[发明专利]一种埋地钢管与轨道排流的智能控制系统

说明书

本发明涉及一种埋地钢管与轨道排流的智能控制系统，该系统包括：数据采集与接收单元：用以多通道同步采集管轨电位、管地通电电位、管地断电电位和轨地电位数据，并进行模数转换、存储和发送；数据处理与控制单元：用以接收数据采集与接收单元发送的数据，并进行可视化处理、绘制图表以及电位数据预警发送排流通断信号；排流模块：两端分别连接埋地钢管和轨道，用以接收数据处理与控制单元的排流通断信号实现排流控制。供电模块：用以为数据采集与接收单元、数据处理与控制单元和排流模块供电。与现有技术相比，本发明能够使管地电位稳定在更窄的、更理想范围内，同时能够防止因排流造成的轨地电位过高而产生的危险。

技术领域

本发明涉及埋地钢质管道腐蚀防护技术领域，尤其是涉及一种埋地钢管与轨道排流的智能控制系统。

背景技术

轻轨、地铁、有轨电车等城市轨道交通系统均采用直流驱动，由受电弓从馈电线取流，经机车后由走行轨回流。行驶过程中，电流由机车所在的高电位处流向牵引变电所的低电位处，由于轨道电阻的存在，轨道对地存在一定的电位差，导致部分电流外泄进入大地，形成杂散电流。若在临近土壤中有管道等金属构筑物，这些泄漏的电流就会沿管道等回流到变电所或其他低电位处，形成另外的电流回路，从而导致金属结构腐蚀。在杂散电流流入埋地钢制管道的地方(阴极区)，一般不受影响，但当电位过负时，管道表面会析氢，造成防腐绝缘层损坏剥落；杂散电流离开钢管的位置处(阳极区)，金属以铁离子形式溶入周围的电解质中，造成严重的电化学腐蚀，必须采取一定的防护措施。

杂散电流防护措施有被动加强阴极防护和主动排流措施两大类。排流措施是指将流入金属结构的杂散电流有组织的排到大地或干扰源，根据排流对象和排流电压控制措施，有接地排流、直接排流、极性排流和强制排流四种。在现有排流措施中，将管道中电流通过各种手段直接排向大地的方式最为简便，应用也较多，但受限于排流电压和接地电阻等限制，排流效果不佳。从电流流通回路控制来看，将干扰电流直接排回干扰源的措施最为有效，针对城市轨道交通杂散电流而言，则需将管道电流直接排流至轨道，此时要考虑轨道大电流的冲击及轨道电位的变化，同时受运动变化的机车影响，轨道交通杂散电流具有鲜明的动态性和随机性特点，排流控制系统需适应轨道电位和管道电流的动态变化。

名称为“地铁杂散电流排流装置”的中国专利(CN101670791A)公开了一种排流防护装置，要求连接排流网，排流回路较为复杂，未能实现向轨道直接排流，且检测功能单一，无预警处置功能，不能根据轨地电位的变化判断排流是否安全。名称为“一种杂散电流监测排流控制方法”的中国专利(CN 102692885А)，通过计算泄露的电流量控制排流，但参数的选取过于理想化，不能对管地电位与轨地电位进行实时监测，同样也未能向轨道直接排流，排流自动化水平不足，排流效果有待验证。

现有针对地铁杂散电流的排流控制系统均不能做到向轨道直接排流，且不能针对管地电位、轨地电位等数据动态变化，做出合理有效的排流控制，为满足工程需求，亟需开发一套能够自动调节排流电压等参数，向轨道直接排流的智能控制系统。

发明内容

本发明为了解决目前排流装置自动化水平不足、不能实现直接向轨道排流、受干扰金属管道保护效果不佳等问题，提供一种埋地钢管与轨道排流的智能控制系统，该系统将受干扰管道与轨道装置搭接直接向干扰源侧排流，对管地电位、轨地电位、管轨电位实时监测，通过排流电压控制使管地电位稳定在理想范围内，避免出现“排流不足”和“过排流”的现象。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种埋地钢管与轨道排流的智能控制系统，该系统包括：

数据采集与接收单元：用以多通道同步采集管轨电位、管地通电电位、管地断电电位和轨地电位数据，并进行模数转换、存储和发送；

数据处理与控制单元：用以接收数据采集与接收单元发送的数据，并进行可视化处理、绘制图表以及电位数据预警发送排流通断信号；