受电弓/接触网关系是高速电气化铁路安全运行的三大核心关系之一,弓网系统良好的服役性能是保障高速列车可靠、安全运行的基本条件。
2012年之后铁道部先后印发了6C 系统统一技术规范等多项规范,要求全面提升接触网和受电弓的检测监测手段和技术水平,实现对接触网和受电弓的全覆盖检查。
方案需求分析:
为了实现铁路管理信息化、智能化的目标,我们提出了高铁受电弓智能检测监测红外热像应用解决方案
该方案采用安装在电力机车上的网络型在线式红外热成像仪,在电力机车运行时对接触网电气设备关键节点进行连续不间断的温度状态监测,并将监测数据实时记录在存储器中,通过对实时监测到的目标温度数据进行分析处理,生成数据报告,有效定位接触网电气设备的故障点。实际运行情况表明,系统输出的温度异常信息可以为预先排除接触网电气设备故障隐患提供有力依据,实现了接触网检测电气设备管理从维护运行到状态运行的重大提升。
选型产品环境适应性需求:
铁路弓网为电力机车输送电能,其质量和工作状态直接影响铁路的运输能力和安全。作为露天设置的接触网,常年暴露在室外,易受污染、腐蚀、摩擦等影响,品质下降,进而影响机车电力输送及引发相关安全问题。在高铁上增加视频监控设备中,视频监控对前端采集设备性能要求高,且由于有长期震动,地域跨度大,经历严寒酷暑,以及体积等局限,要求设备必须抗震、大范围温差内工作,具备24小时监控能力。
系统设备能满足室外防水,防潮,防尘防震的要求,能适应恶劣气候条件,露天设备应有防雷措施。
监测系统功能要求:
对受电弓部件缺失,弓网关系异常等状态进行监测。具有对检测出的数据和图像进行记录,分析,判断,整理的功能, 及时发现受电弓滑板的异常状态以指导接触网维修。
方案目标资料:
智能监测方案要达到的目标:
将目前的计划修+故障修的模式逐步向状态修模式的转变,以大数据技术与智能图像识别分析技术+热成像技术结合
红外热成像温测技术通过在车辆运行过程中,24小时实时观测受电弓表面热状态分布,每秒钟可采集达百幅的红外热图,定位和诊断受电弓异常,具有不停运、不接触、快速、直观的特点,配合后端的智能分析算法,实时监控受电弓的当前工作状态,通过对电气设备表面的热像图分析,判断和诊断设备状态及其隐患和缺陷并对潜在的故障和发热进行提前报警,这对于及时发现、处理、避免潜在事故的发生起到关键而有效的作用。
方案产品选型要求:
检测效率高:采用在线测温检测方式,检测效率高;选型红外热像仪做到测温速度快、准确、日夜监控、安全、方便的测温。
自动化程度高:检测过程和监控录像自动执行;
具有视频采集、离线拉弧检测、高温异常点检测、受电弓电流实时采集、数据分析与报警功能,报警界面
全天候检测:雨、雪等恶劣天气均可检测,不受气候条件影响;技术可靠:采用非接触的图像测量技术,提高了系统的可靠性。大屏幕显示技术,实现了受电弓车顶状况的室内可视化观测。
24小时全天候监测,无需光源,零照度、透烟雾、透水雾监测;IP66高防护等级,可在恶劣天气下正常运行。系统能在恶劣的气候环境中正常工作,具有低温环境防护,以及抗高温、湿度的性能。无论是刮风下雨,酷热潮湿,还是低温寒冷,都可以实现不间断自动监测,保证在北方严寒地区以及南方的高温酷热地区的关键设备工作状态监测正常进行。
红外智能在线实时监测系统是集可见光、红外热成像和嵌入式处理技术于一体的实时监控、监测系统,系统可对受电弓进行自动巡检、实时监测、自动预警、实时获取设备故障状态的热信息,并融入大数据技术与智能图像识别分析技术,具有不停电、远距离、安全可靠等特点,实现在线监测和设备状态检修有效的方法。
特性优势分析:
1、内置视频分析器,具备识别计算能力
测温快速、准确,均匀性好,在随着场景的变换过程中,系统总是在瞬间就能得到观察到的场景所有温度,图像均匀性高,不会因为场景的变化而产生测温的差异
2、校正测温功能适用于火灾探测、安全监控和设备热温监控
3、多种告警通知选择,包括电子邮件、数字输出或VMS报警
4、适合与第三方分析设备配合使用
5、可通过web或手机应用配置热像仪
6、宽动态范围热成像,适用于威胁侦测
7、实时在线监测,实时图像,图像无延时现象
图像帧率为每秒25帧,实时图像,不会出现图像停顿、图像滞后以及跳跃感。避免了在操作人员进行云台转动控制和镜头焦距调节过程中,出现图像滞后导致调节及观测困难的情况。
方案特性应用:
只有在系统还未出现故障时就要把故障检测出来,并采取有效应对措施,实现提前预判决故障至关重要。预防检测就成了一个重要的手段,电力系统故障最初表现就是发热,不正常的发热现象就是故障的直接表现。通过高速红外热像仪实时进行观测,每秒钟可采集高达百幅的红外热图,再配合后端的智能分析算法,就能实时监控受电弓的当前工作状态,对潜在的故障和发热进行提前报警,从而有效的避免了潜在事故的发生。红外热成像仪不受光线影响的特点,适合在隧道等光线不足的情况下使用,采用红外热成像仪,对受电弓与接触网之间的接触不良所产生火花、电弧,接触网故障、电弓损坏故障等,都能了如指掌,保证列车的安全平稳运行。
系统检测包括以下几个方面
高架接触网悬链检测
碳滑块磨耗检测
碳滑块断裂监测
受电弓部件缺失监测
偏移量异常监测(弓网关系)
倾斜度异常监测(弓网关系)
系统应具有超限报警的功能:对碳滑板磨耗超限,碳滑板断裂缺损,弓网关系异常(倾斜度及偏移量超出正常范围)及部件缺失等受电弓异常工作状态进行报警。
测温预警方案其他领域
其它主要应用领域包括:
油田--监控输油管道是否漏油;煤堆--温度过高是否有自燃现象等等 ,发电及配电,变电监控站,关键设备监控,天然气处理,输送及存储,存储区防火,火焰检测,煤堆场防火,木材存放区防火,废料存放区防火。
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