現代社會發展越來越迅速,人們的生活水平也越來越高,特別是近些年來我國經濟迅猛增長,科技水平也大步提高,人們對生活質量的追求也越來越高,以往的綠皮火車已經滿足不了一些快節奏或者高生活質量人的需求了,動車組、高鐵列車便進入了人們的視野,乘坐方便、速度飛快、環境舒適、安全性高等等一系列優點使得它們成為越來越多的人出行選擇。高鐵使用的是電力牽引,而它使用的電力則是由公共電網提供,電廠發電后通過輸電線路送給牽引變電站,再通過接觸網供給鐵路。


我國國鐵使用工頻單向交流制,牽引供電回路構成為:牽引變電所-饋電線-接觸網-電力機車-鋼軌-回流聯接-(牽引變電所)接地網。電流從接觸網進入機車后通過鋼軌回流,因為受電弓只負責受電,鋼軌負責回流,所以受電弓只接觸一根供電線。在車頂上可能會看見數根線,但供電線路只有一條,其他的還有吸上線(用于回流)、架空地線、保護線或者承力索(地鐵沒有架空線,其供電線路在車旁與軌道平行,一般都有絕緣保護)。
而受電弓從接觸網上獲取電源,向整個列車的電氣系統供電,同時還可以通過列車的再生制動系統將列車的動能轉換為電能回饋給接觸網供給其他在線列車使用,起到雙向傳遞樞紐作用。受電弓和列車上部輸電線路接觸的是一塊滑板,在滑板加裝兩端滑塊,防止弓網刮擦事故如果是直的話很容易掛住接觸網。

軌道上方的高壓線是和鐵軌不平行的,是“之”字型架設,這種設計是為了避免受電弓某處持續與高壓線摩擦造成單點溫度過高或者磨損不均。輪流摩擦可讓受電弓未摩擦部分散熱,從而磨損變得更均勻,使用壽命也更長。
動車組受電弓滑板在工作時,從接觸導線上集取的電流約為100-1000A,列車運行速度與摩擦生熱功率和對流換熱系數正相關,當電流小于200A時,摩擦生熱較大,焦耳熱所占成分較小,原因在于速度大,摩擦生熱更多,溫度較高;電流大于200A時,摩擦生熱所占比重較小,焦耳熱占比更大,列車速度越快,接觸副散熱更迅速,滑板上溫度更低。有電弧作用時,作用點處滑板溫度急劇上升,最高溫可達5000℃以上,電弧作用后,弓頭滑板溫度迅速下降。而普通列車速度只有高鐵動車組的三分之一,電力動力車頭上受電弓的工作溫度不會超過150℃或者200℃,一旦溫度超過沒有及時發現并處理的話,那么會對列車、電力線路造成很大的危害。而列車開始運行、受電弓升起受電的時候,工作人員是不可能登上車頂進行手動測溫的,接觸網上的電壓可能會達到1500伏或者更高,人員手動測溫安全風險巨大;這時可以使用紅外熱成像儀,成像迅速、測溫精準、反應靈敏、圖像清晰、非接觸式測溫、適應復雜惡劣的工作環境,實時測溫,紅外熱像儀實時觀測受電弓溫度的效果如下圖:



將紅外熱像儀安裝在車頂,聚焦在受電弓上,對其進行實時的溫度監測,可以隨時通過軟件可觀察到受電弓部件的實時溫度,通過設置報警溫度可以實現一旦溫度超過限制,系統便自動報警提醒工作人員進行下一步操作。






