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              接觸網檢測技術應用分析

              2020-09-16

              近年來,應用較為廣泛的接觸網檢測技術包括靜態檢測、接觸式檢測、非接觸式檢測及地鐵網軌檢測車動態測量。


              接觸網檢測儀


              靜態檢測 

              靜態檢測是指通過測量接觸懸掛各個部位的靜態尺寸,判斷接觸網實際參數與設計標準之間的差距。通常在線路停運時,由檢修人員攜帶特定檢測裝置對接觸網的接觸線高度、抬升值、之字值等靜態數據進行測量收集。靜態測量能夠在機車運行之初保證接觸網的技術參數要求,從源頭切斷事故風險,是日常運維工作的一項常規任務,也是降低事故發生概率的有效手段。機車運行導致接觸網與受電弓的性能隨之發生改變,從而限制了靜態檢測的應用范圍,但是靜態測量的檢測數據能夠真實反映接觸網的幾何尺寸等數據,為接觸網進行動態測量提供參考。


              接觸式檢測 

              接觸式檢測方式工作原理見下圖。在受電弓的4 個測角分別安裝結構、性能、靈敏度、誤差和線性度相同或者接近的檢測裝置。受電弓與接觸網接觸完成受流的過程中,作用在距離受電弓中點 a 位置,使受電弓與接觸線受到彼此壓力的相互作用,產生相應的形變,對應得到弓網接觸力和 ,4 個檢測裝置通過檢測形變量計算出拉出值 L 。


              接觸式檢測方式設計原理簡單,可以實現全天候檢測,但對檢測設備及安裝過程要求較高,同時對后期維護提出更高要求,從而影響測量精度與應用范圍。


               非接觸式檢測 

              非接觸式檢測方式依托現代科技技術,是計算機與傳感技術的發展,從開始的非接觸式激光雷達掃描測量法,慢慢發展為超聲波檢測,又到現在的非接觸式圖像測量法,其應用前景十分樂觀。


              非接觸式激光雷達掃描測量法

              非接觸式激光雷達掃描法利用激光反射原理見下圖,在機車頂部安裝雷達激光發射裝置,發出連續、穩定的激光雷達射線,檢測運行的全過程。激光雷達射線沿著直線傳播,在傳播過程中遇到障礙物(即接觸線)時,由于反射原理,反射回來的激光雷達射線被安裝在機車頂部的裝置接收后,經計算機處理為相應的數字信息,將此信息與激光雷達射線的運行速度、信號間隔等信息進行計算,得出導高和拉出值等參數信息。


              非接觸式激光雷達掃描法速度快、穿透能力強,延伸了測量距離;計算機將信息進行計算處理,結果精準、速度快。但是在機車運行過程中,周圍分布著不斷變化的電磁環境,激光雷達射線在傳輸過程中受到干擾,使測量精度下降。


              超聲波檢測法

              超聲波檢測與非接觸式激光雷達檢測原理類似,不同之處在于檢測介質由激光雷達轉變為超聲波。超聲波避免了周圍電磁環境的影響,并且可以實現在固體介質中的傳導,對于檢測接觸線之間的縫隙、線夾松動等問題可以得到較好利用;同時可以實現對絕緣損壞的檢測,對于微小變化能夠分辨,提前發現設備運行中存在的隱患,減小機車運行中存在的風險。

              超聲波檢測目前成本較高,單一使用測量范圍較小,需與其他檢測裝置配合,這不僅增加了超聲波檢測的使用成本,也造成了設備后期維護的不便,導致超聲波檢測目前尚未得到廣泛應用。


              非接觸式圖像測量法

              基于圖像處理與計算機技術的非接觸式圖像測量法近年來得到越來越多的應用。該技術通過在機車頂部安裝高速數字攝像機對檢測對象進行圖像信息收集,利用拍攝光線條得到接觸線的位置,將信號傳輸到計算機,通過計算機處理,得到接觸線的高度和偏移參數。利用線性結構光三維視覺原理,可以得到形象直觀、直接準確的數據參數及設備狀態。


              非接觸式圖像測量法與紅外線技術結合,可實現全天候全過程對接觸線的檢測,其攝像檢測效果見下圖。在應用成本上,非接觸式圖像測量法通過對圖像信息收集、圖像處理與分析計算得到多項檢測數據,可以替代傳統檢修裝置,減少檢測裝備數量,降低檢測成本,簡化后期運維難度。同時,采集與計算過程不一樣,提高了計算速度與精度。近年來,計算機技術的突飛猛進,使該檢測方式應用范圍不斷擴大。


              地鐵網軌檢測車動態測量 


              由于地鐵的運行與行駛狀態實時變化,因此需要加強動態測量數據的采集。網軌檢測車一般采用非接觸式光學采集原理,利用線陣攝像機三角形測量技術來實現。通過檢測受電弓滑板和接觸線之間的動態接觸力及其分布情況,精準測量、定量分析接觸網和受電弓的運行狀況,保障系統安全可靠運行。

              網軌檢測車經常在接觸網帶電情況下對各項檢測參數進行測量,確保列車在正常行駛時對接觸網的動態檢測測量,同時滿足精度要求。隨著技術的不斷進步,檢測車成為柔性接觸網動態檢測的重要方式,對列車正常取流和事故起著舉足輕重的作用。


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