接触网动态检测系统在南京地铁接触网系统日常维修中应用

摘要：接触网动态检测系统能为接触网设备实现状态修提供一定的参考依据，本文介绍了南京地铁接触网动态检测系统原理，主要论述了在日常管理中的应用、检测评价标准，及日常检测中的实际应用。
关键词:地铁；接触网；动态检测
Abstract: OCS dynamic testing system for catenary equipment state of repair to provide some reference, this article describes the Nanjing subway catenary dynamic detection system principles, the main discourse in the daily management, detection evaluation criteria and routine testingin practical applications.
Keywords: subway; catenary; dynamic detection.
1 引言
地铁接触网系统是一种特殊形式的供电线路，其任务是对列车不间断地供应电能，其设备全部是露天布置，零部件长期处于大张力、频繁震动的工作状态，并且还要与受电弓滑动接触以及承受隧道、跨线桥梁漏/排水、物件脱落侵入等，并且没有备用，一旦发生故障，必定对地铁正常运行造成重大影响。采用科学的接触网动态检测手段，能为既有线路运营管理提供维修参考依据，实现接触网设备的状态修，对提高接触网系统的安全性和可靠性，满足地铁线路路的运营和发展，具有重要的实际意义。

2 南京地铁接触网动态检测系统简介

南京地铁采用的C3D型接触网参数检测装置，能够在带电或不带电的情况下对刚性和柔网各项参数的高精度测量，以便及时的了解接触网设备的工作状态，消灭事故隐患，保证安全运营，实现接触网设备的状态修。下面就主要检查项目加以阐述。

2.1几何参数测量

接触网几何参数包括拉出值、接触线高度、双支接触线水平距离、双支接触线高度差、分段绝缘器状态等与接触悬挂空间几何位置相关的参数。主要采用LMS400型激光雷达对这些参数进行测量，本装置是采用激光扫描测量接触网几何参数的方法测量以上参数。几何参数检测原理如下图1所示。

LMS400型激光雷达安装在车顶，其中心线与车体顺线路方向的中心线重合。在检测过程中，LMS400发射激光，对其上方55°~125°扇面范围内的物体进行扫描，返回扫描到的物体距LMS400的距离和对应的角度值，扫描结果通过以太网传输至几何参数信号处理专用工控机，通过一定的算法，识别出哪些扫描结果值是属于接触线的。根据扫描结果，接触线距LMS400距离为，角度为α，LMS400基准面据钢轨平面的距离为h0，则所测拉出值：，接触线高度：，其余测量数据主要均基于这两项数据进行一定的计算得出。

2.2弓网冲击测量

接触网的硬点产生于接触悬挂的质量突变处和接触表面光滑程度突变处。在接触悬挂的硬点处，接触线和受电弓的接触力发生突变，造成弓网冲击，车速愈高弓网冲击愈严重。在受电弓滑板上安装加速度传感器检测硬点。加速度传感器的输出信号大小与受电弓弓头遇到硬点时的振动速度变化率（加速度）成正比。通过受电弓不同的加速度即可判断出接触线硬点的位置。

2.3接触压力测量

弓网之间相互作用状态最终的定量评价标准为动态接触力及其分布情况。弓网之间的接触压力太小将导致接触不良，发生离线，引起电弧，弓网之间的电磨耗加大。接触压力太大，造成接触线的抬升量过大，受电弓运动振幅加大，受流状况恶化，弓网之间的机械磨耗也加大。
在受电弓滑板与上框架的连接处分别串接接触压力检测传感器（称重传感器），传感器的输出信号幅值与弓网接触压力和受电弓滑板重量之和成正比。各传感器输出换算成力值后求出其合力，并综合考虑受电弓滑板的惯性力及其自重，即可计算出弓网之间的接触压力。

2.4离线测量

离线是指车辆在运行中由于弓网的振动受电弓与接触线的机械脱开，离线持续的时间就是离线时间。
由于检测车的受电弓不取流，即使发生弓网离线也不会产生电弧，无法依靠电量参数检测弓网离线，只能采用压力传感器检测离线。离线检测建立在弓网接触压力检测基础之上，由弓网受流理论可知，弓网接触压力在一定范围内上下波动，接触压力小到一定程度（一般认为40N）即认为弓网发生了离线，每次接触压力小于40N持续的时间就是每次的离线时间。离线时间与检测车运行时间之比为离线率。

2.5网压测量

德国西门子公司生产的带扩展功能的SITRAS DPU96BA和SITRAS DPU96VD直流隔离放大器（又称直流变送器）和分压器模块是检测直流电压的专用产品。直流隔离放大器输出的电压信号与接触网电压成正比。测量输出信号电压，根据已知的分压器变比，就能计算出接触网电压。

3 在接触网日常检修中的应用

3.1日常检测管理

为进一步加强接触网检测管理，南京地铁专门设置了网检工程师，总体负责对接触网设备的检测管理及相关检测数据的分析，各线路分管专业工程师根据检测数据情况安排专业班组进行检查并制定相应整改方案，各专业班组负责具体现场设备检查及实施整改，并将最终结果反馈给专业工程师及网检工程师，做到闭环管理。

3.2检测周期及评价标准的研究

3.

2.1检测周期的制定

2010.5.28之前南京地铁运营线路只有一号线，接触网检测周期主要分为月度检测、季度检测及半年度检测，月度检测周期为1个月，主要检测线路为电客车正常运行的正线线路，季度检测周期为3个月，主要检测线路为正线全部线路(包括所有渡线)，半年度检测周期为6个月，主要检测正线全部线路(包括所有渡线) 和车辆段全部线路。2010.5.28二号线及一号线南延线开通运营，对于网络化运营线路，三条线共用1套接触网检测装置，基本采用月度检测，主要对电客车正常运行的正线线路进行检测，并在运营初期，根据现场实际情

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况，可加大检测频次。
3.

2.2检测评价标准的研究

地铁接触网检测技术由于相对起步较晚，目前国内也没有统一的检测评价标准，介于此种情况，根据部分设计文件要求，柔网部分并参考了现行铁路160km/h等级线路评定标准，给出了如下表1中检测评定标准（试行），刚网部分由于没有现行标准可供参考，通过对多次检测数据分析，给出了如下表2中检测评定标准（试行），并在以后的检测过程中对这些评定标准进一步加以完善，以切实满足现场实际检测评价要求。

说明：合格表明接触网主要技术参数在正常范围内，弓网运行状况良好。缺陷等级分为1、2、3三个等级，其中对弓网关系影响逐级加深，1、2级缺陷基本不影响行车，会存在弓网间配合不良问题，可能会发生弓网间打火或异常磨耗等问题，一般要求20日内完成现场复测及整改；3级缺陷可能会影响弓网间正常取流乃至危及行车，一般要求3日内完成现场复测及整改。

3.3应用实例

在2010年8月份南京地铁一号线南延线月度检测过程中，发现在定位点531、529#处导高值均为缺陷（设计值为4600mm），如下表3及图2中所示，通知该线路分管工程师及相关专业班组，对次处进行核查，发现情况属实，班组及时对该处导高进行调整，保证了接触网设备的稳定运营。

3结论
接触网检测系统，能够快速全面地检测出拉出值、接触线高度、双支接触线水平距离、双支接触线高度差、弓网冲击、接触压力、离线、网压等接触网设备重要参数，能模拟实际弓网动态关系，为接触网设备实现状态修提供有效参考依据。随着接触网检测系统的日趋完善，在以后的接触网系统维护中将会发挥着举足轻重的作用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。