供電安全檢測監測系統關聯分析方法的應用研究

陳旭

（中國鐵路沈陽局集團有限公司長春高鐵基礎設施段，吉林 長春 130000）

接觸網作為牽引供電系統重要的組成部分，一旦發生弓網故障，極易造成大面積停電，嚴重影響列車的穩定運行。因此，為保證接觸網的穩定性，減少故障的產生，將供電安全檢測監測系統應用到其中，并且通過關聯分析的方式，對接觸網進行故障分析，判斷其運行狀態，根據結果做出適當的調整，確保接觸網運行的穩定性。但是，供電安全檢測監測系統關聯分析方法應用的時候，需要掌握其要點，其目的就是保證分析結果的準確性，為相關工作提供參考。

1 供電安全檢測監測系統關聯分析簡介

1.1 供電安全檢測監測系統概述

供電安全檢測監測系統也叫作6C 系統，主要是針對電氣化鐵路接觸網進行全方位檢測，及時發現和解決運行故障，避免造成較大的隱患。供電安全檢測監測系統主要包括弓網綜合檢測裝置（1C）、接觸網安全巡檢裝置（2C）、車載接觸網運行狀態檢測裝置（3C）、接觸網懸掛狀態檢測監測裝置（4C）、受電弓滑板狀態監測裝置（5C）、接觸網及供電設備地面監測裝置（6C）和6C 系統綜合數據處理中心（6C 數據中心），能夠有效超前防控接觸網設備故障發生，進而保障列車安全運營。

1.2 關聯分析定義

關聯分析主要是指事物間相互影響的關系。針對兩個以上的變量之間存在的某種關系，可以從時間、空間、因果等關系來分析其中存在的特定規律和關聯。關聯分析主要的任務分為2 個方面：（1）分析潛在的關系，主要是利用數據分析方式，對各項數據進行挖掘，結合數據分析事物之間的關聯；（2）需要根據自變量的特性，對目標變量的特性進行分析，從而得出事物之間的關聯特性。

2 供電安全檢測監測系統關聯分析方法

目前，供電安全檢測監測系統的分析方法主要為直接分析法，其缺點在于未形成系統的強關聯性的分析方法。因此，為了更加全面深入地對供電安全檢測監測系統進行分析，考慮到關聯性復雜的特點，本文針對分析對象的不同，綜合分析提出以下幾種關聯分析方法。

2.1 1C 波形對比關聯分析方法

（1）導高、接觸力關聯分析方法。導高、接觸力關聯分析方法適用于1C 檢測波形異常波動變化，關聯補償裝置卡滯問題的分析。分析步驟如下：①分析1C系統數據。主要是全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形疊加對比，對接觸線高度和弓網接觸力波形“突增、突減”波動變化位置進行對比分析；②對平面布置圖進行分析。主要進行異常波形對應錨段補償位置、中錨位置的查找工作；③對4C 靜態幾何參數進行分析。分析波動異常區段，對應4C 靜態檢測幾何數據，分析接觸線高差平順度；④分析4C 系統數據。利用冬夏高低溫4C 數據對中錨Z 繩及兩側吊弦馳度進行對比分析，主要馳度看有無變化；⑤分析2C 系統數據。利用冬夏高低溫2C 數據對補償墜砣移動位置進行對比分析，參照溫度曲線查看墜砣移動量是否符合標準。

（2）拉出值波動分析方法。拉出值波動分析方法適用于支柱傾斜、定位設備變化問題分析。分析步驟如下：①分析1C 系統波形。全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形疊加對比，對拉出值波形“突增、突減”波動變化位置進行對比分析；②分析平面布置圖。從圖中查找異常波形對應支柱位置；③分析2C 數據。利用2C 歷史數據對支柱是否存在傾斜變化進行趨勢分析，確定是否存在支柱傾斜導致拉出值變化的問題；④分析3C視頻。利用3C 弓網視頻觀察接觸線與受電弓相對關系；⑤分析4C 數據。利用4C 歷史數據對定位器、定位環等設備進行趨勢分析，確定定位支持裝置有無松動，定位器是否受力，導致拉出值變化問題。

2.2 2C 補償對比分析方法

2C 補償卡滯對比分析法。2C 補償卡滯對比分析法適用于2C 補償裝置卡滯問題的分析。通過2C 冬夏歷史數據對比，利用等比例分配原理，結合溫度曲線對墜砣溫差變化距離進行計算。具體步驟如下：（1）分析2C系統，針對2C 冬夏高低溫歷史數據對比分析，找出高低溫墜砣位置變化不大處所；（2）根據相對比原理，利用CAD 對2C 補償數據進行標注計算；（3）分析平面布置圖。查找異常補償錨段長度，對照補償裝置溫度曲線，分析高低溫差下對應墜砣應移動距離，與CAD 計算距離進行對比判斷，分析是否存在卡滯。

2.3 3C 溫度超限關聯分析方法

高溫報警關聯分析法。高溫報警關聯分析法主要適用于3C 分析溫度超限關聯上網電纜、設備線夾、隔開觸頭等重點設備損傷問題的分析。具體分析步驟如下：（1）針對3C 系統，對上網電纜、設備線夾、隔開觸頭等重點設備高溫問題進行關聯分析；（2）查找電流致熱缺陷診斷依據。根據3C 高溫設備位置、材質對照維規《電流致熱型設備缺陷診斷依據》分析是否超標；（3）分析4C 系統。查找4C 數據分析高溫設備是否有燒傷痕跡；（4）紅外成像儀。根據高溫缺陷位置，現場利用紅外熱成像儀進行復測，與3C 測溫進行對比分析。

2.4 中心錨結繩馳度關聯分析方法

中錨繩及吊弦馳度變化關聯分析法。中錨繩及相鄰吊弦馳度變化關聯分析法適用于2C、3C、4C 分析中心錨結繩及兩側吊弦馳度變化關聯補償卡滯問題的分析。具體分析步驟如下：（1）分析2C、3C、4C 系統。對6C 各系統分析發現的中心錨結繩及兩側吊弦馳度變化問題，進行補償卡滯關聯分析；（2）分析2C、3C、4C 系統。查找中錨繩及相鄰吊弦馳度變化趨勢，初步判斷補償卡滯時間范圍；（3）分析2C。利用2C 歷史數據對補償墜砣移動位置進行對比分析，參照溫度曲線查看墜砣移動量是否符合標準；（4）對照補償裝置溫度曲線，分析高低溫差下對應墜砣應移動距離，判斷是否存在卡滯；（5）若存在補償卡滯問題，查找4C 數據，分析補償棘輪（滑輪）狀態，確認補償繩是否存在偏磨、脫槽等問題。

3 案例分析

以某鐵路線路的接觸網系統為例，采用2C 補償卡滯對比分析法。2021 年7 月28 日（34℃）為高溫預警天氣，與8 月2 日（20℃）2C 數據對比分析，a 區間0060 號支柱補償墜砣，在溫度相差14℃情況下，承力索墜砣位置明顯向上移動，但接觸線補償墜砣位置基本無變化。

溫差14℃接觸網拍攝對比圖如圖1。

圖1 溫差14℃接觸網拍攝對比圖

采用等比例分配原理計算相關數據，以腕臂上下底座安裝距離1750mm 為標尺，利用CAD 軟件，將兩期2C數據圖片納入，對所需擬定的相對固定位置各部尺寸進行測量，讀出圖像中相對距離，然后計算出1 單位標尺所代表的實際距離，得出實際墜陀移動距離。具體方法如下。

（1）如圖1，利用CAD 測出腕臂上下底座安裝距離L=78.64 個單位，對應安裝圖，現場實際距離為1750mm，每個單位的實際距離s=1750/78.64=22.2533mm。

（2） 利 用CAD 測 出 溫 度 在34 ℃時 墜 陀 抱箍至上部限制架的長度S1=196.63 個單位。 墜陀抱箍至上部限制架的實際距離：S（34 ℃）=S1×s=196.63×22.25=4375.66mm（如圖2）。

圖2 34℃時墜陀抱箍至上部限制架測算圖

同理，計算溫度20 ℃時，墜陀抱箍至上部限制架的實際距離S（20 ℃）=4294.19。在 溫 差14 ℃時，補償墜陀實際移動距離為S（實際）=4375.66-4294.19=81.47mm。如圖3 所示。

圖3 20℃時墜陀抱箍至上部限制架測算圖

（3）查詢圖紙和溫度曲線。根據接觸網平面布置圖我們查詢到，該處補償裝置所在的半錨段長度為605m。查詢該線路設計補償裝置溫度曲線，判斷墜砣溫差14°時的移動行程S（理論）=450mm。

根據以上計算得出：S（理論）450mm ＞S（實際）81.47mm,判斷墜砣存在卡滯。

（4）現場復核整改情況（如圖4）。

圖4 現場整改情況

現場檢查發現墜砣片刮碰出現竄動歪斜，導致突出的墜砣片與限制管底部端頭發生卡滯。調整墜砣與限制管位置后，補償墜砣自由向上移動400mm，恢復正常狀態。

4 結語

目前，關聯分析方法已經逐步應用在供電安全檢測監測系統中，相比直接分析法可以更加全面、真實地對系統狀態進行評估。雖然關聯分析方法近年來發展較快，但總體來看，其結果的準確性還有待提高。因此，需要對供電安全檢測監測系統關聯分析方法進行完善和優化。

（1）供電安全檢測監測系統關聯分析方法的工作量相對較大，并且對人員知識儲備和能力要求較高，人工分析的準確性和效率存在的不足逐漸顯現出來。因此，在關聯分析方法中，需要將智能技術應用其中，不斷完善各項功能，從而有效提升分析效率及結果的準確性。

（2）需要做好數據的深度挖掘工作，并且將接觸網供電設備作為載體，利用各項檢測數據關聯分析，超前防控接觸網設備故障。另外，供電安全檢測監測系統關聯分析方法可有效掌握供電設備運行的技術狀態及發展趨勢，為“全壽命管理”提供重要參考。

綜上所述，為保證接觸網運行的穩定性，減少各類故障的產生，應逐漸將供電安全檢測監測系統關聯分析方法應用推廣，其核心主要是通過采用各類分析方法，精準定位缺陷，科學客觀地分析出問題原因，有效指導維修，超前防控設備隱患，從而更好地為接觸網的安全、穩定運行提供重要保障。