接触网检测技术课件.ppt

1、第八章第八章 接触网检测技术接触网检测技术 精1第一节第一节 概述概述接触网的任务接触网的任务：保证对电力机车可靠地不间断地供应电能。接触网的供电特点接触网的供电特点：n电力机车受电弓对接触线滑动接触；n受电弓为具有一定运行速度的接触触头，在达到一定速度时会导致与接触线的脱离形成离线；n接触悬挂为一弹性结构，弹性性能沿跨距具有不同程度的差异性；n受电弓正常运行时对接触线会有一定的抬升力，在某些情况下会产生垂直加速度；n接触网为露天设备，在强风作用下会产生偏移或舞动，在某些情况下会产生刮弓故障。对接触网进行检测的必要性：对接触网进行检测的必要性：n保证受电弓与接触线的良好接触和可靠受流；n评价接

2、触悬挂与受流质量的好坏。精2评价接触悬挂受流性能优劣与否需进行的测试评价接触悬挂受流性能优劣与否需进行的测试(7项项)接触网检测（试验车）或巡检车接触网检测（试验车）或巡检车：测试是在一定运行速度下进行的，因此各种设备安装在车上，安装了检测设备的专用车辆称为接触网检测车。即用来检测接触网工作状态的专用车。车内设有专用的检测设备，以便对接触导线的高度、拉出值的大小，接触导线磨耗情况、有无硬点以及导线间的相互位置等进行测量。现代化的检测车不仅设有各类专用检测设备，而且都装配微处理机以对检测的量值进行数据处理，从而对专用检测设备所检测出的量值使之数字化并给出超限量值。不仅能够及时发现隐患，并为进行检

3、修提供数据。精3JW5型接触网检测车精4n接触网检测及数据处理框图：接触网检测及数据处理框图：精5接触网检测系统的组成接触网检测系统的组成一、信号检测系统一、信号检测系统接触网检测信号就其内容和功用分为三种类型：功能性检测功能性检测：检测不同悬挂类型功能的好坏与优劣。n检测项目：空气动力、接触压力、受电弓铅垂方向的最大振幅及振动、受电弓运行轨迹及离线状态。n目的：为设计和选择性能优良的受电弓技术参数及接触悬挂类型提供理论和实践数据。状态性检测状态性检测：对投入运行的电气化线路检测接触悬挂的工作状态。n检测项目：接触压力、离线状态、导线磨损、网压状态、接触线高度、拉出值、线岔设置情况及定位管坡度

4、。n目的：保证安全运营，给维护管理提供检修依据。工程检测工程检测：在冷滑阶段的检测。n检测项目：接触线高度、拉出值、定位管坡度、悬挂硬点、导线接头质量以及线岔始触区两接触线高度。n目的：提高工程质量，为进行悬挂调整和开通试验及交接验收提供依据。精6二、信号隔离与传递系统二、信号隔离与传递系统n检测系统和数据处理系统的传递通道和纽带。三种隔离技术措施：三种隔离技术措施：隔离（绝缘）变压器方式隔离（绝缘）变压器方式 将测量值由高压侧经电磁耦合变换到低压侧。n优点：结构简单、易于实现。n缺点：体积大、安置困难、维修麻烦。无线电发送、接收方式无线电发送、接收方式 将高压侧的测量信号经过调频后发送出去。

5、n优点：体积小、重量轻、耗电少和耐振动。n缺点：弱电线路、易受干扰。光通信方式光通信方式 分波形传送方式和数字传送方式n优点：衰耗小，容量大、频率特性好、寿命长、速度快、可靠性高以及抗干扰能力强。精7三、数据采集系统三、数据采集系统数据采集系统是将数字量、开关量和模拟量综合变换处理的软硬件相结合的系统。数据采集的类型一般包括数字量、开关量及模拟量。n数字量采集n开关量采集n模拟量采集四、接口系统四、接口系统解决微型计算机与外部设备连接并能按要求进行数据传递的技术设备。五、数据处理装置五、数据处理装置利用微机进行多功能数据变换及处理的系统，它把各种信号进行换算和计算，并和标准量进行比较，把信号中

6、超限的量值传送给存储设备及输出设备。六、数据记录、显示和终端六、数据记录、显示和终端精8组成部分:数据采集（包括电模拟量、数字量、脉冲量）、原始数据输入（包括键盘输入及快速读入）、数据输出（包括打印、灯光、音响）、数据显示（模拟显示、数据显示及屏幕显示）、操作控制（启动、暂停、变更通道、变更数据及其它类型的人工干预）以及上述各部分对CPU的联接和它们之间的联接等。精9第二节第二节 检测项目及原理检测项目及原理接触网检测的信号分类：检测信号、补偿信号和定位信号检测信号、补偿信号和定位信号。主要的检测项目表主要的检测项目表n接触线拉出值（接触线拉出值（pull out value）的检测）的检测

7、必要性必要性：拉出值太小，达不到滑板磨耗均匀和延长受电弓寿命的目的；拉出值太大，易避免造成刮弓或钻弓事故。方法方法：在模拟受电弓滑板上安装电子接近检测器（电磁式、光电式或光纤式），每隔1020mm装一个检测器。检测范围：500mm。n接触线高度（接触线高度（contact wire height）的测量）的测量 必要性必要性:静止状态下的高度测量（测量接触线保持的应有高度，最高位置不能超过6450mm，最低位置5370mm），为工程和维修单位提供参考数据；动态状态下（测量受电弓沿接触线的运行轨迹），为研究接触悬挂的质量和受电弓的性能以及受流状态提供分析资料。方法方法：随着受电弓上、下降运动，在

8、主轴上安装一个角位移传感器，由其量输出检测出受电弓的高速变化。测量范围：5370mm-6500mm。精10n定位管坡度（定位管坡度（gradient of location tube）的检测）的检测 必要性：为了避免在受电弓经过定位器时因抬起接触线造成受电弓滑板撞击定位器，其连接定位器的定位管是以1：10（1：6）的坡度来安装的。方法：在距受电弓中心一定距离的地方（一般为550600mm）安装触针式检测器，以检测定位管在动态状态下的坡度。检测范围：大于1：10或小于1：6时为不合格。n线岔（线岔（contact wires cross）检测）检测 必要性：防止钻弓。方法：在受电弓两端肩部各安装

9、高差为50mm的光电感应器，检测在线岔始触区两接触线之高差。测量范围：50150mm精11n离线（离线（deviation wire）检测）检测 必要性：接触悬挂沿跨距的悬挂弹性不均匀，如接触线的接头线夹、定位线夹、中心锚结线夹以及分段绝缘器等处会造成硬点产生离线；接触悬挂的振动，破坏二者的良好接触，造成离线。方法：利用受电弓与接触线的接触与脱开时的电阻变化，来决定弓线分离或接触的程度。测量范围：11000ms。n悬挂悬挂硬点硬点（place of calenary stiffenss）的检测）的检测 必要性：硬点是一种有害的物理现象，会加快导线和受电弓滑板的异常磨损和撞击性损害；破坏弓线间的

10、正常接触和受流，在硬点部位造成火花或拉弧。方法：在模拟受电弓中部，在其下侧安装一个二维或两个单维加速度传感器，检测受电弓垂直方向或沿线路方向的振动和冲击值。测量范围：0 200g的加速度值；检测受电弓上下和前后加速度值。forward精12n硬点：如果在接触悬挂或接触线的某些部分，如在跨距两端的定位点处弹性变差或有附加重量时，在列车高速运行的情况下，这些部分都会出现不正常升高（或降低），甚至出现撞弓、碰弓现象，即在这些部位会出现力、位置、速度或加速度的突然变化。形成这种客观现象的本征状态，称为硬点。back精13接触压力（接触压力（cotact force）的检测）的检测 必要性：压力过大，会

11、增加受电弓和接触线的异常磨损，缩短其使用寿命；压力过小，会使他们之间接触不良，使供电时断时续，甚至引起火化或电弧，以致烧损接触线。方法：在受电弓托架上面，在四个角安装四个接触压力传感器（或四个加速度传感器）。检测范围：200Nn接触线磨耗（接触线磨耗（catenary wire wear）测定装置）测定装置 方法：1）工业电视及CCD检测法；2）用激光照射，反射系统检测；3）用涡流测量接触线中的电流密度来计算其截面积。检测范围：接触线残存表面宽度；精度为 2mm。精14第三节：定位信息检测定位信息的形式：定位信息的形式：n公里标信息：每一公里或100m给出一个信息。n支柱号码信息：一般上行编号

12、为递增；下行编号为递减。定位信号定位信号：支柱编号（杆号）、速度信号、里程信号。杆位（number of support）信号检测装置n光电感应支柱指示器n雷达杆位检测装置n数学回归法速度（speed）信号里程（kilometrage）测量精15第四节第四节 接触网检测车的振动位移量接触网检测车的振动位移量补偿补偿n一、列车振动的形式1）沉浮振动：车体沿Z轴方向所作的铅垂振动。2）横摆振动：车体沿y轴方向所作的横向振动。3）伸缩振动：车体沿x轴方向所作的纵向振动。4）摇头振动：车体沿z轴作幅角为 的回转振动。5）仰状振动：车体沿y轴作幅角为 的回转振动。6）侧滚振动：车体沿x轴作幅角为 的回转

13、振动。forward精16n补偿的定义：为了精确检测接触线定位点处的拉出值及悬挂点处的接触线高度值，必须剔除由于列车振动而产生的铅垂方向及水平方向的位移量，称为补偿。back精17精18n二、列车振动及其受电弓中心形成的偏移二、列车振动及其受电弓中心形成的偏移影响拉出值的振动横向偏移的因素：起决定作用的是车体侧滚振动，而且最为严重的是发生下侧滚振动，其次是横摆振动。例如：如右图若接触线的正常高度为 5700mm，车体以心盘中心为转动中心，若心盘距轨面为700mm，则心盘距受电弓按5000mm计算，则若车体倾斜1度倾斜2度倾斜3度所以由于车辆的侧滚形成的受电弓中心水平横向偏移是很严重的。mmd2

14、8.871tan50000mmd06.1742tan50000mmd04.2623tan50000精19三、振动位移的检测设备及技术要求三、振动位移的检测设备及技术要求技术要求技术要求：n灵敏度-输出信号与被测振动量的比值。n测量范围（动态线性范围）-保持输入信号和输出信号呈线性关系时，输入信号幅值的容许变化范围。n频率范围-灵敏度变化不超过允许值时，可使用的频率范围。在频率范围以外使用时，测量结果将有较大误差，这称为频率失真。n相位差-在使用的频率范围内，输出信号对于输入信号的相位差应不随频率的改变而变化，否则将造成波形失真。n环境条件-主要指温度、湿度、磁场、噪声、射线强度等的适应性。位移

15、检测系统框图精20n四、振动位移检测装置四、振动位移检测装置n用于检测振动位移量的装置称为位移计或传感器。激光测距装置激光测距装置位移传感器位移传感器n机械式位移检测仪n电阻式位移检测仪n电感式位移检测仪n感应同步器n霍尔式位移检测仪n光电式位移检测仪n磁栅式位移检测仪精21第五节 接触网参数的非接触式检测非接触式检测定义定义：在没有模拟受电弓和接触线接触的情况下，进行接触线一些几何参数的测量。优点优点：没有受电弓和接触线的接触，不会引起接触线的升高和振动，比较接近接触网静态状态，检测数据值有利于作为维护的参考依据。方法方法：主要是用摄像机采集数据后，用计算机进行分析、识别、推理和判断，排除不

16、需要的客观景象，留取接触线的实际位置，然后通过数字化处理后，输出诸如接触线拉出值、高度以及相应的坐标位置-杆号值等参数。n图像字幕快速只能合成系统n接触网检测的图像模糊处理精22接触网常见故障 n离线（大离线和小离线）n现象：机车受电弓在牵引状态下离线时会产生电弧，发生强烈的紫外线光；离线时伴有高频电磁波产生。n危害：对沿线通信线路产生干扰，加剧受电弓滑板与接触线的磨耗，严重时甚至会中断接触线对电力机车的供电。n原因：最主要的是受电弓和接触悬挂的质量。如接触悬挂的弹性不均匀（接触线的接头线夹、定位线夹、中心锚结线夹及分段绝缘器处产生硬点）。精23n绝缘子闪络 表面粗糙不平；脏污；潮湿；老化n断线事故 接触线、承力索、正馈线等接触悬挂和附加悬挂中的线索断线事故。n弓网故障 刮网事故：由于电力机车受电弓的原因引起的事故。如受电弓的滑板故障（脱落或跷起）引起接触网的破坏等。刮弓事故：由于接触网的原因引起的事故称刮弓事故。主要由于接触网的技术参数超出了范围或接触网有障碍物刮坏了受电弓同时引起了接触网的破坏。n接地故障 永久接地故障：牵引变电所断路器跳闸，重合闸和强送均不成功。断续接地故障：牵引变电所断路器跳闸重合成功，过一段时间又跳闸。n相间短路故障：n脱弓事故精24