地铁杂散电流监测系统的工作原理及调试

广州地铁二号线杂散电流监测系统使用说明中国矿业大学二００2年十月目录1系统组成 (2)1.1 系统文件组成 (2)1.2 系统功能组成 (2)2 系统运行环境 (3)3 系统运行及退出 (3)3.1 系统运行 (3)3.2 系统退出 (3)4 启动窗口操作说明 (3)4.1 系统 (4)4.2 启动设定 (4)5 杂散电流监测操作说明 (4)5.1 系统 (4)5.2 监测装置 (4)5.3 数据查阅 (4)5.4 校正设定 (7)5.5 启动设定 (8)5.6 帮助 (8)6 过渡电阻测试操作说明 (9)6.1 系统 (9)6.2 电阻测试 (9)6.3 数据查阅 (10)6.4 参数设定 (10)6.5 自动测试 (11)6.6 启动设定 (11)7 远程通讯操作说明 (12)7.1 系统 (12)7.2 电话 (12)7.3 文件收发 (13)7.4 启动设定 (13)8 程序安装 (14)杂散电流监测系统本系统为广州地铁二号线杂散电流监测系统，该系统通过微机通讯转接器，实时的将智能传感器监测的结构钢极化电位、轨道－结构钢电压、本体电位数据以及传感器状态，经监测装置自动采集并形成数据库存储在电脑硬盘内，同时可以对所采集的数据进行统计和分析。

并能对过渡电阻和纵向电阻进行自动测试，还可将数据通过网络（局域网或电话线）传输到控制中心。

1、系统组成1.1系统文件组成本系统的软件部分由以下文件组成：系统软件CurrMonII.EXE、测试数据母库.XLS、广州地铁二号线参数库.XLS、过渡电阻母库.XLS、DATA.TXT数据库 C:\SCMDatabasetD:\SCMDatabaset(备份)1.2系统功能组成本系统的软件部分包括由以下功能：杂散电流监测、过渡电阻测试和远程通讯杂散电流监测用于结构钢极化电位、轨道－结构钢电压、本体电位数据以及传感器状态的监测，对数据的统计和查询、传感器的人工和自动校正等。

城市轨道交通杂散电流动态监测分析及应用摘要：地铁、轻轨等城市轨道交通价格便宜、速度较快深受人们群众的喜爱，随着我国城市交通轨道线路的不断完善，城市轨道交通已经从一线城市扩展到二、三线城市，覆盖和使用范围逐渐增多。

但是杂散电流的出现对城市轨道交通的安全造成了极大的威胁。

本文主要从杂散电流的产生出发，并从四个方面阐述杂散电流的危害，然后依据工作经验从做好绝缘措施以及减少杂散电流的扩散范围简述解决措施，以期为其他学者提供讨论的视角。

关键词：城市轨道交通；杂散电流；动态监测引言为缓解不断增长的交通压力，近年来国内城市纷纷上马地铁建设项目。

地铁作为城市地下土壤杂散电流的最大来源之一，会对埋地油气管道的阴极保护系统产生强烈干扰。

杂散电流在管道敷设的管道土壤中流动，使得管地电位发生发生偏移，当保护电位不足时，达不到相应的保护效果；反之当保护电位过负时，金属表面析氢，防腐层遭剥离破坏。

杂散电流还会通过防腐层破损点流入和流出管道，电流流出位置的金属将发生阳极化并加剧腐蚀速度，严重影响油气管道的运行安全。

按照杂散电流的变化特性分类，杂散电流可分为静态杂散电流与动态杂散电流。

静态杂散电流大小在时间轴上基本保持稳定，变化范围小，一般来自其它金属结构的阳极保护地床、固定电力设施泄漏点等。

而动态杂散电流在时间轴上并不稳定，电流大小甚至方向会在时间轴上发生有序或无序的变化，一般来自城市轨道交通、电气化铁路、焊接施工等。

静态杂散电流对管道阴极保护系统的干扰后果容易检测评估，整治措施相对简单，而动态杂散电流对阴极保护系统的干扰结果呈现随时间变化而变化的特点。

开展动态杂散电流检测，除了需要覆盖电流变化的完整周期（地铁动态杂散电流检测时间一般需24小时以上），充分考虑不同时间区段杂散电流的强弱以外，还需要考虑在特定时间区段上电流流动的方向和变化特性，方可提高检测的准确性，作出有效的整治措施。

1城市轨道交通杂散电流问题1.1烧毁排流设备在城市轨道交通建设过程中会为了保证城市轨道交通的安全运营，在城市轨道长期运行过程中会破坏轨道与枕木之间的绝缘体，进而引发短路问题产生杂散电流，杂散电流会流窜到排流网、排流柜最终流回变电所。

兰州地铁线路杂散电流监测与防护方案研究兰州地铁线路杂散电流监测与防护方案研究随着兰州地铁的建设和运营，地铁线路杂散电流成为了一个重要的问题。

杂散电流是指在电气系统中，除正常工作电流外的一种异常电流，可能对系统的安全稳定运行造成影响。

本文将对兰州地铁线路的杂散电流进行监测与防护方案的研究。

首先，我们需要了解兰州地铁线路杂散电流的来源。

在地铁线路中，杂散电流主要来自于列车牵引系统和供电系统的互联互通。

列车在运行过程中通过牵引系统从供电系统获取电能，而供电系统则为列车提供电能。

在这个过程中，由于线路系统的复杂性和电流的传导特性，在高速运行和频繁起停的情况下，会产生一定量的杂散电流。

其次，针对兰州地铁线路的杂散电流问题，我们需要进行监测与评估。

通过在地铁线路中布置传感器，可以实时监测列车运行过程中的杂散电流。

监测系统应具备高精度、快速响应、稳定可靠的特点，能够准确获取杂散电流的波形、频率、幅值等参数。

同时，对监测数据进行分析和评估，可以了解杂散电流的变化规律和危害程度，为后续的防护方案提供科学依据。

基于对杂散电流的监测与评估，我们可以制定相应的防护方案。

主要包括以下几个方面：1. 提高供电系统和牵引系统的设计和运行标准。

通过优化设计和运行参数，减少或控制杂散电流的产生。

2. 完善绝缘措施。

对供电系统和牵引系统进行绝缘加固，有效降低杂散电流的传导和干扰。

3. 加强线路防护设施的建设。

在地铁线路的关键位置设置防护设施，如隔离器、滤波器等，用于分离和过滤杂散电流，确保正常电力运行。

4. 强化地铁线路的维护和检修。

定期对供电系统和牵引系统进行检查和维护，及时发现和修复存在的问题，防止杂散电流进一步扩散和影响。

5. 加强人员培训和意识普及。

通过培训地铁工作人员，提高他们对杂散电流的认识和防护意识，增加应对紧急情况的能力。

最后，对于兰州地铁线路杂散电流的监测与防护方案的研究，我们需要不断进行实践和改进。

在实际运营中，对监测数据进行分析和对比，及时调整防护方案，以保证地铁线路的安全运行。

地铁杂散电流监测系统传感器检查及故障排除方法摘要：本文简要分析了地铁杂散电流的产生、危害，指出杂散电流检测系统的重要性，简述杂散电流检测系统的工作原理，即通过在正线隧道埋设测量端子，并将传感信号由传感器搜集后反馈至变电所数据处理装置。

在杂散电流检测系统中，传感器作为设置在线路上的精密设备，由于线路环境较差、传感器电路敷设距离长，其故障率较高，如何检查并排除传感器的故障，是本文讨论的重点。

关键词：杂散电流监测系统；传感器；检查；故障排除引言随着我国城市轨道交通的大力建设和飞速发展，如何保证轨道系统的正常运行是整个系统工程的重点。

地铁系统地下线路一般采用盾构式钢结构建筑，在线路中存在钢结构网络。

城市轨道交通电动列车供电多采用直流电，钢轨回路属于列车牵引供电系统回路中的重要组成部分，自身存在较高的电位（即“轨电位”）。

根据设计要求，钢轨需要与隧道结构互相绝缘，防止钢轨回流回路接地导致牵引供电系统跳闸，同时也能防止回流电荷流入隧道结构，流入钢结构网络的电流就是所谓的“杂散电流”（如图1）。

杂散电流是一种有害的电流，会对轨道交通中的电气设备、设施的正常运行造成不同程度的影响，以及对隧道、道床的的钢结构和附近的金属管线造成危害。

图1 地铁回馈电路与杂散电流的产生然而，目前由于施工工艺水平限制，世界铁道施工尚无法保证钢轨与隧道结构的完全绝缘，为保证结构安全使用，城市轨道交通供电专业引入杂散电流腐蚀防护及监测系统，对流入隧道结构内的杂散电流进行检测，防止出现异常杂散电流，保证隧道钢结构的相对稳定。

因此，一套良好的杂散电流监测系统是列车在地下线路安全运行的保障，牵引供电专业需要对杂散电流监测系统加以重视，由于隧道内潮湿、多尘等不利因素，杂散电流监测系统中的传感器一端故障较为频发，本文就传感器故障的检查与排除开展讨论。

1 杂散电流监测系统的组成杂散电流监测系统采用相对集中式监测系统，由参比电极、测量端子（道床收集网测试端子、隧道收集网测试端子）、杂散电流测量电缆、传感器及变电所数据采集及统计处理装置、综合监测装置组成，具体构成方式如图1-1所示。

城市轨道交通杂散电流的危害及其监测系统的研究城市轨道交通的供电方式是采用直流电力牵引的方式，回流线是有一定电气阻抗的，会产生杂散电流。

杂散电流监测系统可以随时监测杂散电流腐蚀防护系统的状况，以便有关部门及时采取相应措施，从而可以确保地铁长期安全、可靠地运行。

标签：城市轨道交通；杂散电流；监测系统1 杂散电流的危害杂散电流对地铁系统中的设备和线路具有一定的腐蚀性，严重时会使管道由于腐蚀严重，而造成漏气、漏水。

针对杂散电流的危害，对轨道、线路等结构进行设计时，使用了多种绝缘保护。

但随着地铁运营时间的推移，由于受到各种因素的影响，使这些绝缘性能大大降低，并不能有效预防杂散电流。

为了保证地铁能够长期安全运营，应实时监视杂散电流的泄漏及腐蚀情况，以便有关部门能及时采取相应的措施，因此，需要建立一套完善的杂散电流监测系统。

2 杂散电流监测系统工作原理杂散电流监控装置由信号测量电缆、测试端子箱、微机综合测试装置（信号转换箱、A/D转换设备、笔记本）组成，如图1所示。

2.1 信号测量电缆用于连接参比电极与测试端子箱，沿区间敷设在电缆支架上，通信电缆采用屏蔽控制电缆。

2.2 测试端子箱安装在变电所内，各个测试点分布在站区内，主要测试参考电极电位。

这些测试到的电位和收集网的端子电位，通过信号电缆集中在一起，从而将信号传送到信号转换箱。

2.3 综合测试装置综合测试装置对应每个通道均有放大档位调节旋钮，主要包括信号采集机构、放大机构、A/D转换机构和计算机处理机构。

信号采集机构将采集到的信号传送给放大机构进行放大，再传送到A/D转换机构进行采样，采样得到的数据存储在计算机中进行运算处理，最后会得到每个测试点的电位——时间曲线图。

3 杂散电流监测系统的主要设备3.1 单向导通装置此装置用于连接绝缘结两端的钢轨，使钢轨中电流只能单方向流通，有效防止电流因部分钢轨绝缘水平较差而增加整个地铁杂散电流泄漏的数量。

主回路由8个二极管并联组成，在二极管两端并联一台额定电压750V，额定电流3000A的直流隔离开关。

地铁杂散电流监测系统工作原理及调试河南邦信防腐材料有限公司技术部2017年5月河南邦信防腐材料有限公司结合北京地铁十号线对杂散电流监测系统的构成进行介绍，对监测系统参比电极、氧化钼参比电极、传感器、信号转接器、监测装置等主要部件的功能进行说明，并针对该线设备现场安装具体情况对监测系统主要部件的施工方法进行介绍，为今后地铁杂散电流监控系统的施工和运营管理提供了参考。

概述北京地铁十号线一期工程是北京轨道交通线网中一条先东西走向，后南北走向的半环线。

线路起点在北京市西北部的海淀区万柳车站，终点到达劲松车站。

线路全长24.585，全部为地下线路，共设22个车站。

地铁十号线一期工程杂散电流防护采取了正线走行轨绝缘安装，利用道床设置杂散电流收集网、变电所设置排流柜的综合防护措施。

设置杂散电流监测系统通过监测道床和地下结构杂散电流收集网极化电位等数据，实现对地铁十号线一期工程的杂散电流分布的综合监测，为运营维护部门判断杂散电流防护系统状况提供依据。

1系统构成地铁十号线杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。

杂散电流防护系统主要由氧化钼参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、变电所监测装置组成。

2系统各部分部件功能及施工方法全线在各车站混合变电所内分别设置1台杂散电流监测装置，全线共13台。

该装置经过通信电缆与该站及该站两端各半个区间内的转接器相连，转接器下连传感器，各监测点传感器经由测量线与该点结构钢和整体道床测防端子（地下结构测防端子）对应的氧化钼参比电极相连，实现对该分区结构和整体道床结构钢筋的极化电位数据采集，数据统计并上传至转接器，再由转接器将数据整合后上传至监测装置处理。

杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，将处理和统计后的数据传至监控中心。

如图：在每个车站的有效站台两端以及车站边缘约200m的隧道外墙及道床上设置杂散电流测量端子，上下行各16处。

1概述地铁杂散电流监测系统由：传感器、转接器、监测装置和上位机组成。

传感器负责采集和上传数据；转接器负责传感器与监测装置之间的数据转接；监测装置负责对上传数据的存储、分析、计算和显示，在数据超标时进行报警并控制排流柜排流，同时监测装置还负责与控制中心的上位机以太网通信；上位机对整个系统设备进行完整描述，配置系统的运行参数，处理系统整个运行信息的记录，并进行分析、查询、打印等。

系统构成如图1-1所示。

图1-1 系统构成2主要规格和技术参数2.1系统电压：220V2.2系统最高工作电压：220V2.3额定电流：1A2.4 功率： <20W2.5 模拟输入信号：参比电极——道床结构钢筋：-2V——+2VDC参比电极——主体结构钢筋：-2V——+2VDC钢轨—结构钢：-100 +100V2.6测量精度：≤±0.5%2.7信号通信方式： CAN总线、485总线、以太网2.8 传输速率：5000bit／s〔CAN〕、 4800bit／s〔RS-485〕、以太网〔10M〕2.9 最大传输距离：2km〔CAN〕2.10 数据存储容量：≥640Kbyte (监测装置可满足存储一个月采样数据的要求)2.11 防护等级： IP54〔传感器和转接器〕、IP30〔监测装置〕2.12 接线端子：通信线为屏蔽双绞线2.13 重量：< 5 kg2.14 外形尺寸 2430mm×3220mm×930mm〔传感器、转接器〕2610mm×1790mm×970mm〔监测装置〕3结构简介和工作原理3.1结构简介传感器与转接器被安装在专门设计的金属箱中，金属箱上面可被打开，便于PCB板的安装、检修与接线。

传感器和转接器被安置在地铁沿线。

监测装置也被安装在金属箱中，该金属箱又被固定在排流柜的门上，金属箱的正表面装有LCD、LED和按键，用于数据显示和控制。

传感器有三个信号输入端，分别接排流网、参比电极和牵引轨。

城市轨道交通杂散电流检测装置的研制与应用发布时间：2023-03-28T08:39:39.541Z 来源：《科学与技术》2023年1期作者：纪方玺、林鹤、马亮、王全恒[导读] 城市轨道交通供电系统的智能化水平不断提高，构建安全、高效、便捷、绿色的电力供应体系已成为其发展的主要趋势。

纪方玺、林鹤、马亮、王全恒青岛地铁运营有限公司 266000摘要：城市轨道交通供电系统的智能化水平不断提高，构建安全、高效、便捷、绿色的电力供应体系已成为其发展的主要趋势。

本文从杂散电流的产生机理和预防措施入手，通过建立智能检测系统，将杂散电流的危害降至最低，从而达到提高杂散电流、节能、智能运维等智能城轨的目的。

关键词：轨道交通；杂散电流；检测装置截至2020年底，上海、北京、广州、南京、武汉、重庆等44个城市已开通运营的地铁线233条，运营总长度7545.5公里，其中站点4660个，日均客流7000余万人次，运营人员达几十万人，同时每座城市还在持续扩张建设城市轨道交通线路，巨大的运营和建设规模，带来较高的运营、建设成本[1]。

为了解决城市轨道车辆电力系统的杂散问题，设计了一套智能检测系统，该检测系统具有节能、智能运维等特点。

一、杂散电流产生的原理及防治方法（一）杂散电流产生的原理在轨道交通系统中，地铁和轻轨经常采用直流牵引供电，但由于轨道与地面不能完全隔离，再加上回流轨的电压下降，导致线路和钢筋受到了严重的腐蚀，这种电流称为“迷流”，英文叫“Metro stray current”，即杂散电流，它的产生原理见图1。

（二）杂散电流的腐蚀的危害杂散电流腐蚀主要表现在四个方面：一是腐蚀比较严重；第二类侵蚀多发生在局部；第三类是在有防腐层的情况下，则是缺陷处的腐蚀状况比较集中；第四种是金属结构在被杂散电流侵蚀时，会遵循法拉第定律，这是一种基本规律。

实质上，泄漏电流是影响金属材料性能的主要因素，其计算结果在生产实践中有详细的说明。