城市軌道交通接觸網檢測技術綜述

楊林豐

摘要：越來越完善的地鐵技術，為接觸網、受電弓存在的作用關系，提出了更加嚴格的要求。本文以接觸網檢測工作為主要內容，首先分析了形成接觸網硬點的原因，然后以地鐵具有的特點為切入點，圍繞著接觸網硬點的檢測和消除展開了探究，具體內容涉及設計、施工和維護三個方面，供相關人員參考。

關鍵詞：地鐵;檢測;接觸網硬點;處理方案

引言

與普通交通工具有所不同，地鐵的運行速度比較快，且不需要很長的時間。地鐵如此便捷，運行安全性卻是乘客擔憂的問題。地鐵在運行過程中，某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，乘客必定會恐慌。地鐵的順暢運行，離不開接觸網這一重要組成部分。一旦接觸網發(fā)生故障，地鐵只能臨時停車，這樣容易導致列車陷入秩序混亂的局面。為保證地鐵運行安全，必須嚴格檢測接觸網，這樣地鐵才能正常運行。

1接觸網檢測硬點形成的原因

1.1設計原因

在電氣化接觸網硬點質量評價的過程中，其中一個十分重要的標準即為電氣化接觸網的彈性，在進行電氣化接觸網設計的過程中，主要采用定位器件對錨段關節(jié)進行定位。然而，在采用定位期間的過程中，由于重量較大因此就有可能導致電氣化接觸網定位器位置出現重量集中這一現象，使得這一部位的電氣化接觸網的彈性不斷下降。除此以外，如果在設計過程中，出現分段接頭，電連接線夾，隔離開關上網線纜等重點部位重點部位重較大且集中，也會直接導致電氣化接觸網彈性不均勻這一情況，使得受電弓在被接觸過程中，由于產生接觸力的突變造成沖擊硬點這一不良現象，嚴重影響了電氣化接觸網的日常工作。

1.2接觸線材質原因

在地鐵運行的過程中，隨著速度的向上增加，對于機車接觸網材質的要求也比較高，傳統的接觸線材質已經不能夠滿足當下地鐵運行的具體需求，因此作為工作人員應當選擇與之相對應的具有更高質量的接觸線，只有這樣才能夠進一步減少由于接觸線材質存在問題，而對電氣化接觸網一點的不良影響。不同材質的接觸線對于地鐵弓網震動的影響并不相同，在具體選擇的過程中，作為工作人員應當對接觸導線的張力進行多方面的實驗，只有這樣才能夠對不同材質接觸線的具體使用情況進行全面地分析，通過模擬受電弓加載縱向加速度以及相關沖擊力度，觀察不同材質對于信號的接收狀況以及波動情況，最終選擇適合地鐵運行的觸點材質。

2接觸網檢測硬點處理方案

2.1電氣化接觸網施工

在對電氣化接觸網進行施工的過程中，由于施工整體的機械化程度較低，因此就可能產生電氣化接觸網硬點，與此同時，如果在設備安裝過程中以及支柱架設過程或是放線的施工過程中，某一道關鍵程序出現問題，會直接影響最終的施工質量，進而產生一系列連鎖反應，嚴重影響了電力機車運行。當出現偏差之后，需要工作人員對其進行反復調整，這又會導致導線出現損傷，因此在對接觸網進行施工的過程中，首先應當嚴格按照相關的工藝流程以及技術標準進行施工，從而保證到導線放置的過程中平穩(wěn)而筆直，防止出現扭曲，其次應當將先進的計算機技術應用于其中，從而保證接觸網在進行架設的過程中張力的恒定性。通過安裝多條導線，從而維持導線平衡。與此同時，在施工的過程中，一定要嚴禁施工員踩踏導線，使得導線出現損傷，進一步避免電氣化接觸網出現硬點。

2.2接觸網的設計

現階段，大多數地鐵機車（A，B型）均采用6節(jié)編組的形式，該形式的特點為前后雙受電弓，由此而帶來的不利影響，主要體現在受電弓取流惡化及接觸線波動變得更大的方面，針對上述情況，國內多數地鐵架空柔性接觸網，選用全補償鏈型懸掛對原有方式進行替代，這樣做使懸掛調整的難度得到大幅降低，而隨著接觸網結構被改變，弓網的受力也變得更加均勻，形成硬點的概率隨之減少。另外，還可以通過對道床質量進行改善的方式，達到減少硬點的目的，國內現有道床主要分為兩類，分別是無碴道床及有碴道床，其中，無碴道床的優(yōu)勢更加明顯，主要表現在以下方面：結構穩(wěn)定、軌道平順、整體性佳、彈性系數較好，將其應用在橋隧結合處，可以使路基平順坡度得到有效改善，形成硬點的必要條件被消除，產生接觸網硬點的可能性，也會大幅減小。在對接觸線進行架設時，相關人員應將恒張力的架設車輛作為首選，這是因為該車輛可以為架線作業(yè)具有的均勻性提供保證，最大限度降低軌道車出現沖動、竄動等情況的概率，研究表明，在特定的張力范圍內，采用該車輛進行架線，可以有效避免接觸線出現無法被校正的硬彎。在架設接觸線的過程中，相關人員應對S鉤進行均勻設置，將尼龍放線滑輪設置在S鉤的下部，根據位置的不同，調整S鉤長度，保證接觸線平直，再經過3天以上的自然懸掛，方可對正式吊弦進行安裝，這樣做的目的是避免過早安裝吊弦，導致接觸線伸長，從而產生無法校正的硬彎的情況出現。

3接觸網懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測

隨著高速列車運行速度的提高及行車密度的增大，不僅對接觸網及受電弓安全運行提出了更高的要求，對接觸網的檢測和維修要求也越來越高。在列車上安裝接觸網檢測裝置，實現對定位器、絕緣子及旋轉雙耳的實時檢測和圖像故障識別，可以為列車運營提供依據，為維修部門提供更及時準確的維修數據，高效精確的指導維修維護作業(yè)。因此，實時狀態(tài)檢測和維修是未來的發(fā)展趨勢。對于接觸網懸掛狀態(tài)的檢測監(jiān)測，主要運用高清攝像機、相陣相機采集視距內的圖像并進行處理分析，運用圖像處理算法識別常見的典型零部件故障。目前主要識別的故障有：絕緣子夾雜異物故障、絕緣子破損、旋轉雙耳耳片斷裂等。其檢測的基本過程為：先對圖像進行預處理提取特征值，然后運用匹配算法對零部件進行匹配定位，最后對零部件所在區(qū)域圖像進行圖像分析并判斷是否存在故障。根據CV（Chan-Vese）模型提取絕緣子輪廓并通過Harris角點檢測方法來匹配，使用離散余弦變換對絕緣子圖像故障增強并對增強后圖像邊緣點進行譜聚類，給出故障判斷，取得了較好的效果。利用金字塔分解、最大互相關運算及小波變換模極大值求解等圖像處理方法來判斷絕緣子故障，可減少人工識別檢測圖像的工作量。通過對圖像進行Harris角點檢測，SSDA（SequentialSimilarityDetectionAlgorithm）匹配運算及對絕緣子圖像分裂、鏡像處理和圖像差分來判斷絕緣子故障，實現了模板匹配的抗旋轉性，且故障判斷較為簡潔。

結語

城市軌道交通中，接觸線硬點是影響弓網取流的一個頑癥，利用弓網接觸壓力檢測硬點是弓網檢測的核心部分，為減少甚至消除人為造成接觸網硬點產生，建議三點：第一：不斷總結以往的施工經驗教訓，在施工前加強施工人員的技術培訓，規(guī)范施工作業(yè)流程，掌握技術標準，減少人為施工造成硬點;第二：優(yōu)化設計的不足之處，對設計轉角過大的道岔直接下錨，改為延長一跨承導線下錨的施工優(yōu)化方案;第三：采用新材料、新技術，從設計角度優(yōu)化，改進接觸網布置結構，從而改善接觸線的硬點。如采取接觸線內預設光纖檢測技術，可提前做到檢測導線的溫度、振動、應力分布、硬點等問題，提前預防減少硬點。只有通過不斷總結完善，才能早日消除接觸線硬點，確保電力機車在運行情況下弓網配合良好、受流穩(wěn)定，全面保證地鐵的運營安全。

參考文獻

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