一、技術背景與意義

在電氣化鐵路系統(tǒng)當中最容易產生故障的部分之一就是接觸網,。接觸網產生故障的因素較復雜且多變,，對接觸網進行搶修時，搶修難度很大,。如果不能夠對產生故障的原因做到全面了解的話,，搶修工作就會變得盲目而無從下手。能夠迅速對接觸網進行有效修復,，在一定程度上縮短搶修時間,，對于電氣化鐵路交通的正常運行具有重要意義。隨著電力機車運行量的不斷增加,，接觸網發(fā)生故障的概率有一定程度的升高,。就供電運行單位而言，能夠對接觸網故障有效預防,，是現階段工作的核心,。

二、接觸網故障原因分析

1）電氣化鐵路運輸量和電力機車數量增加

由于電氣化鐵路運輸量和電力機車數量增加,，往往不能夠在第一時間內對接觸網進行維護和檢修,，接觸網產生故障的原因，在一定程度上是由于接觸網長時間的磨損而不能夠得到有效修復所致,。

2）電流影響

接觸網作為電氣化鐵路系統(tǒng)中的電力裝置之一,，運行結果和電流有著直接的關系。從理論上講,，電流的大小對吸流變壓器的次邊和原邊是一樣的,，但方向相反，然而在具體運行過程中,，往往會出現電流先經過大地和鋼軌,，接著再返回到牽引變電所的現象。如此一來,，就會對接觸網帶來負面作用,，導致接觸網出現故障。

3）氣候因素

對接觸網造成影響的所有原因中,，氣候所占比例最小,，但是個別較為特殊氣象條件下，也會導致接觸網故障,。如凍雨,、雷雨以及大風天氣,。這些不確定的自然因素都會對接觸網造成相應影響。

4）外部環(huán)境因素

接觸網本身容易受到外界影響的因素很多,，主要以承力索與供電線路和導線的因素影響較多。導電物體的接觸,，使接觸網的線路在一定程度上產生了損壞,，致使接觸網產生相應故障，此類故障的產生主要是外部環(huán)境方面的因素所致,，比如常見的地震以及山體坍塌等,。

5）零件損壞

組成接觸網的零件數量較多，構成相關電路的零部件主要有吸流變壓器,、饋電線,、電連接器、隔離開關等,。這些零件當中,，只要有一個產生了問題便會在一定程度上對整個接觸網造成嚴重的不良影響，甚至會導致故障發(fā)生,。要想從根本上保證接觸網正常運行,，務必要保證接觸網當中的每個零部件的完整性。

6）電力機車故障

對于接觸網,，電力機車自身能否正常運行,，也會對接觸網造成相應影響，假如電力機車不能夠平衡運行,，或實際運行時產生了相應的刮弓情況,，在接觸線路上產生電弧，就會出現燒蝕接觸線的情況,，如此一來就會大大增加對于接觸網的破壞程度,。

三、現有測距技術分析

目前的鐵路接觸網故障定位方法主要有電抗法,、AT中性點電流比法與橫聯線電流比法,，經過分析對比，發(fā)現以上方法均存在以下問題：

（1）復雜線路無法定位,。鐵路接觸網線路結構形式多樣,、跨越區(qū)段長、樞紐地區(qū)線路復雜,，供電單元眾多,，現有的故障定位裝置無法定位，導致樞紐地區(qū)故障查找耗時長,，效率低,。

（2）故障原因無法辨識?，F有的故障定位方法大多通過電流、阻抗角及經驗判斷故障原因,，對于試送,、強送、搶修指導意義不強,，易造成故障升級或故障恢復延時,。

（3）隱性故障無法監(jiān)測。現有的接觸網故障監(jiān)測設備對對絕緣類缺陷,、未達到保護動作閾值的隱性故障無法有效監(jiān)測,，不能及時消除缺陷，導致線路帶病運行,。

因此亟需提出新型的解決方案,，實現定位精度高、不受線路結構等影響,，實現故障精確定位與故障原因辨識功能,。

四、接觸網故障監(jiān)測系統(tǒng)

該系統(tǒng)擬分為三個層次,，分別是監(jiān)測終端層,、數據服務器層、維護工作站層,，監(jiān)測單元通過GPRS與數據服務器層通信,，數據服務器與維護工作站通過光纖或者局域網通信；監(jiān)測單元監(jiān)測采集故障信息并上傳,，數據服務器主要進行數據診斷分析,，維護工作站主要對監(jiān)測終端的狀態(tài)進行監(jiān)測遠程操作。

五,、性能指標

工頻電流測量范圍：1A~5000 A

工頻電壓測量范圍：0.1 kV ~ 30 kV

工頻信號采樣頻率：12.8 kHz

工頻電壓采樣時長：≥1000 us

行波信號測量范圍：0.1A~1000A

行波采樣頻率：4MHz

行波電流采樣時長：≥1000 us,；

GPS時鐘： ≤100 ns

供電方式： 感應取電+太陽能

區(qū)間定位準確率：≥99%

行波定位誤差：≤100米