电气化铁路接触网硬点产生因素及改进措施

王亚军

[摘    要]因为电力机车的高效性、便捷性和稳定性，目前在运输市场中具有非常高的竞争优势，其应用范围越来越大。同时对弓网系统的要求也在不断提高，因此提高电气化铁路接触网的质量，为弓网系统营造良好的环境对于保障电力机车的安全稳定运行具有重要意义。基于此，文章对电气化铁路接触硬点产生因素及造成影响进行分析，在这一前提下提出有效的改进措施，希望能够提高电气化铁路接触网硬点的整体质量。

[关键词]电气化铁路;接触网;硬点;产生因素;改进措施

[中图分类号]U225 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–0–03

Causes of Hard Points in Overhead Contact System of Electrified

Railway and Improvement Measures

Wang Ya-jun

[Abstract]Its application is becoming more and more extensive and the scope of application is becoming larger and larger. At the same time， the requirements of the pantograph catenary system are constantly improving， and the influence of the pantograph catenary system on the electric locomotive in China has also been widely valued. Therefore， it is of great significance to improve the quality of electrified railway catenary and create a good environment for pantograph catenary system to ensure the safe and stable operation of electric locomotive. Based on this， this paper first analyzes the factors and influence of electrified railway contact hard point， and puts forward effective improvement measures on this premise， hoping to improve the overall quality of electrified railway contact hard point.

[Keywords]electrified railway; catenary; hard point; factors; improvement measures

对电气化铁路来说，其运行质量和效率同弓网系统关系密切，为了能够提高电气化铁路运行的稳定性和安全性，加强对弓网的重视十分必要，通常情况下始终保持弓网接触压力不变，这样才能确保其为电动机车提供有效的电能，然而在实际运行环节，接触网形成的压力并不是一成不变的，极易受到其他的因素影响发生变化，其中硬点便是一大影响因素。硬点问题的出现对电气化铁路接触网运行的安全性和稳定性造成严重的影响，同时对电气机车的平稳运行有较大的影响，所以为了提高运行整体质量，则需要对电气化铁路接触网硬点问题进行全面分析，进而采取有效的改进措施。

1 电气化铁路接触网硬点概述

对电气化铁路来说，接触网是指一种被广泛应用于受电弓稳定取流的高压供电线，具有一定的特殊性和复杂性，其主要作用是保障对电力机车的供电功能。在其实际运行的过程中，受电弓和接触导线会产生相应的滑动和摩擦，需要确保弓網间具备一定的接触压力，这样才能提高取流的有效性。由于接触悬挂并不是刚性固定，并且具备一定弹性。因此电气化铁路接触网和受电弓间的压力处于灵活变化的状态下，当达到一定的程度便被成为硬点。因此硬点主要出现于结构中存在的缺陷，具有一定的相对性。电力机车的行驶速度越快，硬点问题也就越明显。目前工作人员对硬点的主要检测方法为加速度或者压力传感器安装于受电弓进行检测，对硬点进行全面精准评估对于电气化铁路增速具有重要的意义。

2 电气化铁路接触网硬点造成的危害

如果电气化铁路接触网出现硬点问题，其造成的主要影响表现为提供的电能缺乏稳定性，受弓也会出现异常提升或者下降，导致弓网间的机械磨损情况明显，甚至导致受电弓受损严重，并且在碰撞的过程中形成的拉弧极易被烧伤导线和受电弓。总而言之，可以将电气化铁路接触网硬点造成的危害分为下述几点，本文对此进行一一分析。

2.1 物理危害

从物理层面展开分析，电气化铁路接触网中产生硬点后致使接触导线和受电弓出现受损、变形的情况，在电动机车长期运行的过程中，受损的受电弓会导致电气化铁路接触网断开，无法有效供电，进而使机车运行困难。

2.2 化学危害

化学危害主要体现在弓网处于离线状态时形成的高温电弧，进而导致受电弓和电气化铁路接触网出现严重烧伤情况，且持续时间较长，导致电气化铁路接触网的导线存在断裂情况，造成严重的损失。弓网离线形成的主要因素在于硬点的形成，离线会形成较大的电弧，对铁路接触网和供电系统造成威胁。因为硬点存在于电气化铁路接触网的导线上，检测到加速度参数较小会致使电气化铁路接触网与受电弓接触不良，如果参数较大则会导致离线情况，该过程出现的电弧达到某种程度则会严重损坏弓网。主要体现于受电弓弓头汽化、点蚀，接触导线极可能发生高温退火等不良情况。除此之外，形成的高温电弧还会对周围环境造成影响，主要表现在电磁波对正常通信产生不良影响。

3 硬点检测

在实际运行的过程中，电力机车需要实现对各项参数的实时检测，这样才能够保证及时发现风险问题，保证接触悬挂始终处于良好的运行状态下，同时还需确保弓网与弓网间接触的有效性，保证取流的有效性。硬点检测的主要基础为加速度传感器检测机压力传感器检测。其中加速度传感器检测的使用率较高，随着科技水平的提高，可以使用检测车根据车速运行速度对硬点进行检测，将检测结果传输到电脑，通过数据分析得到具体结果。硬点检测工作的顺利实施有助于保障整个电力机车的安全稳定运行，对整个系统的运行来说具有积极作用。

4 电气化铁路接触网硬点产生因素

4.1 施工因素

在现场施工的过程中，多数情况下工作人员会使用小张力放线法进行接触导线的架设作业。因为在施工过程缺乏对重要张力参数理论等方面的指导，架设接触导线后形成的张力分布不平衡，特别是在起锚、落锚的过程中需要进行再次的松线和紧线处理，致使张力不均匀的情况更加明显，极易致使接触线因为其他一系列因素的影响，进而导致扭曲等不良情况出现，产生硬点。

在完成接触导线和承力索的架设作业后，因为受到其他因素的影响，没有及时在二者之间安装专门的固定装置并进行定位处理。并且多数情况下工作人员选择的临时吊线不能满足标准的安装于制作要求，现场施工过程中临时吊线的长度差异性较大，在这一背景下，悬吊点会因为长时间受到重载荷的影响，进而产生硬点。除上述2点施工因素外，如果在现场施工的过程中，施工人员工作过于随意，缺乏规范，例如踩踏电气化线路接触网导线或者拉扯力量较大，则会直接致使线面平行放置难度增加，也会形成硬点。

4.2 设计因素

设计因素也是导致电气化铁路接触网硬点形成的主要因素，设计人员工作过程中，对定位器、分线接头、分段接头等装置进行设计时，因为处载荷载过于集中，导致铁路接触网弹性不断下降，进而产生硬点。电气化铁路接触网导线多数位置具有坡度大、变化程度大的特点，因此极易形成冲击硬点。

4.3 材质因素

在生产和制造接触导线时，因为该过程中使用的金属材料材质存在差异，金相组织不平衡分布情况明显，因此接触线不同位置的刚度和平顺度存在明显的变化。如果承受的张力较大，则会产生严重的冲击，导致受电弓和电气化铁路接触网之间的接触压力存在明显变化，导致硬点产生。

4.4 线路因素

线路对弓网之间接触压力的变化有决定性影响，是主要因素之一。对并且电力机车如果处于高速运行的状态下，受到的影响也会变大，影响整个线路的质量。例如，道床振动的规定周期以及弹性因子等，均对线路的质量存在一定的影响。除此之外，一些铺轨单位和电气化单位缺乏有效的交流与沟通，工作缺乏规范性，致使轨面、侧面限界与规定范围存在严重不符，导致接触网导线拉出值、导高超标，如果导高超过规定值，进而形成硬点。

4.5 检修因素

工作人员在对接触网的相关零部件安装过程中，如果存在工具选择不合理、安装不规范或者将一些重要的工艺流程省略，进而导致导线和分相接头的底部位置偏斜情况严重，这也是形成硬点的主要因素。完成常规检修工作后，一些工作人员因为没有做好相关的监管工作，导致完成检修作业后的线面仍然不平整，高度不合理或者一些关键参数没有进行有效调整，这也是导致电气化铁路接触网形成硬点的主要因素。

4.6 受电弓结构特性

结合现状分析，目前电气化铁路机车受电弓的主要固定方法为三角支架固定，需要在车顶对其进行固定。铰接连接位置的刚性十分强，导致其弹性严重不足，进而直接致使硬点形成。如果机车启动升降弓过于频繁或者工作人员操作缺乏规范性，这些因素也会直接导致硬点的产生，对工程质量产生一定的影响。除了上述影响因素外，导致间接硬点出现的因素还包括机车的行驶速度、加速度以及轨道连接的位置等，上述因素都会致使机车出现晃动情况，形成硬点。

5 电气化铁路接触网硬点的改进措施

根据当下我国电气化铁路在实际工作环节中采用的弓网结构以及现场运行状况可知，如果想要将电气化铁路接触网硬点完全消除，需要最大程度上减少硬点的形成才是目前改进措施实施的主要方向。

5.1 实现对电气化铁路接触网设计工作的全面优化

对电气化铁路接触网进行设计具有一定的复杂性，主要体现在其结构的复杂性，因此需要从宏观的角度对整体结构、材料使用情况以及环境因素等多方面进行优化，尽量防止集中负荷情况的发生，最大程度减少电气化铁路接触网的刚度，从根源处解决由于电气化铁路接触网结构设计不合理形成硬点的问题。

5.2 强化施工质量水平

在具体施工的过程中，工作人员要遵守设计要求以及相关流程进行施工，保证施工的规范性和合理性，需要保证接触导线的放平和放直，以防出现硬弯硬扭的不良情况。同时施工过程中需要减少对器件式分段和分相的使用，多使用錨段关节式分段以及电分相。在对接触导线进行架设作业的过程中，因此对工作人员来说，需要全面掌握电子监测技术，有序进行恒张力放线，确保导线的合理装设，并且确保导线的平直。在这一过程还需要严格禁止施工人员对导线踩踏，进而有效降低硬点的产生率。

5.3 提高维护检修水平

开通运营后铁路接触网的主要管理部门为供电部门，其工作职责便是对设备进行定期维护和保养。所以对相关工作人员来说，需要严格遵守技术资料相关要求，实现对设备的规范化、标准化保养和维护，确保设备始终处于安全稳定的运行状态下。

6 结束语

综上所述，近些年来随着我国城市化、工业化步伐的逐渐加快，电气化电路得到了广泛的应用，因此对电气化铁路接触网的要求也在不断提高。接触导线上硬点产生的因素具有一定的复杂性，对整个牵引供电系统的稳定运行造成严重影响，所以减少其产生具有重要意义。工作人员可通过优化设计工作、合理选择材料、提高施工安装质量、提升维护检修水平等方面采取有效的改进措施，进而有效避免接触导线形成硬点问题，为电力机车的稳定运行夯实基础。

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