1、任务来源 近年来,电气化牵引供电设备的安全状态维护是铁路运管部门重点关心的目标之一,其供电设备安全服役是保障铁路列车正常运行的前提。但又因接触网供电设备工作环境恶劣,使用条件苛刻等客观原因,对其供电设备的安全状态维修维护提出了更高要求。特别的,在雾霾、大雾、小雨以及小雪等天气下,在污染区段的接触网污染绝缘子易发生污闪闪络,造成接触网供电设备跳闸,导致铁路线路大面积停电,严重影响铁路正常运输秩序。走访各铁路局供电部门了解到,目前接触网绝缘子的维护维修采用人工定期巡视的方式来定性判断绝缘子是否脏污,是否需要清洗。该方式存在漏检率低、重点性不强、工作量大,且故障隐患不易发现等客观问题,使运管部门不能及时掌握所辖线路绝缘子的服役情况,间接地给接触网绝缘子的清扫安排造成了很大困难。 针对上述问题,铁路总公司于2012年7月推出了《高速铁路供电安全检测监测系统(6C 系统)总体技术规范》,其中6C“接触网及供电设备地面监测装置”明确在接触网特殊断面及牵引变电所等处,用于监测供电设备的绝缘状态参数,监测结果用于指导接触网及供电设备的维修。2014年8月,铁路总公司又颁布了“接触网及供电设备在线监测装置(6C)暂行技术条件”,进一步规范化了6C装置所研究的范畴。为了解决目前存在的无法准确了解接触网绝缘子服役情况,清扫周期不科学等客观实际问题,接触网绝缘子在线监测成为了当前各检测厂家所关心和研究的重点课题。该装置安装于铁路沿线支柱上,实现对接触网绝缘子运行服役状态实时在线监控,主要测量在正常工作电压下流过绝缘子表面的漏电流信息以及所处环境气象信息。通过对各监控信息数据的多层处理后,将检测结果以无线的方式发送至后台管理中心。运管部门通过在后台管理中心查看所监控绝缘子的结果数据是否超过预警值,如若超限,及时通知运管部门安排计划,有效清扫超限绝缘子。同时,建立清扫绝缘子数据库信息,方便以后回溯查看。该装置的有效推广应用可减少运管人员工作量、实时的管理绝缘子服役状态,为科学安排清扫,制定计划提供了数据依据。 
2、应用领域设备原理 CPIM型接触网绝缘子污秽在线监测装置适用于电气化铁路接触网绝缘子的污秽在线监测。研制接触网绝缘子污秽在线监测装置可实现对线路接触网绝缘子工况的连续实时监测,主要是对表示绝缘子污秽度的参数-泄漏电流的几个特征量以及相关气象参数进行在线监测。该装置可对绝缘子污秽情况进行动态分析与评价,提出先期报警,使运行部门及时了解和掌握绝缘子的污秽状况,并及时获得线路绝缘子污秽程度的信息,为开展绝缘子状态检修提供正确的理论指导和有效的技术支持,为采取相关防污措施提供安全的时间裕度。 
3、技术功能 
(1)连续在线监测线路绝缘子工况,定期评估,提供实时分析。 
(2)同步监测周围环境参量,多参量综合判断,及时提供报警信号。 
(3)根据不同污秽程度,自动提出低、中、高三级可靠、准确报警。 
(4)自动记录泄漏电流报警波形。 
(5)数据网上传输,快捷方便。
(6)绝缘子检测系统配有专家诊断功能,可及时了解和掌握接触网绝缘子的污秽状况,并支持对监测箱实施远程修改参数。 
(7)远程数据管理站全面建立线路绝缘子污秽信息数据库。提供全面查询功能,永久保存所有报警记录。根据需求可分年、月、日打印数据图形报表。 
(8)低功耗设计,运行费用低廉,操作使用极为方便。 
(9)传感器安装时不需短路或增加一片绝缘子,因而不改变原绝缘子串长;爬电比距和空气间隙,不影响绝缘水平。 
4、成果的创造性与先进性 该装置在北京局、乌鲁木齐局、南昌局、郑州局、上海局、沈阳局以及武汉局的实际运行,为6C装置的技术水平提升,奠定了良好的基础。 
(1)装置已在运营线路上运行了2年时间,运行稳定。 
(2)实现接触网绝缘子的在线监测。 
(3)装置不仅可以通过太阳能和蓄电池组合供电来实现,而且还可以通过现场取电供电来实现。
(4)装置不仅可以通过无线传输信号,而且还可以通过有线传输,两者能兼容。 
(5)实现与“6C系统软件”互相通信。 
(6)根据监测的漏电流信息分析绝缘子的染污情况。 
(7)当漏电流超过预警值时自动报警,及时处理故障。