地铁牵引供电系统钢轨过渡电阻测量方案

地铁牵引供电系统钢轨过渡电阻测量方案
摘要：地铁回流轨道要求与道床间绝缘，存在的绝缘电阻叫做过渡电阻，过渡
电阻是影响杂散电流重要因素。

CJJ49-92中第4.2.1条规定：兼用作回流的地铁走行轨与隧洞主体结构（或大地）之间的过渡电阻值（按闭塞区间分段进行测量并
换算为1km长度的电阻值），对于新建线路不应小于15Ω/km，对于运行线路不
应小于3Ω/km。

关键词：过渡电阻、杂散电流、绝缘、走行轨
一.测试目的
过渡电阻是影响杂散电流的重要参数，一般认为，在过渡电阻>15Ω/km时，杂散电流分
布曲线几乎没什么变化；在过渡电阻>3Ω/km时，杂散电流分布曲线近似于直线，增幅较小；当过渡电阻<3Ω/km时，杂散电流分布曲线变化剧烈；当过渡电阻<0.5Ω/km后，杂散电流漏
泄严重，必须采取有效措施进行处理。

二.计划施工区域
本次施工区域是根据变电所位置、上下行走行轨之间均流线、回流电缆、道岔、绝缘节
的位置、隧洞内环境条件、轨电位动作总次数综合参考后确定。

测试过程中，当直流电源装置正极接走行轨，负极接隧道内电缆桥架时，杂散电流路径：走行轨→排流网→结构钢筋→大地→变电所接地网→隧道内电缆桥架，所测出的过渡电阻值
偏大，因此，本次主要测试走行轨与排流网之间的过渡电阻。

三．测试原理
其中：表示轨道与隧道之间单位长度的导电率，；
表示流入的电流，A；
分别流进A和B端的电流，A；
表示测量部分的长度，km；
表示进入轨道时轨道与隧道间的电压，V；
表示A端和B端轨道与隧道间的电压，V。

四. 接线图
五. 测试步骤
（1）检查区间内的电气连接并记录；
（2）按正极性接线图在现场进行接线；
（3）测试电压表自然电位并记录；
（4）合上QF1开关，通过调节变阻器电阻值大小，调节输出电流，待数据记录卡数值
稳定后记录测试数据；
（5）断开QF1开关和上QF2开关，更换电源极性后重复进行测试。

过渡电阻区间测试原理图
六. 注意事项
（1）测试过程注意安全，连接点采取措施确保不会脱落；
（2）以测试轨道端接电源正极为测试正极性，接电源负极为负极性；
（3）每次重复测试前都必须进行自然电位测量并记录；
（4）测试过程中随时沟通，记录结果应注意同时性；
（5）测试过程中发生的现象记录在备注栏。

七. 数据测量和分析
1、根据过渡电阻等效电路图，可以看出杂散电流是由直流电源装置正极→两个串联的腐蚀电池→直流电源装置负极，因此，在进行钢轨过渡电阻测试过程中，正极性测试钢轨过渡
电阻阻值会比负极性测试结果偏小；
2、由于钢轨很难做到完全绝缘，杂散电流会从钢轨和大地之间绝缘不良点流经大地低
电位，再由大地流回钢轨并返回牵引变电所。

因此，在测试过程中，钢轨电势的高低和钢轨
对地绝缘好坏，对测试结果有很大影响；
3、夹在走行轨1、2上的四块电压表，电压表1、2、3、4，分别是用来测试走行轨1、
2上向A、B端流出的电流，由于测试方案中过渡电阻计算公式已经定义了走行轨上电流的方向，所以在测试过程中，电压表1、2、3、4的红表笔应接在电势高处，黑表笔应接在电势
低处，才能满足方案计算公式，保证测试数据准确；
4、测试过程中，电压表1、2、3、4红、黑表笔接线正确，但有些地铁站电压表3或电
压表4的测试值为负值，不满足测试方案计算公式要求，电压表3和电压表4分别是接在走
行轨2上A、B端，走行轨2并不是电流的直接注入轨，而是用短接线与走行轨1并联，注
入电流通过短接线从走行轨1→走行轨2，存在短接线的电压降，也就是说走行轨1电流注入点的电势高于走行轨2的电流注入点的电势，同时，走行轨1和走行轨2，同一段钢轨长度，电阻也不一定相同，电压降也不同，因此，测试过程中，走行轨1的电势始终比走行轨2的
电势高，如下图所示，在走行轨1、2对地绝缘不良点U1、U2、U3、U4处，同时测试区段
排流网断开时，注入电流可能会从U1→U2→排流网→U3→U4→排流网→直流电源装置负极，
从而导致电压表3的数值出现负值，同理也可以推导出电压表4测试中也会出现负值，走行
轨1上电压表1、2在接线正确的情况下未出现过负值；
八. 后期钢轨过渡电阻测试计划
1.从之前测试过的数据中选出几个站进行复测，复测钢轨长度根据现场实际条件可以增加长度，例：复测钢轨长度为400米，就分成4个100米区段进行测量，最后按照并联电阻公式进行计算；
2.测试过程中，为保证两根走行轨注入点电势相等，选用长度相等的两根电源线从直流电源装置正极分别接到两根走行轨电流注入点；
3.针对之前分析，在今后测试过程中进行进一步验证，如果测试过程中，钢轨上的电压表3、4出现负值时，用万用表测试电压表3、4所夹钢轨处对排流网电压值，判断此处是否有电流从排流网回流到钢轨。