城市軌道交通接觸網(wǎng)的檢測(cè)方法探究

劉玉寶

四川鐵道職業(yè)學(xué)院 四川成都 611700

1 城市軌道交通供電系統(tǒng)中接觸網(wǎng)相關(guān)概念解析

剛性接觸網(wǎng)是剛性懸掛接觸網(wǎng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，接觸網(wǎng)由接觸線(xiàn)、匯流排等部分組成，其具備占用空間小，無(wú)須張力補(bǔ)償、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于檢修等特點(diǎn)，是近些年城市軌道交通供電系統(tǒng)中常用的設(shè)施之一。且剛性接觸網(wǎng)種類(lèi)眾多，囊括了“π”型、“T”型（主要指接觸線(xiàn)與匯流排形成的形狀）、第三軌道接觸軌等多種形式。當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通普遍應(yīng)用的接觸網(wǎng)形式為架空式剛性接觸網(wǎng)。剛性接觸網(wǎng)之所以會(huì)在城市軌道交通工程中廣泛應(yīng)用，除了其具備上述特點(diǎn)之外，還與其性能有很大關(guān)系[1]。

1.1 維護(hù)簡(jiǎn)便

一般剛性接觸網(wǎng)，維修難度相對(duì)較小，安全性比較高，降低了后期維護(hù)的難度。

1.2 更加靈活

剛性接觸網(wǎng)在設(shè)計(jì)上更具靈活性，性能也更穩(wěn)定，可以滿(mǎn)足多樣的城市軌道交通發(fā)展需要。

2 接觸網(wǎng)測(cè)量方式

2.1 接觸網(wǎng)檢測(cè)形式

接觸式檢測(cè)應(yīng)該應(yīng)用幾何結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置等，可以將檢測(cè)裝置分別安裝在受電弓不同的檢測(cè)部位。在接觸網(wǎng)和受電弓正常運(yùn)行過(guò)程中，在受電弓、接觸線(xiàn)之間的壓力就會(huì)出現(xiàn)彼此作用，繼而構(gòu)成形變，對(duì)應(yīng)獲得受電弓與接觸網(wǎng)兩側(cè)的接觸壓力，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以通過(guò)形變狀態(tài)獲得拉出值等幾何參數(shù)數(shù)據(jù)，此檢測(cè)方案運(yùn)行原理比其他方案較為簡(jiǎn)便，可以進(jìn)行全天檢測(cè)，然而對(duì)設(shè)備安裝工藝要求比較高，導(dǎo)致后期維管難度增加，因此在一定程度上會(huì)影響到此方法的測(cè)量精度以及具體范圍。

2.2 激光雷達(dá)掃描法

這是一個(gè)非接觸式的檢測(cè)技術(shù)，一般是應(yīng)用激光發(fā)射原理，具有著掃描技術(shù)速度快、測(cè)量距離較長(zhǎng)以及穿透性強(qiáng)等諸多優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用微機(jī)處理雷達(dá)信號(hào)來(lái)確保其精度以及效率，然而在車(chē)輛運(yùn)行中，也有著其他電磁波的產(chǎn)生，會(huì)造成雷達(dá)信號(hào)受到干擾，進(jìn)而對(duì)電磁波檢測(cè)精度產(chǎn)生影響[2]。

2.3 三維圖像測(cè)量法

在實(shí)際應(yīng)用中，接觸網(wǎng)一般是將紅外線(xiàn)技術(shù)融會(huì)到其中，進(jìn)而應(yīng)用全天候檢測(cè)線(xiàn)索的運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)行成本管理中，三維圖像的測(cè)量方案是通過(guò)圖像信息采集、在計(jì)算機(jī)處理、系統(tǒng)分析后方可得到多種檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)而取代諸多傳統(tǒng)檢修設(shè)施，降低裝備投入量，也會(huì)降低整體檢測(cè)以及運(yùn)維成本。與此同時(shí)，系統(tǒng)的信息采集以及信息處理作為獨(dú)立系統(tǒng)，可以有效提升計(jì)算精度和計(jì)算效率。在目前計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力逐漸強(qiáng)大下，該工程的應(yīng)用范圍也會(huì)不斷擴(kuò)大。

3 接觸網(wǎng)磨損檢測(cè)試驗(yàn)

3.1 系統(tǒng)設(shè)置

一般而言檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)配置兩臺(tái)線(xiàn)陣相機(jī)，并且其最大的采集速度可以達(dá)到8000Hz，有效像素是5000dpi，焦距是50mm，采用LED光源。檢測(cè)算法可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言（C++）進(jìn)行開(kāi)發(fā)， 圖像一般應(yīng)用開(kāi)源庫(kù)OpenCV進(jìn)行處理。

3.2 城軌接觸網(wǎng)磨損檢測(cè)試驗(yàn)

此方法可以對(duì)某一區(qū)間的架空地鐵接觸網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)接觸網(wǎng)采集圖像做好SUSAN圖像進(jìn)行增強(qiáng)，進(jìn)而應(yīng)用邊緣檢測(cè)算法做好對(duì)接觸線(xiàn)邊緣的提取。通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換運(yùn)算，進(jìn)而得到接觸線(xiàn)的磨損結(jié)果，可以通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)此區(qū)磨損一般分布分布在（0.75mm,3.75mm)，高出了預(yù)警值3.8mm,只占到了1.91%，從這就可以看在此區(qū)段接觸網(wǎng)中有著較好的運(yùn)行狀態(tài)。

4 接觸網(wǎng)防范措施解析

4.1 完善零件類(lèi)故障防范機(jī)制

相關(guān)部門(mén)需要完善剛性接觸網(wǎng)中零件檢修規(guī)范，讓相關(guān)檢修人員可以參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)中剛性接觸網(wǎng)零件進(jìn)行檢修，做到早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早處理，確保地鐵的正常運(yùn)行。

相關(guān)部門(mén)需要加強(qiáng)零件脫落檢修力度，定期對(duì)地鐵剛性接觸網(wǎng)中的脫落零件進(jìn)行處理，確保剛性接觸網(wǎng)的正常使用。在相關(guān)脫落零部件故障預(yù)防與處理中，相關(guān)人員可以適當(dāng)增加對(duì)墊片、螺栓、滑板等部位的檢修，確保此部位的正常，為地鐵正常運(yùn)行提供保障。

4.2 完善接觸線(xiàn)類(lèi)故障防范機(jī)制

相關(guān)部門(mén)需要完善接觸線(xiàn)類(lèi)故障防范機(jī)制，為地鐵的正常運(yùn)行提供保障。在剛性接觸網(wǎng)接觸線(xiàn)類(lèi)故障防范機(jī)制完善方面，相關(guān)人員可以從避免拉弧燒損、減輕接觸線(xiàn)磨損、避免接觸線(xiàn)面放電痕跡等方面入手，全面完善接觸線(xiàn)類(lèi)故障防治機(jī)制。

在避免拉弧燒損方面相關(guān)人員可以從拉弧燒損原因入手，阻斷其發(fā)生的源頭，提升改善拉弧質(zhì)量，為剛性接觸網(wǎng)質(zhì)量提升提供支持。相關(guān)人員需要及時(shí)加強(qiáng)匯流排監(jiān)測(cè)力度，一旦發(fā)現(xiàn)其發(fā)生變形要第一時(shí)間進(jìn)行更換。剛性定位線(xiàn)夾設(shè)計(jì)方面，可采用專(zhuān)業(yè)BIM技術(shù)，反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，以求找到最優(yōu)解，提升剛性接觸網(wǎng)質(zhì)量[3]。

相關(guān)人員可以利用先進(jìn)技術(shù)，對(duì)剛性接觸網(wǎng)中接觸線(xiàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)對(duì)受損的接觸線(xiàn)進(jìn)行處理，且在監(jiān)測(cè)中需要注重監(jiān)測(cè)錨段關(guān)節(jié)、匯流排接頭等接觸線(xiàn)常發(fā)故障部位。

相關(guān)設(shè)計(jì)人員在地鐵剛性接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)之初優(yōu)化其各項(xiàng)參數(shù)，適當(dāng)提升剛性接觸網(wǎng)彈性，盡可能避免致特殊區(qū)域參數(shù)變化幅度過(guò)大，提升剛性接觸網(wǎng)質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

接觸網(wǎng)的功能為可以通過(guò)受電弓給車(chē)輛提供一定的電能，進(jìn)而確保車(chē)輛可以穩(wěn)定運(yùn)行， 因?yàn)榱熊?chē)在運(yùn)行中受電弓同接觸網(wǎng)有著高速動(dòng)態(tài)摩擦，使受電弓和接觸網(wǎng)匹配關(guān)系較為復(fù)雜，接觸網(wǎng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)磨損，出現(xiàn)了過(guò)熱情況，就會(huì)造成接觸網(wǎng)機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞，較為嚴(yán)重的話(huà)，就會(huì)導(dǎo)致行駛車(chē)輛出現(xiàn)斷電以及網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況，造成安全事故的發(fā)生。所以接觸網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)質(zhì)量檢測(cè)作為接觸網(wǎng)重要檢測(cè)任務(wù)，同時(shí)也是保證車(chē)輛在運(yùn)行中的安全基礎(chǔ)條件。