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1、电力机车受电弓离线检测技术的现状及展望综述述评文章编号:1007-6034(2004】06-0001-04电力机车受电弓离线检测技术的现状及展望刘浩,王黎,高晓蓉(西南交通大学,四川成都610031)摘要:阐述了弓网离线的危害及其原因,介绍了国内外弓网离线检测技术状况,简述了相关原理及其功能.关键词:受电弓;接触网;离线;检测中图分类号:U262.27文献标识码:ACurrentsituationandprospectsofthedetectiontechnologyforthecontact—lossofpantographonelectriclocomotiveL/UHao,
2、WANGLi,GAOXiao-rong(SouthwestJiaotongUniversity,610031Chengdu,China)Abstract:Theharmfulnessandcauseofthecontactlossofpantographareoutlined,whilethecurrentsituationofthedetectiontechniques.bothathomeandabroad,aimingatthisproblemisintroducedatthesametimealongwiththeirprinciplesandfunctions.Keyw
3、ords:pantograph;catenary;contact—Loss;detection前言在电气化铁路中,接触网是电气化铁道的主要供电设备,电力机车是通过接触网取得电能的.弓网关系对整个电气化铁路运营系统的正常运作起着非常重要的作用.受电弓一旦离线,除了直接发生供电中断外,还会伴随着电弧火花的产生,这种现象不但对沿线通信线路产生干扰,还会加剧受电弓滑板与接触线的磨耗,对电力变流装置(如逆变器等)的控制系统也会产生影响.电力机车上的受电弓和接触悬挂件都是具有一定弹性的电气设备及供电装置,由于接触悬挂沿跨距的悬挂弹性不均匀(如接触线的接头线夹,定位线夹,中心锚接线夹以及分段绝
4、缘器等处)和导线接触表面附着煤烟,冰雪等都会造成硬点下的离线,这种离线是非周期性的,一般时间都比较短.从受电弓方面看,当列车运行速度增大至100km/h以上时,收稿日期:2004—08—15作者简介:刘浩(1978一),男,山东曹县人,2002年毕业于西南交通大学,工学学士,硕士研究生在读,研究方向为光电检测及信息处理.受电弓自身就要产生垂直方向的加速度,从而引起接触悬挂的振动,由此使二者的良好接触遭到破坏,造成离线,这种离线周期性次数大大增加,离线时间也比较长(达到0.1S),称之为大离线.离线是制约电气化铁路提速的关键因素,随着铁路运输量的日益增加,列车运行速度的不断提高,正
5、确地检测出离线状态,找出离线发生的原因,并提出有效的预防措施,是接触网研究中的一个重要课题.1弓网离线的主要特征离线发生时伴随着以下特征:(1)离线时伴有高频电磁波产生;(2)测量用受电弓(不受流的受电弓)离线时产生火花,火花电流变化陡峭;(3)测量用受电弓离线时,受电弓与接触线间的电阻变大;(4)受电弓和接触线之间的接触压力趋近于0;(5)机车受电弓在牵引状态下离线时会产生电弧,发出强烈的紫外光;利用上述5种特征都可检测出离线信号,目前国内外广泛投入研究使用的检测方法主要有电阻测1综述述评机车车辆工艺第6期2004年l2月量法,电流测量法以及光学测量法.2电阻测量法2.1电阻变
6、大法我国研制的JLY—l型离线检测装置,就是利用了离线时受电弓和接触导线间电阻变大的原理来实现离线的检测,其基本原理见图l.图中cl为隔离电容;I为恒流源;J为检测电路环节;C2为接触网对地(钢轨的)分布电容.弓网接触时,电流通过Cl一受电弓一接触网一c2一钢轨,构成回路,使流人J的电流变小,一旦产生"离线"弓网之间的阻抗变大,电流流人J内,从而检测出离线信号.为了减少cl,c2间的阻抗,I采用了高频信号.信号源产生的高频电流信号经功率放大器放大后,产生一个恒定的信号电流,.当受电弓与导线接触时,接触电阻很小,检测回路J被旁路,信号电流大部分通过高压电容流向接触网,再经接触网沿线
7、分布电容泻回钢轨,经检测车接触轴流回接触网离线检测装置,形成回路.当受电弓和接触导线发生离线时,在上述"接触"和"离线"2种状态下,反映至检测回路中的信号电流,可产生2种幅值不同的电压信号,此电压信号经选频,解调,触发等环节可测量出离线信号.电阻法由于其技术简单和费用低,被大多数检测车所采用.c1为检测仪的高电压隔离电容;I为测量信号恒定电流源;J为检测电路环节;C2为接触网对地(钢轨)分布电容.图1电阻变大法测量原理2.2电阻一电容法电阻一电容法是在测量用受电弓与地面之间接人2
