接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的初步探討及整治

王新亮

(中鐵七局電務(wù)公司，河南鄭州45000)

0 引言

隨著全國高速電氣化鐵路的逐漸增多，對(duì)接觸網(wǎng)的質(zhì)量和穩(wěn)定可靠性要求越來越高，創(chuàng)造良好的弓網(wǎng)環(huán)境，是電氣化鐵路長足發(fā)展的可靠保障。接觸網(wǎng)硬點(diǎn)是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，影響了弓網(wǎng)間正常的接觸和取流，加速了接觸導(dǎo)線和受電弓局部的磨耗，縮短了使用壽命，甚至造成事故，影響運(yùn)輸安全。在運(yùn)營檢修和電氣化施工改造過程中，理解硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因并進(jìn)行整治，是保證良好的弓網(wǎng)關(guān)系的重要手段。本文結(jié)合實(shí)際情況對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因及危害進(jìn)行了初步探討，并提出整治建議。

1 硬點(diǎn)的概念和危害

1.1 接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的概念

所謂接觸網(wǎng)硬點(diǎn)，就是由于接觸懸掛或接觸線上的某些部分，如在跨距兩端的定位點(diǎn)處彈性變差或有附加重量時(shí)，電力機(jī)車在運(yùn)行中，在機(jī)車受電弓高速運(yùn)行通過的情況下，這些部分都會(huì)出現(xiàn)不正常的升高(或降低)，甚至出現(xiàn)撞弓、碰弓現(xiàn)象，形成這種現(xiàn)象的本征狀態(tài)即為硬點(diǎn)。

1.2 接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的危害

硬點(diǎn)對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)接觸網(wǎng)、受電弓有很大的危害。對(duì)受電弓的傷害主要表現(xiàn)在對(duì)弓頭的點(diǎn)蝕、汽化。對(duì)接觸導(dǎo)線的傷害除了對(duì)接觸導(dǎo)線的點(diǎn)蝕、汽化以外，就是對(duì)導(dǎo)線的高溫退火。

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(duì)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(cè)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(huì)造成離線，離線產(chǎn)生高溫的電弧，到一定程度時(shí)會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機(jī)械破壞。

2 接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因分析

2.1 施工過程質(zhì)量問題，造成硬點(diǎn)產(chǎn)生

施工工藝及調(diào)整質(zhì)量的差異對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)有著巨大的影響。施工過程中，在同樣的運(yùn)行條件下，如選用的放線車不同，產(chǎn)生的硬點(diǎn)數(shù)就不同，就普通放線車和恒張力放線車作比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，恒張力放線車比普通放線車產(chǎn)生的硬點(diǎn)數(shù)要少得多。架設(shè)接觸線施工中，在施工條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用恒張力放線車。

接觸網(wǎng)施工質(zhì)量缺陷造成的硬點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①接觸線存在硬彎;②接觸線底面扭曲;③定位器調(diào)整不到位;④錨段關(guān)節(jié)調(diào)整不到位;⑤各種線夾位置存在缺陷;⑥吊弦處接觸線高度相差超出標(biāo)準(zhǔn);⑦接觸線坡度超標(biāo)。好多施工單位在架設(shè)接觸線施工過程中一般采用小張力放線施工方法。由于這種方法缺乏必要的張力標(biāo)準(zhǔn)，有很大的不穩(wěn)定性，從而加大了接觸線架設(shè)的張力不均勻度，易使得接觸線在受力不均的情況下發(fā)生變形、扭曲、硬彎，也會(huì)造成硬點(diǎn)。特別是對(duì)在定位點(diǎn)和錨段關(guān)節(jié)處，在施工過程中和檢修中，處理不好就很容易存在導(dǎo)線坡度和彈性變化，在導(dǎo)線坡度較大或?qū)Ь€坡度轉(zhuǎn)換點(diǎn)，就會(huì)造成較大沖擊硬點(diǎn)，這就要求一開始就要把好施工質(zhì)量關(guān)。

2.2 接觸線的材料質(zhì)量差，造成硬點(diǎn)產(chǎn)生

接觸線是接觸網(wǎng)非常重要的部分，接觸線質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到弓網(wǎng)受流質(zhì)量和弓網(wǎng)運(yùn)行安全性以及接觸線的使用壽命，接觸線材質(zhì)較硬，容易形成不規(guī)則硬彎，使接觸線磨損不均勻，磨損程度忽大忽小，形成上下弧形，接觸線密度不均勻，受電弓的接觸力突變，產(chǎn)生連續(xù)硬點(diǎn)。

2.3 非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點(diǎn)

列車提速后，線路質(zhì)量的好壞也間接影響著弓網(wǎng)間的配合，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)。線路道床質(zhì)量對(duì)受電弓與接觸網(wǎng)的接觸力影響很大，如道床的彈性系數(shù)、振動(dòng)周期及各種病害等，對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行影響很大，由于機(jī)車或線路產(chǎn)生的硬點(diǎn)具有較大的隨機(jī)性，因此，在現(xiàn)場(chǎng)檢查維護(hù)過程中很難被發(fā)現(xiàn)。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(dòng)態(tài)接觸壓力、受電弓振動(dòng)頻率、接觸網(wǎng)振動(dòng)頻率、機(jī)車運(yùn)行速度等。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)。與機(jī)車有關(guān)的接觸網(wǎng)方面的懸掛彈性系數(shù)(接觸懸掛張力、接觸網(wǎng)跨距、接觸懸掛導(dǎo)線及承力索單位長度重量、接觸懸掛結(jié)構(gòu)型式等都影響到接觸懸掛彈性系數(shù));接觸網(wǎng)的振動(dòng)頻率、周期等。

3 接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的整治

3.1 提高施工檢修技術(shù)和質(zhì)量，減少接觸網(wǎng)硬點(diǎn)

高速電氣化鐵路，對(duì)接觸網(wǎng)的施工人員素質(zhì)和施工質(zhì)量也提出更高要求，在接觸網(wǎng)施工方面，保證弓網(wǎng)關(guān)系良好可靠的前提是:接觸導(dǎo)線架設(shè)質(zhì)量、施工計(jì)算軟件(尤其吊弦計(jì)算軟件)的先進(jìn)性和實(shí)用性，施工測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及先進(jìn)施工機(jī)具、檢測(cè)工具和高素質(zhì)的接觸網(wǎng)專業(yè)人才。

3.2 提高接觸線質(zhì)量

綜合考慮高速接觸網(wǎng)對(duì)接觸線技術(shù)要求。通過對(duì)導(dǎo)線的張力、截面積、線密度、合金化、導(dǎo)電流等技術(shù)參數(shù)的合理選擇，加大對(duì)導(dǎo)線材質(zhì)、制造工藝和制造設(shè)備研究，使生產(chǎn)出的接觸線具有內(nèi)部材料金相組織顆粒細(xì)小、分部均勻，線面具有良好的平順性。從而保證導(dǎo)線在工作張力下剛度均勻，為接觸網(wǎng)具備良好的受流性提供保證。

3.3 提高線路的質(zhì)量

加強(qiáng)接觸網(wǎng)營運(yùn)狀態(tài)的日常檢修、維護(hù)，提高接觸網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，同時(shí)也加強(qiáng)和工務(wù)部門聯(lián)系，減少線路原因?qū)W(wǎng)間接觸壓力的影響。

4 結(jié)語

接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因多種多樣，如何確保減少和消除硬點(diǎn)帶來的不利影響，確保電力機(jī)車在高速運(yùn)行的情況下弓網(wǎng)配合良好、受流穩(wěn)定，是接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營單位要面對(duì)的重要問題。這就要求我們?cè)诮梃b國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高治理中的技術(shù)手段，在減少和消除接觸網(wǎng)硬點(diǎn)上取得更大突破，保證電氣化鐵路的正常良好運(yùn)行。

［1］吉鵬霄，張桂林.電氣化鐵路接觸網(wǎng)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［2］于萬聚.高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)［M］. 西安:西南交通大學(xué)出版社，2013.