城市地鐵接觸網檢測技術淺析

張磊明

摘 要：接觸網是牽引供電系統中的重要組成部分，接觸網運行狀態是否良好決定著車輛的受流質量與運行安全。接觸網精細化設計、高質量施工為交付運營打下了堅實基礎，但在日常維護中還需要進行一系列的檢測工作，及時發現隱患、及時維修解決，使接觸網處于良好的工作狀態，保證安全運營。

關鍵詞：接觸網檢測；非接觸式檢測；檢測車

中圖分類號：U225 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0052-01

接觸網設備唯一且無備用，其良好的運行狀態是安全運營的前提條件之一，本文簡要敘述接觸網檢測技術的現狀、原理和技術發展趨勢。

1 接觸網檢測方法

傳統的接觸網檢測方法主要靠手量和目測，依賴梯車、鋼卷尺等常規手段，速度慢、隨機性大、準確率低、效率低。

依靠跟蹤、借鑒和學習國外技術，我國相繼研制出了適合本國線路條件的接觸網檢測設備，目前我國地鐵運營維護中主要采用兩種接觸網檢測方法：一是采用檢測車檢測，另一是人工手持設備現場檢測。

2 接觸網檢測內容

接觸網檢測內容主要有三類：幾何參數、弓網關系參數和輔助參數。拉出值、導高、接觸線高度等屬于接觸網幾何參數；弓網壓力、弓網沖擊點等屬于弓網關系參數；速度、走行距離、跨距等屬于輔助參數。

3 接觸網檢測技術

接觸網檢測技術主要有接觸式檢測和非接觸式檢測。

（1）接觸式檢測是在模擬受電弓上安裝傳感器，對接觸網參數進行測量，為供電維護部門實行“狀態修”提供依據。例如將力傳感器安裝在弓頭兩端（見圖1所示），F=F01+ F02+F03+F04-G±ma，G是模擬受電弓的重量，a為受電弓的加速度；但安裝傳感器改變了受電弓的物理結構，對接觸網導線產生干擾，影響測量結果的精確度。

除此之外還有采用絕對編碼器檢測接觸線高度、加速度傳感器檢測弓網沖擊等。

（2）非接觸網式檢測主要有激光、視覺檢測兩種方法。激光檢測技術主要以軌面或車體頂面成立坐標系，對接觸網零部件坐標值進行測量，利用三角函數等幾何原理通過計算機處理得出數據，其測量速度快、精度高、效率高（見圖2所示）。

視覺檢測是通過攝像機拍攝接觸網各零部件的圖像，利用圖像處理算法從圖像中識別受電弓、接觸線、支柱等目標，并計算這些目標在圖像中的位置坐標，最終換算成實際測量值。高速攝像機能夠檢測到實時的動態、靜態幾何參數，并且依據所攝圖像截取接觸網各類數據進行比較，分析接觸網的運行狀況、安全性等。

4 接觸網檢測車

接觸網檢測車輛的選用是根據各個城市的不同需求確定的，目前主要有兩種：一是接觸網檢測車，一是接觸網帶檢測裝置作業車（見圖3、圖4所示）。

接觸網檢測車是檢測電氣化鐵路接觸網技術參數的專用車輛，車內設有前后駕駛室、動力室、接觸網檢測室等。根據線路檢修速度、精度的要求，安裝先進的檢測裝置及設備，為了提高檢測的精確度，可采用動力車+檢修車兩個車體（車體數量及檢測功能可根據需求配置），將振動補償裝置安裝在檢修車上，穩定性提高的同時，降低單車體動力單元振動對測量結果的影響，提高接觸網檢測的綜合性能。檢測裝置能檢測接觸網的導線高度、拉出值、離線狀態、網壓、速度、硬點等機械及電氣技術參數，計算機自動顯示、打印、記錄存儲數據，檢測的結果以圖形報表的形式提供給檢修部門，作為檢修依據，也為制定檢修計劃提供參考。

接觸網帶檢測裝置作業車是帶自動檢測電化區段接觸網參數的作業車輛，兼具作業功能，尾部安裝有作業平臺，在車上安裝接觸網檢測系統，采用接觸式與基于激光雷達的非接觸式相結合的檢測設備，檢測接觸網幾何參數及動力學參數，但是受限于車輛設備安裝空間的限制，接觸網檢測裝置簡易，精確度等與專業檢測車相比存有差距。

5 人工手持檢測設備

在地鐵運營維護中使用最多的是多功能接觸網參數激光測量儀（見圖5所示），用于供電段及網工區接觸網安裝及檢修后的靜態復核，測量導高、拉出值、定位器坡度、支柱限界等主要技術參數。人工檢測工作強度大，效率低，在全線的檢測中適用性不強。

6 結語

隨著科學技術及信息工程技術的發展，非接觸式的檢測技術越來越被廣泛應用，而且在振動補償系統的應用下，能夠實時判斷出列車的振動狀態，降低了由于車體振動引起的接觸網幾何參數隨機性，將成為未來接觸網檢測的主要手段。在地鐵運行量越來越大、檢修任務繁重、保障安全運營的時代背景下，建立起軌道交通的檢修數據共享信息平臺，提高非接觸式檢測技術，同時加大檢測人員專業素質的培養，實現地鐵接觸網檢測、維修技術的共享與創新，這不僅將會提高接觸網檢測數據的精確度，還能夠減少接觸網檢測中安全事故的發生，對我國地鐵接觸網建設與檢測技術有著積極的促進作用。

參考文獻

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