管道杂散电流智能排流装置的研究与设计讲解

实现与计算机端上位机管理信息系统的实现。

堆垛机是自动化立体仓库执行任务的主要器械，同时也是仓库搬运的主要劳动力，它的运行受到了地面主柜控制系统和上位机管理信息系统的共同作用。

对于控制系统设计而言，PLC控制器和外围扩展设备都是有各种功能模块组成，只需通过编程就可实现模块功能，唯一需要考虑的是它们之间的相互兼容性，因此需根据子系统的功能要求进行编程，明确模块化思想。

参考文献[1]尤晓玲,陈宏希,张治军,段晓燕.PLC在堆垛机控制系统中的应用[J].兰州石化职业技术学院学报,2010,10(1):30-32.[2]周晓光,付莹.基于PC-BASE PLC的自动化立体仓库堆垛机控制系统设计[J].起重运输机械,2006(2):37-39.[3]徐菱,劳扬健,王金诺.基于PLC的堆垛机控制系统设计[J].组合机床与自动化加工技术,2005(1):72-73,75.[4]田峰,韩绍军.PLC在堆垛机控制系统中的应用[J].国内外机电一体化技术,2001,4(2):50-52.作者简介：哈贵庭（1961—），男，回族，宁夏灵武人，大学本科，宁夏职业技术学院教授，主要研究方向：计算机网络、计算机过程控制。

浅谈一款新型地铁排流柜的设计西安市地下铁道有限责任公司 路春莲【摘要】地铁排流柜作为地铁杂散电流腐蚀防护系统中的一款重要设备，其控制方式的不同会得到不同的防腐蚀效果，本文将一款新型排流柜与传统排流柜控制方式进行对比，提出了新型排流柜的设计方案，通过实际应用，验证该新型排流柜具有响应速度快，排流效果理想的优点。

【关键词】排流柜；杂散电流；IGBT；单片机；实时控制1.杂散电流的概念在世界各地的地铁中，普遍采用直流电作为地铁车辆的电源，且大多数采用走行钢轨作为牵引电流的回流通道。

随着地铁运行时间的延长，车辆与钢轨之间摩擦产生的金属粉尘在地下潮湿环境的作用下，使钢轨与大地之间的绝缘电阻不断减小，致使一部分牵引回流电流流向大地形成杂散电流（也称“迷流”）。

杂散电流对油气管道腐蚀的影响随着我国长输油气管道里程的不断增长，杂散电流引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关注。

本文阐述了杂散电流对油气管道腐蚀的基本原理、特点，针对杂散电流的特点，提出了防止杂散电流对油气管道腐蚀的措施。

标签：杂散电流；油气管道；腐蚀影响近年来，中国在能源、电力、交通等领域取得了快速发展。

这也使得铺设地下油气管道更容易与高压输电网络、电动轨道车等平行或相交，甚至出现了一些输电线路、铁路和油气管道集中的走廊情况，从而导致在埋地油气管道中造成越来越严重的杂散电流干扰。

如果埋地油气管道的腐蚀防护层受损，杂散电流会流人管道，造成管道腐蚀，同时干扰管道阴极保护系统，造成经济损失，甚至造成严重后果比如安全事故和环境污染等。

传统的检测技术不能很好地检测油气管道杂散电流。

盲目选择干扰保护不仅能起到减缓作用，反而会造成腐蚀的加速。

因此，埋地油气管道杂散电流检测与保护的研究是当前管道保护中的重要问题之一。

一、杂散电流腐蚀特点杂散电流腐蚀指的是散流在地层的电流对地下钢质管道造成的腐蚀，也可以叫做干扰腐蚀。

主要是由于电气化铁路、电车、地下电缆泄漏、建筑物接地装置等产生的杂散电流，一般分为交流和直流两种杂散电流。

杂散电流的腐蚀特点如下：第一是强度高，危害大。

如果埋地钢质管道仅发生自然腐蝕的情况下，腐蚀电流仅为几十毫安。

而如果当土壤中有杂散电流时，通过的电流陡增，可以达到几百安培。

杂散电流强度越大，金属腐蚀量越大。

两者之间成正比关系，符合法拉第定律。

第二，它具有广泛的范围和很强的随机性。

杂散电流具有广泛的影响范围，可以达到几公里甚至几十公里。

这与引起杂散电流的外部电流源密切相关。

杂散电流干扰的发生往往是随机变化的，无论电流方向、强度如何，都与外部电源设施的负载情况、轨道连接、管道绝缘的变化相关，所以保护起来有一定的难度。

第三，腐蚀部位高度集中。

杂散电流通常在管道的接地阻抗较小的位置流入土壤，因此杂散电流腐蚀也集中在这些部位。

摘要：采用接触网供电、走行轨回流方式的地铁线路，由于走行轨无法与道床完全绝缘，导致回流电流通过走行轨泄漏至大地，形成杂散电流。

当杂散电流泄漏量超标，会对城市轨道交通系统内外的金属管线产生一定的危害和影响，严重情况下，将会导致埋地金属管线因腐蚀穿孔而造成漏水或煤气、燃气泄漏。

因此，需要加强对杂散电流的防护与监测。

现结合工程实际，在地铁常规杂散电流防护方案基础上，提出了两种杂散电流加强防护设计方案，通过详细的分析对比，提出了最优防护方案，为设计、建设部门的地铁线路内外部埋地金属管线的杂散电流防护提供参考。

关键词：地铁；杂散电流；埋地金属管线；防护方案0 引言目前，城市地铁供电系统基本采用接触网（轨）供电、走行轨回流方式。

地铁运营初期，走行轨与道床之间的绝缘程度较高，即走行轨对地的过渡电阻值较大，由走行轨泄漏到周围土壤介质中的杂散电流也较少。

但是随着地铁运营年限的增长，钢轨的轨地绝缘性能降低，由走行轨泄漏到周围土壤介质中的杂散电流会明显增大。

近年来，北京、广州、深圳、上海等多个城市的燃气管网以及环城长输油气管道，频繁出现由轨道交通杂散电流干扰引起的管道腐蚀与防护问题，引起了管道企业的广泛关注。

本文针对利用走行轨回流方式的地铁线路，在地铁常规杂散电流防护设计方案基础上，提出了最优杂散电流加强防护方案，以最大程度地减少地铁杂散电流对埋地金属管线的影响。

1 地铁正线杂散电流常规防护方案1.1 防护方案（1）正线牵引变电所均匀布置，平均间距2.65 km，距离不远，可有效减小杂散电流值。

（2）牵引网采用双边供电方式，较单边供电方式，可有效减小杂散电流值，杂散电流值仅为单边供电的1/4。

（3）走行轨下设置绝缘垫；道床面至走行轨底面的间隙大于30 mm，走行轨对地保持一定间隙；道床两侧设置排水沟，保证排水通畅，保持道床混凝土干燥；尽量增加道床混凝土厚度；采用以上措施，加强走行轨对地绝缘，减小走行轨对地过渡电阻值，同时加强轨道运营维护，可有效减少杂散电流的泄漏。

地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施摘要：在城市交通系统不断完善的过程中，地铁建设规模越来越大。

但地铁中产生的杂散电流对长输管道造成了较大的影响，因此本文利用调查法、文献资料法等方法对地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施进行了研究与探讨，以期为相关研究提供参考。

研究结果表明地铁杂散电流会对长输管道产生腐蚀危害，严重影响到了埋地钢质成品油长输管道的正常运行，只有加强防护才能够减少干扰危害。

所以需要将多种防护措施结合起来，不断调整阴极保护系统，从而抑制杂散电流的干扰，延长长输管道的使用寿命。

关键词：地铁杂散电流；长输管道；干扰危害前言：地铁是城市交通系统的关键构成部分，可以为人们的日常出行提供有力支持。

但地铁在运行过程中会产生大量的杂散电流且会造成一定的危害，因此需在现有研究结果的基础上全面分析杂散电流对长输管道的危害并通过有效措施进行干扰防护。

1.杂散电流与长输管道概述1.1杂散电流杂散电流指的是在设计或规定回路以外流动的电流，多在土壤中流动【1】。

从干扰源性质来看杂散电流主要包括静态型与动态型这两种类型，从干扰源来源来看杂散电流包括直流型、交流直流型以及地电流。

产生杂散电流的原因有很多，例如电位梯度以及电流泄露等，会对周边环境产生较大影响。

1.2长输管道长输管道即产地、仓库以及使用单位之间进行商品介质输送的管道，主要包括GA1与GA2这两个级别，在油气输送中占据着重要地位。

2.地铁杂散电流对长输管道的干扰危害2.1杂散电流的干扰腐蚀危害杂散电流会从管道某一部位进入到长输管道中，这一部分属于阴极。

在流动一段时间后杂散电流会从管道的另一部位流出，这一部分属于阳极。

而此时管道会出现阳极氧化的情况，这就说明杂散电流对管道造成了腐蚀【2】。

从本质上看，杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀，即金属表面与电解质发生电化学反应造成的腐蚀破坏，会产生相应的电流，所以危害性相对较大。

例如，可能会导致管道涂层缺陷处出现严重的腐蚀情况甚至出现失效、穿孔等问题；导致管道的腐蚀层出现鼓泡等情况；导致管道中部分由高强度钢材料制成的材料失效。

运营地铁线路杂散电流探讨[摘要]阐述了地铁杂散电流的产生原因，分析杂散电流对地铁中的电气设备运行造成的影响，及对结构钢和附近的金属管线造成的危害。

并对运营后的地铁线路减少杂散电流的方法进行探讨。

[关键词]杂散电流危害防护控制方法中图分类号：tm921 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）13-0229-011 概述1969年，国内第一条地铁线路在北京建成并投入试运营。

随着时代的发展，上海、天津、广州、深圳等城市也先后有地铁线路投运。

地铁的快速发展也引起了人们对杂散电流腐蚀问题的关注。

据不完全统计，佛山、深圳、宁波等燃气公司先后提出地铁的杂散电流对其设备造成不同程度的影响。

鉴于此，本文对地铁杂散电流的产生原因，杂散电流对地铁设备的影响，及对附近的金属管线造成的危害等方面进行分析。

并探讨运营地铁线路减少杂散电流的方法。

2 杂散电流的定义杂散电流又称迷失电流，是指不按照规定路线流动的电流。

通常，地铁采用走行钢轨回流的直流牵引供电系统，接触网与牵引变电所的正母线连接，回流轨与负母线连接。

由于回流轨具有纵向电阻，从电客车至变电所负母线之间的回流轨上就会产生电压降，电客车附近的回流轨电位相对高，形成轨道阳极区。

而回流轨与地做不到完全绝缘，因此就有正向漏泄电流流入大地，即产生杂散电流。

杂散电流从回流轨漏出后，经过地铁的道床流入大地，然后从大地流回钢轨回流点。

若地铁附近有导电性能较好的埋地金属管线，则有一部分杂散电流选择电阻率较低的埋地金属管线作为流通路径，在变电所附近从金属管线中流出流回变电所。

3 杂散电流的危害3.2 有可能影响地铁安全运营杂散电流流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，有可能使某些设备无法正常工作，甚至会危及人身安全。

杂散电流增大，会使钢轨电位发生变化，进而引起钢轨与框架之间的电位差发生变化。

当钢轨与框架的电位差达到框架保护整定一段值时，会引起电压型框架保护报警；当钢轨与框架电位差达到或超过框架保护整定二段值，启动延时后，如电压信号一直未降低，就有可能引起牵引变电所的框架保护动作。

强制排流的原理朋友，今天咱们来唠唠强制排流这个事儿。

你可别一听这名字就觉得很复杂、很高深莫测，其实呀，它就像给那些调皮捣蛋的电流找个乖乖听话的出口一样。

咱先说说电流这小玩意儿，它就像一群调皮的小精怪，到处乱窜。

在一些特殊的环境里呢，比如说地下的金属管道周围，就可能会聚集很多这样的小精怪。

这些电流啊，它们可不是来做什么好事儿的，它们会对金属管道产生腐蚀。

你想啊，就像有一群小虫子在慢慢啃噬一块木头一样，时间长了，管道就会被破坏得千疮百孔，这可不得了，不管是对供水管道还是输油管道之类的，那都是大麻烦。

那强制排流呢，就像是给这些电流小精怪们设了一个专门的通道。

想象一下，有一个超级大的滑梯，这个滑梯就是我们为电流准备的排流装置。

当我们把这个装置安装好后，那些原本在管道周围乱窜的电流，就会被这个滑梯吸引，然后顺着滑梯就溜走啦。

从更专业的角度来说呢，强制排流是利用了一种电位差的原理。

管道周围的电流之所以会聚集，是因为管道和周围的土壤或者其他介质之间存在着电位差。

就好像是两座小山，一座山上的水因为高度差就会往另一座山上流一样。

我们的强制排流装置就像是在两座山之间开了一条沟渠，让电流能够按照我们想要的方向流动。

比如说在一些城市的地下管网系统里，有很多金属管道纵横交错。

如果没有强制排流，那些杂散电流就会在管道之间乱串。

但是一旦有了强制排流系统，就像是给这些管道穿上了一层保护罩。

电流会被强制排流装置引导着，从管道这个“小家”里离开，回到它们该去的地方，比如说大地这个“大家”。

这强制排流装置啊，它就像一个严格又和蔼的管理员。

严格呢，是因为它会坚决地把那些不应该在管道上逗留的电流赶走；和蔼呢，是因为它给这些电流提供了一个安全又顺畅的离开通道。

它可不会像那些电流一样在管道上搞破坏，而是默默地守护着管道的安全。

而且啊，强制排流还有不同的方式呢。

有直接排流，就像一条直线的道路，电流直接就被引导走了。

还有极性排流，就像是给电流分了个方向，让它们按照特定的极性来流动。

浅谈一款新型地铁排流柜的设计作者：路春莲来源：《电子世界》2013年第02期【摘要】地铁排流柜作为地铁杂散电流腐蚀防护系统中的一款重要设备，其控制方式的不同会得到不同的防腐蚀效果，本文将一款新型排流柜与传统排流柜控制方式进行对比，提出了新型排流柜的设计方案，通过实际应用，验证该新型排流柜具有响应速度快，排流效果理想的优点。

【关键词】排流柜；杂散电流；IGBT；单片机；实时控制1.杂散电流的概念在世界各地的地铁中，普遍采用直流电作为地铁车辆的电源，且大多数采用走行钢轨作为牵引电流的回流通道。

随着地铁运行时间的延长，车辆与钢轨之间摩擦产生的金属粉尘在地下潮湿环境的作用下，使钢轨与大地之间的绝缘电阻不断减小，致使一部分牵引回流电流流向大地形成杂散电流（也称“迷流”）。

杂散电流在流经地下金属结构时会产生电化学腐蚀，尤其对地铁沿线的输油管道、煤气管道、自来水管道及沿线建筑物结构钢等危害极大。

[1]目前对杂散电流的防护一般采取“以防为主、以排为辅”的防护措施。

“以防为主”，即首先应从源头着手，尽量减少杂散电流泄露，这要求设置合理的牵引供电系统并加强走行轨对地绝缘，在轨道与轨枕之间进行绝缘，即在轨道与混凝土之间、扣件与混凝土轨枕之间采取绝缘措施，以减少钢轨的泄漏电流；同时要加强可能被腐蚀的管道、结构钢筋等的腐蚀防护，这样做在地铁运行初期可收到良好的效果。

所谓“排”即是排流法，在道床内铺设钢筋网并进行电气连接，使之构成道床钢筋收集网。

新建地铁大都将各段道床的结构钢筋焊成一个电气整体，称之为道床排流网（主排流网），把隧道壁的结构钢筋焊结成电气整体，称侧壁排流网（辅助排流网），并将各段排流网通过电缆相连，使道床和侧壁内形成低电阻杂散电流通道，[2]使该电流通过排流柜装置回流至牵引变电所整流器负极，避免泄漏到地下造成危害。

2.地铁排流柜简介排流柜是组成地铁杂散电流腐蚀防护系统的一个重要的设备，通常安装在牵引变电所内，电气连接于排流网与负极柜之间。

燃气管道杂散电流腐蚀与防护一、杂散电流干扰模式杂散电流是指设计范围外流入地面的直流电流，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。

其中，以城市和矿区电机车为最甚。

它的干扰途径如图10-60所示。

从图中可以划分三种情况：1.直流供电站附近的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。

2. 干涉段中间的管道属于极性交替区，杂散电流可能流入也可能流出。

当电流流出时，造成腐蚀。

3.电力机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。

以上是一般规律。

实际上杂散电流干扰源是多中心的。

如矿区电机车轨道已形成网状，供电所很多，当多台机车运行时，会产生无序的地下电流。

作用在管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。

由直流杂散电流引起的埋地钢质管道腐蚀称为干扰腐蚀。

因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。

这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。

例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。

随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。

如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。

在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。

其干扰形式如图10-62和图10-63所示。

干扰范围与阳极放电电流和阴极保护电流密度成正比。

当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。

二、杂散电流腐蚀特性1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。

大部分属腐蚀原电池型。

腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几十毫安。

在土壤中的杂散电流腐蚀，则是电解电池原理。

即外来的直流电流或电位差，造成了土壤溶液中金属腐蚀。

其腐蚀量与杂散电流强度成正比，服从法拉第电解定律。

杂散电流监测系统（含排流柜）、单向导通装置技术规格书（一）杂散电流监测系统（含排流柜）1. 适用范围本技术要求适用于重庆轨道交通一号线朝沙段杂散电流监测系统，并作为投标方制定投标技术文件和供货设备的技术依据。

2. 环境条件1）环境温度：-5︒C～+44.5︒C2）污秽等级：重污区3）相对湿度：日平均：95%月平均：90%有凝露发生4）海拔高度： 1000m5）雷电日：60D/年6）地震烈度：7度3. 供货规格型号4. 采用标准（但不限于此）地铁杂散电流自动监测系统有关设备所涉及的产品标准、规范；工程标准、规范；验收标准、规范等完全满足所有中华人民共和国的条例及规范，包括：《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92《低压电器外壳防护等级》GB4942.2-85《电工电子产品基本环境试验规程》GB2423-81《电磁兼容试验和测量技术》GB/T 17626《煤矿通信、检验、控制用电工电子产品基本试验方法》MT 210《交流电气装置的接地》DL/T621-1997《地铁设计规范》GB50157-2003《地铁直流牵引供电系统》GB10411-895. 系统构成本工程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。

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

杂散电流监测系统由参比电极、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、监测装置组成。

6. 系统功能杂散电流监测装置的输入端与从沿线各传感器引入的通信电缆连接，通过各监测点传感器实时采集监测分区内的结构钢筋的极化电位，参比电极自然本体电位，并对数据进行A/D转换，计算、存贮、统计并通过变电所内通信网络，将统计结果传送到变电所自动化系统，本监测系统具备以下几种功能：6.1 通信功能每个供电区间内的监测装置定期向传感器发出数据采集命令，数据按指定的格式上传到监测装置。