接触网硬点的产生及消除方法

郭志东

摘要：在电气化铁路中，若想改善接触网站的使用质量首先需做好重建与改造工作，创造良好的环境让弓网使用更加安全，这也是电力系统运行支持机电车辆高速行驶的必要条件。而其中接触网之间的施工质量是影响其运行的顽固问题之一，多数硬点的存在非常容易导致接触线与电弓运作期间由于机械的长期物理运作导致电弧烧伤严重，很多时候会导造成断线、塌网等事故，进而要减少硬点对接触网的损耗提升其使用质量，这样也保障了高速电气化铁路机车运行。弓网的使用安全得到保障也间接使铁路经济稳定上升，基于此，本文章主要针对硬点在电气化使用过程中容易产生的危害和常见故障原因进行分析，结合张呼高铁开通段动检发现的问题，整理出几点硬点的消除方法，以指导张呼高铁非开通段下一步的施工和精调工作。

Abstract： In electrified railways， if you want to improve the quality of the use of contact sites， you must first do a good job of reconstruction and reconstruction， and create a good environment to make bow nets safer to use. This is also a necessary condition for power system operations to support high-speed driving of electromechanical vehicles. Among them， the construction quality between the contact nets is one of the stubborn problems affecting its operation. The existence of most hard points can easily lead to severe arc burns due to the long-term physical operation of the machine during the operation of the contact line and the pantograph. In many cases， it will lead to accidents such as disconnection and collapse of the net，and it is necessary to reduce the loss of the contact point by the hard points to improve its use quality， which also ensures the operation of high-speed electrified railway locomotives.Based on this， this article mainly analyzes the hazards and common faults that are easily generated during the use of hard points in the process of electrification. Combined with the problems found during the dynamic inspection of the Zhanghu high-speed railway opening section， this article sorts out several hard point elimination methods to guide the next step of construction and fine-tuning of the non-opening section of the Zhanghu High-speed Railway.

關键词：接触网;硬点;策略

Key words： catenary;hard point;strategy

中图分类号：U225                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）04-0169-02

0  引言

现如今经济社会的到来，使我国各地区的城市、乡村铁路建设圈也在渐渐提高，其中人们对电气化铁路发展较为关注，它关系着人们的出行便捷程度与稳定安全性，因此对行车的建设质量要求越发严格，列车运行速度的提高对弓网的质量要求就越高，在建设之初工作人员对此的理想使用状态便是可以让弓网之间接触可靠，电力机车能在此基础上正常通过接触网获取稳定的运行电能资源，而接触网中硬点的存在是影响弓网关系的主要因素。在张呼高铁开通段动态检测期间检车发现的多处接触网硬点问题，在联调联试期间处理起来很费时间，难度也大，有个别硬点太严重，无法整改到位，最后换线了两个锚段，造成不小的经济损失，本文通过诠释硬点产生的原因，分析硬点的危害，并结合开通段已发现的硬点问题，总结处一套消除硬点缺陷的方法，来指导后续非开通段接触网工程的精调。

1  接触网站的基本含义与组成

硬点现象的发生主要是指在接触线上的定位悬挂部位弹性逐渐减弱，随后悬挂部位上重量被动增加，机动车电弓的使用持续保持高速状态下，此位置出现抬升异常就会引发撞弓与碰弓等不良事件的发生。

硬点问题的存在本身即是接触网建设时所形成的隐项问题之一，属于结构上的欠缺，主要由此项悬挂技术本身不均匀题所导致，匀称状态相对有问题。若电气机车运行状态速度越高此项故障的表现形式就越发明显。当状况严重时电弓的使用安全无法保证，造成此软件发生损坏，极有可能在运行时发生突然断线或者踏网的现象。所以在正常情况下很多工作人员在维护接触网的硬点工作时已经将其作为主要观察高速电气化铁路的电弓网是否运作正常的一项参数。

电力高速机车在运行的过程中，受到电引同接触导线的接触面是滑动摩擦的状态，保证接触网的正常电流取值使电网弓网间有接触压力，弓网关系会发生瞬态变化，当变化达到量化标准时，便将其称为硬点[1]。接触网的硬点会导致弓网之间无法正常的接触、受流，造成导线与受电弓滑板出现拉弧或火花，发生撞击性损害和异常磨耗，损伤到受电弓和接触线，降低其使用寿命，不安全的同时又增加了经济损失。并且，在接触线的位置存在硬点还会影响牵引机电的正常取流，牵引机出现故障便会导致不断的拉弧暂态中对其的伤害性加大，从而降低高速车的牵引机车的质量保证。到目前为止，其作用力、运行速度、加速取值与位置等数值突然发生变化会一般是由于检测的是电弓加速控制传感器反应得出。反观接触网中硬点的存在是此项技术结构具有欠缺性，同时也是接触网发生悬挂不稳定、不均匀的统一称呼，但是这种状态也是相对的。当它的运行速度越高表现就越显著，相关工作人员在检测与评价高速机动电气化铁路的弓网接触面的硬点时会将此作为一项重要的参考指数。

2  接触网中硬点对高速铁路的危害

在通常情况下若高速铁路上的机车出现受弓现象与接触线暂时离线，大部分是由主要接触网中硬点所导致的。当高速机车的冲击运行速度与加速数值并不高时，便会造成弓网之间发生暂时性接触不良，当冲击参数值加速显示较大时就会导致离线。以上情况会造成受电弓和接触导线之间发生三方面的损伤。

一是机械损伤。尤其当列车运行速度很快时，受电弓和接触线之间会产生较大的水平和垂直方向的撞击，并会持续发生机械撞击，产生较大的机械特性伤害。相对来说，轻微的机械特性伤害是由受电弓碳滑板所致，而严重的机械特性伤害则是由打弓和刮弓造成的，很可能引发重大弓网事故，造成接触网局部刮伤，严重时会出现塌网事故，导致电力机车无法正常运行。

二是电弧伤害。通常情况下，弓网的伤害是由于硬点在其中产生作用，在弓网离线后或者离线的瞬间处于高温状态因此而产生的损害。硬点不仅对接触网会产生损害，而且对于受电弓的危害也不小，由此可见，接触网的硬点是导致高速机车出现受电弓离线的影响原因之一，电器、牵引变压器、接触网及供电系统均会发生危害[2]。列车低速运行时，在硬点处会由于接触不良造成离线，离线产生电弧，因为离线的幅度小导致车速慢，电弧的接触线高热燃烧情况更加明显，长期发生高温的烧伤会造成接触导线断线。

三是设备伤害。当受电弓和接触线因硬点产生的瞬间不接触而出现碰撞离线时，受电工和接触线之间空气间隙就会产生电弧，使机车取流发生突然变化，形成过电压和电磁谐波等，进而使供电系统的设备受损。

3  接触网硬点产生原因

①在接触网道岔非支下锚时，设计图纸要求接触线过交叉点后直接转弯下锚，但非支距离太短，转弯太大，从而引起导线边坡突然抬升，造成弓压突变引起的硬点。

②些许地段大干时，常使用人力放线或与稳定性差的小张力放线架放线。工作人员在进行导线架构建设过程中，其常因为受力不均匀，导线出现时松时紧，导线上下窜动，出现碰撞钢轨、轨枕，出现的打击伤害，卡在弹簧垫和悬挂“S”钩处出现硬折弯等现象，造成导线的硬伤，出现硬点。

③若工作者已经完成承力索搭建与接触线结构建设后，由于某些原因无法及时安装吊弦及定位装置，而采用“S”钩临时悬挂，但对“S”钩的制作、安装没有统一规格，导致“S”钩长度并不在同一水平线上，就会致使短的一根“S”悬吊点承受的力更大，长时间后就会因承受力达到极限进而接触线中硬点的产生。

④相关工作人员的工作细节并不规范，以至于在实际工作的时候接触线遭受到人为踩踏与用力拽拉等现象，这种“野蛮施工”多数是由于管理部门的管理工作不严谨，故而施工的时候导线的安装线面不平直，出现硬弯或者扭曲严重，进而出现硬点。

⑤接触网悬挂负荷太集中造成重量不均衡引起硬点，如在分相、关节，上网引线、电连接线夹、导线定位、线岔、中心锚结等处，由于重量突然增加，该处的导高没有进行一定的抬高，造成受电弓在该处的接触力压力突变形成硬点。

⑥接触线调整坡度超标，不合规范造成硬点。如在接触网精调过程中的悬挂点处两侧吊弦悬吊处出现“V”型悬挂，相邻两根吊弦安装高度相差超过标准，引起接触线坡度突然增大，弓网接触压力突变出现硬点。

4  减少接触网硬点采取的措施

以目前电气化铁路中接触网弓网架构建设及日常使用、运行情况而言，无法从根本上将硬点消除，唯一可以做到的是减少硬点的存在。减少接触网硬点的有效措施有以下几点：

①接触网道岔下锚时，非支延长下锚长度，降低承导线下锚的角度，下锚转角最大不能超过10°，從而减少硬点。②接触线架设过程中，规范工人的施工作业，严禁工人抬升接触线和踩踏接触线，避免人为直接造成硬弯出现硬点。③接触网架设施工中，采用恒张力架设，张力控制在8～12kN，放线速度控制在3～5km/h，匀速行驶，放完线后每跨悬挂的“S”钩按计算的长度分别悬挂，确保导线悬挂平直，缺悬挂数量不得少于5根，同时减少接触线的临时悬挂的时间，控制在接触线超拉后的48小时内安装正式吊弦。④接触网设备和线夹安装过程中，严格控制接触线夹的负驰度。中锚线夹处导高需比标准高度抬高5～10mm，电连接线夹处接触线高度应相邻吊弦高0～5mm。⑤在安装过程中接触导线的质量决定了其综合质量，其中包含导线张力、线密度、截面积、导点率、合金化等参数的测量，站在科学角度分析在安装结构与材料的选择，借此来提升接触悬挂的张力和稳定性，来减轻在接触悬挂上面的物体重量。接触线工作支调整时，严格控制导线的高度变化，接触线每300米检查一下导线的平直度，导线的坡度控制在不大于1‰坡度（250km/h），坡度变化率不大于5‰，且两相邻定位点的高差不大于20mm，不能形成偏差峰值的倒“V”字形。⑥提升接触网的日常运营状态包括基本技术检测、养护与维修工作，完善每项环节可以提高接触网的使用质量，施工部门与工务部门要加强联系，减小因线路轨平面标高的抬升，造成对弓网间接触压力的影响。⑦注重施工过后的检修质量，减少因施工不当所造成的硬点生成。在初次检查出问题时就应大力整治工作，并在后续工作中持续加强力度。但是若无法从源头出现控制检修质量的提升设备使用质量则无法增强。因此，在施工检修时应该按照标准的检修工艺来进行，负荷过于集中点应该预留出10-20mm负驰度。

5  结束语

接触线硬点是影响弓网取流的一个顽症，为减少甚至消除人为造成接触网硬点产生，建议三点：第一：不断总结以往的施工经验教训，在施工前加强施工人员的技术培训，规范施工作业流程，掌握技术标准，减少人为施工造成硬点;第二：优化设计的不足之处，对设计转角过大的道岔直接下锚，改为延长一跨承导线下锚的施工优化方案;第三：采用新材料、新技术，从设计角度优化，改进接触网布置结构，从而改善接触线的硬点。如采取接触线内预设光纤检测技术，可提前做到检测导线的温度、振动、应力分布、硬点等问题，提前预防减少硬点。只有通过不断总结完善，才能早日消除接触线硬点，确保电力机车在高速运行情况下弓网配合良好、受流稳定，全面保证高速铁路的运营安全。

参考文献：

[1]于万聚，王晓保.高速接触网-受电弓系统动态受流特性的仿真研究[J].铁道学报（铁道牵引电气化与自动化专辑），1993（02）.

[2]TB 10758-2010，高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准[S].

[3]张健.浅析电气化铁路接触网硬点产生的原因及防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2010（3）：56-58.