姜萬(wàn)里

（國(guó)能朔黃鐵路原平分公司，山西 忻州 036100）

檢測(cè)設(shè)備使用過(guò)程中，能對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)開(kāi)展檢測(cè)工作，屬于新時(shí)期出現(xiàn)的檢測(cè)技術(shù)。對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的使用，主要是接觸網(wǎng)絡(luò)所具備穩(wěn)定性能以及安全性能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)能為技術(shù)人員提供參考，從而對(duì)接觸結(jié)構(gòu)開(kāi)展合理化的設(shè)計(jì)。另外，將檢測(cè)設(shè)備安裝在移動(dòng)的列車(chē)上，列車(chē)在運(yùn)行中能將傳感器信號(hào)傳遞到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)將所獲取的信息轉(zhuǎn)變成為具體的數(shù)據(jù)傳輸出去。工作人員將數(shù)據(jù)整理后制成表格，技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)分析中，能發(fā)現(xiàn)哪些數(shù)據(jù)存在問(wèn)題，進(jìn)而掌握接觸網(wǎng)的實(shí)際狀態(tài)。如果檢測(cè)數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)，需要召集維修人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備開(kāi)展維修工作，也能夠?qū)z測(cè)設(shè)備的狀態(tài)系統(tǒng)地評(píng)估。[1]

1 重載鐵路接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 檢測(cè)項(xiàng)目全

對(duì)于接觸網(wǎng)檢測(cè)這項(xiàng)技術(shù)，在全球范圍內(nèi)主要的技術(shù)種類(lèi)為兩種，首先是接觸型的檢測(cè)設(shè)備，其次是非接觸型的檢測(cè)設(shè)備。意大利等國(guó)家對(duì)接觸型設(shè)備技術(shù)關(guān)注度偏高，研究方向也偏于接觸型檢測(cè)設(shè)備，主要是各種幾何數(shù)據(jù)的檢測(cè)。對(duì)于日本主要關(guān)注非接觸型檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)，現(xiàn)階段，綜合性檢測(cè)是將這兩部分技術(shù)系統(tǒng)地結(jié)合，對(duì)列車(chē)運(yùn)行中電弧量或者是各種接觸期間產(chǎn)生作用力，接觸網(wǎng)所處的位置以及各種結(jié)構(gòu)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，在完成這部分?jǐn)?shù)據(jù)收集過(guò)程中，技術(shù)人員能對(duì)接觸網(wǎng)整體質(zhì)量、接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)性以及運(yùn)行期間動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)地分析。將接觸網(wǎng)中存在的缺陷以及不足部位進(jìn)行確認(rèn)，讓專(zhuān)業(yè)的設(shè)備維修人員開(kāi)展維修工作。

1.2 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確

接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要將各種高端檢測(cè)技術(shù)相互結(jié)合，能對(duì)接觸網(wǎng)開(kāi)展檢測(cè)，能將列車(chē)運(yùn)行中的參數(shù)全面地獲取，技術(shù)人員在對(duì)數(shù)據(jù)分析的過(guò)程中能掌握接觸網(wǎng)運(yùn)行情況。設(shè)備的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)接觸網(wǎng)的幾何情況系統(tǒng)地檢測(cè)，在后續(xù)計(jì)算機(jī)處理過(guò)程中，能將各種數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地定位。

1.3 效率高

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，鐵路的客運(yùn)數(shù)量和貨物運(yùn)輸數(shù)量也在與日俱增，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)處于高密度、運(yùn)載重量增加的狀態(tài)，對(duì)于檢修工作所產(chǎn)生的壓力較大。在傳統(tǒng)意義上的對(duì)于鐵路接觸網(wǎng)的維修已經(jīng)不能滿足時(shí)代發(fā)展需求，需要維修人員結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)情況，利用時(shí)間差開(kāi)展維修。為了對(duì)鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)系統(tǒng)地關(guān)注，各個(gè)國(guó)家均在研發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，我們較為熟知的是重載鐵路綜合檢測(cè)車(chē)運(yùn)行，檢測(cè)車(chē)能將各種先進(jìn)的技術(shù)融合到一起，在實(shí)際運(yùn)行中能收集接觸網(wǎng)的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，在技術(shù)人員對(duì)數(shù)據(jù)分析后能確定具體維修時(shí)間節(jié)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)所具備的優(yōu)點(diǎn)較為明顯的是能節(jié)省時(shí)間，以往測(cè)一公里所花費(fèi)時(shí)間約一小時(shí)，但是，使用先進(jìn)技術(shù)能保證每小時(shí)檢測(cè)一百公里以上?？梢?jiàn)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率是人工處理數(shù)據(jù)無(wú)法比擬的，能大大提升工作效率。

2 重載鐵路接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)中燃弧的危害

現(xiàn)階段，在重載鐵路運(yùn)行過(guò)程中，主要是受電弓與接觸網(wǎng)在滑動(dòng)過(guò)程中能將電流獲取出來(lái)，但是，在重載鐵路運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)燃弧情況，對(duì)接觸網(wǎng)獲取電流產(chǎn)生影響，會(huì)對(duì)鐵路的運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響。燃弧是指在鐵路運(yùn)行中出現(xiàn)氣體放電現(xiàn)象，電流在傳輸過(guò)程中，因?yàn)椴糠治镔|(zhì)存在電離情況，進(jìn)而形成火花。常見(jiàn)的是受電弓和接觸線在快速移動(dòng)中，形成耦合振動(dòng)類(lèi)型，當(dāng)其他外部因素存在的情況下，會(huì)上下移動(dòng)形成復(fù)合類(lèi)型振動(dòng)。當(dāng)受電弓和接觸線在不同振動(dòng)類(lèi)型影響下，會(huì)造成弓和網(wǎng)之間接觸性能出現(xiàn)下降情況，長(zhǎng)久進(jìn)行下去會(huì)造成分離情況引發(fā)燃弧出現(xiàn)。燃弧所具備的特點(diǎn)主要是導(dǎo)電性較強(qiáng)、產(chǎn)生能量較為集中、形成的溫度和亮度均較高。當(dāng)受電弓和接觸網(wǎng)長(zhǎng)久運(yùn)行中，對(duì)供電設(shè)備和運(yùn)行安全產(chǎn)生較大影響，主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，燃弧出現(xiàn)會(huì)造成能量較為集中、產(chǎn)生較高的溫度會(huì)造成接觸的導(dǎo)線出現(xiàn)熔化腐蝕情況，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成導(dǎo)線表面出現(xiàn)凹凸不平的情況，在快速運(yùn)行中磨損情況會(huì)加劇，對(duì)接觸網(wǎng)使用壽命產(chǎn)生影響。接觸線和滑板之間出現(xiàn)縫隙情況會(huì)造成電弧出現(xiàn)，長(zhǎng)此以往會(huì)造成電弧增加，會(huì)造成接觸線出現(xiàn)斷裂的情況，對(duì)于列車(chē)的運(yùn)行安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。第二，當(dāng)燃弧出現(xiàn)時(shí)，整個(gè)受電弓和接觸線整體處于離線的狀態(tài)，兩個(gè)部分之間會(huì)產(chǎn)生壓降情況，當(dāng)持續(xù)接觸和轉(zhuǎn)化中能發(fā)現(xiàn)電流會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)的情況，會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓的情形。過(guò)電壓在接觸網(wǎng)上傳播過(guò)程中，會(huì)對(duì)牽引網(wǎng)絡(luò)的絕緣性產(chǎn)生影響，使絕緣系統(tǒng)的老化速率加速，破壞供電設(shè)備，甚至?xí)斐晒╇娤到y(tǒng)跳閘的情況，對(duì)行車(chē)安全產(chǎn)生影響。燃弧的產(chǎn)生也會(huì)形成電磁波，這部分電磁波的存在會(huì)對(duì)周?chē)臒o(wú)線通信和鐵路的運(yùn)行系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的影響。[2]

3 重載鐵路接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)中燃弧產(chǎn)生的原因

3.1 弓網(wǎng)接觸壓力

受電弓和接觸網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)需要具備一定的壓力，為了讓受電弓能穩(wěn)定對(duì)電流的獲取，主要是通過(guò)機(jī)械力對(duì)受電弓和接觸線產(chǎn)生抬升力。接觸力屬于一個(gè)動(dòng)態(tài)的數(shù)值點(diǎn)，接觸的壓力在范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)于壓力大小產(chǎn)生影響的主要因素包括接觸線整體高度、火車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)行路況和實(shí)際運(yùn)行速度情況等。接觸壓力的最大值和最小值以及穩(wěn)定值是對(duì)受電弓和接觸網(wǎng)之間系統(tǒng)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)。通過(guò)數(shù)據(jù)總結(jié)能發(fā)現(xiàn)，接觸的壓力越大則電流的傳遞效果越好，但這種壓力也存在明顯弊端，會(huì)造成弓網(wǎng)的磨損效率增加。如果接觸的壓力偏低，會(huì)造成離線的情況出現(xiàn)而引發(fā)電弧，電弧會(huì)造成滑板被破壞，造成導(dǎo)線的表面出現(xiàn)破損的情況，長(zhǎng)此以往會(huì)造成磨損嚴(yán)重情況。因此，受電弓一般的壓力控制點(diǎn)應(yīng)為70±10 N。

3.2 接觸線不平順和彈性不均勻

機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)受電弓與接觸線出現(xiàn)高低不平位置時(shí)，接觸線出現(xiàn)不平順會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)距離明顯增加，接觸線弧度越大則導(dǎo)致的導(dǎo)線高度變化越加明顯，會(huì)出現(xiàn)燃弧現(xiàn)象。接觸線所具備的彈性會(huì)對(duì)受電弓的電流產(chǎn)生明顯的影響，如果彈性不均勻的情況下會(huì)造成燃弧的情況出現(xiàn)。接觸線的彈性計(jì)算公式為E=△h/F，彈性E 越小則說(shuō)明接觸性越好，出現(xiàn)燃弧的概率越低。

3.3 接觸線硬點(diǎn)

當(dāng)接觸線出現(xiàn)硬點(diǎn)時(shí)，如果受電弓在高速度運(yùn)行時(shí)與硬點(diǎn)發(fā)生碰撞，就會(huì)出現(xiàn)受電弓偏離原來(lái)位置，使電壓變化造成電弧產(chǎn)生，當(dāng)接觸線的硬點(diǎn)增多時(shí)，不但會(huì)造成燃弧出現(xiàn)次數(shù)明顯增加，受電弓也會(huì)出現(xiàn)損傷的情況，長(zhǎng)久運(yùn)行中會(huì)造成受電弓的使用周期縮短，甚至造成供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障等。[3]

3.4 接觸線出現(xiàn)污染

一般來(lái)說(shuō)接觸線處于自然環(huán)境中整體較為干凈，但是在隧道內(nèi)部或者是在天橋的下端，這部分區(qū)域會(huì)受外界的煙塵泥土所影響，污染物會(huì)附著到接觸線上端，造成受電弓和接觸線之間產(chǎn)生電壓差，出現(xiàn)燃弧等情況。接觸線上的污染物數(shù)量較多時(shí)，造成燃弧的數(shù)量偏多，長(zhǎng)此以往會(huì)造成列車(chē)運(yùn)行中出現(xiàn)跳閘的情況，甚至?xí)斐砂踩鹿省?/p>

3.5 鋼軌不平順

列車(chē)運(yùn)行的鋼軌精度達(dá)不到要求的情況下，當(dāng)車(chē)輛在高速運(yùn)行時(shí)，受電弓和接觸線會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的情況，使受電弓出現(xiàn)離線的情況，導(dǎo)致燃弧的發(fā)生，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)對(duì)列車(chē)的運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患。

3.6 外部環(huán)境因素

現(xiàn)階段，接觸網(wǎng)在使用過(guò)程中，均處于裸露的自然環(huán)境中，外界的雨水、風(fēng)雪等都會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)造成損害，當(dāng)電流出現(xiàn)異常時(shí)，這些外部的條件會(huì)造成接觸線的表面出現(xiàn)氧化的情況，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的傳輸出現(xiàn)故障，進(jìn)而引發(fā)受電弓燃弧的情況，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成外部接觸網(wǎng)出現(xiàn)損傷的情況，影響接觸線的使用壽命，對(duì)重載鐵路安全運(yùn)行也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

4 針對(duì)重載鐵路接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)中燃弧的整治對(duì)策

4.1 改善弓網(wǎng)壓力

弓網(wǎng)的壓力穩(wěn)定情況能將燃弧的情況系統(tǒng)地減少，現(xiàn)階段對(duì)受電弓的主要處置措施是加裝設(shè)備的補(bǔ)償裝置，在列車(chē)運(yùn)行的過(guò)程中使受電弓壓力明顯增加，降低空氣中的阻力，特別是在列車(chē)經(jīng)過(guò)隧道時(shí)，可以加裝部分感應(yīng)設(shè)備，這樣能補(bǔ)償受電弓的接觸力，減少風(fēng)洞的接觸力。

4.2 調(diào)整接觸線平順性

在列車(chē)運(yùn)行中起到關(guān)鍵作用的是接觸線的平順性，對(duì)平順性產(chǎn)生影響的是材質(zhì)本身的特點(diǎn)，在接觸線加工中，需要對(duì)接觸線的材料嚴(yán)格地把控，讓接觸線表面內(nèi)的顆粒均勻一致，當(dāng)受到外界的作用力中，能將外界的作用力分散開(kāi)來(lái)。在導(dǎo)線生產(chǎn)過(guò)程中也要嚴(yán)格地進(jìn)行導(dǎo)線檢驗(yàn)工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)線出現(xiàn)彎折情況時(shí)，需要嚴(yán)格地將其剔除，避免混入到系統(tǒng)中來(lái)。在重載鐵路系統(tǒng)施工過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問(wèn)題的導(dǎo)線就要及時(shí)開(kāi)展封存工作，不能將不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)線用于施工中。對(duì)接觸線平順性產(chǎn)生影響的另一個(gè)指標(biāo)是接觸線的高低位置出現(xiàn)超標(biāo)的情況，當(dāng)建設(shè)單位完成導(dǎo)線施工以后或既有鐵路在運(yùn)行中，需要檢測(cè)人員按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格地檢查，變化的位置不能超過(guò)20 毫米。

4.3 調(diào)整接觸線彈性不均勻度

當(dāng)接觸線彈性出現(xiàn)不均勻的情況時(shí)，需要維修人員從不同角度進(jìn)行調(diào)整。首先，需要對(duì)受電弓和接觸線的張力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，適時(shí)地增加壓力，對(duì)于補(bǔ)償裝置也要定期地檢查，確認(rèn)其是否出現(xiàn)卡頓情況，同時(shí)也要將溫度變化情況系統(tǒng)地考慮進(jìn)去。其次，彈性吊索的張力要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要符合技術(shù)指標(biāo)，壓力過(guò)大或者過(guò)小均會(huì)造成彈性出現(xiàn)不均勻的情況。最后，要對(duì)吊弦的位置和長(zhǎng)度開(kāi)展計(jì)算工作，確認(rèn)好適合的安裝位置。

4.4 減少接觸硬點(diǎn)

接觸網(wǎng)出現(xiàn)硬點(diǎn)主要是因?yàn)樵陧?xiàng)目施工的過(guò)程中，或者在接觸網(wǎng)導(dǎo)線的生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)的工藝不能達(dá)到技術(shù)要求。對(duì)于這種接觸硬點(diǎn)的主要處置方式是在接觸線架設(shè)過(guò)程中，要充分地考慮施工工藝，這種架線所使用的恒定張力架線車(chē)能讓張力保持均勻。在電線架設(shè)的過(guò)程中需要實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)行，在接觸線架設(shè)的過(guò)程中，要嚴(yán)格地執(zhí)行施工工藝，工作人員不能對(duì)接觸線進(jìn)行踩踏。此外，項(xiàng)目單位負(fù)責(zé)人需要按照要求，派專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員到廠家進(jìn)行導(dǎo)線監(jiān)督工作，避免出現(xiàn)硬點(diǎn)的情況，保證導(dǎo)線材質(zhì)的質(zhì)量符合技術(shù)要求，這樣可以在根本上降低故障的發(fā)生率。

4.5 預(yù)防接觸線污染

在隧道內(nèi)施工過(guò)程中，需要避免灰塵對(duì)設(shè)備產(chǎn)生影響，在架設(shè)導(dǎo)線的過(guò)程中要嚴(yán)格地防護(hù)，需要施工單位安排專(zhuān)業(yè)的人員負(fù)責(zé)，在進(jìn)行施工完成后的隧道壁清洗作業(yè)時(shí)，需要將導(dǎo)線上的附件嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)清洗，在清洗的過(guò)程中，避免接觸網(wǎng)受到污染，要使用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行包裹，保證接觸網(wǎng)保持干凈。[4]

4.6 復(fù)測(cè)鋼軌平順性

列車(chē)軌道的平順性不達(dá)標(biāo)會(huì)導(dǎo)致燃弧的情況，需要施工單位嚴(yán)格地對(duì)施工進(jìn)行管控，適時(shí)地要求專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)軌道進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合項(xiàng)目的部分要嚴(yán)格地整改，軌道的平順性能夠避免重載列車(chē)運(yùn)行中振動(dòng)的情況。

4.7 應(yīng)用接觸網(wǎng)安全巡檢裝置

接觸網(wǎng)在運(yùn)行中，想要平穩(wěn)運(yùn)行就必須增加安全巡檢裝置，常見(jiàn)的設(shè)備是各種微型處理器，如用攝像機(jī)對(duì)運(yùn)行中的列車(chē)進(jìn)行監(jiān)控，利用成像技術(shù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。現(xiàn)階段，相機(jī)的主要使用形式是高像素和低像素相互結(jié)合，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，接觸網(wǎng)的裝置主要是進(jìn)行整體檢測(cè)和近距離測(cè)量。需要特別關(guān)注的是，在完成數(shù)據(jù)收集以后，需要按照要求將數(shù)據(jù)整理后保存下來(lái)，正確使用智能化檢測(cè)設(shè)施，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，改革開(kāi)放以后，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，原本落后的鐵路運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求，國(guó)家鐵路部門(mén)對(duì)鐵路建設(shè)給予足夠的支持，鐵路系統(tǒng)也在逐漸地升級(jí)和完善。對(duì)于重載鐵路，需要做好接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，對(duì)燃弧原因進(jìn)行分析，充分認(rèn)識(shí)到燃弧的危害性，進(jìn)而采取有效的應(yīng)對(duì)措施。同時(shí)，鐵路工作人員要掌握接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)，從不同的環(huán)節(jié)做好各項(xiàng)整治工作，保證鐵路系統(tǒng)的安全運(yùn)行。