首頁 > 文章中心 > 正文

          高速鐵路供電安全檢測監測系統應用

          前言:本站為你精心整理了高速鐵路供電安全檢測監測系統應用范文,希望能為你的創作提供參考價值,我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文,歡迎咨詢。

          高速鐵路供電安全檢測監測系統應用

          摘要:高速鐵路快速發展對接觸網的可靠性、安全性等提出更高的要求,供電安全檢測監測系統(簡稱“6C系統”)為高速鐵路接觸網臨時修、綜合修、精調精修(三級修)提供數據來源,為保證狀態修奠定基礎。分析檢測監測技術,研究6C系統功能,為6C設備開發、優化和應用提供借鑒。

          關鍵詞:接觸網;6C系統;檢測監測

          高速鐵路全部是電氣化列車,接觸網在供電回路中起著十分重要的作用。接觸網作為一種露天、沒有“防護外衣”的供電設備,要經受風、雷電、污染、冰雪和溫度的考驗及環境污染對接觸網性能的影響,無備用特性決定了接觸網的唯一性、重要性和脆弱性[1]。高速列車需要獲取源源不斷的能量,供電設備的運行可靠性、接觸網日常檢修及故障后快速維修至關重要。接觸網的維護管理主要分檢測監測、日常養護、專業修理(簡稱檢測、養護、維修)3種業務類型[2]。檢測是接觸網設備設施科學養護和維修的重要前提,其重要性越來越突出。國鐵集團不斷強化技防安全能力,綜合運用物聯網、圖像識別、感知系統等先進技術全面推進高速鐵路供電安全(接觸網)檢測監測系統建設,打造全方位、全覆蓋、一體化的綜合供電檢測監測體系[3-4],獲取海量高質量接觸網動態和靜態狀態檢測監測數據,信息收集完成后通過6C數據中心進行綜合數據分析,從而實時或及時掌握接觸網設備設施運行狀態,提前發現其存在的缺陷和安全隱患,為實現精調精修提供科學依據。

          1檢測監測技術

          高速鐵路供電安全檢測監測技術發展最早是德國,其次是英國、法國、日本。為提高工作效率及安全性,主要采用接觸式和非接觸式檢測技術。

          1.1接觸式檢測技術

          該技術需要受電弓與接觸線接觸,不同功能的傳感器布置在受電弓上,如在受電弓托架上安裝接觸壓力傳感器和加速度傳感器。

          1.2非接觸式檢測技術

          激光測量、高清攝像機、圖像識別處理技術被應用到高速鐵路供電安全檢測中,不需要與接觸線接觸,如定位器坡度確定是基于高速圖像處理實時對拍攝的視頻進行分析得到的。

          1.3測量補償系統

          不同的測量技術得到的參數都是用來指導接觸網維修,其中列車行進過程中檢測到的參數雖能真實反映運行中的弓網狀態,但是接觸網工對接觸網隱患或故障檢修都是在靜態下進行的,因此要對動態測量值進行補償,使其與靜態測量值相當。

          26C系統介紹

          6C系統為高速鐵路供電系統運行維修模式變革提供全方位技術支持,主要包括6個子系統,具體如圖1所示,其主要巡檢參數如表1所示。

          2.1高速弓網綜合檢測裝置(1C)

          該裝置是整個系統中檢測項目最多、精確度最高的裝置。它進行等速檢測,即綜合檢測車的運行速度和高鐵實際運行速度相同。檢測數據自動分析完成后生成檢測報告下發給相關鐵路局。該裝置通過高速綜合檢測列車上的接觸壓力、加速度、角位移導高、網壓等不同功能傳感器實現對弓網接觸力、硬點、導線高度、接觸網電壓的測量;采用紫外光電管、激光雷達、攝像機等裝備對離線、動態拉出值、定位器坡度等進行實時檢測。在聯調聯試和運行維護中應用可以實現以下功能:(1)接觸網工程靜態驗收合格后,評價和驗證其系統功能;(2)依據高速鐵路接觸網動態檢測評價標準檢驗接觸網系統的施工質量;(3)通過對采集的數據進行分析,指導接觸網系統進行優化、調整,同時對運營高速鐵路進行周期性檢測,其數據直接指導供電設備維護單位進行維修。

          2.2接觸網安全巡檢裝置(2C)

          該裝置主要是代替接觸網工步行巡視,提高效率和準確性。該裝置結構簡單,為便攜式設備,主要包括高清攝像機和圖像處理設備兩部分,將其放置在列車司機室,攝像機負責對接觸網外部環境錄像、圖像采集系統對數據進行存儲和分析。該裝置可以采用智能分析,工作人員也可以利用分區或參照分析輕飄物和危樹侵限、鳥窩、接觸網零部件松脫、斷裂等問題。2C檢測周期不固定,特殊情況時可以加密檢測次數,例如鳥害高發期。

          2.3車載接觸網運行狀態檢測裝置(3C)

          該裝置安裝在實際運營的高速列車車頂,距離受電弓2m左右的位置,供大部分功能與1C相同,例如拉出值、硬點、導高的測量等,還可以實現弓網受流狀態異常監測,例如弓網離線引起的電火花。此外,還可以非接觸檢測絕緣子的絕緣狀況,以及實現對1C采樣參數的加密采集,可以全天候(晝、夜、風、雨、雪、霧)及時反應高速鐵路接觸網與受電弓運行狀態。

          2.4接觸網懸掛狀態檢測監測裝置(4C)

          該裝置替代人工檢查,大大節省人力成本,提高檢查效率。大量的矩陣相機、高清攝像機、補光裝置等安裝在接觸網作業車或專用車輛車頂,可以對接觸網靜態幾何參數實現連續測量,并根據得到的接觸線高度及接觸線橫向偏移等參數判斷錨段關節、中心錨結處是否平順和跨中是否有負弛度等。它還可以利用清晰度極高的攝像機對定位裝置、接觸懸掛和附加懸掛涉及的零部件進行全方位成像檢測,其圖片清晰度足夠自動識別零部件的松動、斷裂、脫落等一系列故障,其補光裝置可以實現夜間“天窗”點檢測,從而提高運輸效率。它的擴展功能還包括定位器坡度檢測、接觸線探傷等。

          2.5受電弓滑板監測裝置(5C)

          該裝置以攝像機的形式安裝在局界、段界、車站咽喉區、動車段列車出入庫線等地點,采集的數據可以無線傳輸到視頻存儲系統。它可以實時監測高速列車滑動取流裝置(受電弓滑板)的技術狀態,及時發現異常,用于事故分析管理及故障責任區域劃分,便于指導基層單位進行接觸網隱患排查和故障維修。同時,高清成像攝像機可以實現車號識別,其擴展功能包括受電弓結構部件(含弓角、框架等)的缺陷自動識別、報警及受電弓動態性能監測。

          2.6接觸網及供電設備地面監測裝置(6C)

          為監測接觸網及供電設備運行狀態,在接觸網的特殊斷面分別設置接觸網張力補償在線監測、定位裝置振動特性監測、電連接線夾狀態在線監測、絕緣子狀態在線監測、設備視頻監控等裝置,不同的在線監測裝置實現分布式監測,分別完成以下功能:(1)線索張力監測;(2)線索振動及定位點抬升量監測;(3)線索溫度監測;(4)絕緣子、高壓電纜頭、避雷器、隔離開關等供電設備狀態監測。3結語近年來,6C系統已經在我國高鐵接觸網檢測監測中廣泛應用,并取得了較好效果。借助6C系統開展檢測監測數據收集、分析、挖掘,為及時發現接觸網缺陷、開展接觸網狀態修提供重要依據。

          參考文獻

          [1]李瑞.四跨非絕緣錨段關節的缺陷分析和應對措施[J].鄭州鐵路職業技術學院學報,2018,30(3):9.

          [2]王保國,張可新,楊桉,等.高速鐵路基礎設施維護管理及綜合維修體系研究[J].中國鐵路,2019(3):10.

          [3]李耀云,高英杰,張文雍.高速鐵路供電安全檢測監測系統(6C系統)分析方法探討[J].電氣化鐵道,2019,30(51):250.

          [4]姜文賢.高速鐵路供電安全檢測監測系統淺析[J].電氣化鐵道,2017,28(4):6.

          作者:韓猛 單位:中國鐵路鄭州局集團有限公司供電部