[发明专利]一种杂散电流监测排流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂散电流监测排流控制方法，尤其涉及一种地铁杂散电流监测排流控制方法。

背景技术

城市地铁和轻轨系统的供电通常采用直流供电，利用列车走行钢轨作为工作电流返回线。由于工作电流在钢轨上回流的时候，钢轨会对大地形成电位差，因此非常容易产生从钢轨到大地的泄露电流，即杂散电流。杂散电流会对地铁走行钢轨和地下各种钢结构产生非常巨大的腐蚀作用。在实际工程中杂散电流难以直接测量，一般采用间接测量的办法来反映杂散电流的泄露情况。地铁系统结构钢与金属设备受杂散电流腐蚀的危险性指标，是由结构钢或埋地钢结构表面流向周围电解质的电流密度来确定的。该电流密度越大，则钢铁受到的腐蚀速度也越大。由于金属发生电化学腐蚀时，金属表面会产生对地的电位极化，因而工程中通常通过测量该极化电压偏移来判断金属受腐蚀的情况。

世界各国对地铁杂散电流的监测一般都是基于极化电压监测的方法。具体就是在地铁建设初期埋设永久性参比电极，通过杂散电流传感器测量埋地金属结构与参比电极之间的电位差来反映地铁杂散电流的泄露情况以及腐蚀情况。目前常用的杂散电流防护方法是采用排流法。具体就是在地铁建设初期安装排流系统。排流系统由在地下埋设的排流网和安装在变电所内的排流柜组成，在必要的时候根据相关标准来控制排流柜，将杂散电流通过排流系统进行排流。

杂散电流的泄露与铁轨系统的建设和损毁情况、地铁列车的运行情况、大地土壤系统的分布情况以及天气等不确定因素有很大关系。目前，相关的杂散电流监测排流系统或者采取简单的开关式排流方法，这种方法根据监测系统监测到的极化电压大小来开通或切断排流柜。具体方法是当监测系统监测到的极化电压大于标准规定的0.5V后开通排流柜进行排流。这种方法无法根据杂散电流的泄露大小进行杂散电流的排流，往往会出现过排流和欠排流现象，因此，无法有效的保护各种埋地钢结构；或者采用智能型排流柜，通过监测接入排流柜内的结构钢和整流器负母极电压来控制排流柜的投入，其投入与运行相对独立，是否运行与监测系统没有直接的关系。这种监测排流措施使得监测系统与排流系统之间没有真正意义上的关联，失去了监测系统的意义，而排流柜内监测到的极化电压仅为某一点的极化电压，不能真正有效反映全变电所区间内杂散电流泄露情况，因此也无法避免过排流和欠排流现象，从而无法有效保护各种埋地钢结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杂散电流监测排流控制方法，能精确监测杂散电流泄露情况，并自动采取措施排除杂散电流，解决现有技术不能真正有效反映杂散电流泄露情况，也无法避免过排流和欠排流现象，从而无法有效保护各种埋地钢结构的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种杂散电流监测排流控制方法，通过传感器采集结构钢与参比电极之间的极化电压Up、结构钢与轨道之间的轨构电压Ugp，并将采集到的数据通过数据转接器上传给监测装置，所述监测装置根据接收到的数据采用二次函数分布曲线方法计算泄漏杂散电流，根据泄漏杂散电流大小计算出排流装置方波占空比后，发送控制方波占空比信息给排流装置进行排流。

所述监测装置利用杂散电流排流算法控制排流装置进行排流，所述杂散电流排流算法为：

设变电所附近等距离安设3个传感器，可测得3个位置的极化电压Up1、Up2、Up3和轨构电压Ugp1、Ugp2、Ugp3，另外，由排流柜可测得变电所负母极处极化电压为Up0,变电所负母极处轨构电压为Ugp0。设1、2、3号传感器对应位置的轨道电流为I1、I2、I3。对应的排流网上泄漏的杂散电流为Is1、Is2、Is3。

监测装置发送给排流柜的控制方波占空比为：

A=Ip*R1Ugp0---(1)]]>

式中，Ip为排流电流，A为控制排流柜开通的方波占空比，Ugp0为变电所负母极处轨构电压，即排流柜排流电流接入点与排流柜排流电流流出点之间的电压，R1为排流串联电阻；

排流电流Ip采用二次函数分布曲线进行分析计算，方法如下：