監(jiān)測電氣化公路受電弓

西門子正在開發(fā)自動(dòng)監(jiān)測受電弓的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)初是為電氣化公路上行駛的電動(dòng)和混合動(dòng)力卡車而設(shè)計(jì)的，采用攝像頭和傳感器來檢查受電弓工況，防止接觸導(dǎo)線損傷。電氣化列車有時(shí)使用類似但更加復(fù)雜的系統(tǒng)。

圖中所示為德國Groß Dölln電氣化公路延長測試段上的行駛場景。

電氣化公路系統(tǒng)是西門子專為繁忙的貨運(yùn)路線而開發(fā)的低排放解決方案。電動(dòng)和混合動(dòng)力卡車?yán)檬茈姽?，從高架?dǎo)線獲得電能，這樣一來，它們在行駛過程中幾乎不排放任何廢氣。電氣化公路上行駛著眾多車主的車輛，尤為重要的是對(duì)受電弓進(jìn)行監(jiān)測，以防止因高架導(dǎo)線受損而致使道路封閉。電氣化公路系統(tǒng)是一套廉價(jià)的緊湊型系統(tǒng)，可以沿道路廣泛部署，還可以同時(shí)檢測車輛是否得到授權(quán)。在不久前舉辦的2014年度 Innotrans貿(mào)易展上，西門子推出了這套解決方案，并演示了如何將之用于電氣化列車。

不論是在卡車還是列車上，受電弓都會(huì)在運(yùn)行過程中發(fā)生磨損。特別是碳接觸片，會(huì)因與高架導(dǎo)線接觸而磨損。如果未能及時(shí)檢測出已磨損或新近受損的接觸片，那么，凹槽、裂痕或不均勻磨損等會(huì)導(dǎo)致接觸問題，從而損壞高架導(dǎo)線的接觸導(dǎo)線。情況下，高架接觸導(dǎo)線甚至可能斷裂。

這個(gè)系統(tǒng)初是為電氣化公路上行駛的電動(dòng)和混合動(dòng)力卡車而設(shè)計(jì)的，采用攝像頭和傳感器來檢查受電弓工況，防止對(duì)高架接觸導(dǎo)線造成損害。電氣化列車有時(shí)使用類似但又復(fù)雜得多的系統(tǒng)。

特殊攝像頭監(jiān)視接觸片

該系統(tǒng)通過兩種方式監(jiān)測受電弓：攝像頭監(jiān)視接觸片的碳表面；特殊算法評(píng)估磨損程度或初發(fā)損傷。一旦各種系統(tǒng)提供了足夠的測量數(shù)據(jù)，該解決方案也將嘗試預(yù)測碳接觸片的更換時(shí)間。這樣一來，便可以根據(jù)磨損狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)，盡可能延長接觸片的使用時(shí)間。此外，傳感器將記錄高架接觸導(dǎo)線的垂直偏轉(zhuǎn)。據(jù)此可以推斷出接觸導(dǎo)線承受的壓力。如果受電弓對(duì)接觸導(dǎo)線施加的壓力太大，那么，碳層和高架接觸導(dǎo)線都會(huì)產(chǎn)生過度磨損。如果壓力太小，接觸則會(huì)斷開，并且可能發(fā)生電弧，這也會(huì)對(duì)連接兩側(cè)構(gòu)成應(yīng)力。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)到，可以安裝在高架導(dǎo)線的電線桿和橋上，以便沿著道路在盡可能多的地點(diǎn)進(jìn)行測量。這樣就可以得出更多關(guān)于高架導(dǎo)線狀況的信息，譬如，高架接觸導(dǎo)線的懸掛情況。就電氣化列車而言，火車站或車輛段入口都是進(jìn)行測量的合適位置。受電弓工況數(shù)據(jù)會(huì)被發(fā)送至控制中心、維護(hù)工程師或卡車上的車載裝置。目前，西門子正在其電氣化公路試驗(yàn)場運(yùn)行這套監(jiān)測系統(tǒng)，并優(yōu)化自動(dòng)分析功能，包括評(píng)估接觸片的過程。此后，公司計(jì)劃制造出一個(gè)功能齊備的原型。