虹科方案 | 高铁受电弓振动监测解决方案

一、高铁受电弓监测面临的挑战

高速列车受电弓振动导致接触问题，影响能源供应稳定性。风速高时，受电弓产生振动并磨损接触面，影响与接触网的良好接触。

二、高铁受电弓振动监测的构想

开发能够检测振动并调节接触力的测量系统，同时避免在行驶开始时施加过大的接触力。但由于高电压和高电流，所有电子测量传感器无法提供可靠数据。

三、虹科高铁受电弓振动监测解决方案

为此，我们提供了一种光纤传感器测量系统，可以提供不受干扰的可靠测量数据。

测量头（图1）安装在受电弓的左侧和右侧，并用特殊的电缆束带固定。光纤电缆沿着受电弓延伸至列车车顶（图2），然后通过专门设计的坚固连接器引入车内，连接到带有激光源和评估电子设备的控制器（图3）。评估单元提供与加速度成比例的模拟信号，每个g对应100mV。该信号传递到受电弓的控制系统，根据需要调整接触压力。最大可测量的加速度为50g。

自2015年以来，该系统在恶劣的天气条件下经受了100倍的验证，并在实际应用中得到了验证。

图1 MEMS加速度计

图2 带光纤传感器的受电弓

图3 光纤控制器

四、测量原理

核心部件是一个具有反射表面的MEMS。通过一个棱镜，入射光线被引导到镜面上，以使反射光线以最大强度耦合到返回的光纤中。当镜面通过外部作用的加速度改变其轴线时，反射光线将被偏转，从而导致评估单元中测得的光强度减小。这种减小与外部作用的加速度成正比。

MEMS传感器截面

不同光强的反射光束

五、关键参数

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