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接触网检测

摘要:接触网检测设备是确保接触网安全运行的重要工具,通过检测设备实时掌握接触网的动态变化,为运行和检查提供基础数据,利用接触网检测车是接触网参数综合检测的重要手段。


 引文。

 铁路是国民经济的动脉,接触网是电气铁路的动脉。通过接触网向电力机车供电可以启动电力机车。它直接架设在铁路线路上,作业环境不好,且没有备用。发生故障后,电力机车无法运行,运输中断给国民的经济带来重大损失,因此提高接触网的作业可靠性,构建完美的接触网检查系统是非常重要的任务。

 当前的接触网的检测中,有位移(导线从图形中心偏离的位置)、高度(导线从导轨面的距离)、硬点(对图形施加冲击的地点)、离线(弓网机械偏离)、导线磨损等参数的检测,这些参数的检测。用电脑处理传感器测量的数据,获得接触网相关技术参数。

 1海外接触网络检测车的现状

 在50年代早期,人们经常使用携带式检测仪。这种检测装置结构复杂,检测精度不高。这样检测装置搭载在轻量的绝缘梯车或轨道车辆等专用的输送机构上。随着交通量的增加和行驶速度的提高,已经不能满足要求。因此,自动化度高的接触网检测车诞生了。

 这种检测车一般是用旅客车改造的。车厢的顶棚上有2个或者多个受电弓。安装有上述受电弓,其中之一是用于从接触网取流的受电弓,其余是用于检测的受电弓。在车厢内设有驾驶室、监视室、检测室、配电室、修理室及生活间等。另外,在检测车内设置有电源系统(通常使用2个系统独立电源)、检测系统(检测接触网的静态及动态特性、行驶速度、行驶距离、车身的摇动、支柱的位置等)、计算机处理系统(检测j残差结果的计算处理)、产业用警报装置、空调设备等。

法国接触网检测车布局.jpg

  法国国营铁路公司使用的检测车,在车厢内设置了共计6台工作桌,在各个桌子上设置了电视摄像头,接触网的各种动态特性和静态特性被自动记录在磁带上,用电子计算机进行处理分析,实现了自动化。车上有两个大旋转式的搜索灯,用于在隧道内、夜间或雾气多的天气中使用。法国国铁开发的新型接触网检测车可以测试接触网的静态几何特性,可以测试受电弓和接触网的动态。该车采用Y2EIS型转向架,可以以270 km/h的运行速度检测接触线的高度和拉出值。

 在德国铁路上使用的检测车,在车内设置观察车间,在车间内观测到缩放图和接触线的相互动作,用电视摄像机记录其全过程。在观察室内也能控制测量室的记录装置。德国的接触网检测车只检测出高速时的弓网接触压力,对接触悬挂和受电弓两者之间的关系进行评判。

德国接触网检测车布局.jpg

 日本是接触网检验车的早期国家,在20世纪60年代初开发了测定弹性和受流状况的测试车,这些测试车的设备比较简单。1991年,日本急行电气铁公司拥有由接触网检测、信号检测和无线检测组合而成的新型电气检测车,该车以100 km/h的速度可以检测接触线的高度、引出值、定位器的坡度、脱机、刚点、支柱编号和跨距等参数。东京都交通局1991年开发的接触网检测车中搭载了检测磨损引出值硬点位置等参数的检测装置。在日本铁路的检测车内设置有用于检测接触线的磨损的激光装置。激光束从车辆硬度上的窗孔照射到接触线上,根据反射信号检测接触线的磨损表面宽度,根据磨损表面宽度计算接触线的直径。。

日本接触网检测车布局.jpg

 匈牙利开发了检测高速行驶时接触线的静止位置和缩放图的滑动轨迹的装置,使用非接触图像处理技术,以160 km/h的行驶速度检测接触网的动态参数。

 奥地利制的接触网检测车采用非接触方式测定接触线的高度和引出值等参数,采用接触方式测定弓网的接触压力等参数。无法并用非接触检测方式和接触检测方式。

 2国内接触网检测车现状

  我国自行开发制作的接触网检查车于20世纪80年代开始,简单的检查设备安装在改造的轿车的车身上,主要测定接触线的高度和引出值等参数。20世纪90年代,随着电气铁路的发展和检测技术的提高,接触网检测设备也有了很大的进步。到目前为止,接触网检测车已成为系列,以jjc系列为例进行了以下分类。

2.1 jjc-1型接触网检测车

 豪华型软卧车体和检测设备由两部分组成,无动力,与公共汽车连接运行,一般挂在公共汽车尾部。

 这种接触网检测车具有全面的检测功能。接触线的引出值、接触线的高度、定位器的斜率、线的连接状态、锚关节中的两导线的相对位置、栅极电压、悬挂刚点、弓网的离线、支柱位置、行走速度和行走距离、大气温度、弓网的接触压等参数可以检测出来,车体的横向翻转、水平翻转。

 这种类型的车具有多种供电方式的供电系统和完善的生活设施,无论昼夜还是昼夜,都能保证乘客的良好工作和生活环境。

  这种类型的车辆的驾驶速度主要依赖于车身的构造速度,在车身符合高速驾驶要求的情况下可进行高速检测。

  这种车的制造成本高,设备配置先进,对操作人员的要求高。投入使用本车的话,保养维护费用增大,适用于为了宏观检测运行状态,以接触网络的行驶距离多的铁路局为单位使用。现在,国内有jjc.1型接触网络检查车或同级车的单位为北京、兰州、成都、郑州铁路局、电气化工程局及福州铁路分局。

2.2 jjc-2型接触网检测车

  由车体和检测器两部分组成,车体是无动力的轨道车辆,需要牵引车进行牵引运行,检测参数与jjc-1型触头检测车相同。

 这种车的主电源是30kw柴油发电组,车内生活设施比较简单,一般配置在供电段。

 本车的驾驶速度通常在110 km/h以下。

2.3 jjc-3型接触网巡航车

 在jjc-2型接触网检测车的基础上加上动力,进化成jjc-3型接触网检测车,结合了中国国情和中国路情。

 jjc-3型接触网巡航车具有不受牵引车的制约,可以单独运行和与客车联动进行编组运行,机动性优良的特点。这辆车可以检测和检查,特殊情况下,作为局、分局、段等各级领导的指挥车,1辆车具有很多功能。

 该车检测的参数相当于jjc-1型接触网检测车检测的参数,检测速度为110 km/h,改造车辆140 km/h。

 这种车的主电源是30kw柴油发电装置,车内生活设施可以满足乘员长距离检测时的需求。

 这种车是为了铁路供电段的一级单位而开发生产的车辆,维护、维护所需的费用较少,一般不需要配置管理人员,在国内许多铁路供电段被广泛使用。

2.4 jjc-4型接触网巡检作业车

 jjc-3型接触网检验车的部分检测功能移植到接触网作业车,构成新车辆,称为接触网检验作业车,其配置对象为供电段下属的接触网领有工区或工区,也可以配置在工程局下属的接触网施工单位或城市架空接触网的轨道交通系统中。

 接触网巡回检查作业车除了接触网作业车的全部功能之外,还能够测定及直接观察接触网的主要参数,例如接触线的几何学参数、受力索及吊起弦的状态、定位器的倾斜度、弓网的冲击(硬点)的状况等。在接触网巡回检查作业车上搭载图表,可用于接触网的带电、非带电等。

 jjc一4型接触网络巡检作业车是接触网络工区人员,车辆在天窗作业点往返的时间,利用机会,带点接触网络巡检,下次准备天窗,没有巡检、检查两个错误,双方都有优点。

 3接触网检测车的局限和发展倾向

 3.1接触网检测车的局限

 以往,由于无法用检测车检测出车辆车辆界限外的接触网部件或设备的技术运用状态,例如柱隔离开关等。但是,这些设备在很多情况下都是接触互联网的重大事故的原因。全世界开始构建功能完全的接触检测系统。解决这个问题的最佳方法是机车的车辆界限以内的接触网参数。利用设置在检测车内的设备,在实际的运行条件下自动进行检测分析,关于机动车辆界限外的接触网梅部件和设备的参数,利用设置在机动车和轨道作业车上的移动式自动检测设备进行检测。

3.2通过接触网检测车辆的发展倾向

3.2.1高速化

 随着我国电气化铁路列车运行速度的提高,接触网设计施工运行维护部门对高速时的弓网关系非常关心。高速下弓网的接触压力、弓网的冲击、受电弓高度变化、接触网的弹性及其均匀系数等是反映弓网运行状况的重要参数。利用这些参数综合评价弓网的关系,相反,可以指导设计单位改善接触悬挂和缩放图的特性。这是因为要求满足高速运转要求的接触网检测装置的检测速度。高速检测设备需要动作时间短的传感器、传输速度高的数据通道、运行速度高的计算机。

3.2.2接触和非接触检测并存

 接触网参数有接触和非接触两种检测方法。接触检测使用安装在模拟图形上传感器来检测接触网的部分参数,例如拉出值、接触线高度、弓网的冲击(硬点)等,非接触检测使用光学成像原理来检测,仅适合于部分几何参数的检测。接触检测和非接触检测分别有优点和缺点。

3.2.3先进传感器的应用

 为了使接触网检测中使用的受电弓的弓头质量与实际的电力机车的弓头质量相等,要求安装在受电弓上的传感器尽可能少,且为了满足高速检测的要求,要求尽可能轻量。例如,用于检测引出值接近传感器、用于检测定位点的位置的红外光电传感器、用于检测弓网的冲击的加速度传感器、用于检测接触线的高度的绝对编码器等。这些传感器小型轻量、反应时间短、可靠性高、寿命长。

3.2.4以多种方式输出检测结果

 为了更好地反映实际状况,除了定位点数据输出方式外,曲线方式也可输出检测结果。

3.2.5检查装置的使用方便性和维护方便性

  在先进的检查设备中,即使在操作复杂、故障率高的情况下也无法满足现场的要求。因此,在要求检查装置的先进性的同时,要使用容易且易维护。

3.2.6合成图像和检测结果

 通过将检测结果与弓网关系的动态图像合成,可以将数字化的检测结果与动态的弓网关系结合起来。 接触网的调整和维持最终由现场的作业者进行,合成了检测结果的弓网影像,更直观、更有说服力。

 4.通过新型传感器提高接触网检测车的检测精度和提高

 4.1光纤传感器提高检测精度

 光纤传感器是利用了光纤元件的传感器。与以往的传感器相比,光纤传感器灵敏度高,电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好,计算机与被测量物的连接容易,结构简单,体积小,重量轻,耗电少,有毒有害,适合防火防爆环境及远程分布用途,响应速度快。另外,光纤可实现的感应信息量广,现在实现的感应信息量包括磁性、声音、力、温度、位移、旋转、加速度、液位、转矩、变形、电压、图像、特定化学量,电流传感器等。

 通过在接触网综合检测中采用光纤传感器,可以实现接触网检测车的缩放曲线图的轻量化,可以使检测弓与实际运动的缩放曲线图更加接近,提高数据收集的精度和采样频率,进一步提高数据分析的精度,降低数据的错误概率。

4. 2通过集成传感器减少中间环节

 实现小型轻量、高精度、高频响应,实现高可靠性、长寿命、低功耗、低成本的新一代传感器。

  集成传感器是通过集成电路工艺(电镀膜、掩模、蚀刻等)将半导体传感器元件和测定处理电路集成在一个芯片上的传感器。

 半导体传感器根据半导体材料和p-n接合的物理效果,将测定的非电力转换为电量。例如,热敏、光敏、磁敏、压敏等效果。传感器输出正规化的测量信号,完成机器的取入处理等。 在同一芯片上集成机器的采集、处理、控制、显示等电路,称为集成机器芯片。多个设备及系统接口也集成在同一芯片上,称为集成测量系统芯片。

 通过采用综合传感器,可以减少检测中的中间传递和运算等,减少附属设备的数量,减少安装在受电弓上的部件,维持受电弓的本来特性,通过使用该受电弓,测量的数据更加逼真。另外,通过采用综合传感器,能够简化检测系统构成整体,能够简化综合检测系统的制造和生产。



参考文献

[1] 孙圣和.现代传感器发展方向[c].第一届仪器仪表与测控技术学术大会,2007,成都.

[2] 杨捍东.电气化铁道接触网检测设备发展趋势.科学技术通讯.2002.(2)

[3] 韩博怀.接触网检测技术.中国铁道科学[J].1994.(3).27-40



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