魯南高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間接觸網(wǎng)硬點整治研究

戰(zhàn)緒庶， 李艷龍

（1. 中國鐵路濟南局集團有限公司供電部，山東濟南 250001；2. 中國鐵路濟南局集團有限公司濟南供電段，山東濟南 250001）

0 引言

魯南高鐵是山東省“三橫五縱”高鐵網(wǎng)絡的重要組成部分，是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要連接通道。接觸網(wǎng)硬點問題是聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中經(jīng)常會遇到的一項難題，目前對接觸網(wǎng)硬點解決方法的研究仍處在探索階段。

接觸網(wǎng)硬點是由于受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力不均產(chǎn)生的，具有相對性，并且隨著車組行駛速度的提升其表現(xiàn)也會越加明顯［1］。

國內(nèi)外針對接觸網(wǎng)硬點的研究大致分為2 個方面：一是基于弓網(wǎng)運行設計原理進行理論分析并研究硬點產(chǎn)生的原因［2］；二是憑借現(xiàn)場檢修人員的經(jīng)驗進行總結(jié)分析來消除硬點［3-4］。而聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，在逐級提速狀態(tài)下利用弓網(wǎng)運行產(chǎn)生硬點波形來分析接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因的研究較少。因此，開展利用魯南高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間接觸網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)檢測波形數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況研究硬點產(chǎn)生原因和整治措施。

1 硬點產(chǎn)生特點

高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，通過綜合檢測列車對接觸網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)檢測波形數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，研究硬點產(chǎn)生的特點。關(guān)于波形中硬點的判定統(tǒng)計根據(jù)以下2 個原則：

（1）依據(jù)原中國鐵路總公司2015 年發(fā)布的《高速鐵路接觸網(wǎng)運行維修規(guī)則》規(guī)定，當列車運行速度在300～350 km/h時，硬點允許最大值Av=588 m/s2，當波形中檢測硬點值大于588 m/s2時，即為硬點缺陷［2］，需進行統(tǒng)計分析。

（2）由于聯(lián)調(diào)聯(lián)試為逐級提速試驗，在弓網(wǎng)檢測中，先統(tǒng)計每一次檢測波形中接觸網(wǎng)硬點缺陷位置，再將統(tǒng)計信息進行匯總分析。凡是在同一位置檢測硬點僅出現(xiàn)1次的，即認為是檢測誤差；同一位置多次出現(xiàn)的，即認為該位置存在硬點缺陷。

1.1 不同速度等級下硬點產(chǎn)生情況

通過對300、320、350 km/h這3個速度等級下檢測到的硬點數(shù)量和硬點平均值2項指標進行統(tǒng)計分析，其變化趨勢分別見圖1、圖2。

通過分析可知：隨著速度等級增加，硬點數(shù)量和硬點平均值都有明顯遞增，說明速度越大，硬點問題越嚴重。

圖2 不同速度等級下硬點平均值變化

1.2 硬點分布位置統(tǒng)計分析

由于魯南高鐵設計運行速度為350 km/h，因此選取該速度等級下檢測波形硬點分布位置進行分析。為了便于分析硬點原因和后續(xù)處理，將硬點分布情況分為離散區(qū)段硬點和集中區(qū)段硬點2種。

（1）離散區(qū)段硬點是指硬點分布在不同跨距內(nèi)且分布不均勻的情況（見圖3）。

根據(jù)列車運行方向，選取魯南高鐵下行正向受電弓閉口、上行正向受電弓開口運行檢測數(shù)據(jù)進行分析。

在350 km/h 速度下，下行正向閉口檢測硬點缺陷為13個，其中5個位于錨段關(guān)節(jié)處，6個位于中心錨結(jié)處，2個位于18號線岔處。

圖3 離散區(qū)段硬點

在350 km/h 速度下，上行正向開口檢測硬點缺陷為15 個，其中3 個位于錨段關(guān)節(jié)處，12 個位于中心錨結(jié)。不同位置下的硬點數(shù)量統(tǒng)計見圖4。

由圖4可知，魯南高鐵在350 km/h檢測速度下共產(chǎn)生28 個硬點，其中18 個位于中心錨結(jié)處，8 個位于錨段關(guān)節(jié)處，2 個位于18#線岔處。中心錨結(jié)占比64.3%，錨段關(guān)節(jié)占比28.6%。硬點大值主要集中在中心錨結(jié)處。

圖4 硬點產(chǎn)生位置統(tǒng)計

（2）集中區(qū)段硬點是指在1個或者連續(xù)幾個跨距內(nèi)硬點分布比較集中的情況，通常這種情況下硬點會集中分布在連續(xù)的幾個跨距內(nèi)（見圖5）。

圖5 集中區(qū)段硬點

通過對魯南高鐵動態(tài)檢測，共發(fā)現(xiàn)3個區(qū)段硬點較為集中，全部位于魯南高鐵下行線，公里標分別為：K87+200—K88+300、K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500。經(jīng)與現(xiàn)場核實，這3 個硬點集中區(qū)段為3 個接觸線整錨段。初步推測該3個區(qū)段硬點的產(chǎn)生與放線施工工藝或者接觸線設備質(zhì)量有關(guān)。

2 硬點處理措施

通過分析硬點分布特點和產(chǎn)生原因，采取如下相應處理措施。

2.1 針對離散區(qū)段硬點處理措施

為排除檢測定位誤差，在檢測波形圖中，查找硬點對應的區(qū)間接觸網(wǎng)桿號。以確定的接觸網(wǎng)桿號為中心組織人員進行現(xiàn)場測量和處理?，F(xiàn)場對于硬點處理應按照以下步驟逐一排查、確認和調(diào)整，現(xiàn)場調(diào)整完后要進行復測和記錄。

（1）現(xiàn)場應以硬點檢測波形分析確定的接觸網(wǎng)桿號為中心，整體左右3跨進行接觸網(wǎng)導高參數(shù)測量，排查是否因定位點高差或者相鄰吊弦點高差產(chǎn)生硬點。通過合理布置吊弦，調(diào)節(jié)吊弦間距以及定位點的高度，保證吊弦受力均勻，可消除吊弦高差產(chǎn)生的硬點［3］。

（2）若排除高差原因后，現(xiàn)場檢查是否因施工工藝不規(guī)范造成導線產(chǎn)生硬彎、扭面現(xiàn)象。借助車梯或作業(yè)車用手觸摸或水平整體目測檢查，發(fā)現(xiàn)此類缺陷應分別采用正彎器和扭面器等專用工具進行處理。

（3）檢查是否由于中錨繩、中錨線夾和電連接線夾安裝不合格造成硬點。通過調(diào)整中錨繩、中錨線夾和電連接線夾等來消除硬點［4］。

（4）檢查是否因錨段關(guān)節(jié)處或者電分相處2轉(zhuǎn)換柱間導線交叉處不水平、受電弓不能平滑過渡而產(chǎn)生硬點［5］。采用對關(guān)節(jié)處吊弦進行測量，移動調(diào)整或者更換吊弦以及通過延長等高處的方法進行處理來消除硬點。

（5）檢查定位點與相鄰2處彈吊吊弦布置是否滿足設計要求，是否對稱分布、受力均勻，且不能形成V字形。若不滿足要求，可通過調(diào)整、更換相應吊弦來消除硬點［6］。

2.2 針對集中區(qū)段硬點處理措施

集中區(qū)段硬點產(chǎn)生原因與離散區(qū)段不同，主要因接觸線所受張力不足或接觸線本身有質(zhì)量問題而導致［7］。分別采用張力自然延伸試驗、換線試驗2 種方法進行處理。

（1）張力自然延伸試驗。對魯南高鐵莒南北—臨沂北區(qū)間下行K87+200—K88+300 處進行錨段整治實驗，將錨段內(nèi)定位點線夾、吊弦線夾、非支落錨錨支卡子拆除，接觸線自然延展20 h后再進行檢測。

（2）換線試驗。對魯南高鐵下行K87+200—K88+300、 K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500 的3處硬點集中區(qū)段進行整錨段換線處理后再進行檢測。

魯南高鐵下行K87+200—K88+300 處錨段在試驗前后檢測的波形見圖6—圖8。

圖6 試驗前的檢測波形

圖7 試驗后的檢測波形

圖8 換線試驗后的檢測波形

對比圖6 和圖7 可知，張力自然拉伸試驗對于接觸網(wǎng)硬點問題改善效果不理想。對比圖8可發(fā)現(xiàn)，通過更換接觸線，硬點問題改善效果明顯，硬點值控制在規(guī)定范圍內(nèi)。另外其他2處集中區(qū)段硬點在換線后，接觸網(wǎng)硬點問題也得到明顯改善。

3 硬點產(chǎn)生原因匯總

通過對弓網(wǎng)運行系統(tǒng)檢測波形分析，結(jié)合接觸網(wǎng)硬點整治反饋結(jié)果，總結(jié)接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的主要原因有以下幾種：（1）接觸網(wǎng)質(zhì)量增加的區(qū)段容易產(chǎn)生硬點，如定位器線夾、吊弦線夾、中錨線夾、錨段關(guān)節(jié)的電連接線夾處等；（2）施工工藝不標準導致硬點產(chǎn)生，如接觸線硬彎、扭面、定位器坡度不足等；（3）線索本身不合格造成硬點，如接觸線表面存在毛刺、接觸線內(nèi)部損傷等。

4 結(jié)束語

通過對魯南高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間弓網(wǎng)系統(tǒng)檢測分析，結(jié)合現(xiàn)場實際研究接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因，根據(jù)不同情況嘗試多種解決辦法，最終消除硬點缺陷。對接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因進行數(shù)據(jù)分析和解決方法的探索，為后續(xù)我國高鐵建設中接觸網(wǎng)硬點的防治提供技術(shù)參考［8］，也為新建電氣化鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間接觸網(wǎng)硬點缺陷分析和處理提供解決思路［9］。