关于地铁接触网状态检测的探讨

关于地铁接触网状态检测的探讨

杨灿

贵阳市城市轨道交通集团有限公司运营分公司， 贵州 贵阳 550081

摘要：目前，我国城市轨道交通进入快速发展时期，多个城市已开通或正在建设轨道交通线路，而线路的运行安全成为关键。牵引供电系统是轨道交通安全运行的基础，接触网是牵引供电系统的重要组成部分。接触网将电能由牵引变电所输送至列车位置，以驱动列车运行。接触网的运行状态直接影响城市轨道交通牵引供电系统运行安全和列车的受流质量。除此之外，接触网运行过程中，还应保证牵引功率传输的可靠性，保证系统的运行寿命，减少接触网运行过程对周边环境的影响。如何保障建设和日常运行中接触网运行状态良好成为轨道交通线路运行的关键要求。为此，应在线路建设和运营过程中对接触网开展定期检测。而随着相关传感技术和检测手段的不断发展，接触网的检测技术也在不断革新，检测效果逐渐提升。目前，已经有部分城市轨道交通线路采用新型接触网检测技术，并取得较好的检测效果。

关键词：地铁接触网；状态检测；探讨

引言

铁路运输业是国民经济发展阶段的支柱性产业，近些年，在相关技术带动下，铁路运输业获得了较长足发展，但不能否认的是该产业发展阶段存在一些不足，若不能及时消除，则可能会对铁路系统运营效率与质量形成负面影响。接触网是铁路运输系统中的重要一环，其涉及到设计、安装、施工及养护等环节，其中施工技术对电气化铁路工程形成的影响最大。虽然很多单位及人员已认识到接触网施工技术质量把关的重要意义，但在实践中并没有真正落到实处，鉴于此文章主要探究电气化铁路接触网施工技术要点与质量控制。

1 接触网检测的内容及方法

城市轨道交通接触网在检测时主要检测参数有接触网的几何参数，受电弓电流参数，弓网燃弧参数，接触网温度参数，磨耗程度及周边元件运行状态等。不同检测参数对检测技术的要求不同。对接触网主要参数的检测方法的当前进展进行分析。在接触网磨耗检测过程中，通过线阵相机来在线采集接触网的图像，根据图像处理结果对接触网的位置进行定位，同时利用图像处理方法对接触网的磨耗情况进行判断。在接触网打火情况检测中，通过选择合适的紫外镜头和传感器设备，来检测特定谱段的紫外光，从而通过非接触方式获得接触网的燃弧情况，以此来判断接触网运行的安全性。在线路正常运行过程中，通过高清成像的方法来捕捉接触网及周边零部件的细节特征，以此来判断接触网及周边零部件的安全。高清成像可以有效分辨出绝缘子破损、倾斜，周边零部件松动、脱落等问题。同时可有效进行接触网及周边部件的智能诊断。接触网周边的温度反映了接触网电流流通的通畅性。通常，当接触网连接部位发生氧化腐蚀或者接头松动时，连接电阻会增大，此时连接部位的温度会较高。对接触网及周边进行温度监测可以有效判断接触网的运行状态。红外热像仪技术为接触网温度的检测提供了便捷。红外热像仪检测距离远，无需接触被检测体，可带点在线检测等优点为接触网检测提供了新的检测技术，目前也已经在轨道交通接触网检测应用中发挥了一定的优势。

2 地铁接触网状态检测的措施

2.1 浇筑施工

电气化铁路接触网施工阶段，需要对拉线、杯形、钢柱等基础设施进行浇筑处理。正式施工前期，一定要保证准备工作的全面性，数次检测基坑规则尺寸，安装外模后便进入到浇筑底部混凝土的工序。在以上过程中，应保证垫层制作质量，安装经校正的内模构件，取样是最后一环节，只有在确定质量达标后，方可做出抹面、拆模处理。浇筑阶段，应重视如下几方面内容：（1）安装外钢板阶段，组织施工技术人员深度分析水平基准点和基础顶面在规格、高程方面存在的差异，于基坑上方构建设外模，维持其和装连线中心的统一性。加强外模的固定处理，减少浇筑阶段移位情况的发生率。（2）浇筑垫层与底端混凝土时，应加大垫层厚度值的控制，立足于工况准确测算出垫层、混凝土构件的数目，严格遵照定量原则加以搅拌，有益于维护工程建设质量，降低造价，减少不良情况的发生，促进施工成本的有效节约。（3）校正与安装内模时，科学规划脱模剂用量，保证其充足，但又不能浪费，对内模做出特殊标识，维持定位桩和标识中心点两者处于同一直线上，及时处理偏移情况。（4）养护余涂抹阶段，均要加大混凝土浇筑质量的检测，保证其无明显的质量缺陷，且混凝土混凝土表面顺滑。结合工况及气候条件，合理设计养护方案，尽量维持混凝土表面的湿润度，养护时间≥7d。

2.2 传感器终端设计

传感器终端是基础数据采集，定时采集高铁接触网的关键参数。接触网的张力、温度、振动等参数对接触网系统安全、可靠、稳定运营起着至关重要的影响，直接关系到接触网系统的运营状态。张力监测采用旁压式测量技术实现张力测量。张力及温度监测系统由传感器、电源适配器、温度传感器、采集传输板卡、太阳能供电系统、结构球体组成。进行数据采集时，监测模块将采集到的数据通过无线网络传输给LTE基站，LTE基站通过BBU将数据经ADM传输至现场调度所，调度所经既有光纤通道传输至指挥中心，监测数据最后通过核心网服务区在用户的数据管理平台呈现。供电单元用于为整个监测模块提供工作电压，张力及温度监测模块设计中采用太阳能供电方式。选用的太阳能系统工作环境覆盖-40℃至+60℃，具有防雷、防电冲击措施，可以在37KV/50HZ输电线附近可靠工作。

2.3 吊弦施工

调载流技术是吊弦施工阶段常用手段之一，该技术方法应用阶段规定要稳固电气化铁路接触网吊弦两侧，施工阶段尽量做到一次安装到位、一次成型。需要借用激光测距，经纬仪收集初始信息，构建数据库，拟编最适宜的施工流程，传送初始信息，历经系统分析测算后，打印报告。吊弦施工实践要点可以做出如下阐释：组织施工人员于梯车完成吊弦的安装任务，要指派一名施工经验丰富的技术人员前去与梯车上人员进行配合，安排一名施工人员负责操控梯车的行进速度，以防对吊弦施工质量形成负面影响。规范使用线坠，于承力索上方完成吊弦所处方位的投影工作，依照接触网施工设计方案合理安设承力索吊弦线夹，随后安装吊弦线夹设施，科学调整其和水平地面的夹角。安装吊弦全过程，均要维持载流圈与梯车运行方向的统一性，严格依照设定的次序穿入吊弦线夹螺栓，线鼻在前、线夹随其后，螺帽是收尾操作，紧固螺母以保证其安装效果。

2.4 地铁接触网的静态检测

静态检测是利用运行检测车辆在接触网静态状态下进行非接触式测量，或人工使用仪器、工具测量接触网状态，并对不标准的部分进行校正和维护，最大限度的降低安全事故的发生概率。地铁机车的长期运行会使得接触网和受电弓的性能随之下降，极大地限制了静态检测作用的发挥，但静态检测的数据可以真实反映出接触网的具体几何参数，为进一步的维护工作提供参考。同时静态检测是对动态检测的复核、确认。

3 结语

本文针对城市轨道交通接触网检测技术的发展进行总结和综述，分析了接触网检测技术的分类及不同检测技术的适用范围，阐述了接触网检测参数及对应检测方法的发展，为实际线路接触网检测技术和检修模式的发展提供依据和支撑。

参考文献:

[1]李向国.高速铁路[M].北京:中国铁道出版社,2011．

[2]胡毅,刘凯等.输电线路遥感巡检与监测技术[M].北京:中国电力出版社,2012.

[3]黄新波.输电线路在线监测与故障诊断[M].北京:中国电力出版社,2013.

[4]黄新波,蒋兴良.智能电网输电线路在线监测技术进展[J].广东电力,2014,27（6）:72-76.

[5]韩成春，唐翔.压力传感器在线状态监测装置研发[J].测控技术,2015,34（11）:130-134.