[发明专利]一种杂散电流监测及防护系统与方法

权利要求书

1.一种杂散电流监测及防护系统，所述杂散电流监测及防护系统包括数据采集层、现地层、监控层、系统层，其特征在于：

所述数据采集层包括多个采集器、多个接线盒，各个所述采集器的信号输入端均分别连接多个接线盒的信号输出端，每个所述接线盒具有三对测量端子，分别连接参比电极、排流网和轨道，分别用于测量参比电极本体电位、排流网极化实时电位和极化电位正向/负向偏移、轨道实时电压和轨道当天最大电压；

所述现地层包括排流柜、多个单向导通柜，所述排流柜连接排流网和牵引电流负母排，每个所述单向导通柜的两个信号输入端分别连接在车辆段轨道上的一绝缘结两侧；

所述监控层包括多个地铁站监测装置、多个车辆段监测装置，所述地铁站监测装置与采集器双向通信连接，所述地铁站监测装置与所述排流柜双向通信连接，所述车辆段监测装置的与所述单向导通柜双向通信连接；

所述系统层包括监控系统，所述监控系统分别连接所述地铁站检测装置、车辆段监测装置。

2.根据权利要求1所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述排流网为埋入地下的金属结构物，所述参比电极埋入地下靠近所述排流网。

3.根据权利要求1所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述排流柜包括输入检测电路、监测控制电路和多个排流回路；每个所述排流回路包括依次连接的IGBT、二极管、熔断器、断路器、限流电阻；每个所述排流回路连接在所述排流网与所述牵引电流负母排之间，所述IGBT连接所述排流网，所述限流电阻连接所述牵引电流负母排；所述输入检测电路包括电压电流传感器、开关量输入电路，所述电压电流传感器将排流电压及电流转为数字量发送到所述监测控制电路，所述开关量输入电路实时检测断路器、熔断器的开关状态并输入到所述监测控制电路；所述监测控制电路包括数码管、通信模块、自检和保护模块，所述数码管用于显示输入到所述监测控制电路的参数，所述通信模块用于将输入到所述监测控制电路的参数输出到所述车站监测装置；所述自检和保护模块用于对排流柜状态进行自检和保护复归。

4.根据权利要求1所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述单向导通柜包括连接在轨道绝缘节两侧的正向晶闸管以及与之并联的正向隔离开关、连接在轨道绝缘节两侧的反向晶闸管以及与之并联的反向隔离开关；所述单向导通柜还包括监测控制装置和超声波模块；所述监测控制装置接收设置参数、绝缘结电压，控制正向晶闸管、正向隔离开关、反向晶闸管、反向隔离开关的通断，并将所述设置参数、绝缘节电压发送到所述车辆段监测装置；所述设置参数包括轨道类型参数、轨道坡度、列车经过绝缘结时的运行方式参数、杂散电流控制目标参数。

5.根据权利要求4所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述轨道类型参数包括隧道轨道类型、桥梁轨道类型、地面轨道类型、地下轨道类型；所述列车经过绝缘结时的运行方式参数包括电机驱动方式、滑行方式、再生制动方式。

6.根据权利要求1所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述地铁站监测装置通过与所述排流柜和所述多个采集器的通讯实现信息实时采集，车辆段监测装置通过与多个单向导通柜的通信实现信息采集，将实时采集的数据提供给所述监控系统的应用服务实时数据库，并按照所述监控系统所下达的指令对采集器和排流柜进行控制。

7.根据权利要求1所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于：所述监控系统包括应用服务实时数据库、应用服务平台；所述应用服务实时数据库设置于前置服务器中，将采集的数据通过服务器本身的规约解释模块转换为所述监控系统可识别的数据；所述应用服务平台对所述可识别的数据进行处理，提供报警、数据查询、曲线工具、历史数据管理、报表管理、统计计算服务，并向所述采集器、排流柜和单向导通柜发出控制指令。

8.一种杂散电流监测及防护方法，所述方法使用如权利要求1-7所述的杂散电流监测及防护系统，其特征在于，包括下列步骤：

采集器通过接线盒连接参比电极、排流网和轨道，测量参比电极本体电位、排流网极化实时电位和极化电位正向/负向偏移、轨道实时电压和轨道当天最大电压，并将上述数据发送到车站监测装置；

排流柜基于手动控制指令，或者来自于车站监测装置的控制指令，通过次连接的IGBT、二极管、熔断器、断路器、限流电阻所构成的排流回路连接排流网和牵引电流负母排进行排流；

所述排流柜的输入检测电路中的电压电流传感器将排流电压及电流转为数字量发送到所述排流柜的监测控制电路，所述排流柜的输入检测电路中的开关量输入电路实时检测所述断路器、熔断器的开关状态并输入到所述监测控制电路；所述监测控制电路采用数码管用于显示输入到所述监测控制电路的参数，采用通信模块将输入到所述监测控制电路的参数输出到所述车站监测装置；采用自检和保护模块用于对排流柜状态进行自检和保护复归；

单向导通柜监测控制装置接收设置参数、绝缘结电压，控制连接在轨道绝缘节两侧的正向晶闸管以及与之并联的正向隔离开关、连接在轨道绝缘节两侧的反向晶闸管以及与之并联的反向隔离开关的通断；所述监测控制装置将设置参数、绝缘结电压发送到车辆段监测装置；

地铁站监测装置通过与所述排流柜和所述多个采集器的通讯实现信息实时采集，车辆段监测装置通过与多个单向导通柜的通信实现信息采集，并将实时采集的数据提供给所述监控系统的应用服务实时数据库，并按照所述监控系统所下达的指令对采集器和排流柜进行控制；

所述监控系统的应用服务实时数据库设置于前置服务器中，将采集的数据通过服务器本身的规约解释模块转换为所述监控系统可识别的数据；所述监控系统的应用服务平台对所述可识别的数据进行处理，提供报警、数据查询、曲线工具、历史数据管理、报表管理、统计计算服务，并向所述采集器、排流柜和单向导通柜发出控制指令。