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电阻对地过渡电阻测量技术的作用

2020/01/20 阅读:

地铁普遍采用直流牵引供电、走行轨回流的供电方式,走行轨作为牵引电流的回流通路,其纵向电阻决定了回流的通畅性,其对地过渡电阻决定了系统回流电流的泄漏情况。由于走行轨自身存在一定的纵向电阻,回流电流流经走行轨时轨地之间会存在一定的电位,即钢轨电位;而走行轨无法做到完全与地绝缘,当回流电流流经走行轨时,部分回流电流会从走行轨泄漏,流至周边介质中,形成杂散电流。钢轨电位过高不但会引起钢轨电位限制装置频繁动作,增加杂散电流的泄漏量,还会引起系统框架保护动作,导致大范围停电事故发生;杂散电流会对地铁自身主体结构钢筋及周边埋地金属管线产生严重的电化学腐蚀,影响系统的运行安全。走行轨纵向电阻直接决定系统回流的通畅性,从而影响系统钢轨电位的大小,而走行轨对地电阻的大小决定了系统回流电流泄漏量的大小。为此,相关标准规定,在施工阶段、运营阶段应对走行轨纵向电阻及过渡电阻进行测量,以保证其符合标准要求,从而降低系统钢轨电位与杂散电流的幅值。根据施工、运营阶段条件不同,走行轨纵向电阻及对地过渡电阻测量方法不同,相关学者已对其开展一定的研究。根据其测试方法的不同,可分为离线测试及在线测试两类。行业曲线可替代度影响力可实现度行业关联度真实度由于全线走行轨采用无缝焊接方式,对其纵向电阻及对地过渡电阻测量带来一定难度,传统伏安测试法在走行轨全线焊接后无法开展有效检测。当前,针对走行轨对地过渡电阻在线检测技术成为热点,通过系统在线运行过程中参数检测,计算走行轨对地过渡电阻,不仅可以提高参数检测精度,同时可以反映过渡电阻连续变化状态。本文针对走行轨纵向电阻及对地过渡电阻测量技术进行分析和总结,对比不同检测方法的优缺点和适用场景,为上述参数的现场测量提供技术支撑。

走行轨纵向电阻测量方法

走行轨纵向电阻直接影响牵引电流回流的通畅性,若纵向电阻过高,回流不通畅,会导致系统钢轨电位升高,杂散电流泄漏量增加,影响系统的运行安全。同时,走行轨纵向电阻的测试也是过渡电阻测试的基础。为此,相关标准规定了走行轨纵向电阻的限值要求。CJJ49《地铁杂散电流防护技术标准》中规定,走行轨应焊接成长轨,上下行走行轨并联后其单位长度纵向电阻的阻值应小于0.01Ω/km。IEC62128-2:2013及GBT28026.2-2018中也对走行轨纵向电阻的限值提出要求。针对走行轨纵向电阻的测量方法,根据其所处时间节点不同其测量方法也有所区别。在轨条出厂或现场未焊接阶段,各轨条之间相互独立,未焊接为长轨,在进行走行轨纵向电阻测量时可利用伏安法进行检测,检测过程中应施加幅值较大的直流电流,其检测原理图如图1所示。如图1所示,利用直流电流源向走行轨条上施加一定的直流电流I,利用毫伏表测量一定长度L的走行轨条上压降U,根据走行轨长度及电压和电流值,即可计算出走行轨条的纵向电阻。该测量方法简单,但仅适用于走行轨未全线焊接的情况。若走行轨焊接后,施加到走行轨条上的电流路径不确定,难以用该方法准确确定走行轨的纵向电阻。根据标准规定,在全线走行轨焊接后,走行轨纵向电阻测量方法如图2所示。该测量方法适用于全线走行轨焊接后,在测试过程中需避免所选区段中存在走行轨焊接点。上述走行轨测试方法可有效针对不同阶段走行轨纵向电阻进行测量,以评估走行轨纵向电阻的幅值和变化。

走行轨对地过渡电阻测量方法

走行轨对地过渡电阻直接影响杂散电流的泄漏情况,走行轨对地过渡电阻值低,泄漏电流幅值越大。为限制系统杂散电流的幅值水平,相关标准规定了走行轨对地过渡电阻的限值要求。CJJ49《地铁杂散电流防护技术标准》中规定,新建线路修行鬼与隧洞主体结构或者大地之间的过渡电阻不应小于15Ω·km,已运行的线路不应小于3Ω·km。IEC62128-2:2013及GBT28026.2-2018中也对走行轨对地过渡电阻的限值提出要求。针对走行轨对地过渡电阻的测量方法,根据其所处时间节点不同其测量方法也有所区别。在施工阶段走行轨为局部区段焊接、未全线焊接情况下,可利用伏安法对走行轨对地过渡电阻进行测量,其方法如图3所示。如图3所示,在短轨阶段,通过在走行轨与大地之间施加直流电流I,并检测走行轨与大地之间的电压U,来计算一定长度L的走行轨对地过渡电阻幅值。该检测方法仅适用于走行轨未全线焊接,仍为短轨阶段的过渡电阻测试。当走行轨全线焊接后,区段走行轨对地过渡电阻测试方法如图4所示。上述测试方法适用于施工阶段全线走行轨已焊接情况,或线路运行阶段夜间停运后对过渡电阻进行离线检测的情况。上述测量方法为走行轨对地过渡电阻离线测量方法,虽然可以适用于不同阶段走行轨对地过渡电阻测试,但也存在工作量大,耗人力物力多,不能连续反映走行轨过渡电阻状态连续变化情况的问题。为此,相关走行轨对地过渡电阻在线监测方法也在不断的研究和应用。

总结

本文针对地铁走行轨纵向电阻及对地过渡电阻测量技术进行分析和总结,对比了不同测量方法的优缺点和适用场景。由于线路施工、运营不同阶段走行轨所处状态不同,不同测试方法效果有较大区别。在实际线路检测过程中,应针对不同时间节点和走行轨状态选择不同测量方法,以提高参数检测准确性。同时,在参数检测过程中,应选择合适的检测设备参数,以适用于实际线路的走行轨纵向电阻及过渡电阻检测。

作者:段盼盼

电阻对地过渡电阻测量技术的作用

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