接触网维修与检测

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接触网维修：用于确定为确保接触网在现行环境下保持实现其设计
功能的状态所必须的活动的方法。以可靠性为中心的维修（RCM）需要解
决以下问题：
（1）现行环境下，接触网的功能及其性能标准是什么？（功能与性能） （2）什么情况下接触网无法实现其功能？（功能故障） （3）引起各功能故障的原因是什么？（故障模式和故障原因） （4）各故障发生时，会有什么影响？（故障影响） （5）哪些故障至关重要？（故障后果） （6）做什么工作能预防各种故障？（预防性工作） （7）找不到适当的预防性工作该怎么办？（暂定措施）
检测
1.静态(4C为主） ➢ 周期检测 ➢ 不定期检测 2.动态（1C、3C） ➢ 接触线几何参数 ➢ 硬点 ➢ 弓网接触力 ➢ 动态抬升
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接触网故障后果与预防
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➢隐蔽性后果——无直接影响；
➢安全性后果——使人伤亡、破坏环境；
➢使用性后果——影响生产；
➢非使用性后果——只涉及直接维修费用。
故障预防更多涉及的是避免或降低故障后果，这比预防故障本身更 重要！
接触网故障将使车辆失去牵引电能而导向安全，无安全性后果。
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接触网故障后果与预防
全面的可视化 检查，以及特殊 和单项检查、检 测、试验等
5.接触线磨耗
6.绝缘强度 ✓通过对高铁接触网功能与状 7.接触网温度 态的检测，分析诊断设备技
术状态参数，安排修理。
预防维修 --- 状态修
检测监测 技术诊断
修理
我国采 用检测 项目方 法手段
监测
1. 移动视频监测 ➢ （2C）监测 ➢ （4C）监测 2. 定点监测 ➢ （5C）监测 ➢ （6C）监测 ➢ 绝缘状态监测 ➢ 电气节点监测
接触网与零部件
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零部件失效
零部件承受各种载荷，载荷通过减弱零部件的抗载荷能力而导致零部
件状况恶化。这种抗载荷能力最终减弱到零部件再也不能实现期望性能
的地步，换言之，零部件失效了。
接触网故障 关键零部件的失效导致接触网故障。
弓网系统故障 接触网故障导致弓网系统功能部分丧失或完全丧失。
维修 维修就是处理故障或潜在故障。
零 部 件 生 产 缺 陷
措 施 针 对 性 不 强
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零部件故障模式
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民用飞机统计（与接触网类似）
4%
2%
工龄相关
5%
7%
14%
非工龄相关
68%
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零部件故障特性
工龄相关故障
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两个投入使用时具有相似抗故 障能力的部件，在整个寿命期内， 部件B承受的载荷水平比部件A普遍 要高，劣化得也快。
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弓网系统功能
固
接触点
定
设
备
机械作用 电气作用
移 动 设 备
电能传输！
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动态性能
两个振动子系统
（接触力与接触线抬升）
小接触面传输大电流
（静态温升与热侵蚀）
摩擦磨损
（机械摩擦与电气磨损）
运行可靠性
接触质量
运行寿命
静态电接触＞＞温升＞＞接触力、接触材料、电流 滑动电接触＞＞摩擦磨损＞＞接触力、接触材料、电流、速度 可分合电接触＞＞燃弧＞＞接触力、接触材料、电流、速度
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零部件故障原因
系统设计
接触网施工
接触网维修 外部影响
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制造与检验
系零 统部 参件 数匹 配配 置不 不合 良理
不 松安正 动装确 、精的 接度安 触不装 不达、 良标调
整
烧 蚀 、 磨 耗
脏 污 、 腐 蚀
其 他 维 修 缺 陷
外 部 因 素
零 部 件 设 计 缺 陷
零 部 件 材 料 缺 陷
确保设施处于其设计功能的状态
是一种用于确定设施在其现行环境 下维修需求的方法
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1、以可靠性为中心的接触网维修
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维修模式的发展
第一阶段 故障时就维修
第二阶段 周期性预防修
第三阶段
新期望值（依赖性、经济性）
RCM 新研究（故障模型）
新技术（监测技术、专家系统等）
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1、以可靠性为中心的接触网维修
取决于故障后果的暂定措施 18
视情维修
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大量的故障不会瞬间发生，如果发现故障过程正在继续的迹象，就可采
取措施预防故障和/或避免后果；
在故障发展过程中的某处，可以探测到故障正在发生或将要发生，该点
（P）称为潜在故障；
如未探测到也未纠正，则性能继续变坏，直到到达功能故障点（F）。
P-F曲线
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1、以可靠性为中心的接触网维修 SWJTU OCS
小结
（1）接触网的维修目标由其功能及相应的性能指标所确定； （2）故障后果远比故障的技术特性要重要得多； （3）采用新技术检测潜在故障，以便可以采取措施避免由于潜在故障 劣化成功能故障而带来的后果（视情维修）； （4）找不到技术可行且值得做的预防性工作，须采用合适的暂定措施。
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弓网系统性能指标
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（1）接触点集流量
线索温度
（2）材料组合 （3）动态特性
接触线材料（铜或铜合金）
磨耗
滑板材料（金属、浸金属碳、碳 ）
弓网接触力（或燃弧）、接触线抬升
（4）几何匹配
横向参数
接触线相对弓头中心的偏移
垂向参数
接触线高度、接触线坡度
集流受电弓的数量和间距
中性区长度
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弓网系统性能指标
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预防性工作
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➢视情维修——对部件检查后，视其能保持满足规定性能标准这一情况继 续使用；
➢预定翻修——按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前，重新加工一部 件或大修一组件，而不管当时其状态如何；
➢预定报废——按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前报废部件，也不 顾当时部件的状态。
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预防性工作
OCS
6Baidu Nhomakorabea系统简介
1C装置——弓网动态检测
2C装置——接触网巡检
3C装置——车 载接触网运行 状态检测
6C装置——数据中心
4C装置——接触网检测监测
5C装置——受电弓滑板状态检测
6C装置——接触网及 供电设备地面监测
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2、高铁接触网修程修制改革介绍
两种修程
➢维修：在接触网系统的实际状态与
安全运行状态之间出现不容许的误差或发 生故障时，进行必要修复，以重新建立接 触网系统的正常功能。
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2、高铁接触网修程修制改革介绍
基本思路
以提高设备检修效率、提高供电设 备质量、降低修理成本为目标，按
照“定期检测、状态维 修、寿命管理”维修原则， 遵循精细化、机械化、 集约化检修方式，依靠科技进步，
采用先进检测和维修手段，保证接 触网设备技术状态。
2、高铁接触网修程修制改革介绍 SWJTU
（3）支持结构的潜在故障主要源自结 构部件，接触悬挂的潜在故障主要源 自悬挂部件；
（4）优先关注弓网系统，其次为受电 弓或/和接触网，再次为零部件。
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预定翻修与预定报废
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预定翻修
按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前，对接触网进行翻修，而不 管当时的状态如何（大修）。
预定报废
按一个特定的工龄期限或在工龄期限之前，报废接触网，而不管当时 的状态如何。
（4）几何参数：
横向：由设计确定 垂向：由设计确定
满足： 绝缘间隙； 动态性能。
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接触网与零部件
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➢弓网接触力使接触网结构产生形变，形变又反作用于弓网接触力； ➢零部件在交变载荷的作用下，在低于材料屈服强度的情况下，经多次循环而 产生疲劳； ➢振动是导致接触网零部件失效的重要因素。
受电弓经过时，定位点处接触线的振动 9
运行工龄（年）
即使貌似相同的零部件，其初始抗故障能力也不尽相同。抗故障能力随工龄减弱的速 度也不尽相同。
不会有两个在整个寿命期内承受完全相同载荷的零部件。即使差异很少，也会对部件 的故障工龄产生岐化影响。
运行条件相同的零部件，故障工龄也大不相同，大部分故障集中在平均工龄期附近。 即使零部件的抗故障能力随工龄而减弱，故障工龄也很难预测。
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接触网维修管理与检测技术
成都弓网科技有限责任公司 2015年12月
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主要内容
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1、以可靠性为中心的接触网维修
2、高铁接触网修程修制改革介绍
3、接触网检测参数及评价方法
4、接触网检测设备
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1、以可靠性为中心的接触网维修
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定义
维修：
以可靠性为 中心的维修 （RCM）：
➢大修：恢复性的彻底修理。通过整
锚段更换接触网（含附加导线）并通过新 设备、新技术的采用，改善接触网的技术 状态，适应运输发展需要。
2、高铁接触网修程修制改革介绍
故障修
➢ 出现故障后，再通过更换零部件等方式开展维修，恢复功能。接
维
触网没有冗余，影响大，不采用。
修
预防修 定期修
方
➢ 适用于已知设备寿命及状态分布规律，而且有明显耗损期的设备。
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OCS
（1）接触线温度：≤95℃（持续）、≤150℃（短时）
（2）接触线磨耗：≤20%
（3）动态特性 ：
0＜F≤300N（≤200km/h、AC系统）、s≤0.3Fm 0＜F≤350N（＞200km/h、AC系统）、s≤0.3Fm 0＜F≤300N（≤200km/h、DC系统）、s≤0.3Fm 0＜F≤400N（＞200km/h、DC系统）、s≤0.3Fm 支持结构：200万弓架次
SWJTU
OCS
探测正在发生的故障或将要发生的故障的预防性 工作技术上可行、经济上值得吗？
是
否
以小于P-F间隔的间 隔进行视情维修
是
降低安全性后果的故障发生率的 定期翻修工作技术可行且值得吗？
否
以小于工龄期的时间 间隔预定翻修
是
降低故障发生率的定期报废工作 技术可行且值得吗？
否
以小于寿命期的时间 间隔预定报废
何参数）等的测量。
（3）人的感官——望、闻、问、切，主观判断（范围广但不精确、滞后） 如：接触网的结构状态、零部件的状态等评估。
上医治未病，中医治欲病，下医治已病！
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视情维修
SWJTU
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弓网系统
（1）弓网系统的潜在故障可能源自受电弓，也可能源自接触网； （2）接触网的主要潜在故障可能源自支持结构，也可能源自接触悬挂；
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零部件故障特性
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非工龄相关故障（随机故障）
（1）劣化不一定与施加的载荷成比例； （2）施加的载荷不是始终不变。
A：抗故障能力恒定不变，载荷突然增加引起 故障发生（误操作）。
B：载荷峰值使抗故障能力永久性降低，但未失效。降低的抗故障能力使部件易受到下一峰值 的破坏。在部件更换之前，此峰值可能出现，也可能不出现（短路）。 C：载荷峰值只削弱抗故障能力（绝缘子闪络）。 D：载荷峰值加速了抗故障能力下降，最终大大缩短了部件寿命（搬运、施工）。
特点： （1）潜在故障明显到一定程度才可
能察觉； （2）劣化过程是加速的； （3）不同的故障模式常显示出相似
的征兆。
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视情维修
技术上是否可行取决于： （1）能够确定一个明显的潜在故障状态； （2）P-F间隔比较稳定； （3）以小于P-F间隔的时间间隔来监测切实
可行； （4）最小P-F间隔必须足够长。
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P-F间隔
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视情维修
SWJTU
OCS
技术分类
（1）状态监测——探测潜在故障。技术应用合适就有效，否则费钱费事 如：受电弓、接触网关键位置参数与设备的状态监测。
（2）参数测量——实测数据与参考信息对比，发现潜在故障的迹象 如：动态参数（弓网接触力、接触线抬升等）、静态参数（接触网几
计划性、可操作性强，可预防隐蔽性不拆开难以发现的故障。但因
式
设备的各种情况及规律不同，难免造成维修过剩和不足。
预防修 状态修
➢ 限于对设备显露出缺陷的部分进行修理。在指定的时间表内首先 对设备进行检测，依据检测结果对设备技术状态进行诊断，制定修 理措施。针对性强、经济，但对检测手段及诊断技术要求高。
预防维修 ---
检测监测 技术诊断
状态修
修理
状态检测
功能检测
特殊检测
经典 检测 项目 及方 法
全面检测
1.接触悬挂 2.支持装置 3.附加悬挂 4.主导电回路 5.外部环境 6.受电弓 7.零部件
1.弓网接触力 2.弓网燃弧 3.动态几何参数 4.静态几何参数
1.一次短路 2.多次短路 3.特殊事件 4.状态恶化
SWJTU
OCS
➢隐蔽性后果——对操作人员不明显，预防维修为主；
➢安全性后果——预防维修，或重新设计；
➢使用性后果——依据效果费用，预防维修或事后维修；
➢非使用性后果——依据效果费用，预防维修或事后维修。
所有的故障都需要花费时间和经费进行纠正。根据故障后果决定维修 级别，保证花费在维修上的一切都是值得的！
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暂定措施
SWJTU
OCS
对接触网的任何故障模式而言，如果无法找到一种既技术可行又值得 做的预防工作，必须采取的暂定措施由故障后果决定。
（1）隐蔽性后果——预防维修，将风险降低到低水平，否则重新设计； （2）安全性后果——预防维修，将风险降低到低水平，否则重新设计；
（3）使用性后果——依据效果费用，预防维修或事后维修或重新设计； （4）非使用性后果——依据效果费用，预防维修或事后维修或重新设计。