鲁南高铁联调联试期间接触网硬点整治研究

战绪庶， 李艳龙

（1. 中国铁路济南局集团有限公司供电部，山东济南 250001；2. 中国铁路济南局集团有限公司济南供电段，山东济南 250001）

0 引言

鲁南高铁是山东省“三横五纵”高铁网络的重要组成部分，是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道。接触网硬点问题是联调联试过程中经常会遇到的一项难题，目前对接触网硬点解决方法的研究仍处在探索阶段。

接触网硬点是由于受电弓与接触网接触压力不均产生的，具有相对性，并且随着车组行驶速度的提升其表现也会越加明显［1］。

国内外针对接触网硬点的研究大致分为2 个方面：一是基于弓网运行设计原理进行理论分析并研究硬点产生的原因［2］；二是凭借现场检修人员的经验进行总结分析来消除硬点［3-4］。而联调联试期间，在逐级提速状态下利用弓网运行产生硬点波形来分析接触网硬点产生原因的研究较少。因此，开展利用鲁南高铁联调联试期间接触网系统动态检测波形数据进行系统分析，并结合现场实际情况研究硬点产生原因和整治措施。

1 硬点产生特点

高铁联调联试期间，通过综合检测列车对接触网系统动态检测波形数据进行系统分析，研究硬点产生的特点。关于波形中硬点的判定统计根据以下2 个原则：

（1）依据原中国铁路总公司2015 年发布的《高速铁路接触网运行维修规则》规定，当列车运行速度在300～350 km/h时，硬点允许最大值Av=588 m/s2，当波形中检测硬点值大于588 m/s2时，即为硬点缺陷［2］，需进行统计分析。

（2）由于联调联试为逐级提速试验，在弓网检测中，先统计每一次检测波形中接触网硬点缺陷位置，再将统计信息进行汇总分析。凡是在同一位置检测硬点仅出现1次的，即认为是检测误差；同一位置多次出现的，即认为该位置存在硬点缺陷。

1.1 不同速度等级下硬点产生情况

通过对300、320、350 km/h这3个速度等级下检测到的硬点数量和硬点平均值2项指标进行统计分析，其变化趋势分别见图1、图2。

通过分析可知：随着速度等级增加，硬点数量和硬点平均值都有明显递增，说明速度越大，硬点问题越严重。

图2 不同速度等级下硬点平均值变化

1.2 硬点分布位置统计分析

由于鲁南高铁设计运行速度为350 km/h，因此选取该速度等级下检测波形硬点分布位置进行分析。为了便于分析硬点原因和后续处理，将硬点分布情况分为离散区段硬点和集中区段硬点2种。

（1）离散区段硬点是指硬点分布在不同跨距内且分布不均匀的情况（见图3）。

根据列车运行方向，选取鲁南高铁下行正向受电弓闭口、上行正向受电弓开口运行检测数据进行分析。

在350 km/h 速度下，下行正向闭口检测硬点缺陷为13个，其中5个位于锚段关节处，6个位于中心锚结处，2个位于18号线岔处。

图3 离散区段硬点

在350 km/h 速度下，上行正向开口检测硬点缺陷为15 个，其中3 个位于锚段关节处，12 个位于中心锚结。不同位置下的硬点数量统计见图4。

由图4可知，鲁南高铁在350 km/h检测速度下共产生28 个硬点，其中18 个位于中心锚结处，8 个位于锚段关节处，2 个位于18#线岔处。中心锚结占比64.3%，锚段关节占比28.6%。硬点大值主要集中在中心锚结处。

图4 硬点产生位置统计

（2）集中区段硬点是指在1个或者连续几个跨距内硬点分布比较集中的情况，通常这种情况下硬点会集中分布在连续的几个跨距内（见图5）。

图5 集中区段硬点

通过对鲁南高铁动态检测，共发现3个区段硬点较为集中，全部位于鲁南高铁下行线，公里标分别为：K87+200—K88+300、K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500。经与现场核实，这3 个硬点集中区段为3 个接触线整锚段。初步推测该3个区段硬点的产生与放线施工工艺或者接触线设备质量有关。

2 硬点处理措施

通过分析硬点分布特点和产生原因，采取如下相应处理措施。

2.1 针对离散区段硬点处理措施

为排除检测定位误差，在检测波形图中，查找硬点对应的区间接触网杆号。以确定的接触网杆号为中心组织人员进行现场测量和处理。现场对于硬点处理应按照以下步骤逐一排查、确认和调整，现场调整完后要进行复测和记录。

（1）现场应以硬点检测波形分析确定的接触网杆号为中心，整体左右3跨进行接触网导高参数测量，排查是否因定位点高差或者相邻吊弦点高差产生硬点。通过合理布置吊弦，调节吊弦间距以及定位点的高度，保证吊弦受力均匀，可消除吊弦高差产生的硬点［3］。

（2）若排除高差原因后，现场检查是否因施工工艺不规范造成导线产生硬弯、扭面现象。借助车梯或作业车用手触摸或水平整体目测检查，发现此类缺陷应分别采用正弯器和扭面器等专用工具进行处理。

（3）检查是否由于中锚绳、中锚线夹和电连接线夹安装不合格造成硬点。通过调整中锚绳、中锚线夹和电连接线夹等来消除硬点［4］。

（4）检查是否因锚段关节处或者电分相处2转换柱间导线交叉处不水平、受电弓不能平滑过渡而产生硬点［5］。采用对关节处吊弦进行测量，移动调整或者更换吊弦以及通过延长等高处的方法进行处理来消除硬点。

（5）检查定位点与相邻2处弹吊吊弦布置是否满足设计要求，是否对称分布、受力均匀，且不能形成V字形。若不满足要求，可通过调整、更换相应吊弦来消除硬点［6］。

2.2 针对集中区段硬点处理措施

集中区段硬点产生原因与离散区段不同，主要因接触线所受张力不足或接触线本身有质量问题而导致［7］。分别采用张力自然延伸试验、换线试验2 种方法进行处理。

（1）张力自然延伸试验。对鲁南高铁莒南北—临沂北区间下行K87+200—K88+300 处进行锚段整治实验，将锚段内定位点线夹、吊弦线夹、非支落锚锚支卡子拆除，接触线自然延展20 h后再进行检测。

（2）换线试验。对鲁南高铁下行K87+200—K88+300、 K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500 的3处硬点集中区段进行整锚段换线处理后再进行检测。

鲁南高铁下行K87+200—K88+300 处锚段在试验前后检测的波形见图6—图8。

图6 试验前的检测波形

图7 试验后的检测波形

图8 换线试验后的检测波形

对比图6 和图7 可知，张力自然拉伸试验对于接触网硬点问题改善效果不理想。对比图8可发现，通过更换接触线，硬点问题改善效果明显，硬点值控制在规定范围内。另外其他2处集中区段硬点在换线后，接触网硬点问题也得到明显改善。

3 硬点产生原因汇总

通过对弓网运行系统检测波形分析，结合接触网硬点整治反馈结果，总结接触网硬点产生的主要原因有以下几种：（1）接触网质量增加的区段容易产生硬点，如定位器线夹、吊弦线夹、中锚线夹、锚段关节的电连接线夹处等；（2）施工工艺不标准导致硬点产生，如接触线硬弯、扭面、定位器坡度不足等；（3）线索本身不合格造成硬点，如接触线表面存在毛刺、接触线内部损伤等。

4 结束语

通过对鲁南高铁联调联试期间弓网系统检测分析，结合现场实际研究接触网硬点产生原因，根据不同情况尝试多种解决办法，最终消除硬点缺陷。对接触网硬点产生原因进行数据分析和解决方法的探索，为后续我国高铁建设中接触网硬点的防治提供技术参考［8］，也为新建电气化铁路联调联试期间接触网硬点缺陷分析和处理提供解决思路［9］。