高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)分析

周吉　吳春果

摘要：高速鐵路接觸網(wǎng)是鐵路運(yùn)輸中不可缺少的組成部分，隨著高速鐵路規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，接觸網(wǎng)對(duì)檢測(cè)技術(shù)有一定的要求，目的是保障高速鐵路的安全運(yùn)行，進(jìn)而提高鐵路運(yùn)輸?shù)男?。文章探討了高速鐵路接觸網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；檢測(cè)技術(shù)；鐵路運(yùn)輸；運(yùn)輸效率 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U238 文章編號(hào)：1009-2374（2017）03-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.048

高速鐵路接觸網(wǎng)在使用的過(guò)程中，是處于力與電力共同作用下的，接觸網(wǎng)最容易發(fā)生的是機(jī)械與電氣燒傷故障，增加了接觸網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致高速鐵路不能正常的運(yùn)營(yíng)，直接產(chǎn)生了安全威脅。為了提升高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行效率，采取檢測(cè)技術(shù)，促使檢測(cè)技術(shù)滲透到接觸網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)中，把控接觸網(wǎng)的實(shí)踐過(guò)程，最主要的是通過(guò)檢測(cè)技術(shù)，監(jiān)控高速鐵路中的接觸網(wǎng)性能，避免接觸網(wǎng)發(fā)生安全或性能問(wèn)題。高速鐵路接觸網(wǎng)的檢測(cè)技術(shù)，需要遵循高安全、高響應(yīng)的要求，落實(shí)全面的檢測(cè)技術(shù)，保證高速鐵路接觸網(wǎng)的有效運(yùn)行。

1 高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)分析

高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)采用了微型計(jì)算機(jī)控制，配合先進(jìn)檢測(cè)、試驗(yàn)檢測(cè)的方法，監(jiān)控接觸網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保接觸網(wǎng)能夠向高速鐵路安全供電。接觸網(wǎng)檢測(cè)使用的試驗(yàn)設(shè)備，直接安裝在檢測(cè)車內(nèi)，利用車頂受電弓的感應(yīng)器，配合監(jiān)視裝置，將接觸網(wǎng)的檢測(cè)信號(hào)輸入到列車的微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)行數(shù)據(jù)處理，輸出設(shè)備會(huì)將最終的檢測(cè)信息打印出來(lái)，方便結(jié)果分析。檢測(cè)技術(shù)具有自動(dòng)化、數(shù)字化的特征，直接提高了高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行水平，采用檢測(cè)技術(shù)，規(guī)范好高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境，避免發(fā)生檢測(cè)上的問(wèn)題，促使檢測(cè)技術(shù)在接觸網(wǎng)中可以發(fā)揮有效的作用，完善接觸網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程。本文主要分析高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)裝置。

1.1 檢測(cè)接觸線拉出值

接觸線的拉出值，檢測(cè)時(shí)模擬車頂受電弓滑板的工作范圍，安裝好檢測(cè)器，檢測(cè)器不能直接與接觸線連接，需要借助電磁感應(yīng)，檢測(cè)拉出值的數(shù)據(jù)，微電子接近接觸線時(shí)，就會(huì)有感應(yīng)電流，輸出電壓信號(hào)，此類檢查裝置，不會(huì)受到環(huán)境因素的干擾，檢測(cè)器每隔20mm，逐步安裝在受電弓中心的兩側(cè)位置，將距離中心的第10個(gè)檢測(cè)器，信息代碼傳送到微型計(jì)算機(jī)，在變換處理的條件下，就能獲取最終接觸線的拉出值，結(jié)果為200。接觸線的拉出值，在檢測(cè)方面提出了規(guī)范性的要求，目的是運(yùn)用真實(shí)、可靠的接觸線拉出值，評(píng)估接觸網(wǎng)的性能，在檢測(cè)的過(guò)程中，注意接觸線拉出值的應(yīng)用，以免出現(xiàn)不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)而影響到最終檢測(cè)的效果，體現(xiàn)出檢測(cè)接觸線拉出值的作用和必要性。

1.2 檢測(cè)接觸線高度

接觸網(wǎng)中，接觸線的高度檢測(cè)，采用角位移測(cè)量法，傳感器安裝在受電弓的下部框架，與主軸相連，運(yùn)用標(biāo)定歸算法的方式，計(jì)算出接觸線的高度。接觸線的高度，在實(shí)際安裝中，面臨著很大的難度，可以借助激光測(cè)距的方法，把受電弓安裝在下部，激光光束可以在滑板位置處反射，計(jì)算接觸線的動(dòng)態(tài)高度，此類方法的精度相對(duì)比較高，但是會(huì)受到太陽(yáng)光的干擾。接觸線的高度對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)有很明顯的影響，運(yùn)用檢測(cè)技術(shù)控制好接觸線的高度，促使其滿足接觸網(wǎng)的根本需求，注重接觸線高速的測(cè)量及規(guī)范應(yīng)用，由此維護(hù)接觸網(wǎng)在高速鐵路運(yùn)行中的穩(wěn)定性，保證檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐價(jià)值。

1.3 檢測(cè)弓網(wǎng)接觸壓力

弓網(wǎng)與接觸線，在工作狀態(tài)下，屬于一個(gè)共生體，兩者相互接觸，才能促使鐵路機(jī)車在接觸網(wǎng)內(nèi)獲取電能。受弓網(wǎng)容易發(fā)生異常磨損或接觸不良的問(wèn)題，都是由于接觸壓力不準(zhǔn)確引起的，導(dǎo)致供電斷續(xù)，不利于機(jī)車供電，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電弧和燒毀。弓網(wǎng)接觸壓力檢測(cè)時(shí)，能夠解決弓網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，提前得到弓網(wǎng)接觸中出現(xiàn)的性能問(wèn)題，在檢測(cè)弓網(wǎng)的接觸壓力時(shí)，應(yīng)該安裝檢測(cè)裝置，放在受電弓滑板的四角位置，安裝4個(gè)檢測(cè)器，分別檢測(cè)弓網(wǎng)接觸位置的壓力樹脂，四角點(diǎn)的檢測(cè)值要相同，由此才能確定弓網(wǎng)接觸壓力的準(zhǔn)確性。

1.4 檢測(cè)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)

硬點(diǎn)是指對(duì)接觸網(wǎng)懸掛物的統(tǒng)稱，硬點(diǎn)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是，確保彈性均勻。接觸網(wǎng)懸掛的硬點(diǎn)，出現(xiàn)附加重量時(shí)，就會(huì)引起不正常的狀態(tài)，如弓網(wǎng)碰撞，導(dǎo)致動(dòng)車的運(yùn)行速度和位置發(fā)生變化。常見(jiàn)的硬點(diǎn)有定位器、線夾、接頭線夾等，硬點(diǎn)異常會(huì)引起沖擊振動(dòng)，需測(cè)量沖擊振動(dòng)，表明接觸線的平順性，反饋出受電弓網(wǎng)滑板的準(zhǔn)確性及靈敏性，接觸網(wǎng)內(nèi)線路的硬點(diǎn)，要按照最大的數(shù)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，由此才能保障接觸網(wǎng)硬點(diǎn)檢測(cè)的科學(xué)性。

1.5 檢測(cè)接觸線磨損

接觸網(wǎng)中，接觸線磨損引起了底部斷面發(fā)生變化，增加了接觸面積的平均數(shù)值。接觸線的接觸位置，不是氧化的類型，發(fā)生光反射率的部位要高，應(yīng)該采用攝像機(jī)分析，獲取激光照亮接觸面時(shí)的光強(qiáng)度梯度，進(jìn)而檢測(cè)接觸線是否有磨損的情況。如果高速鐵路接觸網(wǎng)的接觸線發(fā)生了磨損，就需要通過(guò)檢測(cè)技術(shù)明確具體的位置和實(shí)況，在此基礎(chǔ)上采取可靠的處理方法，解決檢測(cè)接觸線磨損的問(wèn)題，做好檢測(cè)技術(shù)的工作，維護(hù)接觸線在接觸網(wǎng)中的作用。

2 高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

高速鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)中，積極采用檢測(cè)技術(shù)，保障接觸網(wǎng)在高速鐵路中的穩(wěn)定性及可靠性。綜合評(píng)價(jià)高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行，體現(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的重要性。下文列舉高速鐵路接觸網(wǎng)中幾類常見(jiàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用：

2.1 靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)

靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)在高速鐵路的接觸網(wǎng)中，常見(jiàn)于安裝階段，主要檢測(cè)接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、幾何參數(shù)等，采取測(cè)試的方法，對(duì)接觸網(wǎng)的導(dǎo)線高度、拉出值等實(shí)行控制。高速鐵路靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)中，選用多功能激光接觸網(wǎng)測(cè)量?jī)x、界限檢測(cè)車等設(shè)備，專門針對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)，實(shí)行無(wú)接觸靜態(tài)檢測(cè)。靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)高速鐵路的接觸網(wǎng)造成任何損壞，屬于一類安全的檢測(cè)技術(shù)，需根據(jù)接觸網(wǎng)的建設(shè)情況，落實(shí)靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)在物理參數(shù)、幾何參數(shù)等方面的應(yīng)用。靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)的安全性高，常用于高速鐵路接觸網(wǎng)的檢測(cè)工作中，根據(jù)靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)中獲取的信息，落實(shí)接觸網(wǎng)故障的處理方法，做好預(yù)防的工作，避免接觸網(wǎng)事故在高速鐵路中擴(kuò)大，一來(lái)抑制接觸網(wǎng)的故障；二來(lái)保護(hù)高速鐵路接觸網(wǎng)的使用。

2.2 動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)，安排在高速鐵路接觸網(wǎng)工程完畢后，用于檢測(cè)接觸網(wǎng)的安全狀況，同時(shí)還要檢測(cè)接觸網(wǎng)的低速動(dòng)態(tài)性能。動(dòng)態(tài)檢測(cè)中，常用的是熱滑試驗(yàn)，待接觸網(wǎng)空載運(yùn)行進(jìn)入到正常狀態(tài)后，采用熱滑試驗(yàn)，對(duì)接觸網(wǎng)以及弓網(wǎng)實(shí)行檢測(cè)，期間也要檢查高速鐵路車組運(yùn)行后，是否出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)參與到高速鐵路接觸網(wǎng)的檢測(cè)應(yīng)用中，輔助提高了檢測(cè)的水平，動(dòng)態(tài)檢測(cè)表現(xiàn)出了全面、整體的測(cè)試優(yōu)勢(shì)，滿足高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)的基本需求，禁止出現(xiàn)遺漏的項(xiàng)目。動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)參與受電弓運(yùn)行加速度、動(dòng)態(tài)接觸壓力測(cè)量、視頻記錄、受流測(cè)試以及離線率等參數(shù)，維護(hù)接觸網(wǎng)的安全。

2.3 低速動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

低速動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)在高速鐵路接觸網(wǎng)中，選用接觸網(wǎng)的冷滑裝置、接觸網(wǎng)弓網(wǎng)接觸力測(cè)量裝置等，提升接觸網(wǎng)的定位器，分成檢測(cè)車測(cè)量以及地面測(cè)量?jī)蓚€(gè)部分，參與到弓網(wǎng)接觸力、視頻記錄等項(xiàng)目的檢測(cè)中。低速是檢測(cè)技術(shù)的條件，在動(dòng)態(tài)、低速的狀態(tài)下，完成檢測(cè)技術(shù)，合理地分析高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控接觸網(wǎng)運(yùn)行時(shí)期的狀態(tài)，規(guī)避潛在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。低速動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)在高速鐵路接觸網(wǎng)中，比較注重運(yùn)行檢測(cè)，了解低速運(yùn)行時(shí)，高速鐵路接觸網(wǎng)的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)中存在的安全隱患，屬于接觸網(wǎng)運(yùn)行前期一項(xiàng)安全檢測(cè)，目的是把控好接觸網(wǎng)的性能，體現(xiàn)出低速動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用作用。

2.4 聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)技術(shù)

聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)技術(shù)，對(duì)高速鐵路的接觸網(wǎng)實(shí)行全面的檢查，起到整體檢測(cè)的作用。聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)技術(shù)，參與了動(dòng)車組安全性能、平穩(wěn)性能、運(yùn)行舒適度的項(xiàng)目檢測(cè)，還檢測(cè)了動(dòng)車組牽引供電系統(tǒng)以及接觸網(wǎng)本身是否安全、穩(wěn)定。聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)技術(shù)使用時(shí)，能夠檢測(cè)接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)備選型，是否符合實(shí)際的需求，檢驗(yàn)接觸網(wǎng)在橋梁、路基等工程段的基本參數(shù)，確保接觸網(wǎng)的安全。聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)，對(duì)接觸網(wǎng)全線中的子系統(tǒng)，包括運(yùn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)以及配合子系統(tǒng)，做好檢驗(yàn)和調(diào)試的工作，避免接觸網(wǎng)發(fā)生安全問(wèn)題，保護(hù)了高速鐵路接觸網(wǎng)的運(yùn)行，避免發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)案例

以某高速鐵路接觸網(wǎng)為例，分析檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。該高速鐵路接觸網(wǎng)，設(shè)計(jì)壽命超過(guò)30年，接觸導(dǎo)線的壽命應(yīng)磨損，高于200萬(wàn)弓架次，接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度是1.6m，最低懸掛點(diǎn)高度高于5300mm，最低高度高于5150mm，錨段的長(zhǎng)度小于2×700m，隧道內(nèi)小于2×700m，錨段關(guān)節(jié)處，采用五跨的方式，確保接觸網(wǎng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備能夠滿足高速鐵路行車的限界距離要求，提高接觸網(wǎng)的安全度。該鐵路接觸網(wǎng)的檢測(cè)中，采用了計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，獲取接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)，能夠直接檢測(cè)到接觸網(wǎng)的跨距、線張力、預(yù)留馳度等信息，在計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)內(nèi)，模擬出接觸網(wǎng)的狀態(tài)，進(jìn)行改進(jìn)和細(xì)化研究，降低了實(shí)際接觸網(wǎng)建設(shè)的難度。該案例中，高速鐵路接觸網(wǎng)屬于電氣化鐵路，實(shí)行了整體性、一體化的接觸網(wǎng)施工技術(shù)，促使接觸網(wǎng)在動(dòng)車組高速運(yùn)行的狀態(tài)下，始終保持可靠及穩(wěn)定。該案例的接觸網(wǎng)，無(wú)交叉線岔，運(yùn)用自動(dòng)過(guò)分相裝置，配合計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，推進(jìn)了接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，更重要的是保障我國(guó)電氣化鐵路的高效性。該接觸網(wǎng)檢測(cè)中，重點(diǎn)檢查了受電弓的關(guān)鍵部位，保障各項(xiàng)包絡(luò)線的安全，防止列車在高速行駛狀態(tài)下出現(xiàn)打弓事故。

4 結(jié)語(yǔ)

高速鐵路的發(fā)展非?？焖?，逐步改善了我國(guó)交通運(yùn)輸系統(tǒng)，不論是貨運(yùn)，還是客運(yùn)方面，高速鐵路都表現(xiàn)出了較高的優(yōu)勢(shì)。為了提升高速鐵路的安全及性能，要注重接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，充分分析監(jiān)測(cè)技術(shù)，落實(shí)接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，逐步完善接觸網(wǎng)在高速鐵路中的使用狀態(tài)，體現(xiàn)接觸網(wǎng)檢修技術(shù)的高效性和安全性。

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作者簡(jiǎn)介：周吉（1982-），男，四川人，供職于成都國(guó)鐵電氣設(shè)備有限公司，研究方向：鐵路檢測(cè)。

（責(zé)任編輯：王 波）