2、地铁杂散电流不得用电流表直接测量,应采用间接测量法或定电流试验方法进行现场实测。
(1)间接测量法:按上述方法分别测出过渡电阻值ω和隧道对走行轨的电压值,然后根据欧姆定律计算出杂散电流值:
(2)定电流试验方法:应在列车停运之后或新线投入运行前进行。以模拟的方法创造一个接近实际的走行轨回流条件,并在走行轨扼流变压器线圈中性点处串接入分流器或电流表,实测该点的走行轨回流电流,同时用电压表测量各点的有关电压值,这样相应的各测点走行轨电流之差即为漏泄出的杂散电流值。走行轨电流达到最小值的点即为中性点,最大杂散电流等于总负荷电流与中性点电流之差。定电流试验原理及电源波形示意图如附图2.1所示。
3、走行轨轨道接头部位的电阻可采用双毫伏表法进行测量。
测量工作应在停车、无电的情况下进行。为使轨道中产生测量电流,可短时内将一试验用直流电源与轨道接通。
以相对值表示的轨道接头电阻
可按下式进行计算:
式中
测量时,同时读取
和
——不包括有接头的1m轨道长度上的电压降(VS)。 ——包括有接头的1m轨道长度上的电压降(V);
之值,读数应同步进行。取不少于5次读数的平均值。
(a)漏泄电流试验示意图
(b)轨道电流试验原理接线图
(c)定电流试验电源波形
附图2.1定电流试验原理及波形示意图
A——电流表;V——电压表;C、D——测点
4、走行轨回路扼流变压器连接处的接头电阻值,可按双电压表法进行测量。测量应在没有列车运行的停电情况下进行。可利用具有相应容量的直流电源产生测量电流,在短时间通以电流的情况下,在扼流变压器的一个半边和附近1m长度的走行轨上同时测量电压降 的测量,测出另一半边的电压降
根据上述的测量结果,由扼流变压器所带入的附加回流电阻可按下式算出:
和
。
及
,然后在线路的另一侧轨道上进行同样
式中
半边扼流变压器上的电压降(V);
、
——1m长度走行轨上的电压降(V)。
、——相应
按上述方法求出扼流变压器单元的电阻值,与第4.2.11条中规定的标准进行比较判断(其单位用相对倍数表示)。
5、地铁运行过程中,应及时发现“走行轨-主体结构”过渡电阻值ω局部降低的区段,并进行处理,
使过渡电阻值达到标准要求。
四、对地铁建筑与结构的腐蚀状态及防蚀措施效果的监测:
1、结构极化电压的测量:
(1)测量主体结构钢筋在不受地铁杂散电流影响时的自然本底电位Uc,测量应采用高内阻双向指针式或自动记录式电压表。
在地铁停电半小时以后进行。仪表正极接主体结构钢筋,负极接测量参比电极,如附图2.2(a)所示。这样测出的自然本底电位如附图2.2(b)中的平行于时间轴的横线Uc所示。
(a)测量原理接线 (b)考虑自然本底电位Uc时的电位曲线处理方法
附图2.2隧道体结构对地电位测量方法示意图
(2)以Uc作为本次测量的基准零电位,在地铁运行时,按上述相同的测量条件和相同仪表测量具有随机变量特性的地铁结构的极化电压值(测量时间应不少于30min)。求取正向极化的电压曲线平均值,并与规程规定值进行分析比较。
根据上述方法求得的电压平均值,可画出沿线路的电压分布曲线,为此,应按照一定比例沿地下金属管线结构标出线路各个坐标位置上的电压数值并作出电压分布曲线。
测量所用的参比电极,应设在与被测点接近的地方。测量应采用短引线进行。
2、从地铁结构钢筋向外漏泄出的杂散电流密度,在地铁结构钢筋按区段连通的情况下,可按下述的间接测量方法求得:
(1)间接测量方法是分别测量主体结构钢筋对地的电压和漏泄回路的电阻值,再计算出漏泄电流值。
式中Is——在测量时
间内,钢筋的漏泄电流平均值(A);
Uc-z——结构钢筋对地电压平均值(V);
Rc-z——钢筋对地过渡电阻(Ω)。
(2)测定Rc-z
可用接地电阻测量仪进行,也可以通过电流表将回流走行轨扼流变压器的中点和结构钢筋连通,测量此电流Iy,并同时测量钢轨对地电压Ur-z,测量时间不少于30min,如用指针式仪表,则每隔10s读取一次读数,求取其占优势极性的平均值,按下式计算电阻Rc-z的值:
(3)地铁结构的漏泄电流密度,可按下式进行计算:
式中J——电流密度
(mA/d㎡);
Sa——杂散电流自结构钢筋漏出的表面积(取外层钢筋表面积的一半,结构段的长度取阳极电压区段的长度)(d㎡)。
3、运行中,对电缆或管线上设置的绝缘接头的状态,可采用下述方法进行检测:
(1)近似测量:如附图2.3(a)所示,在地铁和设备运行的情况下,并且在绝缘接头上有电压存在时,如在一侧电缆外皮一定长度上所接毫伏表的指针不发生偏转,则表示绝缘接头的状态正常。
当利用近似方法测量发现仪表指针偏移时,则应采用精确测量方法,作进一步的测量和确定。
(2)精确测量:如附图2.3(b)所示,在短时接通电源的情况下,同步读取四支仪表的读数,按下式计算出绝缘电阻 值:
(a)不需电源的近似监测法 (b)准确检测方法示意图
附图2.3电缆或管线绝缘接头状态检测方法示意图
1——电缆或管线;2——绝缘接头;3——测量用电源当测得的绝缘电阻值
时,可认
为其绝缘接头的质量是可靠的。测量时,所取的电缆或管线区段,应具有相同的长度。
当运行的电缆额定电压高于1kV时,应在没有电压的情况下进行测量。
4、为了判断土壤对金属结构的腐蚀性和进行杂散电流腐蚀防护计算的需要,应进行土壤电阻率的现场测量。
在地铁的地面部分应每隔100m测量土壤的电阻率ρ值,测量可利用接地电阻测量仪或电压电流表法,按四电极方法的接线方式进行。
测量时,各电极按直线方向设置,直线的方向应与线路平行,对于已埋设在地下的金属管线应在与此结构垂直或平行的方向(平行时应距离线路轴线2~4m)上进行测量。相邻电极之间的距离a可取结构埋设深度的2倍,且各电极间取相等的距离。测量电极打入地下的深度不宜超过a/20。
测量时,如果不具备接地电阻测量仪,可利用“电压-电流”法进行测量。
土壤电阻率的实测值,当采用接地电阻测量仪时,可按下式计算:
式中a——测量时,两相邻测量电极之间的距离(m);
R——仪表指示值(Ω)。
当按电压-电流法测量时,可按下式计算:
式中U——在不同电源极性连接方式的情况下,各次测量电压表指示的平均值(V)。
为测量土壤电阻率,还可以从现场取土样,在试验室条件下,进行专门的试验和分析,也可以同时对土壤水分和地下水进行化学分析试验。
五、为保证地铁信号自动闭塞系统正常工作而进行的电气测量工作:
1、扼流变压器的主线圈和附加线相对于变压器外壳的绝缘电阻值,应在地铁停电后用500V兆欧表进行测量,测量时,应断开被测扼流变压器的外部接线。
主线圈对外壳的绝缘电阻值应不小于10kΩ,附加线圈对外壳的绝缘电阻值应不小于2MΩ,测试周期为每3年一次。
对于安装在水泥底座上的扼流变压器,测量其线圈对外壳绝缘电阻时,可以在先不解开外引接线的情况下进行测量,当测得的电阻值达不到标准要求时,再解开外部接线进行测量。
2、每年测量一次扼流变压器相对于回流牵引电流的不平衡系数.可通过测量扼流变压器的两个线圈上的电压降得到。在扼流变压器的两个线圈上各接以相应量程的电压表,在10~15min测量时间内,每隔一定的时间,同时读取两只电压表的读数,测量时,宜使用记录型仪表。在使用指针式测量仪表时,应读取