一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路，包括过渡电压监测表、漏电电压监测表、采样电阻和采样电流监测表，所述过渡电压监测表的正极与钢轨电连接，所述过渡电压监测表的负极与排流网电连接，所述漏电电压监测表的正极与所述排流网电连接，所述漏电电压监测表的负极与接地参考线电连接，所述采样电流监测表和所述采样电阻按照串联的方式设置于所述排流网与所述接地参考线之间。本实用新型专利技术通过设置在线监测电路在线监测漏电电压值、过渡电压值和用于表征杂散电流值的采样电流值，数据处理单元通过对预先测量完成的多种等效电阻数据和在线监测数据进行联合运算，得到实时的杂散电流泄漏量和过渡电阻值。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路
本技术涉及轨道检测
，具体涉及一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路。
技术介绍
杂散电流指不按照规定途径移动的电流，主要存在于土壤中。这种在土壤中的杂散电流会通过土壤中导电体某一部位进入，并在导电体中移动一段距离后在从导电体中离开回到土壤中，这些电流离开导电体的地方就会发生腐蚀，这种腐蚀被称为杂散电流腐蚀。杂散电流腐蚀对埋地金属管道，地下结构体重的钢筋、钢结构等具有重大危害，会严重降低埋地金属体的使用寿命，存在较大安全威胁。目前，电气化铁路尤其是城市轨道交通系统在施工完成后，经过多年运营后会产生较大的轨道杂散漏出量，已经成为最大的杂散电流输出源之一。因此对轨道杂散漏出量进行在线监测和严密管控迫在眉睫。但是，目前的杂散电流监测装置因轨道交通直流牵引系统产生的杂散电流是动态变化的，杂散电流难以直接测量，一般都通过轨道电位、埋地金属的极化电位等参数间接反映杂散电流的腐蚀情况。因此，现有的杂散电流监测装置均使用静态、间接的检查方法，具有无法实时在线监测杂散电流值的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路，通过改进电路结构，解决了现有的杂散电流监测装置无法实时在线监测杂散电流值的问题。为解决以上技术问题，本技术的技术方案为采用一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路，包括过渡电压监测表、漏电电压监测表、采样电阻和采样电流监测表，其中，所述过渡电压监测表的正极与钢轨电连接，所述过渡电压监测表的负极与排流网电连接，所述漏电电压监测表的正极与所述排流网电连接，所述漏电电压监测表的负极与接地参考线电连接，所述采样电流监测表和所述采样电阻按照串联的方式设置于所述排流网与所述接地参考线之间。可选地，所述在线监测电路还包括数据处理单元，在轨道车辆穿过所述钢轨的情况下，所述过渡电压监测表、所述漏电电压监测表和所述采样电流监测表生成的电压采集数据和电流采集数据传输至所述数据处理单元。可选地，所述在线监测电路还包括多路时钟电路，所述多路时钟电路包括振荡器、频率合成器和时钟输出器，其中，所述振荡器、频率合成器和时钟输出器按照依次级联的方式电连接。可选地，所述时钟输出器分别与所述过渡电压监测表、所述漏电电压监测表和所述采样电流监测表电连接。相应的，本技术提供，一种轨道杂散电流及过渡电阻的校准电路，包括漏电电压监测表、校验单元和采样电流监测表，其中，所述漏电电压监测表的正极与所述排流网电连接，所述漏电电压监测表的负极与接地参考线电连接，所述采样电流监测表和所述校验单元按照串联的方式设置于所述排流网与所述接地参考线之间。可选地，所述校准电路还包括牵引系统供电开关和数据处理单元，在牵引系统供电开关断开且所述校验单元产生电流的情况下，所述漏电电压监测表和所述采样电流监测表生成的网口电阻采集数据、电压采集数据和电流采集数据传输至所述数据处理单元。可选地，所述校准电路还包括多路时钟电路，所述多路时钟电路包括振荡器、频率合成器和时钟输出器，所述振荡器、频率合成器和时钟输出器按照依次级联的方式电连接，其中，所述时钟输出器分别与所述校验单元、所述漏电电压监测表和所述采样电流监测表电连接。本技术的首要改进之处为提供的轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测及校准电路，通过设置在线监测电路实现在线监测漏电电压值、过渡电压值和用于表征杂散电流值的采样电流值，数据处理单元通过对预先测量完成的钢轨等效电阻、排流网等效电阻、参考接地线等效电阻、采样电阻和在线监测数据进行联合运算，得到实时的杂散电流泄漏量和过渡电阻值。同时，考虑到轨道中可能存在的网口电阻影响监测数据的结果，通过设置校准电路检测网口电阻并传输至数据处理单元，数据处理单元基于网口电阻值生成校准系数并生成矫正后的过渡电阻值及杂散电流值。附图说明图1是本技术的轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路的简化电路接线图；图2是本技术的轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路的简化电气原理图；图3是本技术的轨道杂散电流及过渡电阻的校准电路的简化电气原理图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路，包括过渡电压监测表4、漏电电压监测表5、采样电阻6和采样电流监测表7，其中，所述过渡电压监测表4的正极与钢轨1电连接，所述过渡电压监测表4的负极与排流网2电连接，所述漏电电压监测表5的正极与所述排流网2电连接，所述漏电电压监测表5的负极与接地参考线3电连接，所述采样电流监测表7和所述采样电阻6按照串联的方式设置于所述排流网2与所述接地参考线3之间。进一步的，所述在线监测电路还包括数据处理单元，在轨道车辆穿过所述钢轨1的情况下，所述过渡电压监测表4、所述漏电电压监测表5和所述采样电流监测表7生成的电压采集数据和电流采集数据传输至所述数据处理单元。其中，数据处理单元可以是51单片机，通过无线传输单元与所述过渡电压监测表4、所述漏电电压监测表5和所述采样电流监测表7实现通信连接，数据处理单元在接收到采集数据后能够通过数/模转换单元、功放单元完成数据的预处理。更进一步的，如图2所示，通过对钢轨1、排流网2、参考接地线3及采样电阻6进行元件初始化测量，获取钢轨等效电阻R0、排流网等效电阻R1、参考接地线等效电阻R2及采样电阻RC，构成在线监测电路的电气原理图。数据处理单元基于公式生成实时的过渡电阻值RT。其中，ic为采样电流且用于表征杂散电流值，U1为过渡电压值，U2为漏电电压值。为便于理解本技术检测过渡电阻值的目的，具体的，过渡电阻是一种瞬间状态的电阻，当电气设备发生相间短路或相对地短路时，短路电流从一相流到另一相或从一相流入接地部位的途径中所通过的电阻。相间短路时，过渡电阻主要是电弧电阻。接地短路时，过渡电阻主要是杆塔及其接地电阻。一旦故障消失，过渡电阻也随之消失。因此轨道的过渡电阻值，表征的是某段轨道在轨道车辆通过时加电峰值时轨道绝缘状态发生改变的情况下的瞬态电阻。本技术通过监测轨道车辆通过时的瞬态过渡电阻，能够有效监测轨道车辆通过时轨道的绝缘状态改变情况。同时，专利技术人注意到由于铁轨构成的复杂性，例如一定长度的铁轨内存在多个相连的排流网，构成了一个具有多电阻串联/并联的电阻网络，造成了在线监测电路设置于轨道上时可能存在网口电阻的存在。在网口电阻的分流影响下造成ic无法完全表征杂散电流值的大小。而该电阻网络由于连接关系十分复杂，定性分析计算电阻网络的网口电阻的计算量较大且可靠性较低。因此为排除网口电阻的影响，专利技术人创造性的通过改进电路构成，在牵引系统供电开关9断开的情况下，将校验单元作为电路的电源，使用校验单元对网口电阻进行直接数据采集，如图3所示，本技术提供，一种轨道杂散电流及过渡电阻的校准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路，其特征在于，包括过渡电压监测表(4)、漏电电压监测表(5)、采样电阻(6)和采样电流监测表(7)，其中，/n所述过渡电压监测表(4)的正极与钢轨(1)电连接，所述过渡电压监测表(4)的负极与排流网(2)电连接，所述漏电电压监测表(5)的正极与所述排流网(2)电连接，所述漏电电压监测表(5)的负极与接地参考线(3)电连接，/n所述采样电流监测表(7)和所述采样电阻(6)按照串联的方式设置于所述排流网(2)与所述接地参考线(3)之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道杂散电流及过渡电阻的在线监测电路，其特征在于，包括过渡电压监测表(4)、漏电电压监测表(5)、采样电阻(6)和采样电流监测表(7)，其中，
所述过渡电压监测表(4)的正极与钢轨(1)电连接，所述过渡电压监测表(4)的负极与排流网(2)电连接，所述漏电电压监测表(5)的正极与所述排流网(2)电连接，所述漏电电压监测表(5)的负极与接地参考线(3)电连接，
所述采样电流监测表(7)和所述采样电阻(6)按照串联的方式设置于所述排流网(2)与所述接地参考线(3)之间。


2.根据权利要求1所述的在线监测电路，其特征在于，所述在线监测电路还包括数据处理单元，
在轨道车辆经过所述钢轨(1)的情况下，所述过渡电压监测表(4)、所述漏电电压监测表(5)和所述采样电流监测表(7)生成的电压采集数据和电流采集数据传输至所述数据处理单元。


3.根据权利要求2所述的在线监测电路，其特征在于，所述在线监测电路还包括多路时钟电路，所述多路时钟电路包括振荡器、频率合成器和时钟输出器，其中，
所述振荡器、频率合成器和时钟输出器按照依次级联的方式电连接。


4.根据权利要求3所述的在线监测电路，其特征在于，所述时钟输出器分别与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤江文，杨桩，薛靓，蒋丽，徐传娣，谢开强，
申请(专利权)人：中国测试技术研究院机械研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51