电位和接缝电阻测量装置
摘要：轨道电位过高会影响轨道交通安全稳定运行，而轨道接缝电阻对轨电位有着重要的影响，为了全面分析轨电位的分布，设计了一种便携式的轨道电位及接缝电阻测量装置。系统由智能传感器、监测装置和PC机构成，可以测量一个供电区间内轨道电位和接缝电阻，并且可以对测量数据进行分析、显示和保存。系统携带方便、操作容易，测量精度高，具有广泛的实用性。
关键词：轨道电位，轨缝电阻，测试系统
中图分类号： TP274 TP368.1 文献标识码： B
Study on portable test system of rail potential and joint gap resistance
Chengdongfang Xuchengyu
Abstract: High rail potential has great influence on safety and stable operation of mass transit, but the joint gap resistance of the track have an important impact on rail potential. A portable track and potential joint resistance measurement device is designed for a comprehensive analysis of the distribution. The system consists of intelligent sensor, monitoring device and PC, which can measure rail potential and joint gap resistance in a range of power supply. The data of measuring can be anlynized, displayed and saved. It is easy to carry, operate, high-precision measurements, with a wide range of practicality.
Keyword: rail potential, Joint Gap Resistance, test system
1、引言
目前，煤矿井下机车和城市轨道交通的供电系统通常采用直流供电，轨道作为电流回流通路使用，而轨道存在电阻，所以产生了轨道电位[2]，轨道电位的升高，会对人员和列车运行的安全带来隐患，因此需要对轨道电位的分布进行监测，目前现有的一些测量装置只能在轨道上进行单点测量，不能实时反应某一时刻一个供电区间轨道电位的分布情况。轨道的纵向电阻是引起轨道电位升高的重要原因，而轨道接缝电阻的大小是影响轨道纵向电阻的主要因素，因此非常有必要对轨道的接缝电阻进行测量。目前尚没有直接测量轨道接缝电阻的测量仪，只是利用开关接触电阻测量仪进行测量，而测量时，只有在列车停运时进行各个轨道接缝电阻人工测量，存在测量工作量大，精度较差等缺点。
2、测试系统工作原理
本系统主要解决在机车运行时在线测量某一时刻一个供电区间轨道电位的分布情况，轨道接缝电阻的大小。如图1所示，测试系统共有三个模块，智能传感器，监测装置，PC机，用于测量一个供电区间内轨道电位和轨道接缝电阻。在列车停止运行时，在选定的轨道电位测量点和接缝电阻测量点安装智能传感器，所有智能传感器通过CAN总线与监测装置相连，监测装置通过USB数据线与PC机USB接口相连，本装置也可以在没有PC的情况下运行。
在列车正常运行时，监测装置向智能传感器发送测量命令，智能传感器收到指令后开始测量并回传测量结果，测量结果可以保存在检测装置上并且可以显示和查询，如果连接了PC机也可以把数据送到PC保存分析。
系统所依据的测量原理为：轨道电位，式中URE为轨道与结构钢之间的电位差，RnA和RnB分别为轨道电位测量点的分压电阻，UT为智能传感器测得的电压值。
接缝电阻的计算公式[4]为，式中Rj为轨道的接缝电阻，U1为包括有接头的1m轨道长度上的电压降，U2为不包括接头的1m的轨道长度上的电压降。测量时同时读取U1和U2的值，取不少于5次的平均值。
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