地铁杂散电流分布及在线监测系统的研究

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1、国内图书分类号：TM41西南交通大学研究生学位论文年级三QQ四堡姓名奎握羞申请学位级别．亟±专业电力丕筮壁甚自动丝指导教师三宣苤副熬攫二OO七年五月西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要在城市轨道交通等直流供电运输系统中，常以轨道作为回流通路，而轨道很难做到完全对地绝缘，从而有部分电流从轨道泄漏到道床及周围土壤中，这部分电流即为杂散电流。杂散电流会对轨道交通的道床、高架桥等梁体内部的金属结构，以及地下输油、输气管道，甚至邻近的外部建筑物的钢筋结构及其相关金属设备产生腐蚀，导致建筑物的强度降低，设备的使用寿命降低，威胁着运输安全，造成严重的经济损失。所以城市轨道交通运行时加强监测和有效判断杂散

2、电流腐蚀状况非常必要。论文主要从三个方面展开工作：(1)推导了地铁杂散电流数学分布数学模型并仿真，分析了地铁杂散电流的分布规律及影响其分布的各种因素。(2)分析了地铁杂散电流的腐蚀机理及危害，确定了地铁杂散电流腐蚀的危险性指标及判断依据，确定了监测点位置的设定原则。(3)论文以深圳她铁3号线杂散电流的监测为背景，设计了一套地铁杂散电流在线监测系统。系统能准确采集结构钢极化电位、参比电极本体电位及轨道一结构钢的电压，并将采集的数据上传至数据通信控制器。数据通信控制器与采集模块进行通信联络，实时读取传感器的数据，对数据进行处理并将处理后的数据通过以太网上传给后台监控计算机，数据通信控制器还可对采集

3、模块的通信状态进行监视。上位机监控系统主要实现对整个系统进行远程监控，采集各监测点数据并进行处理、分析，以报表和曲线的形式反映监测点信息，为地铁杂散电流防护提供参考。关键词：城市轨道交通；腐蚀；杂散电流；在线监测西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractInDCrailtransitsystems，therunningrailsareusuallyusedasthereturnconductorfortractioncurrent．nerailsalongtherailway,whichlieexposedontheground，willeasilycauselargerswaycu

4、rrent．Whenthetrainoperatesinheavytransportationofmassrailtransit(MRT)systems，thecurrentrequiredbythetrainwillbequitelargeuptoseveralthousandamperesandtheresistanceoftherunningrailwillbeaboutseveralmilliohmstotensofmilliohmsperkilometer．Therefore，asignificantvoltagedropontherunningrailwillbegenerated

5、．Thisvoltagedropwillforcepartsofthecurrenttoleakfromtherailandflowintopipeworkintheearthorsteelbarsinastructure．Afterwards，thecurrentleavesthepipeorsteelbarandflowsthroughtheearth，backintothenegativesideofthetractionsubstation．Thiscurrentisknownasthestraycurrentortheleakagecurrent．Straycurrentcauses

6、electricalcorrosionnotonlytothestructureandpipinginMRTsystems，butalsotoadjacentstructuresandundergroundpiping，includingthosecarryingoil，gasandwater．nlemajorworkincludesthreeaspects：(1)Byderivatingthemathematicalmodelofmetrosubwaystraycurrentanditssimulation，weknowthedistributionoftheStraycurrentandt

7、hefactorsthatinfluentthegenerationofthestraycurrent．(2)ThisthesisalsoanalysisestheStraycurrentcorrosionmechanismandtheharm,determinestheriskindicatorsandjudgmentofthecorrosionofsubwaymetalstructures(3