铁路电气建设中的接触网设备运行研究

2018-01-30 09:22:06朱立国李政
中国设备工程 2018年14期
关键词:接触网上位检修

朱立国,李政

(中交机电工程局有限公司,北京 100088)

中国铁路凭借过硬的技术和成熟的运营管理模式,走出去的步伐不断加快,是推动“一带一路”建设的排头军。铁路接触网沿铁路线上空布置,为电力机车提供动力,对铁路的正常运行起着关键作用。随着我国电气化铁路的快速发展,铁路接触网系统的可靠性和稳定性显得尤为重要。

1 铁路接触网的主要设备

铁路接触网由接触悬挂、支持装置、定位装置和支柱与基础4部分组成。

接触悬挂包括吊弦、承力索、接触线和连接零件,它在铁路接触网中扮演的“角色”是把从牵引变电所获得的电能输送到电力机车,常用的接触悬挂又分为简单接触悬挂和链形接触悬挂两种类型。机车运行时,受电弓顶部的滑板与接触线紧紧相贴而产生的摩擦取电。

支持装置的作用在于将接触悬挂负荷传给支柱及其它悬挂设备。对支持装置结构的要求在于,要有足够大的机械强度,以保障其承受能力和使用寿命。

基础定位一般会采用3种方法,即反定位、软定位和双定位。软定位用于小半径曲线外侧的支柱上,一般采用管道定位器将两股镀锌铁线拧成的“软尾巴”固定在绝缘腕臂之上的定位环中。但是软定位的承受范围只限制于拉力,但不能承受压力。而双定位的基础定位方式一般用于锚段关节中的转换柱、站场线岔处的道岔柱、软横跨或者中心柱及特殊支柱中的定位。软横跨即多股道站场接触悬挂的横向支持设备;硬横跨是指固定在电气化线路两侧支柱上硬横梁上的支持设备。

避雷器与隔离开关同底座安装,不宜单独设置引线,以减少电连接故障点,且所有引线宜采用二次加固措施;隔离开关宜采用上下开合式,防止刀闸开合存在的问题;强风地区的户外操作机构箱及端子箱宜采用双层防寒、防沙箱体,并在箱内安装智能型加热器;接触网终点标、作业标、断合标均宜设在地面,并采取加固措施。

支持结构刚度对结构的稳定性影响很大,提高支持结构的刚度可以获得良好的稳定性能,减免屈曲破坏;应结合国外先进经验,采用经过验证的防风型整体式腕臂结构,可有效应对零部件之间因公差配合、温差变化、应力变化、零件滑动等引发的问题,使其更适应强风区的环境。

2 铁路接触网运行检测技术的应用

2.1 静态检测技术

在铁路接触网的安装阶段,通常使用静态检测技术,主要是对接触网的几何参数以及结构等方面的内容进行检测,从而控制接触网的拉出值以及导线高度。具备自动定位功能的无人车,在接触网立柱位置自动停车,利用车上搭载的检测设备,实现接触网检测。

无人车的动力源为1个48V30Ah的可充电锂电池。从性能要求以及工作环境上选择直流伺服电机作为无人车的执行机构,选择ARK-1550嵌入式工控机作为控制系统上位机。从输入输出I/O点数、性能要求、成本、可靠性以及留有富余量等角度考虑,选择欧姆龙CP1H系列PLC。选择海康威视的工业相机,其用户开发环境开放,其性能也满足需求。以PLC为下位机的主要内容包括:无人车在铁轨出现故障致使电机异常时,报警信号由PLC传至上位机。

上位机通过GPS模块将无人车的位置信息通过短信功能发送到工作人员,工作人员及时前去处理,可以手动控制电机按设定速度和设定位置运动。在手动调整过程中可以检测执行机构精度,对机械部件进行调整。主要是将运动部件的动作信息发送到上位机,接收上位机传送过来的运动指令,从而实现上位机对下位机的控制。以工控机为上位机的控制系统主要包括:(1)人机界面模块。主要包括手动调整界面和自动运行界面。人机界面可以对无人车的运行状态进行实时监控,有利于调试和实验。

(2)串口通讯模块。选择通讯方式,按照定制的通讯协议,实现上位机和下位机间命令、状态和信息的传递。在系统运行过程中,上位机与下位机之间的数据交换频率高,所以通讯逾时对系统运行效率有着重要影响,在保证正常通讯的条件下,提高通讯波特率,可减小通讯逾时。

2.2 联调联试检测

联调联试检测能够完成对铁路接触网的系统检测,检测具有较强的整体性,能够对动车组的运行平稳程度以及安全性能等方面的情况进行检测。此外,还能检测接触网和牵引供电系统的稳定性能力。在使用该技术的过程中,要重点关注设备选用以及接触网的数据设计是否满足相关规定的要求,同时还需要对桥梁、路基等方面的基础数据进行检查,从而确保接触网的安全性。对于接触网全线中的子系统而言,比如配合子系统以及运转子系统,能够对相关工作进行很好地调试与检测,从而有效避免接触网中存在的故障。

2.3 动态检测

动态检测通常在下载安装完铁路接触网后才能使用,通过多铁路接触网的具体情况进行检查,能够对其低速动态功能进行检测。在执行检测工作的过程中,通常会使用到热滑试验法,在空载运行状态正常之后,就可以执行弓网以及接触网的检测工作,并且需要对高速铁路车辆运行后铁路网的拉弧情况进行检测。该项技术的使用,可以检测受电弓的加速度、视频记录以及离线率数据等,对维护铁路接触网的安全运行具有非常重要的意义。

3 运行管理及故障防护

3.1 运行管理

接触网的运行管理要坚持“三定”,即定设备、定班组、定检修周期和检修范围,定修周期和范围即根据设备种类和检修难度的不同确定其检修范围和周期,以保障接触网的正常运行。定设备即把根据工种的不同划分电气设备的管理范围,防止出现漏检漏修的现象与影响接触网的正常运行。定班组即把保管、维修和检修各种设备的责任落实到具体的班组和个人,分工明确,加强对接触网设备的有效管理,延长接触网设备的使用寿命。“四化”即质量标准化、作业制度化、检测手段现代化和检修工艺化。在“四化”中,质量标准化是最重要的要求,技术要求上精检细修,检修效果必须达到统一的质量标准。现代科学技术可以在各行各业中发挥作用,检修工具和工艺应不断更新,着眼于本行业中先进科学的检修技术和检修工具。

3.2 故障防护

(1)线索调整。接触网线索的调整要充分思考外部环境与温度的改变,要绝对确保绝缘物体可以承受必然区域内温差的改变,对于铁路四周的建筑物、植物或者是动物,只要对铁路会形成影响的因素都一定要清除,也要严禁动物靠近。定期测量接触网的定位点,避免拉出值太大和定位器坡度太小导致故障。由于受到风力、温度、悬挂晃动或技术人员工作水平等原因的影响,容易在实际的接触导线高度测量杆测量时导致数据的误差,关系到准确度,测量工具的精确度,对接触网的影响非常大。

(2)雷击故障。对于雷击的考虑,在设计方面要针对当地的年均雷暴日,合理增加重雷区的绝缘子绝缘爬距,必要时,避雷器的数量或者在重雷区增加架设避雷线。还有就是把接入综合接地体系的PW线安装在钢柱顶上,同时保证接地极和大地之间的接触电阻跟规范要求相符,在埋设接地极或运行的必然期限(3~5年)后,要对接地极的接地电阻实施监测。

(3)鸟害。针对鸟害,首先要增强对设备的运行监控,增加季节性的巡视工作,尤其是在频发鸟害的冬春两季的交替期间,实施机车添乘巡视,一旦发现,定人定责定时消号处理。其次对鸟窝实施分析总结,鸟搭窝的习性要及时掌握,并重点监控处理,把驱鸟器安装在重复搭建的处所,提升防治效果。

(4)维护。在维护方面,设备管理单位应重点巡察已出现问题的薄弱环节,增加巡检频次,对容易磨损的零部件进行重点检查,并采取更换老旧零件进行试验的方法判断其后续的使用周期,为运营可靠性提供依据。对于突发情况更换承导线,要注意验收工作,在接触网承导线更换完成之后,必须对其进行验证各种数据的准确性。验收试验要由专业的测试人员来进行,对测试得到的数据进行准确分析,主要分析接触网的安全稳定性,以及其质量是否符合相关标准的要求,必须要保证验收合格之后才能投入运营使用阶段。

4 结语

我国目前取得的接触网防风技术研究成果,结合了我国铁路的情况,满足了现阶段的需求。基于长期运营进行进一步的验证,不断改进、完善、提高并形成一套完整的风区接触网设计、施工与运营标准,以确保接触网的安全稳定,也为后续强风地区的电气化铁路建设、既有线的改造施工提供有力的技术支持。

猜你喜欢
接触网上位检修
为开通打下基础!这条国际铁路完成接触网平推验收
云南画报(2021年10期)2021-11-24 01:06:38
检修
当代工人(2019年24期)2019-01-17 03:13:38
特斯拉 风云之老阿姨上位
车迷(2018年12期)2018-07-26 00:42:22
接触网设备“运、检、修”分离改革的探讨
“三扶”齐上位 决战必打赢
基于ZigBee和VC上位机的教室智能监测管理系统
电力系统继电保护二次回路的维护与检修
电子制作(2016年19期)2016-08-24 07:49:56
高速铁路接触网研究进展
接触网避雷器接地系统分析
论自动化焊接设备的预检修