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。
单向节流阀 原理
单向节流阀原理
单向节流阀是一种常用的流体控制装置，它的主要功能是通过限制流体的流动速度来调节流体的流量。
单向节流阀的工作原理如下：
当流体从一个管道通过单向节流阀流入另一个管道时，单向节流阀会通过调节孔的大小来限制流体的流动速度，从而达到控制流量的目的。
具体来说，单向节流阀中有一个调节孔，它的尺寸可以通过旋转调节阀芯来改变。
当调节孔的尺寸较大时，流体可以顺畅地通过单向节流阀，流动速度较快，而流量也随之增大；当调节孔的尺寸较小时，流体通过单向节流阀的速度受到限制，流动速度减慢，流量也随之减小。
此外，单向节流阀通常还配有一个单向阀，它可以防止流体在相反的方向上流动。
当流体在正向方向上流动时，单向阀会打开，流体可以顺利通过；而当流体在反向方向上流动时，单向阀会关闭，阻止流体的倒流。
总而言之，单向节流阀通过调节孔的大小来限制流体的流动速度，从而控制流体的流量。
它在许多工业领域中广泛应用，如液压系统、空气压缩机等，起到了重要的作用。
单向导通装置使用安装说明书
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)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范围，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。
装置内设置有隔离开关，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。
柜内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。
地铁直流牵引回流系统综述
摘要：地铁直流牵引回流系统是由钢轨、回流电缆、轨电位装置、单向导通装置、排流柜以及隧道结构钢筋等组成的。
本文将按照常规回流和故障回流两种情况，分析直流牵引回流系统各部分组成和相互之间的配合。
关键词：直流牵引，常规回流，故障回流，迷流，框架1前言直流牵引与交流牵引相比具有辐射干扰低、绝缘防护要求等级低、运行方式易调整、供电连续可靠、保护设置相对简单和实现高品质再生制动，以及不存在分相问题等优点，因此，在国内外地铁行业得到广泛应用。
直流牵引系统可简单划分为牵引电源、牵引负荷和牵引回流三个子系统。
牵引电源部分包括整流变压器(RCT)、整流器(RC)、正极直流母排（B+）和负极直流母排（B-）；牵引负荷主要指电客车；牵引回流系统是由回流钢轨（R）、回流电缆、轨电位限制装置（RVLD）、单向导通装置(DT)、排流柜(DR)以及隧道结构钢筋等组成的，各部分相辅相成，共同构成了牵引电流的回流通路，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。
2常规回流常规情况，直流牵引电经整流器输出至牵引所正极直流母排B+，再经馈线开关和上网刀闸将牵引电输送至接触网；电客车经受电弓从接触网上引入直流牵引供电，经电客车内主逆变器负极流出至电客车的轮对；电客车轮对再将主逆变器负极的电在图1中的A点传至与其直接接触的回流钢轨；由于回流钢轨与道床之间有一层绝缘性能良好的橡胶垫，因此大部分回流都经过钢轨回流Ic流至牵引所附近的B点，只有一小部分回流通过绝缘不良的地方流入道床或隧道结构，这部分电流则形成了地铁杂散电流Is；在B点附近，钢轨回流Ic直接通过回流电缆流回牵引所负极直流母排（B-），杂散电流Is则经过具备单相导通功能的排流柜DR流回牵引所负极直流母排（B-），至此，完成一个完整的牵引回流过程。
3故障回流3.1回流能力不足情况下的回流在以下两种情况下会引起牵引回流能力的不足：1）当地铁线路上行车密度超过设计密度；2）回流电缆部分或全部由于某种原因不能导电。
单向导通装置和排流柜的使用机理
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。
地铁单向导通装置原理分析及消弧优化方法
地铁单向导通装置原理分析及消弧优化方法作者：杨传杰来源：《中国科技博览》2015年第19期[摘要]地铁直流线供电系统中杂散电流对附近结构钢筋和基础设施的危害很大，单向导通装置的导电特性能缩小杂散电流的存在与作用范围。
通过单向导通装置的设置原则和工作原理，分析广州地铁一号线绝缘结消弧运行中存在的不足，提出绝缘结提高消弧效果的建议。
[关键词]杂散电流单向导通装置绝缘结消弧优化建议中图分类号：TN125.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0043-011 概述地铁运输系统一般采用DC1500V或DC750V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入大地，产生杂散电流对地下或地面的金属构件如结构钢筋、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，常在轨道的某些特殊地段设置绝缘结和单向导通装置来缩小杂散电流的存在与作用范围，从而减少杂散电流腐蚀。
本文将根据单向导通装置的设置原则和工作原理，分析广州地铁一号线绝缘结消弧运行中存在的不足，提出绝缘结提高消弧效果的建议。
2 单向导通装置设置原则2.1 选择泄漏电阻大区域回流原则在地铁交通中不同的区域钢轨采用不同的安装形式，这些区域钢轨对道床的泄漏电阻大小顺序是：隧道内整体道床>地面段道渣道床>车辆段道渣道床。
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，使钢轨中电流只流通一个方向，而在另一个方向截止。
使当列车在泄漏电阻较小的区域区时（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流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向导通装置就不会流至汇漏电阻较小的区域。
排流柜技术规格书
排流柜技术规格书目录1采用标准 (3)2系统参数 (3)3技术性能及要求 (3)4技术要求 (3)4.1排流柜支路组成 (4)4.2过电压保护 (4)4.3熔断器保护 (4)4.4信号 (4)4.5绝缘水平 (4)4.6设计寿命 (4)5技术性能 (4)5.1I类支路（共4回） (4)5.2II类支路（共1回） (5)5.3III类支路 (5)5.4其它主要元器件组成 (6)5.5分流器和测量仪表 (6)5.6直流快速熔断器 (6)5.7排流柜总母排 (6)5.8端子排 (6)5.9防凝露电加热器 (6)5.10智能监测装置 (7)5.11辅助电源 (7)6结构要求 (7)7工艺要求 (8)8材料要求 (8)9可靠性、可维护性 (9)9.1可靠性 (9)9.2可维护性 (9)10铭牌及标识 (10)10.1铭牌 (10)10.2标识 (10)11接口 (10)11.1接口界面 (10)11.2接口责任 (10)12试验 (11)12.1基本要求 (11)12.2排流柜的试验 (11)12.3主要元件的试验 (12)13其他说明 (13)1 采用标准本装置的制造、试验和验收除了应满足本技术规格书的要求外，还必须符合下列国家标准或IEC标准：所有图纸符合ISO标准，所有尺寸和参数单位使用国际单位制。
GB/T 10411-2005 《城市轨道交通直流牵引供电系统》CJJ49-1992 《地铁杂散电流腐蚀防护技术规范》GB/T 3859.1-2013 《半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-1部分：基本要求规范》GB/T 3859.2-2013 《半导体变流器通用要求和电网换相变流器第1-2部分应用导则》JB/T 8949.2-2013 《普通整流管第2部分：平板形器件》GB/T 14048.3-2017 《低压开关设备和控制设备第3部分开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB/T 4208-2017 《外壳防护等级（IP代码）》GB/T 17626 《电磁兼容试验和测量技术》所采用的标准均应为项目执行时的最新有效版本。
单向传输光闸设计与工作原理
目录1产品研制背景 (3)2产品介绍 (4)2.1概述 (4)2.2体系结构 (4)文件管理 (6)2.3目录管理 (6)2.4用户管理 (6)2.5WEB页面文件单向传输功能 (6)2.6端系统文件同步功能 (7)2.7数据库同步功能 (7)2.8安全控制功能 (7)2.8.1身份认证 (7)2.8.2病毒检测（YH-FTMS TR系列支持） (7)2.8.3内容检查（YH-FTMS TR系列支持） (8)2.8.4文件类型检查（YH-FTMS TR系列支持） (8)2.9系统监控与审计功能 (9)2.9.1系统监控 (9)2.9.2日志审计 (9)3技术特点 (9)3.1纯单向数据通道 (9)3.2数据封装及传输 (10)3.3数据容错处理 (11)4产品使用方式 (12)4.1部署方式 (12)4.2管理方式 (12)1产品研制背景目前，很多政府机构、军队单位、公司都将重要业务系统和办公环境构建在涉密网络中，有的单位还具有多个密级不同的涉密网络。
对于涉密网络的保护，一般采用将不同密级的网络物理完全断开的方法。
虽然物理断开在较大程度上保障了涉密网络的安全保密性（事实上也未能保证物理断开网络的绝对安全），但却严重影响了业务信息系统的运行和用户的使用：首先，由于涉密网络（高密级网络）的业务系统需要的支撑数据常常来自外部业务网络（低密级网络），物理断开造成了应用与数据的脱节，数据同步与维护的开销很大，极大地影响了相应部门的执行能力和工作效率；其次，由于低密级网络通常拥有更加丰富的资源，例如，互联网上的资源极其丰富，连接在高密级网络中的用户经常需要从低密级网络中获得各种数据和信息，人为地将网络断开使得用户的工作效率大大降低；最后，当前从低密级网络向高密级网络传输数据一般通过刻录光盘的方式，除使用上的不便外，还造成了刻录光盘的大量浪费，并且本身存在安全隐患（光盘本身并不能保证数据只能从低密级系统往高密级系统单向流动，有可能成为泄密的载体）。
城轨供电系统电力设备—杂散电流的防护原则与措施
排流网纵向电阻的影响
♦排流网纵向电阻对泄漏电流和钢轨电位影响较小，但排流网纵 向电阻的大小与排流网的纵向电压降相关，影响排流网是否向外泄 漏电流，腐蚀主体结构钢筋或管线。排流网的纵向电压降为其周围 的金属管线腐蚀的驱动源。
♦排流网纵向电阻越小，即排流网截面越大的情况下，排流网钢 筋泄漏杂散电流密度越低。
工程中适用的杂散电流防护措施
♦降低钢轨电位方案或确保畅通的牵引回流系统措施 ♦增大钢轨泄漏电阻措施 ♦杂散电流的流通路径控制措施 ♦结构钢筋腐蚀防护措施 ♦排流柜设置方案
工程中适用的杂散电流防护措施
♦盾构区间防护杂散电流方案 ♦高架区段防护杂散电流方案 ♦车辆段及停车场杂散电流防护措施 ♦整体道床杂散电流的防护 ♦地下金属物体的主要防护措施
排流网与是否排流的影响
♦排流网与负极连接后钢轨电位升高，泄漏电流增大，阳极区加 宽，排流网泄漏电流趋于零，对结构钢筋或金属管线确实起到了保 护作用，代价是钢轨腐蚀严重些，并需安装钢轨过电压限制器设 备，维持正常的接触电压，保证人身安全。
高低压电气设备
杂散电流防护之对邻近地铁轻 轨的地下结构采取措施
表示杂散电流的参数
♦ 排流保护 将金属结构中流动的干扰电流，人为地使之直接回到整流
器，达到防止管道电腐蚀的方法。
表示杂散电流的参数
♦ 阴极保护 在需要保护的金属结构上外接一直流电源的负极，使得金属结
构对地电位降低，从而达到防电蚀的目的。 活化防护是补救措施，一般应用于已经受杂散电流腐蚀的金属
结构。
利用这个数值可以计算出当流出电流密度为0. 6mA/ dm2时对应 的排流网截面积 .
每根钢筋的截面积 S 10I 3nL
排流网截面积计算
总截面积为: S 10I 3L
浅谈地铁供电系统中单向导通装置的原理及应用
浅谈地铁供电系统中单向导通装置的原理及应用作者：顾磊磊来源：《学习与科普》2019年第04期摘要：在直流牵引供电系统中，杂散电流是不可避免的一个话题。
杂散电流对地下金属结构危害极大。
本文从杂散电流的产生、危害及常见的防护措施入手，通过对单向导通装置的结构原理分析，研究在地铁供电系统中装设单向导通装置的必要性，并介绍单向导通装置的应用。
关键词：地铁供电系统杂散电流单向导通装置在地铁（轻轨）轨道系统中，虽然有完善的回流系统，即列车从变电所电源取流，经过回流轨，到变电所内的负极柜。
但是仍不可避免的会产生杂散电流，杂散电流会对地下金属结构造成腐蚀，影响轨道道床的稳定性。
基于此，为了降低杂散电流的危害，需要将钢轨的回流隔断，即在泄露电阻差距较大的特殊区域装设绝缘接头。
在装设绝缘接头的区域，如果没有其他辅助设备，势必会影响列车的正常回流，可能会出现列车有电压无电流的情况。
为保证列车回流正常，必须使用单向导通装置。
单导内配备有隔离开关，当单导出现故障无法回流，此时可以人为介入，通过合上隔离开关提供回流路径，保证列车运行。
杂散电流目前地铁行业牵引供电系统较常用的是采用接触轨供电，钢轨既是列车的走形轨，同时也是牵引回流通道。
导轨直接安装在整体式轨道床上（部分区域钢轨铺设在碎石道床），并通过防震绝缘垫将导轨和轨道床隔离。
地铁车辆运行过程中产生金属污渍，被吸附在防震绝缘垫上，这些物质降低了钢轨和道床之间的绝缘性能，本通过回流轨的电流，有一部分受污渍影响流入到道床中，产生杂散电流。
日积月累，杂散电流会逐渐对金属造成腐蚀，将影响道床结构的稳定性，这无疑会对地铁行车造成安全隐患。
杂散电流的防护措施有多种。
地铁采用的较为有效的防护手段是将内部钢轨隔离，其方法是在特殊区域加绝缘结，如地上区域与地下区域，过江隧道处、车辆段与正线间等。
为了防止回流轨上的电流通过相对较弱的地面钢轨泄漏到隧道外的地面，在地下和地上轨道之间增加绝缘结，单向导通装置与绝缘结并联连接。
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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。