接触网的检测及数据处理与分析

接触网----西南交通大学11接触网的检测及数据的处理与分析2012年11月·成都曾明[e-mail]接触网----西南交通大学22主要内容为什么测？一、检测的目的及要求二、检测的内容及评价测什么？三、检测的方法四、检测的方式及装备怎么测？接触网----西南交通大学33一、检测的目的及要求接触网设计检测为接触网设计、施工、运营服务系统仿真接触网施工接触网运营维护施工测量静态验收动态验收验证弓网方案指导施工调整检验施工质量反复动静态验收指导修理、保障安全验收接触网----西南交通大学44一、检测的目的及要求准确、精确接触网检测的要求可重复性环境的要求在同等条件下，重复测量应有相同结果，不受随机因素的影响高速运行、气象、气候等接触网----西南交通大学55二、检测的内容及评价测量与诊断医疗器械与医疗被测对象作用被测对象要求通过不间断的机械、电气接触向电动列车供电接触网（道路）受电弓（汽车）运行可靠性、接触质量、运行寿命分解成被测参数实现测量功能接触网----西南交通大学66弓网系统的最核心要求几何相互位置拉出值导高多支接触线相对位置定位器坡度接触线坡度运行可靠性接触质量运行寿命动态作用材料接口载流量弓网接触力燃弧定位点抬升接触网温度接触线磨耗二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学77静态检测二、检测的内容及评价接触网单方面参数动态检测弓网动态相互作用情况下弓网系统参数几何参数静态值、定位器坡度、接触线磨耗等几何参数动态、弓网接触力、弓网燃弧、定位点处接触线抬升等接触网----西南交通大学88铁路电力牵引供电设计规范二、检测的内容及评价检测参数评价依据为弓网系统相关标准和设计文件铁路电力牵引供电施工规范接触网各零部件标准GB/T21561机车车辆受电弓特性和试验（TB/T1456）TB/T3271受电弓与接触网相互作用准则安规、检规EN50119电力牵引架空式接触网EN50206受电弓特性与测试EN50367弓网动态相互作用技术规范EN50318弓网动态相互作用仿真确认EN50317弓网动态相互作用的测量要求与确认TB10758高铁牵引供电验标接触网----西南交通大学99弓网检测结果的评价二、检测的内容及评价与设计值进行比较对连续测量的检测结果进行分析对不同参数检测结果进行对比分析指导修理对历次测量的检测结果变化进行分析接触网----西南交通大学1010动态值二、检测的内容及评价接触线空间几何位置参数静态值弓网动态接触情况下的接触线在受电弓上的横向位置、受电弓抬升情况下的接触线高度接触线在不与受电弓接触情况下相对于钢轨平面的空间位置超限判断、验证设计方案为维修调整提供依据接触网----西南交通大学1111接触线坡度变化满足弓网动态性能要求二、检测的内容及评价接触线空间几何位置参数接触线在滑板上的往复运动范围应尽可能大接触线不能离开弓头的工作范围接触网----西南交通大学1212检测结果评价标准为设计值及其施工误差要求二、检测的内容及评价接触线空间几何位置参数接触线高度:5300m预弛度：无允许误差接触线高度±30mm支持点之间高度差±20mm结构高度±150mm（区间）±100mm(Tunnel隧道)接触线拉出值允许误差±30mm郑西客专接触网----西南交通大学1313二、检测的内容及评价接触线空间几何位置参数郑西客专在支持点之间测量到的导高差最大允许值为20mm。接触网----西南交通大学1414二、检测的内容及评价接触线空间几何位置参数郑西客专跨中没有预留弛度。支持点之间的导高差不得大于±10mm（以支撑点之间的假定连接线为参考）。吊弦与吊弦之间的导高差最大为10mm。支持点之间的接触线纵断面接触网----西南交通大学1515影响接触网几何参数的因素接触线高度接触线拉出值（接触线横向偏移）①张力补偿器误差过大②支持结构变形过大③结构部件与吊弦等产生松、断、脱④施工预配偏差过大⑤施工安装偏差过大⑥接触线磨耗过大⑦附加负载过大⑧轨道垂直不平顺过大①张力补偿器误差过大②支持结构变形过大③结构部件产生松、断、脱④施工预配偏差过大⑤施工安装偏差过大⑥轨道横向不平顺过大二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学1616接触网静态几何参数与弓网动态性能具有因果关系中心锚结绳安装不当引起弓网接触质量出现变化（左上：中心锚结绳过紧；右上：中心锚结绳过松；左下：接触线高度不连续；右下：接触力出现异常极值；下中：弓网系统产生燃弧）二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学1717武广高铁部分几何参数测量结果二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学1818弓网动态性能计算机仿真（SSS400+型受电弓）正常几何参数实测几何参数（弛度：-20mm）前弓后弓前弓后弓Fm=176.6Ns=26.6NFm+3s=256.5NFm-3s=96.7NFmax=271.6NFmin=71.1N0.3Fm-s=26.4NFm=177.5Ns=42.0NFm+3s=303.5NFm-3s=51.5NFmax=285.2NFmin=18.3N0.3Fm-s=11.2NFm=176.9Ns=37.2NFm+3s=288.4NFm-3s=65.5NFmax=270.3NFmin=56.3N0.3Fm-s=15.9NFm=176.9Ns=42.0NFm+3s=303.0NFm-3s=50.9NFmax=362.7NFmin=19.0N0.3Fm-s=11.1N二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学1919弓头部件受损二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学2020接触网零部件受损二、检测的内容及评价接触网----西南交通大学2121二、检测的内容及评价定位器坡度在受电弓通过时，定位器不应妨碍接触线的自由振动接触线抬升到最大时，定位器下沿的轮廓应能保证受电弓顺利通过定位器坡度的评价标准为设计值接触网----西南交通大学2222二、检测的内容及评价定位器坡度FGtg)()2(23211221laalaaTRllTFjj22221djdj232112LaaTLaaTF之)2221(RLRLTF曲接触网----西南交通大学2323FAERFDYNFRF0FRFwindF=F0±FR+FAER±FDYN受电弓设计接触网、轨道等弓网接触力F——受电弓垂直作用到接触网上的力静态接触力F0——停车时，传动机构使受电弓垂直作用到接触网上的力磨擦力FR——关节间磨擦产生的力，与弓头运行方向相反空气动力FAER——气流对受电弓的作用力动态分力FDYN——由垂直振动引起的惯性力二、检测的内容及评价弓网接触力接触网----西南交通大学2424惯性力FDYN=maa振动加速度a1冲击加速度二、检测的内容及评价（接触网弹性接触线波动受电弓冲击垂直分量）接触网----西南交通大学2525二、检测的内容及评价弓网接触力为评价弓网接触质量，应计算一个控制段内接触力的如下统计值。（控制区段应不短于一个锚段）——接触力平均值Fm——标准偏差s——接触力最小值Fmin——接触力最大值Fmax——接触力统计最大值Fm+3S——接触力统计最小值Fm-3SnxFim1)(2nFxsmi接触网----西南交通大学2626二、检测的内容及评价弓网接触力标准偏差越小，弓网接触力离散性越小，弓网系统运行越平稳，最高速度下的标准偏差不大于0.3FmEN50119要求的接触力最大值和最小值如下表：接触网----西南交通大学2727二、检测的内容及评价弓网接触力动态接触力的极值（一般认为大于1.8Fm），多出现在接触网不规则的地方，比如——不均匀抬升量——接触线安装缺陷——接触线的缺陷——单一质量块（集中负载）接触网----西南交通大学2828二、检测的内容及评价燃弧电弧是指通过滑板和接触线之间的电流流动，通常伴有强光产生。测量燃弧应记录的数值：——每个电弧的持续时间——测试期间的列车运行速度——受电弓电流评价受流质量，应计算燃弧率arcttotalt持续大于1ms的电弧的持续时间测量电流超过30%额定电流的时间%100totalarcttNQΣ接触网----西南交通大学2929二、检测的内容及评价燃弧EN50367要求的最大速度下的燃弧率——小于250km/h线路燃弧率不超过0.1%——大于等于250km/h线路燃弧率不超过0.2%考虑燃弧的最小持续时间5ms局限性取流情况下才有电弧产生弓网接触过紧的情况不能反映接触网----西南交通大学3030二、检测的内容及评价定位点处的接触线抬升在接触网支柱上安装固定的测量装置测量受电弓通过时定位点处接触线的抬升，运用于以下情况——动态评估时，确认弓网系统的方案设计是否符合标准要求——确定新型车辆或受电弓的最高允许速度——商业运营中固定监测受电弓接触网----西南交通大学3131二、检测的内容及评价定位点处的接触线抬升在正常运行条件下及最大跨距时，定位处的抬升应由弓网系统设计人员进行计算机仿真——采用非限定式定位器，抬升量应至少是仿真值的2倍——采用限位式定位器，抬升量应至少是仿真值的1.5倍定位点处接触线的抬升量，不得超过定位器设计的最大抬升量接触网----西南交通大学3232二、检测的内容及评价定位点处的接触线抬升最大抬升量与弓网接触力和接触线的波动等相关，对于某一速度的列车，抬升量任何明显的增加和减少，均表明有干扰或受电弓缺陷。这些缺陷可能由以下原因造成——空气动力的过高或过低，由于风挡调节不当或损坏、受电弓倾斜引起的接触滑板间接磨耗——静态接触压力过高或过低，由于静态接触压力调节不当、因磨损超过极限等原因造成接触滑板质量的有较大变化——接触压力的动态分力过高或过低，由于调节器等受电弓机械部件的欠缺、因磨损超过极限等原因照成滑板质量变化而导致惯性力较大变化接触网----西南交通大学3333二、检测的内容及评价接触网弹性弹性属于接触网的静态参数，具有沿跨距变化的性质接触网的结构形式和各项设计参数确定后，就可以通过反正计算出一跨内接触网弹性曲线，弹性最大值和最小值、弹性不均匀系数弹性和弹性不均匀系数与接触线截面、张力、跨距、结构高度、预弛度、弹性吊索等有关，也与施工精度有关0510152025303540450.10.150.20.250.30.35弹性(mm/N)距离(m)京津武广郑西接触网----西南交通大学3434二、检测的内容及评价接触网弹性弹性实测值与计算值比较，可找出施工精度不够的地方接触网----西南交通大学3535二、检测的内容及评价接触线磨耗接触线磨耗过大会导致接触线抗拉强度下降WearWResidualdiameterResidualdiameterr2－（Ｗ／２）２＋ｒｒｒ接触线磨耗的测量一般测量接触线底面宽度，计算残存高度，磨耗面积接触网----西南交通大学3636二、检测的内容及评价接触网温度弓网系统传输着巨大的牵引电流，在接触网主导电回路中，由于连接件松动、氧化腐蚀等造成接触电阻增大，形成局部发热点，可能烧伤接触网设备或导致线索抗拉强度下降接触网温度测量应在供电臂上有牵引电流的情况下测量找出接触网中温度异常点27接触网----西南交通大学3737三、检测的方法接触线几何位置接触式检测接触网----西南交通大学3838三、检测的方法接触线几何位置接触式检测5100角度15200角度25300角度3………………………………6800角度n接触网----西南交通大学3939三、检测的方法接触线几何位置接触式检测测量精度不高只能测量工作支接触线不受气象条件干扰增加弓头重量，影响受电弓特性安全性不够好接触网----西南交通大学4040激光雷达三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法接触网----西南交通大学4141lcoslasin0lhh三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法接触网----西南交通大学4242三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法33接触网----西南交通大学4343三、检测的方法接