供电安全检测监测系统关联分析方法的应用研究

陈旭

（中国铁路沈阳局集团有限公司长春高铁基础设施段，吉林 长春 130000）

接触网作为牵引供电系统重要的组成部分，一旦发生弓网故障，极易造成大面积停电，严重影响列车的稳定运行。因此，为保证接触网的稳定性，减少故障的产生，将供电安全检测监测系统应用到其中，并且通过关联分析的方式，对接触网进行故障分析，判断其运行状态，根据结果做出适当的调整，确保接触网运行的稳定性。但是，供电安全检测监测系统关联分析方法应用的时候，需要掌握其要点，其目的就是保证分析结果的准确性，为相关工作提供参考。

1 供电安全检测监测系统关联分析简介

1.1 供电安全检测监测系统概述

供电安全检测监测系统也叫作6C 系统，主要是针对电气化铁路接触网进行全方位检测，及时发现和解决运行故障，避免造成较大的隐患。供电安全检测监测系统主要包括弓网综合检测装置（1C）、接触网安全巡检装置（2C）、车载接触网运行状态检测装置（3C）、接触网悬挂状态检测监测装置（4C）、受电弓滑板状态监测装置（5C）、接触网及供电设备地面监测装置（6C）和6C 系统综合数据处理中心（6C 数据中心），能够有效超前防控接触网设备故障发生，进而保障列车安全运营。

1.2 关联分析定义

关联分析主要是指事物间相互影响的关系。针对两个以上的变量之间存在的某种关系，可以从时间、空间、因果等关系来分析其中存在的特定规律和关联。关联分析主要的任务分为2 个方面：（1）分析潜在的关系，主要是利用数据分析方式，对各项数据进行挖掘，结合数据分析事物之间的关联；（2）需要根据自变量的特性，对目标变量的特性进行分析，从而得出事物之间的关联特性。

2 供电安全检测监测系统关联分析方法

目前，供电安全检测监测系统的分析方法主要为直接分析法，其缺点在于未形成系统的强关联性的分析方法。因此，为了更加全面深入地对供电安全检测监测系统进行分析，考虑到关联性复杂的特点，本文针对分析对象的不同，综合分析提出以下几种关联分析方法。

2.1 1C 波形对比关联分析方法

（1）导高、接触力关联分析方法。导高、接触力关联分析方法适用于1C 检测波形异常波动变化，关联补偿装置卡滞问题的分析。分析步骤如下：①分析1C系统数据。主要是全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形叠加对比，对接触线高度和弓网接触力波形“突增、突减”波动变化位置进行对比分析；②对平面布置图进行分析。主要进行异常波形对应锚段补偿位置、中锚位置的查找工作；③对4C 静态几何参数进行分析。分析波动异常区段，对应4C 静态检测几何数据，分析接触线高差平顺度；④分析4C 系统数据。利用冬夏高低温4C 数据对中锚Z 绳及两侧吊弦驰度进行对比分析，主要驰度看有无变化；⑤分析2C 系统数据。利用冬夏高低温2C 数据对补偿坠砣移动位置进行对比分析，参照温度曲线查看坠砣移动量是否符合标准。

（2）拉出值波动分析方法。拉出值波动分析方法适用于支柱倾斜、定位设备变化问题分析。分析步骤如下：①分析1C 系统波形。全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形叠加对比，对拉出值波形“突增、突减”波动变化位置进行对比分析；②分析平面布置图。从图中查找异常波形对应支柱位置；③分析2C 数据。利用2C 历史数据对支柱是否存在倾斜变化进行趋势分析，确定是否存在支柱倾斜导致拉出值变化的问题；④分析3C视频。利用3C 弓网视频观察接触线与受电弓相对关系；⑤分析4C 数据。利用4C 历史数据对定位器、定位环等设备进行趋势分析，确定定位支持装置有无松动，定位器是否受力，导致拉出值变化问题。

2.2 2C 补偿对比分析方法

2C 补偿卡滞对比分析法。2C 补偿卡滞对比分析法适用于2C 补偿装置卡滞问题的分析。通过2C 冬夏历史数据对比，利用等比例分配原理，结合温度曲线对坠砣温差变化距离进行计算。具体步骤如下：（1）分析2C系统，针对2C 冬夏高低温历史数据对比分析，找出高低温坠砣位置变化不大处所；（2）根据相对比原理，利用CAD 对2C 补偿数据进行标注计算；（3）分析平面布置图。查找异常补偿锚段长度，对照补偿装置温度曲线，分析高低温差下对应坠砣应移动距离，与CAD 计算距离进行对比判断，分析是否存在卡滞。

2.3 3C 温度超限关联分析方法

高温报警关联分析法。高温报警关联分析法主要适用于3C 分析温度超限关联上网电缆、设备线夹、隔开触头等重点设备损伤问题的分析。具体分析步骤如下：（1）针对3C 系统，对上网电缆、设备线夹、隔开触头等重点设备高温问题进行关联分析；（2）查找电流致热缺陷诊断依据。根据3C 高温设备位置、材质对照维规《电流致热型设备缺陷诊断依据》分析是否超标；（3）分析4C 系统。查找4C 数据分析高温设备是否有烧伤痕迹；（4）红外成像仪。根据高温缺陷位置，现场利用红外热成像仪进行复测，与3C 测温进行对比分析。

2.4 中心锚结绳驰度关联分析方法

中锚绳及吊弦驰度变化关联分析法。中锚绳及相邻吊弦驰度变化关联分析法适用于2C、3C、4C 分析中心锚结绳及两侧吊弦驰度变化关联补偿卡滞问题的分析。具体分析步骤如下：（1）分析2C、3C、4C 系统。对6C 各系统分析发现的中心锚结绳及两侧吊弦驰度变化问题，进行补偿卡滞关联分析；（2）分析2C、3C、4C 系统。查找中锚绳及相邻吊弦驰度变化趋势，初步判断补偿卡滞时间范围；（3）分析2C。利用2C 历史数据对补偿坠砣移动位置进行对比分析，参照温度曲线查看坠砣移动量是否符合标准；（4）对照补偿装置温度曲线，分析高低温差下对应坠砣应移动距离，判断是否存在卡滞；（5）若存在补偿卡滞问题，查找4C 数据，分析补偿棘轮（滑轮）状态，确认补偿绳是否存在偏磨、脱槽等问题。

3 案例分析

以某铁路线路的接触网系统为例，采用2C 补偿卡滞对比分析法。2021 年7 月28 日（34℃）为高温预警天气，与8 月2 日（20℃）2C 数据对比分析，a 区间0060 号支柱补偿坠砣，在温度相差14℃情况下，承力索坠砣位置明显向上移动，但接触线补偿坠砣位置基本无变化。

温差14℃接触网拍摄对比图如图1。

图1 温差14℃接触网拍摄对比图

采用等比例分配原理计算相关数据，以腕臂上下底座安装距离1750mm 为标尺，利用CAD 软件，将两期2C数据图片纳入，对所需拟定的相对固定位置各部尺寸进行测量，读出图像中相对距离，然后计算出1 单位标尺所代表的实际距离，得出实际坠陀移动距离。具体方法如下。

（1）如图1，利用CAD 测出腕臂上下底座安装距离L=78.64 个单位，对应安装图，现场实际距离为1750mm，每个单位的实际距离s=1750/78.64=22.2533mm。

（2） 利 用CAD 测 出 温 度 在34 ℃时 坠 陀 抱箍至上部限制架的长度S1=196.63 个单位。 坠陀抱箍至上部限制架的实际距离：S（34 ℃）=S1×s=196.63×22.25=4375.66mm（如图2）。

图2 34℃时坠陀抱箍至上部限制架测算图

同理，计算温度20 ℃时，坠陀抱箍至上部限制架的实际距离S（20 ℃）=4294.19。在 温 差14 ℃时，补偿坠陀实际移动距离为S（实际）=4375.66-4294.19=81.47mm。如图3 所示。

图3 20℃时坠陀抱箍至上部限制架测算图

（3）查询图纸和温度曲线。根据接触网平面布置图我们查询到，该处补偿装置所在的半锚段长度为605m。查询该线路设计补偿装置温度曲线，判断坠砣温差14°时的移动行程S（理论）=450mm。

根据以上计算得出：S（理论）450mm ＞S（实际）81.47mm,判断坠砣存在卡滞。

（4）现场复核整改情况（如图4）。

图4 现场整改情况

现场检查发现坠砣片刮碰出现窜动歪斜，导致突出的坠砣片与限制管底部端头发生卡滞。调整坠砣与限制管位置后，补偿坠砣自由向上移动400mm，恢复正常状态。

4 结语

目前，关联分析方法已经逐步应用在供电安全检测监测系统中，相比直接分析法可以更加全面、真实地对系统状态进行评估。虽然关联分析方法近年来发展较快，但总体来看，其结果的准确性还有待提高。因此，需要对供电安全检测监测系统关联分析方法进行完善和优化。

（1）供电安全检测监测系统关联分析方法的工作量相对较大，并且对人员知识储备和能力要求较高，人工分析的准确性和效率存在的不足逐渐显现出来。因此，在关联分析方法中，需要将智能技术应用其中，不断完善各项功能，从而有效提升分析效率及结果的准确性。

（2）需要做好数据的深度挖掘工作，并且将接触网供电设备作为载体，利用各项检测数据关联分析，超前防控接触网设备故障。另外，供电安全检测监测系统关联分析方法可有效掌握供电设备运行的技术状态及发展趋势，为“全寿命管理”提供重要参考。

综上所述，为保证接触网运行的稳定性，减少各类故障的产生，应逐渐将供电安全检测监测系统关联分析方法应用推广，其核心主要是通过采用各类分析方法，精准定位缺陷，科学客观地分析出问题原因，有效指导维修，超前防控设备隐患，从而更好地为接触网的安全、稳定运行提供重要保障。