模拟地铁杂散电流自动监测系统中电流测量技术手段研究

摘要

杂散电流对地铁周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮以及地铁主体结构钢筋等发生电化学腐蚀,产生严重的危害.目前国内外对地铁杂散电流防护措施多采用被动的防护措施,尽管有些城市地铁实现了杂散电流的实时监测,并且有针对性进行人工治理,但目前还不能实现有效的自动监控并防治,任何采取积极主动的防护措施,从根源上来消除杂散电流的产生,在监测系统和自动防治上找到好的契合点,是一个涉及电子、自动测试、电防护领域的重大课题.该文介绍了地铁杂散电流产生的机理、危害以及目前所采用的防护手段,提出了对地铁杂散电流实行自动监控电源补偿的防治方案;介绍了实验室模拟地铁杂散电流物理模型的设计和实现过程,在对电流测量手段进行分析的基础上,详细的说明了其电流自动监测系统的检测电路设计和参数选择过程;简要的介绍了监测系统的计算机运行界面;并对杂散电流模拟情况和实验结果进行了详细的分析.通过系统调试和实验结果分析,证明该物理模型较好的模拟了实际地铁杂散电流的情况,其自动监测系统中检测电路的设计实现了在线监测,系统具有良好的线性度和稳定性,能够满足科研需要,为日后探讨自动监控电源补偿防治方案的有效性提供了实验基础和科研依据.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1什么是地铁杂散电流

1.2地铁杂散电流的危害

1.3北京及国内外地铁杂散电流腐蚀现状

1.4课题的来源与主要研究内容

第二章地铁杂散电流电源补偿防治方案的分析

2.1地铁供电系统及杂散电流的产生机理

2.2直流牵引地铁系统中杂散电流简化电路及等效分析

2.3影响地铁杂散电流的因素

2.4地铁目前常用的杂散电流防治措施与存在问题

2.5地铁杂散电流监测系统和防治新方案

第三章实验室模拟地铁装置设计

3.1地铁直流供电电路的实验室模拟

3.2地铁轨道结构的实验室模拟

3.3杂散电流存在环境的模拟

3.4模拟装置工作过程

第四章杂散电流监测系统检测电路设计和实现

4.1电流检测手段讨论

4.2检测电路隔离技术讨论

4.3硬件结构设计

4.4检测电路的详细设计和实现

第五章模拟地铁杂散电流监测系统的软件设计和运行界面

5.1系统初始化模块及运行界面

5.2数据采集模块及运行界面

5.3数据处理模块及显示界面

5.4数据打印保存模块及运行界面

5.5系统软件工作过程

第六章模拟地铁杂散电流监测系统的调试和测试结果分析

6.1硬件测试电路的调试

6.2软件调试

6.3测试结果分析

6.4结论

参考文献

致谢

附录