有关铁道电气化接触网产生硬点的原因分析与改进对策

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摘要：接触网硬点是接触网系统的一大顽症。减少硬点危害，保证弓网间正常接触和取流是高速电气化铁路可幸运行的前提。本文分析接触网硬点产生的原因，指出其危害，并从提出了减少、控制接触网硬点产生的建议

关键词：弓网关系；硬点原因；危害；建议

中图分类号：F53文献标识码： A

Abstract: Meets touches the net the hard spot is contacts the system of nets series big stubborn illness.The reduced hard spot harm, guaranteed between the bow net the normal contact and takes the class is the high speed electric railway may the good fortune movement premise.This article analyzes meets touches the net the reason which the hard spot produces, pointed out its harm, and from proposed the reduction, the control meets touches the net the suggestion

key word: which hard spot produces: Bow net relations; Hard spot reason; Harm; Suggestion

一、接触网的组成

接触网是特殊形式的沿铁路线上空架设的向电力机车供电的输电线路。主要包括接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础。

接触悬挂由接触线、吊弦、承力索及其连接零件组成。接触悬挂设在支柱上，是通过支持装置架完成的，其是把从牵引变电所获取的电能输送给电力机车。

支持装置是支持接触悬挂，并给支柱或其它建筑物传输其负荷。按照接触网所在区间、站场和大型建筑物有着不同。支持装置有腕臂、水平拉杆、悬式绝缘子串，棒式绝缘子以及其它建筑物的特殊支持设备。

定位装置有定位管和定位器的作用是固定接触线，让接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内，确保接触线和受电弓不脱离，且给支柱传输接触线的水平负荷。

支柱和基础主要是承受接触悬挂、支持和定位装置的全部负荷，并在规定的位置和高度上固定接触悬挂。国内接触网中运用预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，基础是针对钢支柱的，即在下面的钢筋混凝土制成的基础上，钢支柱固定全部负荷由基础承受支柱传给，并确保其稳定性。预应力钢筋混凝土支柱和基础制成一个整体，下端直接埋入地下。

二、硬点产生的危害

凡是有硬点的地方，会损坏电力机车正常运行，导致受电弓与接触线机械受损和电弧烧伤，甚至会引起弓网故障。硬点出现的离线问题还会影响机车电机与电器。硬点也加大了接触线局部磨损，使接触线的寿命降低。伴随列车运行速度加快，硬点对于弓网关系的影响更加突出，导致的危害性也就增大了。

机械伤害指的是对电力机车受电弓、接触网导线发生轻微的碰伤，刮伤，一般我们所说的硬点是对弓（网）的伤害，主要是硬点导致的弓网离线和离线瞬间形成的高温电弧，此伤害严重危害接触网、受电弓，对受电弓的伤害主要体现在对弓头的点蚀、汽化；对接触网导线的伤害不仅对接触导线的点蚀、汽化，还有对导线的高温退火。

引起机车受电弓离线的重要原因之一就是接触硬点，电弓离线对机车牵引电机、电器、受电弓、接触网、牵引变压器、供电系统都有影响。

接触网硬点是引起拉弧燃烧的主要因素之一，硬点如果大于“60g”，受电弓瞬间脱离接触线，受电弓无法正常受流，在硬点下形成火花和高温电弧，在一定程度时会破坏接触网、受电弓产生机械，影响机车的正常取流，并时维修次数和成本增加。

三、接触网硬点产生原因分析

（一）导线不平直产生的凸凹点

1、施工、检修过程产生的硬点

施工、检修的时候，由于很多原因（没有张力放线、夹线工具使用不当、导线张力不足导致驰度太大、重物挂在导线上等）导致接触线发生变形，尤其是上下弯导致离线及离线后的冲击硬点。

运用无张力放线或不稳定的小张力放线，导致接触导线在展放的时候，导线时松时紧击打钢轨和轨枕，将接触导线接触面平顺度损伤；在导线展放的时候用“s”钩悬吊导线因为无张力或张力波动大使得导线顺线路方向前后窜动，造成“s”钩损伤导线接触线面。

在承力索及接触线架设完成后，因为各种原因，都无法及时安装吊弦及定位装置，承力素和接触线间要用临时吊线固定，而制作、安装临时吊线无统一规格，现场施工太过随意，使得临时吊线长度参差不齐，长度较短的临时吊线悬吊点由于长期承受较大负荷而出现硬点。

在架设后的接触导线初伸长（蠕变）还没有拉伸到位的时候便安装吊弦和定位装置，在后期导线初伸长（蠕变）拉伸到位后，吊弦和定位线夹安装处会有硬点。这时原先安装的另弦和定位装置会顺拉伸方向歪斜造成二次安装或反复调整。

施工的时候线路管理单位对线路起、拨道，导致线路迟迟无法锁定导致接触网反复调整，损伤导线。

吊弦、腕臂的预配制作精度不够、安装有误差，导致二次安装调整，损伤导线。依据国外经验，凡接触线上安装的线夹都应一次安装到位，二次安装会产生硬点。

2、导线坡度变化

接触网在线路与桥隧、站场与区间、联接处及锚段关节处等，在检调中要是处理不当就极易造成导线坡度及坡度变化，在导线坡度较大或导线坡度转换点，则会导致较大冲击硬点。

（二）接触网悬挂结构零部件、设备产生的硬点

1、集中负荷。如在分相、分段、导线接头处、电连接线夹处、补强处、导线定位、线岔、中心锚结等，因为重量突然增加，受电弓的接触力发生突变；导致弓网间的接触力突变出现硬点。

2、接触线上的零部件安装不规范，撞击受电弓

如电联接线失偏斜、吊弦线失偏斜、接头线夹偏斜、定位器坡度太大或者太小导致线夹偏斜打弓或者定位器对导线有集中压力（坡度过大时对导线是负压力）等，及其导线线面不正的情况下，受电弓如果通过，在导线抬升，线夹偏斜出现硬点或者将受电弓打伤、打坏。

3、接触网在线路与低净空桥、站场和区间联接处及锚段关节处等很多地方有导线坡度及坡度变化，在导线坡度较大或导线坡度转换点，出现较大冲击硬点。

（三）非接触网原因产生的硬点

1、机车受电弓产生的硬点

机车在运行取流的时候，受电弓与架空式的接触网在运行的时候两者之间进行的相互作用和匹配十分复杂，受流质量主要的参数受到静态接触压力、摩擦力、动态接触压力、接触网振动频率、机车运行速度、受电弓振动频率、接触网传播速度等的影响。而接触硬点受影响的原因则比较多，除了机车车速和加速度之外，还有受电弓的弹性系数、受电弓归算到接触导线上的质量。

归算到接触导线上的受电弓质量是重要的计量硬点的数值，受电弓弓头（包括滑板）质量是受电弓归算到接触导线上质量的重要构成内容，由弓网接触（冲击）关系我们可知，受电弓弓头质量和受电弓对接触网的冲击力是成正比例关系的。而受电弓的弹性越与减小硬点又是成正比例关系的。

和机车相关的接触网方面的悬挂弹性系数（接触悬挂张力、接触网跨距、接触悬挂导线及承力索单位长度重量、接触悬挂结构型式等都影响到接触悬挂弹性系数）；接触网的振动频率、周期等等。

2、接触导线材质产生的硬点

接触线内部材料金相组织应做到颗粒细小、分布均匀，致使接触线的刚度均匀，且要具备良好的平顺性。接触线内部要是存在孔洞、颗粒差异大、分布不约或存在异质的现象，接触线在加上工作张力后，就会导致刚度不均，极易受到冲击，造成弓网间接触压力突变，出现硬点。接触导线质量不良，在施工的时候也很容易出现硬点。

3、线路产生的硬点

线路也是导致接触力突变的主要原因之一，比如其变坡点，尤其是正坡直接变为负坡的变坡点，在弓网关系上的反映就等同于一个导线变坡点，该处要是恰好是接触导线的变坡点，则可能会有十分强烈的硬点出现。另外，尤其是在列车提速之后，线路道床质量对受电弓和接触网的接触力有很大的影响，比如道床的弹性系数、振动周期。病害等等，这些对接触网的正常运行影响是非常大的。

四、接触网硬点的整治措施

（一）提高施工检修质量

可以说是初次施工质量不达标，以后经过许多次整治也很难让设备质量有明显的提高。施工工检修的时候应按照200km／h检修工艺及相关标准严格实施。应预留10～20mm的负弛度给负荷太过集中的点。把关节处调整为“房檐形”平缓过渡形式，预留60～80mm负弛度在跨中过渡处。使用MSGW整直导线孤立硬弯；应根据情况，对连续多处硬弯整锚段恒张力换线进行考虑。处理施工及缺陷时应精确测量每根吊弦及定位处，吊弦高差小于10mm，跨线高差小于150mm，以减少坡度变化点，控制导线坡度在2‰内。

（二）选用符合设计的先进配件和优质材料

要广泛采用塑料、玻璃钢或轻型铝镁合金代替铜、钢及铸铁等零件。例如定位器的选用，经检测得知，在时速不超过140km/h时，不管是具有限位和减振作用的多功能定位器，还是普通的铝合金定位器均能满足行车的要求。但多功能定位器保证了运行可靠性，铝合金定位器因质量轻硬点要比普通钢质定位器小，另外多功能定位器具有防过量抬高功能，这种装置不仅起到振动阻尼作用，而且使定位器处的“弹性”变小，大幅度减小了硬点。

（三）调整定位处，确保其良好的弹性

通过对定位处的调整，保证其良好的弹性，不会由于重量的集中而造成硬点的出现，保证高速电力机车的受电弓能够顺利的通过。在对接触网线进行调整时，限位定位器之间的间隙是限位定位器调整的关键。为了能够有效的避免出现由于受电弓抬升过高造成的“打弓”现象，在适当的时候采用限位定位器是十分必要的。而安装过程中又应该对限位的间隙及大小进行选择和确定，间隙过大将使得定位器的坡度过大，而过小则导致其坡度过小。而且云寻的提升量之内限位功能同样将起到限制作用。所以，过大和过小都将导致硬点的出现，但是可以通过合适的调整确保其具有足够的弹性，尽量降低硬点的影响程度，减小弓网的磨损。

结语

接触网的硬点问题，可以通过优化施工方案，减少施工工艺对硬点的影响，来提高施工质量，进而减少由施工造成的接触线缺陷，为以后的运营维修做好保障。接触网硬点减少了，才能保障受电弓在高速行驶下的受流，为电气铁路提速打下坚实的基础。

参考文献：

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[2]孟超.接触网硬点产生原因、危害及处理方法[J].上海铁道科技,

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[3]胡安晓.铁道电气化接触网硬点原因和改进方法[J].电气技术,

2012,07:81-83.

作者简介：邓长方，男，1975年12月出生。1997年毕业于西南交通大学铁道电气化专业，工程师。长期从事接触网施工及技术管理工作。现在中铁电气化集团公司第二工程有限公司担任项目总工；