热成像技术在动车组中的应用探讨

王天超 薛鸿福

摘   要：近年来在轨道交通装备制造行业快速发展的过程中，动车组已经成为人们生活中主要的出行方式，电力系统属于其中非常重要的组成部分，其可靠性对动车组的安全运行非常重要。为确保动车组运行的安全可靠，需全面分析其中的安全隐患，增强动车组的调试工序检测水平。使用红外热成像技术有效监控动车组的电气系统运行情况，及时发现负载不平衡问题或者过载问题，明确是否存在安全隐患，确保动车组运行安全。

关键词：热成像技术  动车组  应用

中图分类号：U79.4                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（a）-0145-02

动车组实际运行的过程中，采用红外热成像技术，可有效进行动车组电气系统的监控与检测，及时发现其中存在的安全隐患，确保动车组整体运行的安全可靠。因此，在动车组实际运行的过程中，应该树立正确观念意识，采用热成像技术，将热成像技术的优势充分发挥出来，达到预期的工作目的。

1  热成像技术原理

对于热成像技术而言，属于较为常见的电磁波辐射现象。物体在常规的环境下，会有分子与原子的无规则运动，不断辐射出相关的热红外能量，在分子与原子剧烈运动的情况下，辐射的能力会有所提升，相反辐射能力较小。热成像技术，就是吸收被测量物体的红外辐射能量，对机械设备的表面温度与温度场分布情况进行检测，分析具体的设备发热状况。按照红外辐射的基本定律可以了解到，被检测物体的表面辐射系数处于一定状态的时候，其辐射功率与绝对温度的四次方具有正比的特点，在此情况下，就可以将温度检测转变成为辐射功率检测，在被测物体其他条件不改变的情况下，只是存在故障问题或是缺陷问题，其表面的温度场分布就会出现变化。如果被检测物体材料特性有异常，表面的温度也会出现一定的变化，所以需要使用热成像技术对其进行检测，全面分析被测目标的状态信息。从本质上来讲，热成像技术在应用的过程中，主要原理就是通过热成像探测仪设备，对电气设备的表面温度与温度分布状态进行检测，对热成像的图像进行分析与判断，确认被测对象是否存在异常或是缺陷。

2  热成像技术在动车组中的应用措施

2.1 完善系统的结构

动车组中采用热成像技术，应该按照各种不同电流流过设备所产生的表面温度分布变化情况开展检测工作。在实际检测的过程中，主要采用热成像仪设备对动车组相关设备进行检测分析，将热成像仪、动车组设备与计算机连接在一起，通过计算机的以太网，将检测数据输入到服务器中，这样可以有效进行检测分析[1]。

2.2 设计技术应用流程

动车组中采用热成像技术，在最初运行的过程中，主要对不同类型且状态较为良好的动车组电气设备与具体的接线位置进行分析，采集相关数据信息，通过热成像技术进行检测，搜集关键接线位置的电流数据、电压数据，将其作为基础，创建数据库系统。具体的调试工作中，将被测试位置的热成像图像与电压数据、电流数据等，和数据库系统中的基础数据相互对比，若被测试位置数据与相关数据库中的数据存在差异，计算机就可以将异常的状况，反馈到服务器中，并实现警报。相关测试工作人员在接收到警报信息以后，对异常位置进行重点检查分析，采用其他的检测方式排查异常状况，明确存在异常问题之后，通知相关的维修人员进行处理，在维修之后确保动车组相关设备正常运行[2]。

2.3 完善试验测试的工作流程

车辆相关试验工作完成之后，将整体的车辆设备运行状态反映出来，然后工作人员进行测试操作，合VCB并且全列高压供电，对全列保温进行开启处理，维持工作两个小时之后，利用热成像仪设备，对动车组配电柜内的断路器与电器元件进行检测，分析发热的状态及温升情况，并将其记录下来。与此同时，按照具体的车载电气设备运行状态，对热成像仪在测试期间使用状况进行验证分析。（1）司机室配电柜的试验测试。在司机室配电柜方面，可以采用热成像技术进行处理，通过图像的形式将发热情况反映出来，使用较为清晰的图像，了解区域之内物体的发热状况，并且将被测试区域之内物体的最高、平均与最低温度展现出来，可以按照测试者的具体需求，对最高温度的位置进行定位，从而为车辆没有预知的温度异常状况提供参考数据。例如，在试验测试的工作中，一些端子排位置的最高温度是30℃，比周围的线束温度高很多，利用试验测试的方式可搜集到具体参数，便于了解是否存在故障问题与异常现象。（2）M车组方面的配电柜。在动车组总配电柜的热成像技术应用的过程中，如果动车组中大电流流过断路器设备，电缆与端子有较为明显的发热状态，需全面分析。对端子进行检查，了解是否存在松动现象或是接触不良现象，确认是否有无过载事故隐患，如果局部发热非常明显，需检查是否存在故障隐患[3]。

2.4 完善热成像技术的监测系统

动车组中采用热成像技术，应该完善相关的监测系统，有效开展各方面的监测工作。在此期间可以设计自动化监测系统，该功能能够针对动车组中的设备进行自动巡检，无需工作人员进行检查，在软件中开启相关的巡航功能，将预设方案载入其中，在启动巡航功能以后，就可以自动监测检测区域内设备的温度，在温度超出正常范围之后，可以自动报警，并截取相关的温度异常图片，然后存储到文件夹之内，测试人员在文件夹中查看温度异常图片，按照图片的情况，开展检查工作与维修工作[4]。

2.5 完善人工录制检索系统

动车组中采用热成像技术手段，并完善人工录制检索系统，该功能具有软件录制性能，操作录制开关即可录制相关检测视频。在动车组区域监测的过程中，可人工开启录制的这个功能，将动车组的设备状态录制下来，使用人工检查复核的形式对动车组的运行状态确认，通过热成像技术进行人工录制检索，一旦發现有异常位置，采用软件进行录制视频的分析，建立相应的巡检车组号表格，全面覆盖动车组的设备，在一定程度上可以将热成像技术的强大优势充分发挥出来，达到全方位覆盖的效果。

动车组中采用热成像技术之后，应用效果较为良好。首先，可节省机械设备检查过程中的人力资源与作业时间，缩短工作时间，从根本上降低了工作成本。其次，采用热成像技术措施，可预防端子在多次拔插检查之后，对端子自身产生损害。与此同时，还能发现之前检查中不能发现的虚接安全隐患问题。最后，能够快速并且准确了解到端子是否有松动现象与其他问题，将热成像图像保存下来之后，还能为日后问题研究提供依据。

3  结语

近年来在动车组设备检查的过程中，受到诸多因素的影响，还存在很多问题，不能全面了解端子的故障情况，难以及时发现虚接问题，严重影响各方面工作的顺利实施。因此，在动车组设备检查的过程中，应该积极采用热成像技术措施，完善相关的技术流程与机制，增强各方面的工作效果，打破传统工作的局限性，优化各方面的工作模式与机制，将热成像技术的积极作用充分发挥出来，提升各方面的工作质量和水平。

参考文献

[1] 李世强.热成像技术在动车组上的应用探讨[J].内燃机与配件，2019，56（7）：178-180.

[2] 李书豪，屈昕.CRH5型动车组电气柜接线端子状态检测方案优化[J].城市轨道交通研究，2019，22（2）：74-75，78.

[3] 张许，沈华波.热成像技术在动车组中的应用研究[J].计算机测量与控制，2016，24（12）：221-222.

[4] 郑启亮，张永仕，陈超，等.动车组配电盘元器件状态分析及检测[J].中国科技投资，2017，15（2）：218-219.