接触线硬点产生原因与防治

接触线硬点产生原因与防治

摘要：在电气化铁路供电系统中，接触网是牵引供电系统中处于室外环境中的核心组成，是主要供电设施，其功能是全天候沿铁路向电力机车源源不断输送电能。电力机车电能的取得，要依靠良好的弓网系统关系。接触网硬点是影响弓网系统关系，干扰电力机车受流是否稳定的原因之一。如何减少硬点危害，保证弓网系统运行正常，是电气化铁路可靠运行的重要内容。接触网硬点不仅会破坏弓网系统正常运行，还会加速接触线和机车受电弓的损耗，缩短接触线和机车受电弓的使用寿命，严重时，还可能会造成弓网故障，影响铁路行车的安全。作者在本文中，谨从对接触网硬点的理解，分析其产生的原因，并提出一些防治的措施方面进行浅述，不当之处，请批评指正。

关键词：硬点弓网系统危害防治

1 接触网硬点概述

电力机车的受电弓在高速运行中，时刻要与接触线的接触面保持良好的滑动接触，其互相间应保持相对稳定的接触压力，以保证通过接触面良好接触实现电能传输。其接触压力是受多种因素影响而产生变化的，这种引起受电弓与接触线间的接触压力突然变化的因素称为接触硬点，而接触网系统中引起接触力变化的影响则为接触线硬点。对于弓网系统而言，硬点是相对存在的，即接触网与受电弓都可能是硬点产生的主体，其影响也是相互的，一方的硬点必然影响两者的平衡。在接触网结构中，硬点是接触网结构中的一种缺陷，是接触网接触悬挂弹性不均匀状态的外在表征。电力机车受电弓运行速度越高，这种表征就越明显，对打破弓网系统平衡性的影响就越大。因此，在高速铁路牵引供电系统接触网结构中，硬点是评价和衡量高速电气化铁路弓网系统关系的重要参数，是影响到牵引供电系统整体稳定与列车安全正点运行的重要因素。

2 接触线硬点的危害

在实践中，一般将接触线硬点的危害分为机械损伤、电弧伤害和电气系统伤

害三种。

2.1 对接触线和受电弓产生机械损伤

在受电弓与接触线的接触面保持滑动过程中，硬点的影响会造成接触压力的

突然变化，这种突然变化可能存在于水平与垂直两个方向的冲击，表征现象就是

对受电弓或接触线突然出现一种撞击，在撞击处会加大接触线接触面和受电弓的

局部机械磨耗。这种不均匀磨耗会加速缩短接触线和受电弓的正常使用寿命，且

当磨耗达到一定累积时，还可能会造成接触网断线和受电弓折断，引发弓网故障。同时，当硬点出现在分段绝缘器、器件式分相、定位线夹、吊弦线夹、电连接线

夹等重要连接位置时，还很容易出现击打受电弓，即“打弓”现象，对接触网系

统安全运行产生极大影响。

2.2 对接触线和受电弓产生电弧伤害

在受电弓与接触线的接触面保持滑动过程中，稳定的接触压力使受电弓与接

触线保持摩擦接触。当这种稳定的接触压力受到影响，即遇到硬点时，受电弓与

接触线间的接触会发生瞬间脱离，产生空气间隙，随即产生火花或拉弧。这种弓

网间的瞬间脱离状态，会影响到受电弓的正常受流，互相间的火花或拉弧还会对

接触线、受电弓均造成一定程度的烧伤，严重时，还可能会造成接触线被烧断，

严重影响行车安全。

2.3 对牵引供电系统和机车产生电气系统伤害

当受电弓和接触线因遇到硬点而产生瞬间脱离，空气间隙间形成的火花或拉

弧现象，会使机车受流发生突然变化，形成过电压和电磁谐波等，对牵引供电系

统和机车内部设备均会产生一定程度的电气系统伤害。

3 接触线硬点产生的原因

3.1 结构特点影响

3.1.1特型定位器选用的影响。在绝缘锚段关节的转换柱、中心柱及绝缘锚

段关节式分相的转换柱、中心柱处，常采用的定位器为特型定位器，这种定位器

具有较大的自重，因自重造成的负荷集中，通过定位线夹传导至接触线上，导致

接触线在定位线夹处出现明显的负荷集中现象，该处接触网弹性出现不均匀而形

成了硬点。

3.1.2 接触网设备安装处所的影响。在接触网器件式分相、分段绝缘器、电

连接器线夹、中心锚结线夹、隔离开关、避雷器引线线夹及供电线上网点线夹等

设备零部件安装处，设备及线夹的重量，导致负荷集中，对受电弓接触压力发生

变化，形成硬点。

3.2 施工过程影响

3.2.1 小张力或人工放线影响。接触线在施工展放架设过程中，没有采用恒

张力或放线张力不满足设计要求，放线过程中，放线张力过小或不稳定，不足以

克服接触线绕盘张力，绕盘张力形成的内部应力会造成接触线变形、扭曲、扭面、硬弯，甚至是线型翻转等现象，从而形成硬点。在展放接触线过程中，使用的“S”钩不挂放线滑轮或“S”挂设距离不均匀，也是放线过程形成硬点的原因之一。

3.2.2 放线遗留问题处置不当影响。当出现上述接触线变形、扭曲、扭面、

硬弯，甚至是线型翻转等现象时，未进行及时的顺直、调正等处置，形成了接触

线的永久变形而形成硬点。

3.2.3 施工工艺原因影响。在进行接触网定位、吊弦等设备安装，因定位坡

度调整不到位、吊弦长度不恰当等，造成安装后形成坡度过大过小、限位止钉调

整不恰当、定位与定位间、吊弦与吊弦间高差超标等问题，而形成硬点。

3.2.4 其他施工不当行为影响。在施工过程中或在后期的运营维护检修过程中，施工人员未严格执行禁止踩踏接触线、禁止敲击接触线等要求，或者使用工

具不当，野蛮施工形成的硬点。

3.3 自身以外原因

3.3.1 线路质量原因。当遇到线路调整，比如铁路其他相关部门起道、拨道

作业，造成轨面、曲线超高和侧面限界的变化时，间接导致接触线导高、拉出值

等基本参数的被动变化而未及时调整形成的硬点。同时，线路路桥结合处、路隧

结合处、桥隧结合处等，也容易因线路平整性问题间接影响接触线导高及平顺性，从而形成硬点。

3.3.2 外界环境影响。在台风、龙卷风等恶劣天气时，受到外界异物飞落、

撞击接触线，造成接触线变形、受损等影响而形成硬点，这种情况在沿海地区较

常见。在冰雹、大雪、结冰等恶劣天气时，接触线覆冰处置不及时，造成负荷不

均匀增加，从而形成硬点，这种情况在北方地区较常见。

4 接触网硬点的防治方法

接触线硬点的形成，原因复杂，往往从系统上分析，原因还不是单一的，而

是各种原因集中体现的结果，处理起来，存在一定的难度。在施工或运营维护检

修工作，为尽最大可能消除接触线硬点，可从以下几方面努力，将硬点或可能造

成硬点的原因尽可能消除，以实现弓网系统的受流与运行最佳状态。

4.1 严格落实恒张力放线工艺

为实现接触线的平直性和确保受电弓的受流质量，接触线的架设施工有着至

关重要的作用。在新线施工时，或在运营维修中涉及更换接触线时，要严格落实

使用恒张力放线车进行接触网恒张力展放的工艺技术要求，防止接触线变形、

扭曲、扭面、硬弯形成的硬点。

4.1.1恒张力施工线准备工作要充分。在放线条件上，要确保放线锚段内接

触网支承结构（腕臂、定位管、定位器等）已安装完毕，承力索已架设，两端下

锚柱的补偿装置结构已安装完毕。同时，在技术准备上，要确保放线锚段内吊弦、中心锚结、电连接器已计算并预制完毕，同时，要按设计的接触线材质、绕线张力、额定张力等在技术方案中明确放线张力（一般不小于接触线线盘的绕线张力，不大于额定张力）。