地铁杂散电流系统培训教程

杂散电流防护系统

培训教程

目录

杂散电流基本理论.................................................................I

——、杂散电流的产生...........................................................1

二、地铁杂散电流腐源的危害及影响............................................2

三、地铁金属结构杂敦电流腐蚀基木原理.......................................3

四、地铁金属结构电腐蚀危险性指标及判定依据.................................4

五、地铁杂散电流腐诬监测原理................................................5

六、地铁杂散电流监则系统构成................................................8

单向导通装置......................................................................9

一、概述......................................................................9

二、单向导通装置的组成及功能介绍............................................9

三、单向导通装置工作原理介绍................................................11

1.技术指标............................................................11

2.带消弧功能的单向导通装置触发方案...................................12

3.使用和维护..........................................................14

4.常见事故及处理措施..................................................14

四、单向导通装置主要结构图说明.............................................15

1.设备外形结构示意图..................................................15

2.底座固定尺寸图......................................................15

3.二次开关装置及接线示意图...........................................15

4.带消弧设施的单向导通装置测距装置说明...............................17

5.二极管和快熔故障面板指示说明......................错误!未定义书签。

五、安装说明................................................................18

1.设备安装............................................................18

2.接线.................................................................18

六、调试.....................................................................19

杂散电流监测系统................................................................20

一、参比电极材料及其构造、特性.............................................20

1.参比电极的结构......................................................20

2.主要技术参数........................................................20

3.安装方法............................................................20

4、注意事项.............................................................21

5.电极检查............................................................21

二、DZC-1型普通传感器.....................................................21

1.用途................................................................21

2.工作原理............................................................22

3.安装与调试..........................................................22

4.使用注意事项........................................................24

5.维修保养及故障排除..................................................24

三、DZCG-1型智能传感器....................................................24

1.用途................................................................24

2.工作原理............................................................25

3.安装与调试..........................................................26

4.使用注意事项........................................................30

5.维修保养及故障排除..................................................30

四、智能信号转接器..........................................................30

1.用途................................................................30

2.工作原理............................................................30

3.安装与调试..........................................................30

4.使用注意事项........................................................32

5.维修保养及故障排除..................................................32

五、智能监测装置............................................................32

1.用途.................................................................32

2.操作说明............................................................32

3.操作步骤............................................................33

4.安装说明............................................................35

5.维修保养及故障排除..................................................37

六、智能便携式测试仪........................................................39

1.用途................................................................39

2.功能特征............................................................39

3.操作说明............................................................39

七、微机管理系统............................................................43

1.系统组成............................................................43

2.系统运行环境........................................................44

3.系统运行及退出......................................................44

4.启动窗体操作说明....................................................44

5.杂散电流监测操作说明...............................................44

6.过渡电阻测试操作说明...............................................47

2

二、地铁杂散电流腐蚀的危害及影响

杂散电流会引起地铁设施、地铁附近的钢筋混凝土结构物以及埋地管线发生

腐蚀，造成严重后果。主要表现在：

1）钢轨及其附件的腐蚀

在列车下部，列车处于阳极区，容易发生电蚀。资料表明，钢轨的杂散电流

腐蚀在陪道内及道岔等部位尤为显著，在有些地方2〜3年就要更换轨道0道钉

讣1七九型rtb/由“工同缶H口夕心#尢心丁'立17人"叫J上难以发现。

2）钢筋混凝土金属结构物的腐蚀来°

杂散电流通过混凝土时对混凝土本身并不产生影响。但如果有钢筋存在，则

钢筋起汇集电流的作用并把电流引导到排流点处。在杂散电流由混凝土进入钢筋

之处，钢筋呈阴极一一如果阴极析氢且氢气不能从混凝土逸出，就会形成等静压

力，使钢筋与混凝土脱开；如有钠或钾的化合物存在，则电流的通过会在钢筋与

混凝土的界面处产生无溶的碱式硅酸盐或铝酸盐，使结合强度显著降低。在电流

离开钢筋返回混凝土的部位，钢筋呈阳极一一发生腐蚀后，腐蚀产物在阳极处的

堆积会以机械作用排挤混凝土而使之开裂；如果结构物中的钢筋与钢轨有电接

触，便更容易受到杂散电流腐蚀。在地铁运营一段时间后，要对由于杂散电流腐

蚀钢筋而发生破坏的混凝土结构进行维修和更换将是十分困难的。

3）埋地管线的腐蚀

杂散电流对埋地管线也会产生流腐蚀，在设计和建造地铁时不考虑此问题会

产生极其严重的后果。关于埋地管线的腐蚀，以前主要考虑平行于地铁线路的长

距离管线，在杂散电流流出处腐蚀加剧，近来发现与地铁垂直的管线也会产生杂

散电流腐蚀。埋地管有铸铁管和钢管之分。铸铁管表面一般涂沥青等，在管接头

处多采用相互绝缘的连接方式，因此杂散电流不会传到远方，加之壁厚大，故比

较耐杂散电流腐蚀。钢管纵向电导通良好，容易笑积来自远方的电流，加之壁厚

较薄，故易受杂散电流腐蚀，有必要采取适当的防治措施。地铁系统内的埋地管

线主要有自来水管线、石油管线、蒸汽管线等，在系统外则可能有煤气管线、石

油管线、自来水管线等公用事业管线以及各种电缆管等。据调查这些管线不同程

度地存在杂散电流腐蚀问题，有些铁管数年内甚至数月内即发生点蚀。

4）异常腐蚀

在把线路引入修理库、交检库及运转库等建筑物时，如绝缘施工不良可使钢

轨与建筑物发生某种程度的电连接，从而使漏泄电流增大，产生异常激烈的杂散

电流腐蚀。

地铁轨道回路泄漏的杂散电流对地铁金属结构和埋地管线造成了严重治腐

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蚀，所以有必要研究地铁杂散电流的分布状态，以便采取有效的措施减少杂教电

流腐蚀。

三、地铁金属结构杂散电流腐蚀基本原理

DC

图2地铁杂散电流腐蚀原理图

地铁直流牵引供电方式所形成的迷流及其腐蚀部位如图2所示，图中的I为

牵引电流，lx,Jy分别为走行轨回流和泄漏的杂散电流。由图可知，地铁迷流所

经过的路径可概括为2个串联的腐蚀电池。

电池1：A钢轨（阳极区）一B道床、土壤一C金属管线（阴极区）

电池II：D金属管线（阳极区）-E土壤、道床一F钢轨（阴极区）

当地铁杂散电流由图2中两个阳极区，钢轨（A）和金属管线（D）部位流

出时，该部位的金属Fe便与其周围电解质发生阳极过程的电解作用，此处1勺金

属随即遭到腐蚀。概括起来可将发生腐蚀的氧化还原反应分为两种。当金属铁

Fe周围的介质是酸性电解质，即pHV7时，发生的氧化还原反应是析氢腐蚀、；

当金属铁Fe周围的介质是碱性电解质，即pH>7吐发生的氧化还原反应为吸氧腐

蚀。其腐蚀反应方程如下：

（1）析氢腐蚀：

阳极：2Fe=2Fe2++4e-；

阴极：4H+十4e-o2H2T（无氧酸性环境）；

4H20I4c-=40H-十2H2T（无氧环境）.

（2）吸氧腐蚀：

阳极：2FeO2Fe2++4e-；

阴极：O2+2H2O十4e-=4（）H-（有氧碱性环境）

上述两种腐蚀反应通常生成FC（OH）2,而在钢筋表面或介质中析出，部分还

可以进一步被氧化形成Fe（OH）3。生成的Fe（OH）2继续被介质中的O2氧化成棕

色的Fe2O3.2XH2O（红锈的主要成分），而Fe（OH）3可进一步生成Fe3O4（黑锈的

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主要成分）。

杂散电流腐蚀一般具有以下特点：

（1）腐蚀激烈；

（2）腐蚀集中于局部位置；

（3）有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位;

表1为杂散电流腐蚀和自然腐蚀的差异

项目自然腐蚀杂散电流腐蚀

孔蚀倾向大，创面光滑，有时是金

孔蚀倾向较小，有黄色或黑色的质地较

属光泽，边缘较整齐，腐蚀产物似

外观疏松的锈层，创面边缘不整齐，清除腐

碳黑色细粉状，有水分存在时，可

钢铁蚀产物后创面较粗糙

明显观察到电解迹象

一般土壤电阻率大于10000。・cm

环境几乎在土壤中均可发生

环境下，腐蚀较困难

空洞内面粗糙，创面呈壕状，长行

腐蚀均匀，有空洞时亦表现浅皿状，腐

外观分布不匀或沿电缆呈一直线分布，

蚀物为不透明的粉状物

铅腐蚀物为透明的或白色的结晶物

水的PH值一般6.8—8.5范围之外，氯地下水为中性，普遍会有氯化物，

环境

化物浓度大碳酸盐，硫酸盐

四、地铁金属结构电腐蚀危险性指标及判定依据

金属腐蚀过程实质上是一种微观的电解过程，本质上是一种电化学过程，它

遵从法拉第电解定律Q=Kit0公式中的泄漏电流（或其密度）值I,是影响腐蚀

过程的十分重要的参数，在实际操作过程中，对这个电流密度值给予了定量的规

定，如表2所示。

表2地铁结构允许泄漏电流的密度

材料与结构允许泄漏电流密度（mA/dm2）

生铁0.75

混凝土结构中的钢筋0.60

钢结构().15

由于地铁结构中泄漏电流很难直接测量,所以腐蚀危险性指标只能采用间接

指标来表示。间接指标是指由泄漏电流引起的电位极化偏移（电压）值。

隧洞结构的外表面，受杂散电流腐蚀危害的控制指标是用泄漏电流引起的结

构电压偏离其自然电位的数值来表示的。对于钢筋混凝土质的地铁主体结构钢

筋,上述极化电压的正向偏移平均值不应超过0.5V。

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直接埋设在土壤中的金属外铠装电缆，受杂散电流腐蚀的危险电压不应大于

表3所列数值。

表3电缆金属外铠装危险电压

危险电压值（V）

土壤电阻率（。・m）

铁接地电极硫酸铜测量参比电极

0-0.55<100

0.1-0.45100~500

0.1-0.35500〜1000

0.1-0.15>1000

五、地铁杂散电流腐蚀监测原理

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1）极化电压的正向偏移平均值

杂散电流难以直接测量，通常利用结构钢极化电压的测量（见地铁杂散电流

腐蚀防护技术规程（CJJ49-92）P25页，四、对地铁建筑与结构的腐蚀状态及防

蚀措施效果监测）来判断结构钢筋是否受到杂散电流的腐蚀作用。极化电压的正

向偏移平均值不应超过0.5V。（见技术规程P4页）一般电化学腐蚀测量管地电

位的标准方法如图3所示：

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此方法在电化学腐蚀测量中称为近参比法。目的是为了更精确地测得埋地金

属结构管/地电位，尽可能减少土壤电阻压降成分，将参比电极尽量靠近被测金

属表面。此法的测量要点是把参比电极（通常用长效铜/硫酸铜电极）尽量靠近

被测构筑物表面，如果被测表面带有良好的覆盖层，参比电极对应处应是覆盖层

的露铁点，

地铁系统中埋地金属结构对地电位的测量方法采用如上所述的近参比法，需

要使用长效参比电极作为测量传感器，在没有杂散电流扰动的情况下，测量的电

位分布呈现一稳定值，此稳定电位我们称之为自然本体电位U。，当存在杂散电

流扰动的情况下，测量电位出现偏离自然本体电位0。的情况，所测电位为

其偏移值为一般情况下，我们将测量电压为正的称为正极性电压，测量电

压为负称为负极性电压。图4表示测量时可能出现的曲线。

图4埋地金属结构对地电位的测量曲线。

埋地金属结构受杂散电流干扰的影响，其对地电位，也就是相对于参比电极

的电压会偏离自然本体电位“。。在杂散电流流入金属结构的部位（C区），金属

结构呈现阴极，此部位的电位会向负向偏离“。，如图4的®区域，金属该部位

不受杂散电流腐蚀。在杂散电流流出金属结构的部位（D区），金属结构呈现阳

极，此部位的电位会向正向偏离“。，如图4的分区域，金属该部位受到柴敦电

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流腐蚀影响。因为腐蚀是一个长期作用的结果，而瞬间杂散电流的变化是杂乱无

序的，测量瞬间金属结构对参比电极的电压不能直接反映测量点杂散电流的腐蚀

情况，所以应该测量计算在一定时间内偏移自然本体电位“。的正向平均值，规

程规定的测量时间为半小时，其计算公式如下所述：

w+）4a（+）/〃-4（1）

1=1

式中：£%（+）：所有正极性电压瞬时值和绝对值小于值的负极性电

压各瞬时值芝'和；

p:所有正极性电压瞬时值读取次数及绝对值小于U。值的负极性

电压各瞬时值读取次数之和；

〃：总的测量次数

U。：自然本体电位

Ua（+）：极化电压的正向偏移平均值

2）半小时轨道电位最大值测量

地铁系统杂散电流的泄漏受轨道电位的影响很大，所以轨道电位的测量监测

也是非常重要的。轨道电位严格意义上表示以无限远大地为基准，而钢轨电位测

量以无限远的大地是很难实现的，在测量中测量钢轨对埋地金属结构的电压来代

表轨道电位。由于轨道电位的瞬时值变化很大，实际测量过程中其监测和计算的

参数为，测量时间内的最大值乙八，即半小时轨道电位的最大值。

3）自然本体电位测量

自然本体电位U。是一个非常重要的测量参数，而我们探讨的测量方法最终

要实现自动在线测量，所以测量装置本身应该能畛测量U。，地铁的运营特点一

般是早5时到夜里12时，夜间12点以后列车完全停止运营，在列车停止运行2

小时后，可以进行自然本体电位的自动测量。

4）轨地过渡电阻及轨道纵向电阻测量

轨地过渡电阻就是走行钢轨对地的电阻值，由于隧道内地下各部分地质结构

不同，走行轨与道床之间的各个绝缘扣件的绝缘电阻有所不同，而绝缘扣件数量

众多（几万个），隧道内各点的绝缘电阻是不一样的，因此•般意义上的过渡电阻

是指某一区间段（一个供电区间）的平均值，过渡电阻通常用1km多少欧姆来

表示，即单位为Q-km。所以在测量过渡电阻时按均匀分布来考虑。轨道的纵

向电阻问题，轨道内通过的是直流电流，轨道纵向电阻按直流阻抗来考虑。如果

在列车正常运行时，在线测量轨地过渡电阻和轨道纵向电阻，则可以实时预测造

成杂散电流泄漏的原因，提供采取防止措施的依据，防止杂散电流腐蚀造成的严

重危害。

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六、地铁杂散电流监测系统构成

图5地铁杂散电流构成原理图

广佛线杂散电流监测系统构成原理如图5所示。主要监测整体道床排流网的

极化电位、本体电位，隧道侧壁结构钢的极化电位、本体电位，监测点的轨道电

位等。整个系统为一分布式计算机监测系统。传感器是一个以单片机为核心的数

据采集处理系统，可以实时采集处理测量点排流网和结构钢的自然本体电位U。，

正向平均值〃(+),半小时内的轨道电压最大值心”，并把采集运算得到的参数

送入指定的内存存储起来。由于整个地铁线路为20公里左右，通信距离比较长,

为保证传感器的数据正靠传送到中央控制室的上位机，转接器起到了通信传输的

中继作用。监测装置通过转接器向各个传感器要监测数据，同时可以计算各个供

电区间的轨地过渡电阻和轨道纵向电阻。上位机与监测装置连接，把所有监测点

监测和计算的有关杂散电流的信息参数以数据库的形式存入计算机，上位机软件

具有查询、统计和预测功能，在上位机上可以实时查询到地铁沿线杂散电流腐蚀

的防护情况。

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单向导通装置

一、概述

在车辆段的检修与停车库中，由于轨道对地过渡电阻降低，增加了杂散电流

的泄漏"电力牵引时，地铁正线流过的牵引电流大，车场线路的钢轨与正线钢轨

相连接，因此，在钢轨网的阳极区，杂散电流可以从正线经车场泄漏之大地，增

加了杂散电流腐蚀。在地铁正线的一些特殊地段，如地铁地下隧道和地面铁路

之间，地面部分钢轨及路基受环境的影响较大，在阴雨雪天钢轨对地的过渡电阻

会降低，隧道内轨道电流经过隧道外地面轨道向大地泄漏。另外在过江隧道，

由于地质条件特殊，相对•于其它隧道要潮湿得多，钢轨对•地的泄漏电阻一般比其

它地段的过渡电阻低二分之一至四分之一，隧道内杂散电流泄漏比其它地段要严

重的多，由于地铁轨道是连通的，一旦列车在轨道上运行，在隧道内都有可能造

成严重的杂散电流泄漏，导致埋地金属结构尤其是钢轨和钢轨紧固件严重的杂散

电流腐蚀。解决以上问题采用的手段是在轨道上设置绝缘结，并在绝缘结两端连

接单向导通装置，保证轨道电流不断流。对于DXHO型带消弧设施单向导通装

置，既可以起到回流电流的单向导通作用，又具有消弧作用，克服了轨道打火的

现象。

单向导通装置用于连接绝缘接头两端钢轨，使钢轨中电流只流通一个方向，

而在另••个方向截止。同时该装置拥有检测主回路运行状态的智能检测仪表，可

实时检测主回路的运行情况，并具有远端通信接口，可连接到远程控制器或杂散

电流自动监测系统的通讯网络上。

二、单向导通装置的组成及功能介绍

单向导通装置的系统组成框图如图6和图7所示：

9

图6单向导通装置的系统组成框图

入线端---------隔离开关---------「出线端

二极管主回路及

保护回路

消弧回路

故障信号检测、自动消弧

控制和远程通信系统

RS485通信|故障输出端口|

I.」

故障输出

图7带消弧功能的单向导通装置的系统组成框图

其各部分的作用如下所述：

⑴二极管主回路及保护回路

单向导通装置的主回路由5〜6个硅二极管并联组成，保护回路由每个二极

管两端并联的压敏电阻和RC回路以及每个二极管支路串有一个快速熔断器共

同组成。每个二极管支路串有的快速熔断器带辅助接点，在每个二极管支路串一

个分流器，可.给智能型故障检测及可•控硅触发控制器提供主回路的快速熔断器及

二极管通断情况。

（2）隔离开关

当主回路快速熔断器熔断或二极管损坏时，为采取应急措施，可合上隔离开

关使绝缘接头两端钢轨短接，这样可以不影响机车的正常运行。按隔离开关的开

关操作方式可分为手动操作方式和电动操作方式两种。

⑶单向导通装置智能控制器

单向导通装置智能控制器可自动检测主回路及保护回路的工作状态，当主回

路中各个二极管支路中的某个二极管损坏或快速熔断器出现故障，智能控制器可

以实时检测并把故障信息远传到控制室，如果所有快速熔断器或二极管受到损坏

的情况下，有可能造成列车没有电流通过，使得列车停运。此时，智能控制器可

以实时检测，通过远程通讯电路，把故障信息及时传送到控制室，维护人员迅速

赶到现场，合上隔离开关，保证列车暂时正常运行，待列车停运时进行检修。

10

三、单向导通装置工作原理介绍

单向导通装置的工作原理图如图8所示。

消弧装置

二极管回路

隔离开关

一轨道

图8单向导通装置工作原理图

1.技术指标

1)使用环境条件

本设备适用于下列工作环境

环境温度不高于+60℃,不低于-15℃。

相对湿度可达95%(25℃),有抗凝露措施。

海拔高度不超过20(H)米。

大气压力：86—106kpa

地震烈度：W8度

周围介质中不含有破坏绝缘的腐蚀性气体。

无剧烈振动和冲击的场合

2)安装型式

户外或户内安装，户外安装时应有防雨措施。

3)基本参数

(I)额定电流：2000Ao

(2)额定电压：DC1500Vo

(3)最高工作电压：1800V

(4)额定短路电流：50kA(120ms)o

(5)工频耐压：主回路5kv/lmin。

辅助回路2kv/Imino

(6)放电电压：<DC10-100V

(7)承受放电电流能力：2000A,0.1s

(8)防护等级：IP43。

(9)电缆接线端子：进线：6XlX150m2o

出线：6XlX150m2o根据具体情况可改变

(10)外型尺寸(宽X深X高mm)：1200X800X23000

防雨罩尺寸：1300mmX1（）00mmX100mm

2.带消弧功能的单向导通装置触发方案

1）使用单向导通装置在绝缘结处发生打火的原因

通过对安装有单向导通装置的绝缘结处进行实际观察，发现一般都是列车车

轮离开绝缘结时，产生强烈的电弧而烧损轨道。而一般在电路中产生电弧，都是

在电源电压足够高、电流足够大的情况下，将电路中的开关打开（或断线）时，

会产生电弧。形成这种电弧的物理过程如下：在打开开关的瞬间，两触头之间产

生三种电离现象：

（1）电弧间隙的撞击电离；

（2）气体高温产生的电离；

（3）热电子放射产生的电离；

三种电离共同作用的综合结果，在断开的两触头之间形成密度很大的电子流

和离子流，这就是电弧。电弧的特点是：

（1）电流密度大；

（2）单位长度的电压降较低；

（3）温度很高。

根据电弧理论可知，如果电路中电压大于10—12V,且电流大于80—100mA,

分开的触头之间就会产生电弧。该电压和电流值是两个重要的特征参数。一般情

况下，触头的电压和电流小于极限发弧点的电压和电流值，不会产生电弧。

机车运行方向接触网

----------------/-----

单向导虚装置----------

图9列车通过安装有单向导通装置绝缘结示意图

图9为列车通过安装有单向导通装置的绝缘结AB的示意图。由于二极管的

单向导通特性，只有绝缘接头B点的电位高于A点的电位，轨道电流从单向导

通装置的二极管流过，如果绝缘结A点的电位高于B点的电位，轨道电流无法

通过。如果A点电位高于B点电位发生在列车通过绝缘接头的瞬间，列车后车

轮与绝缘接头A点发生瞬间断电或电流突然变小，此时会在AB两点产生过电

压，在AR绝缘结的间隙中满足了电弧产生的条件，可以产生电弧而烧损轨道。

12

2）具有消弧功能的单向导通装置

为了保证使用单向导通装置在任何情况下不产生电弧而烧损轨道，必须保证

在列车通过绝缘结的瞬间，不会产生较大的过电压，使其满足不了电弧产生的条

件，所以只有采取措施使列车通过绝缘结时，绝缘结处不会出现电流断流的情况。

具体来讲，安装检测列车是否通过绝缘结的列车到位传感器，在单向导通装置的

主回路上并联可以控制的大功率电子开关，单向导通装置的智能检测控制装置始

终监测绝母结两端电压UAB,同时监测列车是否通过绝缘结，当列车通过绝缘

结且UAB大于某一数值时，控制大功率电子开关短路，把绝缘结AB两端短路,

使列车离开绝缘结时满足不了电弧产生的条件。具体实施措施原理如图10所示。

大功率电子开关可以选择直流接触器或可控硅。由于列车运行频率较高，所

以有可能开关频率较高，影响器件的使用寿命，最好选用大功率可控硅。可控硅

的耐压等级应高于牵引直流电源最高电压的2倍，额定电流与牵引直流电源的额

定电流相等，为保证其可靠性，最好使用多个可控硅并联使用。列车到位传感器

采用红外反射式传感器，安装在绝缘结旁边，传感器包括红外光发射装置和红外

光接收装置，红外光发射装置发送一定频率的红外光脉冲，当没有列车通过绝缘

结时.，红外光接收装置接收不到一定频率的电脉冲信号；当列车通过绝缘结时，

列车反射红外光线，红外光接收装置接收到一定频率的电脉冲信号，带消弧功能

的单向导通装置的智能检测控制装置通过判断是否接收到一定频率的电脉冲信

号，来确定列车是否通过绝缘结。

绝缘结处单向导通装置的二极管在B点的电位高于A点时导通，当A点电

位高于B点时，列车通过绝缘结时形成了电流断路，所以形成了电弧。因此具

有消弧功能的单向导通装置就是要确保UAB大于某一值U0时，绝缘结具有电流

通路，可控硅的工作特性满足了这一要求。智能检测控制装置实时检测绝缘结两

端的电压UAB,当检测到UABEU0时，智能检测控制装置的触发电路给可控硅

输出触发脉冲，可控硅导通，防止机车离开绝缘结时，出现电流突变的情况，从

13

而避免了电弧的产生。

带消弧功能的单向导通装置可控硅触发的条件一般为：

（1）智能检测控制装置检测到列车通过绝缘结的信号；

（2）智能检测控制装置检测绝缘结电压UAB212V

可控硅关断

当列车正常取流时，单向导通装置的二极管流过电流，此时UAB小于0,可

控硅停止触发，满足了可控硅的关断条件，可控硅关断。

3）列车通过绝缘结后处于再生制动状态

列车在珠江隧道通过绝缘结后，如果仍然处于再生制动状态，则绝缘结的电

压UAB215（）0V,可能击穿绝缘结产生电弧，因此解决的方案是：智能检测装置

检测绝缘结两端的电压UAB大于某一值时，此值可设定为150V,触发可控硅，

可控硅导通使得绝缘结电压UAB等于可控硅的管压降值,从而避免了这一情况的

产生。

因此，最终带消弧功能的单向导通装置的可控硅触发条件为：

（1）智能控制系统检测到列车通过绝缘结的信号，同时检测绝缘结电压UAB

212V时，触发可控硅

（2）无论是否检测到列车到位信号，只要智能控制系统检测检测绝缘结电

压UABN150V时，触发可控硅。

3.使用和维护

1）产品在正常使用情况下，应定期检查维护

2）检查智能仪表韦示的状态是否正常

3）操作直流隔离开关，检查合、分是否正常。

4）所有连接紧固零件有无松动现象

5）所有二次回路连接是否完好

6）单向导通装置正常使用时，应该断开隔离开关QF1

7）单向导通装置出现故障时，应该合上隔离开关QF1

8）操作隔离开关QF1应在机车停运轨道不通过电流时操作。

4.常见事故及处理措施

表4事故处理措施

序号具体事故处理措施

数据采集及远程通信系统完全不工检查该装置保险是否烧坏，如损坏更

1

作，没有电源指示和工作状态指示灯换保险，否则更换控制器

某一回路的快熔坏，在数据采集及远

2按安装维护的要求更换快熔

程通信系统的故障指示灯指示。

某一回路的二极管或可控硅坏，在数按安装维护的要求更换二极管或可

3

据采集及远程通信系统的故障指示控硅

14

灯指示。

四、单向导通装置主要结构图说明

1.设备外形结构示意图

图11外形结构示意图

2.底座固定尺寸图

3.二次开关装置及接线示意图

15

X-2：8LNLN

QF2QF3

————

——-4TU

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图

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号

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X-lX-2

图13消弧单向导通装置二次端子图

*一2：8LNLNL

QF2QF3o

——

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遥

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X-2:10LIN1L2N2极m

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信

号

号

-X2

图14普通单向导通装置二次端子图

二次开关说明

QF2.QF3为电源开关，QF3主要为单向导通装置智能控制器提供电源，所

以单向导通装置工作时应该合上QF3,QF2为加热器提供电源。

二次接线端子说明

单向导通装置共有17个二次外线接线端子以及两个继电器的输出端子，有

效的接线端子说明如下。

1、2—交流电源L极；

3、4—交流电源N极；

6—交流电源接地吸PE；

16

8—遥信公共接线端子；

9一二极管故障信号

10—MCB失电信号。

11一隔离开关状态信号

12—触发器故障信号

14一光电传感器输入

15—光电传感器输入

4.带消弧设施的单向导通装置测距装置说明

如图所示，带消弧设施单向导通装置需要在绝缘接头处增加智能测距传感

器，此智能测距传感器安装在绝缘接头旁边。

绝缘接头

图15带消弧设施单向导通装置系统连接示意图

智能测距传感器外观示意图如图

传感器箱体结构示意图

测距的原理是利用列车反射红外线的原理，所以传感器的安装位置高度有一

定的要求，应该安装在距轨道1.5米左右的高度位置。如果隧道侧壁有空余地方,

可以把传感器直接固定在隧道侧壁上，如果没有空余地方，使用安装架固定在地

面上。

17

智能测距传感器内部线路板有三个位置的接线端子用于接线，如图17所示,

各个接线端子的含义如下所述。

11

22

33

44

123

图17智能测距传感器接线端子示意图

下端右面为交流220V电源输入线，共三个端子，接线端子排列如下:

123

图中：1--------电源入线L

3--------电源入线N

左面接线端子接输出控制，2芯测距输出控制线分别接在3、4端

五、安装说明

1.设备安装

柜体安装固定

根据底板安装孔的位置尺寸，在基础台上打孔上好膨胀螺丝，把柜体吊装到

基础台_L,拧紧螺母。

测距传感器安装固定

测距传感潜安装在轨道绝缘接头旁边，条件许可可以直接固定在隧道侧壁

上，如果条件不许可，采用安装架固定在地面上。

2.接线

进出电缆连接，

用压线钳把电缆线和铜鼻子压接好、镀锡，电缆通过柜体电缆孔进入柜体，

18

使用螺丝与铜排连接。

二次线连接

二次线主要是220V电源连线和3根故障输出触点信号线的连接、2根测距

信号线的连接，二次线进入柜体后，直接压接在二次接线端子排上。2芯的测

距信号线应该从测距传感器连接到DXHO-1型单向导通装置柜体内。

地线连接

把地线直接连接到接地线螺母上。

六、调试

因为单向导通装置在出厂时已经作过严格的调试和试验，所以在安装现场不

必进行单独的调试工作。只是需要仔细检查所有的接线是否正常，所有接线是否

压紧压实。待一切接线正确无误后，上电观察智能控制器是否工作正常，即所有

的故障指示灯都应该灭，二个运行指示灯一明一暗闪烁。人工模拟快熔故障，看

智能控制器是否准确显示，并可靠输出，故障信号远传到控制室是否正常。测距

传感器是否正常工作，信号能否可靠传输到单向寻通装置柜体内，一切正常后，

系统可以投入运行。

19

杂散电流监测系统

一、参比电极材料及其构造、特性

1.参比电极的结构

。60

参

比

电

极

预

留

孔

图19氧化铝参比电极外形及安装打孔图

参比电极是地铁杂散电流腐蚀监控系统中的重要组成部分之一，它的作用是用

来测量金属结构物的电位，或作为自动控制的信号源。

2.主要技术参数

1）电位稳定性：＜±20mV

2）电极极化性：在极化电流5JJA下电流波动v±30mV；

3）电极外形尺寸：①54X156mm；

4）电极外壳抗压强度：2l（）MPa

5）使用年限：210年

3.安装方法

1）电极的安装前准备

安装使用前必须将马上要安装的电极在洁净的自来中浸泡8〜10小时后备用；

2）埋设位置

参比电极必须埋设在被测结构物的钢筋附近，距钢筋（或钢）距离10〜15mm。

电极垂直放置，将电极全部埋置在混凝土介质中；

3）开孔

在选定的地点，钻取百■杼大干60mm、深度大干160mm的孔洞：除掉孔洞中的

20

混凝土粉块或浮尘，用自来水淋湿内表面；

4）将事先配好的水泥砂浆填料用自来水调匀，稠度适宜，然后将少许砂浆放入

孔洞或方槽底部，用适当的工具将砂浆涂抹在四周壁上，注意涂抹均匀；

5）将参比电极陶瓷外壳涂抹薄薄一层砂浆，轻轻放入孔洞中，直到达到理想深

度为止；

6）将电极引线穿过钢套引向接线盒，并与接线盒内接线