高速铁路接触网检测技术的探讨及应用
作者：jnscsh 时间：2022-03-21 08:39:10 浏览次数：次
摘要：高速铁路作为新时代科技发展的产物，其对施工、检测和运营等技术的要求更为严格。接触网是为高速铁路动车组提供电力的关键设备，其安全性和可靠性直接影响高速铁路运营系统的安全和效率。为保障高速铁路供电的安全可靠，根据在铁路供电系统多年的工作经验，文章对高速铁路接触网供电安全检测系统进行了探讨。
关键词：高速铁路；接触网；检测技术；动车组；电力设备 文献标识码：A
中图分类号：U225 文章编号：1009-2374（2015）31-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.054
1 概述
高速铁路接触网在运行时需要力和电的共同作用，因此，接触网故障一般分为机械故障和电气烧伤故障。电气烧伤故障时，由于线路较为隐蔽，通常烧伤故障不容易被及时发现和处理，如果故障部位长期通电，会加重烧伤部位的破损程度，最终造成接触网线路烧断等严重故障，从而阻碍高速铁路的正常运营并给铁路系统的安全性造成威胁。因此，高速铁路接触网检测技术的应用在铁路运营中起着重要作用。传统的铁路供电安全检测技术集成度低、功能较为简单、检测范围小，面对高速响应和高度安全性的要求，构建高速铁路供电安全检测监测系统，即“6C系统”，尤为必要。
2 高速铁路供电安全检测监测系统
为了提高高速铁路牵引供电系统的可靠性和安全性，必须在系统的理论、设计、检测监测装备水平、运营维护水平等方面为高速铁路供电安全检测监测系统（6C系统）提供全面保障。高速弓网综合检测装置（CPCM）、接触网安全巡检装置（CCVM）、车载接触网运行状态检测装置（CCLM）、接触网悬挂状态检测监测装置（CCHM）、受电弓滑板监测装置（CPVM）、接触网及供电设备地面检测装置（CCGM）合称为6C系统。
6C系统作为一种新的检测技术，能够提供各项运行参数，全面检测牵引供电和接触网设备的运行状态，为实时监测和设备维修提供科学有效的技术依据。6C系统的主要功能如表1所示。
构建6C系统的目的是实现各子系统的数据集中传输和信息共享，形成开放式的信息交互平台。这种检测技术能够从根本上解决传统铁路供电安全检测技术中集成度低、检测范围小、规模小的问题。下面对高速弓网综合检测装置（CPCM）、接触网安全巡检装置（CCVM）和接触网悬挂状态检测监测装置（CCHM）的检测流程进行简要分析。
2.1 高速弓网综合检测装置（CPCM）
高速弓网综合检测装置是配合车顶的高清摄像头工作的，通过对受电弓和接触网的工作状态拍摄记录，将图像信息传输到电子柜中的各个单项采集装置内生成数据，再将各项参数输送到计算机的分析软件中进行分析和比对，就能够检测出采集到的实时数据是否超标。
例如，对接触线拉出值的检测就是在机车车顶安装微电子接近检测器和摄像头，通过对接触线的电磁感应进行接触线拉出值的检测。在高铁运行时，每当车顶检测器中的微电子靠近接触线，就会与接触线产生感应电流，并在输出设备上显示出电压信号。这种非接触性的检测技术不会受到外界气候的影响，同时由于检测设备不与接触线直接接触使得设备免受导线等外界压力和线路状况的影响。这种检测方法灵敏度高，检测结果具有较高的可靠性和时效性。
2.2 接触网安全巡检装置（CCVM）
接触网安全巡检装置的核心是微处理器，由高速摄像头组成的视频采集器与微处理器相配合实现检测。其中高速摄像头一般由一个高像素和一个较低像素的摄像头组成，分别对接触网设备进行局部近距离特写和整体观察。检测人员可以结合这两个画面，对某一部件着眼于全局进行观察分析，然后对接触网线路运行状态做出综合性判断。
图像采集工作完成后，检测人员要回放列车运行周期内所拍摄的视频画面，并进行详细的浏览，辨别接触网设备是否存在缺陷，此过程耗费时间较长。因此，在图像采集之后的检查过程还需要不断完善，例如，将智能检测设备安装在计算机的开放式接口处，实现检查的自动化。
2.3 接触网悬挂状态检测监测装置（CCHM）
图1 接触网悬挂状态检测技术流程
接触网的接触悬挂系统中各个零部件的状态也是检测的主要内容，一旦接触网悬挂系统中的零部件出现故障，高速铁路的供电系统也就会随之发生故障。针对接触网零部件的安全问题检测，一般采用人工巡检的方法，但是这种方法耗费时间较长、难度较大。因此，提出了一种能够在不切断接触网电源的情况下进行自动检测的检测技术。对接触网悬挂状态的检测技术就是利用计算机进行图像的匹配和识别的技术。一般利用霍夫变换算法和模板匹配法进行图像处理，并对接触网上的局部特性进行检测，从而识别零部件的位置状态和缺陷程度。首先，在接触网上提取样本图像，将样本进行物体分离，选取物体的主要特征，根据相应特征建立样本模板。然后，采用边缘检测技术对待检物体进行检测。接触网悬挂状态检测技术流程如图1所示。
3 结语
综上所述，高速铁路是适应我国经济快速发展的产物，高速铁路相关技术的改善和发展是当今世界科技发展的必然要求。围绕6C系统进行交互范围的扩展，增强系统的整体能力，构建和完善牵引供电统一的信息交互平台，保证高速铁路接触网系统能够稳定、安全地为铁路运行提供电力支持。
参考文献
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[4] 赵俊彦，任崇巍.电气化铁路接触网成像检测系统在高铁上的运用[J].铁道机车车辆，2012，（3）.
作者简介：张学秀（1986-），男，广西象州人，南宁铁路局柳州供电段助理工程师，研究方向：接触网检测。
（责任编辑：黄银芳）