淺談接觸網拉出值檢測方式

李加鑫

（濟南鐵路局供電處 山東省濟南市 250001）

淺談接觸網拉出值檢測方式

李加鑫

（濟南鐵路局供電處 山東省濟南市 250001）

本文介紹了接觸網拉出值在鐵路運輸中的重要性、特殊性，以及我國現階段對接觸網拉出值檢測的幾種常見方法、原理、優缺點，并提出了合理建議。

檢測；接觸網；拉出值

引言

高速電氣化鐵路中，接觸網的無備用特性決定了它在鐵路運輸中舉足輕重的地位，而在接觸網參數中，拉出值與受電弓最為密切，據統計接觸網事故中由拉出值超標引起的事故占75％，所以及時準確的檢測出拉出值的參數，對接觸網安全運營起著至關重要的作用。

目前我國拉出值的測量分為靜態檢測和動態檢測，動態檢測根據是否與接觸線接觸又分為接觸式和非接觸式測量兩種，接觸式設備一般是在受電弓上安裝相應壓力傳感器來實現拉出值參數的測量；非接觸式設備一般是通過激光雷達、線陣相機對接觸網幾何參數進行測量。

本文對我國現階段幾種接觸網拉出值檢測的方法、原理、優缺點進行探討，從而對以后的接觸網拉出值檢測技術改進提供一些合理建議。

1 接觸網定義

接觸線直接與電力機車受電弓接觸且發生摩擦，為保證受電弓和接觸線可靠接觸、不脫線和保證受電弓磨損均勻，要求接觸線在線路上按技術要求固定位置，即在定位點處保證接觸線與電力機車受電弓滑板中心有一定距離，這個距離在直線區段叫做接觸線的“之”字值，在曲線區段稱作拉出值，一般用符號“a”表示，拉出值的大小由電力機車受電弓的最大允許工作范圍、線路情況、運行速度共同決定，高速鐵路拉出值一般為±200mm。

2 拉出值的變化及危害

2.1 引起拉出值變化的原因

（1）受電弓在高速運行過程中產生的震動，造成接觸懸掛定位裝置松脫和變形，從而引起拉出值的變化。

（2）工務大機清篩、撥道等地面線路參數變化，從而引起拉出值的相對位置發生變化，從而導致拉出值相對變化。

（3）由于極端溫度影響，接觸線熱脹冷縮，導致定位裝置順線路方向發生偏移，從而導致拉出值發生變化。

（4）大風等惡略天氣下，使接觸線發生橫向移動。

2.2 拉出值超標的危害

在弓網故障中大約75％是由拉出值超標引起的，拉出值過大，接觸線大于受電弓動態包絡線，會導致脫工和鉆工事故。

（1）拉出值過小，會造成接觸線只在受電弓中心很小的區間滑動摩擦，降低了受電弓碳滑板的使用壽命，受電弓碳滑板不能充分使用，造成資源浪費。

（2）拉出值過大，則會導致接觸線脫離受電弓動態包絡線，出現脫工和鉆弓現象，是造成弓網事故的主要原因。

因此，定期對接觸網拉出值進行檢測，及時掌握接觸網拉出值的工作狀態和技術參數是預防弓網事故發生的重要手段。

3 拉出值的檢測方法

3.1 靜態與動態測量

拉出值的測量方法一般分為靜態測量和動態測量兩種方式。

靜態測量主要運用于車間和工區，利用激光測量儀在沒有弓網接觸的情況下進行測量。動態測量是指利用接觸網檢測車在弓網接觸的運行過程中進行測量，根據是否與接觸線直接接觸又分為接觸式測量方法和非接觸式測量。

3.2 接觸式檢測方法

接觸式檢測方法就是利用在受電弓兩滑板下兩端四個位置安裝壓力傳感器和速度傳感器，如圖1。利用接觸線和受電弓滑板間的作用力和反作用力。在靜止狀態下，檢測出滑板上四個壓力傳感器上的合力，F1+F2+F3+F4-FJ=0，從而得到FJ=F1+F2+F3+F4，FJ即為接觸線和受電弓之間的壓力，通過FJ在各位置受力情況，通過力與力臂的關系，可以建立函數估算出接觸線各點的拉出值。

圖1 觸式檢測

該測量方式的優點在于直接和接觸線接觸，能較好的反應弓網運行狀態，不受雨、霧天氣影響，在一些線路較為復雜的車站，不受非工作支的影響。缺點在于在大風天氣情況下精確性差，檢測的拉出值數值容易受接觸線影響，穩定性差。

3.3 非接觸式測量方法

非接觸式檢測方法根據使用設備的不同分為線陣相機和激光雷達兩種方式。

線陣相機檢測：動態檢測過程中其采樣間隔采用不大于200mm等間距進行檢測數據采樣；4臺線陣相機兩兩一組，每臺相機分別獲取接觸網位置狀態并以灰度值形態呈現，借助圖像識別、分析、處理等技術將相機獲取的灰度值還原為目標所成像對應的位置坐標，為一組的兩臺相機通過三角測量法，計算接觸網幾何參數，實現接觸網幾何參數高精度檢測（幾何參數精度：±5mm），如圖2所示。

圖2 線陣相機檢測

雷達檢測：采用激光雷達來檢測拉出值及其導線高度等參數。激光雷達安裝于車頂上，測得激光雷達中心于車體頂面的中心的偏離值為C（大小區分方向性，一般規定左為負，右為正）。激光雷達測量系統為非接觸的光學測量系統，通過連續發射激光束的方式對被測物體或背景進行二維平面測量。激光雷達以角分辨率0.25°對背景做扇面掃描，得到以安裝平面為橫軸的距離輪廓曲線。安裝于車頂的激光雷達可以很容易的獲得包括接觸懸掛在內的距離信息，由于激光雷達將超出測量范圍的距離設為FF，因而只要再加上距離、角度限定，便可獲得接觸懸掛的位置信息，從而獲得所需要的接觸網幾何參數。激光雷達輸出數據格式為：每一個角度值對應一個距離值。所以只要能判斷出哪個距離值或角度值是被測物體所產生的，即可能得到導高及計算出相對應的拉出值，如圖3所示。

非接觸檢測方式的優點：精確度高、對拉出值的檢測不受接觸線平滑程度的影響。缺點在于在大霧、大雪、大雨能見度低的惡略條件下，由于波在傳播中中發生折射、反射，致使一些數據會發生較大的變化。當檢測裝置在線路交叉密集的戰場等地方，會發生工作支和非支識別錯誤。

圖3 雷達檢測

4 如何提高檢測的準確性

（1）檢測前及時做好線路基礎數據的及時更新。基礎數據管理人員時刻關注有關站改和新線開通的LKJ，將新公布的及時導入系統，避免桿號和公里標混亂。

（2）研發部門應該通過換算和選擇方式的變化，將非接觸式和接觸式的優點進行整合，做出一套集合兩種優點、自動智能篩選的新的計算軟件。

（3）加強檢測人員培訓，使檢測人員能夠了解現場，了解各種技術參數及線路的導線的布置方式，發現缺陷分歧，能夠快速準確的判定是否為系統誤判。

[1]蔡學敬，陳唐龍，牛大鵬.基于onuris線陣列CCD攝像技術的高速電氣化鐵路接觸網動態檢測系統[J].軌道交通，2007（5）：54～55.

[2]吳積欽，董昭德.鐵道部客運專線接觸網培訓教材[Z].成都：西南交通大學出版社，2007.

[3]于萬聚.接觸網設計及檢測原理[M].北京：中國鐵道出版社，1990.

[4]張衛華，沈志云.接觸網動態研究[J].鐵道學報，1991（04）：26～33.

U225

A

1004-7344（2016）02-0070-02

2015-12-22

李加鑫（1986-），男，山東臨沂人，助理工程師，本科，從事鐵路供電管理工作。