城市轨道交通接触网检测技术研究

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:周立强
[导读] 摘要:随着城市轨道交通的飞速发展,在列车供电质量方面有了更高的要求,为了能够更好的为轨道列车提供动力,对接触网检测技术的研究变得尤为重要,如何更好的对接触网进行检测也成为必须要关注的内容。
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        摘要:随着城市轨道交通的飞速发展,在列车供电质量方面有了更高的要求,为了能够更好的为轨道列车提供动力,对接触网检测技术的研究变得尤为重要,如何更好的对接触网进行检测也成为必须要关注的内容。本文简要阐述城市轨道交通接触网的接触式、非接触式的检测方式以及如何对接触网的几何参数、弓网接触压力、硬点、接触线损耗进行检测,以期实现对城市轨道交通接触网检测技术进行深入的研究。
        关键词:城市轨道交通;接触网检测;非接触式检测
        引言
        接触网是城市轨道交通正常运行的重要基础,也是保证牵引供电系统向轨道列车提供电能的关键环节,因此,对接触网进行检测是极其重要的,能够让轨道列车始终保持稳定的运行状态,从根本上减少列车安全事故的发生,确保每位乘客的生命财产安全。
        一、城市轨道交通接触网检测方式
        (一)接触式检测
        接触式检测是以传感装置作为手段与接触线进行接触并检测其产生的变化情况,如果受电弓与接触线产生接触,接触线周围会产生相应的电磁场,此时的传感装置能够迅速检测到相关的信息。这种方式比较直接且简单,但是其所有的检测都需要与接触网进行接触,会造成不同程度的干扰,极易引发安全问题,而且这种检测方式存在较大的误差,也就是无法提升检测结果的精准度,因此数据缺乏准确性是接触式检测最大的缺点。
        (二)非接触式检测
        非接触式检测是将安装在列车顶部的激光雷达或高速数字摄像机作为检测的手段,对接触网进行实时的检测。这种方式相比接触式检测更加具有优势,因为激光雷达能够对检测过程进行控制,也能够对激光反射的情况予以充分的记录。高速数字摄像机能够将线激光器照射到接触线上的光线条拍摄下来,根据成像的亮度、偏移位置计算出接触网的拉出值、线高等相关数据[1]。这两种方式都能够在数据精准度方面予以大幅提升,实现高精度的检测结果,只是前者的检测容易受到外界环境的干扰,也会出现结果偏差问题,后者虽然抗干扰能力强,但是会加大检测技术的成本。
        二、城市轨道交通接触网检测的主要内容
        (一)几何参数的检测
        1.拉出值
        接触线与受电弓滑板直接接触后会产生摩擦,为了保证两者能够均匀的接触,需要对接触线的拉出值进行检测。拉出值作为接触网的几何参数之一,检测的方式可以通过在受电弓滑板工作范围内的接触线处安装接近检测器,当接近检测器感知到有接触线在上方时,能够迅速形成感应电流和电信号。该装置不会受到外界环境的影响,具有良好的抗干扰能力和灵敏度。如果选择将该设备安装在受电弓中心处,需要放置在中心处的不同位置,并将安装距离作为接触线的拉出值,该方式能够提升拉出值检测结果的精准度。比如将20mm作为标准距离,当安装10个接近检测器时,经过对信号的处理和计算,就能够得出接触线的拉出值为200。或者将线阵相机拍摄到不同角度的图像偏差与相机参数作为基础,结合三角检测原理,同样能够得出接触线的拉出值。


        2.接触线高度
        接触线高度可以通过激光测距传感器进行检测,具体原理是激光测距传感器被安装在受电弓下方后,由传感器中激光二极管对受电弓的滑板发射激光脉冲,激光脉冲被反射后会发生散射,此时传感器会迅速接收相应的数据并转换成输出信号,经过处理和计算,能够得到接触线的高度。这种方式具有良好的精准性,能够确保检测结果不会出现偏差,另一方面,接触线高度的检测也可以通过上述的线阵相机和三角检测原理来实现。
        (二)弓网接触压力检测
        城市轨道交通的轨道列车经常会处于高速行驶的状态,接触悬挂也会长时间保持运行,如果接触悬挂存在故障,轨道列车的运行就会出现问题,甚至是产生安全事故,因此,对弓网接触压力的检测显得尤为重要。因为受电弓与接触线会始终保持接触的状态,也会产生摩擦,如果两者接触时遇到外力压迫,接触面积会增大,摩擦力也会不断提升,导致受电弓与接触线产生异常损耗,极大的缩短使用周期,相反情况下,受电弓与接触线间的接触面积小,即压力无法达到标准,容易引起摩擦力不均匀,产生间隙、接触不良等问题,严重时会在间隙中产生电弧。具体的检测方式是在受电弓的托架上方安装传感装置,至于安装数量要视情况而定,例如为了解决受电弓滑板与接触线位置不固定的问题,可以选择至少安装4个传感装置,能够有效地减少在检测时出现偏差的情况。但是安装的所有传感装置都必须具有相同的参数和技术指标,否则检测到结果依然存在偏差[2]。
        (三)接触网硬点检测
        接触网硬点是接触线的不均匀状态,产生这类问题的主要原因是特定距离的接触线弹性降低。当接触线无法保持均匀的弹性,相应的部位就会产生变化,出现碰弓、撞弓等问题,受电弓滑板受到的加速度值也会产生变化。因此对接触网硬点的检测也是对受电弓滑板在受到冲击时产生振动加速度的检测,因为接触线存在硬点时受电弓滑板的振动频率与加速度值会不断的变化,否则接触线仍然具备良好的弹性,受电弓滑板的震动频率与加速度也会保持相同。硬点的检测通常采用各类加速传感装置,比如加速度传感器、加速度计等。这些元件不仅具备良好的灵敏度,检测数据也具有较高的精准度。
        (四)接触线损耗检测
        接触线在轨道列车运行时会不断的承受冲击、振动以及温度变化等各方面的影响,即便如此其与受电弓的接触面也不会出现氧化问题,但是长时间的接触会不断地增大摩擦力和接触面积,导致损耗程度日益加剧,所以对接触线的损耗程度进行检测也是非常重要的。检测的方式通常采用高速数字摄像机将照射在接触线断面的激光强度以及形成的梯度拍摄下来,经过详细的计算后,得到的具体数值可以作为判断接触线损耗的数据依据。
        结论
        综上所述,城市轨道交通的快速发展不仅给人们的出行带来更多的便利,也在接触网检测技术方面有了更高的要求。只有对接触网的几何参数、弓网接触压力、硬点以及接触线磨耗等方面予以详细的检测,才能够及时的发现问题,将城市轨道交通中存在的安全隐患消除在萌芽中。
        参考文献:
        [1]田新宇,魏世斌,赵延峰,等.城市轨道交通基础设施综合检测列车创新技术[J].现代城市轨道交通,2019(08):32-36.
        [2]龚晓辉.城市轨道交通接触网检测技术综述[J].中国科技信息,2020(05):64-65.
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