接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因及改進(jìn)方法

劉旻晟

摘 要：接觸懸掛的硬點(diǎn)是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，它是接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的本征缺欠，并且是相對(duì)存在的，越是高速時(shí)，表現(xiàn)越明顯。電力機(jī)車(chē)高速穩(wěn)定安全運(yùn)行的基礎(chǔ)就是改善接觸網(wǎng)質(zhì)量以及建立良好環(huán)境，怎樣在高速度的基礎(chǔ)上降低硬點(diǎn)傷害是未來(lái)值得關(guān)注的重點(diǎn)。本文著重闡述了接觸硬點(diǎn)的成因，并且給出合理的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：高速 接觸網(wǎng) 硬點(diǎn)

一、接觸網(wǎng)硬點(diǎn)

彈性均勻是接觸懸掛的關(guān)鍵指標(biāo)，接觸懸掛硬點(diǎn)實(shí)際上是不均勻接觸懸掛的統(tǒng)稱。一般情況下，接觸硬點(diǎn)就是促使引起機(jī)車(chē)收單接觸線接觸力以及電弓影響以后形成的位置。如果在接觸線或者接觸懸掛中的一些位置出現(xiàn)附加重量或變差的，高速運(yùn)行的時(shí)候，上述情況可能形成位置、速度或是加速度的突然變化，也就是說(shuō)這些部位會(huì)出現(xiàn)不正常升高或降低。機(jī)車(chē)受接觸網(wǎng)、線路以及電弓的影響可能形成接觸硬點(diǎn)。接觸網(wǎng)設(shè)備導(dǎo)致突然改變接觸力位置，這實(shí)際上就是接觸網(wǎng)硬點(diǎn)。

二、接觸硬點(diǎn)成因

1.導(dǎo)線不平直的凸凹點(diǎn)。

1.1導(dǎo)線死彎。施工操作中因?yàn)楸姸嘁蛩厥菇佑|線出現(xiàn)彎曲變形，尤其是上下彎曲導(dǎo)致的沖擊硬點(diǎn)。例如放線操作的時(shí)候出現(xiàn)不恒定的張力，過(guò)大的導(dǎo)線起馳度，不恰當(dāng)應(yīng)用夾線設(shè)備以及導(dǎo)線上懸掛重物等。

1.2導(dǎo)線坡度變化。站場(chǎng)與區(qū)間聯(lián)接處、線路與橋隧、錨段關(guān)節(jié)部位等的接觸網(wǎng)，如果操作中不能及時(shí)處理上述現(xiàn)象會(huì)促使在導(dǎo)線坡度轉(zhuǎn)換位置或者過(guò)大導(dǎo)線坡度的位置形成沖擊硬點(diǎn)。

2.接觸網(wǎng)設(shè)備和零部件的硬點(diǎn)。

2.1集中負(fù)荷。在突然增加電連接線夾位置或者電分相、分段重量的時(shí)候，接觸力受到受電弓的影響會(huì)出現(xiàn)硬點(diǎn)。

2.2安裝缺陷。如果不能按照規(guī)定安裝接觸線零部件，如過(guò)大或者過(guò)小的定位器坡度會(huì)導(dǎo)致定位器出現(xiàn)集中壓力或者線夾偏斜碰弓等問(wèn)題。

3.非接觸網(wǎng)的硬點(diǎn)成因。

3.1機(jī)車(chē)受電弓影響的硬點(diǎn)。機(jī)車(chē)運(yùn)行取流的時(shí)候，三個(gè)方向振動(dòng)會(huì)對(duì)高速運(yùn)行的機(jī)車(chē)造成受電弓影響，即鉛垂方向、順線路方向、橫線路方向。因此，受電弓的物理缺陷、彈性系數(shù)以及質(zhì)量等原因都會(huì)導(dǎo)致機(jī)車(chē)出現(xiàn)接觸硬點(diǎn).

3.2線路的接觸硬點(diǎn)。接觸力突變中線路變化也是關(guān)鍵因素，如線路變坡點(diǎn)尤其是操作中正坡變?yōu)樨?fù)坡的時(shí)候，弓網(wǎng)的關(guān)系可以適當(dāng)體現(xiàn)導(dǎo)線變坡點(diǎn)，如果分析中正常出現(xiàn)接觸導(dǎo)線變坡點(diǎn)，此時(shí)極有可能形成相對(duì)比較大的接觸硬點(diǎn)。此外，如果提高機(jī)車(chē)運(yùn)行速度，線路道床質(zhì)量也會(huì)極大程度上受到接觸網(wǎng)和受電弓的影響，如果鋼軌變坡點(diǎn)、接頭位置等出現(xiàn)過(guò)大變化的路基彈性系數(shù)，此時(shí)可能導(dǎo)致機(jī)車(chē)出現(xiàn)上下震動(dòng)或者車(chē)左右擺動(dòng)的現(xiàn)象，以至于突然改變受電弓和接觸網(wǎng)的位置。隧道口實(shí)際上屬于一種相對(duì)特殊的風(fēng)洞區(qū)，除了會(huì)改變隧道附近線路路基彈性，也會(huì)嚴(yán)重影響列車(chē)的安全運(yùn)行。瞬時(shí)風(fēng)壓的大小和速度會(huì)嚴(yán)重影響隧道口地形、列車(chē)運(yùn)行速度、復(fù)線隧道車(chē)速等，風(fēng)壓不會(huì)對(duì)機(jī)車(chē)造成很大影響，但是會(huì)極大程度上影響接觸網(wǎng)和受電弓。瞬時(shí)風(fēng)壓是導(dǎo)致受電弓、接觸網(wǎng)出現(xiàn)瞬時(shí)擺動(dòng)的關(guān)鍵因素，會(huì)促使突然改變系統(tǒng)參數(shù)，以至于出現(xiàn)接觸硬點(diǎn)。

三、硬點(diǎn)所造成的傷害

作為一種非常不利的物理性質(zhì)，其中硬點(diǎn)對(duì)接觸網(wǎng)和受電弓主要有兩種影像，第一點(diǎn)是機(jī)械性損傷，它會(huì)加快接觸線和受電弓滑板的異常磨耗和撞擊性傷害；另外一點(diǎn)是電弧傷害，機(jī)車(chē)高速運(yùn)行時(shí)，硬點(diǎn)可造成受電弓與接觸線瞬間的機(jī)械相分離，這種情況就導(dǎo)致斷電現(xiàn)象的出現(xiàn)，最終造成火花發(fā)生。這種情況出現(xiàn)的原因除了對(duì)沿線通道造成阻礙意外，一般也對(duì)受電弓及接觸線機(jī)械損害。電弧所產(chǎn)生的高溫對(duì)接觸線的機(jī)械強(qiáng)度也會(huì)有影響。

四、硬點(diǎn)的檢測(cè)和界定

當(dāng)受電弓在高速運(yùn)行的過(guò)程中，由于會(huì)受到不同激震源的作用，會(huì)形成三個(gè)震動(dòng)方向，其中包括鉛垂震動(dòng)、順延線路的沖擊以及橫向線路的擺動(dòng)。而擺動(dòng)的原因多是因?yàn)榫€路本身原因所導(dǎo)致的，其中它本身對(duì)弓網(wǎng)的連接以及受流情況并無(wú)多大影響，這種情況下可以不需要檢測(cè)。振動(dòng)原因中，除了線路自身的問(wèn)題以外，其中一點(diǎn)原因則是接觸懸掛的不均勻，在高速運(yùn)行的過(guò)程中，震動(dòng)幅度的大小能夠顯示接觸懸掛的質(zhì)量和受流的狀態(tài)，因此這也是檢測(cè)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在沖擊過(guò)程中，接觸懸掛問(wèn)題作用之外，還有一點(diǎn)則是接觸懸掛處于失衡情況，一般分段絕緣漆、中心安裝沒(méi)有技術(shù)性的過(guò)硬要求，所以導(dǎo)致電連接線傾斜以及接觸不平衡。一般情況下，很大的沖擊將會(huì)對(duì)受流產(chǎn)生影響，這也是打弓設(shè)備發(fā)生壞損的重要因素。對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)檢測(cè)一般應(yīng)用的是模擬形式的受電弓，并且安裝完成加速度傳感器，對(duì)震動(dòng)和沖擊兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。并按照運(yùn)行速度的差異性，對(duì)沖擊加速度和振動(dòng)加速度進(jìn)行處理。

五、硬點(diǎn)的處理

操作中如果相對(duì)欠缺接觸網(wǎng)就會(huì)出現(xiàn)硬點(diǎn)，從理論方面來(lái)說(shuō)，不能完全消除硬點(diǎn)，但可以最大限度降低硬點(diǎn)的影響范圍。下面僅從施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的防治工作進(jìn)行探討。

1.施工方面。

1.1初次施工以后不能滿足質(zhì)量的實(shí)際需求，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整以后也不能明顯提升設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，所以，加設(shè)接觸線的時(shí)候需要完全滿足放線工藝的基本規(guī)范需求。利用恒張力布線方式來(lái)保障弓網(wǎng)取流的基本質(zhì)量，恒張力放線操作的時(shí)候，需要對(duì)張力進(jìn)行事先設(shè)定，依據(jù)恒定的速度來(lái)進(jìn)行放線操作。為了防止沖擊影響和破壞線路，利用均勻力度來(lái)進(jìn)行緊線作業(yè)。對(duì)于接觸線的平直度也應(yīng)檢測(cè)，高速鐵路（時(shí)速200km以上）要求導(dǎo)線平直度在1‰以內(nèi)。

1.2對(duì)于接觸線存在集中負(fù)荷的地方可以適當(dāng)抬高導(dǎo)高（0～10mm），如分段絕緣器、電連接處以及開(kāi)關(guān)引線處。

1.3利用合理調(diào)整定位處的方式來(lái)確保設(shè)備具備一定的彈性，操作中不會(huì)因?yàn)榧兄亓繉?dǎo)致出現(xiàn)接觸硬點(diǎn)，以便于確保能夠順利通過(guò)高速運(yùn)行的電力機(jī)車(chē)受電弓。調(diào)整接觸網(wǎng)線的過(guò)程中，限位定位器是調(diào)整限位定位器間的間隙基礎(chǔ)和前提。為了避免因?yàn)槭茈姽^(guò)高抬升作用引發(fā)“打弓”的問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)該合理應(yīng)用限位定位器。安裝限位定位器的時(shí)候，需要及時(shí)明確和選擇合理的限位大小以及間隙及大小，如果存在過(guò)大的間隙可以促使定位器形成過(guò)大的坡度，反之可能形成過(guò)小的坡度。

1.4下部工程的質(zhì)量好壞決定著接觸網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，因此提高下部工程施工質(zhì)量，也會(huì)一定程度上減少接觸網(wǎng)硬點(diǎn)。

2.運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面。（1）操作中如果因?yàn)閹讉€(gè)跨距構(gòu)成波形硬點(diǎn)，此時(shí)應(yīng)該科學(xué)的對(duì)上述位置跨中導(dǎo)高、定位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以便于獲得波峰，利用調(diào)整定位點(diǎn)導(dǎo)高的方式來(lái)合理消除接觸硬點(diǎn)，在調(diào)整波形硬點(diǎn)以后，還應(yīng)應(yīng)用吊弦間高度差來(lái)及時(shí)調(diào)整吊弦。（2）如果由于過(guò)度松弛中心錨結(jié)繩松出現(xiàn)的接觸硬點(diǎn)，處理的時(shí)候首先應(yīng)該及時(shí)檢查是否出現(xiàn)理補(bǔ)償設(shè)備墜砣卡滯的問(wèn)題；然后對(duì)接觸線錨導(dǎo)高進(jìn)行科學(xué)測(cè)量，調(diào)整形成高于定位點(diǎn)的中錨線高度，同時(shí)也應(yīng)該對(duì)中錨兩側(cè)吊弦進(jìn)行調(diào)整。更換完成吊弦以后，確保其具備一致松弛度的錨兩端中錨繩。（3）提高巡視、取流檢查的力度，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，增加檢測(cè)的質(zhì)量，是一種處理和發(fā)現(xiàn)接觸線硬點(diǎn)的有效方式。操作中因?yàn)榫S修接觸網(wǎng)形成接觸懸掛集中質(zhì)量的點(diǎn)，可以利用增加吊弦或者改變?cè)跸椅恢玫姆绞絹?lái)有效改變接觸網(wǎng)彈性，最大限度降低接觸網(wǎng)硬點(diǎn)；如果出現(xiàn)連續(xù)多個(gè)跨矩坡度或者過(guò)大的跨距接觸線坡度，可以依據(jù)提高操作人員責(zé)任感和事業(yè)心的方式來(lái)有效提升測(cè)量水平，避免施工中出現(xiàn)不合符設(shè)計(jì)規(guī)范的接觸線坡度，盡可能降低接觸線硬點(diǎn)出現(xiàn)的可能性。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上，鐵路是屬于聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，電氣化鐵路提速的基礎(chǔ)是整治缺陷，雖然運(yùn)行中不能完全消除接觸網(wǎng)硬點(diǎn)，但是列車(chē)運(yùn)行中可以依據(jù)相應(yīng)技術(shù)最大限度降低硬點(diǎn)的影響，此時(shí)需要適當(dāng)提高日常維護(hù)檢修、管理的水平，充分分析線路實(shí)際情況以后進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化的檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]于萬(wàn)聚《高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)》西南交通大學(xué)出版社.

[2]蘇海龍淺談高速接觸網(wǎng)硬點(diǎn).