城市轨道交通接触网检测技术综述

2020-06-12范航

商品与质量 2020年6期

范航

中铁五局集团电务工程有限责任公司湖南株洲 410000

当前，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。

1 接触网检测技术的分类

城市轨道交通接触网的检测技术可按不同的方式进行分类。按接触网检测方式的分类方法，可将其分为接触式检测和非接触式检测。接触式检测需要将传感器直接与接触网连接，以获取接触网上的信号，评估接触网的运行状态。需要接触式检测的参数主要有硬点、接触力等等。接触式检测一般在线路施工或停运状态下开展，较难在线路运行过程中进行检测。非接触式检测主要借助当前新的传感技术进行图像的采集，利用图像来判断接触网的运行状态。非接触式检测便于在运营过程中在线检测接触网的运行状态。根据接触网运行状态将接触网检测技术分为静态检测和动态检测。静态检测是接触网在未传输牵引功率情况下进行的参数测量方法，主要用于接触网静态参数的检测，适合在施工阶段或运营期夜间线路停运后进行检测。动态检测是接触网在施加激励，正常传输牵引功率的状态下进行的参数检测，可在线判断接触网运行时的情况，以快速有效发现接触网故障[1]。

2 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[2]。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[3]。

3 接触网检修模式的发展

当前，对设备检修一般有故障检修、计划检修和状态检修的区别。接触网状态的检修也是如此。一般故障检修是当被检修部分出现故障后，对被检修部分进行紧急维修，使其正常运行。但故障检修的方式通常是在被检修部件已经损坏，系统运行已经受到一定的影响情况下。特别是接触网这类核心设备，若出现故障状态，将对系统运行产生很大影响。故障检修已经无法有效适应关键核心设备的检修。计划检修可预先设定设备检修的内容与间隔时间，定期对设备进行例行检查和维修。相关设备的故障是有一定周期演化过程的，从良好状态逐渐劣化，然后带来设备故障。因此有计划的检修可以有效提前避免故障的发生。从故障预防的角度已经将检修节点提前，可以有效地消除设备的安全隐患，保证设备的运行。但计划检修方式也存在相应的问题，例如有可能出现检修不足或者检修过程的情况，导致检修质量差。当前，接触网状态检修技术亟待发展，状态检修可以根据当前状态进行检测和诊断，根据当前状态指标反映需要的维修情况，其系统构架如图1所示[4]。