淺談地鐵接觸網檢測技術及發展應用

任立茗

摘要：對于地鐵接觸網本身的檢測以及維修來說，需要保障從點至面進行全方位的檢測，同時，還要由各個組成和小環節著手，尋找問題并對其進行有效處理，想要促進接觸網檢測效率的提高，就要加強在這一問題上的研究，提供更加有效地理論依據。

關鍵詞：地鐵接觸網；檢測技術；發展；應用

接觸網作為地鐵供電系統中重要的組成部分，對地鐵供電系統的穩定和安全有關鍵的作用。隨著我國交通事業的不斷發展，對地鐵供電系統的安全和穩定提出了更高的要求。鑒于此，本文對地鐵接觸網檢測技術及發展應用進行了分析，對促進我國交通事業的發展有理論性的意義。

1地鐵接觸網的測量參數檢測分析

接觸網是地鐵供電系統中的重要組成部分，主要由絕緣子、接觸線、匯流排等部分組成，如圖1 所示。

1.1弓網參數方法的分析

對于弓網系統來說，其主要是指地鐵接觸網當中存在的一種服役設備，是在服役中出現的一種動態化的參數。利用弓網參數能夠對接觸網工作過程中的壓力值和方差進行準確地計算，并對公網服役性能進行測定。在測量的過程中，首先要將四個感應器設置在弓網當中壓力接收的滑板兩頭端點位置，該感應器的作用是對壓力進行傳遞，還要在末端顯示其壓力大小，受電弓運行時，運用牛頓定律對電弓重量和接觸網的壓力值進行計算。因為弓網參數屬于動態化的，所以會受諸多因素所帶來的影響，因此非常有必要選擇質地比較好的傳感器對其進行測量。現階段運用比較多的傳感器是接觸式的五輪儀的傳感器。

1.2幾何參數方法的分析

地鐵接觸網測量參數的過程中，幾何參數主要對基礎數據進行測量，有導線和地距離，導線長度和錨段間距等。我國現階段很多地鐵運營企業運用的檢測儀器是非接觸式的，該儀器對激光雷達發射和接收信號進行運用，進而對幾何參數進行檢測。而且還在該測量方法當中對立體成像當中存在的二維平面的技術，然而因為這種儀器測量精度所帶來的影響，所以，在具體的實際情況當中所運用的次數逐漸減少。

2接觸網檢測技術

近年來，應用較為廣泛的接觸網檢測技術包括靜態檢測、接觸式檢測、非接觸式檢測及地鐵網軌檢測車動態測量。

2.1靜態檢測

靜態檢測是指通過測量接觸懸掛各個部位的靜態尺寸，判斷接觸網實際參數與設計標準之間的差距。通常在線路停運時，由檢修人員攜帶特定檢測裝置對接觸網的接觸線高度、抬升值、之字值等靜態數據進行測量收集。靜態測量能夠在機車運行之初確保接觸網的技術參數要求，從源頭杜絕事故風險，是日常運維工作的一項常規任務，也是降低事故發生概率的有效手段。機車運行導致接觸網與受電弓的性能隨之發生改變，從而限制了靜態檢測的應用范圍，但是靜態測量的檢測數據能夠真實反映接觸網的幾何尺寸等數據，為接觸網進行動態測量提供參考。

2.2接觸式檢測

在受電弓的4個測角分別安裝結構、性能、靈敏度、誤差和線性度相同或者接近的檢測裝置。受電弓與接觸網接觸完成受流的過程中，作用在距離受電弓中點a位置，使受電弓與接觸線受到彼此壓力的相互作用，產生相應的形變，對應得到弓網接觸力f1和f2，4個檢測裝置通過檢測形變量計算出拉出值L。接觸式檢測方式設計原理簡單，可以實現全天候檢測，但對檢測設備及安裝過程要求較高，同時對后期維護提出更高要求，從而影響測量精度與應用范圍。

2.3非接觸式檢測

非接觸式檢測方式依托現代科技技術，特別是計算機與傳感技術的發展，從最開始的非接觸式激光雷達掃描測量法，慢慢發展為超聲波檢測，又到現在的非接觸式圖像測量法，其應用前景十分樂觀。

2.3.1非接觸式激光雷達掃描測量法

非接觸式激光雷達掃描法利用激光反射原理，首先在機車頂部安裝雷達激光發射裝置，發出連續、穩定的激光雷達射線，保證檢測運行的全過程。激光雷達射線沿著直線傳播，在傳播過程中遇到障礙物（即接觸線）時，由于反射原理，反射回來的激光雷達射線被安裝在機車頂部的裝置接收后，經計算機處理為相應的數字信息，將此信息與激光雷達射線的運行速度、信號間隔等信息進行計算，得出導高和拉出值等參數信息。

2.3.2超聲波檢測法

超聲波檢測與非接觸式激光雷達檢測原理類似，不同之處在于檢測介質由激光雷達轉變為超聲波。超聲波避免了周圍電磁環境的影響，并且可以實現在固體介質中的傳導，對于檢測接觸線之間的縫隙、線夾松動等問題可以得到較好利用；同時可以實現對絕緣損壞的檢測，對于微小變化能夠分辨，提前發現設備運行中存在的隱患，減小機車運行中存在的風險。超聲波檢測目前成本較高，單一使用測量范圍較小，需與其他檢測裝置配合，這不僅增加了超聲波檢測的使用成本，也造成了設備后期維護的不便，導致超聲波檢測目前尚未得到廣泛應用。

2.3.3非接觸式圖像測量法

基于圖像處理與計算機技術的非接觸式圖像測量法近年來得到越來越多的應用。該技術通過在機車頂部安裝高速數字攝像機對檢測對象進行圖像信息收集，利用拍攝光線條得到接觸線的位置，將信號傳輸到計算機，通過計算機處理，得到接觸線的高度和偏移參數。利用線性結構光三維視覺原理，可以得到形象直觀、直接準確的數據參數及設備狀態。

非接觸式圖像測量法與紅外線技術結合，可實現全天候全過程對接觸線的檢測。在應用成本上，非接觸式圖像測量法通過對圖像信息收集、圖像處理與分析計算得到多項檢測數據，可以替代傳統檢修裝置，減少檢測裝備數量，降低檢測成本，簡化后期運維難度。同時，采集與計算過程相對獨立，提高了計算速度與精度。近年來，計算機技術的突飛猛進，使該檢測方式應用范圍不斷擴大。

3結束語

隨著社會的不斷發展，我國地鐵在運營中的穩定受到供電設備可靠性和機車在運行過程中的安全系數與突發事故的處理等因素的影響，其都是對地鐵運行安全性進行保障的重要條件。此外，接觸網對于地鐵運行來說，是非常重要的動力源泉，所以，地鐵經營人員加強對于地鐵接觸網的檢測以及維修顯得尤其重要，只有接觸網設備處于良好的工作狀態，才能保障地鐵在運行過程中的水平以及質量。

參考文獻：

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（作者單位：中鐵十六局集團地鐵工程有限公司）