发布时间 : 星期一 文章关于接触网检测更新完毕开始阅读d61847d576eeaeaad1f330ee
大连交通大学2010届本科生毕业设计
第一章 绪论
1.1接触网检测技术简介
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。
我国现有电气化铁路约2000km，约占全国铁路网的30%~35%，完成铁路总运量的65%~70%,其中高速或准高速电气化铁路将达到6000km，而且正以每年约500~700km的速度建设中。为了适应电气化铁路工程运营和发展的需要，研制检测接触网性能的测试技术和数据处理系统，对实现全面质量管理、保证安全运营和加速铁路电气化的进程，具有重要的现实意义。
在评价接触悬挂受流性能优劣与否时，一般要进行以下几个方面的静特性和动特性测试：
(1)接触线的高度(最高高度及最低高度值— — 由轨面算起铅垂距离) ； (2)在运行中接触悬挂的弹性性能及受电弓的实际运行轨迹； (3)轨面以上接触线的高度变化曲线； （4)沿跨距内接触线和受电弓问的接触压力； (5)接触悬挂— — 受电弓振动系统的最大振幅； (6)接触悬挂和受电弓的接触状态． 即离线情况； (7)离线的燃弧持续时间；
(8)受电弓的静态特性和动态特性(在动态特性中包括抬升力和空气动力的测量)。 除此之外。为保证受电弓的均匀磨耗、安全运行和维护的需要，还应测量出以下若干项目；
(1)接触线拉出值及偏移值(包括拉出值的超限值及最大风时接触线相对于受电弓中心可能形成的最大偏移值)；
(2)在锚段关节及遭岔处接触线的相对位置；
(3)接触线的磨耗(包括剩余直径的平均值，磨耗允许的限界值以及特殊区段的 偏磨等) ；
(4)特殊硬点测量(如区分绝缘器等) ；
(5)在流过最大持续电流时接触线的温升；
(6)在紧密运行状态下馈电区末端接触网的电压水平等。
随着列车速度的提高，对于接触悬挂的要求也越来越高。为了保证运营和正确的评述受流质量，测试内容也更加广泛。同时为了获得确的测试结果，其测试手段和技术也
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日趋现代化。
传统的接触网检测方法主要靠手量和目测。传统方法速度慢、随机性大、准确率低，不能满足高速铁路接触网发展的需要。接触网动态检测车采用先进的检测设备，检测速度快、检测参数多、准确率高。检测车的工作系统分为非接触检测系统和接触检测系统，它们可以同时工作也可独立工作。
非接触检测系统利用激光照射到接触线表面形成反射来进行检测，该系统技术含量高、检测速度快、检测数据准确，代表了非接触检测技术的先进水平。本文将重点介绍非接触式检测的新技术。
1.2国内外发展状况
目前各国普遍都是把检测设备装在一个专用的车上，这种车有的自带动力，有的不带动力，都是在运营速度下带电对接触网进行检测。
日本是研究接触网检测车较早的国家，在20世纪60年代初就研制开发了测定弹性和受流情况的测试车，不过这些测试车的设备较为简单。1991年，日本急行电铁公司拥有了集接触网检测、信号检测和无线电检测于一身的新型电气检测车，该车可在100km／h速度下检测接触线的高度、拉出值、定位器坡度、离线、硬点、支柱号和跨距等参数。东京都交通局1991年研制的接触网检测车装有磨耗、拉出值、硬点、位置等参数的检测装置。
法国国铁研制的新型接触网检测车可以测试接触网静态几何特性，也可试验受电弓和接触网的动态情况，该车采用Y32EIS型转向架，可以在270km／h的运行速度下检测接触线高度和拉出值。
匈牙利研制了在高速运行情况下对接触线静态位置和受电弓滑行轨迹进行检测的设备，它采用非接触式图像处理技术，可在160km／h的运行速度下对接触网的动态参数进行检测。
德国的接触网检测车只检测高速情况下的弓网接触压力，以便对接触悬挂和受电弓两者之间的关系进行评判。
奥地利生产的接触网检测车采用非接触方式测量接触线的高度和拉出值等参数，采用接触方式测量弓网接触压力等参数。非接触检测方式和接触检测方式不能同时使用。
我国自己开发生产接触网检测车始于2O世纪80年代，简单的检测设备安装在经过改造的客车车体上，主要测量接触线高度和拉出值等参数。20世纪90年代，随着电气化铁道的发展及检测技术的提高，接触网检测设备也有了长足的进步。
我国第一条电气化铁路宝(鸡)风(州)段于1961年正式通车，1962年由铁道部科学研究院装备了第一辆接触网检测车，当时仅能检测导线高度和弓网间的大离线。1975年宝成铁路全线实现电气化之后，我国接触网检测技术的研究进入了一个新的阶段，到1980年其检测功能已与国外相类似，“离线”、 “偏位” 、“高度”等主要检测项目通过
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了部级鉴定，接着又开发了。“硬点”、“接触力”的检测和数据处理系统。目前我国接触网检测所采用的方案原理大都是九十年代的新技术，如采用图像模糊识别技术检测接触网几何参数和支柱位置，将大规模集成电路用于硬点检测，将编程控制器用于偏位检测，用光通信隔离高压，采用多微机系统进行数据处理等都达到了国际先进水平。
1.3课题的来源
在电气化铁道出现的事故中，无备用的接触网发生的事故占了很大比例。接触网状况的好坏直接关系到电气化铁道能否安全运营。
接触网参数检测设备可以对反映接触网运行状况的参数进行检测，检测结果能正确反映接触网的运行状态，为接触网的维护、调整提供科学依据。
电气化铁道比重较大的国家均在研制适合自己实际情况的接触网检测设备。每个国家的电气化铁道接触悬挂都具有各自的特点，对接触网的运行要求也不尽相同。接触网参数检测设备在功能上也各有侧重。
我国的接触网检测技术经过10多年不断发展，已经取得了很大进步，为电气化铁道事业做出了一定的贡献。接触网检测设备的应用，避免了许多弓网事故的发生， 在接触网的调整与维护过程中，提高了劳动生产率，降低了工人的劳动强度。
但还应看到，一些接触网参数的检测技术在我国还是空白，如接触线磨耗的动态测量、非接触检测在高速检测中的应用等。此外，将多种参数的检测装置安装在一个受电弓上也不太合理。接触网检测技术能完全满足我国的实际需要还有很长的路要走。所以说，接触网检测新技术的研究对高速铁路的发展起着至关重要的作用。
1.4本文的研究内容
接触网检测技术是高速铁路建设的关键技术之一。随着铁路不断地提速对电气化接触网的要求会更高。不确定因素会更多，对检测设备要求也就更高。因此，不断提高检测技术及设备水平。才能保证电气化接触网的良好状态，才能保证电气化铁路的运输畅通。本论文在参考借鉴国外技术标准和实践经验的基础上，结合高速铁路接触网检测技术实际应用，从多个方面对其进行分析和研究。总结并提出一些新的方式与方法。对接触网检测新技术进行深入挖掘，形成一篇有新意、有价值的研究型论文。
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第二章 接触网检测项目及原理
2.1拉出值检测
在电气化线路上，为了延长受电弓的使用寿命，使滑板磨耗均匀．接触线在线路的直线区段是布置成之字形， 在曲线区段是布置成折线的形式。而且此折线一般与受电弓中心的行迹相割或相切。这种折线在定位点接触线距受电弓中心线行迹的距离称为拉出值(或称伸出值)。在直线区段上。接触线在定位点处相对于线路中心的偏移距离。称为之字值。为简便起见统称为接触线拉出值。在接触网各种技术参数中，拉出值是一个非常重要的技术参数。接触网检测车测量拉出值的过程可以分为以下4部分：
2.1.1数据采集
拉出值数据的采集，是通过在模拟受电弓滑板中心左右600mm范围内每隔20mm安装的61个传感器完成的。这种传感器是一种电子接近开关，利用涡流的电磁感应原理实现位置检测。当在某一个电子传感器上方有接触导线时，便产生感应电流，与振荡电路产生电压输出信号。传感器不直接与导线相接触，不受气候、线路情况等条件的限制，动作灵活可靠。检测中，通过一个扫描分配电路对所有传感器以l0瞒的循环周期进行扫描，确定起始传感器后，分配器为每一个传感器确定一个固定的输出位，当扫描到上方有导线的传感器时．该传感器的“与”门电路就输出相应的二进制编码信号．根据编码就可以确认导线离线路中心的拉出值。例如，当导线滑过受电弓左边第1O个传感器上方时，就会使第10个传感器产生一个信号，编码器就会产生一个相应位置的代码，从而确认此处的拉出值为向左10mmx 20mm=200mm。
2.1.2数据传输
为使高低电压有效安全地隔离开，并保证所采集的拉出值数据信号不失真地从高压侧传送到低压侧转入控制间计算机中，最安全可靠的方法是采用光通信装置。它具有信号传输频带宽、绝缘性能好、抗辐射和抗电磁干扰能力强等优点。所测编码数据通过并／串变换后．经发送部的E／O变换器变换为光信号，通过光纤进行传输，在低压侧又通过接收部O／E变换器把光信号还原成串行的电信号 然后再送至低压部放大变换回路。为了使高低压两侧同步整个装置由一个时钟信号来控制。
2.1.3坐标确定
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