CN220855013U - 一种城市轨道交通杂散电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体为一种城市轨道交通杂散电流检测装置，包括用于共同采集检测轨道与接地网之间的电位差、极化电压、轨道纵向电阻、轨道过渡电阻的检测显示、第一远端检测分机和第二远端检测分机。本实用新型通过检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机相互配合组成一整套检测系统，操作方便、快捷的完成钢轨过渡电阻及纵向电阻的测量，操作简单，数据准确；同时具备以下功能：实时记录测试区段，测试时间和测试参数值，简单进行数据分析和数据越限报警，历史数据对比，数据存储，数据导出；可以在轨道交通项目验收时使用，在“以防为主”的前提下，确定杂散电流防护措施是否符合国家标准。

Description

一种城市轨道交通杂散电流检测装置

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体为一种城市轨道交通杂散电流检测装置。

背景技术

城市轨道交通的开通，沿途需要设有大量电气设备为电力机车(含动车组和非动车组)提供持续的动力能源。由于电力机车本身不带能源，所以其所需的电能全部都由电力牵引供电系统来提供。

牵引供电系统主要是由牵引变电所和接触网(或供电轨)两大部分组成。其中变电所负责将从发电厂经高压输电线或高压输电缆输送过来的电流送到铁路上空的接触电网或铁轨旁边的供电轨道中；而接触网或供电轨则是向电力机车直接输送电能的电气设备，电力机车通过集电弓或导电车轮从接触网或供电轨中获得电力机车所需的电能。

综上所述在铁路变电所以及接触网区，变电站的供电电缆和电流回线的金属护套连接到钢轨或汇流排上，必定会产生一定量的杂散电流，而这些杂散电流会通过土壤流到附近的其他埋地设备管道上，从管道的一点流入，在管道中流动一段距离后，从管道的另一点流出，这个点就会造成腐蚀，腐蚀面积会慢慢增大，从而危害管道，甚至会危及人们的生产生活安全。

为了减少杂散电流的危害，就应当设法减少杂散电流量。这就需要采取有效的防杂散电流措施，使杂散电流量控制在允许的范围内。杂散电流的防护工程基本上采用“以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则。

在城市轨道交通的施工建设以及运行维护过程中，及时检测轨道的纵向电阻和过渡电阻，对于提高工程质量和消除系统缺陷具有重要的意义。杂散电流的监测以地铁接触网为例，传统的监测方案主要有：分散式杂散电流监测，集中式杂散电流监测。

在现有技术中，在对轨道过渡电阻或纵向电阻的测量通常使用电流源、指针式电压表以及连接线实现，采用如图3所示的纵向电阻人工测量方式和如图4所示的过渡电阻人工测量方式，纵向电阻人工测量方式和过渡电阻人工测量方式的过程中需人工对数据进行多次记录、运算，存在工作量大、人工读数精度差等问题。对轨道电位、极化电压两个参数通常使用安装位置固定的传感器进行监测，需要通过线缆构建数据通信网络，存在监测系统结构复杂，成本较高。另外，现有的杂散电流测量装置只能实现单一电参数的测量，不能全面的反映杂散电流腐蚀情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种城市轨道交通杂散电流检测装置，以解决上述背景技术中提出杂散电流测量装置存在监测系统结构复杂，成本较高且只能实现单一电参数的测量，不能全面的反映杂散电流腐蚀情况问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种城市轨道交通杂散电流检测装置，包括用于共同采集检测轨道与接地网之间的电位差、极化电压、轨道纵向电阻、轨道过渡电阻的检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机，所述检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机均为外部供电，且工作电压为AC220V，恒流源输出可调电流为0-30A。

作为优选，所述检测显示主机采用STM32F103低功耗32位嵌入式微处理作为主控芯片，程序采用ARM Cortex-M3+uC/OS II开发设计。

作为优选，所述检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机的人机界面采用4.3寸LCD液晶彩屏显示，汉化菜单操作。

作为优选，所述检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机的数据接口为USB-B接口进行数据存取与调试。

作为优选，所述检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机的采集端均通过测试钳采集参比电极0-15、排流网、钢轨0-3的电压信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本城市轨道交通杂散电流检测装置中，通过检测显示主机、第一远端检测分机和第二远端检测分机相互配合组成一整套检测系统，操作方便、快捷的完成钢轨过渡电阻及纵向电阻的测量，操作简单，数据准确；同时具备以下功能：实时记录测试区段，测试时间和测试参数值，简单进行数据分析和数据越限报警，历史数据对比，数据存储，数据导出；可以在轨道交通项目验收时使用，在“以防为主”的前提下，确定杂散电流防护措施是否符合国家标准；用于日常维护检修，判断过渡电阻及纵向电阻是否满足运行要求，分析杂散电流泄漏情况。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起做进一步的详细解释，但并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型组成原理图；

图2是本实用新型测试时的结构示意图；

图3是现如今采用纵向电阻人工测量方式的原理图；

图4是现如今采用过渡电阻人工测量方式的原理图。

图中各标号的含义：

1、检测显示主机；2、第一远端检测分机；3、第二远端检测分机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例和说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种城市轨道交通杂散电流检测装置，如图1和图2所示，包括用于共同采集检测轨道与接地网之间的电位差、极化电压、轨道纵向电阻、轨道过渡电阻的检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3，检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3均为外部供电，且工作电压为AC220V，恒流源输出可调电流为0-30A，通过检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3相互配合组成一整套检测系统，操作方便、快捷的完成钢轨过渡电阻及纵向电阻的测量，操作简单，数据准确；同时具备以下功能：实时记录测试区段，测试时间和测试参数值，简单进行数据分析和数据越限报警，历史数据对比，数据存储，数据导出；可以在轨道交通项目验收时使用，在“以防为主”的前提下，确定杂散电流防护措施是否符合国家标准；用于日常维护检修，判断过渡电阻及纵向电阻是否满足运行要求，分析杂散电流泄漏情况。

进一步的，检测显示主机1采用STM32F103低功耗32位嵌入式微处理作为主控芯片，程序采用ARM Cortex-M3+uC/OS II开发设计，具有精度高、运行稳定、实时性好、抗干扰能力强等特点。

具体的，检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3的人机界面采用4.3寸LCD液晶彩屏显示，汉化菜单操作，简单实用。

此外，检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3的数据接口为USB-B接口进行数据存取与调试，检测显示主机1、第一远端检测分机2和第二远端检测分机3的采集端均通过测试钳采集参比电极0-15、排流网、钢轨0-3的电压信号，采用手提箱结构，携带方便。

本城市轨道交通杂散电流检测装置的工作原理：

为了解决杂散电流的便携性，简单化测量，我们以日本铁道技术研究所给出的估算两个牵引变电站之间杂散电流的公式为依据：在一个距离为L的供电区间内，机车的负荷电流为I，从轨道漏泄到大地的杂散电流可用下式近似计算：

Rg为每公里钢轨的过渡电阻(Ω·Km)；R为每公里钢轨纵向电阻(Ω/Km)。由此可见杂散电流与列车负载电流、钢轨纵向电阻及变电站间距的平方成正比，与钢轨过渡电阻成反比。以上几个因素中，供电区间L和负荷电流I在地铁开始运行后，基本保持稳定，因此地铁钢轨过渡电阻及纵向电阻成为影响杂散电流最为重要的因素。过渡电阻越小，钢轨与地之间的泄漏点就越多，杂散电流越容易产生，纵向电阻越大，杂散电流就越大。

根据此计算公式以及《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程(CJJ 49—92)》中规定的计算公式：

发明了本实用新型杂散电流检测装置。

本城市轨道交通杂散电流检测装置通过测试钳采集参比电极0-15、排流网、钢轨0-3的电压信号。电压信号通过信号调理将信号变比为模拟信号，模拟信号通过模数转换#0、#1后转换为数字信号，此时信号通过CPU#0和CPU#1各测量信号经过调理、AD转换等变换电路，由模拟量转换为数字量，通过采集的数字量进行相应计算并存储。CPU#0外接RS485接口，用于485通讯，CPU#1外接USB接口，用于功能扩展。同时CPU#1外接显示，用于信息反馈。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种城市轨道交通杂散电流检测装置，其特征在于：包括用于共同采集检测轨道与接地网之间的电位差、极化电压、轨道纵向电阻、轨道过渡电阻的检测显示主机(1)、第一远端检测分机(2)和第二远端检测分机(3)，所述检测显示主机(1)、第一远端检测分机(2)和第二远端检测分机(3)均为外部供电，且工作电压为AC220V，恒流源输出可调电流为0-30A。

2.根据权利要求1所述的城市轨道交通杂散电流检测装置，其特征在于：所述检测显示主机(1)采用STM32F103低功耗32位嵌入式微处理作为主控芯片，程序采用ARM Cortex-M3+uC/OS II开发设计。

3.根据权利要求1所述的城市轨道交通杂散电流检测装置，其特征在于：所述检测显示主机(1)、第一远端检测分机(2)和第二远端检测分机(3)的人机界面采用4.3寸LCD液晶彩屏显示，汉化菜单操作。

4.根据权利要求1所述的城市轨道交通杂散电流检测装置，其特征在于：所述检测显示主机(1)、第一远端检测分机(2)和第二远端检测分机(3)的数据接口为USB-B接口进行数据存取与调试。

5.根据权利要求1所述的城市轨道交通杂散电流检测装置，其特征在于：所述检测显示主机(1)、第一远端检测分机(2)和第二远端检测分机(3)的采集端均通过测试钳采集参比电极0-15、排流网、钢轨0-3的电压信号。