[实用新型]地铁杂散电流综合监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于杂散电流监测技术领域，具体涉及一种地铁杂散电流综合监测装置。

背景技术

当前城市化规模已经具有相当的规模而且还在不断增大，城市人口密度也越来越高，轨道交通在城市公共交通中起着越来越重要的作用。采用大容量的轨道交通系统是改善城市公共交通状况的有效途径。其中地铁(或轻轨)以其运输容量大，行驶速度快和乘坐安全舒适等优点而在全世界得到迅速的发展。城市轨道(地铁和轻轨)已经成为各国经济发展和改善城市居民生活的重要组成部分。

世界各国地铁和轻轨的牵引方式采用电力牵引，电力牵引有牵引功率大、能源利用率高、经济效益好，不污染环境和不受气候影响等优点。目前电力牵引大多采用直流供电，其直流电压等级分别为600V，750V，1500V和3000V。列车所需的牵引电流由牵引变电所提供，通过接触网向列车送电，然后牵引电流通过列车走行轨返回牵引变电所。于是，牵引变电所正极、接触网、列车、走行轨和牵引变电所负极，这五部分形成了牵引电流的整个回路。由于走行轨很难做到对地完全绝缘，所以，牵引电流并非完全通过走行轨流回牵引变电所，而是有一部分电流由钢轨杂散的流入大地，最终在由大地流回牵引变电所。这些流入大地的部分牵引电流由于其“杂乱无序”的性质而被称为杂散电流(也叫迷流)。

杂散电流的危害，主要包括以下几种：

(1)杂散电流腐蚀造成混凝土结构破坏：

杂散电流通过混凝土时，对混凝土本身并不产生影响，但在杂散电流由混凝土进入钢筋之处时，钢筋呈现阴极。由于阴极析氢作用就会在混凝土内部形成局部压力，使钢筋与混凝土产生剥离。如果有钠或钾的化合物存在，则电流的通过会在钢筋与混凝土的界面处产生可溶的碱式硅酸盐或铝酸盐，使钢筋与混凝土的结合强度显著降低。在电流离开钢筋返回混凝土的部位，钢筋呈阳极并发生电化学腐蚀，形成腐蚀物Fe(0H)2、Fe2O2.2xH2O(红绣)、Fe3O4(黑锈)等。腐蚀物在阳极堆积会以机械作用的方式排挤混凝土而使之开裂。在轨道交通系统投入运营后，要对由杂散电流腐蚀而发生破坏的混凝土结构进行维修和更换将是十分困难的。

(2)杂散电流腐蚀钢轨及其附件：

杂散电流会对轨道交通系统隧道结构件及地下设施产生严重的腐蚀。特别是在列车下部，由于列车处于阳极区，极容易发生电蚀。

(3)杂散电流腐蚀埋地管线：

轨道交通系统内或沿线的埋地管线主要有自来水管线、煤气管线、供电管线、供暖管线、石油管线等。据调查这些管线都不同程度的存在杂散电流腐蚀问题，有些管线甚至在很短的时间内即发生点蚀，深圳的煤气主管道泄露就是由杂散电流引起的。

(4)杂散电流造成人身触电：

轨道交通系统轨道为长轨，是由多节轨道焊接而成，因此轨道接缝电阻值较大，而使轨道与结构件之间的电位差增加，如果轨道接缝处开焊，轨道接缝电阻将会更大，这使轨道与结构件之间的电位差更高。在站台上，当地铁(或轻轨)的车厢与站台之间的电位差很高时，人在上车的时候就会有触电的危险。德国标准VDE0115规定：这个电位不得超过92V。

(5)杂散电流烧毁排流设备

轨道与轨枕之间有绝缘相隔，如果由于某种原因，绝缘物损坏，轨道与排流网短路，这时将有非常大的杂散电流，通过排流网、排流柜，流回牵引变电所，由于排流柜中的核心元件排流二极管的容量有限(一般通流能力不超过200A)，因此过大的杂散电流可能烧毁排流柜，广州地铁曾经有过此类事故。

(6)杂散电流干扰通信：

受电弓(靴)产生的电猝发和浪涌为城市杂波的重要组成部分，对附近的通信设备和精密仪器造成干扰，接触导线还是车辆内高次谐波的发射天线，辐射污染了近距离的电磁环境，VOV和CISPR(国际无线电干扰特委会)都对距离接触导线10m处的无线电干扰场给出了限值，这一点对于市区内的各种电车尤其值得重视。

可见，针对杂散电流的诸多危害，需要对地铁轨道附近的杂散电流进行有效监测。现有技术中，在地铁轨道附近的各个监测位置固定安装监测终端，并且，各个监测终端通过有线线缆连接。该种方式存在的主要问题为：由于地铁轨道附近监测点数量众多，并且，地铁轨道附近干扰物多，所以，存在布线不方便、线缆接头易出现故障等不足。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种地铁杂散电流综合监测装置，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种地铁杂散电流综合监测装置，包括传感节点、汇聚节点、网关服务器以及调度中心；