浅析电气化铁路接触网硬点的危害及处理措施..doc
曲文来
[摘 要]伴随铁道电气化的出现及列车速度的提升，机车的弓网关系受到铁道行业足够的重视，然而接触网硬点问题始终对铁道弓网的受流质量有不良影响，会导致接触网和受电弓的机械性损坏，甚至会导致弓网故障，加快受电弓和导线的局部性磨损，减少使用寿命，威胁铁道运输的安全。事实上，接触网是铁道电气化的主要构成部分，提高铁道机车行驶速度的关键在于构建良好的弓网环境，而了解并解决接触网硬点问题是构建良好弓网环境的主要方式。对此，本文就硬点的产生原因及危害进行深入探讨，并提出应对接触网硬点问题的防治措施。
[关键词]铁道；接触网硬点；原因；稳定受流；危害；防治措施
中图分类号：U225 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）06-0273-01
1 接触网硬点的产生
1.1 接触网硬点的形成
在铁道机车行驶过程中，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流现象，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，接触网硬点是铁道电气化发展的主要问题之一，这是由于接触网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，接触网硬点是判断铁道电气化弓网关系的重要参数之一。
1.2 接触网硬点的产生原因
（1）在施工现场，接触线的架设采取的是小张力放线法。然而由于张力标准理论的不完善，弓网的稳定性较差，某种程度破坏了接触线架设张力的均匀性，尤其是在发动或停车的情况下，松线、紧线的压力下会导致接触网导线弯曲、变形，形成硬点；
（2）在接触线和承力索架设完成之后，受某些因素的影响很难及时安装定位器和吊弦设备，通常采取临时吊线来固定接触线和承力索，然而针对该临时吊线的规格、安装尚未统一，会造成临时吊线长短不一，从而由于受力不均而形成硬点；
（3）在接触导线架设还未延展到位的情况下，就已安装定位和吊弦设备，会导致接触导线在后期延展时，在定位和吊弦装置夹角处形成硬点；
（4）在接触网架设的施工现场，会发生一些用力拽拉导线或踩踏的不良行为，导致接触导线损坏，发生弯曲、变形等问题，形成接触网硬点；
（5）线路原因是接触面压力突变的重要原因。在铁道机车加快行驶速度时，线路质量对接触网相互之间的压力有很大程度的影响，比如道床弹性系数、振动周期等。另外，在施工单位未和运营管理部门协商统一，而私自起道或拨道，会造成导线延展过度等问题，从而形成接触网硬点；
（6）受接触导线工艺和材质差异性的影响，较硬材质的导线会产生不均匀的弯曲或变形问题。就接触导线损耗情况而言，损耗程度各不相同，弯曲弧形呈现上下形，相距100～200mm，会形成连续性的接触硬点或火花；
（7）接触网中零部件问题而形成的接触点硬点。在吊弦和定位设备、导线夹角处、分相等零件部位，由于重量的激增，弓网接触压力发生突发性变化，从而形成硬点。除此之外，因施工的不确定性，导致导线弯曲变形、定位设备不到位等，相关零部件没有规范安装，导致接触网产生突变，形成硬点；
（8）一般情况下，橋梁和线路连接距离大于1∶1.25，桥梁下接触网高度降低，刚性加强，导致弹性系数增加，弓网受流发生突发性变化，形成硬点。亦或是在后期检测过程中，因处理不当而导致导线夹角或弹性系数变化，形成较大强度的硬点；
（9）形成硬点的影响因素有很多，比如铁道机车行驶速度、接触网弹性系数、接触网的振动周期等，都对接触网硬点的形成有或多或少的影响。
2 接触网硬点的危害和防治措施
2.1 接触网硬点的危害
（1）机械性损耗。所谓的机械性伤害，是接触导线和受电弓相互产生的垂直或水平的撞击作用，某种程度加快了受电弓和接触导线的机械性损耗，长此以往，会导致接触网导线断裂或受电弓折断，产生弓网故障。
（2）电弧伤害。一般而言，硬点对弓网造成的危害主要是由硬点引发的弓网离线或离线瞬间形成的高温电弧，其对铁道电气化的接触网和受电弓有明显的危害性。硬点是导致铁道机车弓网离线的主要原因，而弓网离线对牵引电机、变压器、电源等的危害不容忽视。在接触网硬点的作用下，若撞击加速度较小时，会导致弓网接触不良，若撞击加速度较大时，会导致弓网离线产生高温电弧，达到临界值时会对接触网、受电弓形成机械性损害，比如对受电弓的损害有弓头汽化、腐蚀等，对接触网的损害有导线汽化、腐蚀等。
（3）环境污染。接触网硬点会对周围环境形成较大强度的辐射或电磁波干扰，污染环境，影响周围通讯线路的正常工作。
2.2 接触网硬点的防治措施
就当前铁道电气化的发展情况和接触网的运行状态而言，要从源头上消灭硬点是完全不现实的，我们能做的只能是尽量减少。基于此，针对铁道电气化硬点的防治措施主要有以下几点：
（1）完善接触网的形式和架构，即从根本上控制减少悬挂结构形成的硬点。接触网设计小组要深入分析当前采取的接触网形式和架构，有针对地防治接触网中硬点的易发、多发位置。例如尽可能地保持导线坡度、选择合适的零部件、加强悬挂弹性系数的稳定性、减少导线上的附加重量等等，从而最大程度地减少接触网架构形成的硬点问题；
（2）加强接触网的施工质量检验力度，从施工角度出发防治接触网硬点问题。一般情况下，如果接触网初次施工未达标，后续整改也难以提升设备质量。因此，在接触网施工过程中，要严格遵循工艺要求和架构标准。针对超负荷的部位，要预先留出10～20mm的缓冲距离；
（3）要重视和工务部门的沟通交流，保证接触网线路的质量，降低线路对弓网接触压力的不良影响，从而减少接触网硬点；
（4）提高接触网架构导线的质量，从导线延展性、截面积、导电效果、密度等方面来综合考量，选择能有效加强悬挂稳定效果、延展性的优质导线。同时还要减少接触导线上的附加种类，多选用一些塑料、玻璃钢、轻铝等轻材质，来取代铜、铁等重材质，从导线优化角度来预防接触网硬点的形成；
（5）对于已经形成的接触网硬点，可通过测量几个跨距形成的波形硬点来找出波峰，采用定位点调高导高的方式来消灭接触网硬点；对于锚结绳松弛产生的接触网硬点，可先检测补偿设备有无坠砣问题，再测量接触导线的锚导高，从而调整中锚线和吊弦来保持锚结绳两端的松弛度相同；提升施工巡视检查力度，做好取流检测工作，是预防接触线硬点的重要手段之一。
（6）优化接触网设计在进行工程的设计时，应该根据电气化铁路接触网结构的特殊性，对综合结构设计、环境因素以及材料的使用进行严格的分析，通过一定的筛选选择最稳定、材料最轻的设计方式，完成结构的设计工作，从而在根本上解决由于设计问题出现的硬点。
（7）提高施工质量接触网施工时，应该对施工单位的施工水平进行严格的评估，设置专业的监督部门对施工现场的进行监督，确保各个环节都在相关工艺下按照规定严格执行施工。对成品严格检验，出现问题应该及时处理，避免影响扩大。通过对细节的处理，降低硬点出现的可能。
参考文献
[1] 贾旭.浅析铁道电气化接触网硬点的原因及改进方法[J].信息通信，2016（2）：109.
[2] 翟政中.铁道电气化接触网硬点产生的原因及改进措施[J].民营科技，2015（7）：18.
