熱成像技術(shù)在動(dòng)車組中的應(yīng)用探討

王天超 薛鴻福

摘 ? 要：近年來在軌道交通裝備制造行業(yè)快速發(fā)展的過程中，動(dòng)車組已經(jīng)成為人們生活中主要的出行方式，電力系統(tǒng)屬于其中非常重要的組成部分，其可靠性對(duì)動(dòng)車組的安全運(yùn)行非常重要。為確保動(dòng)車組運(yùn)行的安全可靠，需全面分析其中的安全隱患，增強(qiáng)動(dòng)車組的調(diào)試工序檢測(cè)水平。使用紅外熱成像技術(shù)有效監(jiān)控動(dòng)車組的電氣系統(tǒng)運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)負(fù)載不平衡問題或者過載問題，明確是否存在安全隱患，確保動(dòng)車組運(yùn)行安全。

關(guān)鍵詞：熱成像技術(shù) ?動(dòng)車組 ?應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U79.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（a）-0145-02

動(dòng)車組實(shí)際運(yùn)行的過程中，采用紅外熱成像技術(shù)，可有效進(jìn)行動(dòng)車組電氣系統(tǒng)的監(jiān)控與檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，確保動(dòng)車組整體運(yùn)行的安全可靠。因此，在動(dòng)車組實(shí)際運(yùn)行的過程中，應(yīng)該樹立正確觀念意識(shí)，采用熱成像技術(shù)，將熱成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，達(dá)到預(yù)期的工作目的。

1 ?熱成像技術(shù)原理

對(duì)于熱成像技術(shù)而言，屬于較為常見的電磁波輻射現(xiàn)象。物體在常規(guī)的環(huán)境下，會(huì)有分子與原子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷輻射出相關(guān)的熱紅外能量，在分子與原子劇烈運(yùn)動(dòng)的情況下，輻射的能力會(huì)有所提升，相反輻射能力較小。熱成像技術(shù)，就是吸收被測(cè)量物體的紅外輻射能量，對(duì)機(jī)械設(shè)備的表面溫度與溫度場(chǎng)分布情況進(jìn)行檢測(cè)，分析具體的設(shè)備發(fā)熱狀況。按照紅外輻射的基本定律可以了解到，被檢測(cè)物體的表面輻射系數(shù)處于一定狀態(tài)的時(shí)候，其輻射功率與絕對(duì)溫度的四次方具有正比的特點(diǎn)，在此情況下，就可以將溫度檢測(cè)轉(zhuǎn)變成為輻射功率檢測(cè)，在被測(cè)物體其他條件不改變的情況下，只是存在故障問題或是缺陷問題，其表面的溫度場(chǎng)分布就會(huì)出現(xiàn)變化。如果被檢測(cè)物體材料特性有異常，表面的溫度也會(huì)出現(xiàn)一定的變化，所以需要使用熱成像技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，全面分析被測(cè)目標(biāo)的狀態(tài)信息。從本質(zhì)上來講，熱成像技術(shù)在應(yīng)用的過程中，主要原理就是通過熱成像探測(cè)儀設(shè)備，對(duì)電氣設(shè)備的表面溫度與溫度分布狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)熱成像的圖像進(jìn)行分析與判斷，確認(rèn)被測(cè)對(duì)象是否存在異常或是缺陷。

2 ?熱成像技術(shù)在動(dòng)車組中的應(yīng)用措施

2.1 完善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

動(dòng)車組中采用熱成像技術(shù)，應(yīng)該按照各種不同電流流過設(shè)備所產(chǎn)生的表面溫度分布變化情況開展檢測(cè)工作。在實(shí)際檢測(cè)的過程中，主要采用熱成像儀設(shè)備對(duì)動(dòng)車組相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)分析，將熱成像儀、動(dòng)車組設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接在一起，通過計(jì)算機(jī)的以太網(wǎng)，將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入到服務(wù)器中，這樣可以有效進(jìn)行檢測(cè)分析[1]。

2.2 設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用流程

動(dòng)車組中采用熱成像技術(shù)，在最初運(yùn)行的過程中，主要對(duì)不同類型且狀態(tài)較為良好的動(dòng)車組電氣設(shè)備與具體的接線位置進(jìn)行分析，采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過熱成像技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，搜集關(guān)鍵接線位置的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)，將其作為基礎(chǔ)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。具體的調(diào)試工作中，將被測(cè)試位置的熱成像圖像與電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)等，和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相互對(duì)比，若被測(cè)試位置數(shù)據(jù)與相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存在差異，計(jì)算機(jī)就可以將異常的狀況，反饋到服務(wù)器中，并實(shí)現(xiàn)警報(bào)。相關(guān)測(cè)試工作人員在接收到警報(bào)信息以后，對(duì)異常位置進(jìn)行重點(diǎn)檢查分析，采用其他的檢測(cè)方式排查異常狀況，明確存在異常問題之后，通知相關(guān)的維修人員進(jìn)行處理，在維修之后確保動(dòng)車組相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)行[2]。

2.3 完善試驗(yàn)測(cè)試的工作流程

車輛相關(guān)試驗(yàn)工作完成之后，將整體的車輛設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反映出來，然后工作人員進(jìn)行測(cè)試操作，合VCB并且全列高壓供電，對(duì)全列保溫進(jìn)行開啟處理，維持工作兩個(gè)小時(shí)之后，利用熱成像儀設(shè)備，對(duì)動(dòng)車組配電柜內(nèi)的斷路器與電器元件進(jìn)行檢測(cè)，分析發(fā)熱的狀態(tài)及溫升情況，并將其記錄下來。與此同時(shí)，按照具體的車載電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)熱成像儀在測(cè)試期間使用狀況進(jìn)行驗(yàn)證分析。（1）司機(jī)室配電柜的試驗(yàn)測(cè)試。在司機(jī)室配電柜方面，可以采用熱成像技術(shù)進(jìn)行處理，通過圖像的形式將發(fā)熱情況反映出來，使用較為清晰的圖像，了解區(qū)域之內(nèi)物體的發(fā)熱狀況，并且將被測(cè)試區(qū)域之內(nèi)物體的最高、平均與最低溫度展現(xiàn)出來，可以按照測(cè)試者的具體需求，對(duì)最高溫度的位置進(jìn)行定位，從而為車輛沒有預(yù)知的溫度異常狀況提供參考數(shù)據(jù)。例如，在試驗(yàn)測(cè)試的工作中，一些端子排位置的最高溫度是30℃，比周圍的線束溫度高很多，利用試驗(yàn)測(cè)試的方式可搜集到具體參數(shù)，便于了解是否存在故障問題與異常現(xiàn)象。（2）M車組方面的配電柜。在動(dòng)車組總配電柜的熱成像技術(shù)應(yīng)用的過程中，如果動(dòng)車組中大電流流過斷路器設(shè)備，電纜與端子有較為明顯的發(fā)熱狀態(tài)，需全面分析。對(duì)端子進(jìn)行檢查，了解是否存在松動(dòng)現(xiàn)象或是接觸不良現(xiàn)象，確認(rèn)是否有無過載事故隱患，如果局部發(fā)熱非常明顯，需檢查是否存在故障隱患[3]。

2.4 完善熱成像技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

動(dòng)車組中采用熱成像技術(shù)，應(yīng)該完善相關(guān)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效開展各方面的監(jiān)測(cè)工作。在此期間可以設(shè)計(jì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該功能能夠針對(duì)動(dòng)車組中的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)巡檢，無需工作人員進(jìn)行檢查，在軟件中開啟相關(guān)的巡航功能，將預(yù)設(shè)方案載入其中，在啟動(dòng)巡航功能以后，就可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)設(shè)備的溫度，在溫度超出正常范圍之后，可以自動(dòng)報(bào)警，并截取相關(guān)的溫度異常圖片，然后存儲(chǔ)到文件夾之內(nèi)，測(cè)試人員在文件夾中查看溫度異常圖片，按照?qǐng)D片的情況，開展檢查工作與維修工作[4]。

2.5 完善人工錄制檢索系統(tǒng)

動(dòng)車組中采用熱成像技術(shù)手段，并完善人工錄制檢索系統(tǒng)，該功能具有軟件錄制性能，操作錄制開關(guān)即可錄制相關(guān)檢測(cè)視頻。在動(dòng)車組區(qū)域監(jiān)測(cè)的過程中，可人工開啟錄制的這個(gè)功能，將動(dòng)車組的設(shè)備狀態(tài)錄制下來，使用人工檢查復(fù)核的形式對(duì)動(dòng)車組的運(yùn)行狀態(tài)確認(rèn)，通過熱成像技術(shù)進(jìn)行人工錄制檢索，一旦發(fā)現(xiàn)有異常位置，采用軟件進(jìn)行錄制視頻的分析，建立相應(yīng)的巡檢車組號(hào)表格，全面覆蓋動(dòng)車組的設(shè)備，在一定程度上可以將熱成像技術(shù)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，達(dá)到全方位覆蓋的效果。

動(dòng)車組中采用熱成像技術(shù)之后，應(yīng)用效果較為良好。首先，可節(jié)省機(jī)械設(shè)備檢查過程中的人力資源與作業(yè)時(shí)間，縮短工作時(shí)間，從根本上降低了工作成本。其次，采用熱成像技術(shù)措施，可預(yù)防端子在多次拔插檢查之后，對(duì)端子自身產(chǎn)生損害。與此同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)之前檢查中不能發(fā)現(xiàn)的虛接安全隱患問題。最后，能夠快速并且準(zhǔn)確了解到端子是否有松動(dòng)現(xiàn)象與其他問題，將熱成像圖像保存下來之后，還能為日后問題研究提供依據(jù)。

3 ?結(jié)語

近年來在動(dòng)車組設(shè)備檢查的過程中，受到諸多因素的影響，還存在很多問題，不能全面了解端子的故障情況，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)虛接問題，嚴(yán)重影響各方面工作的順利實(shí)施。因此，在動(dòng)車組設(shè)備檢查的過程中，應(yīng)該積極采用熱成像技術(shù)措施，完善相關(guān)的技術(shù)流程與機(jī)制，增強(qiáng)各方面的工作效果，打破傳統(tǒng)工作的局限性，優(yōu)化各方面的工作模式與機(jī)制，將熱成像技術(shù)的積極作用充分發(fā)揮出來，提升各方面的工作質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 李世強(qiáng).熱成像技術(shù)在動(dòng)車組上的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019，56（7）：178-180.

[2] 李書豪，屈昕.CRH5型動(dòng)車組電氣柜接線端子狀態(tài)檢測(cè)方案優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2019，22（2）：74-75，78.

[3] 張?jiān)S，沈華波.熱成像技術(shù)在動(dòng)車組中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2016，24（12）：221-222.

[4] 鄭啟亮，張永仕，陳超，等.動(dòng)車組配電盤元器件狀態(tài)分析及檢測(cè)[J].中國科技投資，2017，15（2）：218-219.