1、地鐵雜散電流監測系統工作原理及調試河南邦信防腐材料有限公司技術部2017年5月河南邦信防腐材料有限公司結合北京地鐵十號線對雜散電流監測系統的構成進行介紹，對監測系統參比電極、氧化鉬參比電極、傳感器、信號轉接器、監測裝置等主要部件的功能進行說明，并針對該線設備現場安裝具體情況對監測系統主要部件的施工方法進行介紹，為今后地鐵雜散電流監控系統的施工和運營管理提供了參考。概述北京地鐵十號線一期工程是北京軌道交通線網中一條先東西走向，后南北走向的半環線。線路起點在北京市西北部的海淀區萬柳車站，終點到達勁松車站。線路全長24.585km，全部為地下線路，共設22個車站。地鐵十號線一期工程雜散電流防護采取了

2、正線走行軌絕緣安裝，利用道床設置雜散電流收集網、變電所設置排流柜的綜合防護措施。設置雜散電流監測系統通過監測道床和地下結構雜散電流收集網極化電位等數據，實現對地鐵十號線一期工程的雜散電流分布的綜合監測，為運營維護部門判斷雜散電流防護系統狀況提供依據。1系統構成地鐵十號線雜散電流監測系統采用車站（變電所）監測和控制中心集中監測二級監測系統。雜散電流防護系統主要由氧化鉬參比電極、整體道床測防端子、地下結構測防端子、測量線、傳感器、通信電纜、信號轉接器、變電所監測裝置組成。2系統各部分部件功能及施工方法全線在各車站混合變電所內分別設置1臺雜散電流監測裝置，全線共13臺。該裝置經過通信電纜與該站及該站

3、兩端各半個區間內的轉接器相連，轉接器下連傳感器，各監測點傳感器經由測量線與該點結構鋼和整體道床測防端子（地下結構測防端子）對應的氧化鉬參比電極相連，實現對該分區結構和整體道床結構鋼筋的極化電位數據采集，數據統計并上傳至轉接器，再由轉接器將數據整合后上傳至監測裝置處理。雜散電流監測裝置通過變電所內通信網絡與電力監控系統接口，將處理和統計后的數據傳至監控中心。如圖：在每個車站的有效站臺兩端以及車站邊緣約200m的隧道外墻及道床上設置雜散電流測量端子，上下行各16處。在距離測量端子1m范圍內分別安裝河南邦信公司的氧化鉬參比電極BX-MT-MO03，氧化鉬參比電極BX-MT-MO03不允許與結構鋼筋直

4、接接觸，道床連接端子利用臨近連接端子替代，氧化鉬參比電極BX-MT-MO03安裝于道床內靠外墻側。每個氧化鉬參比電極BX-MT-MO03及測量端子對應一個傳感器，傳感器與氧化鉬參比電極BX-MT-MO03距離須小于2m，傳感器安裝于隧道及整體道床參比電極附近的上下行隧道外側壁上。在每個牽引變電所所在車站的上下行站臺板電纜出口附近各安裝1個信號轉接器，信號轉接器安裝于車站范圍排流端子附近的隧道外墻上。無牽引變電所車站的各監測點傳感器采用通信電纜與相鄰牽引變電所信號轉接器相連。2.1排流網測試連接測防端子前應對排流網進行全面測試。內容包括檢查測防端子預留情況，如連接端子有無遺漏、設置位置、規格型號

5、是否滿足設計要求、連接端子是否適于測防端子連接等；主排流網和輔助排流網電氣導通情況。氧化鉬參比電極BX-MT-MO03實拍照片：氧化鉬參比電極BX-MT-MO03尺寸示意圖：氧化鉬參比電極BX-MT-MO03產品構成圖：氧化鉬參比電極BX-MT-MO03安裝說明書：根據施工圖紙測點位置布置和河南邦信防腐材料有限公司技術人員測繪，將氧化鉬參比電極BX-MT-MO03埋設在測防端子附近，與測防端子的距離不超過1m。根據現場情況電極水平或垂直放置，在條件允許的情況下，將電極全部埋置在混凝土介質中。在選定位置鉆取直徑大于60mm、深度大于160mm的孔洞（或寬度大于60mm、深度70mm，長度大于16

6、0mm的方槽）。除掉孔洞或方槽中的混凝土粉塊或浮塵，用自來水淋濕內表面。將事先配好的砂漿填料用蒸餾水（或干凈的自來水）調勻，稠度適宜，然后將少許砂漿放入孔洞或方槽底部，將砂漿均勻涂抹在四周壁上。將氧化鉬參比電極BX-MT-MO03陶瓷外殼涂抹薄薄一層砂漿，輕輕放入孔洞或方槽中。將氧化鉬參比電極BX-MT-MO03導線穿過套管取出，將孔洞或槽的空隙封堵，并用砂漿抹平。對有防水要求的地方按規定進行防水處理。氧化鉬參比電極BX-MT-MO03采用多孔陶瓷外殼，因此在使用與安裝過程中注意小心輕放，嚴禁撞到其他鋼硬結構物上。安裝氧化鉬參比電極BX-MT-MO03后，將氧化鉬參比電極BX-MT-MO03引

7、線穿過鋼套引向接線盒，并與接線盒內接線端子固定；嚴禁用力提拉電極引線，以防斷線，因為重新焊接引線后將增大電阻值，影響測量效果。氧化鉬參比電極BX-MT-MO03在埋置前應放在陰涼處，避免露天放置陽光暴曬或雨淋。氧化鉬參比電極BX-MT-MO03安裝或使用一段時間之后，為了解工作是否正常，可用手提式Cu/CuSO4便攜式硫酸銅參比電極放置在氧化鉬參比電極BX-MT-MO03埋設處上方測其電位，判斷是否正常。測量時最好是斷電狀態，即在無雜散電流干擾的情況下進行上述測量；如果測不到電位值，則首先檢查是否斷線；電極安裝24h后或者電極正常使用在停電無雜散電流干擾情況下，應每隔10min測其電位值，如果

8、電位波動20mV，則需要更換氧化鉬參比電極BX-MT-MO03。氧化鉬參比電極技術參數表：2.3傳感器傳感器主要完成氧化鉬參比電極BX-MT-MO03與道床及隧道側壁結構鋼筋電壓信號的監測，對2個信號進行的采樣速度為256次/s，30min作為一個時間單元，傳感器進行以下工作：結構鋼極化電壓的測量，要進行30min的平均值計算，用被采樣的氧化鉬參比電極與結構鋼的電位差，減去氧化鉬參比電極BX-MT-MO03的本體電位，再按相應的數學模型進行30min的平均值計算，最后得到結構鋼的極化電壓值。每隔30min把信號電壓送入信號轉接器內，完成模擬信號數字化后準備進行遠程傳輸。當接觸軌停電后，傳感器能

9、自動接收監測裝置發出的參比電極本體電位的校正信號，進行氧化鉬參比電極BX-MT-MO03本體電位的自動校正。該傳感器能自動識別參比電極的好壞，當氧化鉬參比電極BX-MT-MO03發生故障時，能自動發出氧化鉬參比電極BX-MT-MO03故障信息。已安裝的傳感器不能影響行車安全。傳感器安裝于金屬支架上，支架根據現場情況進行加工，并參照傳感器外型尺寸預留固定傳感器滑孔，支架與隧道壁或高架橋橋面通過膨脹螺栓固定，為防止雜散電流對支架的腐蝕，固定膨脹螺栓需加絕緣墊。通過相應的防水接頭將電纜接入傳感器。預估內部接線長度，剝去該長度的電纜外絕緣皮和屏蔽層。將防水接頭擰好，注意用力適當（力矩不超過3.75Nm

10、），保證電纜固定和防水密封。根據接線圖將各芯線接入電路板中相應的接線端子，進入電路板端子的線間要防止短接。將指示燈插頭插入指示燈插座。傳感器狀態可通過面板指示燈和系統軟件報警，當懷疑某傳感器故障時，可先通過上位機調其瞬時值，無數據或數據不正確時，就地將傳感器復位，檢查其指示燈，判斷故障類型。2.4信號轉接器信號轉接器主要用于傳感器與監測裝置間信號的傳輸轉換以保證信號遠距離傳輸，每個信號轉接器可以連接16個傳感器。該裝置每隔0.5h將各傳感器傳輸的數據存貯于存貯器中，并送入監測裝置，保證系統的實時測量。監測裝置可通過該信號轉接器向所連接的傳感器發布校正本體電位命令。信號轉接器安裝后應不影響行車安

11、全。信號轉接器的施工與傳感器相同。2.5監測裝置監測裝置內置于排流柜內部，與基礎槽鋼采取絕緣安裝。輸入端與信號轉接器的通信電纜相連，輸出端與SCADA進行通信。每個監測裝置和本供電區間的信號轉接器、傳感器組成監測網絡，收集傳感器的監測數據，完成相應參數的計算。并可向上位計算機傳輸數據，歷史數據可保存一個月。裝置設計有鍵盤整定功能，可實現全面的人機對話功能；采用的大屏幕液晶（LCD）顯示器，顯示信息豐富，方便用戶現場使用。主要顯示信息包括：結構鋼的極化電壓瞬時值、結構鋼的極化電壓30min最大值和結構鋼對參比電極的自然本體電位。2.6主要施工方法及要求（1）測防端子連接前，應對其連接接觸面進行清潔；測防端子與接線端子的連接螺栓應用力矩扳手按規范要求進行緊固。（2）參比電極安裝時，為保證良好的測試結果，傳感器不得直接接觸結構鋼筋，但與結構鋼筋的距離也不得大于15mm。（3）傳感器、信號轉接器應垂直安裝固定，為防止外力損壞其連接電纜，可采用鎧裝電纜保護或穿熱鍍鋅鋼管防護。（4）變電所監測裝置安裝于排流柜內，排流柜整體做絕緣安裝，整體框架的對地絕緣不得小于2M（用1000V兆歐表測）。3結束語通過對北京地鐵十號線雜散電流監