普速鐵路接觸網(wǎng)硬點(diǎn)分析探討及對(duì)策

溫 強(qiáng)

(國(guó)能包神鐵路有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

接觸網(wǎng)硬點(diǎn)一直是設(shè)備管理當(dāng)中比較棘手的問題。硬點(diǎn)的存在容易造成受電弓和接觸線之間接觸壓力不穩(wěn)定。一旦接觸壓力過大，則會(huì)加速接觸導(dǎo)線和受電弓局部的損耗，縮短導(dǎo)線和受電弓的使用壽命。而如果接觸壓力過小，也會(huì)導(dǎo)致他們之間的接觸不良，在供電時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電流不穩(wěn)定，甚至可能會(huì)引起火花或者電弧以至燒損接觸線，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)出現(xiàn)故障。無(wú)論如何哪一種情況都可能會(huì)造成整個(gè)電力機(jī)車的運(yùn)行受阻。因此，必須對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)問題提起足夠的重視。

一、正確認(rèn)識(shí)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)

（一）理解接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的概念

接觸網(wǎng)硬點(diǎn)也就是接觸懸掛的硬點(diǎn)，是接觸懸掛不均勻狀態(tài)的一種統(tǒng)稱。在理想狀態(tài)下，接觸懸掛需要有彈性，均勻保證電力機(jī)車受電弓與接觸網(wǎng)之間的正常接觸和取流。而如果在接觸懸掛或者接觸線上的某些部分出現(xiàn)了彈性變差或者有額外的重量，列車高速運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)電流的不正常升高或降低等現(xiàn)象。也就是說在這些部位會(huì)出現(xiàn)力、位置、速度或加速度等值的突然變化，這些現(xiàn)象的統(tǒng)稱都稱為硬點(diǎn)。

硬點(diǎn)是一種結(jié)構(gòu)的欠缺，而且是一種相對(duì)的狀態(tài)。越是在列車高速運(yùn)行時(shí)，這種狀態(tài)表現(xiàn)的就越明顯。對(duì)于我們的工作來說，這是一種有害的物理現(xiàn)象，它會(huì)加快導(dǎo)線和受電弓滑板的異常損耗以及撞擊性的損害。在日常工作中，這種關(guān)于力位置速度或加速度的突然變化，是通過安裝加速度傳感器來檢測(cè)受電弓垂向加速度和縱向加速度兩個(gè)參數(shù)，用垂直加速度來表征硬點(diǎn)的大小。接觸網(wǎng)一點(diǎn)是評(píng)價(jià)和衡量高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系的一個(gè)重要參數(shù)。

（二）接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的特點(diǎn)

根據(jù)國(guó)家頒布的相關(guān)暫行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場(chǎng)的硬點(diǎn)的查找處理，我們可以總結(jié)出接觸網(wǎng)硬點(diǎn)具有以下幾個(gè)特征。

首先，接觸網(wǎng)硬點(diǎn)在接觸網(wǎng)缺陷中占有比較高的比例。其次，接觸網(wǎng)硬點(diǎn)大多集中在160千米每小時(shí)以上的提速區(qū)域。第三，接觸網(wǎng)懸掛結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生一定數(shù)量硬點(diǎn)，并且硬點(diǎn)值比較大，出現(xiàn)在分段絕緣器，導(dǎo)線定位，線岔，關(guān)節(jié)等導(dǎo)線集中，負(fù)荷較大和導(dǎo)線坡度變化大的地方。第四，接觸網(wǎng)施工質(zhì)量對(duì)硬點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。很多接觸網(wǎng)硬點(diǎn)都是由于施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而造成的缺陷，其中因?yàn)榻佑|網(wǎng)施工精度問題引起的硬點(diǎn)是比較常見的。最后，線路原因和其他原因產(chǎn)生的硬點(diǎn)在檢測(cè)當(dāng)中也時(shí)有發(fā)現(xiàn)[1]。

二、分析接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因

（一）由設(shè)計(jì)產(chǎn)生的硬點(diǎn)

接觸網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中的結(jié)構(gòu)和形式是接觸網(wǎng)硬點(diǎn)存在的根本原因。在理想狀態(tài)中，接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)是要有良好的彈性均勻的，但是在現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)之下，受到經(jīng)濟(jì)條件技術(shù)條件的約束，很多時(shí)候設(shè)計(jì)部門在接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和形式的分析中，不能夠采取最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)。我國(guó)在這一部分的技術(shù)起步比較晚，資料也比較少。有時(shí)對(duì)于接觸網(wǎng)零部件選擇不恰當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致接觸懸掛彈性均勻度，特性等都變差。這些細(xì)節(jié)性的問題都可能在非常細(xì)微的地方造成接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生硬點(diǎn)。如果是由于整體的設(shè)計(jì)而產(chǎn)生這樣的問題，之后的維護(hù)和維修就會(huì)變得非常困難。

（二）材質(zhì)和設(shè)備的原因

接觸網(wǎng)的材質(zhì)和設(shè)備及其結(jié)構(gòu)都可能會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的出現(xiàn)。

首先說材質(zhì)的問題。當(dāng)前接觸網(wǎng)大多數(shù)采用的都是銅和微量元素結(jié)合而制成的導(dǎo)線。這種混合的材質(zhì)在制作過程中需要用到非常多的復(fù)雜工藝。由于這種工藝的標(biāo)準(zhǔn)比較復(fù)雜，很多時(shí)候容易造成生產(chǎn)出的導(dǎo)線材質(zhì)，內(nèi)部的顆粒不均勻，出現(xiàn)間隙雜質(zhì)等問題，這就會(huì)使得導(dǎo)線內(nèi)部本身就存在導(dǎo)電不均勻等現(xiàn)象。在實(shí)際使用過程中就會(huì)形成波浪彎?？梢韵胂蟮氖牵绻麑?dǎo)線本身的強(qiáng)度和韌性不均勻，那么硬點(diǎn)的出現(xiàn)是必然的。強(qiáng)度越高，接觸線越硬，不容易使接觸導(dǎo)線在制造或纏繞的過程中形成硬點(diǎn)，但是這可能會(huì)降低導(dǎo)線的導(dǎo)電率，還會(huì)提高對(duì)于導(dǎo)線制作的工藝要求。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際技術(shù)水平來看，目前銅質(zhì)和銀質(zhì)接觸線的平直度上仍然存在很大的問題，這也是由技術(shù)原因所導(dǎo)致的硬點(diǎn)產(chǎn)生的一個(gè)根源[2]。

其次是接觸網(wǎng)零部件和設(shè)備產(chǎn)生的硬點(diǎn)。如果接觸線上的重量突然增加，垂直負(fù)荷比較大，那么接觸線的彈性就有可能會(huì)變差。受電弓高速滑過時(shí)，接觸力突變也可能會(huì)造成較大的沖擊硬點(diǎn)。根據(jù)鐵道部檢測(cè)車所得出的結(jié)果，當(dāng)列車運(yùn)行速度超過120千米每小時(shí)的時(shí)候，接觸網(wǎng)設(shè)備當(dāng)中的硬點(diǎn)會(huì)最大，全部在30g以上。而同樣的速度，接觸網(wǎng)硬點(diǎn)一般只會(huì)有4～8g。可以說分相絕緣器硬點(diǎn)是目前提速線路上的一個(gè)突出問題。同時(shí)接觸線上的零部件安裝，如果不規(guī)范撞擊受電弓，那么也會(huì)造成接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的產(chǎn)生，甚至可能會(huì)造成受電弓的損壞。

（三）施工質(zhì)量和檢修工藝

除了前期的設(shè)計(jì)以及零部件和材質(zhì)的問題，后期的施工質(zhì)量和檢修工藝也可能會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的產(chǎn)生。這其中接觸線展放過程是硬點(diǎn)產(chǎn)生最常見的一個(gè)環(huán)節(jié)。相對(duì)于人工放線方法而言，作業(yè)車放線過程中產(chǎn)生的硬點(diǎn)會(huì)比較少。但是作業(yè)車展放的過程中，缺乏必要的張力標(biāo)準(zhǔn)理論數(shù)值指導(dǎo)，這導(dǎo)致了作業(yè)車放線時(shí)所產(chǎn)生的幅度不能夠真正的做到直線放線。而且，在實(shí)際的操作過程中，也很難做到勻速放線，導(dǎo)線速度不確定的情況下，可能會(huì)因?yàn)閺埑诔潭鹊牟灰恢露霈F(xiàn)彎曲，從而造成硬點(diǎn)。

相對(duì)的，在鐵路線尚未達(dá)到一定的貫通程度的時(shí)候，我們無(wú)法使用機(jī)械放線的方法，就只能夠用人工放線來代替進(jìn)行。而人工作業(yè)精確程度就會(huì)比較低，力度的控制也會(huì)比較差，不穩(wěn)定性會(huì)增加。那種時(shí)斷時(shí)續(xù)的作業(yè)方法，可能會(huì)損傷導(dǎo)線接觸面的平順度，加大接觸線架設(shè)的張力不均勻，特別是在起錨和落錨的時(shí)候，需要重新進(jìn)行放線，這就加劇了硬點(diǎn)產(chǎn)生的概率。

施工工藝的不規(guī)范也會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的產(chǎn)生。在日常檢修維護(hù)工作當(dāng)中，工作人員有可能在不經(jīng)意的時(shí)候踩到導(dǎo)線上，這可能會(huì)在定位處出現(xiàn)一定的彎度。同時(shí)放線過程中使用的S掛鉤接觸了導(dǎo)線或者作業(yè)車平臺(tái)立板接觸了導(dǎo)線都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線不平直。最主要的問題就是接觸線的硬彎。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中總結(jié)下來，可以發(fā)現(xiàn)左右彎影響比較小，而垂直彎影響會(huì)比較大，但是無(wú)論是哪一種硬彎都可以造成硬點(diǎn)的產(chǎn)生[3]。

除此之外，還有很多的因素會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的產(chǎn)生。比如，接觸線的高差不符合規(guī)定，檢修質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，線路的質(zhì)量存在問題，速度的變化乃至天氣的影響，都可能會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的產(chǎn)生。

三、接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的處理措施

（一）嚴(yán)把設(shè)計(jì)選材環(huán)節(jié)

根據(jù)目前的實(shí)際工作情況來看，硬點(diǎn)是不可能完全被消滅的，但是在實(shí)際工作當(dāng)中，我們可以通過各個(gè)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格把控，把硬點(diǎn)的值降低到合理的范圍之內(nèi)。

最首先需要注意的是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)減少硬點(diǎn)。由于接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，我們需要從接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)形式，材料運(yùn)用和環(huán)境因素等方面進(jìn)行優(yōu)化。最終選取的方案必須是既能保證接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，又要考慮到材料零部件的輕型化。盡量減少集中負(fù)荷增大接觸網(wǎng)的彈性，從源頭上減少和控制，由于接觸網(wǎng)本身的結(jié)構(gòu)所造成的硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因。

這里需要考慮到的因素就比較多。比如說接觸導(dǎo)線的質(zhì)量會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)的質(zhì)量產(chǎn)生影響。再如減輕集中荷載，也可能會(huì)優(yōu)化接觸網(wǎng)的硬點(diǎn)產(chǎn)生。對(duì)懸掛形式進(jìn)行慎重的選取，也能夠降低硬點(diǎn)出現(xiàn)的概率。當(dāng)然還有上文當(dāng)中提到過的關(guān)于接觸網(wǎng)零部件材質(zhì)的選擇，也會(huì)對(duì)后期的硬點(diǎn)產(chǎn)生造成影響。

（二）提高施工及檢修的質(zhì)量

前期做好了設(shè)計(jì)和材料的選擇以后，在實(shí)際的施工過程中，我們還是需要進(jìn)一步的慎重。在接觸網(wǎng)架設(shè)的過程當(dāng)中，采用先進(jìn)的基于電腦監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行架線，這可以保證導(dǎo)線架設(shè)的平順。由這種設(shè)備所架設(shè)的導(dǎo)線能夠保證弓網(wǎng)取流的質(zhì)量滿足高速行車的要求。

在實(shí)際的工作過程中想要保證導(dǎo)線架設(shè)的平順，必須進(jìn)行持續(xù)性的施工。因此，事先對(duì)導(dǎo)線連續(xù)性的檢查是非常重要的。而這其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對(duì)于接線夾的接觸面平整性以及接觸面外形尺寸合格程度的檢查。同時(shí)要檢查配件是否完整，螺絲紋是否有斷裂。在施工過程中，還要保證導(dǎo)線在接口處平整，沒有破處，在完全固定之后還要檢查導(dǎo)線接頭處的平整度?？傊?，要最大限度保證接觸面的平滑。

（三）加強(qiáng)日常的維護(hù)

在接觸網(wǎng)通電以后，供電部門就接管了該設(shè)備，負(fù)責(zé)該設(shè)備的檢修和日常運(yùn)營(yíng)。這要求供電部門必須要按照工程部門的交付技術(shù)資料，對(duì)于接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)設(shè)備有計(jì)劃，有安排有標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)行保養(yǎng)和檢修。

必須充分利用檢測(cè)車檢測(cè)出硬點(diǎn)的所在，同時(shí)逐條地進(jìn)行分類記錄，根據(jù)具體情況到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)于硬點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，然后制定出行之有效的解決方法。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)職工的知識(shí)和理論培訓(xùn)，進(jìn)一步提高職工的實(shí)際操作能力，保證能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行精細(xì)的檢修，做到檢修一處確保一處的安全。同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備巡視的次數(shù)，提高巡檢質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題存就必須快速采取行動(dòng)，保證整體接觸網(wǎng)能夠安全運(yùn)行，減少運(yùn)營(yíng)當(dāng)中的隱患[4]。

投入運(yùn)行的接觸網(wǎng)，所面臨的外部環(huán)境是非常嚴(yán)酷的。各個(gè)部門之間必須要通力配合，共同保證電氣化鐵路接觸網(wǎng)的安全。提高線路的質(zhì)量，在施工檢修，日常運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)，提高各個(gè)方面任媛的配合水平，最終提高整個(gè)線路的質(zhì)量。

綜上所述，近幾年來高速電氣化鐵路發(fā)展十分迅猛，這對(duì)接觸網(wǎng)質(zhì)量的要求也就越來越高。然而接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)，材質(zhì)架設(shè)以及后期的檢測(cè)和運(yùn)維等工作都是非常精細(xì)的內(nèi)容。一旦某一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就可能造成接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的產(chǎn)生，而一旦接觸網(wǎng)的硬點(diǎn)超過了合理的范圍值，就可能會(huì)對(duì)鐵路的運(yùn)行造成極大的安全隱患。因此，我們必須保證全流程的安全穩(wěn)定，為鐵路運(yùn)營(yíng)提供良好的環(huán)境。