接触网硬点产生原因分析与对策

张柳清 上海铁路局调度所

接触网硬点是接触网系统的一大顽症，破坏弓网间正常的接触和取流，加速接触导线和受电弓局部磨耗，危害导线和受电弓正常使用寿命，甚至造成事故，影响运输安全。

为了减少硬点危害，保证弓网间正常接触和取流是高速电气化铁路可靠运行，据此对接触线硬点的产生原因、危害及处理提出一点看法及建议。

1 接触网硬点

电力机车在运行中，其受电弓同接触导线接触面处于滑动摩擦状态，为保证正常取流弓网间存在一定的接触压力。由于接触悬挂某些部分或其他原因引起弓网间接触压力、相对位置和速度的突然变化，致使弓网关系产生瞬态变化，这种瞬态变化达到一定量化标准，称之为硬点。

硬点是一种接触网结构的本征缺欠，是接触网接触悬挂不均质状态的统称，它是相对的，运行速度越高，表现越明显。因此接触网硬点是评价和衡量高速电气化铁路弓网关系一个重要参数。

2 接触网硬点产生原因分析

2.1 施工或检修过程产生的硬点

施工或检修时，因各种原因（如无张力放线，使用夹线工具不当，人员上、下导线，重物挂在导线上等等）造成的接触线弯曲变形，特别是上下弯将造成受电弓离线及离线后的冲击硬点。采用无张力放线或不稳定的小张力放线，造成接触导线在展放的过程中，时松时紧击打钢轨和轨枕，损伤接触导线接触面平顺度，特别是在起锚和落锚时，需要重新紧线、松线，更是加剧了这一状况，极易使得接触线在外力作用下发生变形、扭曲、硬弯，也会造成硬点。

2.2 接触线"V"型变化

接触网在线路与桥隧、站场与区间、联接处及锚段关节处等，如果在检调中处理不好就很容易存在导线"V"型及"V"型变化，在导线"V"型变化较大或导线"V"型转换点，就会造成较大冲击硬点。

2.3 接触网零部件产生的硬点

在分相、分段、导线接头处、电联接线夹处、补强处、导线定位、线岔、中心锚结等，由于重量的突然增加，受电弓的接触力突变，引起弓网间的接触力突变形成硬点。

接触线上的零部件安装不规范也会导致硬点的产生。如电联接线夹偏斜、吊弦线夹偏斜、接头线夹偏斜、定位器线夹偏斜等。当受电弓通过时，导线抬升，线夹偏斜产生硬点或打伤、打坏受电弓。

2.4 非接触网原因产生的硬点

其它原因也能引起的接触力的突变点，称为接触硬点，如受电弓振动、摆动、线路三角坑等等，常见的有以下两种情况：

2.4.1 机车受电弓产生的硬点

在机车的运行取流过程中，运行的受电弓与接触网之间进行的相互作用、相互匹配非常复杂，影响接触硬点的因素也很多，除机车车速、加速度以外，如受电弓的弹性系数、受电弓归算到接触导线上的质量等也能影响到接触硬点。

2.4.2 线路产生的硬点

线路变坡点也会引起机车及受电弓位置突变造成硬点，例如线路的变坡点，特别是正坡直接变成负坡的变坡点。此外，在有些地方线路路基弹性系数变化大、钢轨的接头不齐、线路病害等引起机车左右摆动、上下震动，从而引起接触网与受电弓之间的位置突变造成硬点。

3 接触网硬点的危害

3.1 接触硬点的机械危害

机械伤害是指对受电弓、接触导线轻微的碰伤、刮伤等（有明显痕迹的就称之为打弓）。接触硬点是造成机车受电弓离线的重要原因之一，机车受电弓离线对机车牵引电机、受电弓、接触网、牵引变压器及供电系统都有危害。由于导线上硬点的存在，冲击加速度（目前检测硬点大小的参数）数值较小时造成弓网之间接触不良，冲击加速度数值较大时就会造成离线。离线产生高温的电弧，到一定程度时会对接触网、受电弓产生机械破坏。受电弓和接触导线之间发生的水平和垂直方向撞击，加大接触导线和受电弓局部机械磨耗，长期运行，会造成接触网断线和受电弓折断，引发弓网事故。

3.2 接触硬点的电气危害

硬点导致受电弓和接触网在发生离线时，会伴有火花或电弧产生。拉弧产生的局部高温（最核心处有几万度），一方面使接触导线、受电弓点蚀和汽化，从而恶化弓网取流关系，同时点蚀、汽化也减少接触导线、受电弓的强度和使用寿命，恶化接触线或受电弓的电能传输，长期运行，甚至于造成断线事故；另一方面拉弧产生的高温能使接触导线内部应力变化，造成接触导线局部退火，使其机械强度大幅下降，易被导线张力拉断。

3.3 接触硬点对周围的环境危害

接触硬点对周围的环境产生强烈电磁波和辐射，污染环境，并对周围通信线路产生干扰。

4 减少接触网硬点的建议

从理论上讲，几乎不可能从根本上消灭硬点，但可将其减小到允许范围内。

4.1 组织整治锚段关节不平顺

4.1.1 申请天窗，对接触线锚段关节处不平顺进行整治调整

图1 接触线示意图

组织工区对管内锚段关节进行复测普查，通过申请天窗修、开展集中修等方式集中力量，对锚段关节定位器坡度明显偏小和非支抬升不够的缺陷问题进行技术工艺改进，完成整治调整，保证锚段关节处的接触网符合技术标准，两接触线的过渡平滑，消除硬点（见图1）。

4.1.2 结合实际，对检修标准工艺进行修订完善

根据整治调整工作的实践，对《接触网检修技术标准》和《接触网检修工艺》中的锚段关节的检修标准及检修工艺进行修订完善，进一步规范各网工区在日常检修作业，并加强对检修标准和工艺执行情况的指导检查，抓好长效维修管理。

4.2 采用五轮整弯器整正硬弯、漫弯

对于硬弯、漫弯的整正，可采用五轮整弯器（或五轮校直器）压紧轮线，来回多次对硬弯、漫弯处平整（见图2）。

图2 五轮整弯器工作示意图

4.3 调整吊弦锯齿形高差

承力索通过吊弦保持接触线的平顺，而吊弦的长度比较难于控制，常常产生锯齿形高差导致受电弓波浪起伏、离线，使受电弓冲击变大产生硬点、拉弧等问题。应组织开展集中整治，严格按照相邻吊弦或吊弦与定位之间的高差不超过10 mm的技术标准，全面抓好调整控制，同时尽量减少调整的吊弦数量、保持导线高度正常，可有效地消除和控制了该问题引发的硬点。

从图3可知，通过对产生锯齿形高差的几处吊弦的调整，尽量将接触线调整平顺，可使由此产生的接触网硬点得到有效地消除和控制。

图3 支柱间吊弦锯齿形高差调整前后的折线对比图

4.4 加强工供联控

针对工务轨道线路影响而产生的接触网硬点，应大力加强工供联控，通过采取完善的对策措施，完善和落实工供联控机制，可有力地促进消除和控制以此产生的硬点。

5 结论

随着我国高速电气化铁路快速发展，如何更好的消除接触线硬点带来的不利影响，要求我们在借鉴先进技术同时，不断总结经验，摸索规律，以期在消除接触线硬点、改善弓网取流的工作上取得更多更大突破。