接觸網(wǎng)的檢測及數(shù)據(jù)處理與分析ppt課件

1 接觸網(wǎng)的檢測及數(shù)據(jù)的處理與分析 2012年11月 成都 曾engming 2 主要內(nèi)容 為什么測 一 檢測的目的及要求 二 檢測的內(nèi)容及評價 測什么 三 檢測的方法 四 檢測的方式及裝備 怎么測 3 一 檢測的目的及要求 接觸網(wǎng)設計 檢測為接觸網(wǎng)設計 施工 運營服務 系統(tǒng)仿真 接觸網(wǎng)施工 接觸網(wǎng)運營維護 施工測量 靜態(tài)驗收 動態(tài)驗收 驗證弓網(wǎng)方案 指導施工調(diào)整檢驗施工質(zhì)量 反復動靜態(tài)驗收 指導修理 保障安全 驗收 4 一 檢測的目的及要求 準確 精確 接觸網(wǎng)檢測的要求 可重復性 環(huán)境的要求 在同等條件下 重復測量應有相同結(jié)果 不受隨機因素的影響 高速運行 氣象 氣候等 5 二 檢測的內(nèi)容及評價 測量與診斷 醫(yī)療器械與醫(yī)療 被測對象作用 被測對象要求 通過不間斷的機械 電氣接觸向電動列車供電接觸網(wǎng) 道路 受電弓 汽車 運行可靠性 接觸質(zhì)量 運行壽命 分解成被測參數(shù) 實現(xiàn)測量功能 6 弓網(wǎng)系統(tǒng)的最核心要求 幾何相互位置 拉出值導高多支接觸線相對位置定位器坡度接觸線坡度 運行可靠性 接觸質(zhì)量 運行壽命 動態(tài)作用 材料接口 載流量 弓網(wǎng)接觸力燃弧定位點抬升 接觸網(wǎng)溫度 接觸線磨耗 二 檢測的內(nèi)容及評價 7 靜態(tài)檢測 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸網(wǎng)單方面參數(shù) 動態(tài)檢測 弓網(wǎng)動態(tài)相互作用情況下弓網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù) 幾何參數(shù)靜態(tài)值 定位器坡度 接觸線磨耗等 幾何參數(shù)動態(tài) 弓網(wǎng)接觸力 弓網(wǎng)燃弧 定位點處接觸線抬升等 8 鐵路電力牽引供電設計規(guī)范 二 檢測的內(nèi)容及評價 檢測參數(shù)評價依據(jù)為弓網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)標準和設計文件 鐵路電力牽引供電施工規(guī)范 接觸網(wǎng)各零部件標準 GB T21561機車車輛受電弓特性和試驗 TB T1456 TB T3271受電弓與接觸網(wǎng)相互作用準則 安規(guī) 檢規(guī) EN50119電力牽引架空式接觸網(wǎng) EN50206受電弓特性與測試 EN50367弓網(wǎng)動態(tài)相互作用技術(shù)規(guī)范 EN50318弓網(wǎng)動態(tài)相互作用仿真確認 EN50317弓網(wǎng)動態(tài)相互作用的測量要求與確認 TB10758高鐵牽引供電驗標 9 弓網(wǎng)檢測結(jié)果的評價 二 檢測的內(nèi)容及評價 與設計值進行比較 對連續(xù)測量的檢測結(jié)果進行分析 對不同參數(shù)檢測結(jié)果進行對比分析 指導修理 對歷次測量的檢測結(jié)果變化進行分析 10 動態(tài)值 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線空間幾何位置參數(shù) 靜態(tài)值 弓網(wǎng)動態(tài)接觸情況下的接觸線在受電弓上的橫向位置 受電弓抬升情況下的接觸線高度 接觸線在不與受電弓接觸情況下相對于鋼軌平面的空間位置 超限判斷 驗證設計方案 為維修調(diào)整提供依據(jù) 11 接觸線坡度變化滿足弓網(wǎng)動態(tài)性能要求 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線空間幾何位置參數(shù) 接觸線在滑板上的往復運動范圍應盡可能大 接觸線不能離開弓頭的工作范圍 12 檢測結(jié)果評價標準為設計值及其施工誤差要求 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線空間幾何位置參數(shù) 接觸線高度 5300m預弛度 無允許誤差接觸線高度 30mm支持點之間高度差 20mm結(jié)構(gòu)高度 150mm 區(qū)間 100mm Tunnel隧道 接觸線拉出值允許誤差 30mm 鄭西客專 13 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線空間幾何位置參數(shù) 鄭西客專 在支持點之間測量到的導高差最大允許值為20mm 14 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線空間幾何位置參數(shù) 鄭西客專 跨中沒有預留弛度 支持點之間的導高差不得大于 10mm 以支撐點之間的假定連接線為參考 吊弦與吊弦之間的導高差最大為10mm 支持點之間的接觸線縱斷面 15 影響接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的因素 二 檢測的內(nèi)容及評價 16 接觸網(wǎng)靜態(tài)幾何參數(shù)與弓網(wǎng)動態(tài)性能具有因果關(guān)系 中心錨結(jié)繩安裝不當引起弓網(wǎng)接觸質(zhì)量出現(xiàn)變化 左上 中心錨結(jié)繩過緊 右上 中心錨結(jié)繩過松 左下 接觸線高度不連續(xù) 右下 接觸力出現(xiàn)異常極值 下中 弓網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生燃弧 二 檢測的內(nèi)容及評價 17 武廣高鐵部分幾何參數(shù)測量結(jié)果 二 檢測的內(nèi)容及評價 18 弓網(wǎng)動態(tài)性能計算機仿真 SSS400 型受電弓 二 檢測的內(nèi)容及評價 19 弓頭部件受損 二 檢測的內(nèi)容及評價 20 接觸網(wǎng)零部件受損 二 檢測的內(nèi)容及評價 21 二 檢測的內(nèi)容及評價 定位器坡度 在受電弓通過時 定位器不應妨礙接觸線的自由振動接觸線抬升到最大時 定位器下沿的輪廓應能保證受電弓順利通過定位器坡度的評價標準為設計值 22 二 檢測的內(nèi)容及評價 定位器坡度 23 F AER F DYN F R F 0 F R F wind F F0 FR FAER FDYN 受電弓設計 接觸網(wǎng) 軌道等 弓網(wǎng)接觸力F 受電弓垂直作用到接觸網(wǎng)上的力靜態(tài)接觸力F0 停車時 傳動機構(gòu)使受電弓垂直作用到接觸網(wǎng)上的力磨擦力FR 關(guān)節(jié)間磨擦產(chǎn)生的力 與弓頭運行方向相反空氣動力FAER 氣流對受電弓的作用力動態(tài)分力FDYN 由垂直振動引起的慣性力 二 檢測的內(nèi)容及評價 弓網(wǎng)接觸力 24 慣性力FDYN ma a 振動加速度 a1 沖擊加速度 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸網(wǎng)彈性接觸線波動受電弓沖擊垂直分量 25 二 檢測的內(nèi)容及評價 弓網(wǎng)接觸力 為評價弓網(wǎng)接觸質(zhì)量 應計算一個控制段內(nèi)接觸力的如下統(tǒng)計值 控制區(qū)段應不短于一個錨段 接觸力平均值Fm 標準偏差s 接觸力最小值Fmin 接觸力最大值Fmax 接觸力統(tǒng)計最大值Fm 3S 接觸力統(tǒng)計最小值Fm 3S 26 二 檢測的內(nèi)容及評價 弓網(wǎng)接觸力 標準偏差越小 弓網(wǎng)接觸力離散性越小 弓網(wǎng)系統(tǒng)運行越平穩(wěn) 最高速度下的標準偏差不大于0 3Fm EN50119要求的接觸力最大值和最小值如下表 27 二 檢測的內(nèi)容及評價 弓網(wǎng)接觸力 動態(tài)接觸力的極值 一般認為大于1 8Fm 多出現(xiàn)在接觸網(wǎng)不規(guī)則的地方 比如 不均勻抬升量 接觸線安裝缺陷 接觸線的缺陷 單一質(zhì)量塊 集中負載 28 二 檢測的內(nèi)容及評價 燃弧 電弧是指通過滑板和接觸線之間的電流流動 通常伴有強光產(chǎn)生 測量燃弧應記錄的數(shù)值 每個電弧的持續(xù)時間 測試期間的列車運行速度 受電弓電流 評價受流質(zhì)量 應計算燃弧率 持續(xù)大于1ms的電弧的持續(xù)時間 測量電流超過30 額定電流的時間 29 二 檢測的內(nèi)容及評價 燃弧 EN50367要求的最大速度下的燃弧率 小于250km h線路燃弧率不超過0 1 大于等于250km h線路燃弧率不超過0 2 考慮燃弧的最小持續(xù)時間5ms 局限性 取流情況下才有電弧產(chǎn)生 弓網(wǎng)接觸過緊的情況不能反映 30 二 檢測的內(nèi)容及評價 定位點處的接觸線抬升 在接觸網(wǎng)支柱上安裝固定的測量裝置測量受電弓通過時定位點處接觸線的抬升 運用于以下情況 動態(tài)評估時 確認弓網(wǎng)系統(tǒng)的方案設計是否符合標準要求 確定新型車輛或受電弓的最高允許速度 商業(yè)運營中固定監(jiān)測受電弓 31 二 檢測的內(nèi)容及評價 定位點處的接觸線抬升 在正常運行條件下及最大跨距時 定位處的抬升應由弓網(wǎng)系統(tǒng)設計人員進行計算機仿真 采用非限定式定位器 抬升量應至少是仿真值的2倍 采用限位式定位器 抬升量應至少是仿真值的1 5倍 定位點處接觸線的抬升量 不得超過定位器設計的最大抬升量 32 二 檢測的內(nèi)容及評價 定位點處的接觸線抬升 最大抬升量與弓網(wǎng)接觸力和接觸線的波動等相關(guān) 對于某一速度的列車 抬升量任何明顯的增加和減少 均表明有干擾或受電弓缺陷 這些缺陷可能由以下原因造成 空氣動力的過高或過低 由于風擋調(diào)節(jié)不當或損壞 受電弓傾斜引起的接觸滑板間接磨耗 靜態(tài)接觸壓力過高或過低 由于靜態(tài)接觸壓力調(diào)節(jié)不當 因磨損超過極限等原因造成接觸滑板質(zhì)量的有較大變化 接觸壓力的動態(tài)分力過高或過低 由于調(diào)節(jié)器等受電弓機械部件的欠缺 因磨損超過極限等原因照成滑板質(zhì)量變化而導致慣性力較大變化 33 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸網(wǎng)彈性 彈性屬于接觸網(wǎng)的靜態(tài)參數(shù) 具有沿跨距變化的性質(zhì)接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式和各項設計參數(shù)確定后 就可以通過反正計算出一跨內(nèi)接觸網(wǎng)彈性曲線 彈性最大值和最小值 彈性不均勻系數(shù)彈性和彈性不均勻系數(shù)與接觸線截面 張力 跨距 結(jié)構(gòu)高度 預弛度 彈性吊索等有關(guān) 也與施工精度有關(guān) 34 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸網(wǎng)彈性 彈性實測值與計算值比較 可找出施工精度不夠的地方 35 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸線磨耗 接觸線磨耗過大會導致接觸線抗拉強度下降 接觸線磨耗的測量一般測量接觸線底面寬度 計算殘存高度 磨耗面積 36 二 檢測的內(nèi)容及評價 接觸網(wǎng)溫度 弓網(wǎng)系統(tǒng)傳輸著巨大的牽引電流 在接觸網(wǎng)主導電回路中 由于連接件松動 氧化腐蝕等造成接觸電阻增大 形成局部發(fā)熱點 可能燒傷接觸網(wǎng)設備或?qū)е戮€索抗拉強度下降 接觸網(wǎng)溫度測量應在供電臂上有牽引電流的情況下測量 找出接觸網(wǎng)中溫度異常點 27 37 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 接觸式檢測 38 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 接觸式檢測 角度1角度2角度3 6800角度n 39 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 接觸式檢測 測量精度不高 只能測量工作支接觸線 不受氣象條件干擾 增加弓頭重量 影響受電弓特性 安全性不夠好 40 激光雷達 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 激光掃描法 41 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 激光掃描法 42 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 激光掃描法 33 43 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 激光雷達比較 SICK 施克 LEUZE 勞易測 LMS100 LMS200 LMS400 LMS511 ROD4 ROD4 58 50m 品牌 型號 距離范圍 角度范圍 角度分辨率 270 0 25 0 5 距離分辨率 重復精度 掃描頻率 25Hz 50Hz 1mm 20mm 80m 180 0 25 1 18 75 1Hz 10mm 15mm 3m 70 0 1 1 200Hz 10mm 15mm 65m 190 0 167 1 25 100Hz 1mm 7mm 65m 190 0 36 25Hz 5mm 15mm 65m 190 0 36 50Hz 5mm 15mm 其它 221型具有加熱防塵 受強光干擾 具有加熱防塵功能 具有加熱防塵功能 具有加熱功能 具有加熱功能 44 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 激光掃描法 測量精度較高 能對工作支和非工作支進行檢測 不影響受電弓特性 非接觸式測量 安全性好 大雪 大雨或大霧天氣 不能正常工作 35 45 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法 激光器 接觸線 相機 46 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法 1280 960130萬象素圖像 0 0 1279 0 0 959 1279 959 47 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法 48 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法 在激光線所在線路斷面上非工作支接觸線底面中心在圖像上的像素坐標 318 4 185 0 工作支底面中心坐標 706 0 513 10 假設已知此位置上的工作支和非工作支精確地拉出值和導高 則可將像素坐標換算成實際空間坐標在實際標定中采用高精度標定設備進行標定 49 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法 50 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法德國 51 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法德國 52 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法德國 53 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺方法德國 54 三 檢測的方法 接觸線幾何位置 機器視覺法 測量精度高 能對工作支和非工作支進行檢測 不影響受電弓特性 非接觸式測量 安全性好 大雪 大雨或大霧天氣 不能正常工作 55 三 檢測的方法 車體振動補償 車載幾何參數(shù)測量裝置測量結(jié)果為相對于車體位置 幾何參數(shù)設計值基準面為兩鋼軌頂部平面 檢測結(jié)果能為施工和維修調(diào)整提供依據(jù) 必須測量檢測運行過程中車體相對于鋼軌平面的位置 對檢測結(jié)果進行補償計算 還原成與鋼軌為參考面的靜態(tài)值 56 三 檢測的方法 車體振動補償 57 三 檢測的方法 車體振動補償 58 三 檢測的方法 定位器坡度 59 三 檢測的方法 定位器坡度 60 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 61 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 空氣動力測量 Faero Faero 滑板和弓頭間力的測量單元 繩索張力測量單元 62 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 傳感器安裝 63 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 64 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 測量要求 只測量垂直方向上的力 排除其它方向力的干擾 傳感器安裝盡量接近接觸點 測量偏差小于10N 系統(tǒng)總測量誤差小于10 測量系統(tǒng)的安裝不能對受電弓性能帶來不利影響 對接觸力的改變不應超過5 測量系統(tǒng)應在實驗室利用弓網(wǎng)振動試驗平臺進行精度校準 采樣頻率大于200Hz或采樣間隔小于0 4m 截止頻率為20Hz的低通濾波 利用受電弓振動沖擊加速度評價接觸網(wǎng)缺陷需考慮車體自身加速度的影響 65 三 檢測的方法 弓網(wǎng)接觸力和振動沖擊加速度檢測 檢測數(shù)據(jù) 66 三 檢測的方法 燃弧檢測 銅和銅合金 燃弧輻射出的光波長范圍為220 225nm或者是323 329nm 弧光感應傳感器 67 三 檢測的方法 燃弧檢測 紫外相機 為了避免其他波段光線對燃弧檢測造成影響 采用紫外鏡頭 并添加對 330nm波長光進行截止的濾光片 68 三 檢測的方法 接觸網(wǎng)溫度 紅外熱成像原理 69 接觸網(wǎng)彈性 三 檢測的方法 接觸線靜態(tài)位置檢測時 用于測試的受電弓的靜抬升力應為5 8N 檢測接觸線的靜態(tài)抬升量 又稱準動態(tài) 時 測試用受電弓的靜抬升力應為100N 但對于設計時速大于230km h的接觸網(wǎng) 其測試用受電弓的靜抬升力應為120N 70 接觸網(wǎng)彈性 三 檢測的方法 71 接觸網(wǎng)彈性 三 檢測的方法 72 速度和里程 三 檢測的方法 73 定位位置檢測 三 檢測的方法 線路數(shù)據(jù)庫 線路名站區(qū)名定位號跨距定位標志公里標線路1站1160區(qū)間0線路1站1360線岔60 74 接觸線磨耗 三 檢測的方法 幾何參數(shù)檢測相機 磨耗檢測相機 激光器 75 接觸線磨耗 三 檢測的方法 76 接觸線振動定點監(jiān)測 三 檢測的方法 77 定位點的抬升 2010 12 03 11 29 速度447km h 下行 靜止 前弓 后弓 懸掛方式 JTMH120 CTMH150張力組合 20kN 40kN結(jié)構(gòu)高度 1600mm 三 檢測的方法 78 定位點的抬升 三 檢測的方法 接觸線 滑輪 絕緣線 傳感器 德國 79 檢測方式 四 檢測的方式及裝備 人工手動測量 車載測量 定點監(jiān)測 動車組 電力機車 檢測車 作業(yè)車等 80 人工手動測量 絕緣桿 線墜 道尺 鋼卷尺 四 檢測的方式及裝備 81 人工手動測量 四 檢測的方式及裝備 接觸網(wǎng)全參數(shù)激光測距儀 導高 拉出值軌距 超高側(cè)面限界線岔中心投影線岔抬高和水平錨段關(guān)節(jié)抬高和間隙定位器坡度結(jié)構(gòu)高度 82 人工手動測量 四 檢測的方式及裝備 83 車載檢測設備 四 檢測的方式及裝備 高速鐵路綜合檢測列 動車組 接觸網(wǎng) 綜合檢測車 客車 軌道車 接觸網(wǎng)檢測作業(yè)車 電力機車上接觸網(wǎng)檢測設備 簡易推車上接觸網(wǎng)檢測設備 84 高速鐵路綜合檢測列 四 檢測的方式及裝備 國內(nèi) 真實反映動車組實際運行工況 注重動態(tài)性能檢測 使用效率高 85 高速鐵路綜合檢測列 四 檢測的方式及裝備 日本 為了對各種設備進行檢查 測試 在軌道 電力 信號 通信等方面支援新干線的運行 日本開發(fā)了最先進的新干線電氣 軌道綜合檢測車 Easti 取代了過去的檢測車 DoctorYellow 從2002年10月開始正式投入使用 86 高速鐵路綜合檢測列 四 檢測的方式及裝備 日本 1號車 2號車 3號車 4號車 5號車 6號車 架線相互間隔測定裝置 架線相互間隔測定裝置 檢測用受電弓 87 高速鐵路綜合檢測列 四 檢測的方式及裝備 日本 88 動車組臨時安裝的弓網(wǎng)測試設備 四 檢測的方式及裝備 89 接觸網(wǎng)檢測車 四 檢測的方式及裝備 全面檢測接觸網(wǎng)動靜態(tài)參數(shù) 檢測受電弓模擬實際運行 運行占用專門的行車點 動力運行或不帶動力 與其他檢測設備安裝在同一輛車上 形成綜合檢測車 90 接觸網(wǎng)檢測車 四 檢測的方式及裝備 25T客車車體改造 一般配備給鐵路局 最高檢測運行速度160km h 可與其它檢測車連掛組成檢測列運行 91 接觸網(wǎng)檢測車 四 檢測的方式及裝備 92 四 檢測