分布式光纖傳感接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)

隨著中國(guó)高速鐵路技術(shù)的發(fā)展，為確保高速列車的運(yùn)行安全，對(duì)鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。為了在接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的性能方面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確，不僅需要不斷改進(jìn)現(xiàn)有監(jiān)控手段，還應(yīng)不斷發(fā)展新的更為先進(jìn)的接觸網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)。

近年來，分布式光纖傳感技術(shù)以其連續(xù)監(jiān)測(cè)、設(shè)備線路簡(jiǎn)單、傳輸距離長(zhǎng)、精度高以及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在石油、通信、電力、橋隧工程等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。光纖在傳輸過程中容易受到外界環(huán)境的影響，如溫度、振動(dòng)、應(yīng)變等，從而導(dǎo)致傳輸光的強(qiáng)度、相位、頻率、偏振等光學(xué)參數(shù)的變化。分布式光纖傳感技術(shù)通過監(jiān)測(cè)光纖參數(shù)的變化來獲取相應(yīng)的信息。接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線包括供電線、捷接線、并聯(lián)線、加強(qiáng)線、回流線、正饋線、保護(hù)線、架空地線等。接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線雖然不直接接觸受電弓，但其工作狀態(tài)與行車安全密切相關(guān)。本文探討將光纖植入接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線內(nèi)，利用光纖作為傳感介質(zhì)，采用分布式光纖傳感技術(shù)，對(duì)光纖沿線進(jìn)行遠(yuǎn)距離、寬范圍、連續(xù)的安全監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)附加導(dǎo)線工況狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

接觸網(wǎng)智能附加導(dǎo)線

光纖植入技術(shù)是構(gòu)建智能鐵路系統(tǒng)中智能感知與智能傳輸部分的關(guān)鍵技術(shù)。智能鐵路系統(tǒng)包括數(shù)百萬個(gè)傳感器，通過基于傳感器的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析，使企業(yè)能夠及時(shí)收發(fā)信息，調(diào)整資源分配，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)調(diào)度。通過光纖植入的接觸網(wǎng)智能附加導(dǎo)線，結(jié)合分布式光纖傳感技術(shù)，及時(shí)提供接觸網(wǎng)工作情況信息，對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)警，防止設(shè)備故障及事故發(fā)生。

分布式光纖傳感技術(shù)采用數(shù)十公里長(zhǎng)的光纖作為傳感元件和信號(hào)傳輸元件，對(duì)光纖全長(zhǎng)進(jìn)行沿光纖幾何路徑的環(huán)境物理參數(shù)的連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量。

光纖傳感器具有靈敏度高、布局靈活、無源戶外、監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以克服電氣傳感器的缺點(diǎn)，成為未來智能鐵路智能化發(fā)展的主要方向。基于光纖后向散射的光時(shí)域反射技術(shù)是一種成熟的分布式光纖傳感技術(shù)。后向散射光是光脈沖通過光纖時(shí)產(chǎn)生的，分布式光纖傳感通過檢測(cè)光纖沿線各點(diǎn)產(chǎn)生的后向散射光，并與被測(cè)參數(shù)相對(duì)應(yīng)，然后根據(jù)回波時(shí)間定位，得到被測(cè)參數(shù)的空間分布。