一種地鐵雜散電流採集裝置的製作方法

2023-04-30 21:50:01

本實用新型涉及地鐵雜散電流監控領域，更具體地說，涉及一種地鐵雜散電流採集裝置。

背景技術：

城市軌道交通的供電系統一般採用直流供電，並以軌道作為回流的通路。正因為是直流供電，隨著城市軌道交通的運營，軌道不可能與地絕對的絕緣，從而有部分電流從軌道下洩到地層中去，而這部分電流即被稱之為雜散電流。

地鐵雜散電流是一種有害的電流，雜散電流會使隧道、高架橋和道床等的混凝土結構中的鋼筋以及地鐵沿線的埋地金屬管線等埋入地鐵的金屬導體發生嚴重的電化學腐蝕。雜散電流流入金屬導體處，金屬導體的對地電位為負，此處為陰極區。雜散電流流出金屬導體處，金屬導體的對地電位為正，此處為陽極區。由金屬電化學腐蝕原理可知，金屬電化學腐蝕只發生在陽極區。與自然腐蝕不同，雜散電流腐蝕集中於局部區域，腐蝕強烈，腐蝕速度很快。因此雜散電流腐蝕會嚴重縮短軌道系統的使用壽命，破壞混凝土的結構並降低其結合強度與耐久性，引發安全事故，影響地鐵的安全運營，危及乘客的人身安全。

要對因雜散電流腐蝕損壞的混凝土結構進行維修和更換是十分艱難的，所以,認識雜散電流的特點,正確評估其帶來的危害,在問題惡化前及時進行處理是地鐵建設和運營中的一個重大難題。因此，實現對城市軌道交通雜散電流的自動監測，提前預防雜散電流的危害，對城市軌道交通的安全、可靠運行來說具有重要的意義。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種地鐵雜散電流採集裝置，其包括AC/DC模塊、第一電壓採集電路、第二電壓採集電路、ADC模塊、CPU及485隔離電路；所述AC/DC模塊的輸入端與外部的交流電源連接，並將所述交流電源輸入的交流電壓信號轉換成第一路直流電壓信號及第二路直流電壓信 號，並分別提供給所述ADC模塊及所述CPU；所述第一電壓採集電路的輸入端與參比電極連接，用於採集參比電壓信號，所述第二電壓採集電路的輸入端與地鐵軌道連接，用於採集地鐵軌道電壓信號；所述ADC模塊的輸入端分別連接所述第一電壓採集電路的輸出端及第二電壓採集電路的輸出端，所述ADC模塊的輸出端連接所述CPU，所述ADC模塊用於將所述參比電壓信號及所述地鐵軌道電壓信號分別轉換為第一路數位訊號及第二路數位訊號，並輸送給所述CPU；所述CPU對第一路數位訊號及第二路數位訊號進行邏輯運算，並將運算結果通過所述485隔離電路輸送至外部的排流櫃。

作為本實用新型的一個優選的實施方式，所述ADC模塊的輸出端與所述CPU之間串聯有隔離電路，所述隔離電路用於隔離所述第一路數位訊號及第二路數位訊號。

作為本實用新型的一個優選的實施方式，所述AC/DC模塊的輸出端與所述CPU之間還串聯有DC/DC模塊，所述DC/DC模塊用於對所述第二路直流電壓信號進行直流斬波處理。

作為本實用新型的進一步改進，所述AC/DC模塊與所述交流電源之間依次串聯有保險絲及EMC濾波模塊，所述保險絲用於提供過載保護，所述EMC濾波模塊用於抑制強電磁幹擾及電火花幹擾。

作為本實用新型的進一步改進，其還包括與所述CPU連接的顯示模塊，所述顯示模塊用於顯示所述採集裝置當前的運行狀態及收發數據狀態。

作為本實用新型的進一步改進，所述顯示模塊包括電源燈、運行燈、485隔離電路收發燈，所述電源燈顯示所述交流電源是否接通，所述運行燈顯示所述採集裝置是否處於正常運行狀態，所述485隔離電路收發燈用於顯示所述採集裝置與所述485隔離電路之間的收發數據狀態。

作為本實用新型的進一步改進，其還包括與所述CPU連接的地址選擇開關，所述地址選擇開關用於設置所述採集裝置的IP位址，以方便外部管理控制系統對所屬採集裝置進行定位及管理。

作為本實用新型的進一步改進，所述地址選擇開關包括8路撥碼開關。

本實用新型提供了一種地鐵雜散電流採集裝置，其具有如下技術效果：其通過採集及對比參比電極和地鐵軌道電壓信號，以識別地鐵雜散電流的大小， 並將識別結果發送給外部的排流系統，從而實現雜散電流的及時排放，確保了地鐵的穩定運行。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本實用新型提供的地鐵雜散電流採集裝置在一個具體實施例中的結構原理框架圖。

具體實施方式

參見圖1，在一個具體實施例中，本實用新型的地鐵雜散電流採集裝置包括AC/DC模塊13、第一電壓採集電路15、第二電壓採集電路16、ADC模塊17、CPU19及485隔離電路20。

所述AC/DC模塊13的輸入端與外部的交流電源2連接，所述AC/DC模塊13將所述交流電源2輸入的交流電壓信號轉換成第一路直流電壓信號及第二路直流電壓信號，並分別提供給所述ADC模塊17及所述CPU19。

本實施例中，所述交流電源為220V標準交流電源，所述第一路直流電壓信號為-5V～5V的直流電壓，所述第二路直流電壓信號為5V的固定直流電壓。

為了滿足CPU19對不同直流電壓的需求，所述AC/DC模塊13與所述CPU19之間還串聯有DC/DC模塊14，所述DC/DC模塊14對所述第二路直流電壓信號進行直流斬波處理，通過斬波處理，所述DC/DC模塊14能夠提供給所述CPU19的直流電壓包括3.3V、1.8V及1.0V。

所述第一電壓採集電路15的輸入端與參比電極3連接，用於採集參比電壓信號，所述參比電極3(具體實施時，參比電極是一個原電池)的負極接地，其用於產生-2.5V～2.5V的參比電壓信號。所述第一電壓採集電路15將採集到的-2.5V～2.5V的參比電壓信號放大到0～5V之間，並輸送至所述ADC模塊17。

所述第二電壓採集電路16的輸入端與地鐵軌道4連接，用於採集地鐵軌道電壓信號，所述鐵軌道電壓信號的大小為-250V～250V。所述第二電壓採集電路16將採集到的-250V～250V的地鐵軌道電壓信號放大到0～5V之間，並輸送至 所述ADC模塊17。

所述ADC模塊17的輸入端分別連接所述第一電壓採集電路15的輸出端及第二電壓採集電路16的輸出端，所述ADC模塊17的輸出端連接所述CPU，所述ADC模塊17用於將放大後的所述參比電壓信號及所述地鐵軌道電壓信號分別轉換為第一路數位訊號及第二路數位訊號，並輸送至所述CPU19。所述CPU19對所述第一路數位訊號及所述第二路數位訊號進行邏輯運算，並將運算結果通過所述485隔離電路20輸送至外部的排流櫃5。

本實施例中，所述CPU19對所述第一路數位訊號及所述第二路數位訊號進行差值運算，並將該差值通過所述485隔離電路20輸送至排流櫃5。所述排流櫃5比較該差值與預定值的大小，當該差值大於預定值時，排流櫃5判斷雜散電流過大，做出排流處理。

本實施例中，所述ADC模塊17的輸出端與所述CPU19之間串聯有隔離電路18，所述隔離電路18用於隔離所述第一路數位訊號及第二路數位訊號。所述AC/DC模塊13與所述交流電源2之間依次串聯有保險絲11及EMC濾波模塊12，所述保險絲11用於提供過載保護，防止輸入的交流電壓過大，損壞所述地鐵雜散電流採集裝置；所述EMC濾波模塊12用於抑制雷電等強電磁幹擾及電火花幹擾對所述地鐵雜散電流採集裝置的損害。

本實施例中，本實用新型的地鐵雜散電流採集裝置還包括與所述CPU19連接的顯示模塊21，所述顯示模塊21包括電源燈、運行燈、485隔離電路收發燈，所述電源燈顯示所述交流電源2是否接通，所述運行燈顯示所述地鐵雜散電流採集裝置是否處於正常運行狀態，所述485隔離電路收發燈用於顯示所述地鐵雜散電流採集裝置與所述485隔離電路20之間的收發數據狀態。

本實施例中，本實用新型的地鐵雜散電流採集裝置還包括與所述CPU19連接的地址選擇開關22，所述地址選擇開關22包括8路撥碼開關，所述地址選擇開關22用於設置所述地鐵雜散電流採集裝置的IP位址，以方便外部管理控制系統對所屬地鐵雜散電流採集裝置進行定位及管理。

以上，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。