高速鐵路接觸網(wǎng)檢測技術(shù)分析

鹿樹斌

中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司青島供電段

1、高速鐵路接觸網(wǎng)檢測關(guān)鍵技術(shù)

1.1、接觸線高度檢測技術(shù)

在接觸網(wǎng)當(dāng)中，針對接觸線高度進(jìn)行檢測，可以使用角位移測量的方法。把傳感器裝置于受電弓的下部框架上，和主軸連接，采用標(biāo)定歸算法，算出接觸線高度。在具體操作時(shí)還可以使用激光測距法，將受電弓裝于下部，從而使激光光束能夠于滑板位置進(jìn)行反射，最終算出接觸線動(dòng)態(tài)高度。這一方式精度較高，缺點(diǎn)是會(huì)受到陽光影響。但利用檢測技術(shù)可以調(diào)節(jié)好接觸線高度，保障高速鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1.2、接觸線拉出值檢測技術(shù)

首先要安裝好檢測器，并確保其不和接觸線直接相連，且利用電磁產(chǎn)生的感應(yīng)，檢測到拉出值數(shù)據(jù)。當(dāng)微電子靠近接觸線，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，把電壓信號(hào)傳送出去。這類檢測裝置不易遭受環(huán)境條件影響，檢測器每個(gè)之間留出20毫米，裝置于受電弓中間兩側(cè)處。把從中間算起第十個(gè)檢測器的信息代碼輸送到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行變換處理之后，就可以得到最終接觸線的拉出值。在此運(yùn)用過程中，要注重拉出值的使用，保障數(shù)據(jù)的精確性，以免影響到檢測結(jié)果。

1.3、弓網(wǎng)接觸壓力檢測技術(shù)

弓網(wǎng)和接觸線在運(yùn)作時(shí)候是同一個(gè)共生體，此二者相互接觸可以讓鐵路機(jī)車獲得電能。如果接觸壓力不精確，受弓網(wǎng)就可能產(chǎn)生意外磨損或是接觸不良等狀況，進(jìn)而引發(fā)供電斷續(xù)現(xiàn)象，甚至燒毀。采用該項(xiàng)技術(shù)，可以檢測出弓網(wǎng)接觸時(shí)產(chǎn)生的性能方面問題，這時(shí)可以安裝相應(yīng)的檢測裝置，將其放在電弓滑板的四角位置，并裝上四個(gè)檢測器。要保證四角點(diǎn)的檢測數(shù)值相一致，這樣才可確定弓網(wǎng)接觸壓力的確切數(shù)值。

1.4、接觸線磨損檢測技術(shù)

在接觸網(wǎng)當(dāng)中，接觸線磨損引發(fā)了底部斷面的變化，使得接觸面積平均數(shù)值上升。而接觸線所接觸到的位置并非是氧化類型，所以發(fā)生光反射率的方位較高，可以使用攝像機(jī)進(jìn)行輔助分析，以獲得激光照亮接觸面的光強(qiáng)度變化情況。這樣可以較為準(zhǔn)確地檢測出接觸線是否產(chǎn)生磨損。若是磨損已經(jīng)發(fā)生，就可使用相應(yīng)的技術(shù)找到具體的位置并檢查出實(shí)際情況，從而采取措施進(jìn)行處理。

2、接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的基本應(yīng)用

2.1、靜態(tài)檢測

靜態(tài)檢測主要在工程安裝階段對接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)進(jìn)行測試，內(nèi)容包括：導(dǎo)線高度、拉出值、限界、動(dòng)態(tài)包絡(luò)線。采用多功能激光接觸網(wǎng)測量儀和限界檢測車進(jìn)行無接觸靜態(tài)檢測。

2.2、低速動(dòng)態(tài)檢測

動(dòng)態(tài)檢測主要在工程完工后進(jìn)行接觸網(wǎng)安全及低速動(dòng)態(tài)性能檢測，然后進(jìn)行高速動(dòng)態(tài)檢測(熱滑試驗(yàn))。低速動(dòng)態(tài)檢測采用接觸網(wǎng)冷滑裝置和接觸網(wǎng)弓網(wǎng)接觸力測量裝置，測量內(nèi)容包括：弓網(wǎng)接觸力、定位器抬升(檢測車測量、地面測量)、受電弓運(yùn)行加速度、離線率、視頻記錄等。

2.3、動(dòng)態(tài)檢測(熱滑試驗(yàn))

在空載運(yùn)行正常后進(jìn)行接觸網(wǎng)熱滑行實(shí)驗(yàn)，檢測接觸網(wǎng)的弓網(wǎng)關(guān)系，檢測動(dòng)車組在運(yùn)行時(shí)有無拉弧現(xiàn)象等，主要內(nèi)容有：動(dòng)態(tài)接觸壓力測量，受電弓運(yùn)行加速度，離線率，視頻記錄，受流測試等。根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，并對接觸網(wǎng)每個(gè)定位點(diǎn)接觸線高度及拉出值進(jìn)行整改。定位點(diǎn)的問題處理后，再進(jìn)行更細(xì)致的檢測，即檢查接觸網(wǎng)的預(yù)留馳度及坡度，也就是要精確測量每一處的接觸線高度，對每根吊弦的長度進(jìn)行檢查，對不合適吊弦進(jìn)行調(diào)整。

2.4、接觸網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試

整體系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試主要檢驗(yàn)動(dòng)車組運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性、舒適性；檢驗(yàn)牽引供電系統(tǒng)和接觸網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，評(píng)價(jià)其設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)備選型的合理性；驗(yàn)證通信信號(hào)系統(tǒng)的功能、性能、安全性；驗(yàn)證線路、橋梁、路基、路橋過渡段等工務(wù)工程的基本設(shè)計(jì)參數(shù)、定型圖和減振降噪措施的合理性、安全性；對全線的各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)和子系統(tǒng)之間的配合進(jìn)行充分的檢驗(yàn)、調(diào)試，找出并消除影響安全運(yùn)行的隱患。

3、高速鐵路接觸網(wǎng)檢測技術(shù)案例

以某高速鐵路接觸網(wǎng)為例，分析檢測技術(shù)的應(yīng)用。該高速鐵路接觸網(wǎng)，設(shè)計(jì)壽命超過30年，接觸導(dǎo)線的壽命應(yīng)磨損，高于200萬弓架次，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度是1.6m，最低懸掛點(diǎn)高度高于5300mm，最低高度高于5150mm，錨段的長度小于2×700m，隧道內(nèi)小于2×700m，錨段關(guān)節(jié)處，采用五跨的方式，確保接觸網(wǎng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備能夠滿足高速鐵路行車的限界距離要求，提高接觸網(wǎng)的安全度。該鐵路接觸網(wǎng)的檢測中，采用了計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，獲取接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)，能夠直接檢測到接觸網(wǎng)的跨距、線張力、預(yù)留馳度等信息，在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)內(nèi)，模擬出接觸網(wǎng)的狀態(tài)，進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化研究，降低了實(shí)際接觸網(wǎng)建設(shè)的難度。該案例中，高速鐵路接觸網(wǎng)屬于電氣化鐵路，實(shí)行了整體性、一體化的接觸網(wǎng)施工技術(shù)，促使接觸網(wǎng)在動(dòng)車組高速運(yùn)行的狀態(tài)下，始終保持可靠及穩(wěn)定。該案例的接觸網(wǎng)，無交叉線岔，運(yùn)用自動(dòng)過分相裝置，配合計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，推進(jìn)了接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的發(fā)展，更重要的是保障我國電氣化鐵路的高效性。該接觸網(wǎng)檢測中，重點(diǎn)檢查了受電弓的關(guān)鍵部位，保障各項(xiàng)包絡(luò)線的安全，防止列車在高速行駛狀態(tài)下出現(xiàn)打弓事故。

總而言之，隨著高速鐵路迅速發(fā)展，國內(nèi)交通運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)得到了一定完善。要進(jìn)一步提高其安全性和穩(wěn)定性，就要積極對接觸網(wǎng)的關(guān)鍵檢測技術(shù)展開研究，以促進(jìn)高速鐵路的繁榮發(fā)展。

[1]劉航.高速鐵路牽引供電系統(tǒng)狀態(tài)檢測與維修決策優(yōu)化[D].西南交通大學(xué)，2016.

[2]吳光龍.基于機(jī)器視覺的接觸網(wǎng)巡檢關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西南交通大學(xué)，2016.

[3]劉志剛，宋洋，韓燁，汪宏睿，張靜，韓志偉.高速鐵路接觸網(wǎng)研究進(jìn)展[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，51(03)：495-518.