熱成像技術(shù)在動車組中的應(yīng)用探討

王天超 薛鴻福

摘 ? 要：近年來在軌道交通裝備制造行業(yè)快速發(fā)展的過程中，動車組已經(jīng)成為人們生活中主要的出行方式，電力系統(tǒng)屬于其中非常重要的組成部分，其可靠性對動車組的安全運行非常重要。為確保動車組運行的安全可靠，需全面分析其中的安全隱患，增強動車組的調(diào)試工序檢測水平。使用紅外熱成像技術(shù)有效監(jiān)控動車組的電氣系統(tǒng)運行情況，及時發(fā)現(xiàn)負載不平衡問題或者過載問題，明確是否存在安全隱患，確保動車組運行安全。

關(guān)鍵詞：熱成像技術(shù) ?動車組 ?應(yīng)用

中圖分類號：U79.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（a）-0145-02

動車組實際運行的過程中，采用紅外熱成像技術(shù)，可有效進行動車組電氣系統(tǒng)的監(jiān)控與檢測，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，確保動車組整體運行的安全可靠。因此，在動車組實際運行的過程中，應(yīng)該樹立正確觀念意識，采用熱成像技術(shù)，將熱成像技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，達到預(yù)期的工作目的。

1 ?熱成像技術(shù)原理

對于熱成像技術(shù)而言，屬于較為常見的電磁波輻射現(xiàn)象。物體在常規(guī)的環(huán)境下，會有分子與原子的無規(guī)則運動，不斷輻射出相關(guān)的熱紅外能量，在分子與原子劇烈運動的情況下，輻射的能力會有所提升，相反輻射能力較小。熱成像技術(shù)，就是吸收被測量物體的紅外輻射能量，對機械設(shè)備的表面溫度與溫度場分布情況進行檢測，分析具體的設(shè)備發(fā)熱狀況。按照紅外輻射的基本定律可以了解到，被檢測物體的表面輻射系數(shù)處于一定狀態(tài)的時候，其輻射功率與絕對溫度的四次方具有正比的特點，在此情況下，就可以將溫度檢測轉(zhuǎn)變成為輻射功率檢測，在被測物體其他條件不改變的情況下，只是存在故障問題或是缺陷問題，其表面的溫度場分布就會出現(xiàn)變化。如果被檢測物體材料特性有異常，表面的溫度也會出現(xiàn)一定的變化，所以需要使用熱成像技術(shù)對其進行檢測，全面分析被測目標(biāo)的狀態(tài)信息。從本質(zhì)上來講，熱成像技術(shù)在應(yīng)用的過程中，主要原理就是通過熱成像探測儀設(shè)備，對電氣設(shè)備的表面溫度與溫度分布狀態(tài)進行檢測，對熱成像的圖像進行分析與判斷，確認被測對象是否存在異常或是缺陷。

2 ?熱成像技術(shù)在動車組中的應(yīng)用措施

2.1 完善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

動車組中采用熱成像技術(shù)，應(yīng)該按照各種不同電流流過設(shè)備所產(chǎn)生的表面溫度分布變化情況開展檢測工作。在實際檢測的過程中，主要采用熱成像儀設(shè)備對動車組相關(guān)設(shè)備進行檢測分析，將熱成像儀、動車組設(shè)備與計算機連接在一起，通過計算機的以太網(wǎng)，將檢測數(shù)據(jù)輸入到服務(wù)器中，這樣可以有效進行檢測分析[1]。

2.2 設(shè)計技術(shù)應(yīng)用流程

動車組中采用熱成像技術(shù)，在最初運行的過程中，主要對不同類型且狀態(tài)較為良好的動車組電氣設(shè)備與具體的接線位置進行分析，采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過熱成像技術(shù)進行檢測，搜集關(guān)鍵接線位置的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)，將其作為基礎(chǔ)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。具體的調(diào)試工作中，將被測試位置的熱成像圖像與電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)等，和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相互對比，若被測試位置數(shù)據(jù)與相關(guān)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存在差異，計算機就可以將異常的狀況，反饋到服務(wù)器中，并實現(xiàn)警報。相關(guān)測試工作人員在接收到警報信息以后，對異常位置進行重點檢查分析，采用其他的檢測方式排查異常狀況，明確存在異常問題之后，通知相關(guān)的維修人員進行處理，在維修之后確保動車組相關(guān)設(shè)備正常運行[2]。

2.3 完善試驗測試的工作流程

車輛相關(guān)試驗工作完成之后，將整體的車輛設(shè)備運行狀態(tài)反映出來，然后工作人員進行測試操作，合VCB并且全列高壓供電，對全列保溫進行開啟處理，維持工作兩個小時之后，利用熱成像儀設(shè)備，對動車組配電柜內(nèi)的斷路器與電器元件進行檢測，分析發(fā)熱的狀態(tài)及溫升情況，并將其記錄下來。與此同時，按照具體的車載電氣設(shè)備運行狀態(tài)，對熱成像儀在測試期間使用狀況進行驗證分析。（1）司機室配電柜的試驗測試。在司機室配電柜方面，可以采用熱成像技術(shù)進行處理，通過圖像的形式將發(fā)熱情況反映出來，使用較為清晰的圖像，了解區(qū)域之內(nèi)物體的發(fā)熱狀況，并且將被測試區(qū)域之內(nèi)物體的最高、平均與最低溫度展現(xiàn)出來，可以按照測試者的具體需求，對最高溫度的位置進行定位，從而為車輛沒有預(yù)知的溫度異常狀況提供參考數(shù)據(jù)。例如，在試驗測試的工作中，一些端子排位置的最高溫度是30℃，比周圍的線束溫度高很多，利用試驗測試的方式可搜集到具體參數(shù)，便于了解是否存在故障問題與異?，F(xiàn)象。（2）M車組方面的配電柜。在動車組總配電柜的熱成像技術(shù)應(yīng)用的過程中，如果動車組中大電流流過斷路器設(shè)備，電纜與端子有較為明顯的發(fā)熱狀態(tài)，需全面分析。對端子進行檢查，了解是否存在松動現(xiàn)象或是接觸不良現(xiàn)象，確認是否有無過載事故隱患，如果局部發(fā)熱非常明顯，需檢查是否存在故障隱患[3]。

2.4 完善熱成像技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)

動車組中采用熱成像技術(shù)，應(yīng)該完善相關(guān)的監(jiān)測系統(tǒng)，有效開展各方面的監(jiān)測工作。在此期間可以設(shè)計自動化監(jiān)測系統(tǒng)，該功能能夠針對動車組中的設(shè)備進行自動巡檢，無需工作人員進行檢查，在軟件中開啟相關(guān)的巡航功能，將預(yù)設(shè)方案載入其中，在啟動巡航功能以后，就可以自動監(jiān)測檢測區(qū)域內(nèi)設(shè)備的溫度，在溫度超出正常范圍之后，可以自動報警，并截取相關(guān)的溫度異常圖片，然后存儲到文件夾之內(nèi)，測試人員在文件夾中查看溫度異常圖片，按照圖片的情況，開展檢查工作與維修工作[4]。

2.5 完善人工錄制檢索系統(tǒng)

動車組中采用熱成像技術(shù)手段，并完善人工錄制檢索系統(tǒng)，該功能具有軟件錄制性能，操作錄制開關(guān)即可錄制相關(guān)檢測視頻。在動車組區(qū)域監(jiān)測的過程中，可人工開啟錄制的這個功能，將動車組的設(shè)備狀態(tài)錄制下來，使用人工檢查復(fù)核的形式對動車組的運行狀態(tài)確認，通過熱成像技術(shù)進行人工錄制檢索，一旦發(fā)現(xiàn)有異常位置，采用軟件進行錄制視頻的分析，建立相應(yīng)的巡檢車組號表格，全面覆蓋動車組的設(shè)備，在一定程度上可以將熱成像技術(shù)的強大優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，達到全方位覆蓋的效果。

動車組中采用熱成像技術(shù)之后，應(yīng)用效果較為良好。首先，可節(jié)省機械設(shè)備檢查過程中的人力資源與作業(yè)時間，縮短工作時間，從根本上降低了工作成本。其次，采用熱成像技術(shù)措施，可預(yù)防端子在多次拔插檢查之后，對端子自身產(chǎn)生損害。與此同時，還能發(fā)現(xiàn)之前檢查中不能發(fā)現(xiàn)的虛接安全隱患問題。最后，能夠快速并且準確了解到端子是否有松動現(xiàn)象與其他問題，將熱成像圖像保存下來之后，還能為日后問題研究提供依據(jù)。

3 ?結(jié)語

近年來在動車組設(shè)備檢查的過程中，受到諸多因素的影響，還存在很多問題，不能全面了解端子的故障情況，難以及時發(fā)現(xiàn)虛接問題，嚴重影響各方面工作的順利實施。因此，在動車組設(shè)備檢查的過程中，應(yīng)該積極采用熱成像技術(shù)措施，完善相關(guān)的技術(shù)流程與機制，增強各方面的工作效果，打破傳統(tǒng)工作的局限性，優(yōu)化各方面的工作模式與機制，將熱成像技術(shù)的積極作用充分發(fā)揮出來，提升各方面的工作質(zhì)量和水平。

參考文獻

[1] 李世強.熱成像技術(shù)在動車組上的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機與配件，2019，56（7）：178-180.

[2] 李書豪，屈昕.CRH5型動車組電氣柜接線端子狀態(tài)檢測方案優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2019，22（2）：74-75，78.

[3] 張許，沈華波.熱成像技術(shù)在動車組中的應(yīng)用研究[J].計算機測量與控制，2016，24（12）：221-222.

[4] 鄭啟亮，張永仕，陳超，等.動車組配電盤元器件狀態(tài)分析及檢測[J].中國科技投資，2017，15（2）：218-219.