一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，包括测量电源模块MS

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统


[0001]本专利技术属于轨道交通牵引供电系统
，特别涉及一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统。

技术介绍

[0002]我国城市轨道交通主要采用直流牵引供电制式，接触网电压等级一般为DC1500V或者DC750V，采用直流牵引供电制式有利于实现正线牵引网的贯通供电，不会产生负序、高频电磁干扰等问题，并且能够满足列车频繁进出站、频繁制动启停的需要。但地铁牵引供电系统采用直流牵引供电制式，会导致杂散电流泄漏问题。
[0003]牵引变电所输出的电能经接触网传输给列车，然后再通过走行轨返回牵引变电所，牵引回流使走行轨产生对地电位。由于走行轨对地难以做到理想绝缘，回流电流会向大地泄漏，通过地铁土建结构钢筋和埋设在轨道附近的金属管道等回到牵引变电所，形成电流回路。从走行轨泄漏到大地的电流称之为杂散电流。杂散电流流入结构钢筋或埋地金属管道的地方为阴极区，在阴极区的金属构件一般不受影响；杂散电流从结构钢筋或埋地金属管道流出的地方为阳极区，阳极区的金属构件会被腐蚀。钢轨过渡电阻值是衡量杂散电流泄漏水平的重要指标，杂散电流的大小与钢轨过渡电阻值反相关。
[0004]根据CJJ/T 49
‑
2020《地铁杂散电流腐蚀防护技术标准》，地铁线路的钢轨过渡电阻值不应小于15Ω
·
km，检测钢轨过渡电阻是否符合要求，对于工程建设、地铁结构安全，具有重要意义。国家标准GB/T28026.2
‑
2018《杂散电流防护》和CJJ/T 49/>‑
2020《地铁杂散电流腐蚀防护技术标准》中均给出了钢轨纵向电阻与过渡电阻测量原理与推荐测量方法，即利用外加电源向一段区间内的钢轨注入电流，然后测量该区间内的钢轨平均电位与泄漏电流值，计算得到钢轨过渡电阻。基于以上两个标准，文献CN 106199201 A 《城市轨道交通轨地过渡电阻测试系统及其方法》，将可编程电流源嵌入系统主机，通过补偿算法计算钢轨过渡电阻。文献CN 106771636 A《钢轨过渡电阻检测系统及方法》采用物联网技术，将服务器与数据采集设备和通信设备连接，采集信号之后计算钢轨过渡电阻、评估钢轨的绝缘安装水平。以上两种方法均分开测量一行（上行或者下行）钢轨的过渡电阻，而实际中上下行钢轨之间有均回流线连接，是一个整体。文献CN 108169569 A《一种钢轨对排流网过渡电阻监测系统及其控制方法》，考虑上下行钢轨，在线路上布置大量测量点，利用微机管理系统，控制各个模块的操作，以中间一段钢轨的纵向电阻计算结果，代替整段钢轨的纵向电阻，进行钢轨过渡电阻的检测。因此，上述技术普遍存在测量精度低、测量效率有限的缺点。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，可实现自动测量、构造简单，系统元件数目少，集成度高，操作方便，省时省力。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，包括测量电源模块MS
k
、电阻测量模块MRR
k
和数据处理模块DP
k
，
所述测量电源模块MS
k
包括恒直流电源、母线C
k
、第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
和第三控制开关SP
3k
，所述恒直流电源的正极接入牵引变电所TSS
k
的直流负母线LN
k
，所述恒直流电源的负极接入母线C
k
，所述母线C
k
分别通过第一控制开关SP
1k
与排流柜排流端子TG
k
连接、通过第二控制开关SP
2k
与变电所接地母排G
k
连接、通过第三控制开关SP
3k
与均流线LJL
k
连接；所述电阻测量模块MRR
k
包括8个电压测量传感器C
1k
~C
8k
，每2个电压测量传感器为一组，四组电压测量传感器分别布置在上下行钢轨的4根钢轨上，且位于牵引变电所TSS
k
所在车站TSZ
k
的两侧的回流线LHL
k
和均流线LJL
k
之间，每组电压测量传感器的其中一个电压测量传感器紧挨所述回流线LHL
k
；所述数据处理模块DP
k
与所述恒直流电源、电压测量传感器C
1k
~C
8k
连接，所述数据处理模块DP
k
用于控制恒直流电源、采集电压测量传感器C
1k
~C
8k
测量数据、计算钢轨纵向电阻和过渡电阻。
[0007]进一步的，每组的两个电压测量传感器相隔10m布置。
[0008]进一步的，测量钢轨纵向电阻时，测量电源模块MS
k
的第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
处于分闸状态，和第三控制开关SP
3k
处于合闸状态；测量钢轨过渡电阻时，第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
处于合闸状态，和第三控制开关SP
3k
处于分闸状态。
[0009]进一步的，测量钢轨纵向电阻的步骤为：S11：所述恒直流电源不工作，所述数据处理模块DP
k
获取所述电压测量传感器C
1k
~C
8k
的测量数据，计算每组电压测量传感器的测量数据的电压差，分别为U
off.1,2
、U
off.3,4
、U
off.5,6
、U
off.7,8
；S12：所述数据处理模块DP
k
控制所述恒直流电源工作，向钢轨注入电流，所述数据处理模块DP
k
再次获取所述电压测量传感器C
1k
~C
8k
的测量数据，计算每组电压测量传感器的测量数据的电压差，分别为U
on.1,2
、U on.3,4
、U on.5,6
、U on.7,8
；S13：所述数据处理模块DP
k
计算单根钢轨纵向电阻为：其中，I
Sk
为所述恒直流电源输出的电流值。
[0010]进一步的，测量钢轨过渡电阻的步骤为：车站TSZ
k
与车站TSZ
k+1
之间的钢轨为钢轨过渡电阻测量区间，测量电源模块MS
k
、电阻测量模块MRR
k
和数据处理模块DP
k
安装于车站TSZ
k
，车站TSZ
k+1
内安装有测量电源模块MS
k+1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，其特征在于：包括测量电源模块MS
k
、电阻测量模块MRR
k
和数据处理模块DP
k
，所述测量电源模块MS
k
包括恒直流电源、母线C
k
、第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
和第三控制开关SP
3k
，所述恒直流电源的正极接入牵引变电所TSS
k
的直流负母线LN
k
，所述恒直流电源的负极接入母线C
k
，所述母线C
k
分别通过第一控制开关SP
1k
与排流柜排流端子TG
k
连接、通过第二控制开关SP
2k
与变电所接地母排G
k
连接、通过第三控制开关SP
3k
与均流线LJL
k
连接；所述电阻测量模块MRR
k
包括8个电压测量传感器C
1k
~C
8k
，每2个电压测量传感器为一组，四组电压测量传感器分别布置在上下行钢轨的4根钢轨上，且位于牵引变电所TSS
k
所在车站TSZ
k
的两侧的回流线LHL
k
和均流线LJL
k
之间，每组电压测量传感器的其中一个电压测量传感器紧挨所述回流线LHL
k
；所述数据处理模块DP
k
与所述恒直流电源、电压测量传感器C
1k
~C
8k
连接，所述数据处理模块DP
k
用于控制恒直流电源、采集电压测量传感器C
1k
~C
8k
测量数据、计算钢轨纵向电阻和过渡电阻。2.如权利要求1所述的钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，其特征在于：每组的两个电压测量传感器相隔10m布置。3.如权利要求1所述的钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，其特征在于：测量钢轨纵向电阻时，测量电源模块MS
k
的第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
处于分闸状态，和第三控制开关SP
3k
处于合闸状态；测量钢轨过渡电阻时，第一控制开关SP
1k
、第二控制开关SP
2k
处于合闸状态，和第三控制开关SP
3k
处于分闸状态。4.如权利要求1所述的钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，其特征在于：测量钢轨纵向电阻的步骤为：S11：所述恒直流电源不工作，所述数据处理模块DP
k
获取所述电压测量传感器C
1k
~C
8k
的测量数据，计算每组电压测量传感器的测量数据的电压差，分别为U
off.1,2
、U
off.3,4
、U
off.5,6
、U
off.7,8
；S12：所述数据处理模块DP
k
控制所述恒直流电源工作，向钢轨注入电流，所述数据处理模块DP
k
再次获取所述电压测量传感器C
1k
~C
8k
的测量数据，计算每组电压测量传感器的测量数据的电压差，分别为U
on.1,2
、U on.3,4
、U on.5,6
、U on.7,8
；S13：所述数据处理模块DP
k
计算单根钢轨纵向电阻为：其中，I
Sk
为所述恒直流电源输出的电流值。5.如权利要求1所述的钢轨纵向电阻和过渡电阻测量系统，其特征在于：测量钢轨过渡电阻的步骤为：车站TSZ
k
与车站TSZ
k+1
之间的钢轨为钢轨过渡电阻测量区间，测量电源模块MS
k
、电阻测量模块MRR
k
和数据处理模块DP
k
安装于车站TSZ
k
，车站TSZ
k+1
内安装有测量电源模块MS
k+1
、电阻测量模块MRR
k+1
和数据处理模块DP
k+1
，所述测量电源模块MS
k+1
、电阻测量模块MRR
k+1
和数据处理模块DP
k+1
的结构和连接方式与所述测量电源模块MS
k
、电阻测量模块MRR
k
和数据处理
模块DP
k
相同，数据处理模块DP
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁世文，李力鹏，肖立君，李熙光，陈怀鑫，杨建兴，张昊然，王立天，孙才勤，李汉卿，王海，康克农，
申请(专利权)人：中铁电气化勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：