单向导通装置和排流柜的使用机理
牵引负回流系统及排流柜应用研究
牵引负回流系统及排流柜应用研究摘要：分析直流牵引负回流系统各部分的工作原理和功能，对容易出现的典型问题进行分析，并针对如何有效减小系统外泄杂散电流的问题，研究基于极性排流的排流柜的工作原理。
关键词：牵引回流系统；杂散电流；排流柜1 概述地铁直流牵引负回流系统是由钢轨、回流电缆、钢轨电位限制装置、单向导通装置、排流柜等组成的，各部分相辅相成，保证牵引电流常规情况和故障情况下都能顺利回流到电源负极。
但直流牵引系统杂散电流问题一直是地铁行业难题，为减少杂散电流对城市轨道交通自身及周边设施的腐蚀影响，通过在牵引变电所设置排流柜，将排流网中的杂散回流至负极母线，减少杂散电流对周边的扩散。
2 钢轨及钢轨电位限制装置2.1 钢轨及其附件直流牵引供电系统中往往采用钢轨作为负回流导体。
机车由接触网（轨）供电，电流经钢轨回流，通过回流电缆流回整流器机组的负母线。
钢轨一般选用具有硬度高、耐磨性强等特点的碳锰钢材质，采用无缝焊接方式将钢轨全线连通，钢轨通过扣件采用绝缘方式安装，采取轨道均流的措施将上下行轨道进行有效短接。
2.2 钢轨电位限制装置作用及原理由于钢轨无法做到完全对地绝缘，且钢轨电阻不可避免的存在，因此当牵引电流通过钢轨回流时，钢轨和地之间存在钢轨对地电位。
乘客在进出车厢时会触碰到列车金属车体，双脚在列车与站台之间会产生跨步电压，如果此时钢轨对地电位过高，会危及乘客人身安全。
同时，钢轨对地电位过高会使直流框架保护误动作跳闸，影响正常牵引供电。
图1 钢轨电位限制装置原理图钢轨电位限制装置的动作整定为：当检测到钢轨电位超过Ⅰ段动作电压时，接触器延时合闸，经一定时间恢复开断；如连续动作3次则闭锁在合闸状态。
当检测到钢轨电位大于Ⅱ段动作电压时，接触器无延时合闸，且闭锁在合闸状态。
当检测到钢轨电位大于Ⅲ段动作电压时，晶闸管回路首先快速导通，同时接触器合闸且闭锁在合闸状态，将钢轨与大地快速短接，从而保障人身安全和设备安全。
单向导通装置使用安装说明
深圳地铁
单向导通装置
使用、安装、维护说明
目录
1.概述 (1)
2.使用环境条件 (1)
3.主要规格和技术参数 (1)
4.结构简介和工作原理 (2)
4.1 结构简介 (2)
4.2 工作原理 (3)
5.安装与使用 (5)
5.1 设备的安装 (5)
5.2 设备的使用 (8)
6.维护保养及故障排除 (9)
6.1 维护保养 (9)
6.2 故障排除 (10)
6.2.1 元器件检查 (11)
6.2.2 动作检查 (11)
6.2.3 更换元器件 (11)
6.2.4 常见故障处理见下表： (12)
6.2.5 主要配件明细表 (12)
7.包装运输及保存 (13)
8.易耗件清单 (13)
附图1：单向导通装置原理图 (14)
附图2：故障检测单元布线图 (15)
附图3：单向导通装置外形图 (16)
附图4：单向导通装置底座图 (17)
附图5：单向导通装置二极管压装图 (18)
附图6：单向导通装置一次铜排接口图 (20)。
杂散电流监测系统(含排流柜)、单向导通装置技术规格书
杂散电流监测系统（含排流柜）、单向导通装置技术规格书（一）杂散电流监测系统（含排流柜）1. 适用范围本技术要求适用于重庆轨道交通一号线朝沙段杂散电流监测系统，并作为投标方制定投标技术文件和供货设备的技术依据。
2. 环境条件1）环境温度：-5︒C～+44.5︒C2）污秽等级：重污区3）相对湿度：日平均：95%月平均：90%有凝露发生4）海拔高度：≤1000m5）雷电日：60D/年6）地震烈度：7度3. 供货规格型号4. 采用标准（但不限于此）地铁杂散电流自动监测系统有关设备所涉及的产品标准、规范；工程标准、规范；验收标准、规范等完全满足所有中华人民共和国的条例及规范，包括：《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92《低压电器外壳防护等级》GB4942.2-85《电工电子产品基本环境试验规程》GB2423-81《电磁兼容试验和测量技术》GB/T 17626《煤矿通信、检验、控制用电工电子产品基本试验方法》MT 210《交流电气装置的接地》DL/T621-1997《地铁设计规范》GB50157-2003《地铁直流牵引供电系统》GB10411-895. 系统构成本工程杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。
杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，并将处理和统计后的数据传至监控中心。
杂散电流监测系统由参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、监测装置组成。
6. 系统功能杂散电流监测装置的输入端与从沿线各传感器引入的通信电缆连接，通过各监测点传感器实时采集监测分区内的结构钢筋的极化电位，参比电极自然本体电位，并对数据进行A/D转换，计算、存贮、统计并通过变电所内通信网络，将统计结果传送到变电所自动化系统，本监测系统具备以下几种功能：6.1 通信功能每个供电区间内的监测装置定期向传感器发出数据采集命令，数据按指定的格式上传到监测装置。
多种类单向导通装置原理及常见故障处理
多种类单向导通装置原理及常见故障处理发布时间：2021-09-07T12:14:26.758Z 来源：《探索科学》2021年7月下14期作者：龚稳[导读] .单向导管一般由晶体导管与驱动电路导管所组成，而驱动电路导管包括低电路以及检测电路，而晶体导管包括单向导通装置等等。
第二类导通单元，我家于单向导通装置一般趋近于电阻与疏通端。
以导通来关闭第一晶体管，从而控制单向导通装置的疏通以及关闭。
广州地铁集团有限公司龚稳 510555摘要.单向导管一般由晶体导管与驱动电路导管所组成，而驱动电路导管包括低电路以及检测电路，而晶体导管包括单向导通装置等等。
第二类导通单元，我家于单向导通装置一般趋近于电阻与疏通端。
以导通来关闭第一晶体管，从而控制单向导通装置的疏通以及关闭。
本文我们将对单向导通装置常见类型以及常见故障进行分析处理。
分析处理需要探究。
关键词.单向导管装置原理故障处理本导管公开了一种包括第一晶体的单个导通装置。
主管和驱动电路。
所述驱动电路包括第一电路和第二电路电路和检测电路。
第一个晶体管连接到单个导频电路。
放在输入端子和输出端子之间。
在第一电路中，是第一导通单元耦合到第一导通设备的输入端电阻在第2回路中耦合第2导通单元在单个导通装置的输出端与第二电阻之间。
驱动功率该路径由检测电路检测第一导通电流是否存在。
通过单元与第一电阻之间的节点流向第二导通单体元件与第二电阻之间的节点使第一晶格导通或关断控制体管和单导通装置的导通或关闭。
书在本发明中，功率损耗小且检测电路的电路架构简单。
足以检测单个导通设备的输入端输出端的电压发生变化，可实时接通单片机是通过，还是关闭。
1.具有一个输入端和一个输出端的单一导向路径装置。
第一晶体管的第一端耦合到输入端，并且第一晶体管的第一晶体管的第一晶体管的第一晶体管端子耦合到输出端子;然后一个驱动电路包括:第一电路，其包括耦合到第一接通单元的第一接通单元和第一电阻。
位于输入端与第一电阻的端部之间的第一电阻的另一端耦合到参考电压。
地铁单向导通装置原理分析及消弧优化方法
１概 述
４消弧 功 能优 化 方法 ４ ． １ 增 加测距 传 感器数 量
地铁 运输 系统 一般 采用ＤＣ １ ５ ０ ０ Ｖ 或Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ牵引供 电系统 ， 利 用牵 引轨 流
回变电所 。 由于现场客观环境影响当走行轨与大地绝缘不良时， 不可避免会有
电流从 走行 轨泄 人大 地 ， 产 生杂散 电流对地 下 或地面 的 金属构 件 如结 构钢筋 、
Ｄ ＸＨＯ —Ｉ 型 单向导 通装 置 测距传 感 器采用 直 流 １ Ｉ Ｏ Ｖ电源供 电 ， 用 反 射 红
地 下管线 等产 生 电化 学腐蚀 影响 其使用 寿命 及安全 运行 ， 因此缩小 杂散 电流 的 存在 与作 用范 围 ， 减少杂 散 电流腐蚀 十分 重要 。 在地 铁牵 引轨 系统 中， 常在 轨道
（ ２ ） 无论是否检测到列车到位信号 ， 只要智能控制系统检测绝缘结电压
Ｕ ≥１ ５ ０ Ｖ时 ， 触 发 可控 硅 。 钢 轨绝缘结 拉弧都 发生在 列车 经过时 ， 且此 刻列车 已将绝 缘结两端 钢轨 短 接， 故将 第 （ １ ） 条 可 控硅 触 发条件 更 改为 “ 无论 缘结 电压 ｕ 大小 ， 只要 智 能控
（ 如 地 面上 的道渣 道床 ） ， 钢 轨上 的 回流 电流 就会 通过单 向导 通装置 单 向浙 ￡ 通到 泄 漏 电阻 较大 的区 域 （ 如地 下 的整体 道床 ） ， 然 后流 回负母 线 。 同样 当列车运 行 在泄 漏 电阻较 大的 区域 时（ 如 地下 的整体道 床 ） ， 钢 轨 中的 回流电流 由于有 了单
通 过在钢 轨上 安装置 绝缘结 的方 法来 将不 同泄露 电阻 的钢 轨 区域隔开 ， 为 保证 回流 电流 的正 常流 动 ， 必 须 在绝 缘接 头两 端连 接单 向导 通装置 ， 使钢 轨 中 电流
城市轨道交通单向导通装置的原理与应用
城市轨道交通单向导通装置的原理与应用作者：唐靓赵双来源：《科技风》2018年第33期摘要：在城市轨道交通系统中，在特殊地段的轨道上需要设置绝缘接头，为了尽量减小杂散电流并缩小杂散电流影响的范围，减小杂散电流对结构钢筋的腐蚀。
单向导通装置设置在连接绝缘接头两端的钢轨上，使钢轨中的电流只流向一个方向，同时具备远端通信接口监测单向导通装置的运行情况。
关键词：城市轨道交通；地铁；单向导通装置1 单向导通装置的概述为了减少被保护区段的钢轨电流，从而减少被保护区段杂散电流对结构及金属管线的电腐蚀，同时降低钢轨电位，保障检修人员的安全，在钢轨绝缘结处并联单向导通装置。
单向导通装置保障在任何情况下不烧毁钢轨，因其具备自动消弧功能。
单向导通装置内设有隔离开关，用于特殊运营方式下，能导通绝缘结以使两端钢轨电气连通。
杂散电流对结构钢的腐蚀，需要尽量减小杂散电流并缩小杂散电流影响的范围，设置绝缘头，否则会影响整个停车场、车辆段、隧道、高架桥等特殊地段的轨道。
2 单向导通装置的原理杂散电流产生的原因是由于直流架空接触网是地铁的牵引供电方式，牵引回流的通道是钢轨。
而钢轨是直接安装在道床上，通过防震且绝缘垫和道床结构钢轨隔离。
车辆运行中，会导致污水、灰尘、金属粉末、道渣等吸附在防震绝缘垫上，减小了阻抗产生了杂散电流。
分析杂散电流的防护措施，内部钢轨隔离措施作为有效的防护手段被地铁所采用，其方法是在地上与地下钢轨之间加绝缘结、隧道处加绝缘结、车辆段钢轨与正线隔离等。
一般地铁正线地面道床与地下道床采用了不同的形式，地面采用了碎石道床，地下采用了整体道床。
为了防止地下段内钢轨电流通过相对薄弱的地面钢轨泄漏至隧道外的地面，所以在地下、地上钢轨之间加绝缘结，在绝缘结并联了单向导通装置。
并接于地铁轨道设置的绝缘结处，用于连接绝缘接头两端的钢轨，使钢轨中电流只流向一个方向，而在另一个方向截止。
消弧装置用于车辆再生制动导致单向导通装置附近回流轨电位升高时，该装置电气导通，降低走行轨电位，限制绝缘结两端放电和保证回流轨附近人员的安全。
单向导通装置使用安装说明
地铁单向导通装置使用、安装、维护说明目录1. 概述 (1)2. 使用环境条件 (1)3. 主要规格和技术参数 (2)4. 结构简介和工作原理 (3)4.1 结构简介 (3)4.2 工作原理 (4)5. 安装与使用 (6)5.1 设备的安装 (6)5.2 设备的使用 (10)6. 维护保养及故障排除 (11)6.1 维护保养 (11)6.2 故障排除 (12)6.2.1 元器件检查 (12)6.2.2 动作检查 (13)6.2.3 更换元器件 (13)6.2.4 常见故障处理见下表： (14)6.2.5 主要配件明细表 (14)7. 包装运输及保存 (15)8. 易耗件清单 (15)附图1：单向导通装置原理图 (16)附图2：故障检测单元布线图 (18)附图3：单向导通装置外形图 (19)附图4：单向导通装置底座图 (20)附图5：单向导通装置二极管压装图 (21)附图6：单向导通装置一次铜排接口图 (23)1.概述在地铁（轻轨）轨道系统中，车场、车辆段、隧道、高架桥等特殊地段的轨道上需要设置绝缘接头，其目的是为了尽量减小杂散电流并缩小杂散电流影响的围，从而减小杂散电流对结构钢筋的腐蚀。
而在采用绝缘接头的钢轨部位，有机车运行时，为保证回流电流的正常流动，必须采用单向导通装置，并接于地铁轨道设置的绝缘结处，用于连接绝缘接头两端的钢轨，使钢轨中电流只流向一个方向，而在另一个方向截止。
装置设置有隔离开关，用于在单向导通装置出现故障时连接绝缘结两端钢轨，使列车能够正常运行。
柜设置的数据采集控制及远程通信系统可实时检测主回路的运行状态，并具有远端通信接口，可连接到控制信号盘的通讯网络上，在监测系统的主控机上实时观测单向导通装置的运行情况，以便在发生故障时及时处理。
2.使用环境条件安装型式：户外安装，有防雨及接地措施环境温度：-15℃～ +40℃，24小时平均温度不超过35℃。
相对湿度：日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（25℃）；有凝露发生。
杂散电流监测系统(含排流柜)、单向导通装置技术规格书
杂散电流监测系统（含排流柜）、单向导通装置技术规格书（一）杂散电流监测系统（含排流柜）1. 适用范围本技术要求适用于重庆轨道交通一号线朝沙段杂散电流监测系统，并作为投标方制定投标技术文件和供货设备的技术依据。
2. 环境条件1）环境温度：-5C～+44.5C2）污秽等级：重污区3）相对湿度：日平均：95%月平均：90%有凝露发生4）海拔高度：1000m5）雷电日：60D/年6）地震烈度：7度3. 供货规格型号序号名称规格型号备注1 排流柜FM3022 参比电极MHC3 传感器FM301A4 信号转接器FM301Z5 监测装置FM3056 管理软件4. 采用标准（但不限于此）地铁杂散电流自动监测系统有关设备所涉及的产品标准、规范；工程标准、规范；验收标准、规范等完全满足所有中华人民共和国的条例及规范，包括：《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92《低压电器外壳防护等级》GB4942.2-85《电工电子产品基本环境试验规程》GB2423-81《电磁兼容试验和测量技术》GB/T 17626《煤矿通信、检验、控制用电工电子产品基本试验方法》MT 210《交流电气装置的接地》DL/T621-1997《地铁设计规范》GB50157-2003《地铁直流牵引供电系统》GB10411-895. 系统构成本工程杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。
杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，并将处理和统计后的数据传至监控中心。
杂散电流监测系统由参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、监测装置组成。
6. 系统功能杂散电流监测装置的输入端与从沿线各传感器引入的通信电缆连接，通过各监测点传感器实时采集监测分区内的结构钢筋的极化电位，参比电极自然本体电位，并对数据进行A/D转换，计算、存贮、统计并通过变电所内通信网络，将统计结果传送到变电所自动化系统，本监测系统具备以下几种功能：6.1 通信功能每个供电区间内的监测装置定期向传感器发出数据采集命令，数据按指定的格式上传到监测装置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单向导通装置是用来减少被保护区段的钢轨电流，从而减少被保护区段杂散电流对结构及金属管线的电腐蚀，同时能降低停车库和检修库的钢轨电位，保持检修人员的安全。
该装置并联在钢轨绝缘结节处，除保证列车正常轨道回流电流外，还应保证短路电流通过。
由于该装置正向导通反向截止，因此，必须保证列车在任何情况下，在轨道绝缘结处产生的电弧不烧损钢轨。
单向导通装置用于连接绝缘结两端钢轨，使钢轨中电流仅能一个方向流通，其内设有隔离开关，和放电间隙装置，隔离开关用于特殊运营方式下，绝缘结两端钢轨的电气连接。
设置在出入段线上的单向导通装置内还设有自动消弧装置，，放电间隙自动消弧装置装置用于限制机车再生制动导致单向导通装置附近钢轨电位升高，以保证钢轨附近工作人员的安全。
主回路接线：单向导通装置二极管主回路设置5个并联二极管支路，每个支路设置1个二极管，并联支路间的均流系数不小于85%。
二极管采用平板式高结温高可靠性器件，反向重复峰值电压不小于3000V,正向平均电流不小于4000A。
当一个并联二极管支路损坏造成断路后，单向导通装置应能正常运行。
短路保护
短路保护采用两种方式：熔断器保护和反向电流保护
装置中每个支路均由数个二极管并联组成，在每个二极管前设有一个快速熔断器，当出现接触网与钢轨短路时，单向导通装置流过短路电流，此时要保证二极管不受损坏。
当短路电流过大，超过单向导通装置承受能力时，熔断器动作并发出信号。
另外，在每个二极管另一端设有分流器，当二极管击穿而快速熔断器未熔断时，依靠逆向电流通过分流器而测得的数据可知二极管的故障，此保护与熔断器保护形成了可靠的保护系统，以确保在二极管发生故障时能可靠地发出信号。
断路保护
装置中每个支路均应选用特性相同的二极管，即在正常情况下，每个二极管流过的电流都是相同的。
如果某个二极管损坏造成断路时，支路中无电流流过，通过分流器来找出故障，并发出信号。
自动消弧装置
车辆段出入段线上设置的单向导通装置内应带有自动消弧装置。
自动消弧装置应保证列车在任何工作情况下产生的电弧不烧损钢轨。
列车有无通过绝缘结由光电传感器检测。
消弧装置由可控硅、电压传感器和消弧控制装置组成。
可控硅并联在绝缘结的两端，当光电传感器检测到有列车通过时，或者当电压传感器检测到绝缘结两端的电压达到起弧电压时，消弧控制装置发出可控硅
导通信号，触发可控硅导通，短接绝缘结，消除绝缘结两端电压，达到消灭电弧的目的。
当列车通过绝缘结后，消弧装置应迅速关闭，以保证单向导通装置正常工作。
带有可控硅片的晶闸管并联在轨道绝缘结两端。
自动消弧装置通过测距传感器检测列车是否通过，当检测到列车通过时，无条件触发可控硅导通晶闸管，短接绝缘结；当检测到列车通过绝缘结后，消弧装置应迅速关闭，以保证单向导通装置正常工作。
自动消弧控制装置能够进行数据采集、智能消弧控制及远程通信，装置可以检测和显示每个支路二极管的故障信息以及快熔的通断信息，同时是自动消弧装置的控制核心。
当列车通过绝缘结后，检测轨道绝缘结的反向电压，当反向电压达到起弧电压时，触发可控硅使之反向导通，熄灭电弧，保证钢轨不被电弧烧伤。
排流柜
排流柜是杂散电流腐蚀防护系统中的重要设备，工作原理如下图，主要是由硅二极管D1、可调节电阻R1、固定限流电阻R2、自动排流部分、显示部分和保护部分组成。
排流柜主回路的核心元件为硅二极管D1，利用硅二极管的正向导通反向截止的特性，实现杂散电流的极性排流。
直流接触器CZ用于控制排流支路是否投入使用，R、C回路用于抑制主回路通断时产生的尖峰脉冲。
利用硅二极管的单向导电性可以阻止从负母线到收集网的逆向排流，快速熔断器Fu 用于出现短路负载时对排流柜及柜内元器件的保护。
电流传感器M用于检测排流回路中的排流电流量的大小，并通过排流柜控制器控制IGBT通断的占空比，以实现对排流电流大小的控制。
当IGBT关断时，排流回路串联了电阻R1和R2，电阻较大，排流电流较小。
当IGBT导通时，仅串入阻值较小的R2，排流较大。
R2用于限制排流的瞬时电流，以保护IGBT。
电阻R1和IGBT构成了排流支路的电阻调节电路，保证了设备既处于可靠安全的工作状态，又能够根据设备的排流能力，尽可能地将更多的杂散电流通过负母线回收。
排流柜控制器与杂散电流监测系统之间可通过通信电缆联系，以实现与杂散电流监测系统的信息互换。
杂散电流监测系统对结构钢筋进行电位检测，当检测被保护的金属结构的极化电位处于安全状态时，杂散电流监测系统向排流装置发出停止排流的命令。
当需要排流时，监测系统确定排流量，并把排流量的数值传给排流柜控制器。
控制器检测排流电流小于给定值时，控制IGBT连续导通；当检测排流电流大于给定值时，控制IGBT连续关断。
正常情况下，IGBT的导通占空比将排流电流量控制在规定的数值范围内。