[發(fā)明專利]基于振動分析的承力索錨結線夾區(qū)域損傷檢測裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211051868.5
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115343363A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 廖家威;張宇鵬;張文瑄;朱彥臣;肖明宏;方夏;張頂成
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/265;G01N29/44
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李蜜

本發(fā)明公開了基于振動分析的承力索錨結線夾區(qū)域損傷檢測裝置及方法，該檢測裝置包括移動升降單元、卡爪臂單元以及信號采集單元，移動升降單元包括可沿鐵軌移動的導軌小車、與導軌小車頂部滑動連接且可沿垂直于鐵軌的方向移動的升降臺以及豎直安裝于升降臺上的支柱，卡爪臂單元包括設置于支柱頂端的安裝平臺、設置于安裝平臺上用于卡緊錨結線夾兩端橫梁的卡爪組件以及兩組旋轉式機械臂，信號采集單元包括磁吸式振動傳感器和激振器、采集卡以及計算機。使用前述基于振動分析的承力索錨結線夾區(qū)域損傷檢測裝置對錨結線夾區(qū)域進行檢測。使用該檢測裝置及方法可實現(xiàn)對鐵路承力索錨結線夾區(qū)域損傷的無損、實時、高效率檢測。

技術領域

本發(fā)明屬于鐵路檢測設備領域，涉及鐵路接觸網(wǎng)承力索缺陷診斷，具體涉及基于振動分析的承力索錨結線夾區(qū)域損傷檢測裝置及方法。

背景技術

承力索是單芯式的多層絞線，是承擔著輸電和懸掛機車滑道線雙重作用的重要導線，且要保證承力索在架設后變形小、弧垂均勻，能承受機車通過傳遞的振動和風、冰、雨、雪等自然環(huán)境外力載荷作用，因此在使用過程中部分絞線會因張力變化這種交變載荷發(fā)生疲勞斷裂的現(xiàn)象。

隨著高鐵建設的大力推進和高鐵運行速度的不斷提高，對承力索張力的穩(wěn)定性要求越來越高。若承力索絞線發(fā)生疲勞斷裂，會大幅提高整體斷線風險，其兩斷頭或兩頭之一松弛至接觸線下部甚至落地，一方面會直接造成接觸網(wǎng)對地短路放電，燒壞接觸線或鋼軌；另一方面承力索斷線處部分吊弦失力并隨承力索斷部松弛到接觸線下部，若未被機車乘務員及時發(fā)現(xiàn)，則不僅會造成接觸網(wǎng)對機車車輛短路放電擴大事故范圍危及人身安全，而且會造成更大的剮弓事故，大幅降低鐵路運行安全性。據(jù)報道，僅我國在近幾年就發(fā)生過多起由承力索結構損傷引起的鐵路運行故障，當中相當大一部分事故均由承力索錨結線夾覆蓋絞線區(qū)域損傷引起。承力索錨結線夾區(qū)域發(fā)生損傷時，需根據(jù)截面損傷程度進行補強、接續(xù)或更換，其中對線夾區(qū)域損傷進行有效檢測并判定是前提。因此研究設計一種基于異常振動信號診斷的鐵路接觸網(wǎng)承力索錨結線夾區(qū)域斷線監(jiān)測技術，并制定承力索絞線檢修計劃，定期對接觸網(wǎng)承力索的全方位檢測，并按照檢測結果采取有效的防護措施，對于保障高速鐵路安全穩(wěn)定運行有著重大意義。

目前，國內外一般依靠人工巡檢或張力檢測設備檢測承力索的運行狀態(tài)。單純依靠人工檢測的方法需要人工攀爬至接觸網(wǎng)高度，打開承力索座，破壞承力線索結構檢查有錨結線夾區(qū)域無斷線問題，且檢查、更換完畢后再次安裝操作繁瑣，存在著效率低下、隨機性大等問題；利用現(xiàn)有的國內引進的張力監(jiān)測設備進行檢測，檢測速度雖然有一定提升，但檢測誤差較大，價格昂貴，而且受運行限制，一般只能在鐵路運行的天窗時間進行，在時間上缺乏連續(xù)性。專利申請?zhí)枮?01320854397.1的實用新型專利公開了一種接觸網(wǎng)張力測量系統(tǒng)，包括對接觸網(wǎng)張力進行測量的測量傳感裝置，該測量傳感裝置安裝在接觸網(wǎng)的接觸線和承力索的下錨位置，該測量傳感裝置包括在朝向下錨位置的方向與接觸線和承力索順次連接的絕緣部和連桿，在連桿中設置有線夾框，在線夾框與連桿連接的位置處設置測量傳感器。由于該測量傳感裝置安裝在下錨位置與接觸線繩索之間，所以需要斷開接觸線將測量傳感裝置接進去，破壞了原有接觸網(wǎng)結構，安裝不便，而且若測量傳感裝置質量不良時易引起較大的安全事故。專利申請?zhí)枮?01810414256.5的發(fā)明專利公開了一種對接觸網(wǎng)線索進行振動、載流試驗的系統(tǒng)及方法，包括：根據(jù)現(xiàn)場工況確定的振動裝置和電能供應裝置；接觸網(wǎng)線索架設在架設裝置內；振動裝置，用于對接觸網(wǎng)線索實施振動模擬以進行振動試驗；電能供應裝置，用于向接觸網(wǎng)線索加載電流以進行載流試驗。安裝方式繁瑣且固定，長線路承力索檢測的安裝及檢測成本極高，難以實現(xiàn)對接觸網(wǎng)承力索的定期檢測。

綜上所述，現(xiàn)有的傳統(tǒng)接觸網(wǎng)承力索運行狀態(tài)檢測技術及方案存在一系列技術痛點，其檢測效率和精度無法滿足逐年增長的檢測需求，亟待研究開發(fā)出一種不需破壞承力索原有結構的承力索錨結線夾區(qū)域斷線檢測方法及系統(tǒng)，提高承力索狀態(tài)檢測的效率和精度，減短鐵路運行“天窗時間”。

發(fā)明內容