基于温湿度监测分析的地铁郊区线路接触网覆冰预防研究

訾晨凯

【摘要】本文主要介绍了一种郊区地铁线路年度低温期温湿度监测分析方法，运用数据整理，划分比率分布的分析方式，总结了不同区域线路温湿度变化的规律，通过与往年历史数据的对比，确定有用气象信息，对既有低温防寒期内防止覆冰的相关措施进一步完善，为接触网设备维护提供具有一定指导意义的参考数据，划分重点，有的放矢，更好保障地铁运营稳定。

【关键词】地铁;接触网;覆冰打火;预防措施;温湿度;监测

现在地铁线路大多采用接触网系统为车辆提供牵引动力，通过弓网之间的滑动接触进行电力流通，因此接触网的良好运行对地铁运营十分重要，但由于地铁线路周边环境复杂多变，低温期内雨、雪、雾等恶劣天气极易影响接触网运行，造成接触线覆冰打火、沿线接触网设备故障等，因此对气象资料的收集分析十分重要，下面将通过对2020年12月至2021年2月南京各郊区线路监测点采集的数据进行综合分析，进一步提出覆冰预防优化措施。

一、概述

各郊区线路监测数据监测时间为2020年12月4日至2021年2月19日，共计78天，监测时段为夜间2点、3点、4点，监测地点分别为禄口新城南（S1）、橋林（S3）、柘塘（S7）、大厂东（S8）、高淳（S9）车辆基地，温湿度数据共计2340条，其中历史对比数据选用2019.12月2日—2020年2月4日监测数据。

各车辆基地分布区位如下图所示

二、监测时段最低温度

2019.12月2日—2020年2月4日监测时段最低温度分布曲线如下图所示

2020.12月4日—2021年2月19日监测时段最低温度分布曲线如下图所示

各郊区线路最低温度变化趋势基本保持同步，最低温度为-9℃，共计出现天数为2天，分别出现在1月8日柘塘（S7）和12月31日大厂东（S8），同比去年统计时段2020年1月9日桥林（S3）最低温度﹣3.5℃降低5.5℃，最低温度差异较为明显，分布日期相差分别为1天与9天，基本接近，可大概预测2021年各郊区线路最低温度出现日期与其基本相似，为12月15日至次年1月15日范围内;最高温度为11℃，共计出现天数为1天，出现在2月14日桥林（S3）。

各郊区车辆基地不同最低温度范围内分布天数如下图所示

5℃以下天数各线基本持平;2℃以下柘塘（S7）与大厂东（S8）占比较多，0℃以下柘塘（S7）与大厂东（S8）占比最多，禄口新城南（S1）与高淳（S9）占比最少;﹣1℃（含）以下大厂东（S8）最多，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少;﹣2℃（含）以下，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少，其它线路基本持平;﹣5℃（含）以下，大厂东（S8）与桥林（S3）最多，柘塘（S7）次之，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少。

监测时段内各郊区线路最低温度大部分位于5℃以下，且分布总天数基本持平;综合对比，柘塘（S7）与大厂东（S8）相对其它郊区线路低温天气较多，桥林（S3）次之，禄口新城南（S1）与高淳（S9）低温天气相对最少，与去年最低气温分布规律保持一致;相对极低温度大厂东（S8）与桥林（S3）最多，柘塘（S7）次之，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少，与去年相对极低温度分布规律保持一致;可大概预测，下年度监测时段内低温天气分布天数最多的为柘塘（S7）与大厂东（S8），桥林（S3）次之，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少，相对极低温度分布日期最多的为大厂东（S8）与桥林（S3），柘塘（S7）次之，禄口新城南（S1）与高淳（S9）最少。

三、监测时段最大湿度

2019.12月2日—2020年2月4日监测时段各郊区线路最大湿度分布曲线如图所示

2020.12月4日—2021年2月19日监测时段各郊区线路最大湿度分布曲线如图所示

各郊区线路最大湿度变化趋势差异较大，其中最大值为100%RH，共出现17线/天，其中禄口新城南（S1）12线/天，占监测天数比率为15.38%，明显高于其它线路;最小值为16%RH，共计2线/天，其中大厂东（S8）与高淳（S9）各1线/天，出现日期均为1月8日，处于低温分布时间周期内。

各郊区车辆基地不同最大湿度范围内分布天数如下图所示

100%RH（含）范围内禄口新城南（S1）为12天，占总天数15.38%，明显高于其它线路，95%RH（含）以上禄口新城南（S1）与大厂东（S8）天数最多，高淳（S9）次之，柘塘（S7）与桥林（S3）最少;90%RH（含）以上柘塘（S7）最多，禄口新城南（S1）与大厂东（S8）与高淳（S9）基本持平，桥林（S3）最少，且与其它线路差别较多，明显小于其它线路;85%RH（含）以上柘塘（S7）、大厂东（S8）、禄口新城南（S1）基本持平，且天数较多，高淳（S9）次之，桥林（S3）最少，且与其它线路差别较多，明显小于其它线路;80%RH（含）以上大厂东（S8）、柘塘（S7）、禄口新城南（S1）天数较多，且基本持平，高淳（S9）次之，桥林（S3）最少且与其它线路差别较多，明显小于其它线路。

监测时段内各郊区线路最大湿度大部分位于80%RH（含）以上，其中桥林（S3）80%RH（不含）以下占比64.1%明显高于其它线路;综合分析，禄口新城南（S1）95%RH（含）以上湿度分布天数最多，大厂东（S8）与柘塘（S7）高湿度分布天数较多但多数位于80%RH到90%RH，高淳（S9）湿度水平居中，桥林（S3）湿度最低;同比去年，大厂东（S8）高湿度比率相对有所提升，高淳（S9）高湿度天气比率降低明显，桥林（S3）湿度依然最低，根据温湿度变化规律分析可能受本年度气温降低影响，高湿度地区湿度降低相对低湿度地区更为明显导致。预计下年禄口新城南（S1）仍将与往年一致，相对其它线路湿度较高，桥林（S3）相对其它线路湿度保持最低。

四、故障情况

2020年12月4日至2021年2月19日各郊区线路有出现打火的情况如下表所示

2020年12月4日至2021年2月19日各郊区线路有打火出现的天数为2天，占监测天数比率为2.56%，发生地点均为S9线石湫站，未报覆冰出现，打火发生日期分别为1月1日与1月3日，处于低温分布周期内，其中1月1日监测时段最低温度为-5℃，最大湿度为80%RH，1月3日监测时段最低温度为0℃，最大湿度为80%RH。无覆冰出现，打火发生可能与车辆加速、振动、弓网短时离线等有关。

小结

根据年度低温期内温湿度监测分析，可获取历年监测时段内最低温度及其变化规律，为设备的选型及运维提供真实可靠的参考数据，可较为准确的确定本地低温防寒期，确定重点低温管控时间，可根据各线数据对比，大致确定重点管控区域、重点管控线路，如大厂东（S8）及柘塘（S7）相对低温天气较多且湿度水平居中，应为后期覆冰预防的重点，由不同数据范围温湿度天数分布频率及故障统计情况，可对前期制定的相关覆冰预防措施进行适当优化，如温度2℃以下且95%RH湿度以上采取夜间接触网不停电及电客车压道措施可进行适当的温度下调，以减少其频率，降低其对夜间各专业检修施工计划等带来的影响。

【参考文献】

[1]孙希锋.高速铁路接触网预防覆冰技术分析[J].上海铁道科技. 2018，（01）：165-166.

[2]薄士杰，张璇.接触网覆冰机理与在线防冰方法的分析[J].科技资讯. 2018，16（04）：61+66.

南京地铁运营有限责任公司