王夢陽

（鄭州鐵路局鄭州供電段綜合分析室，河南 鄭州 450000）

0 引 言

為適應(yīng)電氣化鐵路的高速發(fā)展，滿足群眾對運營品質(zhì)提出的超高要求，電氣鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)（6C系統(tǒng)）應(yīng)運而生。在保證高速鐵路牽引供電系統(tǒng)設(shè)備的安全性和可靠性，為動車與機(jī)車提供不竭的動力方面，6C系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用意義重大。借助6C系統(tǒng)能夠?qū)﹁F路牽引供電設(shè)備實現(xiàn)全覆蓋和全方位的監(jiān)測，從而成為保障鐵路安全運營的必然選擇。將6C系統(tǒng)應(yīng)用于高速鐵路接觸網(wǎng)故障的搶修指揮，能及時確定弓網(wǎng)異常所在，快速查找到故障，為故障隱患的消除提供可靠的數(shù)據(jù)參照，保證接觸網(wǎng)的高效運營和維護(hù)，并縮短故障時間，盡快恢復(fù)行車。

1 構(gòu)建6C系統(tǒng)的必要性

高速鐵路正以飛快的速度發(fā)展，運營品質(zhì)的要求也有了極大提升。其中，鐵路牽引供電系統(tǒng)供電設(shè)備的安全運行需要重視。構(gòu)建6C系統(tǒng)的目的是保證動車組運營的良好秩序，提高動車組供電的安全性與可靠性。主要體現(xiàn)在對高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的全覆蓋、全方位綜合性檢測與監(jiān)測，包括的功能有檢測高速接觸網(wǎng)懸掛參數(shù)、弓網(wǎng)運行參數(shù)，檢測接觸網(wǎng)懸掛、附屬線索與零部件，實時檢測接觸網(wǎng)參數(shù)等。

1.1 高鐵供電工作更精細(xì)化

高鐵供電管理工作與既有線供電管理工作不同，體現(xiàn)在高鐵接觸網(wǎng)和動車組長時間、大密度高速運行之間有著密不可分的聯(lián)系，在動態(tài)穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和電氣穩(wěn)定性方面具有更高的要求。同樣的受力參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)，對既有線來說能夠滿足安全運行，但對高鐵來說就有可能會發(fā)生故障或帶來更嚴(yán)重的問題。

1.2 高鐵管理復(fù)雜性

高鐵管理工作存在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、運行環(huán)境復(fù)雜和專業(yè)結(jié)合部諸多等特點，給高鐵的安全運行帶來了巨大壓力。從當(dāng)前高速下的弓網(wǎng)關(guān)系、新型材料適配性以及風(fēng)洞效應(yīng)等方面看，仍要加大長期研究的投入力度，緊抓內(nèi)在客觀規(guī)律[1]。

1.3 對高鐵供電運行規(guī)律掌握不足

與國外高鐵供電運行已然成熟、完善的管理相比，我國高速電氣化鐵路開通運行的時間較短，在供電安全管理方面尚未形成深刻的認(rèn)識，欠缺成熟的管理經(jīng)驗[2]，對高鐵供電運行的規(guī)律掌握不系統(tǒng)，對設(shè)備運營周期的研究也不夠深入透徹。

1.4 高鐵供電設(shè)備存在較多隱患

自高鐵運營以來，在供電設(shè)備上暴露出很多隱患，如鋁合金定位器腐蝕、京滬高鐵長螺栓斷裂等。這些隱患主要是由于高鐵長時間處于高速運行、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)[3]、運行環(huán)境復(fù)雜以及設(shè)備自身存在缺陷等，直接影響高鐵供電的安全性。

在對供電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)分析后發(fā)現(xiàn)，由于高鐵供電設(shè)備長時間受到大張力和高速震動影響，再加上檢修、設(shè)計和施工等各方面的原因，磨、斷、裂等諸多問題逐漸出現(xiàn)，若未能及時處理，后果不可估量。

2 供電6C系統(tǒng)概述

進(jìn)行電氣化鐵路供電設(shè)備在安全性上的檢測與監(jiān)測時，供電6C系統(tǒng)能夠?qū)Ω飨到y(tǒng)供電設(shè)備數(shù)據(jù)做到精準(zhǔn)的統(tǒng)計分析與智能處理[4]，實現(xiàn)對設(shè)備缺陷的自動預(yù)警預(yù)告，為供電運營維修提供數(shù)據(jù)上的有力支持，最大程度降低運營維護(hù)工作者的安全風(fēng)險系數(shù)。組成框架如圖1所示。

圖1 供電6C系統(tǒng)組成框架

2.1 高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置

高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置又稱1C裝置，安裝于接觸網(wǎng)綜合檢車或高速綜合檢測列車上，屬于固定檢測設(shè)備。當(dāng)檢測到列車處于運行狀態(tài)時，它能夠?qū)軆?nèi)接觸網(wǎng)的參數(shù)與弓網(wǎng)運行狀態(tài)實施綜合實速檢測。

2.2 接觸網(wǎng)安全巡檢裝置

接觸網(wǎng)安全巡檢裝置簡稱2C裝置，臨時安裝于動車或機(jī)車上，可監(jiān)測接觸網(wǎng)運行狀態(tài)和運行環(huán)境，并將所得結(jié)果用以指導(dǎo)接觸網(wǎng)運行維護(hù)的一種安全檢測監(jiān)測裝置[5]。

2.3 車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置

車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置即3C裝置，加裝于運營動車組上，按照車輛的運動，可以自主完成檢測和數(shù)據(jù)的無線發(fā)送，同時動態(tài)檢測接觸網(wǎng)的狀態(tài)。

2.4 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置

接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置即4C裝置，通常安裝在接觸網(wǎng)作業(yè)車或?qū)Ｓ密嚿?。它可對懸掛系統(tǒng)、接觸狀態(tài)里面的各部件、接觸網(wǎng)的各幾何參數(shù)實施成像檢測，且分辨率極高。同時，能結(jié)合檢測所得數(shù)據(jù)進(jìn)行自動識別與分析，匯總得到合理的維修意見，供接觸網(wǎng)檢修所用。

2.5 受電弓滑板監(jiān)測裝置

受電弓滑板監(jiān)測裝置即5C裝置，安裝于電氣化鐵路的車站、車站咽喉區(qū)和動車段出入庫等處，主要用于監(jiān)測運營受電弓滑板狀態(tài)。

2.6 接觸網(wǎng)與供電設(shè)備地面監(jiān)測

接觸網(wǎng)與供電設(shè)備地面監(jiān)測即6C裝置，設(shè)置在接觸網(wǎng)的特殊斷面和供電設(shè)備，成功實現(xiàn)了對接觸網(wǎng)、供電設(shè)備絕緣狀態(tài)以及溫度等各項運行狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測。

3 供電6C系統(tǒng)在接觸網(wǎng)故障搶修中的運用

3.1 弓網(wǎng)故障

3.1.1 故障概況分析

2015年，京廣高速線發(fā)生一起弓網(wǎng)故障。下午2點50分，當(dāng)列車運行至明港東至信明下行K1013+300處時，動車組自動降弓停車。在隨車機(jī)械師進(jìn)行臨時加急處理后，動車組換弓再次進(jìn)入運行狀態(tài)。2點55分，調(diào)度通知供電段的2C檢測中心對接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行檢測。4點30分，信陽供電段2C檢測中心人員發(fā)現(xiàn)，明信區(qū)間K1013+300處的1093號支柱沒有定位器，而1099號定位器已然脫落丟失。

3.1.2 2C與4C的巡檢狀況

結(jié)合2C拍攝工作的安排，相關(guān)工作者對設(shè)備做了拍攝分析，記錄情況正常的結(jié)果。

3.1.3 故障發(fā)生的原因分析

經(jīng)對天窗點內(nèi)上網(wǎng)狀況的檢查、分析和判斷，該次動車自動降弓的主要原因是1093#斜腕臂和反定位管連接處的軟支撐套管在連接處發(fā)生脫落，致使軟支撐比導(dǎo)線面打弓低。根本原因是軟支撐套管公差間隙配合有問題造成軟支撐脫落。首先，總公司經(jīng)過反復(fù)多次檢測，確定明信區(qū)間接觸網(wǎng)的各項參數(shù)皆符合要求，屬于零缺陷，同時分析最近一次的2C檢測照片，得知套管脫落不是由漸變造成，而是突變的結(jié)果；其次，結(jié)合套管內(nèi)部絲扣不存在氧化痕跡，可知在脫落前套管是正常工作的，但由于受到公差間隙大的影響，在受電弓高速運行狀態(tài)下，接觸網(wǎng)高頻的振動導(dǎo)致軟支撐套管突然性脫落。

3.2 打弓故障排查

3.2.1 故障情況

某列車7車1位碳滑板2位面存在缺口，缺口長寬均在20 mm左右，深為4 mm，且缺口處有一長45 mm、寬1 mm、深4 mm的裂紋，碳滑板缺損寬度已經(jīng)超限。

3.2.2 故障原因分析

要求剖析5C抓拍到的圖片，指引天窗線檢查工作，確定打弓點為分段器。

3.2.3 小 結(jié)

從以上兩起故障的實例分析可看出，在不能明了故障點且故障設(shè)備不顯著的情況下，應(yīng)用供電6C系統(tǒng)能對故障的查找、分析和處理起到很好的指導(dǎo)作用。經(jīng)由供電調(diào)度及時聯(lián)系有關(guān)單位，調(diào)出并分析供電6C系統(tǒng)的圖像，最終確定故障區(qū)段與故障點。

3.3 在供電調(diào)度上的運用

安裝于高速綜合檢測車上的1C設(shè)備所獲得的數(shù)據(jù)，通常提供至科學(xué)院對接觸網(wǎng)運行狀態(tài)加以分析，在實際調(diào)度指揮中供電調(diào)度的應(yīng)用并不頻繁。

2C設(shè)備通常是在日常登乘巡視或發(fā)生故障后巡視時使用。當(dāng)供電調(diào)度接收到動車組弓網(wǎng)故障與接觸網(wǎng)故障信息后，首先通知接觸網(wǎng)工作區(qū)攜帶2C設(shè)備登乘，臨線巡視接觸網(wǎng)。如果肉眼不能發(fā)現(xiàn)缺陷，便回放2C設(shè)備視頻，盡快找到故障點。

在安裝了3C設(shè)備的動車組處于運行狀態(tài)時，若動車發(fā)生自動降弓、弓網(wǎng)故障，供電調(diào)度會在接收到信息后，除安排工作者攜帶2C設(shè)備登車巡查，還要安排人員查看動車自身所載的3C設(shè)備拍攝的視頻，確定故障點。

4C設(shè)備負(fù)責(zé)接觸網(wǎng)的日常巡視檢查工作，是接觸網(wǎng)天窗內(nèi)步行巡視的輔助方法。

5C設(shè)備因安裝在車站咽喉處，在明確故障區(qū)段、縮小故障的查找范圍上意義重大。

6C設(shè)備主要起到指導(dǎo)工區(qū)對接觸網(wǎng)實施檢修與維護(hù)的作用。

4 結(jié) 論

在各種先進(jìn)的供電技術(shù)和供電裝備支持下，高速鐵路接觸網(wǎng)監(jiān)測、檢測和維護(hù)水平得到了進(jìn)一步提高。憑借在接觸網(wǎng)故障搶救中的應(yīng)用，供電6C系統(tǒng)成功發(fā)揮了精準(zhǔn)故障查找、及時分析與處置的積極價值。