接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因及改進措施

葉建勇

摘要：簡述接觸網(wǎng)硬點，形成的原因和克服及改進的重要性，必要性。根據(jù)目前我國接觸網(wǎng)運行的現(xiàn)狀，提出改進的基本思路。

關鍵詞：接觸網(wǎng)硬點;現(xiàn)狀;改進

1 前言

接觸網(wǎng)是電氣化鐵路和城市軌道交通的重要組成部分。 隨著我國電氣化鐵道和城市軌道交通的發(fā)展，列車運行速度的不斷提高，對接觸網(wǎng)的要求越來越高。

在理想狀態(tài)下，電力機車受電弓和接觸網(wǎng)保持一個恒定的接觸壓力，受電弓沿接觸線勻速前進，電力機車所獲得的電能電壓穩(wěn)定。然而，在電力機車的運行過程中，由于多種原因，受電弓和接觸線之間的壓力會發(fā)生改變，甚至會發(fā)生離線現(xiàn)象（壓力為零），影響電力機車的正常取流，影響電力機車正常工作。因此，接觸硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，怎么理解硬點并消除硬點的危害，很值得我們去分析研究。

2 影響弓網(wǎng)關系的因素

2.1接觸硬點

電力機車在運行中，機車受電弓與接觸線的接觸力的變化是非常復雜的，通常我們稱引起機車受電弓與接觸線的接觸力突然變化的地點為接觸硬點，通稱硬點。如：定位器、接頭線夾、線岔、電連接、中心錨結、分段絕緣器等都是硬點容易出現(xiàn)的地方。

2.2接觸硬點的危害

接觸硬點是造成機車受電弓離線的重要原因之一，機車受電弓離線對機車牽引電機、電器、受電弓、接觸網(wǎng)、牽引變壓器及供電系統(tǒng)都有危害。由于導線上硬點的存在，沖擊加速度（目前檢測硬點大小的參數(shù)）數(shù)值較小時造成弓網(wǎng)之間接觸不良，沖擊加速度數(shù)值較大時就會造成離線，離線產(chǎn)生高溫的電弧，到一定程度時會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機械破壞。

硬點對接觸網(wǎng)、受電弓的傷害有兩種情況，一是機械傷害，另一個是電弧傷害。機械傷害是指對受電弓、接觸導線輕微的碰傷，刮傷等（有明顯痕跡的就稱之為打弓點了），通常我們說硬點對弓（網(wǎng)）的傷害，主要是硬點引起的弓網(wǎng)離線，和離線瞬間產(chǎn)生的高溫電弧，它對接觸網(wǎng)、受電弓有很大的危害。對受電弓的傷害主要表現(xiàn)在對弓頭的點蝕、汽化。對接觸導線的傷害除了對接觸導線的點蝕、汽化以外，就是對導線的高溫退火，例如現(xiàn)在廣泛應用的銅導線，不是簡單的電解銅，是電解銅經(jīng)過反復的壓軋、拉伸，最后擠壓而成的，軋制、拉伸、擠壓過程是金屬的內部應力發(fā)生了變化，使軟銅線變成了硬銅線，提高了機械強度（主要是抗拉強度和硬度）。

拉弧是很難消除的，短時的接觸不良、離線都會產(chǎn)生電弧，實際上電弧是空氣被擊穿時的現(xiàn)象，電流通過擊穿空氣得以連通，當然擊穿空氣要損失一部分電能、損失一部分電壓，但通過電弧讓電流得以連通，卻是電弧的功勞。

2.3接觸硬點產(chǎn)生的原因分類

接觸硬點的產(chǎn)生，按其形成原因，主要分為以下三類：

1、導線不平直產(chǎn)生的凸凹點：

其一：導線死彎

施工或檢修時，因各種原因（如無張力放線、使用夾線工具不當、導線張力不足引起馳度過大、人員上、下導線、重物掛在導線上等等）造成的接觸線彎曲變形，特別是上下彎造成離線及離線后的沖擊硬點。

其二：導線坡度變化

接觸網(wǎng)在線路與橋隧、站場與區(qū)間、聯(lián)接處及錨段關節(jié)處等，如果在檢調中處理不好就很容易存在導線坡度及坡度變化，在導線坡度較大或導線坡度轉換點，就會造成較大沖擊硬點。

2、接觸網(wǎng)零部件、設備產(chǎn)生的硬點

其一集中負荷：如在分段絕緣器、導線接頭處、電連接線夾處、補強處等，由于重量的突然增加，受電弓的接觸力突變;

其二安裝缺陷：接觸線上的零部件安裝不規(guī)范，撞擊受電弓。如電聯(lián)接偏斜、吊弦偏斜、接頭線夾偏斜、定位器坡度過小（過大）造成線夾偏斜碰弓或定位器對導線有集中壓力（坡度過大時對導線是負壓力）等等;

3、非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點

其它原因也能引起的接觸力的突變點，如線路三角坑、受電弓振動、擺動等等，常見的有以下幾種情況：

1）機車受電弓產(chǎn)生的硬點

在機車的運行取流過程中，運行的受電弓與架空式的接觸網(wǎng)之間進行的相互作用、相互匹配非常復雜，影響受流質量的主要參數(shù)有靜態(tài)接觸壓力、動態(tài)接觸壓力、摩擦力、受電弓振動頻率、接觸網(wǎng)振動頻率、機車運行速度、接觸網(wǎng)傳播速度等等。影響接觸硬點的因素也很多，除機車車速、加速度以外，如受電弓的彈性系數(shù)、受電弓歸算到接觸導線上的質量等能影響到接觸硬點。

2）線路產(chǎn)生的硬點

線路也是引起的接觸力的突變原因之一，例如線路的變坡點，特別是正坡直接變成負坡的變坡點，反映在弓網(wǎng)關系上就相當于一個導線變坡點，如果此處正好是接觸導線的變坡點那就可能出現(xiàn)很強烈的硬點。

其原因是在這些地方線路路基彈性系數(shù)變化大、鋼軌的接頭不齊、線路病害等引起了機車左右擺動（也引起受電弓擺動）、上下震動，由此引起接觸網(wǎng)與受電弓之間的位置突變造成的。

3 接觸懸掛硬點的處理和改進辦法

3.1硬點的處理

從理論上講，幾乎不可能從根本上消滅硬點，但可將其減小到允許范圍內。

1、接觸網(wǎng)設計：現(xiàn)今世界上有兩類先進的結構，一是采用彈性很小的硬網(wǎng)型電氣化鐵路，

從設計的參數(shù)選擇來說，現(xiàn)在流行選用較小的拉出值，本人認為這個做法的好處是降低了接觸網(wǎng)脫弓的可能性，減少了之字力接觸網(wǎng)錨段中部的張力損失（因為減少了之字力），但它犧牲了受電弓弓頭的有效作業(yè)區(qū)，加重了受電弓的局部磨耗，減少了受電弓滑板的使用壽命，

2、施工：

接觸網(wǎng)施工主要存在二大問題：

一是下部工程施工重視不夠，下部工程是接觸網(wǎng)工程的重要的組成部分，下部工程的質量好壞決定著接觸網(wǎng)長期運行狀態(tài)，二是對主要承力索、接觸導線的線索預伸（超拉）重視不夠，線索預伸是一項很重的工序，線索預伸后可以免去3～5年的線索伸長過渡期、可以大減少導線硬點。

3.2硬點的改進辦法

（1）進一步改進接觸懸掛的結構形式，減少因結構原因形成硬點的部位。

定位器：許多人認為定位器的硬點是無法避免的，實際上定位器的自重是可以通過調整定位坡度來消除的，也就是說，將定位坡度調整到讓“定位拉力產(chǎn)生的上抬力等于1/2定位器重量”。

（2）中心錨結：掐中心錨結線夾處，增加了質量故此形成硬點。接觸線在安裝中心錨結處要比接觸線設計懸掛高度高20～30 mm，以減小硬點。

（3）電連接：對于電連接，無論是橫向電連接、道岔電連接、錨段關節(jié)電連接，在安裝地點都形成了對接觸網(wǎng)增加的附加重量并造成質量集中的問題。存在著硬點。在安裝過程中線夾要端正，不能斜偏。接觸線線夾安裝點要比設計值大20～30 mm，有利于減小或消除硬點。

（5）吊弦點處：做到吊弦間的高差為零或最小，從而保證了接觸線始終在一個水平面內;可以改善接觸網(wǎng)整體彈性性能，消除接觸網(wǎng)硬點。

（6）線岔：精心設計兩支接觸線的高度，交叉點處正線應一直處于側線下方，并且正線相對標準導高適當抬高約10mm，側線非工作支在線岔附近適當抬高約30mm，兩支工作支相距500mm處側線接觸線位置對正線接觸線抬高10～20mm，減少線岔處硬點。

（7）分段絕緣器：分段絕緣器處應比相鄰兩定位點處高10～20mm，接頭處應平滑。

（8）接觸懸掛形式：目前最廣泛的是采用全補償簡單鏈型懸掛，這種懸掛能使弓網(wǎng)之間可靠接觸，增強接觸懸掛的穩(wěn)定性。

4 總結

接觸網(wǎng)的硬點問題，需要改善和提高，以保證軌道交通和電氣化鐵路的高速發(fā)展。改善接觸懸掛的彈性，盡量使懸掛點的彈性與跨距中部的彈性相一致，可以采用雙鏈型接觸懸掛。改善張力補償裝置，除采用墜陀式補償裝置，還可設置隨溫度變化的液壓張力補償裝置。以減少溫度對張力的影響。提高接觸懸掛的穩(wěn)定性，提高接觸線或輔助索的張力，及采用雙鏈型懸掛，雙承雙導懸掛，以均勻增加接觸懸掛的質量。提高了承力索和導線的張力后，振動穩(wěn)定性也得到了提高。遏制了硬點的形成。

參考文獻

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