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电力机车受电弓实时动态车载监控系统

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受电弓控制管路风压状态实时监测报警系统的研究

受电弓控制管路风压状态实时监测报警系统的研究
一
由呼 和浩特 铁 路 局科 研 所 研 制 的 电力 机 车 受 电弓 状态 实时 监测 报警 系统 ， 主要 是 防止受 电弓升 弓控制 管
路风 压不 足造 成 机 车 的烧 网故 障 以 及 故 障发 生 后 及 时
分 析 ， 出处 理结 果 ， 过不 断 从 运 行 实践 中积 累 的经 得 通 验、 数据 ， 理论分 析 弓 网配 合关 系 的基 础上 ， 改 善和 在 为 提 高 弓 网稳 定运 行条 件和 方法 提供依 据 。
重 点 和难 点之 一 。 ２ １ １ 主 机 设 计 方 案 ．．
由上述 系 统 对 主 机 的要 求 可 知 ， 机 应 由控 制 部 主 分 、 信、 通 时钟 及存 储 、 电源 部分组 成 。其 整 体 框 图如 图
３所 示 。
本设 计 的电源 取 自机 车 的 １ ＯＶ 电源 ， １ 通过 电压 转 换模块 为 ２ 它 分 为 两 路 ， 路 给传 感 器 供 电 ， 一 ４ Ｖ， 一 另 路经 自设 计 电路 ， 别转 为 ３ ３Ｖ 和 ５Ｖ 供控 制 电路使 分 ． 用 ， 中 ３ ３Ｖ 给 Ｃ Ｕ 供 电 ， 给外 围器件供 电。 其 ． Ｐ ５Ｖ
全相 同 ， 了达 到精 确 监 控 ， 对 每 台机 车和 其 对 应 的 为 要
传感器 进行 配套试 验 ， 试 验测得 的 实 际参数 通 过 上位 将
机 （ 记本 电脑 ） 笔 载入 主机 ； 运行 中主 机 时刻 对采 集 到 的 压 力信 息 进 行 处 理 、 断 、 储 ， 于 Ｓ 。型 电力 机 车 判 存 对 Ｓ （ Ｓ 型 电力 机 车 Ａ、 Ｓ。 Ｂ司机 室共 用一套 风压 管路 ） 主机 ， 同时还 负责通 过 Ｒ －８ Ｓ４ ５总 线 将 必要 数 据 传 递 给 从 机 ，

受电弓检测系统简介

受电弓检测系统简介

数据传输接口：将数据采集卡 采集的数据传输到上位机软件 进行显示和分析
电源模块：为整个数据采集部 分提供稳定的电源供应
数据采集：通过传 感器等设备采集受 电弓状态数据
数据传输：将采集 的数据传输到上位 机或数据中心
数据处理：对采集 的数据进行预处理 、分析、诊断等操 作
数据输出：将处理 后的数据以图形、 报表等形式输出， 供工作人员参考
受电弓检测系统在高速铁路中 的应用背景
受电弓检测系统在高速铁路中 的具体应用案例
受电弓检测系统在高速铁路中 的优势和效果
受电弓检测系统在高速铁路中 的未来发展趋势
受电弓检测系统在电力机车中 的应用背景
受电弓检测系统在电力机车中 的具体应用案例
受电弓检测系统在电力机车中 的应用效果
受电弓检测系统在电力机车中 的未来发展趋势
故障诊断与预警
数据记录与分析
远程监控与控制
城市轨道交通： 确保列车受电 弓与接触网之
间的良好接触， 提高供电稳定 性和安全性。
高速铁路：实 时监测受电弓 状态，预防受 电弓故障，确 保高速列车的
稳定运行。
电力系统：用 于监测和评估 输电线路的电 气性能，提高 电力传输的效 率和稳定性。
工业应用：在工 业生产过程中， 受电弓检测系统 可用于监测设备 的运行状态，确 保生产过程的顺
显示界面：实时显示受电弓状 态、检测数据等信息
显示设备：采用高清晰度显示 屏，确保显示效果检测数据、故障提示等
显示功能：支持多种显示模式， 可根据实际需求进行选择和调 整
传感器类型：光电传感器、霍 尔传感器等
工作原理：通过检测受电弓与 接触网之间的电流变化，判断 受电弓的工作状态
受电弓检测系统 稳定性高，能够 保证列车稳定运 行。

车载式弓网实时监测系统的研讨

车载式弓网实时监测系统的研讨
要实现检测效率的提高，部分地铁公司已经开始应用了在线检测系统，弓网的运营状况通过非接触式成像技术进行实时的监控，并且对图像进行高质量和高效率的处理。传统的定点监测及非运营设备车辆检测不能够及时、全面、准确、系统的了解供电网的实际运行性质，无法了解弓网的匹配真实性能。
就跨座式单轨的运行状况来看，一种高效的车载式弓网实时检测系统可以极大的满足系统监控的实际要求。这一系统的主要工作采用机器视觉的非接触式监测设备来实现，通过数字图像分析系统对弓网状况进行监测与分析。借助于车载信号以及定位系统实现故障位置的高精度定位，并通过无线传输技术来完成故障的传输并报警。这一系统的设计和运行是独立的，并不会对其他的设备产生干扰和影响。即使在较差的环境和天气条件下，也能够实现对数据和信息的准确获取和实时记录，实现弓网故障的及时发现并妥善解决，保障列车的安全运行。
关键词：车载式弓网；实时监测系统；系统现状
一、弓网检测系统现状
受电弓在运行过程中呈动态变化状态，弓网故障发生在运行过程当中，当发生异常故障时不能第一时间发现和及时处理，导致故障严重程度继续向恶化趋势发展，最终发展为更严重的弓网事故，从而影响列车安全运行，给运营安全带来极大影响。设备检修采用传统的操作方式不仅具有极低的操作效率，而且在工作中人员的劳动强度高，不能马上快速获取线路运行情况，满足不了我国现阶段的城市交通发展需要，无法实现高效、安全的运营要求。
车载式弓网实时监测系统的研讨
摘要：城市轨道交通受电弓、接触网是现阶段国内应用较多的一类受流设备，在特定材质的接触滑板受电的基础上，可以为车辆提供持续稳定的供电电源。基于受电弓和接触网具有不同的设计特点，所以在运行过程中经常出现弓网配合故障，受电弓出现的问题主要表现在滑板的异常磨损、燃弧现象、打弓现象等，接触网出现的问题主要表现在硬点，异常工磨耗、偏磨，导高坡度变ห้องสมุดไป่ตู้率异常等现象。通过受电弓和接触网在线运营状态的监控，在运营期间不间断采集正线动态数据，掌握弓网配合情况以达到减少弓网事故发生，延长受电弓滑条和接触网线的使用寿命，减少损失，节约成本。

受电弓接触网动态监测系统

受电弓接触网动态监测系统

指令 解码 器 、 补充 光 源与快 门 同步 、 图像 数 据接 口电 路 等诸 多辅 助装 置 。
２ 主要 子 系统 的功 能
受 电子接 触 网动态 监测 系统结 构 ．由车辆报 警
１ 系统 工 作原 理
受 电 弓接 触 网 动态 监 测 系统 由多 个 监 控 点 构 成， 这些 监控点 可 以构成 一个 网络 系统 。 个监控 点 每 由监控前 端设 备 和控制 中心设 备 构成 。每 个监 控点
事故 的发 生。
图 １ 系统 结构 框 图
维普资讯
受 电 弓接 触 网 动态 监 测 系 统
２１ 车 辆报 警 子 系 统 车 辆 报 警 子 系统 采用 了 电 ． 磁感 应式传感 器 ， 由发射 和接 收 ２部 分组 成 ， 收 它 接 部分 和 发 射 部 分 分 别 安 装 在 同一 根 钢 轨 的 内外 两 侧， 形成 一个 磁场 。 当列 车 通过 时 ， 车轮 切割 磁力 线 ， 产 生 电流 ． 而 检测 到 列 车 的到 来 ， 出报 警 信号 。 从 输 电磁 感应 式传 感器 施工 安 装简单 ， 护很 方便 。 维 电磁 感应 式 传感器 安装 在监 控点 前方 一段 距 离 ， 当检 测 到列 车 时 ． 动摄像 系 统开始 拍 摄 ， 启 当列 车尾 端离 开 监控 区域后 关 闭摄像 系统 。电磁 感应 传感 器 输 出开 关信 号 ， 开关 信 号接 入 网络 摄像 机 的 Ｉ 口 ， 触 发 ／ Ｏ 来 摄像 机 的开启 或关 闭 。 ２２ 摄 像子 系统 摄像 子 系统 包 括 网 络 摄 像 机 、 ． 电动 三可变 自动光 圈镜 头 、 摄像 机 防护 罩 、 电动 云 台 及 支架 和解 码器 。 网络摄 像机 是集 视频 压缩 技 术 、 计 算 机技 术 、 网络技 术 、 嵌入 式技 术等 多种 先 进技 术 于

车载弓网在线监测系统在地铁车辆中的应用研究

车载弓网在线监测系统在地铁车辆中的应用研究

车载弓网在线监测系统在地铁车辆中的应用研究摘要：弓网系统是地铁车辆牵引供电系统的关键环节之一，对其实时在线监测能有效保证地铁车辆的安全运营。

本文从地铁车辆检修需求出发，研究了弓网在线监测系统在地铁车辆中的配置需求，最大限度地减少工程投资的同时，对地铁车辆的检修提供指导作用。

关键词：弓网，监测系统，地铁，检修1引言受电弓是我国城市轨道交通常用的一种受流装置，通过特定材质的碳滑板从接触网取电，为地铁车辆提供动力能源，弓网关系如图1所示。

但基于不同的受电弓和接触网设计特性，一般的弓网问题主要有碳滑板偏磨、接触网异物及燃弧等[1]。

目前地铁主要采用DC1500V的大电流供电特性，弓网故障可能会引起供电系统的跳闸或车辆损坏，直接影响运营可靠性及安全。

弓网在线监测系统是一种对弓网的匹配性及可靠性的实时监测设备，根据监测数据进行分析处理，及时对故障信息进行报警[2]，保障弓网故障不被扩大和恶化。

2车载弓网在线监测系统设计2.1系统介绍车载弓网在线监测系统是一种车载受电弓实时自动化、动态综合监测系统，在地铁车辆运行时，无需接触，即可自动检测弓网状态和主要工作参数，系统除了对弓网各种状态以沈阳地铁4号线一期工程地铁车辆为例，分析地铁车辆中弓网在线监测系统的功能配置需求情况。

沈阳地铁4号线一期工程选择2列车的其中一个受电弓，配置了如图2中的所有功能，前列车的另一个受电弓不再配置针对接触网状态的监测功能；除前列车外，其余列车的每个受电弓加装摄像头装置，可以根据监控视频及图片，有效分析弓网接触状态、异物情况及燃弧等。

这样既减小了巨大的工程投资，还可以满足运营检修需求，为故障排除提供了可靠的保障。

2.3对车辆检修的指导意义车辆段无线终端设备是对监测的数据进行分析、统计，对受电弓和接触网的故障信息进行记录等。

调度及检修人员可通过远程监控服务器，实时访问弓网的在线运行数据，获取报警、警告信息，及时处理故障，从而避免事故的发生。

受电弓检测系统简介

受电弓检测系统简介

（2）设备安装线路条件 轨距 1435mm 设备长度 ＜20m 设备安装股道与相邻线间距 ≥ 5m 轨边设备房屋距线路中心距离 ≥4.5m 设备安装线路条件： 线路平直要求左右高差 ≤ 1 mm 线路平顺要求 ≤ 2 mm 距设备两端直线段距离 ≮25 m 距设备两端直线段距离 ≮25 m
安装在机车、动车组入库线路上，采用高速、高分辨率图像分析测量技术和现代传感技术，实现受电弓关键特性参数的在线动态自动检测和车顶关键部件、车顶异物的室内可视化观测，适用于各型电力机车、动车组的受电弓和车顶设备检测。
2、系统功能
动态非接触自动图像分析处理并记录机车受电弓滑板磨耗值； 动态非接触自动图像分析处理并记录机车受电弓中心线偏差值； 自动动态检测并记录受电弓工作位接触压力值； 车顶监控视频大屏幕实时显示、存储及不同速度回放； 车顶异物及车顶关键部件状态室内可视化观测及判断； 机车车号和端位自动识别； 提供检测项目的图像及数据报表输出； 提供检测结果的查询、统计、综合分析、打印、故障预警及网络共享 管理。
动车检修基地“受电弓动态检测系统”设备运用现场 武汉动车检修基地 广州动车检修基地 上海动车检修基地 北京动车检修基地
现场检测棚
滑板磨耗及中心线偏移检测
受电弓工作位接触压力检测
车顶关键器件及车顶状态观测单元
设备安装及检修平台
现场控制中心位于检测现场，完成各传感器信号的实时采集以及压力传感器预压力值的定时传输；同时，现场控制中心控制现场部件的供断电、现场控制中心与远程控制中心的通信。 远程传输通道连接远程控制中心与现场控制中心，保证多路测量信号和控制信号在两级控制中心之间的可靠传输。远程传输通道由视频线、电源线、通信线及控制线等组成。
杭州机务段SS4-7083受电弓压力超限数据

车辆在线监测系统在受电弓检测中的应用

车辆在线监测系统在受电弓检测中的应用

在实际运用 中 ， 图像 目标 和背景 之 间并不 具备截 然 不 同的灰度 ， 随着 自然光照射角度 的不 同， 目标 和背景 的
亮度均要发生变化 。因此 ， 阈值 （ 就是 一个切割 的分 界
２ １ 全景模式 ．
全景模式 主要针对受 电弓偏 移度 、 斜度 、 倾 部件 缺
失等检测项 目。在该模式下拍摄 的是受 电 弓的整 体 ， ２ 个 图像采集器会 根据 拍摄 指令 ， 利用 对应 闪光 灯提 供 的照 明， 分别拍 下列 车 ２个 弓前后 ４幅 图像 。系统 根 据这 ４幅图像对 受 电弓进 行轮 廓定 位 ， 而进 行受 电 继 弓偏移量 、 倾斜度 、 部件缺失等分析 。
由于受 电弓在线 监测 系统 安装在 户外 ， 采集 的 图 像 图片质量受 光线 、 环境 、 天气 等条 件影 响很 大 ， 同 相
的受 电弓在不 同时刻获取 的图片光线 、 阴影 、 色相 和背
பைடு நூலகம்
区前 的探测 磁 钢时 ， 系统产 生触 发 信 号。Ｐ Ｃ根 据该 Ｌ 信号记 录的时间、 车速 以及 图像 传感 器几 何位 置 和检 测条件等参数 ， 计算 出合适 的受电 弓拍摄 时 间 ， 达指 到 定拍摄 时间后 Ｐ Ｃ输 出拍 摄指 令 ， Ｌ 图像 传感 器进 行拍 摄， 同时启动激 光位 置传 感器 进行 数据 采集 。在 正线
后续 分析处 理 ， 在实际
使 用 中 的分割 识 别 效 果 十分 明显 （ 图 ２～ 见 图３ 。 ） 图 ２ 采集的原始受电弓图像
…
ＵＲ Ａ Ｂ Ｎ ＲＡＰＩ Ｒ Ｉ Ａ Ｄ Ａ Ｌ ＴＲ Ｎ ＳＩ Ｔ
…
ｉ ”
点） 的正确选择是很重要的 ， 直接影 响着 分割 的精度及

电力机车受电弓实时动态车载监控系统

电力机车受电弓实时动态车载监控系统

电力机车受电弓实时动态车载监控系统作者：贾建新来源：《中国科技纵横》2012年第24期摘要：电力机车受电弓实时动态车载监控系统可防止受电弓升弓控制管路风压不足造成机车的烧网故障以及提供故障发生后的及时分析、处理、落责的依据，并通过不断从运行实践中积累的经验、数据，在理论分析弓网配合关系的基础上，为改善和提高弓网稳定运行的条件和方法提供理论依据。

关键词：电力机车受电弓动态车载监控电力机车在运行中通过车顶电网供电，机车从电网上受电的装置称为机车受电弓。

电力机车依靠“弓网作用”滑动取流，其工作过程承受滑动、摩擦、热、电和化学等综合因素，是一个比较复杂的过程。

中国电气化铁路目前仍存在着弓网事故多，停电时间长等问题，据有关资料统计，我国电气化铁路停电、停运事故中弓网事故占事故的80%左右，特别是随着铁路向重载、高速、和信息化方向的发展，如何防止弓网事故显得尤为重要。

1、弓网故障因素1.1 接触网因素1.1.1 地理环境因素接触网是露天架设无备用设备，受地理、地域、自然环境的影响特别大，突出表现在温度、风力、工业污染等方面。

1.1.2 接触网工艺接触网勘察设计的开始，就决定了接触网质量的先天性，设计不合理，甚至错误，往往会造成接触网的“硬伤”运行，并给检修带来难以消除的隐患，随着不良状态的持续积累，在一定条件下就可能形成弓网故障的直接原因。

1.1.3 线岔线岔的作用是在转辙的地方，当一组交叉悬挂的接触线被受电弓抬高时，另一组悬挂的接触线也能同时被抬高，从而使它与另一组接触线产生高差。

线岔容易引起钻弓和刮弓事故。

1.1.4 接触网硬点硬点是接触悬挂中一种有害的物理现象，是对接触悬挂中由于质量（质量分布不均）或弹性突变（弹性不均）可能改变机车受电弓运行状态的处所的统称，是一种不可消除的客观存在。

当机车受电弓高速通过接触网硬点时，由于受电弓与硬点在线路方向上是正面冲击，相对速度较高，当冲击发生时，轻则影响机车取流，重则会打坏机车受电弓，造成弓网事故，严重影响安全运输。

电力机车受电弓动态监控装置[实用新型专利]

电力机车受电弓动态监控装置[实用新型专利]

专利名称：电力机车受电弓动态监控装置
专利类型：实用新型专利
发明人：张建朝,朱贺栋,许玉清,和傲庄,周跃庭申请号：CN02233225.1
申请日：20020427
公开号：CN2541245Y
公开日：
20030326
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种用于电力机车受电弓动态监控装置。

该装置由装配在车顶的信号采集电路获取能反应受电弓工作状态的电信号和视频信号输入至微处理器(U1)，经微处理器处理输出两路信号，其一路送至监视器(CR)显示受电弓的动态工作状态，另一路输至报警电路，受电弓工作异常时，发出声光报警。

本实用新型可实时检测受电弓的工作状态，同时司乘人员可方便直观地监视受电弓的动态运行状况，一旦发现故障，本装置可及时报警，警示司乘人员快速排除故障。

从而有效的防止弓网故障的发生或事故的扩大，确保了铁路运输的安全畅通。

申请人：石家庄铁路分局石家庄电力机务段
地址：050091 河北省石家庄市中华大街南头石家庄铁路分局石家庄电力机务段
国籍：CN
代理机构：石家庄海天专利事务代理有限公司
代理人：张强
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机车受电弓接触网实时视频监测系统

机车受电弓接触网实时视频监测系统

机车受电弓接触网实时视频监测系统
陈可;陈维荣;温苾芳;许楠江
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2009(008)018
【摘要】本文针对电力机车受电弓因素造成弓网故障的情况,对机车受电弓实时监控问题进行了研究与探讨,介绍了机车受电弓接触网实时监测系统的工作原理、主要功能和特点,以及各部分组成,现场安装、使用情况.
【总页数】2页(P25-26)
【作者】陈可;陈维荣;温苾芳;许楠江
【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学电气工程学院,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.井下电机车受电弓与接触网间电火花电磁辐射 [J], 周佳
2.机车-轨道耦合振动对受电弓-接触网系统动力学的影响 [J], 翟婉明;蔡成标
3.呼准线HXD2型运用机车受电弓与接触网安全匹配分析 [J], 闫利峰
4.机车在横风作用下受电弓——覆冰接触网系统研究与分析 [J], 李希宁
5.接触网受电弓动态实时视频监控系统的研究 [J], 孙禹文
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于光纤传感技术的电力机车受电弓状态监测系统

基于光纤传感技术的电力机车受电弓状态监测系统

基于光纤传感技术的电力机车受电弓状态监测系统张文浩;刘统玉;石智栋;姜龙;魏玉宾;王纪强;王凤雪【摘要】基于光纤光栅传感技术,设计了一种电力机车受电弓状态在线监测系统,能够实时监测电力机车弓网之间的动态压力、受电弓振动状态以及受电弓滑板应力温度等.系统通过仿真、标定及测试,得出弓网动态压力监测范围在0～500 N,应变监测范围在-0.2％～0.2％.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2016(029)003【总页数】5页(P60-64)【关键词】光纤光栅;受电弓;动态压力;应变;接触网安全【作者】张文浩;刘统玉;石智栋;姜龙;魏玉宾;王纪强;王凤雪【作者单位】山东微感光电子有限公司,山东济南250013;山东微感光电子有限公司,山东济南250013;山东省光纤传感重点实验室,山东省科学院激光研究所,山东济南250014;山东微感光电子有限公司,山东济南250013;山东微感光电子有限公司,山东济南250013;山东省光纤传感重点实验室,山东省科学院激光研究所,山东济南250014;山东省光纤传感重点实验室,山东省科学院激光研究所,山东济南250014;山东微感光电子有限公司,山东济南250013【正文语种】中文【中图分类】TN247十三五期间，中国铁路固定投资规模将达3.8万亿元[1]。

近年来，中国高速铁路正在迅速形成线网结构，因此对轨道交通的高效安全监控需求迫切。

受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，其状态直接影响列车安全及可靠运行[2]。

近年来，国内外学者对受电弓的动力学[3]、机构学[4]以及接触网关系等做了许多研究工作。

目前接触网监测采用的是在地面设置固定监测点，用人工巡检的方式监测，无法实现全线路覆盖和实时监测，没有可长期化监测的理想方式[5]。

在实时在线监测研究方面，目前国内外主要采用电子测温和电阻应变片进行受电弓运行监测，因受电火花、电磁场以及雷电干扰影响较大，难以实现智能化状态分析和预警。

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电力机车受电弓实时动态车载监控系统
摘要：电力机车受电弓实时动态车载监控系统可防止受电弓升弓控制管路风压不足造成机车的烧网故障以及提供故障发生后的及时分析、处理、落责的依据，并通过不断从运行实践中积累的经验、数据，在理论分析弓网配合关系的基础上，为改善和提高弓网稳定运行的条件和方法提供理论依据。

关键词：电力机车受电弓动态车载监控
电力机车在运行中通过车顶电网供电，机车从电网上受电的装置称为机车受电弓。

电力机车依靠“弓网作用”滑动取流，其工作过程承受滑动、摩擦、热、电和化学等综合因素，是一个比较复杂的过程。

中国电气化铁路目前仍存在着弓网事故多，停电时间长等问题，据有关资料统计，我国电气化铁路停电、停运事故中弓网事故占事故的80%左右，特别是随着铁路向重载、高速、和信息化方向的发展，如何防止弓网事故显得尤为重要。

1、弓网故障因素
1.1 接触网因素
1.1.1 地理环境因素
接触网是露天架设无备用设备，受地理、地域、自然环境的影响特别大，突出表现在温度、风力、工业污染等方面。

1.1.2 接触网工艺
接触网勘察设计的开始，就决定了接触网质量的先天性，设计不合理，甚至错误，往往会造成接触网的“硬伤”运行，并给检修带来难以消除的隐患，随着不良状态的持续积累，在一定条件下就可能形成弓网故障的直接原因。

1.1.3 线岔
线岔的作用是在转辙的地方，当一组交叉悬挂的接触线被受电弓抬高时，另一组悬挂的接触线也能同时被抬高，从而使它与另一组接触线产生高差。

线岔容易引起钻弓和刮弓事故。

1.1.4 接触网硬点
硬点是接触悬挂中一种有害的物理现象，是对接触悬挂中由于质量（质量分布不均）或弹性突变（弹性不均）可能改变机车受电弓运行状态的处所的统称，是一种不可消除的客观存在。

当机车受电弓高速通过接触网硬点时，由于受电弓与硬点在线路方向上是正面冲击，相对速度较高，当冲击发生时，轻则影响机车
取流，重则会打坏机车受电弓，造成弓网事故，严重影响安全运输。

1.2 受电弓因素
（1）滑板条磨耗。

滑板条磨耗过快是电气化区段运营初期的正常现象，其磨耗分为：机械磨耗和电器磨耗。

（2）弓网拉弧。

弓网之间要求始终有一定的接触压力以保证机车受流状况良好，当接触压力过小甚至为零时，受电弓滑板会脱离接触网而发生离线。

虽然中、小离线不会对机车造成行车影响，但在离线瞬间产生的火花或电弧，会增加接触导线和受电弓滑板的电磨损，缩短其使用寿命。

大离线则十分有害，甚至使机车的运行和安全受到影响。

（3）滑板偏磨。

滑板偏磨也是影响滑板寿命的重要原因之一。

滑板偏磨使滑板磨透，不能正常与接触网接触，甚至使滑板形成沟壑卡滞接触线从而造成刮弓。

（4）刮弓。

刮弓是接触网和受电弓的重大故障。

有时运输指挥部门错误也会导致刮弓，如果车站错给信号将电力机车放入无电线路，机车乘务员发现不及时，没采取降弓措施就容易形成刮弓。

（5）瓷瓶。

电力机车受电弓支持瓷瓶是目前牵引供电系统中最薄弱的环节，一旦瓷瓶发生问题，往往造成很大损失。

瓷瓶常见故障有破裂闪络造成电网直接接地、机车车顶瓷瓶发生接地故障直接造成机车故障。

（6）受电弓部件损坏。

机车高速运行时，受电弓受力复杂，加上恶劣的工作环境，使受电弓的部件容易发生各类为题，如不及时发现处理将造成隐患。

1.3 其它因素
由于接触网、受电弓处于露天架设，且工作环境恶劣等，其自然灾害、人为损坏等不可控因素，也是造成弓网故障的一个原因。

2、受电弓实时动态车载监控系统目标
根据受电弓故障原因的分析和对现有受电弓检测系统的分析比较，我们提出实时动态车载监控系统，该系统的设计目标如下：
（1）检测范围：受电弓工作状态，车顶图像，包括接触网状态，能有效检测机车受电弓滑板条丢失、受电弓倾斜、受电弓无法升起等故障；（2）实时图像监控：支持2路D1分辨率图像实时监控，录像存储、检索；（3）高分辨率抓拍：为滑板磨损和变形分析提供可靠数据；（4）3G传输：提供远程监控和告警信息传送；（5）GPS定位：为故障修复和救援提供支持；（6）全天候设计：高性能LED补光，确保图像质量；（7）抗恶劣环境：支持IP67以上防护设计、抗电磁
干扰和防震设计；（8）良好的扩展性：预留外部数据和告警信息输入。

3、系统设计
电力机车受电弓实时动态车载监控系统由6个子系统组成，包括摄像、电源、照明、传输、监控主机以及本地显示系统。

3.1 摄像系统
摄像系统由彩色低照度工业摄像机和全天候防护罩及支架构成。

摄像系统主要完成对电力机车受电弓和车顶图像的实时采集和高分辨率图像抓拍。

在电气化铁道安装摄像机进行监控，重点是强电磁场干扰和恶劣环境问题。

摄像机在室外车顶架设，其工作环境较为恶劣，环境工作温度-30摄氏度～60摄氏度，灰尘雨水较大，摄像机距离接触网不足3M，受到强电磁场的干扰。

因此，在摄像机和护罩等配置需充分考虑下述因素。

（1）摄像机要求：支持自动光圈镜头；自动白平衡；自动背光补偿；最低照度不大于0.001LUX。

（2）护罩和支架要求：支持IP67以上防护要求；抗电磁干扰；防护罩内置可调节的摄像机安装板；自动温控：控制风扇和加热器的开启和关闭；支架采用钢质重型支架，用于固定整个摄像机。

（3）摄像系统安装：摄像机的安装需根据火车的结构以及受电弓位置来决定，根据韶山系列电力机车的勘察，火车车顶距离上方接触电网的距离约为2.6米，受电弓受电长度约为1.3米，为了使监控画面比较直观，实际监控区域需在受电弓受电长度上略微增加，约为2米的范围区域。