弓網故障檢測系統的研究

樊曉麗

(呼和浩特鐵路局科研所,內蒙古呼和浩特 010050)

弓網故障檢測系統的研究

樊曉麗

(呼和浩特鐵路局科研所,內蒙古呼和浩特 010050)

弓網故障檢測系統主要由車載設備部分組成,車載設備部分由3個子系統組成,包括信息定位系統、數據采集系統和檢測信息傳輸系統。整個系統采用非接觸式的檢測方法,在機車運行過程中,無需人為干預,全天候自動完成參數檢測和數據的采集,在接觸網發生故障時,能夠幫助隨車機械師進行事故原因分析,有效縮短事故分析處理的時間,為鐵路安全運輸秩序提供了保障。通過分析積累的采集數據,能夠找出接觸網故障發生的一定規律,起到預警作用,為接觸網的維護和調整提供科學依據。

接觸網 受電弓 動態檢測 數據采集

1 引言

接觸網作為電氣化鐵路的重要組成部分，其狀態的優劣直接影響到電氣化鐵路的運行安全。目前的檢測系統由于計算機和傳感器技術的限制，數據處理速度較低，檢測結果不能全面反映接觸網的運行狀態；而且數據處理系統 “呆笨”，數據的后期處理過于簡單，難以滿足用戶的需求；另外，我局地處內蒙古自治區中西部，這就對檢測設備提出了更高的要求。

因此提出一種弓網故障檢測系統，主要由車載設備部分組成，而車載設備部分由3個子系統組成，包括信息定位系統、數據采集系統和檢測信息傳輸系統。整個系統采用非接觸式的檢測方法，實時提供弓網運行狀態高清視頻信息，自動檢測里程等動力學參數，實現高速鐵路接觸網狀態的動態檢測功能，為高速鐵路接觸網的動態復核和日常維護提供科學依據。

2 系統組成

弓網故障檢測系統的車載設備部分由5個子系統組成，包括車載攝像、電源、照明、傳輸、本地顯示等系統及監控主機，系統配置如表1所示。

3 系統設計與安裝

3.1 系統設計

3.1.1總體概述

建設規模：

機車共兩節，兩節車廂均長16米、寬3米、高4米，中間連接處1．5米。

施工范圍：

(1)攝像機安裝；(2)熱成像儀安裝；(3)LED補光燈安裝；(4)液晶顯示器安裝；(5)監控主機安裝；(6)線纜鋪設。

3.1.2 系統設計

系統設計示意圖如圖1所示：

圖1 系統設計示意圖

該方案中，兩節車廂的攝像機及夜間補光燈和熱成像儀都位于車廂頂部，兩端司機室各部署一臺液晶顯示器。在火車B節車廂中部署一臺監控主機，通過B節車廂蓄電池供110V電源，通過傳輸線纜連接車廂各設備，兩節車廂間利用重連線相接。最終通過監控主機將數據輸出到兩司機室的液晶顯示器上顯示。

根據已確定的安裝位置進行安裝，安裝時要注意線路的接法，每個設備在安裝之前一定要先搞清楚線路接法。

攝像機、熱成像儀、夜間補光燈 在滿足監視目標現場范圍要求的條件下，攝像機、熱成像儀、夜間補光燈及其配套裝置，如鏡頭、防護罩、支架等，安裝應牢固，必要時須用鋼絲套索固定；在強電磁干擾環境下，攝像頭安裝應與地絕緣隔離。線纜外露部分應用軟管保護，開孔處應用泡沫膠填充。

液晶顯示器 安裝在司機室，由于需要利用面板按鍵操作，所以液晶顯示器應安裝在司機可視范圍內，并且方便操作的位置；液晶顯示器利用6顆螺絲固定。

監控主機采用車載110V電源供電，由主機提供液晶顯示器、熱成像儀、攝像頭的12V電源。

3.2 系統的安裝

3.2.1 主機箱

主機箱安裝位置見圖2所示。

3.2.2 液晶顯示屏

液晶顯示器安裝在司機室，位于前部右側玻璃上方，利用6顆鉚釘固定在火車機體上。

圖2 主機箱安裝位置

表1 系統配置

圖3 液晶屏安裝位置

圖4 車頂支架安裝位置圖

液晶屏安裝位置如圖3所示。

3.2.3 采集系統

采集系統包括：高清相機和鏡頭、熱成像儀、補光燈、防爆護罩、固定支架，安裝在機車司機室上方。

車頂支架安裝位置如圖4所示。

該系統采用接觸式與非接觸式相結合的檢測方法，將該裝置安裝于機車頂部，用以實時檢測機車運行過程中的弓網狀態，并且利用智能分析技術對在運行過程中的受電弓機械損壞、接觸網及受電弓溫度過高、集電頭出現火花、弓網的接觸距離超限、配件丟失、緊固件松動等可進行自動分析，同時在弓網發生故障時利用該裝置還可進行事故原因的分析，便于隨車機械師作出正確的應急處理，縮短故障分析處理時間，將故障對行車調度和運輸造成的影響降低到最小，系統同時為動車運行過程中出現的異常提供可靠的分析依據和預警信息。

4 結語

近年來，我國電氣化鐵路發展迅速，越來越長的電氣化線路擔負著越來越重的運輸任務。在整個電氣化鐵路中，接觸網是電力機車良好受流和安全運行的關鍵。接觸網一旦發生故障，對牽引供電系統、受電設備及整個鐵路運輸都會造成重大損失?，F在正值電氣化鐵路普遍提速時期，列車運行快速而密集，故障發生后如不能及時排除，將極大影響鐵路運行安全。因接觸網故障導致的列車晚點甚至停運，嚴重影響了鐵路運輸的正常秩序，造成的經濟損失巨大。研制弓網故障檢測系統，對精確定位故障點、判斷故障類型、縮短事故停電時間、保證鐵路安全運行具有非常重要的意義，不斷從運行實踐中積累的經驗、數據，為改善和提高弓網穩定運行的條件和方法提供理論依據。