论文 浅谈接触网硬点的原因及整治

浅谈接触网硬点的危害、产生原因及整治方法

摘要：对接触网硬点产生的原因及危害进行分析，根据目前我国接触网运行的现状,提出改进硬点整治的一般方法。

关键词：接触网；硬点；危害；整治；

随着主要干线列车速度的提高，铁路弓网关系越来越受到关注，而接触网硬点一直是影响铁路牵引供电弓网受流质量的顽症。硬点的存在容易造成受电弓和接触线的机械损伤和电弧烧伤，严重时可能诱发弓网故障。改善接触网的质量，创造良好的弓网环境，是电力机车高速行驶的前题，理解硬点产生的原因并进行整治，保证良好的弓网关系的重要手段。据此本人对接触线硬点的产生原因及整治提出一些看法和建议。

一接触网硬点的危害

电力机车在运行中，机车受电弓与接触线的接触力的变化是非常复杂的，通常我们称引起机车受电弓与接触线的接触力突然变化的地点为接触硬点，通称硬点,接触网上引起接触力突然变化的地点为接触网硬点。

硬点对接触网、受电弓的伤害有两种情况，一是机械伤害，另一个是电弧伤害。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点了），通常我们说硬点对弓（网）的伤害，主要是硬点引起的弓网离线，和离线瞬间产生的高温电弧，它对接触网、受电弓有很大的危害。对受电弓的伤害主要表现在对弓头的点蚀、汽化。对接触导线的伤害除了对接触导线的点蚀、汽化以外，就是对导线的高温退火。我们经常遇到非金属性接地（如非金属杂物侵入、机车车顶绝缘子闪络或者绝缘老化时升弓等），而引起接触导线（有时是承力索）断线的事故、故障，究其原因实际是此时接地有较长时间的持续电弧（此时的电流不至于断路器跳闸）而烧断接触导线。

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、电器、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。从局部讲高温的电弧严重时可能烧伤接触线或受电弓，使接触线或受电弓的接触面出现大量的点蚀，造成接触线截面积不够，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；从电气原理上讲，离线时空气的电阻是非线性的，使机车电流骤变，产生冲击电流和瞬时过高压、高次谐波，影响机车牵引电机、牵引变压器及供电系统的电能质量。特别是原始硬点使机车受电弓严重离线，受电弓弹起后产生的二次、三次接触冲击硬点，因其离线幅度小，时间短，电弧对接触线或受电弓的烧伤更为明显。

二、硬点产生的原因

1 接触网本身的原因引起的硬点

1）导线硬弯

一是接触线线材问题。由于生产工艺和材质成分的不同，有的接触线材质较硬，容易形成不规则硬弯；从接触线磨损程度上看，磨损程度忽大忽小，硬弯呈上下弧形，间距为100～200 mm。在接触线上留下宽度为2～4 mm的磨痕，产生连续硬点和对应的连续火花。

二是施工或检修时，因各种原因（如无张力放线、使用夹线工具不当、导线张力不足引起驰度过大、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，特别是上下弯造成离线及离线后的冲击硬点。

2）接触网导线坡度和弹性变化

接触网在线路与桥隧、站场与区间、联接处及锚段关节处等。一是由于线路与桥梁连接处跨距比远高于1：1.25，跨线桥下接触网结构高度降低，刚性增加，造成接触网弹性差异较大，受电弓运行轨迹产生突变，并以硬点形式体现。二是在检调中处理不好就很容易存在导线坡度和弹性变化，在导线坡度较大或导线坡度转换点，就会造成较大冲击硬点。

3）接触网零部件产生的硬点

一是在分相、分段、导线定位器、电连接线夹处、补强处等，由于重量的突然增加，受电弓的接触力突变。形成硬点；

二是施工质量问题，由于施工原因造成的接触线硬弯、接触线扭面、定位器调整不到位、锚段关节调整不到位、坡度超标；接触线上的零部件安装不规范，撞击受电弓等；

2非接触网原因产生的硬点

1）、机车受电弓产生的硬点

在机车的运行取流过程中，运行的受电弓与架空式的接触网之间进行的相互作用、相互匹配非常复杂，影响受流质量的主要参数有静态接触压力、动态接触压力、受电弓振动频率、接触网振动频率、机车运行速度、等。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能影响到接触硬点。与机车有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。2）、工务线路产生的硬点

列车提速后，线路质量的好坏也间接影响着弓网间的配合，例如线路的变坡点，特别是正坡直接变成负坡的变坡点，反映在弓网关系上就相当于一个导线变坡点，如果此处正好是接触导线的变坡点那就可能出现很强烈的硬点。线路道床质量对受电弓与接触网的接触力影响很大，如道床的弹性系数、振动周期、及各种病害等，对接触网运行影响很大

由于机车或线路产生的硬点具有较大的随机性，因此在现场检查维护过程中很难被发现。三接触网硬点的整治

就目前的弓网结构和实际运行来看，几乎不可能从根本上消灭硬点，只能将其减小到允许范围内。硬点的整治工作有以下几个方面：

1 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。施工工检修过程中应严格按照200 km／h检修工艺及相关标准进行施工维修。对负荷过于集中的点应预留10～20 mm的负弛度。将关节处调整为“房檐形”平缓过渡形式，在跨中过渡处预留60～80 mm负弛度。对导线孤立硬弯使用MSGW整直；对连续多处硬弯应根据情况，考虑整锚段恒张力换线。施工及缺陷处理过程中应对每根吊弦及定位处进行精确测量，吊弦高差不大于10 mm，跨线高差不大于150 mm ，以减少坡度变化点，使导线坡度控制在2‰以内。

2 对现有的接触网硬点的处理

（1）如是几个跨距形成的波形硬点，则测量该区段定位点、跨中的导高找出波峰，采取定位点调整导高(波形硬点调整后，通过测晕吊弦间高度差进行吊弦的调整)，消除硬点。（2）如果是中心锚结绳松弛形成的硬点，首先检查并处理补偿装置是否有坠砣卡滞现象；