城市轨道交通接触网硬点浅析

韩珉

摘要：文中阐述了接触网硬点的特性，分析了硬点产生的因素及解决问题的技术措施，探讨了在苏州城市轨道交通在未来的建设中和维检修中所要注意的问题。

关键词：应用；问题分析

中图分类号： C913 文献标识码： A

1、前言

目前我国城市轨道交通行业蓬勃发展，很多城市开始兴建地铁或轻轨，因此电气化轨道交通行业也开启了新的里程碑。然而如何改善接触网的质量，创造良好稳定的弓网环境，目前也就称为地铁、轻轨安全运行的核心环节。就苏州轨道交通接触网线路而言，2011年至2014年期间技术人员组织的各项检测所发现的接触网各类缺陷当中，硬点缺陷是其中比较难处理的问题之一，虽然其中苏州轨道交通二号线不仅采用了双承双导接触网线路也采用了刚性接触网线路，使硬点问题相对于单承单导线路有所减少，但在对其特点的分析中却显得比较复杂多变。同时随着电客车受电弓的国产化，这类硬点问题也显得越来越突出，因此，本文就硬点的产生、类型、危害及处理意见进行了相关的分析和研究。

2、硬点的定义

由于电客车的受电弓与接触网之间的关系是动态的，在电客车运行过程中，受电弓与接触线之间的接触力变化是非常复杂的，苏州轨道交通二号线架空接触网系统采用的是双承双导线路，因此受电弓与两根接触线的接触力变化就比单接触线更加复杂多变，我们将引起电客车受电弓与接触线之间的接触压力突然变化的地方称为硬点。

3、硬点的危害

造成受电弓离线和拉弧的一个重要原因就是接触硬点的存在。在电客车高速运行过程中，受电弓与接触线之间形成了一种高速滑动摩擦接触状态，同时高速运行中也会出现各种振动和接触线高度变化等诸多现象，这样就会造成受电弓与接触线短时间脱离，使受电弓与接触线之间在脱离处发生拉弧。同时在苏州轨道交通二号线双承双导接触网投入运行来，经过受电弓长时间的接触摩擦，两根接触线其本身会出现不平整或者其他因素而造成突出接触面的情况，这样就产生接触硬点。当接触硬点（冲击加速度）数值较小时会造成弓网之间接触不良，数值较大时就会造成离线，这样受电弓的离线所产生的高温电弧可能烧伤接触导线或受电弓，造成两根接触导线截面积不断减小或者两根接触线磨损情况不同，严重时可能造成断线事故。当受电弓离线时会使电客车电流骤变，产生较高的冲击电流、瞬时过高压和高次谐波，容易造成电客车牵引电机、牵引变压器和供电系统的损伤。

4、硬点的分类

苏州轨道交通二号线接触网硬点的产生，按其形成原因，主要分为以下四类。

4.1导线自身的凸凹点

在施工或检修时，因各种原因可能造成的接触线弯曲不平直，这样就使接触线本身产生不可避免的冲击硬点，特别是在双线磨损情况比较不平衡的曲线地段，这样的硬点就更加危险。

4.2导线坡度的变化

由于苏州轨道交通二号线高架线路较长，接触线就不可避免在与区间联接处、出入段场处和锚段关节处等许多地方存在导线的坡度变化，在导线坡度较大的区域就会产生较大的硬点。特别是在绝缘锚段关节的工作支转换中，由于苏州轨道交通二号线的设计跨距较小（50米），工作支与非工作之间的转换使得导线坡度为从4.5‰变为-4.5‰，而双线也可能产生微小坡度差异。

4.3零部件产生的硬点

苏州轨道交通二号线区间较短，接触网零部件较密，分段绝缘器、定位器、线岔、接触线接头等，会由于重量较大使受电弓在通过时的接触摩擦力突变，从而产生较大的硬点。同时苏州轨道交通二号线的双接触线结构也会使线路情况更加复杂，在分段和线岔处，这样的硬点情况就更加突出。

4.4双承双导产生的硬点

由于苏州轨道交通二号线接触网采用双承双导的结构，从设计上看，双承双导加大了接触网的载流能力，并且在一定程度上可以使弓网接触更加紧密，但是在运行这一段时间以来，产生的如双接触线的偏磨、单磨、高度差异等就显得格外突出，尤其在曲线段，受电弓对两根接触线会产生不同效果的抬升，在电客车高速运行中就会使其中一根接触线处于很不稳定的滑动摩擦状态，这样在遇到导线自身或者零部件所产生的硬点时，这种不稳定状态就会放大显现出来，从而形成较大的硬点，产生较为突出的拉弧现象。

5、其它原因的硬点

5.1轨道线路所产生的硬点

机车在运行过程中，由于轨道线路的影响会使机车产生不同状态的振动，由于不同地段的道床的不同状态，其弹性系数，振动频率，振动周期，线路质量都会在运行中的机车受电弓上体现出来，并且会放大其振动状态，这样对于接触线的冲击也就有比较明显的体现，接触网硬点也会更加突出。

5.2高速运行的机车受电弓所产生的硬点

由于机车受电弓与接触线的滑动摩擦状态是一种动态不稳定状态，其相互作用情况十分复杂，接触力，摩擦力，振动波，速度等都会成为硬点产生的重要因素，虽然在较低速度情况下离线硬点产生的概率很低，但是在机车高速运行中就会在多种因素的影响下提高离线、打弓的概率。

6、苏州轨道交通二号线对硬点的处理意见

从运营实践来看，要从根本上消除硬点的影响是不切实际的，但是却可以通过设计和检修途径来有效的将硬点减小到允许范围内。

6.1设计

苏州轨道交通二号线接触网结构设计比较先进，其线索选材角度来讲，镀锡铜银合金线接触线比其他材料有更好的导流性和延展性，其性能较其他材质更加优秀，而承力索与接触线选用相同的材质，对接触网的性能和减少硬点都有很大好处。另外，对于苏州轨道交通二号线接触网的双承双导的设计，也在一定程度上增加了弓网的摩擦系数和弓网压力，在线路状态稳定的情况下，其硬点状况就可以有效的得到控制。

6.2检修

在施工检修过程中，不仅严格按照相关标准和技术规范进行操作，防止接触线的负荷过度集中，并且在检修和施工中要减小接触线坡度，使接触线平缓过渡。对于负荷较大的零部件，如线岔，分段等，要在条件允许的情况下将其拉出值置零，以减小偏磨程度。另外可以通过多种途径，减少分段绝缘器上的承载压力，如减小上网电缆对设备和零部件的压力，缓解接触线的负载强度，以达到有效控制硬点的目的。

经过对苏州轨道交通二号线硬点的针对性分析，专业技术人员最近几年开展的各项维护和技术改造工作，在最近的动态检测中，发现硬点缺陷得到了有效的控制，硬点缺陷所占的比例明显减少。

参考文献

1、于新泉“城市轨道交通供电系统运行与维修”,2005；

2、何宗华“高速电气化铁道接触网硬点分析探讨”,2005；