接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施

葉建勇

摘要：簡述接觸網(wǎng)硬點(diǎn)，形成的原因和克服及改進(jìn)的重要性，必要性。根據(jù)目前我國接觸網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)狀，提出改進(jìn)的基本思路。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)硬點(diǎn);現(xiàn)狀;改進(jìn)

1 前言

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路和城市軌道交通的重要組成部分。 隨著我國電氣化鐵道和城市軌道交通的發(fā)展，列車運(yùn)行速度的不斷提高，對接觸網(wǎng)的要求越來越高。

在理想狀態(tài)下，電力機(jī)車受電弓和接觸網(wǎng)保持一個(gè)恒定的接觸壓力，受電弓沿接觸線勻速前進(jìn)，電力機(jī)車所獲得的電能電壓穩(wěn)定。然而，在電力機(jī)車的運(yùn)行過程中，由于多種原因，受電弓和接觸線之間的壓力會發(fā)生改變，甚至?xí)l(fā)生離線現(xiàn)象（壓力為零），影響電力機(jī)車的正常取流，影響電力機(jī)車正常工作。因此，接觸硬點(diǎn)是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，怎么理解硬點(diǎn)并消除硬點(diǎn)的危害，很值得我們?nèi)シ治鲅芯俊?/p>

2 影響弓網(wǎng)關(guān)系的因素

2.1接觸硬點(diǎn)

電力機(jī)車在運(yùn)行中，機(jī)車受電弓與接觸線的接觸力的變化是非常復(fù)雜的，通常我們稱引起機(jī)車受電弓與接觸線的接觸力突然變化的地點(diǎn)為接觸硬點(diǎn)，通稱硬點(diǎn)。如：定位器、接頭線夾、線岔、電連接、中心錨結(jié)、分段絕緣器等都是硬點(diǎn)容易出現(xiàn)的地方。

2.2接觸硬點(diǎn)的危害

接觸硬點(diǎn)是造成機(jī)車受電弓離線的重要原因之一，機(jī)車受電弓離線對機(jī)車牽引電機(jī)、電器、受電弓、接觸網(wǎng)、牽引變壓器及供電系統(tǒng)都有危害。由于導(dǎo)線上硬點(diǎn)的存在，沖擊加速度（目前檢測硬點(diǎn)大小的參數(shù)）數(shù)值較小時(shí)造成弓網(wǎng)之間接觸不良，沖擊加速度數(shù)值較大時(shí)就會造成離線，離線產(chǎn)生高溫的電弧，到一定程度時(shí)會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機(jī)械破壞。

硬點(diǎn)對接觸網(wǎng)、受電弓的傷害有兩種情況，一是機(jī)械傷害，另一個(gè)是電弧傷害。機(jī)械傷害是指對受電弓、接觸導(dǎo)線輕微的碰傷，刮傷等（有明顯痕跡的就稱之為打弓點(diǎn)了），通常我們說硬點(diǎn)對弓（網(wǎng)）的傷害，主要是硬點(diǎn)引起的弓網(wǎng)離線，和離線瞬間產(chǎn)生的高溫電弧，它對接觸網(wǎng)、受電弓有很大的危害。對受電弓的傷害主要表現(xiàn)在對弓頭的點(diǎn)蝕、汽化。對接觸導(dǎo)線的傷害除了對接觸導(dǎo)線的點(diǎn)蝕、汽化以外，就是對導(dǎo)線的高溫退火，例如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的銅導(dǎo)線，不是簡單的電解銅，是電解銅經(jīng)過反復(fù)的壓軋、拉伸，最后擠壓而成的，軋制、拉伸、擠壓過程是金屬的內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生了變化，使軟銅線變成了硬銅線，提高了機(jī)械強(qiáng)度（主要是抗拉強(qiáng)度和硬度）。

拉弧是很難消除的，短時(shí)的接觸不良、離線都會產(chǎn)生電弧，實(shí)際上電弧是空氣被擊穿時(shí)的現(xiàn)象，電流通過擊穿空氣得以連通，當(dāng)然擊穿空氣要損失一部分電能、損失一部分電壓，但通過電弧讓電流得以連通，卻是電弧的功勞。

2.3接觸硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因分類

接觸硬點(diǎn)的產(chǎn)生，按其形成原因，主要分為以下三類：

1、導(dǎo)線不平直產(chǎn)生的凸凹點(diǎn)：

其一：導(dǎo)線死彎

施工或檢修時(shí)，因各種原因（如無張力放線、使用夾線工具不當(dāng)、導(dǎo)線張力不足引起馳度過大、人員上、下導(dǎo)線、重物掛在導(dǎo)線上等等）造成的接觸線彎曲變形，特別是上下彎造成離線及離線后的沖擊硬點(diǎn)。

其二：導(dǎo)線坡度變化

接觸網(wǎng)在線路與橋隧、站場與區(qū)間、聯(lián)接處及錨段關(guān)節(jié)處等，如果在檢調(diào)中處理不好就很容易存在導(dǎo)線坡度及坡度變化，在導(dǎo)線坡度較大或?qū)Ь€坡度轉(zhuǎn)換點(diǎn)，就會造成較大沖擊硬點(diǎn)。

2、接觸網(wǎng)零部件、設(shè)備產(chǎn)生的硬點(diǎn)

其一集中負(fù)荷：如在分段絕緣器、導(dǎo)線接頭處、電連接線夾處、補(bǔ)強(qiáng)處等，由于重量的突然增加，受電弓的接觸力突變;

其二安裝缺陷：接觸線上的零部件安裝不規(guī)范，撞擊受電弓。如電聯(lián)接偏斜、吊弦偏斜、接頭線夾偏斜、定位器坡度過?。ㄟ^大）造成線夾偏斜碰弓或定位器對導(dǎo)線有集中壓力（坡度過大時(shí)對導(dǎo)線是負(fù)壓力）等等;

3、非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點(diǎn)

其它原因也能引起的接觸力的突變點(diǎn)，如線路三角坑、受電弓振動、擺動等等，常見的有以下幾種情況：

1）機(jī)車受電弓產(chǎn)生的硬點(diǎn)

在機(jī)車的運(yùn)行取流過程中，運(yùn)行的受電弓與架空式的接觸網(wǎng)之間進(jìn)行的相互作用、相互匹配非常復(fù)雜，影響受流質(zhì)量的主要參數(shù)有靜態(tài)接觸壓力、動態(tài)接觸壓力、摩擦力、受電弓振動頻率、接觸網(wǎng)振動頻率、機(jī)車運(yùn)行速度、接觸網(wǎng)傳播速度等等。影響接觸硬點(diǎn)的因素也很多，除機(jī)車車速、加速度以外，如受電弓的彈性系數(shù)、受電弓歸算到接觸導(dǎo)線上的質(zhì)量等能影響到接觸硬點(diǎn)。

2）線路產(chǎn)生的硬點(diǎn)

線路也是引起的接觸力的突變原因之一，例如線路的變坡點(diǎn)，特別是正坡直接變成負(fù)坡的變坡點(diǎn)，反映在弓網(wǎng)關(guān)系上就相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)線變坡點(diǎn)，如果此處正好是接觸導(dǎo)線的變坡點(diǎn)那就可能出現(xiàn)很強(qiáng)烈的硬點(diǎn)。

其原因是在這些地方線路路基彈性系數(shù)變化大、鋼軌的接頭不齊、線路病害等引起了機(jī)車左右擺動（也引起受電弓擺動）、上下震動，由此引起接觸網(wǎng)與受電弓之間的位置突變造成的。

3 接觸懸掛硬點(diǎn)的處理和改進(jìn)辦法

3.1硬點(diǎn)的處理

從理論上講，幾乎不可能從根本上消滅硬點(diǎn)，但可將其減小到允許范圍內(nèi)。

1、接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)：現(xiàn)今世界上有兩類先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，一是采用彈性很小的硬網(wǎng)型電氣化鐵路，

從設(shè)計(jì)的參數(shù)選擇來說，現(xiàn)在流行選用較小的拉出值，本人認(rèn)為這個(gè)做法的好處是降低了接觸網(wǎng)脫弓的可能性，減少了之字力接觸網(wǎng)錨段中部的張力損失（因?yàn)闇p少了之字力），但它犧牲了受電弓弓頭的有效作業(yè)區(qū)，加重了受電弓的局部磨耗，減少了受電弓滑板的使用壽命，

2、施工：

接觸網(wǎng)施工主要存在二大問題：

一是下部工程施工重視不夠，下部工程是接觸網(wǎng)工程的重要的組成部分，下部工程的質(zhì)量好壞決定著接觸網(wǎng)長期運(yùn)行狀態(tài)，二是對主要承力索、接觸導(dǎo)線的線索預(yù)伸（超拉）重視不夠，線索預(yù)伸是一項(xiàng)很重的工序，線索預(yù)伸后可以免去3～5年的線索伸長過渡期、可以大減少導(dǎo)線硬點(diǎn)。

3.2硬點(diǎn)的改進(jìn)辦法

（1）進(jìn)一步改進(jìn)接觸懸掛的結(jié)構(gòu)形式，減少因結(jié)構(gòu)原因形成硬點(diǎn)的部位。

定位器：許多人認(rèn)為定位器的硬點(diǎn)是無法避免的，實(shí)際上定位器的自重是可以通過調(diào)整定位坡度來消除的，也就是說，將定位坡度調(diào)整到讓“定位拉力產(chǎn)生的上抬力等于1/2定位器重量”。

（2）中心錨結(jié)：掐中心錨結(jié)線夾處，增加了質(zhì)量故此形成硬點(diǎn)。接觸線在安裝中心錨結(jié)處要比接觸線設(shè)計(jì)懸掛高度高20～30 mm，以減小硬點(diǎn)。

（3）電連接：對于電連接，無論是橫向電連接、道岔電連接、錨段關(guān)節(jié)電連接，在安裝地點(diǎn)都形成了對接觸網(wǎng)增加的附加重量并造成質(zhì)量集中的問題。存在著硬點(diǎn)。在安裝過程中線夾要端正，不能斜偏。接觸線線夾安裝點(diǎn)要比設(shè)計(jì)值大20～30 mm，有利于減小或消除硬點(diǎn)。

（5）吊弦點(diǎn)處：做到吊弦間的高差為零或最小，從而保證了接觸線始終在一個(gè)水平面內(nèi);可以改善接觸網(wǎng)整體彈性性能，消除接觸網(wǎng)硬點(diǎn)。

（6）線岔：精心設(shè)計(jì)兩支接觸線的高度，交叉點(diǎn)處正線應(yīng)一直處于側(cè)線下方，并且正線相對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)高適當(dāng)抬高約10mm，側(cè)線非工作支在線岔附近適當(dāng)抬高約30mm，兩支工作支相距500mm處側(cè)線接觸線位置對正線接觸線抬高10～20mm，減少線岔處硬點(diǎn)。

（7）分段絕緣器：分段絕緣器處應(yīng)比相鄰兩定位點(diǎn)處高10～20mm，接頭處應(yīng)平滑。

（8）接觸懸掛形式：目前最廣泛的是采用全補(bǔ)償簡單鏈型懸掛，這種懸掛能使弓網(wǎng)之間可靠接觸，增強(qiáng)接觸懸掛的穩(wěn)定性。

4 總結(jié)

接觸網(wǎng)的硬點(diǎn)問題，需要改善和提高，以保證軌道交通和電氣化鐵路的高速發(fā)展。改善接觸懸掛的彈性，盡量使懸掛點(diǎn)的彈性與跨距中部的彈性相一致，可以采用雙鏈型接觸懸掛。改善張力補(bǔ)償裝置，除采用墜陀式補(bǔ)償裝置，還可設(shè)置隨溫度變化的液壓張力補(bǔ)償裝置。以減少溫度對張力的影響。提高接觸懸掛的穩(wěn)定性，提高接觸線或輔助索的張力，及采用雙鏈型懸掛，雙承雙導(dǎo)懸掛，以均勻增加接觸懸掛的質(zhì)量。提高了承力索和導(dǎo)線的張力后，振動穩(wěn)定性也得到了提高。遏制了硬點(diǎn)的形成。

參考文獻(xiàn)

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