浅谈机车受电弓动态包络线及静态检测方法

受电弓动态检测系统技术原理及应用分析发表时间：2018-10-18T15:08:22.897Z 来源：《电力设备》2018年第17期作者：白哲[导读] 摘要：机车受电弓是电气化铁路电力从接触网上受取电流的装置，受电弓在线路上运行状态的好坏直接影响到列车的安全运行，其故障甚至可能造成运输中断。

（内蒙古乌兰察布市集宁机务段内蒙古乌兰察布 012000）摘要：机车受电弓是电气化铁路电力从接触网上受取电流的装置，受电弓在线路上运行状态的好坏直接影响到列车的安全运行，其故障甚至可能造成运输中断。

随着高速铁路的飞速发展，对受电弓的可靠运行提出了更高的要求，实现机车对受电弓的动态实时检测具有重大意义。

关键词：受电弓；动态检测系统；技术原理；应用 1受电弓动态检测系统的原理1.1受电弓磨耗及中心线检测单元的原理 1．1．1受电弓滑板磨耗检测受电弓滑板磨耗的动态非接触式图像测量技术以200万像素CCD逐行扫描模拟工业数字摄像机为硬件基础，4台CCD磨耗相机以设计角度布置于检测区域的四角，当受电弓处于检测区域时，各磨耗相机对受电弓进行拍摄。

为提高检测精度，每侧两台相机分别拍摄滑板的一半，所拍照片由PCI－X总线兼容视觉采集卡采集并上传至检测主机做分析处理。

主机处理时先对接收的照片进行拼接，这样4台相机所拍照片的拼接结果便包含了受电弓滑板的全貌。

检测主机的分析程序依据受电弓滑板照片进行扫描分析，拟合受电弓滑板的上下边际线和接触网边际线，进而生成3条定位曲线，其中由受电弓滑板上下边际线拟合成的两条曲线便包含了滑板厚度和磨耗情况等信息。

再经过模拟—数字程序的转换，将曲线信息转换成反映曲线各点相对位置的数字信息并由系统筛选出滑板最厚处和最薄处的点位。

运算这些点位的数字信息得出滑板磨耗情况，生成反映滑板磨耗情况的理论曲线并着重提示最大及最小磨耗值。

1．1．2中心线偏移检测中心线偏移动态非接触式图像检测技术以百万级CCD工业数字相机为硬件基础。

受电弓静态接触压力是指受电弓在静止状态下与接触线之间的接触力大小，是保证电力机车牵引性能和安全运行的重要参数之一。

其测量和调整方法如下：
1. 测量方法：
（1）使用接触压力测量仪进行测量。

该仪器通过传感器感应受电弓与接触线之间的压力，并将压力值转换成电信号输出。

（2）在接触线上安装压力传感器，通过读取传感器输出的电信号来测量受电弓的接触压力。

2. 调整方法：
（1）根据受电弓静态接触压力的测量结果，调整接触线的高度和位置，使受电弓与接触线之间的压力达到规定值。

（2）调整受电弓的几何位置和压力分布，使接触压力均匀分布在受电弓的接触区域内。

（3）检查受电弓和接触线的磨损程度，如果发现接触线或受电弓有明显的磨损或损坏，应及时更换或修理。

需要注意的是，受电弓静态接触压力的测量和调整应由专业人员进行，确保测量和调整结果的准确性和可靠性。

同时，在进行测量和调整前，应对受电弓和接触线进行清洁和检查，以确保其表面光滑、无杂质和损伤。

电力机车、动车组受电弓动态包络线资料武汉供电段 方卫健一、受电弓的定义安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成，其几何形状可以改变。

运行时，受电弓全部或部分带电，与安装平台的车顶电气绝缘，将电流从接触网传输到车内的电气系统。

二、受电弓类型介绍目前，国内电气化铁路上运行的受电弓主要有TSG系列、DSA系列等单臂受电弓，各类受电弓发展进程如下图：2.1 TSG1－600/25型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流…………………………………600A最大运行速度………………………………80km/h静态接触压力 …………………………(70±10)N工作高度……………………………680～1800mm最大升弓高度 ……………………………2400mm折叠高度 ……………………………………432mm弓头总长度………………………………≯2160mm滑板长度 ………………………………≯1250mm2.2 TSG3－630/25型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

2.3 TSG15型单臂受电弓适用于相应速度等级的各种电力机车。

主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流…………………………………630A最大运行速度……………………………170km/h静态接触压力 …………………………(90±10)N工作高度……………………………500～2250mm最大升弓高度 ……………………………2600mm折叠高度 ……………………………………228mm弓头总长度…………………………………2085mm滑板长度 …………………………………1250mm 主要技术参数额定工作电压…………………………………25kV额定工作电流………………………………1000A最大运行速度……………………………200km/h静态接触压力 …………………………(70±10)N工作高度…………………………500～2250mm最大升弓高度 ……………………………2600mm图（2） TSG3－630/25受电弓 图（1）TSG1－600/25受电弓2.4 DSA-150型单臂受电弓DSA150型受电弓，设计速度160 Km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。

机车车辆受电弓静态测试系统的设计及应用摘要：机车车辆受电弓静态测试系统旨在完成受电弓静态试验过程中测试数据的实时采集、可视化展示、简要分析和持久化存储功能。

在轨道交通领域，尤其是城轨和动车组列车，受电弓静态测试对整车的性能测试有着至关重要的意义，本文主要介绍了便携式受电弓静态测试系统的设计方案及在城轨列车型式试验中的应用。

关键词：受电弓静态测试；便携式设备；轨道交通1系统功能介绍机车车辆受电弓静态测试系统是在动车及城轨列车上安装设备进行试验测试的平台。

对被测列车受电弓的各种静态性能进行数据采集，采集受电弓静态压力、升降弓时间特性、横向刚度等。

2方案设计2.1方案概述本测试系统采集设备核心技术采用NI(美国国家仪器有限公司， National Instruments，简称NI)的cRIO设备，系统为LabVIEW RT实时操作系统，支持本地快速存储，快速逻辑控制等。

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式[1]。

LabVIEW 软件是NI设计平台的核心，也是开发测量或控制系统的理想选择。

LabVIEW开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

NI CompactRIO 具备工业级的可靠性，拥有丰富的I/O模块连接各种现场信号[2]。

灵活开放的LabVIEW开放环境在简化FPGA编程复杂度的同时，能确保在硬件平台上通过交互式的调试实现最优的控制策略。

Labview最大优势主要表现在两个方面：一方面是编程简单，易于理解，尤其是对熟悉仪器结构和硬件电路的工程技术人员，编程就像设计电路图一样，上手快，效率高；另一方面labview针对数据采集、仪器控制、信号分析和数据处理等任务，设计提供了丰富完善的功能图标，而且提供了各种接口和常用仪器的驱动程序[3]。

受电弓静态接触压力测试方法嘿，咱今儿个就来讲讲受电弓静态接触压力测试方法。

你说这受电
弓啊，就像是电车的小嘴巴，得好好测试它的压力，才能让它乖乖“吃饭”呢！
那怎么个测试法呢？首先啊，得准备好专门的测试工具，这就好比
战士上战场得有称手的兵器呀！然后把受电弓升起来，让它处在工作
状态。

这时候呢，就可以开始测量压力啦。

想象一下，就好像我们给小宠物称体重一样，得小心翼翼地操作。

可以用一些传感器呀之类的东西，去感受受电弓施加的压力。

这可不
是随便弄弄就行的，得特别精细，不然得出的数据可就不准确啦。

测试的时候，还得注意环境因素呢！不能有风啊，不能有震动啥的，不然就像你跑步的时候有人在旁边晃悠，能准吗？就好比你在安静的
房间里称体重，和在刮大风的操场上称体重，那能一样吗？
还有啊，测试可不是一次就完事儿了。

得多测几次，取个平均值啥的，这样才更靠谱嘛！这就跟你量身高，总得多量几次才放心呀。

有时候啊，这个测试过程还挺麻烦的呢，要不断地调整参数，要保
证每一个环节都不出差错。

但这可不能马虎呀，这可是关系到电车能
不能正常运行的大事呢！你想想，如果受电弓的压力不对，那电车跑
起来不就磕磕绊绊的啦？
测试完了之后，还得好好分析数据。

这就像医生看检查报告一样，得仔细研究，看看有没有啥问题。

如果压力大了或者小了，都得想办法调整呀，不然电车可就“不听话”咯。

总之啊，受电弓静态接触压力测试可不是个简单的活儿，但又是特别重要的。

咱们可得认真对待，不能有一丝一毫的马虎。

只有这样，才能让电车跑得稳稳当当，带着我们在城市里穿梭自如呀！你说是不是这个理儿呢？。

受电弓动态检测方法研究作者：杜高峰伍川辉来源：《硅谷》2014年第16期摘要对监测最高运行速度在80 km/h～300 km/h之间的机车、动车组的受电弓动态性能检测方法研究，具体包括弓网动态接触压力、硬点、冲击检测，接触线动态高度和离线火花的检测，以及弓网工作状态图像监视等功能。

关键词受电弓；动态监测中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0069-01机车受电弓是电气化铁路电力从接触网上受取电流的装置，受电弓在线路上运行状态的好坏直接影响到列车的安全运行，其故障甚至可能造成运输中断。

随着高速铁路的飞速发展，对受电弓的可靠运行提出了更高的要求，实现机车对受电弓的动态实时检测具有重大意义。

1 动态检测系统高压部分高压端包含振动加速度传感器，力传感器，数据采集器，无线路由器，电池等，只要负责采集弓网接触力和硬点监测数据，所有传感器和设备都安装固定在受电弓支架上，处于等电位，不与车顶面接触（大地）。

数据采集器上电自动采集并保存在随机的存储卡中，数据采集器通过与无线路由器的连接，将实时数据传送到车内的测试工作站并且能实时显示。

高压端部分设备采用电池供电。

1.1 弓网动态接触力检测方案动态接触力的测试方案采用四个加装力传感器的方式，即在受电弓碳滑板与其支撑之间加入力传感器，每根碳滑板的两端都需要安装力传感器，碳滑板上所承受的弓网之间的垂向力，即接触力，全部通过传感器支撑。

传感器只感应垂直方向上的力。

2 动态检测系统低压端部分压端部分由紫外相机，工业相机，视频采集卡，测试工作站构成。

紫外相机和工业相机都安装在车辆顶面，实时监测受电弓的电弧和动态高度，通过专用数据线连接至安装在测试工作站上的视频采集卡，测试工作站放置在车辆客室内，同时接收高压端数据采集器发送过来的数据和视频采集卡接收到的视频信息，以及从车辆系统中接引的速度信号，公里标等信息。

1）电弧检测方案。

弓网之间的电弧，由接触网的铜材料辐射出。

关于浅谈接触网打弓原因分析和查找办法摘要：本文对电气化接触网中的打碰弓故障进行了研究，主要针对打碰弓故障发生原因的分析、查找和事故的预防等。

在本次论文中，重点从以下两个方面进行了阐述：一是对电气化铁路运行中具体打碰弓事故进行了分析，将发生的接触网打碰弓事故根据发生的原因进行分类，以针对性的分析，详细的将案例进行了剖析；二是对事故发生后的查找办法、预防措施做了叙述。

关键词：接触网、打碰弓、原因查找及防范措施1.概述1.1选题背景接触网是电气化铁路重要的直接行车设备，是向电力机车、电动车组等安全可靠供电的特殊输电线路。

接触网打碰弓事故发生后，若不及时找出、处理打碰弓处所，那么就可能会造成受电弓支持部件变形、接触网补检损坏变形等设备故障，更严重的将可能造成断线等事故。

因此，供电部门的当务之急就是对打碰弓原因进行分析、查找，以最快的速度找到打弓地点，消除设备隐患。

1.2电气化铁路接触网弓网关系接触网结构复杂、零部件较多，任何悬挂部位技术状态不良，都会造成弓网故障。

而一般的打碰弓时很难找到其症结，除非弓网彻底破坏。

因此，打碰弓的症结查找一直困扰着供电运营检修部门，给安全运输带来严重威胁1.2.1动态包络线受电弓动态包络线是指运行中的受电弓在最大抬升及摆动时可能达到的最大轮廓线。

动态包络线范围内不得有任何障碍影响受电弓运行。

受电弓动态包络线应符合下列规定：160km/h及以下区段，受电弓动态抬升量120mm，左右摆动量250mm。

1.2.2接触网可能引起打碰弓的主要部位接触网打碰弓发生的原因很多，总结近五年来各类打碰弓事故，70%的事故是由于接触网状态不良引起的，由于机车受电弓状态不良引起的占20%，其余10%是由于线路及其它原因引起的；因此在打碰弓事故方面，接触网的参数状态占据了主要因素，结合接触网的实际结构情况，下面将打碰弓的部位简单的归纳如下：（1）定位部位的任何一补检技术参数变化、超标严重都有可能引线弓网故障。

受电弓动态包络线测量作业指导书一、受电弓动态包络线的定义及要求：受电弓动态包络线是指运行中的受电弓在最大抬升及摆动时可能达到的最大轮廓线。

动态包络线范围内不得有任何障碍影响受电弓运行。

受电弓动态包络线应符合下列规定：120km/h及以下区段，受电弓动态抬升量为100mm，左右摆动量为200mm。

120-160km/h区段，受电弓动态抬升量为120mm，左右摆动量为250mm。

受电弓动态包络线示意图如下：a--设计规定的受电弓横向摆动量，120km/h及以下区段，受电弓左右摆动量为200mm，120-160km/h区段，受电弓左右摆动量为250mm。

b--滑板拐点至受电弓诱导角端点的距离，即d-c。

—1—c--滑板拐点至受电弓中心线的距离。

d--受电弓中心至受电弓诱导角端点的距离。

e--受电弓诱导角端点距受电弓工作面的垂直距离。

包西线常用机车型号及受电弓参数：S4型：2c：1250mm，2d：2030mm，e：370mm。

S3型：2c：1280mm，2d：2110mm，e：370mm。

S3B及S7、和谐号：2c：1250mm，2d：1990mm，e：200mm。

受电弓诱导角处最大距离示意图：A点：高于定位点导线100mm处；B点：与定位点导线等高点。

C点：低于定位点导线100mm处：D点：低于定位点导线270mm处二、受电弓动态包络线的测量工具激光测距仪。

三、受电弓动态包络线的测量位置及方法1.测量定位点导线高度H0和拉出值；2.测量高出导线100mm（即H0+100）处斜腕臂（或棒瓶、定位环）偏移—2—值；3.测量与导线等高（即H0）处斜腕臂（或棒瓶）偏移值；4.测量低于导线100mm（即H0-100）处斜腕臂（或棒瓶、铁帽）偏移值。

5、测量吊柱的侧面限界及吊柱下底面高度。

测量第2-4项时，若对应点在凹槽内或瓷裙小片上，则测量点上移到最近的大瓷裙边沿上。

测量中还应注意腕臂棒式绝缘子铁锚压板和第一片瓷裙处距受电弓的偏移值，根据其对应的抬高量在图2或对照表中查找对应的偏移值是否符合标准。

一种新型受电弓静态压力检测方案作者：林鹤许东琪郭胜曾光来源：《沿海企业与科技》2012年第03期［摘要］轨道车辆受电弓受流性能的好坏直接影响到车辆的安全运行，因此对受电弓与接触网之间的压力提出更高的要求。

文章介绍一种新型受电弓静态压力常规检测方案，并对受电弓压力未在标准范围内产生的原因进行分析。

［关键词］受电弓；弓网压力；静态压力检测［作者简介］林鹤，上海工程技术大学城市轨道交通学院09级专科车辆工程系机电设备专业学生，上海，201620；郭胜，上海工程技术大学城市轨道交通学院09级专科车辆工程系机电设备专业学生，上海，201620；许东琪，上海工程技术大学城市轨道交通学院09级专科运营管理系运营管理专业学生，上海，201620；曾光，上海工程技术大学城市轨道交通学院09级专科车辆工程系机电设备专业学生，上海，201620［中图分类号］ U269.32 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）03-0042-0003一、引言轨道交通电力机车是通过受电弓从接触网获取电能来驱动牵引电机运行的，因此受电弓的性能好坏直接影响了电力运行的可靠性和效率[1]。

列车高速运行时，受电弓与接触线间要维持合适的接触压力。

当接触压力过小时，易造成离线并产生拉弧；当接触压力过大时，接触线抬升量过大，使接触线局部弯曲并引起疲劳损伤，同时使接触线和滑板磨耗增大，严重时造成弓网事故[2]。

目前，我国对受电弓接触压力检测主要是采用弹簧拉力计手动测量，这种检测技术相对落后，检测效率低、精度低、准确性差。

较为先进的受电弓检测系统是受电弓微机测试系统。

该类型测试系统设备间的有线连接使得测试系统庞大，每次操作都需要麻烦地接线和拆线工作，不能满足各种情况下的测试要求，也造成了测试工作量的增大[3]。

与此同时，国外的受电弓接触压力动态监测设备，设备造价较高，维护困难，而且功能单一[4]。

本文在现有的受电弓检测仪测试原理的基础上，研制出一种小巧的、使用和移动较为方便的受电弓检测仪。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011258824.0(22)申请日 2020.11.12(71)申请人 常州路航轨道装备有限公司地址 213000 江苏省常州市武进区常武中路18号常州科教城天鸿科技大厦B座502室申请人 中国铁路上海局集团有限公司上海动车段(72)发明人 张华　王迎科　赖华文　向前　周文　王佳卿　徐平　王艳杰　林范娟　(74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) 32231代理人 常莹莹(51)Int.Cl.G01L 5/00(2006.01)G01M 13/00(2019.01)(54)发明名称受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法(57)摘要本发明涉及受电弓检测技术领域，具体是受电弓静态拉力检测仪和受电弓静态拉力检测控制方法。

本实例中的包括检测绳、所述检测绳依次穿过测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮，所述测速轮、张力轮、导向轮和绕线装置的绕线轮设置在支架上形成一个导轮支座组件，其特征在于，所述绕线轮包括绕线轴和设置在所述绕线轴两端的第一挡线盘、第二挡线盘，所述第一挡线盘和第二挡线盘之间形成为所述绕线轮的绕线槽，所述绕线轮转动收线时，检测绳交错地盘入所述绕线槽。

本实例解决了现有技术中的受电弓静态拉力检测仪因绕线装置的绕线轮过大致使受电弓静态拉力检测仪的体积过大不易携带的技术问题。

权利要求书2页 说明书7页 附图11页CN 112362212 A 2021.02.12C N 112362212A1.受电弓静态拉力检测仪，包括检测绳(1)，所述检测绳(1)依次穿过测速轮(2)、张力轮(3)、导向轮(4)和绕线装置的绕线轮(6)，所述测速轮(2)、张力轮(3)、导向轮(4)和绕线装置的绕线轮(6)设置在支架(5)上形成一个导轮支座组件，其特征在于，所述绕线轮(6)包括绕线轴(61)和设置在所述绕线轴(61)两端的第一挡线盘(62)、第二挡线盘(63)，所述第一挡线盘(62)和第二挡线盘(63)之间形成为所述绕线轮(6)的绕线槽(64)，所述绕线轮(6)转动收线时，所述检测绳(1)交错地盘入所述绕线槽(64)。

专利名称：高速动车组受电弓静态模拟动态测试方法专利类型：发明专利
发明人：邵立馨,曲双,齐志新,邸建财,田宇,康成伟
申请号：CN201510921894.2
申请日：20151214
公开号：CN105547716A
公开日：
20160504
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高速动车组受电弓静态模拟动态测试方法，1、单车试验台提供速度信号给受电弓控制单元；2、受电弓控制单元根据速度信号控制受电弓气囊压力；3、受电弓控制单元检测气囊压力变化是否符合目标值，如果是，进入第4步，否则，报故障代码并降弓，更换故障件，重新试验；4、符合目标值，没有故障代码，显示合格。

本方法通过静态模拟动态，通过单车试验台软件对动车组车辆受电弓控制单元输入连续变化的车辆速度值，来模拟车辆运动状态，通过对受电弓控制单元控制的受电弓气囊压力的动态变化进行测试，进而检验动车组的受电弓控制单元功能是否良好，则能保证动车组的良好安全运行，避免降弓故障。

不需要高速运行线路条件，成本低，耗时小。

申请人：长春轨道客车股份有限公司
地址：130061 吉林省长春市青荫路435号
国籍：CN
代理机构：长春众益专利商标事务所(普通合伙)
代理人：余岩
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受电弓动态包络线检测
刘彦卿;朱飞雄;王章刊
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2004(024)006
【摘要】介绍国内外防止机车受电弓与接触网之间弓网故障的思路、方法,介绍受电弓动态包络线检测尺对接触悬挂进行动态包络线检测的应用情况.
【总页数】3页(P58-60)
【作者】刘彦卿;朱飞雄;王章刊
【作者单位】中铁电化局集团第一工程有限公司,河北,石家庄,050071;中铁电化局集团第一工程有限公司,河北,石家庄,050071;中铁电化局集团第一工程有限公司,河北,石家庄,050071
【正文语种】中文
【中图分类】TG370
【相关文献】
1.浅谈西安地铁二号线受电弓动态包络线的理解和实际应用 [J], 朱亮
2.基于机器视觉的受电弓动态包络线检测系统 [J], 张悦;吴积钦;徐可佳
3.关于既有线改造过程中受电弓动态包络线的应用 [J], 马超
4.浅谈机车受电弓动态包络线及静态检测方法 [J], 唐义宝
5.受电弓及车顶动态检测系统应用分析 [J], 赵磊
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