接触网硬点产生原因及如何减少硬点的建议

接触网硬点产生原因及如何减少硬点的建议

【摘要】接触网硬点是电气化铁路一大顽疾。减少接触网硬点危害，保证弓网间正常接触和取流是高速电气化铁路可靠运行的前提。

【关键词】弓网关系;硬点;危害;原因;建议

随着我国电气化铁路的飞速发展和列车运行速度的不断提高，特别是时速350km/h高速动车组的投入运行，对弓网关系提出了更高的要求。正在运用各种先进的检测手段对接触网进行动态检测。其中，检测的一个重要项目：硬点。本文根据第六次大提速以来铁道部综合检测车对济南局京沪线、胶济客专线的检测结果，以及现场处理复测情况，分析了硬点产生的原因，指出其危害，并从优化接触网设计、提高接触网质量等方面提出减少、控制接触网硬点产生的建议。

1.接触网硬点

接触悬挂的硬点，是接触悬挂不均质状态的统称。接触悬挂的一个重要指标就是弹性均匀。如果在接触悬挂或接触线上的某些部分，如在跨距两端的定位点处弹性变差或有附加重量时，在列车高速运行的情况下，这些部分都会出现不正常升高（或降低），甚至出现撞弓、碰弓现象，也就是说在这些部位会出现力、位置、速度或加速度等量值的突然变化。形成这种现象的本征状态，称为硬点。所以，硬点是一种结构的本征缺欠，并且是相对的。越是高速时，表现越明显。硬点是一种有害的物理现象，它会加快导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害。同时，破坏弓网间的正常接触和受流，常在这些部位造成火花或拉弧。目前，通常这种力、位置、速度或加速度的突然变化是通过在检测受电弓上安装加速度传感器来检测，具体量化表分类见表1.接触网硬点是评价和衡量高速电气化铁路弓网关系的一个重要参数。

表 1

2.接触网硬点的危害

接触网硬点危害主要有以下三个方面：一是造成受电弓和接触导线之间发生水平和垂直方向撞击，加大接触线和受电弓局部机械磨耗，甚至会在受电弓滑板上留下明显的撞击痕迹，长期运行会造成接触网断线和受电弓折断，引发弓网事故。二是导致受电弓和接触网接触不良，在瞬间发生接触导线和受电弓机械脱开，我们称这种现象为”离线”。离线发生时，会伴有火花或电弧产生，烧伤受电弓滑板和导线接触表面，形成麻面，加速导线损蚀。

3.接触网硬点产生原因分析

3.1施工过程产生的硬点

（1）采用无张力放或不稳定的小张力放线，造成接触导线在展放的过程中，导线时松时紧，损伤接触导线的平顺度；在导线展放过程中使用”S”钩悬吊导线，由于无张力或张力波动大造成导线顺线路方向前后窜动，导致”S”钩损伤导线接触线面。

（2）在完成承力索及接触线假设后，由于种种原因，都不能及时安装吊弦及定位装置，承力索与接触线间一般要采用临时吊线固定，而对临时吊弦的制作、安装没有统一规格，在现场施工过程中随意性较大，导致临时吊线的制作、安装没有统一规格，在现场施工过程中随意性较大，导致临时吊线的长度参差不齐，长度较短的临时吊线悬吊点因长时间承受较大的负荷而产生硬点。

（3）在假设后的接触导线初伸长（蠕变）还没有拉伸到位的情况下，便安

装吊弦和定位装置，在后期导线初伸长拉伸到位后，会在吊弦和定位线夹安装处产生硬点。而此时原先安装的吊弦和定位装置会顺着拉伸方向歪斜，使安装工艺不达标，造成二次安装或反复调整。

（4）在施工过程中，线路管理单位对线路起、拨道，线路迟迟不能锁定，造成接触网反复调整，损伤导线。

（5）吊弦、腕臂的预配制作精度不够、安装存在误差，造成二次安装调整，损伤导线。根据国外高速铁路经验，凡接触线上安装的线夹均应一次安装到位，二次安装将会引起硬点。

（6）由于工期紧迫，为抢工期出现踩踏和用力拉拽导线等不规范作业和野蛮施工现象，造成接触导线线面不平直，形成硬弯或扭面。

3.2接触悬挂结构本身产生的硬点

（1）集中负荷。如在导线定位、线岔、中心锚节、电连接等处，造成接触导线重量突然增加，引起弓网间接触力突变，形成硬点。

（2）接触网在线路与低净空桥、站场与区间连接处及锚段关节等许多地方存在导线坡度及坡度变化，在导线坡度较大或导线坡度转换点，产生较大冲击硬点。

3.3其它原因形成的硬点

（1）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，使得接触线的刚度均匀，同时要有良好的平顺性。如果接触线内部存在孔洞、可以差异大、分布不均或攒在异质等，接触线再加上接触张力后，就会造成刚度不均，容易受到冲击，使弓网间接触压力突变，产生硬点。接触导线质量不良，在施工过程中也易产生硬点。

（2）轨道线路原因产生的硬点，也是引起接触突变原因之一，特别在列车提速以后，线路的质量对接触压力影响很大。如道床的弹性系数、振动周期、坡道、曲线、道床和轨道病害等。

（3）天气状况和受电弓质量也是硬点产生的原因之一。如大风、雨等恶劣天气等，若受电弓质量不良，碳滑板上存在小的沟壑也容易对接触线造成损伤，检测时易产生硬点。

4.减少接触网硬点产生的建议

（1）从接触网设计环节优化接触网结构和型式，从源头上减少和控制接触悬挂结构本身产生硬点的根本措施。设计部门应对目前所采用的接触网结构和型式进行分析，对接触网系统中硬点多发、易发部位，采取针对性措施，对接触网结构和型式进行优化创新。比如尽量避免接触网导线坡度变化大，合理选择接触网零部件，减轻附加在接触导线质量，增加接触导线弹性均匀度，改善接触悬挂特性，最大限度减少接触网结构本身产生的硬点。

（2）从施工环节减少接触网硬点：提高接触网施工质量是减少和控制接触网硬点产生的关键。高速电气化铁路对接触网的施工人员素质和施工质量也提出更高的要求。在接触网施工方面，保证弓网关系良好的前提是：接触导线架设质量、施工计算软件的先进性和实用性，施工测量数据的准确性，以及先进的施工工具、检测工具和高素质的接触网专业人才。目前，国外对高速电气化铁路施工有以下四点要求：一是施工精度要求高；施工预算工厂化；三是施工质量现代化；四是施工人员专业化。特别对施工精度要求很严格。德国高速电气化施工经验表明，接触网设备预配、安装在规定误差范围内，可以较好的控制接触网硬点，容易实现理想的弓网接触质量。我国现阶段接触网施工质量同国外先进国家接触网