一、课题来源与背景：

日常检修中对接触网主回路电气节点过热状态没有实时在线的监测手段，致使相关主回路故障得不到有效的监测和预警。在牵引运能逐年增加的情况下，主回路电气节点温度过高，轻则烧熔、烧损接触网设备，严重时将引发塌网、断线等事故，严重影响了供电质量和正常的运输秩序。除了对接触网主回路相关设备设计、施工、维护等有专门的要求外，开发一套基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测装置，针对供电线夹、电连接线夹、接触线接头线夹、开关设备线夹等电气节点的温度状态监测是预防接触网主回路故障、保障接触网正常运行的关键。

二、技术原理及性能指标：

通过4G 网络通信技术和温感监测技术，温度监测终端准确采集主回路电气节点温度数据，传输至后台系统，经后台系统数据处理，进行提前预警、即时报警，发现电气主回路温度异常点，确定电气连接状态及设备缺陷等动作。

技术指标：

（1）接触网主回路电气节点测温范围为-30～150℃，测温误差不大于±1℃；

（2）实现接触网主回路电气节点过热等异常状态的远程在线监测；

（3）通过4G网络通信技术将报警信息（电气节点过热等异常状态）发至相关工作人员的手机等移动通信设备。

三、技术的创造性与先进性

将温感检测技术及4G网络通信技术结合用于接触网主回路电气节点过热在线监测装置，实现主回路电气节点温度状态的自动检测并在线实时传输至生产调度与监管人员的手机等移动设备，对过热等异常温度状况进行报警。改变现有主回路电气节点温度状态不能实时在线自动监测的现状，能够帮助相关人员准确判断电气节点温度是否存在异常、主回路是否存在故障隐患。达到提前预警、即时报警、推动检修作业科学化和智能化以及提高天窗检修作业效率的目的。

四、技术的成熟程度，适用范围和安全性

温感检测技术和4G网络通信技术成熟度高，将它们应用于接触网主回路电气节点过热在线监测，以最小的成本研究出适合铁路应用的实用型产品，具有研究速度快、技术成熟度高的特点，极大的提高铁路科研经费的使用效率。同时研究成果可转化为可大量推广应用的成熟产品。

五、应用情况及存在的问题

本装置对运行现场电气节点过热状况的在线监测是将温度数据高效传输至信息管理与报警后台系统，分析监测结果，及时发现电气主回路温度异常点，确定电气连接状态及设备缺陷，进行预警/报警等动作，如若在装置中加入报警功能，可以直接对温度异常点报警，后台也可将报警信息反馈给装置，装置将更直观的将信息反馈给现场人员，增强了可靠性；装置的工艺可进一步优化；采集温度信息处理算法可进一步优化；同时还需进行产品化设计与市场推广。

六、历年获奖情况

1.在核心期刊上发表3篇文章：

[1]刘家军,杨瀚鹏,刘悦,汪洪亮.基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统[J].电网与清洁能源,2018,34(01):1-7.

[2]刘家军,王睿,周少瑜.基于4G网络通信的接触网检修接地线监测装置的研究[J].电网与清洁能源,2018,34(02):17-22+29.

[3]刘家军,张铠,刘悦,等.基于 ARM 嵌入式系统的挂接地线检测单元研制[J].电网与清洁能源.(已录用)

2. 申请国家专利1项，授权1项，软件著作权1项已登记：

（1）《接触网主回路电气节点过热在线监测系统》，中国，国家实用新型专利，授权公告号：CN207882380U；发明人：刘家军等；

（2）《一种接触网主回路电气节点过热在线监测方法》，中国，国家发明专利申请，申请公布号：CN108398197A；发明人：刘家军等；

（3）《基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统》，著作权人：西安理工大学；登记号：2018SR684979