城市轨道接触网状态检测技术

黎新明

深圳市地铁集团有限公司运营总部

摘要：我国在轨道交通方面进入了全新的发展阶段，人们生活方式也被改变，城市轨道的建设，有效促进了当地经济的可持续发展。在轨道交通建设中，接触网是重要的组成部分，一旦出现故障，就会导致整条线路的供电系统出现问题，影响地铁运营安全。因此，对接触网的状态进行检测，是维护地铁正常、安全运行的前提保障。

关键词：地铁接触网；检测

前言

地铁接触网的作用是为地铁提供电力动能，其质量优劣对地铁的运行有着重要影响。接触网各部件长期处在负荷状态，再加上外部环境的影响而出现故障，导致列车停止运行，因此，为了接触网保持正常良好的工作状态，对接触网状态进行检测，制定相关防范措施具有重要意义。

一、接触网的测量方式

由于接触网的跨距弹性不均匀和受电弓的惯性力的影响，导致地铁受电弓和接触线出现离线现象。对接触网的检测主要包括对接触网相关参数的检测，如接触线的导高、拉出值等等，还有列车高速行驶时受电弓垂直方向上的振动和冲击值，为了检测这些数据，必须及时掌握接触网检测的各种方法，以下是对各种接触网测量方式的分析。

（一）静态测量方式

对接触网静态测量是在使用前期对地铁接触网的悬挂接触各个部分的静态尺寸进行测量，主要测量额数据有接触线的高度、抬升值和之字值等等，静态检测的作用是为了检验接触网的安装是否按照规范的设计准侧设计的，但是静态测量的缺点是只能够反映接触网静态下的位置，不能用于行驶时地铁接触网的检测，只能在低速时作为参考数据。

（二）接触式的检测方式

接触式的接触网检测方式是利用广电传感器对接触线产生的磁场进行测量，具体方法是在接触网的受电弓上根据一定的规范的距离按照光电传感器的开关，由于在受电弓和接触线接触的时候，接触线周围会产生磁场，这是光电传感器就会产生感应信号，在结合光电传感器的位置就能计算出拉出值。接触式检测方式较为简单，但由于操作误差较大，所以测量数据不准确，结果也缺乏精准性。

（三）非接触式的激光雷达扫描测量法

非接触式的激光雷达扫描测量法，顾名思义，是利用激光雷达来进行检测，在地铁顶部安装激光雷达，激光雷达会反射出不间断的激光，当遇到障碍物时就会被反射回来，被雷达接收装置接受并记录。非接触式的激光雷达扫描测量法的控制度较高，能够对激光雷达仪器进行高度控制，因此能够掌握激光的扫描行程和进程，记录的数据也较为精确，结果可行度也较高，但此种检测方法较容易受到外部因素的干扰，对测量出的结果会有很大的影响。

（四）非接触式的图像测量方法

非接触式的图像测量方法和激光雷达扫描法相似，可以说是激光雷达扫描法的技术延伸，是利用线激光器和高速的数字摄像机来进行测量，具体操作是使线激光器倾斜，当到一定的角度后，向接触线照射，随后高速数字摄像机立即拍摄光线条在接触线上的图像，在高速数字摄像机上成的像的位置计算接触线相对于摄像机的高度和偏移程度，然后结合高速数字摄像机的所处位置计算出拉出值和导高。非接触式的图像测量方法不易受到外界因素的影响，测量数据较为精确，结果也较为可靠，在进行地铁接触网的状态检测时被经常使用，但此方法对于设备的要求较高，即技术成本较高。

（五）地铁网轨检测方法

在对地铁接触网的状态进行检测时，最重要的是对接触网和受电弓的具体运行情况进行检测，不同于静态测量，地铁网轨检测的是地铁运行时的相关数据，比静态测量更具实际意义，因此，这种方法在接触网的检测中应用较多。具体操作是在地铁运行即接触网带电时使用专门的检测车来测量各项需要检测的参数，能很大程度上分析动态分量对抬升力的影响。地铁网轨检测方法一般的使用对象是柔性接触网，此种方法的使用对于检测接触网状态，及时掌握故障情况，是保证地铁正常运行的重要手段和措施。

二、检测对象及要求

（一）相关参数

对地铁接触网的状态检测主要通过测量相关参数来实现，主要参数为以下几个：①接触线网压：接触网面积较大，接触网电压是指接触网具体某一点的电压；②线岔状态：线岔指的是接触网中两个接触线的交汇处，将交汇处的两个接触线的高度差计算出来，即代表线岔状态；③离线状态：离线状态是指地铁行驶的时候，受电弓和接触线的接触程度，能通过此参数了解受电弓是否与接触线发生离线现象。当发生离线现象时，会出现接触线烧伤和拉弧等现象；④硬点：硬点是能对接触网上的接触导线是否正常工作进行检测，其数值表现是地铁在高速运行时受电弓在垂直方向上的振动和冲击值。当导线的对接不够平滑，即不在一条直线上时，两条接触线接触的地方就会形成凸面，很容易导致受电弓被烧伤或者刮弓的情况，从而导致接触网发生故障，影响整个地铁运行系统。为了保证地铁正常行驶，要对硬点进行降低；⑤检测位置点：在上述介绍的各种检测方法中，对各数据的测量都需要相关仪器找到一个合理的定位点来测量，且保证记录的数据时对应的相关检测位置点的参数数据，否则仪器记录的数据就不能反映实际情况。

（二）保证检测到的参数完整

在接触网检测中，各数据的记录都对真实情况有参考价值，对不同的部位进行检测得到的，比如硬点检测记录的是运行地铁的受电弓垂直方向上的振动和冲击值；另一方面，检测时要注意仪器的最大承受力，要以保护测量仪器为前提来进行测量，当接触网的网压过高时，会损坏检测网压的检测器，所以要对网压的检测参数控制在一定的范围内。

（三）保证接触网状态检测记录数据的可靠性

静态检测的实际意义虽然没有动态检测大，但静态测量的数据可靠性比动态检测要高，因为地铁在运行时，由于轨道的振动，如受电弓和接触网点的距离差测量就会产生误差，从而会影响检测参数的精准度，在数据偏差的情况下，应该重复测量，再计算导高和拉出值等参数。除了地铁自身导致的误差，检测工具的使用也會带来误差，导致参数的不准确，如地铁接触网的检测车在工作多次后，由于各种原因，仪器系统就会产生误差，不能准确的反映出检测的数据，所以要定期的对检测仪器进行维护和保养，保证测量参数的可靠性。

（四）检测的数据和定点位置要符合

在检测参数时，其参数要反映的是定点位置的实际情况，这时的检测才具意义，以便于及时的发现安全隐患并提出解决措施，因此，数据库的建立极其重要，定期的核对和检查对此项工作的准确展开有重要意义。仪器的对准也很重要，如当检测车在运行中的行走误差和皮带误差会使其不能准确的定位，因此对于操作人员而言，过硬的技术比不可少，在工作中细心和责任感也是必须具备的综合素质之一。

三、我国地铁接触网状态检测技术的发展趋势

当前，我国地铁接触网的类型主要是柔性接触网和刚性接触网，就实际实践情况来看，柔性接触网出现的故障相对来说较多，即出现故障现象出现较多，刚性接触网出现故障的几率较小，因此运行可靠度较高，尽管对两种类型都在加强研究，但主要研究方向还是加强对刚性接触网检测技术的研究，其中最重要的是加强仪器设备的研发创新，结合高科技，将各种检测技术的优点结合起来组成新的高效的检测技术。

四、结束语

综上所述，相比较国外，目前我国的地铁接触网的检测技术还不够完善，还需要对技术进行进一步的加强和优化，从而保证检测结果的准确性，进而保障地铁的正常运行。本文也对相应的问题提出一些浅显的看法，希望对接触网状态的检测有实际参考价值。

参考文献：

[1]罗亚敏.地铁接触网几何参数检测方式的对比.铁道技术监督，2015（02）.

[2]罗亚敏.广州地铁柔性接触网检测问题分析.铁道技术监督，2016（05）.

[3]梁养熹.积极开发和采用地铁架空刚性接触网.城市轨道交通研究，2016（02）.