浅谈接触网拉出值检测方式

李加鑫

（济南铁路局供电处 山东省济南市 250001）

浅谈接触网拉出值检测方式

李加鑫

（济南铁路局供电处 山东省济南市 250001）

本文介绍了接触网拉出值在铁路运输中的重要性、特殊性，以及我国现阶段对接触网拉出值检测的几种常见方法、原理、优缺点，并提出了合理建议。

检测；接触网；拉出值

引言

高速电气化铁路中，接触网的无备用特性决定了它在铁路运输中举足轻重的地位，而在接触网参数中，拉出值与受电弓最为密切，据统计接触网事故中由拉出值超标引起的事故占75％，所以及时准确的检测出拉出值的参数，对接触网安全运营起着至关重要的作用。

目前我国拉出值的测量分为静态检测和动态检测，动态检测根据是否与接触线接触又分为接触式和非接触式测量两种，接触式设备一般是在受电弓上安装相应压力传感器来实现拉出值参数的测量；非接触式设备一般是通过激光雷达、线阵相机对接触网几何参数进行测量。

本文对我国现阶段几种接触网拉出值检测的方法、原理、优缺点进行探讨，从而对以后的接触网拉出值检测技术改进提供一些合理建议。

1 接触网定义

接触线直接与电力机车受电弓接触且发生摩擦，为保证受电弓和接触线可靠接触、不脱线和保证受电弓磨损均匀，要求接触线在线路上按技术要求固定位置，即在定位点处保证接触线与电力机车受电弓滑板中心有一定距离，这个距离在直线区段叫做接触线的“之”字值，在曲线区段称作拉出值，一般用符号“a”表示，拉出值的大小由电力机车受电弓的最大允许工作范围、线路情况、运行速度共同决定，高速铁路拉出值一般为±200mm。

2 拉出值的变化及危害

2.1 引起拉出值变化的原因

（1）受电弓在高速运行过程中产生的震动，造成接触悬挂定位装置松脱和变形，从而引起拉出值的变化。

（2）工务大机清筛、拨道等地面线路参数变化，从而引起拉出值的相对位置发生变化，从而导致拉出值相对变化。

（3）由于极端温度影响，接触线热胀冷缩，导致定位装置顺线路方向发生偏移，从而导致拉出值发生变化。

（4）大风等恶略天气下，使接触线发生横向移动。

2.2 拉出值超标的危害

在弓网故障中大约75％是由拉出值超标引起的，拉出值过大，接触线大于受电弓动态包络线，会导致脱工和钻工事故。

（1）拉出值过小，会造成接触线只在受电弓中心很小的区间滑动摩擦，降低了受电弓碳滑板的使用寿命，受电弓碳滑板不能充分使用，造成资源浪费。

（2）拉出值过大，则会导致接触线脱离受电弓动态包络线，出现脱工和钻弓现象，是造成弓网事故的主要原因。

因此，定期对接触网拉出值进行检测，及时掌握接触网拉出值的工作状态和技术参数是预防弓网事故发生的重要手段。

3 拉出值的检测方法

3.1 静态与动态测量

拉出值的测量方法一般分为静态测量和动态测量两种方式。

静态测量主要运用于车间和工区，利用激光测量仪在没有弓网接触的情况下进行测量。动态测量是指利用接触网检测车在弓网接触的运行过程中进行测量，根据是否与接触线直接接触又分为接触式测量方法和非接触式测量。

3.2 接触式检测方法

接触式检测方法就是利用在受电弓两滑板下两端四个位置安装压力传感器和速度传感器，如图1。利用接触线和受电弓滑板间的作用力和反作用力。在静止状态下，检测出滑板上四个压力传感器上的合力，F1+F2+F3+F4-FJ=0，从而得到FJ=F1+F2+F3+F4，FJ即为接触线和受电弓之间的压力，通过FJ在各位置受力情况，通过力与力臂的关系，可以建立函数估算出接触线各点的拉出值。

图1 触式检测

该测量方式的优点在于直接和接触线接触，能较好的反应弓网运行状态，不受雨、雾天气影响，在一些线路较为复杂的车站，不受非工作支的影响。缺点在于在大风天气情况下精确性差，检测的拉出值数值容易受接触线影响，稳定性差。

3.3 非接触式测量方法

非接触式检测方法根据使用设备的不同分为线阵相机和激光雷达两种方式。

线阵相机检测：动态检测过程中其采样间隔采用不大于200mm等间距进行检测数据采样；4台线阵相机两两一组，每台相机分别获取接触网位置状态并以灰度值形态呈现，借助图像识别、分析、处理等技术将相机获取的灰度值还原为目标所成像对应的位置坐标，为一组的两台相机通过三角测量法，计算接触网几何参数，实现接触网几何参数高精度检测（几何参数精度：±5mm），如图2所示。

图2 线阵相机检测

雷达检测：采用激光雷达来检测拉出值及其导线高度等参数。激光雷达安装于车顶上，测得激光雷达中心于车体顶面的中心的偏离值为C（大小区分方向性，一般规定左为负，右为正）。激光雷达测量系统为非接触的光学测量系统，通过连续发射激光束的方式对被测物体或背景进行二维平面测量。激光雷达以角分辨率0.25°对背景做扇面扫描，得到以安装平面为横轴的距离轮廓曲线。安装于车顶的激光雷达可以很容易的获得包括接触悬挂在内的距离信息，由于激光雷达将超出测量范围的距离设为FF，因而只要再加上距离、角度限定，便可获得接触悬挂的位置信息，从而获得所需要的接触网几何参数。激光雷达输出数据格式为：每一个角度值对应一个距离值。所以只要能判断出哪个距离值或角度值是被测物体所产生的，即可能得到导高及计算出相对应的拉出值，如图3所示。

非接触检测方式的优点：精确度高、对拉出值的检测不受接触线平滑程度的影响。缺点在于在大雾、大雪、大雨能见度低的恶略条件下，由于波在传播中中发生折射、反射，致使一些数据会发生较大的变化。当检测装置在线路交叉密集的战场等地方，会发生工作支和非支识别错误。

图3 雷达检测

4 如何提高检测的准确性

（1）检测前及时做好线路基础数据的及时更新。基础数据管理人员时刻关注有关站改和新线开通的LKJ，将新公布的及时导入系统，避免杆号和公里标混乱。

（2）研发部门应该通过换算和选择方式的变化，将非接触式和接触式的优点进行整合，做出一套集合两种优点、自动智能筛选的新的计算软件。

（3）加强检测人员培训，使检测人员能够了解现场，了解各种技术参数及线路的导线的布置方式，发现缺陷分歧，能够快速准确的判定是否为系统误判。

[1]蔡学敬，陈唐龙，牛大鹏.基于onuris线阵列CCD摄像技术的高速电气化铁路接触网动态检测系统[J].轨道交通，2007（5）：54～55.

[2]吴积钦，董昭德.铁道部客运专线接触网培训教材[Z].成都：西南交通大学出版社，2007.

[3]于万聚.接触网设计及检测原理[M].北京：中国铁道出版社，1990.

[4]张卫华，沈志云.接触网动态研究[J].铁道学报，1991（04）：26～33.

U225

A

1004-7344（2016）02-0070-02

2015-12-22

李加鑫（1986-），男，山东临沂人，助理工程师，本科，从事铁路供电管理工作。