红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用

红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用

耿良超

中国铁路济南局集团有限公司青岛供电段 山东省 青岛市 市南区 266002

摘要：本文主要探讨了红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用。接触网是铁路电气化系统中的重要组成部分，它负责为电力机车和列车提供动力。由于接触网长期暴露在空气中，易受天气、环境等因素的影响，因此实时监控其运行状态是非常必要的。红外热像仪技术被应用于该监测系统中，可以实时检测和分析接触网的热量分布情况。本文详细介绍了红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用原理、应用范围及优点等。

关键字：红外热像仪监控系统；铁路供电系统；接触网；应用

引言：

随着铁路电气化程度的不断提高，接触网作为铁路供电系统的重要组成部分，其运行状态直接影响到电力机车和列车的正常运行。接触网长期暴露在空气中，易受天气、环境等因素的影响，因此实时监控其运行状态是非常必要的。传统的接触网检测方法主要依靠人工巡检和定期维修，但这种方法不仅效率低下，而且难以发现一些潜在的隐患。近年来，红外热像仪监控系统在接触网检测中得到了广泛应用，取得了良好的效果。

一、红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用原理

红外热像仪监控系统是一种利用红外热像技术对接触网进行实时监测的系统。该系统通过红外热像仪感知接触网各个部件的热量辐射，将其转换为数字图像，然后通过图像处理和分析算法进行解析。通过红外热像仪监控系统，可以实时检测接触网的温度分布情况，发现存在的隐患，如接头松动或接触不良、套管缺油、三相负载不平衡等。

二、红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用范围

1. 接触网悬挂装置：包括吊弦、承力索、导流线等部件。这些部件长期暴露在空气中，易受天气、环境等因素的影响，出现老化、磨损等现象，导致接触不良或松动。利用红外热像仪监控系统可以检测这些部件的温度分布情况，发现存在的隐患。

2. 接触网支持装置：包括腕臂、定位器等部件。这些部件长期承受较大的负荷，易出现疲劳、磨损等现象，导致支撑能力下降或断裂。利用红外热像仪监控系统可以检测这些部件的温度分布情况，发现存在的隐患。

3. 牵引变电所设备：牵引变电所是铁路供电系统中的重要组成部分，主要任务是将国家供电系统送来的三相高压电变换成适合电力机车使用的单相交流电。利用红外热像仪监控系统可以检测牵引变电所中的变压器、断路器等设备的温度分布情况，发现存在的隐患。

4. 供电线及回流线：供电线及回流线是铁路供电系统中的重要组成部分，其运行状态直接影响到电力机车的正常运行。利用红外热像仪监控系统可以检测供电线及回流线的温度分布情况，发现存在的隐患[1]。

三、红外热像仪监控系统的优点

1. 实时监测：红外热像仪监控系统可以实时检测接触网的温度分布情况，及时发现存在的隐患，为维修保养提供依据。

2. 远程监控：红外热像仪监控系统可以通过远程控制实现远程监控，方便管理人员随时了解接触网的运行状态。

3. 高效可靠：红外热像仪监控系统具有高效可靠的特点，可以在不影响接触网正常运行的情况下进行检测，提高检测效率和质量。

4. 预防性维护：通过红外热像仪监控系统可以实现对接触网的预防性维护，及时发现并处理存在的隐患，延长设备使用寿命。

5. 提高安全性：通过实时监测和远程控制可以减少人工巡检的次数和难度，降低安全风险提高安全性。

四、红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用

1. 监测接触网的温度分布
接触网是铁路供电系统中的重要组成部分，它担负着为铁路列车提供稳定、

可靠电能的重要任务。由于接触网长期暴露在户外，受到各种环境因素的影响，如风吹、日晒、雨淋等，导致其温度分布不均匀，甚至出现局部过热现象。这种不正常的温度分布可能会影响到接触网的正常运行，严重时甚至可能导致供电中断或设备损坏。因此，对接触网的温度分布进行实时监测是非常必要的。

红外热像仪监控系统是一种先进的温度监测技术，它可以通过非接触方式测量接触网的温度分布。该系统利用红外热像仪捕捉到接触网的图像，然后通过计算机图像处理技术对图像进行分析和处理，得出接触网的温度分布情况。这种监测方法不仅可以实时、准确地测量接触网的温度分布，还可以及时发现潜在的故障和隐患，为维修人员提供准确的维修指导和依据。

通过使用红外热像仪监控系统，我们可以实现对接触网温度分布的实时监测，及时发现并处理潜在的故障和隐患，确保铁路列车的供电质量和稳定性。这种监测方法不仅可以提高铁路供电系统的可靠性和稳定性，还可以减少设备维修和更换的成本，为铁路部门带来实实在在的经济效益和社会效益。

2.评估接触网的热能损耗
接触网的热能损耗是评价其运行状态的重要指标之一。通过对接触网的热能

损耗进行评估，可以判断出其运行效率以及是否存在能耗过高的问题。利用红外热像仪监控系统，可以实现对接触网表面温度和环境温度的精确测量。在接触网的运行过程中，由于电流的作用，接触网会产生一定的热量。这些热量会导致接触网的表面温度升高。通过测量接触网表面温度，可以了解接触网的发热情况。同时，测量环境温度可以帮助我们了解接触网的散热情况。通过测量接触网表面温度和环境温度，我们可以获取接触网的发热和散热情况。结合热传导方程和能量守恒定律，我们可以计算出接触网的热能损耗。通过计算接触网的热能损耗，我们可以了解接触网的能耗情况。根据这些数据，我们可以对接触网的运行效率进行评估，并采取相应的措施对其进行优化。例如，我们可以通过改进接触网的结构设计、优化电流分布、加强冷却措施等手段，降低接触网的热能损耗，提高其运行效率。此外，这些数据还可以为接触网的维护和检修提供参考，帮助我们确定需要重点关注和维修的部位。外热像仪监控系统在接触网热能损耗监测方面的应用具有重要的意义。它不仅可以帮助我们了解接触网的能耗情况，还可以为优化接触网的运行效率提供数据支持。通过这一技术手段，我们可以更好地保障铁路运输的安全和效率

[2]。

3.分析接触网的故障原因
接触网故障的原因确实多种多样，这包括了机械损伤、电气故障、以及环境

因素等。这些不同种类的故障可以导致接触网的各个部分不能正常工作，进而影响到整个电力系统的运行。而红外热像仪监控系统的运用，使得我们能够更有效地监控接触网的运行状态，对接触网的温度分布和热能损耗进行详细分析。例如，当红外热像仪监控系统发现接触网某处出现局部过热的现象，这可能是由于机械损伤或电气故障引起的。这种过热可能是由于设备长时间运行导致的过度磨损，或者是由于电流过大导致的设备过热。对于这种情况，工作人员需要立即采取行动，对过热的设备进行及时的维修或者更换，以防止故障进一步扩大。另外，如果红外热像仪监控系统发现接触网表面温度不均匀，这可能是由于环境因素引起的。例如，在寒冷的冬季，接触网可能会因为冰雪覆盖而产生温度不均匀的情况。或者在烈日炎炎的夏季，接触网可能会因为暴晒而产生温度过高的现象。对于这种情况，工作人员需要根据不同的季节和环境因素，制定出相应的维护措施，以保证接触网的正常运行。通过红外热像仪监控系统对接触网的实时监控和对故障原因的分析，我们能够更加及时地采取相应的维修措施，这对于确保接触网的正常运行，保障电力系统的稳定运行，具有极其重要的作用。同时，这也有助于提高我们对于接触网维护工作的效率和精度，使得我们的维护工作更加具有针对性和实效性。
   五、结论
   红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中具有广泛的应用前景。通过实时监测接触网的温度分布和热能损耗，及时发现潜在的故障和隐患，为保障铁路列车的安全、稳定运行提供了有力支持。同时，该系统的应用也提高了铁路供电系统的维护效率和管理水平，降低了铁路列车的运营成本。随着科技的不断发展，红外热像仪监控系统将在铁路供电系统中发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1]谷海龙.红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用[J].中小

企业管理与科技(上旬刊),2019(09):189-190.

[2]龚健.红外热像仪监控系统在铁路供电系统接触网中的应用[J].科技视

界,2017(14):75+12