演示文稿接触网的检测及数据处理与分析

演示文稿接触网的检测及数据处理与分析当前第1页\共有104页\编于星期二\10点2（优选）接触网的检测及数据处理与分析当前第2页\共有104页\编于星期二\10点主要内容为什么测？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？当前第3页\共有104页\编于星期二\10点一、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、保障安全验收当前第4页\共有104页\编于星期二\10点一、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、气候等当前第5页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第6页\共有104页\编于星期二\10点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、检测的内容及评价当前第7页\共有104页\编于星期二\10点静态检测二、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当前第8页\共有104页\编于星期二\10点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高铁牵引供电验标当前第9页\共有104页\编于星期二\10点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当前第10页\共有104页\编于星期二\10点动态值二、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当前第11页\共有104页\编于星期二\10点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当前第12页\共有104页\编于星期二\10点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

郑西客专当前第13页\共有104页\编于星期二\10点二、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。当前第14页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第15页\共有104页\编于星期二\10点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、检测的内容及评价当前第16页\共有104页\编于星期二\10点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、检测的内容及评价当前第17页\共有104页\编于星期二\10点武广高铁部分几何参数测量结果二、检测的内容及评价当前第18页\共有104页\编于星期二\10点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、检测的内容及评价当前第19页\共有104页\编于星期二\10点弓头部件受损二、检测的内容及评价当前第20页\共有104页\编于星期二\10点接触网零部件受损二、检测的内容及评价当前第21页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第22页\共有104页\编于星期二\10点二、检测的内容及评价定位器坡度当前第23页\共有104页\编于星期二\10点FAERFDYNFRF0FRFwindF=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当前第24页\共有104页\编于星期二\10点惯性力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）当前第25页\共有104页\编于星期二\10点二、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-3S当前第26页\共有104页\编于星期二\10点二、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：当前第27页\共有104页\编于星期二\10点二、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）

当前第28页\共有104页\编于星期二\10点二、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

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

当前第29页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第30页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第31页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第32页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第33页\共有104页\编于星期二\10点二、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，也与施工精度有关当前第34页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第35页\共有104页\编于星期二\10点二、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，磨耗面积当前第36页\共有104页\编于星期二\10点二、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当前第37页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置接触式检测当前第38页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置接触式检测角度1角度2角度3………………………………6800角度n当前第39页\共有104页\编于星期二\10点三、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当前第40页\共有104页\编于星期二\10点激光雷达三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法当前第41页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法当前第42页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法33当前第43页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置激光雷达比较SICK（施克）LEUZE（劳易测）LMS100LMS200LMS400LMS511ROD4ROD4-5850m品牌型号距离范围角度范围角度分辨率270°0.25°,0.5°距离分辨率重复精度扫描频率25Hz,50Hz1mm±20mm80m180°0.25°-1°18.75-1Hz10mm±

15mm3m70°0.1°-1°200Hz10mm±

15mm65m190°0.167°-1°25-100Hz1mm±

7mm65m190°0.36°25Hz5mm±

15mm65m190°0.36°50Hz5mm±

15mm其它221型具有加热防尘受强光干扰具有加热防尘功能具有加热防尘功能具有加热功能具有加热功能当前第44页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置激光扫描法测量精度较高能对工作支和非工作支进行检测不影响受电弓特性非接触式测量，安全性好大雪、大雨或大雾天气，不能正常工作35当前第45页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法激光器接触线相机当前第46页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法1280*960130万象素图像（0,0）（1279,0）（0,959）（1279,959）当前第47页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法当前第48页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法

在激光线所在线路断面上非工作支接触线底面中心在图像上的像素坐标（318.4,185.0）工作支底面中心坐标（706.0,513.10）假设已知此位置上的工作支和非工作支精确地拉出值和导高，则可将像素坐标换算成实际空间坐标在实际标定中采用高精度标定设备进行标定当前第49页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法当前第50页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法德国当前第51页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法德国当前第52页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法德国当前第53页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉方法德国当前第54页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触线几何位置机器视觉法测量精度高能对工作支和非工作支进行检测不影响受电弓特性非接触式测量，安全性好大雪、大雨或大雾天气，不能正常工作当前第55页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法车体振动补偿车载几何参数测量装置测量结果为相对于车体位置几何参数设计值基准面为两钢轨顶部平面检测结果能为施工和维修调整提供依据，必须测量检测运行过程中车体相对于钢轨平面的位置，对检测结果进行补偿计算，还原成与钢轨为参考面的静态值当前第56页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法车体振动补偿当前第57页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法车体振动补偿当前第58页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法定位器坡度当前第59页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法定位器坡度当前第60页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测当前第61页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测空气动力测量FaeroFaero滑板和弓头间力的测量单元绳索张力测量单元当前第62页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测传感器安装当前第63页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测当前第64页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测测量要求只测量垂直方向上的力，排除其它方向力的干扰，传感器安装尽量接近接触点测量偏差小于10N，系统总测量误差小于10%测量系统的安装不能对受电弓性能带来不利影响，对接触力的改变不应超过5%测量系统应在实验室利用弓网振动试验平台进行精度校准采样频率大于200Hz或采样间隔小于0.4m截止频率为20Hz的低通滤波利用受电弓振动冲击加速度评价接触网缺陷需考虑车体自身加速度的影响当前第65页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法弓网接触力和振动冲击加速度检测检测数据当前第66页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法燃弧检测铜和铜合金，燃弧辐射出的光波长范围为220~225nm或者是323~329nm弧光感应传感器当前第67页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法燃弧检测紫外相机为了避免其他波段光线对燃弧检测造成影响，采用紫外镜头，并添加对>330nm波长光进行截止的滤光片

当前第68页\共有104页\编于星期二\10点三、检测的方法接触网温度红外热成像原理当前第69页\共有104页\编于星期二\10点接触网弹性三、检测的方法接触线静态位置检测时，用于测试的受电弓的静抬升力应为5～8N

检测接触线的静态抬升量（又称准动态）时，测试用受电弓的静抬升力应为100N，但对于设计时速大于230km/h的接触网，其测试用受电弓的静抬升力应为120N

当前第70页\共有104页\编于星期二\10点接触网弹性三、检测的方法当前第71页\共有104页\编于星期二\10点接触网弹性三、检测的方法当前第72页\共有104页\编于星期二\10点速度和里程三、检测的方法当前第73页\共有104页\编于星期二\10点定位位置检测三、检测的方法线路数据库线路名站区名定位号跨距定位标志公里标线路1站1160区间0线路1站1360线岔60………………当前第74页\共有104页\编于星期二\10点接触线磨耗三、检测的方法几何参数检测相机磨耗检测相机激光器当前第75页\共有104页\编于星期二\10点接触线磨耗三、检测的方法WearWResidualdiameterResidualdiameterr2

－（Ｗ／２）２＋

ｒｒｒ当前第76页\共有104页\编于星期二\10点接触线振动定点监测三、检测的方法当前第77页\共有104页\编于星期二\10点定位点的抬升2010_12_03_11_29，速度447km/h，下行静止前弓后弓悬挂方式：JTMH120+CTMH150张力组合：20kN+40kN结构高度：1600mm三、检测的方法当前第78页\共有104页\编于星期二\10点定位点的抬升三、检测的方法接触线滑轮绝缘线传感器德国当前第79页\共有104页\编于星期二\10点检测方式四、检测的方式及装备人工手动测量车载测量定点监测动车组、电力机车、检测车、作业车等当前第80页\共有104页\编于星期二\10点人工手动测量绝缘杆、线坠、道尺、钢卷尺四、检测的方式及装备当前第81页\共有104页\编于星期二\10点人工手动测量四、检测的方式及装备接触网全参数激光测距仪导高、拉出值轨距、超高侧面限界线岔中心投影线岔抬高和水平锚段关节抬高和间隙定位器坡度结构高度当前第82页\共有104页\编于星期二\10点人工手动测量四、检测的方式及装备当前第83页\共有104页\编于星期二\10点车载检测设备四、检测的方式及装备高速铁路综合检测列（动车组）接触网/综合检测车（客车、轨道车）接触网检测作业车电力机车上接触网检测设备简易推车上接触网检测设备当前第84页\共有104页\编于星期二\10点高速铁路综合检测列四、检测的方式及装备国内真实反映动车组实际运行工况注重动态性能检测使用效率高当前第85页\共有104页\编于星期二\10点高速铁路综合检测列四、检测的方式及装备日本为了对各种设备进行检查、测试，在轨道、电力、信号、通信等方面支援新干线的运行，日本开发了最先进的新干线电气·轨道综合检测车。“Easti”取代了过去的检测车“DoctorYellow”，从2002年10月开始正式投入使用。当前第86页\共有104页\编于星期二\10点高速铁路综合检测列四、检测的方式及装备日本1号车2号车3号车4号车5号车6号车架线相互间隔测定装置架线相互间隔测定装置检测用受电弓当前第87页\共有104页\编于星期二\10点高速铁路综合检测列四、检测的方式及装备日本当前第88页\共有104页\编于星期二\10点动车组临时安装的弓网测试设备四、检测的方式及装备当前第89页\共有104页\编于星期二\10点接触网检测车