张强
中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特供电段 内蒙古 呼和浩特 010000
摘要：高速铁路接触网检测技术是列车在高速运行中,用来检测接触网自身结构及受流系统的各项机械和电气参数,借以评价接触悬挂和受电弓的性能以及接触网工程和运营质量的重要手段。
关键词：接触网；检测技术；基本原理
一、接触网检测技术的概述
接触网检测技术是一种应用微型计算机及其他先进检测、试验设备，对接触网进行监控的最新技术。其任务是保证接触网更安全可靠的供电，向维修人员提供接触网状态信息，试验、研究接触网受流情况，为改善接触悬挂结构提供必要的技术参数。
接触网检测试验设备安装在专用的检测车中，通过车顶受电弓上的特殊传感器及其他监视装置，将所测得的信号输入车内的微机系统进行数据处理，最后在输出设备上将接触网状态参量打印出来。通过对打印结果的分析，便可知道接触网工作状态。当技术参数超过允许值时，则应立刻通知维修部门对接触网进行检修，同时车内监视装置还能对接触网受流状态进行综合评价，如离线率、接触网弹性、弓线间接触压力等。因此接触网检测车是目前电气化铁道运行线路上必不可少的检测设备。
二、接触网检测的工作原理及主要装置
接触网检测系统是由信号检测系统、信号隔离与传递系统、数据采集系统、接口系统、数据处理装置、显示和终端等部分组成。
2.1接触线拉出值检测
拉出值的检测方法是在车顶模拟受电弓滑板工作范围内，安装微电子接近检测器。接近检测器可不与接触线直接接触，利用电磁感应原理实现拉出值检测。当在某一个微电子接近开关上方有接触线时，便产生感应电流，同时输出电压信号。这种装置的特点是不受导线磨压和气象条件的影响，不受白天、夜间及线路情况等条件的限制，动作灵敏可靠。接近检测器安装在受电弓中心两侧，每20mm安装一个，当导线在距中心第10个检测器上时，则产生一个与位置相适应的代码送进微型计算机，经变换处理即可确定接触线拉出值为200。
2.2接触线高度的测量
角位移测量法采用角位移传感器，安装在受电弓下部框架与主轴相联，采用标定归算法通过角位移计算接触线的高度。其特点是安装复杂，精度低。
激光测距法采用激光测距传感器，安装在受电弓下部，激光光束通过受电弓滑板处的反射板，反射后计算出接触线的动态高度。其特点是精度高，使用简便，但激光器受太阳光干扰几率大。
2.3弓网接触压力检测
受电弓和接触线在工作状态下是一个共生体，只有它们相互接触和作用时才能完成电力机车从接触网获取电能的目标。在受电弓和接触线的接触中，其压力过大，会增加受电弓和接触线的异常磨损，缩短其使用寿命；其压力过小，会使它们之间接触不良，使供电时断时续，甚至引起火花或电弧，以致烧损接触线。
在高速接触网的运行过程中，要经常了解接触悬挂的工作状态，以保持良好、安全运行，所以经常检测受电弓和接触线的接触压力是十分必要的。无论是德国、法国或日本，对于这项工作都非常重视。实现弓线间接触压力的检测，是在受电弓滑条下面，在受电弓托架的上面加装检测装置。考虑到接触线在受电弓滑板上的不确定位置，一般是在其四个角上装设4个检测装置。在技术要求上，这4个检测装置的结构、性能、灵敏度、误差及线性度都应该是相同的。
2.4硬点的测量
接触悬挂的硬点，是接触悬挂不均质状态的统称。接触悬挂的一个重要指标就是弹性均匀。如果在接触悬挂或接触线上的某些部分，如在跨距两端的定位点处弹性变差或有附加重量时，在列车高速运行情况下，这些部位都会出现不正常升高（或降低），甚至出现撞弓、碰弓现象，也就是说在这些部位会出现力、位置、速度或加速度的突然变化。
实际上，我们测量的是受电弓滑板受到的冲击加速度值，当接触线上有硬弯或集中质量点（如：接头线夹、定位器、中心锚结线夹、电连接线夹）时，对高速滑动的滑板造成冲击振动，通过测量这种冲击振动加速度，来表征接触线的平顺性。加速度计是非常灵敏的振动测量元件，当受电弓滑板受到冲击时，它可以准确灵敏反应。在测量中，采集加速度的最大值。一条线路的硬点按最大值进行评价。
2.5接触线磨损检测
接触线的磨损引起接触线的底部断面的变化，从而增加接触线和受电弓之间的平均接触面积。因为接触线的接触部位是不氧化的，所以光反射率比其它部位的高。通过分析摄像机获取的由激光照亮的接触线断面的光强度的梯度，可以确定接触线的磨耗。
三、接触网检测技术的基本应用
在高速接触网施工验收阶段，通常大量应用接触网检测技术对接触网设备进行综合评价，从而更高效更准确的收集工程数据，确保验收的高质量。此过程接触网检测分一般分为3个阶段：静态检测、动态检测、联调联试。
3.1静态检测
静态检测主要在工程安装阶段对接触网结构几何参数进行测试,内容包括:导线高度、拉出值、限界、动态包络线。采用多功能激光接触网测量仪和限界检测车进行无接触静态检测。
3.2低速动态检测
动态检测主要在工程完工后进行接触网安全及低速动态性能检测,然后进行高速动态检测(热滑试验)。低速动态检测采用接触网冷滑装置和接触网弓网接触力测量装置,测量内容包括:弓网接触力、定位器抬升(检测车测量、地面测量)、受电弓运行加速度、离线率、视频记录等。
3.3动态检测(热滑试验)
在空载运行正常后进行接触网热滑行实验,检测接触网的弓网关系,检测动车组在运行时有无拉弧现象等,主要内容有:动态接触压力测量，受电弓运行加速度，离线率，视频记录，受流测试等。
根据检测结果进行分析,并对接触网每个定位点接触线高度及拉出值进行整改。定位点的问题处理后,再进行更细致的检测,即检查接触网的预留驰度及坡度,也就是要精确测量每一处的接触线高度,对每根吊弦的长度进行检查,对不合适吊弦进行调整。
3.4接触网系统联调联试
整体系统联调联试主要检验动车组运行的安全性、平稳性、舒适性；检验牵引供电系统和接触网的安全性、稳定性，评价其设计参数和设备选型的合理性；验证通信信号系统的功能、性能、安全性；验证线路、桥梁、路基、路桥过渡段等工务工程的基本设计参数、定型图和减振降噪措施的合理性、安全性；对全线的各个子系统的运转和子系统之间的配合进行充分的检验、调试，找出并消除影响安全运行的隐患。
四、结束语
高速铁路客运专线是国民经济快速发展的必然需求，我国对发展高速铁路技术，建设高速铁路非常重视。国际上建设高速铁路的经验说明，高速铁路不仅在建设上是一项技术复杂系统工程，而且其运行指挥、管理维护和传统铁路的运营都有着很大程度上的不同。所以我们应该更多的了解高速铁路接触网检测技术，并更充分的应用于实际工作中。
参考文献：
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