，社并采用超唉大規(guī)模集遇成電路芯打片，軟硬備件結合提疫高裝置抗睬干擾能力絹。工業(yè)級獎現場總只線網絡逮；通信扎速率高恭，可達項到5kb跑ps以上，剃通信誤瘡碼率不降大于10-6，采用孕分級組隨網通信驅方式，灰通信距詞離遠。安裝維護怎方便；采耳用快速接駐線，設有參整定開關躲，安裝維選護方便，可實現嚴在線下寨載程序歌更新，胖便于系逆統(tǒng)升級褲。主要技術參墊數測量范酸圍：參比電極返－結構鋼湊筋：-2V意~+2弄V雄DC；牽引鋼綁軌－結態(tài)構鋼筋循：-20同0V~虧200礙V倚DC；供電區(qū)岔間過渡隨電阻：0~1呈00Ω·km。測量精度議：≤0.5理%。通信參數通信方灣式：現塔場總線左；通信速鍵率：≥5kbp駱s；通信距離箱：點對點保≤5km；通信誤碼紡率：≤10-6。電源參絹數電源輸庭入：AC2還20V綿±22府V，50H蓋z；功隊率迫：≤20W。機械參僅數外部尺寸骨（長×寬×高）mm：440榆×24礎0×8饒0；重濾量：≤3kg；防護等級憂：IP54。8.3狐.2牛DZ寧J-3型監(jiān)測裝疊置DZJ乞-3型監(jiān)測裝早置與傳感擁器通信。銀每個監(jiān)測證裝置最多章可連接64個傳感器跌，將采集童到的數據臘本地保存仰，并通過SCAD匆A通信通誰道上傳薦到雜散戒電流監(jiān)所控主機財。監(jiān)測裝置針采用工控戒機開發(fā)，劑液晶顯示匪，配有鍵屈盤、鼠標透，采用WIND倦OWS操作系統(tǒng)證，可實現蕉全面的人腸機對話功匠能。監(jiān)測裝置濫配置顯示屏方：6”LC哄D（32位真彩1280育×102舒4）CPU：P4-助2.0頑G以上；硬盤容量40G以上；光驅：48速CDR范W；操作系云統(tǒng)：Wind按ows紡2000或XP中文工作服平臺；鼠標：光苗電鼠標。監(jiān)測裝置艙功能實時數霞據顯示絨和歷史級數據組蠶合查詢科；監(jiān)測參嫌數的趨嶺勢分析漸圖和生故成報表醉；與排流忘柜通信袍，可實圣現排流咳控制；與SCAD魔A通信，上臺傳數據和增報警信息妹；軟件具箱有設備何配置管經理、操程作人員毛權限管違理和幫嶼助系統(tǒng)馳等功能償。上位計爛算機系茄統(tǒng)監(jiān)測軟件幻玉采用高級團語言編寫且，通用Win票dow押s界面，友酒好直觀，袋操作方便賣。歷史數悔據可保存臺十年以上梯，可進行猾召喚查詢隔和實時打擱印，自動灶生成報表你。管理軟篇件功能強賀大，可以辨滿足通用獸性和特殊碼性要求。（3）在線UPS一臺；（4）PCL飄–74愉5B一塊；（5）監(jiān)測軟前件一套。上位機柄主要功引能1）自動采握集參比電蠟極自然本教體電位，寫監(jiān)測點極孝化電位和鎮(zhèn)接觸電壓機，計算30分鐘極化賀電位平均釘值和接觸軟電壓極大奶值，計算瞇供電區(qū)間寧過渡電阻逼，超限報境警和自動睡排流，SOE，故障松報警。2）系統(tǒng)管腿理與維護3）歷史隔數據查揭詢4）報表和秤曲線5）在線幫相助9排流柜排流柜蜻采用極疏性排流跪的原理棚，即只宏有當埋過地結構臂鋼相對干于鋼軌蜓的電位黨為正時續(xù)，才有睛電流通樹過，從航而減少笛雜散電捧流的腐點蝕。主回路膨的主體記為一硅膨二極管踏，另配交以保護餅和檢測企電路，禮排流柜耽的控制卸由一單引片機控圍制系統(tǒng)兼來控制迎，可以戲采集排擋流柜的奸工作電忙壓和工南作電流守以及主馳回路的寶故障狀伙態(tài)，通污過RS4薯85接口遠謠傳到雜掛散電流秀自動監(jiān)映測系統(tǒng)投的上位場機中，園在控制馳室可實繼時觀察戀排流柜占的工作未情況本設備與監(jiān)測皮系統(tǒng)配鳥套使用坡，也可鍬獨立使杯用。排流狀態(tài)忽：欠排流料與過排流亡。欠排流狀霧態(tài)時，易恐產生腐蝕朋。過排流狀季態(tài)時，在翅電機車負語荷端，排為流網與軌倡道的電位揮特性曲線饑上移，造頓成鋼軌電師位升高，屢?guī)戆踩~問題。排流應太控制在逗一個合普理的范綱圍。固定限攀流電阻喬的排流請柜，不劃是欠排電流，就殺是過排燒流，起爆不到防辛止腐蝕宜，防護括排流網厭和隧道目結構鋼等的作用線，因此趁我們研呈制了能文夠自動順排流的桌排流柜琴，限流份電阻是陶可變的忘，能夠肅自動調暫節(jié)。微機控愛制系統(tǒng)碑由電流刑變送器長、電壓叔變送器幼、保護模電路、帝狀態(tài)監(jiān)詢視電路巴和開關揉量變送禮電路、北控制調宗節(jié)電路繭等構成督，根據晉監(jiān)測裝鵲置給出脊的排流獎策略計勤算出恰省當排流濤的調節(jié)估量，進絹行防護左控制。死避免過假排流和要欠排流炮狀態(tài)。排流柜丈安裝在戚牽引變總電所內棕，電氣薪聯接在休排流網孟端子和述整流器村負極母樸排。其嘆核心部芝件是排娛流二極減管，使促雜散電脂流從排賭流網端祥子單方錯向回流捐。排流電伶流大小算可自動咐調節(jié)。起在小于奏每路最耐大排流握電流值肥時，排渡流柜正鞭常排流沃；當雜翻散電流鳳超過排句流二極冠管的容五量時，趣不切斷軍排流回滅路，通梁過智能醫(yī)控制裝估置控制扔每條支綁路的排近流量，待并報警挨至SCAD鮮A系統(tǒng)。特點裝置設咬有特制磨限流裝滔置，保蜜證長期身安全運起行。采用專僻業(yè)均流這技術，渾器件均未流可達90%以上；二極管足散熱體因為擠壓挖鋁型材夾，外表澤面經發(fā)填黑處理筒以增加庭其輻射戚散熱能販力；為防止弱凝露對乘設備的時損害，暢裝置內庸部設置棍專用電恐加熱器牲，若產訪生凝露釘，可通辟過加熱貼去除；具有故騙障自動支報警功寇能，方座便維護時。設有數頁顯表頭潑，可隨保時了解編每一支衫路運行捉狀況。提供RS4刷85通信接口主。參數1、設備耳型號：KDPL2、系統(tǒng)電潔壓：1500觀V3、系統(tǒng)擊最高工仇作電壓辣：180轎0V4、額定誓電流：80A賀-20腹0A5、二極糊管均流雪系數：蛇≥0.97、防護男等級：IP4劑08、重量找：600寨kg9、外形尺途寸：800m外m×60層0mm×爭2260捧mm(寬×深×高)控制原理10單向導通錘裝置單向導備通裝置符主要應完用在采幸用鋼軌拘作為牽眾引回流句通路的生地鐵(輕軌)系統(tǒng)中術，并接很于軌道致設置的晚絕緣結惠處，用跨于連接磁絕緣接存頭兩端虧的鋼軌晶，使鋼悄軌中電動流只流侄向一個綁方向，監(jiān)而在另逮一個方稍向截止稈。目的是域當回流窮電流向顧地下泄逝漏形成悠雜散電此流時可拘以縮小倚雜散電少流影響漫的范圍酒，從而肅減小雜薪散電流喪對結構昌鋼筋的蜜腐蝕。裝置配有顆自動消弧糊裝置，用抹于防止列蘿車再生制誦動運行時血，絕緣結俯處可能產愛生電弧而銷燒損鋼軌征。同時限雞制單向導盞通裝置附擋近鋼軌電愿位升高，耗以保證鋼色軌附近工爬作人員的撒安全。在地鐵辯(輕軌陽)軌道朗系統(tǒng)中圾，一些篇特殊地稻段，如島車場、棒車輛段岔、隧道活、高架蹲橋等特凈殊地段應的軌道樣上，由堪于軌道葬對地過潮渡電阻泥降低，纖電力牽哄引時，浴地鐵正循線流過璃的牽引悉電流大怪，車場僑線路的塌鋼軌與酬正線鋼站軌相連尺接，因決此，在父鋼軌網炭的陽極挺區(qū)，雜揚散電流桃可以從停正線經煉車場泄我漏至大競地，造腦成嚴重霧的雜散胃電流泄嚷漏，為媽了限制驚雜散電帝流的腐熄蝕，需武要設置繡絕緣接住頭，頃目的是球為了將積地鐵軌演道隔開伏，盡量汽減小雜漂散電流略并縮小逗雜散電討流影響泊的范圍此，從而拒減小雜尚散電流增對結構摘鋼筋的渡腐蝕。當列車賺在采用刮絕緣接裁頭的車膊場、車斬輛段、物隧道、險高架橋隔等特殊耳地段的誰軌道上賞運行時些，要保辨證機車員回流電斬流正常媽流向變輛電所；用而列車丟在車場主、車輛餡段、隧穴道、高塵架橋等坊特殊地盞段以外深的鋼軌幫部位運濕行時，拴不允許跪列車的析回流電翠流流過瞧這些特賣殊地段蹤蝶，從而塞減小雜粥散電流綁對這些能特殊地嗚段結構追鋼筋的李腐蝕。由于在占這些特擔殊地段椒，電流就是單方廉向流動免的，因妄此，在蕩這些鋼禽軌部位罪的絕緣除結處，詢必須并噴接一個康二極管仇以保證烘這些特嗽殊地段攤鋼軌中掘的電流幟只流向積一個方武向，而祥在另一路個方向麻截止。然而，當株列車快速扣通過絕緣苦結時，由就于電流的寫突變，有脫可能使絕廈緣結兩端鳴產生一個嫂電位差，京發(fā)生打火相燒毀軌道渴的現象，針對于列車裂行駛也是隸很不安全味的，因此現，需要采緣瑞取措施解灶決這一問辱題。通過對熱絕緣結谷處進行璃實際觀知察，發(fā)抹現一般秤都是列憐車車輪衫離開絕貫緣結時識，產生肢強烈的搬電弧而尸燒損軌杏道。地鐵列撈車電流唇的流動僵路徑是節(jié)變電所象－接觸圍網－列負車受電額弓－列景車－列罰車車輪悔－軌道鎖－變電還所，列膨車車輪抬與軌道撲的接觸問是機械證接觸，濫在通過隸絕緣結學時，由竟于絕緣花結在電開氣上是染斷開的塔，而單氣向導通馬裝置的注反向是冒截止的短，列車掩在通過朋過江隧吃道等特醋殊地段杰時，有甜時會發(fā)否生車速神大于正組常行駛屑速度，迷此時列羨車處于圓再生制饅動狀態(tài)左。當列車后拆輪通過絕飼緣結時，踩有可能出綁現電流斷秀流和突然血減少等現交象，從而舞使軌道絕圖緣結兩端蜻產生電勢添差。如果電路勒中電壓大匠于10～稍12少V，且電芳流大于8邊0～10漫0mA也，分開的癢觸頭之間摸就會產生棍電弧。地下、梳地上鋼挺軌之間施加絕緣火結，當做鋼軌之伸間隔離捆后，為易保證有毅機車運掃行時鋼中軌回流仍電流的白正常流嗽動，在誰有絕緣雀結的鋼惑軌部位家兩端，鉛并聯一汗個單向錢導通裝悲置，使鄉(xiāng)豐鋼軌中播電流只渾流向一揚個方向碌，而在疊另一個盜方向截負止。單靠向導通工裝置的減安裝方磁式有兩付種：地下和限地面//車輛段匯和正線悔隔離示鉆意圖單向導通鵲裝置的正傘極接地下岡段鋼軌，干負極接地惡面段鋼軌充，當列車在騙地面正線告運行時，片不允許列案車電流回料流至地下航段。車輛段抗和正線城的隔離炮原理類贏似。1地面段地下段水下隧途道內鋼壟軌隔離毀防護示揉意圖在江水之嫩下的隧道慈沉管區(qū)段安，單向導缸通裝置的亮正極接隧鏡道沉管區(qū)麥段地下鋼的軌，負極立接沉管區(qū)咬段以外鋼容軌，當列字車在隧道專沉管區(qū)段梨運行時，聽列車電流羞通過單向驚導通裝置丈回流至牽此引所，而瀉當列車在篇隧道沉管修以外區(qū)段健運行時，欲列車電流爬通過與鋼胖軌平行的累回流電纜棄回流至牽雨引所。從釘而使沉管積區(qū)段鋼軌雜泄漏的雜此散電流減壯少，對該噸段的鋼軌擔與隧道鋼印筋防有利病。正常取流償時地下與鋒地面鐵道撕線路間安棋裝單向導跑通裝置示仇意再生制籍動時地礎下與地殘面鐵道痛線路間典安裝單辦向導通苗裝置示扶意過江隧道類單向導通域安裝示意裝置內擋設置有激隔離開遲關，用押于在單梅向導通討裝置出何現故障犬時連接伏絕緣結膚兩端鋼詢軌，使招列車能覆夠正常際運行。柜內設置希的數據采務集控制及絕遠程通信移系統(tǒng)可實危時檢測系物統(tǒng)的運行訴狀態(tài)，并乘具有遠端曲通信接口怒，可連接壤到控制信顯號盤的通姑訊網絡上疲，在監(jiān)測跡系統(tǒng)的主補控機上實穗時觀測單抱向導通裝特置的運行啊情況，以三便在發(fā)生獲故障時及憤時處理。特點采用高可陪靠性器件酸，過載能轉力強，可碌達150洲%；采用專恭業(yè)均流曉技術，粘器件均比流可達90%以上；二極管威散熱體養(yǎng)為擠壓僚鋁型材疲，外表鹽面經發(fā)脖黑處理錘以增加泛其輻射祝散熱能葵力；為防止凝把露對設備墊的損害，伐裝置內部攪設置專用兇電加熱器頂，若產生拳凝露，可獅通過加熱恭去除；柜體防嘩護等級評為IP3考4，其可倦防止直長徑大于2.5m材m的固體異座物或蟲害緩進入以及似可避免四赤面方向的育水噴淋危啞害；具有故督障自動法報警功毒能，方培便維護耽。采用專泉業(yè)成熟程的自動須消弧技耐術，可受避免電虛弧燒損鏈鋼軌。根據實際博應用，隔凈離開關可開以是手動倒操作，也援可以是電臉動操作,以方便侮遠程控本制。參數1、設備陪型號：DXD煌T-22、系統(tǒng)電望壓：1500餐V3、系統(tǒng)最腸高工作電活壓：1800懶V4、額定鼓電流：300雷0A額定短受路電流蘭：70k初A(1假00m蟲s)5、二極織管均流透系數：兆≥0.97、防護吩等級：IP3稠48、重量宮：370顛kg9、外形尺繭寸：1200虛mm×8萄00mm隙×200幸0mm(寬×深×高)11.溫1基本功能11.賽2基本結構11.3知識的擊表示及繭模糊推陜理11.4知識的撤獲取途飯徑11.5系統(tǒng)開蝕發(fā)11專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)批的主要功待能是包括素根據測量職或監(jiān)測到瞇的能夠衡掩量雜散電令流安全水佛平的現場何參數以及夢現場相關欄信息，分猴析得出雜叨散電流腐隨蝕的危害酬，并提出輝行之有效恥的防治措漢施。在此基礎形上，充分概發(fā)揮培訓屯、指導和蓋咨詢功能塵。11.騙1基本功租能及結億構專家系保統(tǒng)包括況系統(tǒng)總結控、綜嚴合推理舉子系統(tǒng)挪、知識熄庫及其掠管理子楊系統(tǒng)、廚數據庫聲及其管騰理子系獅統(tǒng)、解仁釋接口綠等五部俱分構成嫁。11.莖1基本功亮能及結證構其中，系所統(tǒng)總控的殊功能包括軍提供系統(tǒng)艷總菜單及憤選單功能籍、控制各趕庫和各子數系統(tǒng)的協(xié)追調運行、腔控制系統(tǒng)板內數據采磨集系統(tǒng)的恐采集和輸肯入、啟動回和控制綜晌合分析推完理子系統(tǒng)尖的運行、炊控制系統(tǒng)辦與外部的犧通訊、協(xié)積調系統(tǒng)各年庫內容的攝傳輸等等弓。11.下1基本功能圾及結構綜合分析堆推理子系背統(tǒng)主要完霉成對監(jiān)測色數據進行臺綜合分析芬。其功能除主要包括久把各類經鄉(xiāng)豐整編后的頓監(jiān)測數據杠和相關信禽息與各類奇評判指標詞進行比較尺，從而得丟出雜散電魔流的危害愉程度。在所判斷雜散栗電流超限呢時，發(fā)出搜報警信息禿、進行成熄因分析并糧提出防治記措施。綜爐合分析推嫩理子系統(tǒng)嗚需要與數潛據庫、方真法庫及知映識庫進行血頻繁的信企息交互。11.1基本功能堂及結構數據庫艦及其管疫理子系達統(tǒng)是面療向數據偶信息存哲儲、查稼詢的計盟算機軟薯件系統(tǒng)堪，是整萄個專家宏系統(tǒng)運姿行的基答礎。數據庫驗的管理重工作主移要包括港：數據慢資料的搖采集、航錄入、久存儲、高整編、波查詢、牙傳輸、兆報表和峰圖示等勞。11.糖1基本功宵能及結詠構知識庫鑒是用于榴知識信兵息的存船儲和使掠用管理錯的計算突機軟件樣系統(tǒng)。抽知識庫機管理子堅系統(tǒng)主歉要是對中知識庫粱進行輸長入、查薦詢、修站改、刪坊除等。解釋接口瞎主要解釋岡三個方面鄭問題：給惠出推導這掉個結論所質用的規(guī)則敵；根據推擇理過程，洪解釋提問祖用戶問題饒的原因；蟻給出相應載的雜散電膀流的防治沸措施。11.表1基本功能煉及結構知識的制表示是痕建立知疏識庫的魚關鍵問杠題，知泰識表示林是對知叢識的描創(chuàng)述。專家系挑統(tǒng)采用槐產生式爬規(guī)則和稼模糊數恐學結合寇的模糊引產生式小規(guī)則來度表示知換識，模鍬糊產生爬式規(guī)則史具有可端以有效叫表達啟享發(fā)式知皂識等優(yōu)弱點，并蝦可以根煤據數據缺可靠性貪給出可憐信度因大子，從革而實現錢模糊推痕理。11.2知識的表店示及模糊糖推理11.壞3知識的獲竄取途徑相關規(guī)怕范規(guī)程《VD祝E01接15國際標準》《歐洲標禮準EN5輩0122全-2:親Rail刪way駕appl女icat疾ions論–Fix邁edi述nsta修llat搜ions于;Pr鴉otec殼tion驗aga兆inst