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地铁弓网燃弧特征光谱原位测试及研究

孟海凤 王萌 戴源廷 张俊超 魏志恒 熊利民

孟海凤,王萌,戴源廷,等. 地铁弓网燃弧特征光谱原位测试及研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(9): 56-60, 48 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228
引用本文: 孟海凤,王萌,戴源廷,等. 地铁弓网燃弧特征光谱原位测试及研究[J]. 计量科学与技术,2023, 67(9): 56-60, 48 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228
MENG Haifeng, WANG Meng, DAI Yuanting, ZHANG Junchao, WEI Zhiheng, XIONG Limin. In-Situ Spectral Measurement and Study of Pantograph-Catenary Arcing in Subway Systems[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(9): 56-60, 48. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228
Citation: MENG Haifeng, WANG Meng, DAI Yuanting, ZHANG Junchao, WEI Zhiheng, XIONG Limin. In-Situ Spectral Measurement and Study of Pantograph-Catenary Arcing in Subway Systems[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(9): 56-60, 48. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228

地铁弓网燃弧特征光谱原位测试及研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0228
基金项目: 中国计量科学研究院基本科研业务费所自主项目 (AKYZZ2217);北京市自然科学基金项目(L211001)。
详细信息
    作者简介:

    孟海凤(1983-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:光探测和光伏计量,邮箱:menghf@nim.ac.cn

    通讯作者:

    熊利民(1972-),中国计量科学研究院研究员,研究方向:光探测和光伏计量,邮箱:xlmin@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TB96

In-Situ Spectral Measurement and Study of Pantograph-Catenary Arcing in Subway Systems

  • 摘要: 为更好地满足我国地铁轨道交通弓网系统动态及性能检测核心项目——弓网燃弧标准检测需求,提高检测的准确有效性,建立了基于光纤光谱仪的弓网燃弧光谱原位测试系统,用于实时测量地铁运行中瞬时不定期发生的弓网燃弧特征光谱。介绍了地铁弓网燃弧光谱原位测试系统的设计及其实验室波长准确性定标,并在此基础上开展了地铁运行现场实时试验。以北京地铁某路线的原位实时测试数据为例,结合列车运行监测参数,提取并分析其弓网燃弧特征光谱。数据结果表明,我国地铁弓网燃弧特征光谱区别于自然太阳光和普通照明光源的显著特征光谱在 220~225 nm,峰值波长在224.6 nm。研究结果对于解决目前国际国内标准与学术文章在光谱特征波长方面的分歧提供了实测数据依据,对我国地铁弓网燃弧监测系统的选型和研制以及标定,均具有重要指导意义。
  • 图  1  地铁弓网燃弧光谱原位测试系统示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of the in-situ spectral testing system for subway pantograph-catenary arcing

    图  2  列车运行过程中燃弧的可见(左)和红外(右)照片

    Figure  2.  Visible (left) and infrared (right) images of arcing during train operation

    图  3  试验过程中所用燃弧探测器的光谱响应度曲线

    Figure  3.  Spectral response curve of the arcing detector used in the experiment

    图  4  列车运行过程中实时采集的典型光谱曲线

    Figure  4.  Typical spectral curves captured in real-time during train operation

    图  5  列车上行弓网燃弧时间监测数据

    Figure  5.  Monitoring data of upward pantograph network arcing time during train operation

    图  6  列车下行弓网燃弧时间监测数据

    Figure  6.  Monitoring data of downward pantograph network arcing time during train operation

    图  7  原位实测燃弧光谱与标准AM1.5G太阳光谱对比图

    Figure  7.  Comparison of in-situ measured arcing spectrum with standard AM1.5G solar spectrum

    表  1  现场实验用光谱仪测量值与标准谱线标准值之间的对比

    Table  1.   Comparison between on-site spectrometer measurements and standard spectral line values

    标准值/nm 1#光谱仪
    测量值/nm
    2#光谱仪
    测量值/nm
    1#光谱仪
    偏差/nm
    2#光谱仪
    偏差/nm
    253.6 253.4 253.4 −0.2 −0.2
    312.6 313.2 313.2 0.6 0.6
    404.6 404.6 404.6 0.0 0.0
    435.8 435.9 435.9 0.1 0.1
    546.1 546.0 546.0 −0.1 −0.1
    579.1 578.0 578.0 −1.1 −1.1
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-10
  • 录用日期:  2023-11-08
  • 修回日期:  2023-11-09
  • 网络出版日期:  2023-11-16
  • 刊出日期:  2023-09-18

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