鐵道電氣化接觸網(wǎng)工程硬點(diǎn)防范與處理

內(nèi)容提要：電氣化列車運(yùn)行速度的不斷提高,鐵路弓網(wǎng)關(guān)系越來越受到關(guān)注,而接觸網(wǎng)硬點(diǎn)一直是影響鐵路牽引供電弓網(wǎng)受流質(zhì)量的疑難雜癥，硬點(diǎn)的存在易造成受電弓和接觸線的機(jī)械損傷和電弧燒傷,嚴(yán)重時(shí)可能誘發(fā)弓網(wǎng)故障,加速接觸導(dǎo)線和受電弓局部磨耗,危害導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命,甚至造成事故,影響運(yùn)輸安全。本文針對(duì)接觸網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)性因素及施工因素來分析硬點(diǎn)產(chǎn)生原因，并淺析施工中接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的防范與處理，闡述了接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的一些整治方法。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因防范 處理

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引起機(jī)車受電弓與接觸線的接觸力突然發(fā)生變化的地點(diǎn)稱為接觸硬點(diǎn)，簡(jiǎn)稱硬點(diǎn)。硬點(diǎn)的存在容易造成受電弓和接觸線的機(jī)械損傷和電弧燒傷,嚴(yán)重時(shí)可能誘發(fā)弓網(wǎng)故障,加速接觸導(dǎo)線和受電弓局部磨耗,危害導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命,甚至造成事故,影響運(yùn)輸安全。隨著我國(guó)鐵路跨越式的發(fā)展，越來越多的新建線路已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，列車運(yùn)行速度的不斷提高,弓網(wǎng)關(guān)系越來越受到關(guān)注,而接觸網(wǎng)硬點(diǎn)一直是影響鐵路牽引供電弓網(wǎng)受流質(zhì)量的頑癥。本文重點(diǎn)對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)防范與處理進(jìn)行探討研究。

一、接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的分類

硬點(diǎn)一般分為受電弓垂直方向上的垂直沖擊加速度和受電弓弓頭沿接觸線方向的水平?jīng)_擊加速度，接觸線上使上述兩個(gè)方向上受到的沖擊加速度一般都統(tǒng)稱“硬點(diǎn)”。

1、垂直方向

（1）假設(shè)接觸線上有較大的集中垂直負(fù)荷，當(dāng)受電弓以較高的速度運(yùn)行至集中負(fù)荷處時(shí)，因受電弓在垂直方向上所受的力發(fā)生突變，瞬間產(chǎn)生向上的反作用力，加速度值可能較大，該垂直加速度值與速度和集中負(fù)荷有關(guān)。

（2）假設(shè)接觸線相鄰點(diǎn)高差較大，甚至形成典型的“V”或“︿”形，即導(dǎo)線呈“高-低-高”或“低-高-低”，當(dāng)受電弓以較高速度運(yùn)行時(shí)，由于受電弓的跟隨性不能適應(yīng)導(dǎo)線高差的突然變化，弓網(wǎng)間接觸壓力發(fā)生突變，加速度值增加，也可能產(chǎn)生離線現(xiàn)象，當(dāng)有電流時(shí)則產(chǎn)生火花。

（3）垂直硬點(diǎn)主要對(duì)弓網(wǎng)的受流質(zhì)量造成威脅，但太大的硬點(diǎn)值將使接觸線的抬升量加大影響弓網(wǎng)安全，造成弓網(wǎng)事故。

2、水平方向

與接觸線連接的各種線夾，例如吊弦線夾、定位線夾、電連接線夾、接觸線中心錨結(jié)線夾等每公里一般約有140個(gè)，每百公里則有14000個(gè)，如果線夾安裝不正確，或由于其他因素引起線夾偏斜，當(dāng)受電弓以較高速度運(yùn)行時(shí)，則發(fā)生受電弓與硬物沿接觸線水平方向上的沖擊現(xiàn)象，加速度值隨之突變。其它如分段絕緣器等因接觸線被斷開形成的突起也同理，在受電弓通過時(shí)也將形成沖擊現(xiàn)象，加速度值產(chǎn)生突變，該加速度值與速度和被沖擊物的體積質(zhì)量有關(guān)。水平?jīng)_擊加速度的大小將直接影響受電弓的運(yùn)行安全。

二、接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因

1、結(jié)構(gòu)原因

（1）兩接觸線轉(zhuǎn)換或交叉處，如錨段關(guān)節(jié)、交叉式線岔處，因小范圍內(nèi)接觸線的質(zhì)量較為集中，在受電弓通過時(shí)有瞬間的集中負(fù)荷，垂直方向上可能會(huì)產(chǎn)生垂直加速度（硬點(diǎn)），硬點(diǎn)值可能隨著速度的增加而表現(xiàn)較為突出。

（2）電連接線（供電線上網(wǎng)、隔離開關(guān)處）及其線夾、吊弦和接觸線中心錨結(jié)線夾處，其垂直集中負(fù)荷較大，可能產(chǎn)生較大的垂直硬點(diǎn)，當(dāng)集中負(fù)荷過大而又有其它因素存在時(shí)，易形成局部點(diǎn)的弛度，從而在水平和垂直方向上都會(huì)形成沖擊硬點(diǎn)。

（3）分段絕緣器作為集中負(fù)荷較大的地方，因其為一剛性物件，與柔性的接觸線連接必將有剛?cè)徇^渡，形成沖擊，產(chǎn)生水平和垂直方向上的加速度，在車速較高的情況下受電弓所受到的沖擊較大，可造成電力機(jī)車受電弓損毀和接觸網(wǎng)斷線的危險(xiǎn)。

（4）定位裝置處，因定位器和定位線夾等集中負(fù)荷相對(duì)較大，易形成垂直方向上的沖擊。

2、施工原因

（1）正線采用的限位定位器在施工安裝調(diào)整時(shí)限位間隙調(diào)整不到位，間隙值過小，當(dāng)速度較高時(shí)，由于受電弓的抬升量較大，定位器隨之被抬高，因定位間隙較小，定位器尾部頂上定位止釘，造成定位器的抬升量不能滿足要求而形成硬點(diǎn)。

（2）架線時(shí)因張力不足、不恒定或采用不規(guī)范的方式，造成接觸線產(chǎn)生彎曲、扭面；調(diào)整作業(yè)時(shí)，施工人員直接踩踏接觸線，造成導(dǎo)線彎曲，在受電弓通過時(shí)不正的線面在壓力下易引起一些線夾偏斜，形成水平或垂直方向的硬點(diǎn)。

（3）客專列車運(yùn)行速度達(dá)到350km/h，對(duì)接觸線的平順性要求較高，對(duì)導(dǎo)線高差要求極為嚴(yán)格，施工時(shí)各環(huán)節(jié)未嚴(yán)格控制易造成跨距內(nèi)導(dǎo)線高差超過標(biāo)準(zhǔn)值，導(dǎo)線不平順，形成“V”或“︿”形，即導(dǎo)線呈“高-低-高”或“低-高-低”，在受電弓高速通過時(shí)不能平滑接觸形成硬點(diǎn)。

（4）接觸線上的零件安裝不正確，各類線夾如吊弦線夾、電連接線夾安裝偏斜、吊弦線夾上止動(dòng)墊片未扳正在接觸線上形成突起，使零件對(duì)受電弓形成沖擊而產(chǎn)生硬點(diǎn)。

（5）定位器安裝時(shí)坡度較小，在較大的抬升量下受電弓將沖撞定位器形成硬點(diǎn)。

3、其它原因

（1）工務(wù)起、撥道易造成接觸線高度變化不均勻形成硬點(diǎn)。

（2）接觸線材質(zhì)問題，導(dǎo)線出廠后導(dǎo)線內(nèi)應(yīng)力不能均勻釋放或其它因素造成導(dǎo)線彎曲，使導(dǎo)線產(chǎn)生波浪彎、蛇行彎、扭面現(xiàn)象，形成硬點(diǎn)。

三、接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的防范與處理

根據(jù)硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因分析，接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的預(yù)防必須從設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)等多方面進(jìn)行防范及處理：

（一）設(shè)計(jì)方面

簡(jiǎn)化錨段關(guān)節(jié)、線岔等處的集中負(fù)荷，錨段關(guān)節(jié)處等高點(diǎn)（屋脊）設(shè)計(jì)需精確，確保關(guān)節(jié)沒有沖擊；線岔采用無交叉線岔方式；定位器采用輕型鋁合金定位器減輕定位點(diǎn)的集中負(fù)荷；從接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)上盡量減少高速情況下接觸網(wǎng)的振動(dòng)。

（二）接觸線生產(chǎn)

加強(qiáng)導(dǎo)線到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后的進(jìn)、出庫檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線存在的問題，確保合格產(chǎn)品進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)使用。

（三）線路條件

觀察線路情況，尤其是既有線改造區(qū)段，線路狀態(tài)在不斷地變化，必須與工務(wù)部門加強(qiáng)聯(lián)系，確認(rèn)線路狀態(tài)，及時(shí)獲取線路變化情況，保證接觸線的坡度。

（四）施工方面

1、建立健全規(guī)章制度，加強(qiáng)培訓(xùn)、技術(shù)交底工程。

2、嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝，采用恒張力架線，合理分布懸掛S鉤，確保導(dǎo)線的平順度；導(dǎo)線架設(shè)完成后，及時(shí)進(jìn)行定位裝置及吊弦安裝，避免臨時(shí)吊弦造成接觸線折彎產(chǎn)生硬點(diǎn)。

3、加強(qiáng)測(cè)量、計(jì)算、安裝的精確度，確保施工質(zhì)量，特別是加強(qiáng)對(duì)直接接觸受電弓的重點(diǎn)部位的施工質(zhì)量及檢查。

1）下錨補(bǔ)償

全補(bǔ)償鏈型懸掛在溫度變化時(shí)，接觸線、承力索雖然伸長(zhǎng)（或縮短），但其張力不受溫度變化的影響，其弛度，也可認(rèn)為與溫度變化無關(guān)（實(shí)際上受張力增量，弛度會(huì)有相應(yīng)的變化，另外補(bǔ)償滑輪的傳動(dòng)效率并不是100%）,如果有補(bǔ)償繩偏磨和墜砣串卡滯現(xiàn)象，對(duì)承導(dǎo)張力和弛度影響很大，因此，在施工中，必須確認(rèn)補(bǔ)償裝置到位后，方可進(jìn)行錨段內(nèi)其它的調(diào)整及缺陷處理工作。

2）接觸線中心錨結(jié)線夾

接觸線中心錨結(jié)處，因集中負(fù)荷較大，極易形成硬點(diǎn)，在施工中用激光儀檢測(cè)接觸線中心錨節(jié)線夾處的導(dǎo)線高度，調(diào)整中心錨結(jié)繩張力及吊弦的長(zhǎng)度，確保接觸線中心錨結(jié)線夾處的導(dǎo)線高度達(dá)標(biāo)。

3）線岔

線岔是接觸網(wǎng)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，調(diào)整不到位，易造成打弓、鉆弓，甚至導(dǎo)致塌網(wǎng)。在線岔調(diào)整時(shí)，需在交叉點(diǎn)處觀察兩接觸線間上下間隙是否有側(cè)線壓正線的現(xiàn)象，檢測(cè)非工作支導(dǎo)線抬升量，觀察始觸區(qū)內(nèi)有無線夾。

4）錨段關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)分相

調(diào)整時(shí)，要檢查兩接觸線等高點(diǎn)（段）是否在設(shè)計(jì)位置上，非支抬高量，每根吊弦處的導(dǎo)高。

5）分段絕緣器

操作人員用水平尺檢測(cè)受電弓接觸面是否與軌面連線平行，并整治達(dá)標(biāo)。用激光測(cè)距儀檢測(cè)分段絕緣器處導(dǎo)高，并整治達(dá)標(biāo)。

6）接觸線電連接

先用激光測(cè)距儀檢測(cè)接觸線電連接線夾處的導(dǎo)高，并整治達(dá)標(biāo)。再檢測(cè)螺栓緊固力矩和止動(dòng)墊片達(dá)標(biāo)情況，并整治達(dá)標(biāo)。

7）定位器限位間隙整治方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

用作業(yè)車或梯車逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)人員在車上用力上抬接觸線，（一人抬一人檢測(cè)）使導(dǎo)線抬高到120mm時(shí)，起限位作用。也可采用調(diào)整定位管使限位止釘達(dá)標(biāo)。

8）定位點(diǎn)兩側(cè)第一吊弦

用激光檢測(cè)儀檢測(cè)，定位點(diǎn)及兩側(cè)第一吊弦處的導(dǎo)高，判定整治方案，更換吊弦使其達(dá)標(biāo)，克服導(dǎo)高呈“∨” “∧”形。

9）導(dǎo)線硬彎和波浪彎

利用作業(yè)車或梯車，從中心錨結(jié)向下錨方向，沿接觸線檢測(cè)整個(gè)錨段，順導(dǎo)線查找硬彎或波浪彎點(diǎn)，再將五輪（或七輪）導(dǎo)線校直器安裝在導(dǎo)線上，夾緊導(dǎo)線，來回推拉導(dǎo)線校直器，使導(dǎo)線基本順直。

客運(yùn)專線工程對(duì)導(dǎo)線的硬彎及波浪彎有嚴(yán)格要求，為從源頭上避免硬彎的出現(xiàn)，一要加強(qiáng)進(jìn)、出庫的材料檢驗(yàn)；二是制定專門的導(dǎo)線架設(shè)工藝及標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行專門培訓(xùn)，嚴(yán)格操作步驟；三是在進(jìn)行導(dǎo)線架設(shè)時(shí)，要確保導(dǎo)線架設(shè)時(shí)張力恒定，確保架線車勻速前進(jìn)，嚴(yán)禁驟起驟停。

10）跨內(nèi)導(dǎo)線高差調(diào)整

采用激光測(cè)距儀逐根吊弦檢測(cè)導(dǎo)高，在確保承力索高度（若為彈性鏈型懸掛，需確保彈性吊索張力準(zhǔn)確）、拉出值等準(zhǔn)確，導(dǎo)高不適者更換吊弦達(dá)標(biāo)，嚴(yán)禁采用移動(dòng)吊弦位置，改變吊弦間距的方法進(jìn)行跨內(nèi)導(dǎo)線高差的調(diào)整。

11）導(dǎo)線扭面

松開扭面處兩邊吊弦，確保相對(duì)較遠(yuǎn)的距離，同時(shí)松開兩側(cè)定位器的定位線夾，用導(dǎo)線扭面器，根據(jù)扭面方向，以導(dǎo)線為中心扭圈，然后松開扭面器，反復(fù)進(jìn)行操作，直至線面正確為止，嚴(yán)禁局部扭正線面，在進(jìn)行導(dǎo)線扭面校正時(shí)，要注意觀察導(dǎo)線的狀態(tài)，且校正扭圈要適度，嚴(yán)禁對(duì)導(dǎo)線造成其它的傷害或扭面校正過多，再次造成反方向的扭面。

四、綜述

列車的高速運(yùn)行，要求具備良好的弓網(wǎng)關(guān)系，具備穩(wěn)定的取流，要求接觸網(wǎng)專業(yè)從設(shè)計(jì)、材料、外部環(huán)境及施工等各方面共同控制，特別是在施工方面，要從各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)施工，控制施工誤差，精益求精，避免接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的出現(xiàn)，以確保高標(biāo)準(zhǔn)的施工質(zhì)量，良好的弓網(wǎng)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯海祥.《接觸網(wǎng)講義》

[2]于萬聚.《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》.成都:西南交通大學(xué)出版社

作者簡(jiǎn)介：

姓名：唐海軍

職稱：工程師

單位：中鐵電氣化局集團(tuán)西安電氣化工程有限公司