供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法的應(yīng)用研究

陳旭

（中國鐵路沈陽局集團(tuán)有限公司長春高鐵基礎(chǔ)設(shè)施段，吉林 長春 130000）

接觸網(wǎng)作為牽引供電系統(tǒng)重要的組成部分，一旦發(fā)生弓網(wǎng)故障，極易造成大面積停電，嚴(yán)重影響列車的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，為保證接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性，減少故障的產(chǎn)生，將供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用到其中，并且通過關(guān)聯(lián)分析的方式，對接觸網(wǎng)進(jìn)行故障分析，判斷其運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)結(jié)果做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保接觸網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是，供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法應(yīng)用的時(shí)候，需要掌握其要點(diǎn)，其目的就是保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，為相關(guān)工作提供參考。

1 供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析簡介

1.1 供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)概述

供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)也叫作6C 系統(tǒng)，主要是針對電氣化鐵路接觸網(wǎng)進(jìn)行全方位檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決運(yùn)行故障，避免造成較大的隱患。供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)主要包括弓網(wǎng)綜合檢測裝置（1C）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（2C）、車載接觸網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測裝置（3C）、接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置（4C）、受電弓滑板狀態(tài)監(jiān)測裝置（5C）、接觸網(wǎng)及供電設(shè)備地面監(jiān)測裝置（6C）和6C 系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)處理中心（6C 數(shù)據(jù)中心），能夠有效超前防控接觸網(wǎng)設(shè)備故障發(fā)生，進(jìn)而保障列車安全運(yùn)營。

1.2 關(guān)聯(lián)分析定義

關(guān)聯(lián)分析主要是指事物間相互影響的關(guān)系。針對兩個(gè)以上的變量之間存在的某種關(guān)系，可以從時(shí)間、空間、因果等關(guān)系來分析其中存在的特定規(guī)律和關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)分析主要的任務(wù)分為2 個(gè)方面：（1）分析潛在的關(guān)系，主要是利用數(shù)據(jù)分析方式，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，結(jié)合數(shù)據(jù)分析事物之間的關(guān)聯(lián)；（2）需要根據(jù)自變量的特性，對目標(biāo)變量的特性進(jìn)行分析，從而得出事物之間的關(guān)聯(lián)特性。

2 供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法

目前，供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)的分析方法主要為直接分析法，其缺點(diǎn)在于未形成系統(tǒng)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性的分析方法。因此，為了更加全面深入地對供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行分析，考慮到關(guān)聯(lián)性復(fù)雜的特點(diǎn)，本文針對分析對象的不同，綜合分析提出以下幾種關(guān)聯(lián)分析方法。

2.1 1C 波形對比關(guān)聯(lián)分析方法

（1）導(dǎo)高、接觸力關(guān)聯(lián)分析方法。導(dǎo)高、接觸力關(guān)聯(lián)分析方法適用于1C 檢測波形異常波動(dòng)變化，關(guān)聯(lián)補(bǔ)償裝置卡滯問題的分析。分析步驟如下：①分析1C系統(tǒng)數(shù)據(jù)。主要是全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形疊加對比，對接觸線高度和弓網(wǎng)接觸力波形“突增、突減”波動(dòng)變化位置進(jìn)行對比分析；②對平面布置圖進(jìn)行分析。主要進(jìn)行異常波形對應(yīng)錨段補(bǔ)償位置、中錨位置的查找工作；③對4C 靜態(tài)幾何參數(shù)進(jìn)行分析。分析波動(dòng)異常區(qū)段，對應(yīng)4C 靜態(tài)檢測幾何數(shù)據(jù)，分析接觸線高差平順度；④分析4C 系統(tǒng)數(shù)據(jù)。利用冬夏高低溫4C 數(shù)據(jù)對中錨Z 繩及兩側(cè)吊弦馳度進(jìn)行對比分析，主要馳度看有無變化；⑤分析2C 系統(tǒng)數(shù)據(jù)。利用冬夏高低溫2C 數(shù)據(jù)對補(bǔ)償墜砣移動(dòng)位置進(jìn)行對比分析，參照溫度曲線查看墜砣移動(dòng)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）拉出值波動(dòng)分析方法。拉出值波動(dòng)分析方法適用于支柱傾斜、定位設(shè)備變化問題分析。分析步驟如下：①分析1C 系統(tǒng)波形。全面分析利用本月、上月、去年同期三期波形疊加對比，對拉出值波形“突增、突減”波動(dòng)變化位置進(jìn)行對比分析；②分析平面布置圖。從圖中查找異常波形對應(yīng)支柱位置；③分析2C 數(shù)據(jù)。利用2C 歷史數(shù)據(jù)對支柱是否存在傾斜變化進(jìn)行趨勢分析，確定是否存在支柱傾斜導(dǎo)致拉出值變化的問題；④分析3C視頻。利用3C 弓網(wǎng)視頻觀察接觸線與受電弓相對關(guān)系；⑤分析4C 數(shù)據(jù)。利用4C 歷史數(shù)據(jù)對定位器、定位環(huán)等設(shè)備進(jìn)行趨勢分析，確定定位支持裝置有無松動(dòng)，定位器是否受力，導(dǎo)致拉出值變化問題。

2.2 2C 補(bǔ)償對比分析方法

2C 補(bǔ)償卡滯對比分析法。2C 補(bǔ)償卡滯對比分析法適用于2C 補(bǔ)償裝置卡滯問題的分析。通過2C 冬夏歷史數(shù)據(jù)對比，利用等比例分配原理，結(jié)合溫度曲線對墜砣溫差變化距離進(jìn)行計(jì)算。具體步驟如下：（1）分析2C系統(tǒng)，針對2C 冬夏高低溫歷史數(shù)據(jù)對比分析，找出高低溫墜砣位置變化不大處所；（2）根據(jù)相對比原理，利用CAD 對2C 補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注計(jì)算；（3）分析平面布置圖。查找異常補(bǔ)償錨段長度，對照補(bǔ)償裝置溫度曲線，分析高低溫差下對應(yīng)墜砣應(yīng)移動(dòng)距離，與CAD 計(jì)算距離進(jìn)行對比判斷，分析是否存在卡滯。

2.3 3C 溫度超限關(guān)聯(lián)分析方法

高溫報(bào)警關(guān)聯(lián)分析法。高溫報(bào)警關(guān)聯(lián)分析法主要適用于3C 分析溫度超限關(guān)聯(lián)上網(wǎng)電纜、設(shè)備線夾、隔開觸頭等重點(diǎn)設(shè)備損傷問題的分析。具體分析步驟如下：（1）針對3C 系統(tǒng)，對上網(wǎng)電纜、設(shè)備線夾、隔開觸頭等重點(diǎn)設(shè)備高溫問題進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析；（2）查找電流致熱缺陷診斷依據(jù)。根據(jù)3C 高溫設(shè)備位置、材質(zhì)對照維規(guī)《電流致熱型設(shè)備缺陷診斷依據(jù)》分析是否超標(biāo)；（3）分析4C 系統(tǒng)。查找4C 數(shù)據(jù)分析高溫設(shè)備是否有燒傷痕跡；（4）紅外成像儀。根據(jù)高溫缺陷位置，現(xiàn)場利用紅外熱成像儀進(jìn)行復(fù)測，與3C 測溫進(jìn)行對比分析。

2.4 中心錨結(jié)繩馳度關(guān)聯(lián)分析方法

中錨繩及吊弦馳度變化關(guān)聯(lián)分析法。中錨繩及相鄰吊弦馳度變化關(guān)聯(lián)分析法適用于2C、3C、4C 分析中心錨結(jié)繩及兩側(cè)吊弦馳度變化關(guān)聯(lián)補(bǔ)償卡滯問題的分析。具體分析步驟如下：（1）分析2C、3C、4C 系統(tǒng)。對6C 各系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)的中心錨結(jié)繩及兩側(cè)吊弦馳度變化問題，進(jìn)行補(bǔ)償卡滯關(guān)聯(lián)分析；（2）分析2C、3C、4C 系統(tǒng)。查找中錨繩及相鄰吊弦馳度變化趨勢，初步判斷補(bǔ)償卡滯時(shí)間范圍；（3）分析2C。利用2C 歷史數(shù)據(jù)對補(bǔ)償墜砣移動(dòng)位置進(jìn)行對比分析，參照溫度曲線查看墜砣移動(dòng)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)；（4）對照補(bǔ)償裝置溫度曲線，分析高低溫差下對應(yīng)墜砣應(yīng)移動(dòng)距離，判斷是否存在卡滯；（5）若存在補(bǔ)償卡滯問題，查找4C 數(shù)據(jù)，分析補(bǔ)償棘輪（滑輪）狀態(tài)，確認(rèn)補(bǔ)償繩是否存在偏磨、脫槽等問題。

3 案例分析

以某鐵路線路的接觸網(wǎng)系統(tǒng)為例，采用2C 補(bǔ)償卡滯對比分析法。2021 年7 月28 日（34℃）為高溫預(yù)警天氣，與8 月2 日（20℃）2C 數(shù)據(jù)對比分析，a 區(qū)間0060 號支柱補(bǔ)償墜砣，在溫度相差14℃情況下，承力索墜砣位置明顯向上移動(dòng)，但接觸線補(bǔ)償墜砣位置基本無變化。

溫差14℃接觸網(wǎng)拍攝對比圖如圖1。

圖1 溫差14℃接觸網(wǎng)拍攝對比圖

采用等比例分配原理計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，以腕臂上下底座安裝距離1750mm 為標(biāo)尺，利用CAD 軟件，將兩期2C數(shù)據(jù)圖片納入，對所需擬定的相對固定位置各部尺寸進(jìn)行測量，讀出圖像中相對距離，然后計(jì)算出1 單位標(biāo)尺所代表的實(shí)際距離，得出實(shí)際墜陀移動(dòng)距離。具體方法如下。

（1）如圖1，利用CAD 測出腕臂上下底座安裝距離L=78.64 個(gè)單位，對應(yīng)安裝圖，現(xiàn)場實(shí)際距離為1750mm，每個(gè)單位的實(shí)際距離s=1750/78.64=22.2533mm。

（2） 利 用CAD 測 出 溫 度 在34 ℃時(shí) 墜 陀 抱箍至上部限制架的長度S1=196.63 個(gè)單位。 墜陀抱箍至上部限制架的實(shí)際距離：S（34 ℃）=S1×s=196.63×22.25=4375.66mm（如圖2）。

圖2 34℃時(shí)墜陀抱箍至上部限制架測算圖

同理，計(jì)算溫度20 ℃時(shí)，墜陀抱箍至上部限制架的實(shí)際距離S（20 ℃）=4294.19。在 溫 差14 ℃時(shí)，補(bǔ)償墜陀實(shí)際移動(dòng)距離為S（實(shí)際）=4375.66-4294.19=81.47mm。如圖3 所示。

圖3 20℃時(shí)墜陀抱箍至上部限制架測算圖

（3）查詢圖紙和溫度曲線。根據(jù)接觸網(wǎng)平面布置圖我們查詢到，該處補(bǔ)償裝置所在的半錨段長度為605m。查詢該線路設(shè)計(jì)補(bǔ)償裝置溫度曲線，判斷墜砣溫差14°時(shí)的移動(dòng)行程S（理論）=450mm。

根據(jù)以上計(jì)算得出：S（理論）450mm ＞S（實(shí)際）81.47mm,判斷墜砣存在卡滯。

（4）現(xiàn)場復(fù)核整改情況（如圖4）。

圖4 現(xiàn)場整改情況

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)墜砣片刮碰出現(xiàn)竄動(dòng)歪斜，導(dǎo)致突出的墜砣片與限制管底部端頭發(fā)生卡滯。調(diào)整墜砣與限制管位置后，補(bǔ)償墜砣自由向上移動(dòng)400mm，恢復(fù)正常狀態(tài)。

4 結(jié)語

目前，關(guān)聯(lián)分析方法已經(jīng)逐步應(yīng)用在供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)中，相比直接分析法可以更加全面、真實(shí)地對系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行評估。雖然關(guān)聯(lián)分析方法近年來發(fā)展較快，但總體來看，其結(jié)果的準(zhǔn)確性還有待提高。因此，需要對供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行完善和優(yōu)化。

（1）供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法的工作量相對較大，并且對人員知識儲(chǔ)備和能力要求較高，人工分析的準(zhǔn)確性和效率存在的不足逐漸顯現(xiàn)出來。因此，在關(guān)聯(lián)分析方法中，需要將智能技術(shù)應(yīng)用其中，不斷完善各項(xiàng)功能，從而有效提升分析效率及結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）需要做好數(shù)據(jù)的深度挖掘工作，并且將接觸網(wǎng)供電設(shè)備作為載體，利用各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，超前防控接觸網(wǎng)設(shè)備故障。另外，供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法可有效掌握供電設(shè)備運(yùn)行的技術(shù)狀態(tài)及發(fā)展趨勢，為“全壽命管理”提供重要參考。

綜上所述，為保證接觸網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少各類故障的產(chǎn)生，應(yīng)逐漸將供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)聯(lián)分析方法應(yīng)用推廣，其核心主要是通過采用各類分析方法，精準(zhǔn)定位缺陷，科學(xué)客觀地分析出問題原因，有效指導(dǎo)維修，超前防控設(shè)備隱患，從而更好地為接觸網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。