接触网检测技术与验收标准

1、 接触网 检测 验收 回流西南交通大学电气工程学院Contents主要内容接触网检测概述1接触网验收综述2轨道电路基础常识3西南交通大学电气工程学院接触网研究室接触网参数检测1检测的目的检测不能代替维修，但可以根据检测结果制定必要的维修措施，避免无效的维修措施科学维修！为弓网关系评价提供数据为接触网施工调整和运营维护科学提供依据42对检测的要求误差要小检测装置的接入不能影响被测量测量装置要具有好的频率响应特性、高的灵敏度、快速响应能力测量结果受非被测量的影响要小测量装置要有好的复现性应用的测量装置要有适合工作现场条件的能力检测装置要安全可靠、容易维修和校准5几何参数受电弓动态包络线接触线高度接

2、触线高度变化率拉出值跨中最大偏移值锚段关节处两接触线水平距离、垂直距离线岔处受电弓始触区定位器坡度支柱侧面限界 接触网的几何位置以轨道平面为基准，检测设备为车载设备时，应对车辆的晃动给予补偿 受电弓的接触或风的影响对接触线的位置会有影响3检测内容动态参数弓线接触压力弓头垂直振动加速度弓头水平冲击加速度接触线抬升 接触线的状态以振动、声音、光等形态传递到受电弓上，受电弓成为可贵的诊断手段，可以说是接触网的听诊器3检测内容辅助参数车辆运行速度行走距离定位点气象条件其它参数接触线磨耗、探伤电气参数离线及离线率接触网电压接触网温度3检测内容4中国接触网检测技术动车组检测设备铁路局级检测车 (沈阳、北京

3、、南昌、广铁、郑州、兰、成都局、昆明、太原)供电段级检测车工区（领工区）级检测作业车便携式检测设备其他检测设备（1）发展历程（2）技术发展（3）基本现状动车组检测设备 安装在动车组上，接触线部分参数进行测量铁路局级检测车 安装在专用车辆上（不带动力客车车体，或带动力车组）。主要用于铁路局主管部门对管内设备的宏观了解 左上图及上图为沈阳局天驰号综合检测车组外型和检测柜图，运行速度200km/h供电段级检测车 供电段级接触网检测车安装在轨道车辆上，供电段按月（季度）对管内设备进行巡视检测，以了解管内设备状况，制定检修计划。同时还可以根据检测结果对管内工区（领工区）检修工作进行考核评比。上图为怀化供

4、电段接触网检测车外形和检测间布置图（检测装置机柜安装在工作台下）工区（领工区）级检测车 工区级检测车一般安装在接触网作业车上，用于日常维修作业过程中进行检测，不占用行车点。图为山海关供电分段检测作业车 工区级维修作业车检测项目相对较少，占用空间小，超作简便带有检测设备的高空作业车13便携式检测设备用于日常检修和施工过程中进行测量绝缘杆、线坠、道尺、卷尺激光测距检测仪激光扫描仪4中国接触网检测技术检测技术的发展检测手段多样化检测技术人性化检测评估智能化为培养人才提供平台 装备管理人员对检测技术消化、吸收，理解并掌握接触网理论及弓网关系理论，实现检测装备的发展及再创新免维护、少维护、标准化及人性化

5、设计检测设备的工作性能稳定可靠，尽可能不维护、少维护检测设备尽可能采用标准化产品，方便更换、升级检测设备的操作应符合人体工程学的需要尽可能少的操作培训4中国接触网检测技术5德国接触网参数检测技术弓网接触压力测量系统传感器信号处理设备(安装在受电弓底座上)测量空气动力分力对受电弓滑板的影响FaeroFaero滑板和弓头间力的测量单元绳索张力测量单元接触线高度测量传感器测量结果的评价和评估弓线接触压力测量结果符合正态分布，引入统计标准：算术平均值Fm标准偏差极值（最大的接触压力值Fmax和最小的接触压力值Fmin）68.3%的接触压力数值在Fm之间95.5%的接触压力数值在Fm2之间99.7%的接

6、触压力数值在Fm3之间 接触压力的极值多发生在接触网不规则的地方，比如： 不均匀的抬升量； 接触线安装缺陷； 接触线的缺陷； 单一质量块（点负荷） 特殊的接触压力极值很可能发生在限定范围之外，可将它们视为接触网的局部故障接触线几何参数及磨耗检测设备(CCD与聚光灯)1982年研制,只能夜间使用1996年改进,白天也可以使用2000年采用高分辨率摄像机，能测量接触线磨耗检测接触线位置和厚度原理图德国接触网参数检测技术接触线滑轮绝缘线传感器接触线抬升固定测量设备 接触线的最大抬升与支持结构位置上受电弓的接触压力成正比，根据这一结论，可以得知受电弓的运行状况Fcontact接触压力Fstatic气动

7、的受电弓在速度为零时弓网间的接触力Faero由于空气动力的作用增加的接触压力Fdynamic受电弓与接触网的相互作用产生的接触压力德国接触网参数检测技术 对于列车某一运行速度，在测量的抬升量中任何增加或减少，均表明有干扰或受电弓缺陷。可能的原因为：空气动力过高或过低，由于： 风挡调节不当或损坏； 诸如受电弓板面倾斜引起的接触滑板间接磨损。静态接触压力过高或过低，由于： 静态接触压力调节不当 由滑板引起的接触滑板质量有较大变化，例如：磨损超过允许极限。动态接触压力的动态分力过高或过低，由于： 受电弓机械部件的缺欠，比如：调节器有缺欠； 由滑板引起的接触滑板质量有较大变化，例如：磨损超过可接受极限

8、 观察抬升可以成为对受电弓自动诊断的重要手段，可以有效地检测许多缺陷。这种检测不能确认缺陷的真正起因德国接触网参数检测技术SIEMENS未来的接触网参数检测车SIEMENS未来的接触网参数检测车SIEMENS未来的接触网参数检测车课间休息！课间休息！1 供电方式与回流直接供电直供+回流线 在交流牵引系统中,流经大地的回流部分取决于回流导线的设计和截面的大小。与没有安装回流线的系统相比,轨电位可减少50%55%；可大幅减少与铁路线并行安装的导线中产生的感应纵向电压；可大大削弱铁路线附近的磁场。30%40%的回流流经土壤15%20%的回流流经土壤轨道电路与牵引回流1供电方式与回流BT供电AT供电优

9、缺点轨道电路与牵引回流2 轨道电路基础轨道电路的基本原理作用(1) 监督列车是否占用轨道(2) 传递行车信息轨道电路与牵引回流2 轨道电路的分类按供电电源分：直流和交流；按工作方式分：开路和闭路；开：发送和接收设备在同一端。按所传电流特性：连续式、移频式、数字式；按分割方式分：机械绝缘和电气绝缘(无缝轨)轨道电路；按使用处所分：区间和站内轨道电路；按有无道岔分：道岔区和无岔区轨道电路；按适用区段分：非电化区和电化区轨道电路；按利用钢轨数分：单条和双条轨道电路。电化区段的轨道电路应能防护连续的或断续的不平衡牵引电流的干扰!轨道电路与牵引回流3 轨道电路的命名每个独立的电路单元叫轨道电路区段(1)

10、 道岔区段命名包含一组道岔，用其道岔编号来命名，如上图的1DG，3DG；包含两组道岔，用两组道岔编号的连缀来命名，如上图的7-9DG；包含三组道岔，用两端道岔编号的连缀来命名，如上图的11-27DG；轨道电路与牵引回流3 轨道电路的命名(2) 无道岔区的命名对于股道，以股道编号命名，如上图IG，IIG；进站信号机内方与所衔接股道编号加A(下行)或B(上行)，如IIAG；进站信号机外方与区间衔接，进站信号机名后加JG，如XDJG；调车信号机之间的无岔区段，以两相邻道岔编号写成分式表示， 如1/19WG，2/20WG牵出线，入库线、专用线调车信号机外方加G，如D5G轨道电路与牵引回流4 工频交流连

11、续式轨道电路(1)组成： 送电端(BG1-50型轨道变压器和R-2.2/220变阻器)、受电端(BG4中续变压器和JZXC-480轨道续电器)、钢轨、钢轨绝缘、钢轨引线、钢轨接续线(2)工作原理： 无车时交流电由送电端经钢轨达到受电端，轨道续电器闭合轨道空闲； 有车时交流轨道电路被轮对短接，交流电无法到达受电端，轨道续电器失电断开，轨道被占用。(3) 优缺点结构简单；道碴电阻适应性差；极限传输长度短；灵敏度低；防雷电性能差；雨天“红光带”轨道电路与牵引回流5 25Hz相敏轨道电路(1) 组成，如左图所示。(2) 工作原理 当轨道线圈和局部线圈电源满足规定的相位和频率时，GJ闭合，表示轨道电路空

12、闲； 当有车时，GJ断开； 当相位和频率不合符要求时，GJ也断开。(3) 只能检测轨道空闲、不能传输其它信息。 适用于牵引电流不大于800A，不平衡电流小于60A的交流电气化轨道。轨道电路与牵引回流5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器电气化区段轨道电路的特殊要求必须采用非工频轨道电路；必须采用双轨条式轨道电路；交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节(见下)；钢轨接续线载流面加大；道岔跳线和钢轨引接线截面加大；引接线的阻抗应相等。扼流变压器外形图轨道电路与牵引回流(2) 交叉渡线上两直股都通过牵引电流时应增加绝缘节5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器轨道电路与牵引回流5 25Hz相敏轨道电

13、路-扼流变压器(3) 工作原理 扼流变的对牵引电流阻抗很小，而对信号电流阻抗很大，沿铁轨流通的牵引电流在轨道绝缘处通过扼流变的上下部线圈，再通过其中心线流向另一扼流变的中心线和上下部线圈，然后流向相邻的钢轨中去。 由于牵引轨中的牵引电流大小相等，扼流变的上下部线圈匝数相同，上下线圈产生的磁通量相等，但方向相反，总磁通为零。对信号设备无影响。但当两轨牵引电流不平衡时，会影响，需加防护设备。 信号电流因极性交叉，在扼流变中点处电位相等，不会越过绝缘节，而流回本区段。轨道电路与牵引回流轨道极性交叉 为实现钢轨绝缘破损防护，要使轨道绝缘节两侧具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道极性交叉。 如左图，1

14、G和3G为两相邻轨道电路，没有实行极性交叉，当轨道绝缘破损时，流经1G继电器1GJ的电流为两个轨道电路的电流之和，当1G有车时1GJ可能保持闭合，危及行车安全；若实行极性交叉，流过1GJ的电流为二者之差，只要调整合适，1GJ和3GJ都会断开，从而实现了故障安全原则。轨道电路与牵引回流5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器(4) 扼流变压器不平衡引起的问题 钢轨接续线多采用双套塞钉式，其设计电阻不稳定，造成牵引电流不平衡系数增加2%3%； 扼流变压器连接两轨道的引线一长一短，其电阻不等； 不能适应高速、重载和无缝轨道； 牵引电流不平衡致使牵引电流流入轨道电路，增大干扰，严重时使轨道信号误动作。 改

15、进措施(97型25Hz轨道电路) 改变扼流变的连接方式，将连接线设计成等阻线，将不平衡系数控制在1%以内； 增加扼流变种类，由400A增加600A、800A、1000A； 轨道电路与牵引回流5 25Hz相敏轨道电路-扼流变压器常用扼流变压器的电气特性BE1型为400Hz铁芯， BE2型为50Hz铁芯轨道电路与牵引回流6 移频轨道电路主要型号进口设备： UM系列无绝缘移频轨道电路；国产设备： WG-21A型无绝缘轨道电路； ZPW-2000A无绝缘轨道电路 ZPW-2000R无绝缘轨道电路 无绝缘是指无机械绝缘， 而采用电气绝缘。基本原理轨道电路与牵引回流6 移频轨道电路(3) 轨道电气绝缘节(

16、电路) 组成： 由两个谐振单元(BA)构成，相邻轨道电路的载频不同，BA型号也不同。BA1型由L1和C1构成，BA2型由L2，C2，C0构成。工作原理 电气绝缘是通过谐振实现的，载频确定后选择两BA的参数，使本区段的调谐单元对相邻区段的频率呈串联谐振，移频信号被短路；而对本区段的频率呈容抗，与26m钢轨和SVA的电感配合发生并联谐振，移频信号被接收。SVA用于平衡两轨间的不平衡电流，还参加调谐区工作，保障维修安全；补偿电容消除钢轨感性，保证轨道电路的传输距离轨道电路与牵引回流7 UM系列移频轨道电路UM系列移频轨道电路有UM71、UM2000UM71采用调频方式，载频信号：1700,2000,

17、2300,2600Hz，频偏正负11Hz；低频信号： 从10.329Hz,每隔1.1Hz，共18个。UM71轨道电路采用的是谐振式无绝缘轨道电路，两个调谐单元BA1和BA2相距26m，空心线圈SVA位于二者中间。 BA1、BA2、SVA及26m轨道构成电气绝缘节。匹配变压器轨道电路与牵引回流7 UM系列移频轨道电路UM2000 移频轨道电路 UM2000的电气隔离原理和载频与UM71相同，但增加了补偿调谐单元DB，DB平时对轨道起补偿作用，当通用调谐单元BU故障时起备用作用，增加了系统的安全性和可靠性； 秦沈客专采用的是UM2000移频轨道电路，但其电气绝缘节的间距缩小了，桥面19.2m，非桥

18、面20.24m。UM2000是数字编码无绝缘轨道电路，将单频信息改为27位数字编码，其中有效信息21位，前6位为循环冗余校验码(CRC)，中间18位为实际使用码，其中线路坡度信息4位(16个等级)、目标距离信息6位(按5m精度划分)、速度信息8位，最后3位预留。轨道电路与牵引回流 WG-21型无绝缘轨道电路是我国具有自主知识产权的产品。它利用单片机技术和数字信号处理技术实现了信号的发送、接收和设备自检。它是在UM71的基础上进行的技术改进，除室内设备外，其它与UM71完全相同。技术进步：(1)发送器和接收器四种载频通用，减小了器材种类，降低了工程造价；(2)发送器采用直接数字合成技术，无方波-

19、正弦波变换即可生成移频信号；(3)接收器采用数字信号处理技术，增强了抗干扰能力，实现高分辩率、快速的频谱分析计算；(4)发送器和接收器均具有完善的检测功能；(5)将原匹配变压器中的电缆模拟网络移至室内，降低室外设备故障概率。 WG-21A型无绝缘轨道电路轨道电路与牵引回流 吸收了UM71轨道电路的优势，克服了UM71在传输安全性和传输长度上存在的问题，解决了轨道电路全路断轨检查、调谐区死区长度、调谐单元断线检查等技术问题。 ZPW-2000电气绝缘节的系统构成如左图所示。 电路原将轨道电路分为主轨道电路和调谐区短小轨道电路两部分，但在实际运营中小轨道电路时有红光带，为此暂不将其纳入闭塞控制，仅完成报警。ZPW-2000无绝缘轨道电路轨道电路与牵引回流通过以上分析可以看出： 轨道电路各闭塞区之间的绝缘分机械绝缘和电气绝缘； 对于机械绝缘轨道电路，在绝缘节两端需用扼流变压器连通； 牵引电流由电连接线接到扼流变的中间接头。 对于电气绝缘节的无缝轨道，则无需扼流变压器；但为了不影响其谐振特性，吸上线或接地线不应直接接入其电气