[發明專利]一種弓網電弧能量測量方法

在審

• 申請號: 201510769661.5
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105445576A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 高國強;吳廣寧;魏文賦;張血琴;高波;古圳;胡海星;胡怡
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及一種弓網電弧能量測試方法，屬于電氣化鐵路技術領域。

背景技術

隨著動車組運行速度的提升，弓網振動滑動加劇，弓網離線頻繁，弓網電弧頻發，嚴重影響弓網材料的服役性能和動車組的受流質量，弓網關系已成為影響高速鐵路安全運行的三大基礎關系之一。弓網電弧會導致受電弓滑板與接觸網導線灼傷、燒蝕，加速弓網摩擦副材料老化，降低弓網系統的服役性能，同時弓網電弧還會產生高次諧波，影響車載設備的安全穩定工作。弓網電弧對弓網摩擦副材料的灼傷、燒蝕以及引起的牽引系統諧波與弓網電弧能量密切相關，因此，為了系統掌握弓網電弧的破壞特性，需要獲得弓網電弧的能量信息。獲取弓網電弧能量信息的最直接的方法是測量弓網電弧的電壓、電流，將電壓電流相乘，獲得弓網電弧燃弧功率，然而實際運營現場，獲取弓網電弧電壓需要測試接觸網導線與受電弓滑板之間的壓降，而當動車組運行時，受電弓滑板與接觸網導線處于相互高速運動狀態，測試弓網電弧電壓存在很大的困難。因此目前在運營現場對弓網電弧的測量多是側重于統計單位時間內的燃弧次數和燃弧時間，現有測量方法對于統計弓網離線率很有意義，但還是無法反應每次燃弧時的電弧能量信息，不能用于評估弓網電弧對弓網摩擦副材料的侵蝕特性，因此亟需一種能夠測量弓網電弧能量的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種弓網電弧能量測量方法，克服現有測量方法只能統計燃弧次數與燃弧時間，無法反應電弧能量的缺陷。現場運營經驗、實驗室模擬實驗和開關電弧領域的研究結果表明，當拍攝位置與電弧燃弧點位置固定時，電弧燃燒越劇烈，電弧能量越大時，通過高速相機記錄的電弧燃弧圖像在拍攝照片上占據的空間越大，電弧圖像的周長也越大。而且進一步研究表明，電弧能量與照片上電弧圖像的邊界周長之間存在一定的函數關系。

本發明的目的是通過如下的手段實現的。

1.一種弓網電弧能量測量方法，用于對高速相機弓網電弧燃弧拍攝圖像信息化處理。電弧燃弧拍攝圖像二值化處理得到電弧邊界周長，并將電弧邊界周長帶入相關經驗模型中處理得到弓網電弧能量,包括以下的步驟：

1)在動車組車頂受電弓下方架設高速相機，當弓網電弧發生時，觸發高速相機，記錄弓網電弧的圖像；

2)對1)所獲弓網電弧圖像進行二值化處理，獲得弓網電弧二值化圖像；

3)對2)所獲圖像提取弓網電弧二值化圖像中電弧的邊界周長L；

4)將3)所得將電弧邊界周長L輸入實驗所得模型中計算，得到目標弓網電弧能量值Q。

本發明提供的一種弓網電弧能量測試方法，只需要利用高速相機對弓網電弧圖像進行非接觸拍攝，獲得電弧燃弧時，電弧圖像的邊界周長信息，并利用電弧邊界周長與弓網電弧能量的關系進行計算，即可獲得弓網電弧的強度信息，不需要測量電弧燃弧時的電壓、電流等信息，有利于對弓網電弧能量進行現場在線檢測。

附圖說明

圖1為現場弓網電弧圖像采集示意圖；

圖2為二值化處理前后典型弓網電弧圖像；其中：(a)為原始圖像，(b)為二值化圖像。

圖3為提取周長所采用的八方向鏈碼原理圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的過程作進一步的詳述。