訾 勇 中國鐵路上海局集團有限公司安全監(jiān)察室

截止2019年底中國高鐵運營里程已達3.5萬公里，高速鐵路接觸網(wǎng)設(shè)備大量增加，接觸網(wǎng)設(shè)備故障給鐵路運輸造成的影響越來越大，牽引供電可靠性在鐵路運輸中的重要性日益凸顯，隨著設(shè)備運行年限的增長，運行負荷的增大，通過日常檢測及時發(fā)現(xiàn)并處置接觸網(wǎng)設(shè)備缺陷愈發(fā)重要。高速鐵路接觸網(wǎng)作為高速鐵路動車組電力能源供給的電源，其本質(zhì)上仍是電路的一部分

1 高速鐵路接觸網(wǎng)主導電回路及特點

接觸網(wǎng)主導電回路為牽引變電所饋出至動車組受電弓的供電回路，主要包括供電線、接觸懸掛兩大部分。其易發(fā)故障主要為供電線接續(xù)點、電連接線夾、隔離開關(guān)設(shè)備線夾及觸頭、吸上線接續(xù)點、電纜頭等接續(xù)部位因接觸網(wǎng)不良導致的過熱燒損故障。其中因電聯(lián)接線夾與接觸懸掛的承力索、接觸線連接，一旦出現(xiàn)過熱故障，很可能造成承力索、接觸線斷線事故發(fā)現(xiàn)，造成嚴重后果。

大負荷，大電流，大波動。一組CRH380動車組運行最大電流在850 A左右，接觸網(wǎng)供電電流隨司機操縱及供電臂車流密度波動較大；動車組運行時段有負荷，無動車組運行時段無負荷，特別是夜間天窗時段長達數(shù)小時無負荷電流。這個特點也造成了夜間接觸網(wǎng)維修人員可以上線作業(yè)時段無法進行紅外熱成像檢測，DL/T 664-2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》中規(guī)定的檢測時負荷電流不低于30%額定電流難以把握。

接觸網(wǎng)主導電回路器材、部件有銅、鋁、不銹鋼、合金等多種材質(zhì)，且因所處環(huán)境不同、運行狀態(tài)差異，各部位氧化、污染程度不同。復(fù)雜的設(shè)備特點使紅外熱成像檢測時熱像儀輻射率設(shè)置難以掌握。

高速鐵路接觸網(wǎng)大部分區(qū)段設(shè)置在橋梁上，距離地面較高，檢測人員在動車組運行時段難以接近檢測，紅外熱成像精確檢測不易實現(xiàn)。

2 紅外熱成像技術(shù)在接觸網(wǎng)檢測中的應(yīng)用情況

隨著高速鐵路的發(fā)展，紅外熱成像檢測技術(shù)在接觸網(wǎng)檢測中使用也日益廣泛，目前主要應(yīng)用中主要有：人工使用手持式紅外熱像儀對接觸網(wǎng)主導電回路各節(jié)點進行每年一次的定期人工測溫，使用車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置（3C）對接觸網(wǎng)溫度進行實時或周期性監(jiān)測。筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在實際應(yīng)用中因管理、環(huán)境、設(shè)備實際等情況，測溫準確性、數(shù)據(jù)分析、缺陷診斷仍存在諸多問題。

2.1 鐵路現(xiàn)有規(guī)章制定存在缺失

隨著高速鐵路的發(fā)展，紅外熱成像檢測技術(shù)在接觸網(wǎng)檢測中使用雖日益廣泛，但應(yīng)用研究不夠深入，使規(guī)章的制定上只能參考電力行業(yè)規(guī)范，由于接觸網(wǎng)的運行狀況、環(huán)境、管理要求等與電力設(shè)備存在很大差異，致使DL/T 664-2016《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》部分條款在高速鐵路接觸網(wǎng)紅外檢測中并不適用。如“檢測電流致熱型設(shè)備一般在不低于30%額定負荷下檢測”在實際應(yīng)用中因接觸網(wǎng)短時負荷，波動頻繁的特點導致難以落實。

現(xiàn)行鐵路規(guī)章中對紅外熱成像檢測僅在TGGD124-2015高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則(鐵總運〔2015〕362號）第五十九條中對檢測周期、檢測內(nèi)容，附件8《電流致熱型設(shè)備缺陷診斷判據(jù)》缺陷判斷依據(jù)進行了規(guī)定，對環(huán)境溫度測量方法、溫差參照對象選擇、紅外熱像儀參數(shù)設(shè)置、檢測位置選擇等沒有明確要求。

檢測報告數(shù)據(jù)要求不完整。從現(xiàn)場報告看，檢測數(shù)據(jù)僅記錄了環(huán)境溫度、檢測溫度、天氣情況、檢測時間、紅外熱像圖等基本信息，沒有對儀器型號、檢測距離、風速、可見光照片信息，使數(shù)據(jù)失去了復(fù)測比較、歷史數(shù)據(jù)對比的價值。

2.2 漏檢漏測問題多發(fā)

接觸網(wǎng)主導電回路部分節(jié)點在線路防護柵欄外或橋下檢測時受物體遮擋，在天窗時段無動車組運行，接觸網(wǎng)無負荷等因素影響無法進行人工檢測，漏檢漏測的情況較多，造成了節(jié)點過熱燒損故障時有發(fā)生。

2.3 檢測數(shù)據(jù)失真情況普遍

現(xiàn)場應(yīng)有中，檢測人員一般由接觸網(wǎng)工擔任，其對接觸網(wǎng)設(shè)備性能、運行情況比較熟悉，但從調(diào)研情況看，大部分檢測人員對紅外熱像檢測設(shè)備性能、規(guī)范要求、使用注意事項等掌握不全面，一般使用紅外熱像儀默認設(shè)置根據(jù)安排的時間現(xiàn)場檢測，造成了檢測數(shù)據(jù)誤差較大。

3 高速鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)用探索及建議

（1）修訂完善有關(guān)規(guī)章，細化明確檢測、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析等要求。紅外熱成像技術(shù)在高速鐵路接觸網(wǎng)檢測應(yīng)用已比較普遍，各設(shè)備管理單位在使用中也不同程度的發(fā)現(xiàn)了一些問題，積累了大量數(shù)據(jù)、使用經(jīng)驗。同時，高速鐵路的迅猛發(fā)展也需要更加完備、可行的檢測手段來保障運行安全。建議有關(guān)部門廣泛調(diào)研，集思廣益，起草編制專項紅外檢測、診斷應(yīng)用規(guī)章，以利于現(xiàn)場執(zhí)行和管理規(guī)范。

（2）紅外熱成像檢測應(yīng)用方面：

①完善以人工周期測量為主，車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置（3C）實時檢測為輔的接觸網(wǎng)紅外熱成像檢測體系。針對在高速鐵路防護柵欄紅外、橋下等無法人工現(xiàn)場測量的接觸網(wǎng)設(shè)備，在現(xiàn)場安裝在線型紅外熱像儀，解決漏檢漏測問題；同時，各設(shè)備管理單位按周期選擇合適時段運行的動車組車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置（3C）歷史數(shù)據(jù)進行分析、記錄，形成專門的分析報告，補強人工檢測頻次低，不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷的問題。

②根據(jù)高速鐵路接觸網(wǎng)特點，建議各單位應(yīng)根據(jù)檢測點分布確定固定地點作為紅外檢測點，以保證每次紅外檢測距離、角度一致；檢測時機宜選擇夏秋季日落后，此時接觸網(wǎng)設(shè)備已帶負荷運行10 h左右，能真實反映設(shè)備運行狀態(tài)，天空無強光照射，背景相對較純凈，有利于精確紅外檢測；檢測設(shè)備材質(zhì)雖多種多樣，但以銅材質(zhì)為主，建議輻射率統(tǒng)一按氧化黃銅輻射率0.6設(shè)置。

③鑒于現(xiàn)場檢測人員技能水平參差不齊，環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備多樣，精確檢測難以實施，高速鐵路接觸網(wǎng)紅外檢測診斷依據(jù)應(yīng)以溫差、相對溫差為主，以熱點溫度為輔，以相對溫差判斷法、同類比較判斷法為主，輔助采用表面溫度判斷法、綜合分析判斷法。對于疑似缺陷設(shè)備可以采用在線型紅外熱像儀通過連續(xù)檢測實施分析判斷復(fù)測，以確定設(shè)備缺陷。

④構(gòu)建高速鐵路接觸網(wǎng)紅外檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)?，F(xiàn)場檢測的大量數(shù)據(jù)除用于當次分析外，可錄入數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)運行電氣方面與運行時長、季節(jié)、氣候等相關(guān)因素的關(guān)系，總結(jié)運行規(guī)律，更好地指導接觸網(wǎng)運行管理。

（3）建立一支相對固定的檢測隊伍。各設(shè)備管理單位在完善規(guī)章、作業(yè)指導書的基礎(chǔ)上組織全面培訓、實際操作演練，培養(yǎng)一支熟悉紅外熱像檢測、熟悉接觸網(wǎng)設(shè)備的檢測人員并相對固定，以保證檢測工作質(zhì)量。

4 結(jié)束語

紅外熱像檢測、診斷技術(shù)在高速鐵路接觸網(wǎng)檢測中已廣泛應(yīng)用，檢測發(fā)現(xiàn)了大量的設(shè)備缺陷，取得了良好的效果，但在應(yīng)用中還需要不斷總結(jié)經(jīng)驗，完善規(guī)章規(guī)范和管理制度，培養(yǎng)建立一支技術(shù)力量過硬的檢測隊伍，通過紅外檢測、診斷及時發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)電氣方面的缺陷，為故障、事故的防控提供便捷有力的手段，為高速鐵路運輸安全提供保障。