電氣化鐵道接觸網檢測技術與故障分析

李健 李超

【摘?要】我國電氣化技術的進步，使該技術在各個領域中得到了廣泛的應用，電氣化設備也變得愈發精密。在鐵路工程中，鐵道接觸網是實現列車得以高速運行的關鍵，因此必須要保證鐵道接觸網性能及結構的優越性，通過高匹配的弓網性能發揮，以此實現兩者性能的最大化呈現。為此，本文對高速鐵路領域中鐵道接觸網的主要構成進行了闡述，以此深入分析電氣化鐵道接觸網檢測技術，并針對電氣化鐵道接觸網中的常見故障，提出相應的預防措施。以期能夠為鐵路安全提供參考與幫助。

【關鍵詞】電氣化;鐵道接觸網;檢測技術;故障

引言

高速鐵路接觸網是在空架鐵路線上設置的一種特殊形式的向電力機車供電的輸電線路，接觸網輸送的電流通過機車上端運送給高鐵列車，從而使之運行。如果接觸網一旦停電，或接觸網與列車電弓的接觸作用失效，便會嚴重影響列車的供電系統。因而針對高速鐵路接觸網的安全性和效率的相關檢測就有了若干技術來監控高速鐵路中的接觸網性能，從而保證高速鐵路的正常運營，而更加重要的是要通過這些關鍵技術來避免或者預防接觸網發生安全風險事故。

1電氣化鐵道接觸網的常見故障分析及預防

1.1電氣化鐵道接觸網的常見故障分析

對于電氣化鐵道接觸網來說，其故障原因可能有很多，但無論是哪種故障，其大致都屬于以下幾種情況：首先，故障可能是因接觸網的施工質量不合格所引起的，如在對電氣化鐵道接觸網進行施工時，并沒有按照施工要求來對各個部位的螺栓進行緊固，進而造成螺栓松動、脫落等現象，并導致接觸網中的某項參數出現變化異常。如果接觸網中的某項參數發生失控，便可能會引發打弓、鉆弓等故障。其次，故障可能是由于接觸網中的某個零部件發生脫落或變形。再次，故障原因可能是因接觸網在設計過程中采用了不合理的結構所引起的，在對接觸網進行設計與施工時，因其結構的不合理性都會導致故障的發生。最后，接觸網作為一種露天的電氣化裝置，其在運行過程中會因氣候的變化而受到不同程度的影響，當這種影響變得愈發明顯時，便會導致接觸網中的某項參數發生變化，甚至造成支柱發生傾斜，正是這些原因進一步引發故障。

1.2電氣化鐵道接觸網的故障預防措施

要想預防電氣化鐵道接觸網的常見故障，就必須要采取以下預防措施：首先，需要加強6C系統的應用，使其能夠對電氣化鐵道接觸網的運行參數進行加強監測，并根據溫度曲線來對設備進行及時的安裝與調整，防止溫度變化給設備的運行參數造成不利影響。其次，針對接觸網的零部件脫落、變形等故障，需要加強電氣化鐵道接觸網各個零部件的合理改造。最后，面對自然環境中氣候的變化，需要采用設置防護樁、護坡等方式來強化電氣化設備的抗災能力，提高其對惡劣環境的適用性。同時還要做好電氣連接工作，并對接觸網的絕緣性進行強化檢查，尤其是在污染嚴重區段，需要進行密切監測，采用抗污性更強的絕緣材料，以此提高電氣化鐵道絕緣網的絕緣性能，防范故障的發生。

2電氣化鐵道接觸網檢測技術

2.1弓網參數方法的分析

在弓網系統中，因為弓網系統就是接觸網中的一類服役設備，在實際的使用中，會產生動態參數，這些參數是接觸網檢測的重要參考。借助對弓網參數的參考，可以對接觸網實際運行中的壓力值以及方差展開計算，對弓網實際運行的性能展開測定。在進行參數測量的時候，需要在弓網中設置四個感應器，位置就在壓力接受板的兩端。這些感應器的主要作用，就是實現壓力傳遞，然后在末端的位置，可以對壓力大小進行顯示，電弓運行的實際過程中，可以借助牛頓定理，計算出電弓重量以及接觸網壓力。弓網參數是一種動態數據，時刻在變化中，也受到諸多因素的影響，因此還是需要選擇一些質地非常優良的傳感器。當下諸多的傳感器，采用的是接觸式模式。

2.2靜態檢測

靜態檢測是指通過測量接觸懸掛各個部位的靜態尺寸，判斷接觸網實際參數與設計標準之間的差距。通常在線路停運時，由檢修人員攜帶特定檢測裝置對接觸網的接觸線高度、抬升值、之字值等靜態數據進行測量收集。靜態測量能夠在機車運行之初確保接觸網的技術參數要求，從源頭杜絕事故風險，是日常運維工作的一項常規任務，也是降低事故發生概率的有效手段。機車運行導致接觸網與受電弓的性能隨之發生改變，從而限制了靜態檢測的應用范圍，但是靜態測量的檢測數據能夠真實反映接觸網的幾何尺寸等數據，為接觸網進行動態測量提供參考。

2.3動態檢測技術運用

通常，鐵路接觸網下載安裝好之后，才能開始運用該技術，以此對鐵路接觸網進行檢查，同時還能檢測其低速動態功能。開展這項工作時，主要采用的是熱滑試驗法，直到呈現出穩定的空載運行狀態，才能開始檢測弓網及供電，同時需記性偵測車輛在高速鐵路的運行狀態，尤其側重對鐵路網拉弧進行偵測。通過使用該項技術，可對受電弓的視頻記錄、加速度進行偵測，同時還能偵測離線率數據，確保鐵路接觸網呈現出安全穩定的行駛狀態。

2.4聯調聯試檢測技術應用

聯調聯試檢測技術可以系統的檢測高速鐵路接觸網的安全性，從整體上起到檢測的作用。該項技術能夠檢測高鐵及動車組列車的整體性能如安全性能、平穩性能以及舒適度要求。除此之外，它還能夠檢測高鐵及動車組牽引供電系統以及接觸網本身是否具備安全性和穩定性。在運用聯調聯試這一檢測技術時，要特別注意檢測接觸網的設計參數、設備選型等數據是否符合實際的需求或滿足相關的規定，檢測接觸網在特殊路段如橋梁、山洞、路基等地方的基本參數是否符合接觸網的安全要求。聯調聯試技術要做好檢驗和調試接觸網中的子系統的工作，其中包括運轉子系統以及配合子系統，由此可以避免接觸網存在的安全隱患，進而保護了高速鐵路接觸網的正常運行，避免出現重大安全事故。

2.5CCHM技術分析

在對鐵道接觸網進行檢測時，還要針對其懸掛系統的各個零部件的運行狀態來采取相應的檢測方法，當懸掛裝置內的某個零部件發生故障時，勢必會對供電系統的運行帶來巨大影響。為了找出接觸網懸掛裝置中的可能存在的安全問題，檢測人員往往會進行人工巡檢，但這種巡檢方式不僅耗時耗力，而且對于許多具有隱蔽性的故障是無法及時發現的，這也給故障檢測帶來了較大難度。為此，在接觸網電源不被切斷的情況下，需要提出一種自動化的檢測技術，而接觸網懸掛監測則是利用計算機技術來進行系統識別以及圖像匹配的，該技術分別采用了模板匹配法和霍夫變換法，從而使接觸網圖像能夠得到有效的處理，該技術可依據接觸網在局部位置上所具有的相關特征來進行檢測，其能夠判斷出零部件的位置是否合理，并找出零部件中可能存在的問題。該技術在實施過程中，首先要對接觸網中的樣本圖像進行獲取，然后通過分類技術來處理樣本圖像，并結合各部分所具有的數據特點來生成樣板。檢測人員在進行數據監測時，可通過邊緣檢測的方式來實現對懸掛狀態的實時性監測。

結語

綜上所述，為了使高速鐵路供電能夠安全穩定的運行，必須細心探討鐵路接觸網所采用的檢測技術，同時分析其工作原理，全面了解這些技術的具體特點，將其充分應用于各個項目中，才能提高鐵路的運行速率，進而促進高鐵事業取得更好發展。本文先簡單介紹了鐵路接觸網的主要組成部分，接著對鐵路接觸網最常采用的檢測關鍵技術展開深入探討。希望通過本文的論述，能夠引起鐵路建設者的高度重視。

參考文獻：

[1]周吉，吳春果.高速鐵路接觸網檢測技術分析[J].中國高新技術企業，2017（3）：110-111.

[2]曹兵，邢西沙，迮繼亮.高速鐵路接觸網檢測技術的探討及應用[J].科技視界，2015（4）：402.

（作者單位：沈陽地鐵有限公司運營分公司）