地铁屏蔽门泄漏电流监控装置

1.一种地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，包括有设置于屏蔽门与钢轨之间的等电位电缆、及设置于钢轨与地之间的轨电位限制装置，其特征在于：所述等电位电缆上串联有泄漏电流采样电路和等电位电缆分合器，及包括有PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与泄漏电流采样电路、等电位电缆分合器和轨电位限制装置连接配合。
2.根据权利要求1所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述PLC控制系统包括有连接配合的CPU模块、第一远程I/O模块及第二远程I/O模块，其中，CPU模块通过网络与地铁机电设备监控EMCS系统连接。
3.根据权利要求2所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述泄漏电流采样电路包括有分流器和电流变送器，其中，分流器串接于等电位电缆上，电流变送器的输入端与分流器连接，输出端与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接。
4.根据权利要求2所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述泄漏电流采样电路包括有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器串接于等电位电缆上且与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接。
5.根据权利要求2所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述等电位电缆分合器采用直流接触器，直流接触器串接于等电位电缆上且与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接，及直流接触器处于常闭状态。
6.根据权利要求2所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述轨电位限制装置与PLC控制系统的第二远程I/O模块连接，及轨电位限制装置处于常开状态。
7.根据权利要求1所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，其特征在于：所述泄漏电流采样电路、电位电缆分合器及PLC控制系统集成为一体化产品。

地铁屏蔽门泄漏电流监控装置 \n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种泄漏电流监控装置，属于地铁屏蔽门等电位连接、接地技术领域，尤其是指一种地铁屏蔽门泄漏电流监控装置。 \n背景技术\n[0002] 城市地下轨道交通中，列车常用的是直流1500伏的牵引供电系统，该系统把钢轨作为回流轨与变电所负极相连，为了防止杂散电流对车站结构钢筋、金属管线的腐蚀，钢轨采取绝缘安装。列车正常运行时，钢轨最高可以产生90V的直流电压，列车与钢轨是等电位的，为了避免乘客上下车时产生跨步电压而危害乘客人身安全，屏蔽门采取对地绝缘安装，并且将屏蔽门与钢轨进行有效等电位连接。 \n[0003] 如图1、2所示，正常时屏蔽门框对地是绝缘的，其绝缘电阻要求大于0.5MΩ，但是由于安装现状和地铁车站环境等因素，现场实测绝缘电阻大多只有几百欧，有的甚至为零。\n图中，屏蔽门与地之间的绝缘看成是一个过渡电阻Rmd，当过渡电阻Rmd很大时，可以认为屏蔽门对地是绝缘的，这时通过屏蔽门泄漏到大地的电流就极小，可认为是零；当屏蔽门框体绝缘不良或对地发生短路时，故障点使得过渡电阻Rmd极小，此时将会有大量的列车牵引电流通过屏蔽门接地故障点流向大地，电流的热效应会造成屏蔽门接地故障点打火，严重时会由于电流过大烧断屏蔽门与钢轨间的等电位连接电缆。 \n[0004] 另一方面，R人为人体电阻，一般为1KΩ～2KΩ左右，U为钢轨与地间的电位差，U1为屏蔽门与钢轨间的电位差，U2为屏蔽门与结构地间的电位差。屏蔽门等电位电缆连接良好时，加在人体的电压为零，人体无触电危险；当屏蔽 门发生接地故障，导致等电位电缆被烧断后，加在人体的电压即是钢轨对地电压，此时轨电压对人身危害最大。 实用新型内容\n[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单、实用安全的地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，实时监测屏蔽门泄漏电流，并且在屏蔽门发生接地时，能快速切断故障电流，保证人身和设备安全。 \n[0006] 为了实现上述目的，本实用新型按照以下技术方案实现： \n[0007] 一种地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，包括有设置于屏蔽门与钢轨之间的等电位电缆、及设置于钢轨与地之间的轨电位限制装置，所述等电位电缆上串联有泄漏电流采样电路和等电位电缆分合器，及包括有PLC控制系统，所述PLC控制系统分别与泄漏电流采样电路、等电位电缆分合器和轨电位限制装置连接配合。 \n[0008] 进一步，所述PLC控制系统包括有连接配合的CPU模块、第一远程I/O模块及第二远程I/O模块，其中，CPU模块通过网络与地铁机电设备监控EMCS系统连接。 [0009] 进一步，所述泄漏电流采样电路包括有分流器和电流变送器，其中，分流器串接于等电位电缆上，电流变送器的输入端与分流器连接，输出端与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接。 \n[0010] 进一步，所述泄漏电流采样电路包括有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器串接于等电位电缆上且与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接。 \n[0011] 进一步，所述等电位电缆分合器采用直流接触器，直流接触器串接于等电位电缆上且与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接，及直流接触器处于常闭状态。 [0012] 进一步，所述轨电位限制装置与PLC控制系统的第二远程I/O模块连接，及轨电位限制装置处于常开状态。 \n[0013] 进一步，所述泄漏电流采样电路、电位电缆分合器及PLC控制系统集成为一体化产品。 \n[0014] 本实用新型与现有技术相比，其有益效果为： \n[0015] 通过监测屏蔽门泄漏电流，实时掌握屏蔽门绝缘状况，提醒维修人员及时处理屏蔽门绝缘缺陷，而当屏蔽门发生金属性接地故障时，能立即合上车站轨电位限制装置，限制钢轨电位为地电位，断开等电位电缆分合器，切断故障电流，防止屏蔽门发生打火，保证乘客及设备安全。 \n[0016] 为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。 \n附图说明\n[0017] 图1是现有技术正常状态时的电路示意图。 \n[0018] 图2是现有技术故障状态时的电路示意图。 \n[0019] 图3是本实用新型的电路和信号连接示意图。 \n具体实施方式\n[0020] 如图3所示，本实用新型所述地铁屏蔽门泄漏电流监控装置，包括有设置于屏蔽门与钢轨之间的等电位电缆、设置于钢轨与地之间的轨电位限制装置、及PLC控制系统，其中，所述等电位电缆上串联有泄漏电流采样电路和等电位电缆分合器，所述PLC控制系统分别与泄漏电流采样电路、等电位电缆分合器和轨电位限制装置连接配合。进一步，所述泄漏电流采样电路、电位电缆分合器及PLC控制系统集成为一体化产品。 \n[0021] 上述PLC控制系统包括有连接配合的CPU模块、第一远程I/O模块及第二远程I/O模块，其中，CPU模块通过网络与地铁机电设备监控EMCS系统连接。 \n[0022] 上述泄漏电流采样电路包括有分流器（1000A/150mv）和电流变送器（±150mV/±10V），其中，分流器串接于等电位电缆上，电流变送器的输入端与分流器连接，输出端与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接。 \n[0023] 上述等电位电缆分合器采用直流接触器，直流接触器串接于等电位电缆上且与PLC控制系统的第一远程I/O模块连接，及直流接触器处于常闭状态。 \n[0024] 上述轨电位限制装置与PLC控制系统的第二远程I/O模块连接，及轨电位限制装置处于常开状态。 \n[0025] 本实用新型的工作原理如下所述：正常情况下，屏蔽门无接地故障时，直流接触器保持在合位，分流器采样屏蔽门泄漏电流信号，通过电流变送器放大后，输入到PLC控制系统的第一远程I/O模块，通过PLC监测屏蔽门对地泄漏电流；当泄漏电流达到设定值时，启动报警信号，EMCS系统中报“屏蔽门泄漏电流报警”；当屏蔽门发生接地故障时，泄漏电流达到动作值，EMCS系统报“屏蔽门泄漏电流动作”，由PLC发出指令使轨电位限制装置合闸，轨电位限制装置合闸后，其辅助接点接通直流接触器线圈回路，断开直流接触器，使屏蔽门与钢轨之间的等电位电缆断开，切断接地电流，从而避免了屏蔽门的打火，由于轨电位限制装置是在合位的，此时门轨之间仍然保持等电位，从而保证乘客人身安全。 [0026] 直流接触器的动作设计原则： \n[0027] 1）为避免由于控制电源失效的原因，使得直流接触器不能闭合，直流接触器设计成常闭形式，线圈得电时断开，线圈失电时闭合； \n[0028] 2）为了保持钢轨与屏蔽门之间的等电位连接，轨电位限制装置在分位时， 接触器不能断开，只有轨电位现在装置在合位时，才能断开接触器； \n[0029] 3）轨电位限制装置由位合位转为分位时，直流接触器应立即闭合； [0030] 4）当泄漏电流达到动作值时，先将轨电位限制装置闭合，后断开直流接触器。 [0031] 整定值的计算： \n[0032] 根据《CJ/T236-2006城市轨道交通站台屏蔽门》中的规定：屏蔽门框体与车站结构之间的绝缘电阻大于等于0.5MΩ。由于施工材料、环境、工艺等因素影响，实际的屏蔽门绝缘电阻远小于0.5MΩ，因此用0.5MΩ作为屏蔽门绝缘电阻的报警动作值是不现实的。考虑到屏蔽门绝缘的主要作用是防止杂散电流腐蚀的，根据《CJJ49-92地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中的规定：兼用作回流的地铁走行轨与隧道主体结构（或大地）之间的过渡电阻值，对于新建线路不应小于15Ω·Km，对于运行线路不应小于3Ω·Km。屏蔽门的长度一般为100~150米，按100米考虑，15Ω·Km相当于150Ω·100m,3Ω·Km相当于30Ω·100m。\n列车运行时轨电位最高可达90伏，即报警电流可取I=U/R=90/150=0.6A，对于运行时间较长，绝缘较差的报警电流可取I=U/R=90/30=3A。对地接地电流动作值取10倍报警电流值即\n30A。 \n[0033] 本实用新型并于局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。