列车运行时,受电弓滑板与接触网摩擦且通有大电流,产生热量导致滑板温升。正常情况下温升有限,但温度超过限值则表明受电弓或接触网可能存在故障。人力登顶检测滑板温度风险巨大,尤其列车时速超100km/h且接触网电压高达25kV时,完全不现实。传统点测温方式虽避免了登顶风险,但测温点移动困难,仅能获取单点温度;即使实现移动,车顶环境复杂,稍有不慎测温点可能触碰接触网,损坏设备甚至引发线路故障。采用红外热像仪监测则克服了这些问题:其非接触测温无需登顶;不受雨雪大雾影响;可获取整个镜头视野内的物体温度信息,而非单点;测温精度高(±2℃或2%);设备小巧、低耗,不影响其他部件工作。格物优信铁路受电弓监测热成像方案为列车受电弓监测提供了更高效智能安全的保护。
受电弓主要由底架、阻尼器、升弓装置、下臂、弓装配、下导杆、上臂、上导杆、弓头、滑板及升弓气源控制阀板等机构组成。升弓装置安装在底架上,通过钢丝绳作用于下臂。滑板中有气腔,有压缩空气,如果滑板出现磨损到限或断裂时,自动降弓装置发生作用,受电弓会迅速自动降下。接触网上的输电线与铁轨呈“之”字形架设,避免受电弓某处持续与高压线摩擦造成单点温度过高或者磨损不均。轮流摩擦可让受电弓未摩擦部分散热,从而磨损变得更均匀,使用寿命也更长。一旦受电弓上出现了故障,会使得某一点或一个区域持续摩擦通电,温度上升超过警戒值,导致受电弓部分组件或接触网电路出现故障。
铁路受电弓监测需求分析
- 系统要求:
监测系统需准确覆盖受电弓滑板。
- 列车运行时,能持续、准确观测滑板温度。
- 实现全天候、全方位、实时、非接触、精准测温。
- 能快速获取感兴趣点的监控数据。
- 配备红外热像仪及全套组件。
- 系统各部件需满足相关参数要求。
- 数据要求:
- 能实时查看并存储温度视频数据。
- 数据格式需符合参数要求。
- 监控范围:
红外热成像系统需使工作人员在监视器上实时动态监测受电弓滑板区域(长3.2m × 宽1.5m × 高2m)的温度。
- 报警要求:
- 温度超限时,系统需第一时间报警。
- 需存储超温区域的图像。
- 确保工作人员能及时发现并处理隐患。
基于受电弓滑板的位置和工作特点,系统设计在车顶受电弓前部设置监控点,通过网线与车厢内主机连接。主机可对指定区域进行实时监测、图像采集和温度数据分析,实时搜索最高温点并触发超温报警,同时支持调看各监控点的红外图像和录像资料;监控中心能自动或手动切换显示各监控点图像。系统由监控前端(监控点)和监控中心(主机)两部分构成:在若干监控点的制高位置安装红外热成像仪作为监控前端;监控中心由工作站等设备组成,主要承担预警、显示、控制、录像以及视频数字化和网络化功能。系统采用TCP/IP协议,具备模块化结构,可灵活增减监控点,扩展性良好。
格物优信铁路受电弓监测热成像系统功能
- 实时监控:
通过车顶监控点获取覆盖区域红外图像。
实现全天候不间断监控。
监控中心可观测整个受电弓红外图像。
支持全程录像。
- 动态监控:
借助网线快速传输系统。
实时、同步传输红外图像及其他信息至监控中心。
实现受电弓动态情况的实时观察。
- 获取滑板接触区温度:
监控中心操作人员可通过热像仪软件。
人为选取滑板特定区域获取精准温度。
辅助判断故障。
- 数据存储与离线分析:
系统可存储前端传回的温度图像数据(截图、视频流、温度流)。
支持保存感兴趣时间段的数据。
可使用系统软件进行离线分析。
- 超温自动报警:
实时自动测量视场内物体最高温度。
温度超过预设报警值时自动报警。
输出报警信号。
监控电脑发出报警声,并可外接声光报警装置。