浅谈地铁接触网检测技术及发展应用

任立茗

摘要：对于地铁接触网本身的检测以及维修来说，需要保障从点至面进行全方位的检测，同时，还要由各个组成和小环节着手，寻找问题并对其进行有效处理，想要促进接触网检测效率的提高，就要加强在这一问题上的研究，提供更加有效地理论依据。

关键词：地铁接触网；检测技术；发展；应用

接触网作为地铁供电系统中重要的组成部分，对地铁供电系统的稳定和安全有关键的作用。随着我国交通事业的不断发展，对地铁供电系统的安全和稳定提出了更高的要求。鉴于此，本文对地铁接触网检测技术及发展应用进行了分析，对促进我国交通事业的发展有理论性的意义。

1地铁接触网的测量参数检测分析

接触网是地铁供电系统中的重要组成部分，主要由绝缘子、接触线、汇流排等部分组成，如图1 所示。

1.1弓网参数方法的分析

对于弓网系统来说，其主要是指地铁接触网当中存在的一种服役设备，是在服役中出现的一种动态化的参数。利用弓网参数能够对接触网工作过程中的压力值和方差进行准确地计算，并对公网服役性能进行测定。在测量的过程中，首先要将四个感应器设置在弓网当中压力接收的滑板两头端点位置，该感应器的作用是对压力进行传递，还要在末端显示其压力大小，受电弓运行时，运用牛顿定律对电弓重量和接触网的压力值进行计算。因为弓网参数属于动态化的，所以会受诸多因素所带来的影响，因此非常有必要选择质地比较好的传感器对其进行测量。现阶段运用比较多的传感器是接触式的五轮仪的传感器。

1.2几何参数方法的分析

地铁接触网测量参数的过程中，几何参数主要对基础数据进行测量，有导线和地距离，导线长度和锚段间距等。我国现阶段很多地铁运营企业运用的检测仪器是非接触式的，该仪器对激光雷达发射和接收信号进行运用，进而对几何参数进行检测。而且还在该测量方法当中对立体成像当中存在的二维平面的技术，然而因为这种仪器测量精度所带来的影响，所以，在具体的实际情况当中所运用的次数逐渐减少。

2接触网检测技术

近年来，应用较为广泛的接触网检测技术包括静态检测、接触式检测、非接觸式检测及地铁网轨检测车动态测量。

2.1静态检测

静态检测是指通过测量接触悬挂各个部位的静态尺寸，判断接触网实际参数与设计标准之间的差距。通常在线路停运时，由检修人员携带特定检测装置对接触网的接触线高度、抬升值、之字值等静态数据进行测量收集。静态测量能够在机车运行之初确保接触网的技术参数要求，从源头杜绝事故风险，是日常运维工作的一项常规任务，也是降低事故发生概率的有效手段。机车运行导致接触网与受电弓的性能随之发生改变，从而限制了静态检测的应用范围，但是静态测量的检测数据能够真实反映接触网的几何尺寸等数据，为接触网进行动态测量提供参考。

2.2接触式检测

在受电弓的4个测角分别安装结构、性能、灵敏度、误差和线性度相同或者接近的检测装置。受电弓与接触网接触完成受流的过程中，作用在距离受电弓中点a位置，使受电弓与接触线受到彼此压力的相互作用，产生相应的形变，对应得到弓网接触力f1和f2，4个检测装置通过检测形变量计算出拉出值L。接触式检测方式设计原理简单，可以实现全天候检测，但对检测设备及安装过程要求较高，同时对后期维护提出更高要求，从而影响测量精度与应用范围。

2.3非接触式检测

非接触式检测方式依托现代科技技术，特别是计算机与传感技术的发展，从最开始的非接触式激光雷达扫描测量法，慢慢发展为超声波检测，又到现在的非接触式图像测量法，其应用前景十分乐观。

2.3.1非接触式激光雷达扫描测量法

非接触式激光雷达扫描法利用激光反射原理，首先在机车顶部安装雷达激光发射装置，发出连续、稳定的激光雷达射线，保证检测运行的全过程。激光雷达射线沿着直线传播，在传播过程中遇到障碍物（即接触线）时，由于反射原理，反射回来的激光雷达射线被安装在机车顶部的装置接收后，经计算机处理为相应的数字信息，将此信息与激光雷达射线的运行速度、信号间隔等信息进行计算，得出导高和拉出值等参数信息。

2.3.2超声波检测法

超声波检测与非接触式激光雷达检测原理类似，不同之处在于检测介质由激光雷达转变为超声波。超声波避免了周围电磁环境的影响，并且可以实现在固体介质中的传导，对于检测接触线之间的缝隙、线夹松动等问题可以得到较好利用；同时可以实现对绝缘损坏的检测，对于微小变化能够分辨，提前发现设备运行中存在的隐患，减小机车运行中存在的风险。超声波检测目前成本较高，单一使用测量范围较小，需与其他检测装置配合，这不仅增加了超声波检测的使用成本，也造成了设备后期维护的不便，导致超声波检测目前尚未得到广泛应用。

2.3.3非接触式图像测量法

基于图像处理与计算机技术的非接触式图像测量法近年来得到越来越多的应用。该技术通过在机车顶部安装高速数字摄像机对检测对象进行图像信息收集，利用拍摄光线条得到接触线的位置，将信号传输到计算机，通过计算机处理，得到接触线的高度和偏移参数。利用线性结构光三维视觉原理，可以得到形象直观、直接准确的数据参数及设备状态。

非接触式图像测量法与红外线技术结合，可实现全天候全过程对接触线的检测。在应用成本上，非接触式图像测量法通过对图像信息收集、图像处理与分析计算得到多项检测数据，可以替代传统检修装置，减少检测装备数量，降低检测成本，简化后期运维难度。同时，采集与计算过程相对独立，提高了计算速度与精度。近年来，计算机技术的突飞猛进，使该检测方式应用范围不断扩大。

3结束语

随着社会的不断发展，我国地铁在运营中的稳定受到供电设备可靠性和机车在运行过程中的安全系数与突发事故的处理等因素的影响，其都是对地铁运行安全性进行保障的重要条件。此外，接触网对于地铁运行来说，是非常重要的动力源泉，所以，地铁经营人员加强对于地铁接触网的检测以及维修显得尤其重要，只有接触网设备处于良好的工作状态，才能保障地铁在运行过程中的水平以及质量。

参考文献：

[1]杨瀚栋，袁晓亮，周伟英.接触网供电分段状态信息共享技术应用及展望[J].都市快轨交通，2017，30（03）：112-114+118.

[2]叶志军.地铁接触网的状态检测技术研究[J].技术与市场，2017，24（06）：109+111.

（作者单位：中铁十六局集团地铁工程有限公司）