浅论电气化铁路接触网造成硬点因素及处理

浅论电气化铁路接触网造成硬点因素及处理

发表时间：2018-06-05T16:36:27.383Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：苗建英

[导读] 摘要：在电气化铁路结构中，接触网是重要的组成部分。

（中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特供电段内蒙古呼和浩特 010010）

摘要：在电气化铁路结构中，接触网是重要的组成部分。随着我国铁道建设的不断发展以及相关技术的推动作用，我国的铁路弓网关系越来越受到各界的关注。接触网硬点问题一直是影响弓网关系的重要问题，为避免造成严重损失，需要对接触网硬点进行进一步的研究，从形成原因入手，有针对性的采取相应措施，降低危害的影响范围，保证电力机车稳定运行。

关键词：电气化铁路；接触网；硬点；因素；处理

电气化铁路接触网硬点是威胁接触网性能的重要因素，因此，做好接触网硬点产生原因分析，明确接触网硬点造成的危害，对采取有效的接触网改进措施具有重要的指导意义。

1接触网硬点的产生

1.1接触网硬点的形成

在铁路机车行驶过程中，受电弓和导线接触面存在相互摩擦，为了确保取流的正常性，弓网之间存在一定的相对压力，某种因素的变化会导致机车相对位置、行驶速度发生变化，导致弓网关系出现突然性的变动，在这种变动达到一定程度时，就会形成所谓的接触网硬点。事实上，接触网硬点是非常态的物理现象，会破坏弓网之间的相互接触和受流情况，导致受电弓和导线的非常态磨损，会在接触部位产生拉弧或火花，进而损坏受电弓和接触导线。另外，接触网硬点的形成会破坏牵引电机的取流，尤其是在拉弧暂态情况下会损坏牵引电机，从而降低电机的牵引质量。总而言之，接触网硬点是电气化铁路发展的主要问题之一，这是由于接触线、接触面压力不均匀产生的，具有一定的相对性，并且随着机车行驶速度的提升，其影响也越显著。因此，接触网硬点是判断电气化铁路弓网关系的重要参数之一。

1.2接触网硬点产生因素

电气化铁路接触网硬点产生因素较多，通过汇总分析主要包括施工因素、设计因素、材质因素、线路因素、检修因素等。①施工时采用小张力放线法架设接触导线，因没有张力参数标准作参考，稳定性降低。同时，抛锚、起锚松线、紧线操作导致接触导线张力均匀性降低，受外力影响而变形、扭曲，产生硬点。另外，接触导线、承力索安装完成后，为及时将固定装置安装到位，而且使用的临时吊线未严格按照规范标准进行制作及安装操作，尤其当吊线长度较短时，悬点因受重荷载的长期影响产生硬点。②在设计过程中，因定位器、分相绝缘器接头、分段绝缘器接头、电连接等处载荷较为集中，导致电气化铁路接触网的弹性减小而形成硬点。另外，电气化铁路接触网导线在局部位置受较大坡度的影响，变化明显增加冲击硬点的出现机率。电气化铁路接触网导线在不少位置存在较大坡度且变化程度明显，容易形成冲击硬点。③生产接触导线时使用不同的金属材料，导致金相组织分布不均匀，接触线不同位置平顺性、刚度等变化明显。当受张力作用后，一旦遭受冲击，接触网和受电弓的接触压力变化迅速，形成硬点。④线路是引起弓网接触压力突变的因素之一，尤其当机车高速行驶时给接触线稳定性造成较大影响。另外，工务部门与供电单位开展相关作业时未进行充分沟通，导致侧面、轨面限界等超出允许范围，导致接触网导线高度、拉出值超出限界值，导致接触网产生硬点和打弓。⑤供电检维修工作不规范，造成接触硬点。如供电部门进行电气化铁路接触网重要零部件的制造安装时，易造成分段、分相接头底部出现偏斜而形成硬点。另外，日常维修作业中，检修人员随意性较大，监督不力，导致重要参数未得到及时调整，给接触网硬点的产生埋下隐患。

1.3接触网硬点危害

所谓接触网硬点，就是由于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，电力机车在运行中，在机车受电弓高速运行通过的情况下，这些部分都会出现不正常的升高（或降低），甚至出现撞弓、碰弓现象，形成这种现象的本征状态即为硬点。接触网硬点是一种有威胁的物理现象，它会破坏弓网间的正常接触和受流，加快导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，常在这些部位造成火花或拉弧，从而损伤接触线和受电弓。接触线硬点的发生，也会影响到牵引电机的正常取流，在拉弧的暂态过程中对牵引电机造成严重的伤害，同时，还会影响机车的牵引质量。

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。

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。

2接触网硬点的处理措施

2.1接触网硬点的处理措施

①注重电气化铁路接触网设计优化。在对电气化铁路接触网进行设计时应综合考虑接触网实际要求，从使用环境、所用材料、接触网结构等方面进行深入的论证分析，提出多套设计方案，并从经济、技术角度方面进行可行性分析，选择最佳方案，确保接触网受力的均衡性，防止集中荷载的出现。②采取针对性措施提高施工质量。保证施工质量是减少电气化铁路接触网硬点产生的有效方法，因此，施工中应注意：一方面，严格依据规范要求进行施工，尤其依据设计方案对相关参数加以合理控制，施工作业时平直放置接触导线，避免用力扭动。同时，在进行电分相、电分段处建议采用锚段关节式。另外，对接触导线进行架设作业时应注重电子监测技术的应用，确保恒张力放线，并严禁施工人员破坏或践踏导线。另一方面，保证导线接头处、中心锚结、电连接线、吊弦点处等内容施工质量。例如，导线接头处施工时，使用线索锚段配盘形式，预防导线接头硬点的出现；安装接触线中心锚结时，应确保悬挂高度高于接触线设计高度的20~30mm，避免中心锚结线夹发生偏斜。进行电连接线作业时仍应保证线夹端正，避免偏斜。同时，应预留一定的电连线，防止温度影响承力索、接触线的伸缩，引起线夹歪斜产生硬点；进行吊弦点处安装作业时应将安装位置在钢轨上准确的标出。吊弦点应保持同一水平高度，确保接触线在同一水平面。③认真落实接触网日常维护工作。做好电气化铁路接触网日常维护不仅能及时发现出现的硬点，而且通过及时采取措施加以处理，避免硬点影响范围的进一步扩大，为机车的安全运行提供保障。尤其应依据周期性检测制度要求，认真落实检测工作，明确