基于高速综合检测车动车组弓网关系检测法[论文]

基于高速综合检测车的动车组弓网关系检测法

【摘要】为了有效检测分析高速铁路弓网接触状态,改善弓网间受流质量,保障高速列车安全运行。引入了国外先进的高速综合检测车对高速铁路线路状况进行全方位的综合检测。减少人工作业,提高了检测效率,保障了检测质量。

【关键词】高速铁路弓网关系高速综合检测车

踩?弓网关系是其中重要的一点。动车组弓网接触质量需要通过检测进行隐患排除。弓网相互作用,分为动态和静态两种形式。静态作用力反映了接触网的静态接触力学特性,属于受电弓升弓后对接触网的垂直压力。静态力作用过小会造成受电弓无法克服风,震动等惯性。难以稳定受流。造成拉弧,缩短接触网寿命。静态力作用过大,磨耗越大,受电弓使用年限缩短。

本文介绍了目前普遍采用的弓网检测方式,既利用高速综合检测车进行弓网关系检测。次外,还对一些弓网检测的基本概念进行了阐述。

1 接触网检测现状

弓网关系是否稳定是动车组能否获得良好受流的主要条件。在高速条件下,弓网间的相互作用强度会随速度的提高而放大,受电弓弓头的震动也随之加大。使得接触网的几何不平顺对受电弓的作用在高速情况下会表现的更加明显,产生更为严重的硬点冲击、离线等有害现象。成为造成动车组车辆电气系统故障的重要隐患。因此,弓网关系检测显得尤为重要。

采用综合检测车获取弓网数据检测效率高,环境适应性强,比人工检测准确度更高。通过对得出的弓网检测数据分析,深入研究弓网间的接触特征,对保证接触悬挂处于良好的工作状态具有重要意义。

2 高速综合检测车

经过一年多的研究开发,2008年6月6日“0”号高速综合检测列车正式下线投入使用。该组列车以5型动车组为基础,由接触网检测车、通信信号检测车、轨道检测车、数据综合处理车、和信号检测车等8辆组成由两个动力单元组成的动力分散型动车组,最高检测速度250km/h,最大牵引功率5500kw。

检测列车集成了世界最先进的专用检测系统,具有对线路轨道、牵引供电、通信信号等基础设施,轮轨和弓网接触状态及列车舒适性指标等进行高速动态时空同步检测,并具有实时数据传输、存储和分析处理功能。

3 弓网间相互作用与检测指标

接触网与受电弓的动态关系可以看作是复杂震动、复杂碰撞与高速动摩擦等多种因素复合作用而形成的。在车辆运行中,受电弓摩擦接触线引起的震动,受电弓受风引起的震动,受电弓与车体联体引起的震动,机车自身产生的震动,轮轨之间作用引起的震动等会对弓网之间的相互运动产生影响,由此可见,实际中的弓网关系的变化是相当复杂的。

弓网关系测量方面,采用的指标主要有以下4点:分别是:冲击加

速度、接触线动态抬升量、接触压力、硬点加速度。检测数据主要涉及到硬点、导高、拉出值、压力、接触线磨耗和电弧六项,下面分别予以说明:

硬点:引起机车受电弓与接触线间接触力突然变化的点为硬点。接触硬点一般通过部署在受电弓滑板上的加速度传感器测得。在这里,定义垂直冲击力大于60n的点为有害硬点,会对受电弓受流产生不良影响。

压力:即接触网与受电弓间的接触压力。当受电弓沿接触线移动时,受电弓的高度开始迅速变化,压力随之发生较大程度的变化,一方面要保证受电弓对导线有一定的压力,避免发生离线事故。另一方面也要保证导线高度稳定,压力不能太大。所以弓网间压力的检测是十分必要的,压力指标一般由部署于受电弓上的力传感器测得。

接触线磨耗:可分为机械磨耗和电气磨耗。机械磨耗是指受电弓在接触线上滑动摩擦造成接触线的损耗。电气磨耗是由于机车运行中受电弓与接触线接触不良发声离线时引起电火花造成接触线损耗,同时电火花烧伤受电弓滑条,使机械滑动摩擦系数增加。接触线的平均磨损决定接触线全锚段的使用寿命,而接触线的局部磨耗达到一定程度后则造成断线或其他弓网事故。检测车上的计算机可以自动测试接触线的磨损,首先是改善测试环境。检测接触线磨耗,要用激光扫面,增强信号强度,用摄像机获取被检测接触线动态图像。然后对图像信号进行高速处理,一方面要出去承力索和其他复杂的

背景信号,另一方面要增加采样密度,对接触线局部磨耗实现实时监测。

导高:即导线高度,分为最小导高与最大导高,也即接触网的静态导高与动态导高,静态导高,由安装于列车车头的红外测距仪记录。动态导高由安装在受电弓底座上的滑动电阻式传感器测量记录,定义为受电弓与接触网接触时测得的导线高度值。高差为动态导高与静态导高之差。

拉出值:在接触网定位点处,保证接触线与机车受电弓滑板中心线有一定距离,这个距离称为拉出值。在直线区段,受电弓中心与线路中心重合,接触线拉出值(之字值)沿线路中心对称布置,其标准为±300mm,提速后为200-250mm之间;在道岔定位处的拉出值,一般取375mm。拉出值一般在150-400mm之间。在曲线区段,拉出值和曲线半径大小有关。我国规定:曲线半径为300m-1200m时,拉出值一般为400mm,而隧道内拉出值一般为300mm;曲线半径为1200m-1800m 时,拉出值一般为250mm,而隧道内拉出值一般为150mm;曲线半径为1800m以上时,拉出值一般为150mm,而隧道内一般为±200mm。

电弧:在正常状态下,气体具有良好的绝缘性能,但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时,气体就会被击穿,从而发生放电。当动车组高速运行时,弓网之间由于接触不平顺会出现瞬时分离,此时,由于弓网之间存在电压差,击穿空气产生“气体放电”现象。此时,空气中的正负离子被电场加速,在移动的过程中与其他空气分子碰撞产生新的离子,即“电离”。电离时,由于温度上升,同时以弧光的

形式发射出能量,进而产生“弓网电弧”。综合检测车对于电弧的检测一般是通过安装在受电弓底座上的视频装置进行的。

4 结语

运行安全是铁路运输工作的首要主题,尤其是随着列车速度的不断提高,列车本身以及线路上存在的一些安全隐患会随着放大。使用高速综合检测车对线路进行检测,可以大幅提高检测效率,对于及早排除安全隐患,保障列车运行安全具有重要的意义。