淺析電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點的危害及處理措施

1、北 京 交 通 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）題 目： 淺析電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點的危害及處理措施 姓 名： 張瑞 專 業(yè)： 電氣化鐵道技術(shù) 工作單位： 吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 職 務(wù)： 學(xué) 生 準考證號： 29171510 聯(lián)系電話： 設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師： 于水婧 發(fā)題日期：2016年04月20日 完成日期：2016年06月20日專 業(yè)電氣化鐵道技術(shù)姓 名張瑞題 目淺析電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點的危害及處理措施指導(dǎo)教師評閱意見成績評定： 指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯組意見答辯組負責(zé)人： 年 月 日備注畢業(yè)設(shè)計（論文）評議意見書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：淺析電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的危害

2、及處理措施 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容隨著我國鐵路第六次大面積提速調(diào)圖成功實施和對高速電氣化鐵路的研究逐步加深，弓網(wǎng)關(guān)系也同輪軌關(guān)系一樣，成為列車高速運行另一制約因素，日益引起人們的重視。改善接觸網(wǎng)的質(zhì)量，創(chuàng)造良好的弓網(wǎng)環(huán)境，是電力機車高速行駛的前題，接觸網(wǎng)硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，破壞弓網(wǎng)間正常的接觸和取流，加速接觸導(dǎo)線和受電弓局部磨耗，危害導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命，甚至造成事故，影響運輸安全。接觸硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，特別是在高速度的條件下（160公里以上）怎么理解硬點并消除硬點的危害，很值得我們?nèi)シ治鲅芯?。?jù)此對接觸線硬點的產(chǎn)生原因、分類、危害及處理提出一點看法以及建議。二、基本要

3、求1.選題不應(yīng)脫離專業(yè)范圍，有一定的深度和廣度2.論文中心思想明確、結(jié)構(gòu)完整3.資料詳實、可靠、內(nèi)容豐富4.論據(jù)充分合理、論證清楚三、重點研究的問題1. 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的原因分析2. 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的危害3. 接觸網(wǎng)硬點的防治措施四、主要技術(shù)指標五、其他需要說明的問題下達任務(wù)日期： 2014年04月20日要求完成日期： 2014年06月20日指 導(dǎo) 教 師： 于水婧摘 要隨著我國鐵路第六次大面積提速調(diào)整成功實施和對高速電氣化鐵路的研究逐步加深，弓網(wǎng)關(guān)系也同輪軌關(guān)系一樣，成為列車高速運行另一制約因素，日益引起人們的重視。電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點是影響電力機車弓網(wǎng)關(guān)系、破壞機車穩(wěn)定受流的主要原因之一。

4、減少硬點危害，保證弓網(wǎng)間正常接觸和受流是高速電氣化鐵路可靠運行的前提。接觸網(wǎng)硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，特別是在高速度的條件下（160公里以上），它破壞了弓網(wǎng)間正常的接觸和取流，加速了接觸導(dǎo)線和受電弓局部磨耗，危害了導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命，甚至造成了事故，影響了運輸?shù)陌踩?。本文從如何理解硬點、接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的原因、接觸網(wǎng)硬點的危害、優(yōu)化接觸網(wǎng)設(shè)計、提高接觸網(wǎng)施工質(zhì)量等方面提出了減少、控制接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議以及相應(yīng)的防治措施。關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)硬點；弓網(wǎng)關(guān)系；危害；防治目 錄前 言1第一章 接觸網(wǎng)硬點2第二章 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的原因分析32.1 接觸網(wǎng)硬點的大概原因因素32.2 接觸硬點的具體原因

5、因素4第三章 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的危害83.1 接觸硬點的機械危害83.2 接觸硬點的電氣危害8第四章 接觸網(wǎng)硬點排查的方法與步驟11第五章 接觸網(wǎng)硬點的防治措施125.1 從接觸網(wǎng)設(shè)計和施工環(huán)節(jié)減少接觸網(wǎng)硬點125.2 對現(xiàn)有的接觸網(wǎng)硬點的進行處理16結(jié)束語19致 謝20參考文獻21前 言自2013年12月28日零時起，我國鐵路迎來了動作最大的一次運行圖調(diào)整，滬哈高鐵、廈深高鐵、西寶高鐵等7條鐵路同時開通運營。在增開的75對客車中，尤以新增上海至哈爾濱、北京至桂林、廣州至青島的3條長距離高鐵線最為矚目。列車在提速的同時，也對電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系提出了更為嚴格的要求。 接觸網(wǎng)是電氣化鐵路的重要組成部

6、分。隨著我國電氣化鐵道的發(fā)展和列車運行速度的不斷提高，特別是時速200km/h動車組的開行，對弓網(wǎng)關(guān)系提出了更高的要求。當弓網(wǎng)處于理想狀態(tài)時，接觸壓力是恒定的，受電弓會沿著接觸線勻速前進，為電力機車提供穩(wěn)定的電能和電壓。然而在現(xiàn)實生活中，理想狀態(tài)是不存在的，受種種條件的限制，受電弓和接觸線間的壓力不是恒定的，隨時都在變化。列車在高速滑行的過程中，受電弓和接觸網(wǎng)之間會出現(xiàn)沖擊、離線和硬點。其中，硬點是破壞機車穩(wěn)定氣流，影響電力機車弓網(wǎng)關(guān)系的最主要原因之一。接觸網(wǎng)硬點是一種結(jié)構(gòu)的本征欠缺，是一種有害的物理現(xiàn)象。硬點的存在容易造成受電弓和接觸線的機械損傷和電弧燒傷，加速接觸導(dǎo)線和受電弓局部磨耗，危害

7、導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命，嚴重時可能誘發(fā)弓網(wǎng)故障，影響運輸安全。改善接觸網(wǎng)的質(zhì)量，營造良好的弓網(wǎng)環(huán)境，是電力機車高速行駛的前提，對硬點產(chǎn)生的原因進行分析和防治，是保證良好的弓網(wǎng)關(guān)系的重要手段。據(jù)此對接觸線硬點的產(chǎn)生原因及防治提出一些看法和建議。第一章 接觸網(wǎng)硬點電力機車在運行中，由于接觸懸掛某些部分或其他原因會引起弓網(wǎng)間接觸壓力、相對位置和速度的突然變化，致使弓網(wǎng)關(guān)系產(chǎn)生瞬態(tài)變化，這種瞬態(tài)變化達到一定量化標準，我們便稱之為硬點?？梢哉f硬點不能對受電弓、接觸網(wǎng)造成機械傷害，如果造成傷害則稱之為碰弓（比之嚴重的稱為打弓、刮弓）點。 目前，通常這種力、位置、速度或加速度的突然變化是通過在檢測受電弓上

8、安裝加速度傳感器來檢測,硬點是一種接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的本征缺欠，是接觸網(wǎng)接觸懸掛不均質(zhì)狀態(tài)的統(tǒng)稱，并且是相對的。運行速度越高，表現(xiàn)越明顯。接觸網(wǎng)硬點是評價和衡量高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系一個重要參數(shù)。第二章 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的原因分析2.1 接觸網(wǎng)硬點的大概原因因素1、在現(xiàn)場施工過程中,架設(shè)接觸線一般采用小張力放線施工方法。由于缺乏必要的張力標準理論數(shù)值指導(dǎo),具有很大的不穩(wěn)定性,從而加大了接觸線架設(shè)的張力不均勻度,特別是在起錨和落錨時,需要重新緊線、松線,更是加劇了這一狀況,極易使接觸線在外力作用下發(fā)生變形、扭曲、硬彎,造成硬點。2、在完成承力索及接觸線架設(shè)后,由于種種原因不能及時安裝吊弦及定位裝置,承力索

9、與接觸線間一般要采用臨時吊線固定,而對臨時吊弦的制作、安裝沒有統(tǒng)一規(guī)格,在現(xiàn)場施工過程中隨意性較大,導(dǎo)致臨時吊弦長度參差不齊,長度較短的臨時吊弦懸吊點因長時間承受較大負荷而產(chǎn)生硬點。3、在架設(shè)后的接觸導(dǎo)線初伸長蠕變還沒有拉伸到位時就安裝吊弦和定位裝置,在后期導(dǎo)線初伸長蠕變拉伸到位后,會在吊弦和定位線夾安裝處產(chǎn)生硬點。4、接觸網(wǎng)施工中出現(xiàn)的踩踏和用力拉、拽導(dǎo)線等不規(guī)范作業(yè),造成接觸導(dǎo)線線面不平直,形成硬彎或扭面,造成硬點。5、由于線路與橋梁連接處跨距比遠高于1:1.25,跨線橋下接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度降低,剛性增加,造成接觸網(wǎng)彈性差異較大,受電弓運行軌跡產(chǎn)生突變,并以硬點形式體現(xiàn)?；蛟跈z調(diào)中由于處理不當

10、很容易存在導(dǎo)線坡度和彈性變化,在導(dǎo)線坡度較大或?qū)Ь€坡度轉(zhuǎn)換點,就會造成較大沖擊硬點。6、影響硬點形成的因素。影響接觸硬點的因素很多,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(dǎo)線上的質(zhì)量、接觸網(wǎng)方面的懸掛彈性系數(shù)(接觸懸掛張力、接觸網(wǎng)跨距、接觸懸掛導(dǎo)線及承力索單位長度重量、接觸懸掛結(jié)構(gòu)形式等都影響到接觸懸掛彈性系數(shù))、接觸網(wǎng)的振動頻率、周期等。2.2 接觸硬點的具體原因因素1、設(shè)計原因：由于絕緣錨段關(guān)節(jié)處和分相絕緣錨段關(guān)節(jié)采用的特型定位器，定位器重量較重且集中，引起定位處的彈性降低；元件式分相、分段接頭處，電連接線線夾處，隔離開關(guān)、避雷器及上網(wǎng)的電連接重量較重且集中，從而引起

11、受電弓的接觸力突變，造成較大沖擊硬點。2、材質(zhì)原因：采用合金接觸導(dǎo)線晶粒不均勻，導(dǎo)線內(nèi)部存在應(yīng)力，在張力作用下形成波浪彎，接觸導(dǎo)線在制造或纏盤過程中形成硬點。由于生產(chǎn)工藝和材質(zhì)成分的不同，有的接觸線材質(zhì)較硬，容易形成不規(guī)則硬彎。從接觸線磨損程度上看，磨損程度忽大忽小，硬彎呈上下弧形，間距為100200mm。在接觸線上留下寬度為24mm的磨痕，產(chǎn)生連續(xù)硬點和對應(yīng)的連續(xù)火花。3、施工原因：接觸導(dǎo)線在放線過程中沒有采用恒張力或采用較小張力放線、沒有按照施工工藝放線形成硬點；4、供電原因：接觸網(wǎng)定位線夾、吊弦線夾、電連接線夾、接頭線夾、中心錨結(jié)線夾偏斜；定位坡度偏大（偏小）處所，定位器止釘間隙不標準，

12、彈性較差(無法正常抬高）；局部導(dǎo)線坡度變化大（跨線橋、隧道口等處所接觸導(dǎo)線高度變化劇烈引起接觸線坡度較大），定位點間、吊弦點間高差超標，吊弦受力不均勻或某一吊弦受力較大，形成硬點。5、線路原因：特別是在列車提速以后，線路的質(zhì)量對受電弓與接觸網(wǎng)的接觸力影響很大。如道床的彈性系數(shù)、振動周期、道床和軌道病害等。還有工務(wù)部門在未與牽引供電設(shè)備管理部門聯(lián)系情況下，擅自起道、撥道等作業(yè)，造成軌面、曲線超高和側(cè)面限界超出容許范圍，導(dǎo)致接觸導(dǎo)線高度和拉出值超標，形成硬點或打引。6、接觸網(wǎng)零部件產(chǎn)生的硬點：在分相、分段、導(dǎo)線定位器、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,形成硬點。7、其

13、他原因：工務(wù)線路路基（特別是橋頭處、隧道口處、路塹和路堤連接處、鋼軌接頭處、道床翻漿處、三角坑處）以及抬撥道引起接觸網(wǎng)參數(shù)變化，線路晃車檢測出硬點。8、接觸導(dǎo)線不平直產(chǎn)生的凸凹點1)導(dǎo)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(dǎo)線張力不足引起馳度過大、人員上、下導(dǎo)線、重物掛在導(dǎo)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。2)導(dǎo)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(guān)節(jié)處等，如果在檢調(diào)中處理不好就很容易存在導(dǎo)線坡度及坡度變化，在導(dǎo)線坡度較大或?qū)Ь€坡度轉(zhuǎn)換點，就會造成較大沖擊硬點。9、接觸網(wǎng)零部件、設(shè)備產(chǎn)生的硬點1)集中負荷：如

14、在分相、分段、導(dǎo)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；2)安裝缺陷：接觸線上的零部件安裝不規(guī)范，撞擊受電弓。如電連接偏斜、吊弦偏斜、接頭線夾偏斜、定位器坡度過大造成線夾偏斜碰弓或定位器對導(dǎo)線有集中壓力(坡度過大時對導(dǎo)線是負壓力)等等。10、非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點如線路三角坑、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，運行的受電弓與接觸網(wǎng)之間進行的相互作用、相互匹配非常復(fù)雜，影響受流質(zhì)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

15、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(dǎo)線上的質(zhì)量等都能影響到接觸網(wǎng)硬點。受電弓歸算到接觸導(dǎo)線上的質(zhì)量，是計量硬點的關(guān)鍵數(shù)值。受電弓弓頭(包括滑板)質(zhì)量是受電弓歸算到接觸導(dǎo)線上質(zhì)螢的主要組成部分，從弓網(wǎng)接觸(沖擊)關(guān)系我們知道，受電弓弓頭質(zhì)量越小受電弓對接觸網(wǎng)的沖擊力就越小。無疑受電弓的彈性越好對減小硬點就會越好。由接觸網(wǎng)的接觸懸掛結(jié)構(gòu)型式、接觸懸掛張力、接觸網(wǎng)跨距、接觸懸掛導(dǎo)線及承力索單位長度重量、接觸網(wǎng)的振動頻率、周期等這些構(gòu)成的接觸網(wǎng)彈性系數(shù)也是與受電弓接觸受流的質(zhì)量有很大關(guān)系的。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

16、，特別是正坡直接變成負坡的變坡點，反映在弓網(wǎng)關(guān)系上就相當于一個導(dǎo)線變坡點，如果此處正好是接觸導(dǎo)線的變坡點那就可能出現(xiàn)很強烈的硬點。除此以外，特別是當車速提高以后，線路道床質(zhì)量對受電弓與接觸網(wǎng)的接觸力影響很大，如道床的彈性系數(shù)、振動周期、及各種病害等，對接觸網(wǎng)運行影響很大。例如，現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)的一個就是檢測車測出某支柱處拉出值過大(例如550ram)、硬點超標，而接觸網(wǎng)工區(qū)測量拉出值并不大(只有370mm)、接觸網(wǎng)上也沒有什么缺陷會產(chǎn)生硬點。經(jīng)長期分析發(fā)現(xiàn)，這種情況一般是發(fā)生在橋頭處、隧道口處、路塹和路堤連接處、鋼軌接頭處、道床翻漿處、三角坑處等。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

17、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。以一處具體的鋼軌接頭為例，研究機車以160km速度通過它時對接觸網(wǎng)產(chǎn)生的硬點：經(jīng)測量知道此軌縫寬lOmm，軌頭被車輪壓塌1mm，由此可知，機車通過軌縫的時間為0000225s，在此時間內(nèi)受電弓的弓頭進行了下降、上升兩個動作，如果不考慮機車彈簧的減振和受電弓的減振阻尼器，則受電弓的弓頭下降的平均加速度為：A=2lmm(O000252s)2=8197530864197mms2=1 58024696mms2取整：158025ms2同理，上升時的平均加速度：158025ms2(方向與下降時的相

18、反)車體下降的高度只用了“軌頭被車輪壓塌lmm”來進行計算，理論上講，數(shù)值要比這個還要大些。初看上去這個數(shù)字驚人。這個沖擊力對接觸網(wǎng)、對機車、對車輛有很大的破壞性。其實因它作用時間很短。對機車、車輛、鋼軌破壞有限，加之機車、車輛走行部彈簧的減振功能是很強大的，能有效保障機車、車輛的運行安全，受電弓上在弓架與弓頭也有彈簧阻尼裝置，對受電弓來說這兩重的減振確實能減去很多由此而引起的沖擊加速度，但從各種資料、計算上可知軌縫(特別是狀態(tài)不良時)對接觸網(wǎng)能產(chǎn)生很大的沖擊加速度(數(shù)量級約為30G左右)，如果此處的鋼軌軌縫不齊錯位幾個毫米則機車在此處除了上下的沖擊外，還有左右的大幅擺動，機車的幅擺動同樣會造

19、成受電弓很大的左右方向的擺動，擺動量是機車走行部的4倍左右，由此產(chǎn)生的沖擊力也是很可觀的。同理可知：道岔轍岔心處的有害空間、鋼軌的局部塌陷對接觸網(wǎng)都會產(chǎn)生很大的沖擊力，所以，在高速鐵路上采用無縫鋼軌、研制和采用強度和韌性更好的軌縫絕緣間隔片和可轉(zhuǎn)動轍岔心的提速道岔技術(shù)是非常有必要的。隧道口處的問題比較復(fù)雜，影響接觸網(wǎng)參數(shù)、硬點的除了有隧道內(nèi)、外的線路路基彈性變化以外，此處還是個特殊的風(fēng)洞區(qū)，高速運行的列車會受到很大的瞬時風(fēng)壓，其方向、大小與很多因素(如列車運行速度、隧道口的地形、風(fēng)向、風(fēng)速、復(fù)線隧道的對面會車)有關(guān)，這個風(fēng)壓對機車的運行影響不大，但對受電弓、接觸網(wǎng)來說就非同小可。這些瞬時風(fēng)壓經(jīng)

20、常造成接觸網(wǎng)、受電弓的瞬時擺動。引起參數(shù)突變。硬點突出。第三章 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的危害3.1 接觸硬點的機械危害機械傷害是指對受電弓、接觸導(dǎo)線輕微的碰傷，刮傷等（有明顯痕跡的就稱之為打弓點了）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(dǎo)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。受電弓和接觸導(dǎo)線之間發(fā)生的水平和垂直方向撞擊，加大接觸導(dǎo)線和受電弓局部機械磨耗，長期運行，會造成

21、接觸網(wǎng)斷線和受電弓折斷，引發(fā)弓網(wǎng)事故。3.2 接觸硬點的電氣危害硬點引起的弓網(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。硬點導(dǎo)致受電弓和接觸網(wǎng)接觸不良，在瞬間發(fā)生接觸導(dǎo)線和受電弓機械脫開，我們稱這種現(xiàn)象為“離線”。離線發(fā)生時，會伴有火花或電弧產(chǎn)生，從局部講高溫的電弧嚴重時可能燒傷接觸線或受電弓，使接觸線或受電弓的接觸面出現(xiàn)大量的點蝕，形成麻面，加速導(dǎo)線電化腐蝕。造成接觸線截面積不夠，惡化接觸線或受電弓的電能傳輸，長期運行，甚至于造成斷線事故；除了對接觸導(dǎo)線的點蝕、汽化以外，就是對導(dǎo)線的高溫退火，例如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的銅導(dǎo)線，不是簡單的電解銅，是電解銅經(jīng)過反復(fù)的壓軋、拉伸，最后擠

22、壓而成的，軋制、拉伸、擠壓過程是金屬的內(nèi)部應(yīng)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）。拉弧產(chǎn)生的局部高溫（最核心處有幾萬度），一方面使接觸導(dǎo)線、受電弓點蝕和汽化，而惡化弓網(wǎng)取流關(guān)系，同時點蝕、汽化也減少觸導(dǎo)線、受電弓的強度和使用壽命；另一方面拉弧產(chǎn)生的高溫能使接觸導(dǎo)線內(nèi)部應(yīng)力變化，造成接觸導(dǎo)線局部退火！使其機械強度大幅下降，而容易被導(dǎo)線張力拉斷。經(jīng)常遇到非金屬性接地（如非金屬雜物侵入、機車車頂絕緣子閃絡(luò)或者絕緣老化時升弓等），而引起接觸導(dǎo)線（有時是承力索）斷線的事故、故障，究其原因?qū)嶋H是此時接地有較長時間的持續(xù)電弧（此時的電流不至于斷路器跳閘）而燒斷接觸導(dǎo)線。

23、列車高速行駛時電弧在每處的停留時間很短，熱量迅速的被風(fēng)帶走，接觸導(dǎo)線升溫并不太大；低速-特別是靜止時，電弧因為位置相對固定，強大的高溫很容易燒傷接觸導(dǎo)線而斷線（實際上是高溫導(dǎo)線升溫-退火導(dǎo)線軟化拉斷）。為什么金屬性接地不容易斷線呢？供電段的同志都有這樣的經(jīng)驗：“帶電誤掛地線（金屬性接地）會引起斷路器跳閘，一般是不會引起接觸網(wǎng)斷線的”，這是因為金屬性接地時的大電流會引起斷路器迅速跳閘，短時的高溫不容易燒斷接觸導(dǎo)線（這就是銅比鋁材質(zhì)的好處之相對耐高溫），容易燒斷吊弦拉弧是很難消除的，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

24、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。從電氣原理上講，離線時空氣的電阻是非線性的，使機車電流驟變，產(chǎn)生沖擊電流和瞬時過高壓、高次諧波，降低供電質(zhì)量，對機車牽引電機、牽引變壓器及供電系統(tǒng)構(gòu)成危害，影響機車牽引電機、牽引變壓器及供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。特別是原始硬點使機車受電弓嚴重離線，受電弓彈起后產(chǎn)生的二次、三次接觸沖擊硬點，因其離線幅度小，時間短，電弧對接觸線或受電弓的燒傷更為明顯。第四章 接觸網(wǎng)硬點排查的方法與步驟1、根據(jù)檢測車提供的硬點數(shù)據(jù)，現(xiàn)場確定硬點所在的位置范圍，即按照檢測車測出硬點的公里標前后查找。2、采用步行巡視的方法，觀看重點區(qū)段（硬點）接觸網(wǎng)與電力機車的

25、弓網(wǎng)動態(tài)配合情況，最少觀察三趟電力機車通過，發(fā)現(xiàn)拉弧處所做好記錄，與檢測數(shù)據(jù)進行對比性和重合性分析，進一步確定硬點的相對準確位置。3、靜態(tài)測量：利用接觸網(wǎng)激光參數(shù)測量儀測量第2 步確定的硬點的相對準確位置一跨內(nèi)各吊弦點、定位點、線夾集中載荷處(含錨段關(guān)節(jié)、線岔過渡點)接觸線的導(dǎo)高；如步行巡視未確定硬點的相對準確位置，則需按第1 步規(guī)定的范圍進行測量。4、數(shù)據(jù)分析：記錄各被測量點的接觸線導(dǎo)高數(shù)據(jù)，計算出相鄰定位點、吊弦點的接觸線高差。對數(shù)據(jù)進行認真分析，找出硬點的準確位置，為下一步的調(diào)整提供準確的數(shù)據(jù)信息。5、網(wǎng)上觀察：利用天窗時間，在作業(yè)車平臺上觀察硬點范圍內(nèi)接觸線是否有明顯硬彎或障礙點，導(dǎo)線

26、是否扭面；利用檢測工具（游標卡尺、水平儀）測量定位器限位間隙、導(dǎo)線的磨耗、導(dǎo)線平直度等。第五章 接觸網(wǎng)硬點的防治措施從接觸網(wǎng)弓網(wǎng)關(guān)系和運行實際看，徹底消除硬點難度很大，現(xiàn)只能盡可能的減少，接觸網(wǎng)硬點的防治應(yīng)主要從以下幾個方面入手。5.1 從接觸網(wǎng)設(shè)計和施工環(huán)節(jié)減少接觸網(wǎng)硬點1、改進和優(yōu)化接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和形式,是從源頭上減少和控制接觸懸掛結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生硬點的根本措施。設(shè)計部門應(yīng)對目前所采用的接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和形式進行分析,對接觸網(wǎng)系統(tǒng)中硬點多發(fā)、易發(fā)部位采取針對性措施。比如盡量避免導(dǎo)線坡度變化，合理選擇接觸網(wǎng)零部件，減輕附加在接觸導(dǎo)線質(zhì)量，增加接觸懸掛彈性均勻度，改善接觸懸掛特性,最大限度減少接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)本身

27、產(chǎn)生的硬點。2、提高接觸導(dǎo)線質(zhì)量，通過對導(dǎo)線的張力、截面積、線密度、合金化、導(dǎo)電率等技術(shù)參數(shù)的綜合考慮。合理選擇能夠提高接觸懸掛穩(wěn)定性、張力和減小接觸懸掛重量的接觸導(dǎo)線。并通過減輕接觸線上的集中重量，采用塑料、玻璃鋼或輕型鋁鎂合金代替銅、鋼及鑄鐵等零件；如定位器、定位管、定位線夾、吊弦線夾、分段絕緣器等方法遏制接觸網(wǎng)硬點的產(chǎn)生。3、提高施工檢修質(zhì)量，在施工檢修過程中應(yīng)嚴格按照200km/h 檢修工藝及相關(guān)標準進行施工維修?，F(xiàn)有接觸網(wǎng)硬點的整治辦法：、如京滬線采用的是全補償簡單鏈型懸掛，這種懸掛能使弓線之間可靠接觸，增強接觸懸掛的穩(wěn)定性。接觸網(wǎng)的懸掛形式對硬點有著至關(guān)重要的作用。建議在高速電氣化

28、鐵路中采用雙承雙導(dǎo)的全補償簡單鏈型懸掛，以提高整個接觸懸掛的重量，同時增加導(dǎo)線的總截面積，提高了接觸網(wǎng)的穩(wěn)定性。、在條件允許的情況下，選用先進的設(shè)備，優(yōu)化施工工藝，以提高施工質(zhì)量，盡量減少硬點數(shù)量，在施工、檢修過程中應(yīng)嚴格按照200km/h檢修工藝及相關(guān)標準進行施工維修，對負荷過于集中的點應(yīng)預(yù)留1020mm的負弛度。、在材料方面，選用符合設(shè)計的先進配件和優(yōu)質(zhì)材料。要廣泛采用塑料、玻璃鋼或輕型鋁鎂合金代替銅、鋼及鑄鐵等零件。例如定位器的選用，經(jīng)檢測得知，在時速不超過140km/h時，不管是具有限位和減振作用的多功能定位器，還是普通的鋁合金定位器均能滿足行車的要求。但多功能定位器保證了運行可靠性,

29、鋁合金定位器因質(zhì)量輕硬點要比普通鋼質(zhì)定位器小，另外多功能定位器具有防過量抬高功能，這種裝置不僅起到振動阻尼作用，而且使定位器處的“彈性”變小，大幅度減小了硬點。電氣化鐵路采用了給集中荷載預(yù)留負弛度的辦法減小硬點。預(yù)留弛度值的設(shè)置,使受電弓未作用時,接觸線已有一個預(yù)抬高量，這樣受電弓通過時,集中荷載處受電弓與接觸線的沖擊力將減小,從而使硬點減小。接觸線安裝中心錨結(jié)處要比接觸線設(shè)計懸掛高度高2030mm，以減小硬點，安裝中心錨結(jié)線夾時不應(yīng)偏斜，以避免發(fā)生由于中心錨結(jié)線夾安裝不正確引起的撞弓、碰弓，而形成更大的硬點。安裝電連接線夾時線夾要端正，不能斜偏，接觸線線夾安裝點要比設(shè)計值大2030mm，有利

30、于減小或消除硬點。另外由于溫度變化時承力索、接觸線有所伸縮，安裝電連接線時要留有余量，以免造成線夾歪斜而形成硬點。對補強線夾等集中荷載均采用相同的方法確定預(yù)留弛度值。正線、側(cè)線在同一個平面內(nèi)交叉布置，在岔心處兩條接觸線不在同一個水平線上，這一點形成了硬點改進的辦法只有使用無交叉線岔，它在岔心處兩條導(dǎo)線處于同一個水平面內(nèi)，側(cè)線在過岔心后下錨，使硬點降低。4、提高線路的質(zhì)量，加強與工務(wù)部門聯(lián)系，減少線路原因?qū)W(wǎng)間接觸壓力的影響。 （一）定位器：在改建京滬電氣化鐵路時，使用的是非限位定位器，槽型鋁合金及輕型鋁合金定位器。使得以往使用的鍍鋅鋼管定位器的質(zhì)量集中和質(zhì)量過大的問題得到解決。西安鐵科研究所

31、于1994年研制出了具有防過量抬高功能的XTK多功能定位器，這種裝置不但能阻尼振動，還能減弱定位器的“彈性”，使得硬點大幅度減少。（二）導(dǎo)線接頭處：在京滬線使用的是線索錨段配盤形式，這種無接頭配盤設(shè)置，有效的解決了導(dǎo)線接頭處的硬點問題。（三）中心錨結(jié)：在京滬線鐵路改建中，中心錨結(jié)是由THJ70銅絞線和接觸線中心錨結(jié)組成。由于接觸線正好處在中心錨結(jié)線夾處，造成質(zhì)量增加，最終形成硬點。（四）電連接線：在進行電連接線操作時，無論是錨段關(guān)節(jié)電連接線、道岔電連接線，還是橫向電連接線，在安裝處都會對接觸網(wǎng)增加附加重量導(dǎo)致質(zhì)量集中的問題，導(dǎo)致硬點出現(xiàn)。這就需要在進行安裝時，要端正線夾，不能出現(xiàn)一點偏斜，同時

32、其安裝點要超出設(shè)計值2030mm，這樣才能減少或消除硬點。其次，還必須考慮溫度變化帶來的接觸線和承力索的伸縮，預(yù)留一定的電連線，防止線夾歪斜形成硬點。（五）吊弦點處：在改建京滬電氣化鐵路時，采用的是滑動可調(diào)式整體吊弦、可調(diào)式整體吊弦和整體吊弦。為保證吊弦點長度的精確性，應(yīng)用計算機進行長度計算，同時還應(yīng)統(tǒng)一進行料庫加工制作。在安裝過程中，將設(shè)計安裝位置在鋼軌上標記出來，精確安裝位置。吊弦點之間的高差盡可能為零，保證接觸線在同一水平面，同時，吊弦線夾不能出現(xiàn)偏斜，避免硬點出現(xiàn)。（六）線岔：京滬線仍然使用的是夾持式線岔（JL49-89）。由于在同一平面內(nèi)正線和側(cè)線出現(xiàn)交叉，而岔心處的兩條導(dǎo)線在不同的

33、水平線上，進而導(dǎo)致硬點出現(xiàn)。為改變這一現(xiàn)狀就必須使用無交叉線岔，使岔心的兩條導(dǎo)線處在同一水平面上，并且在過岔心時，側(cè)線下錨，進而降低硬點。（七）接觸網(wǎng)：現(xiàn)今世界上有兩類先進的結(jié)構(gòu)，一是采用彈性很小的硬網(wǎng)型電氣化鐵路，如廣州地鐵(廣州地鐵的l號線軟網(wǎng)是雙120銅銀合金導(dǎo)線+雙120銅承力索結(jié)構(gòu)，2一10號線全部采用無承力索、無張力的匯流排固定的硬網(wǎng)結(jié)構(gòu))；二是彈性更好的軟網(wǎng)型電氣化鐵路，如現(xiàn)在流行的歐盟、日本的高速電氣化鐵路。從設(shè)計選型來說，什么樣的弓與什么結(jié)構(gòu)的網(wǎng)搭檔、配合是當前試驗、統(tǒng)計的關(guān)鍵和難點，我國起步晚，資料很少，多數(shù)是采用國外的技術(shù)。從接觸網(wǎng)線索材料的角度來看，當今較先進的銀銅合金

34、線、青銅線、鎂銅線的性能比硬銅線更好。至于選那種主要是受電弓的配合，在不同的受電弓、運行速度、環(huán)境下選取配合較好的導(dǎo)線和受電弓。毫無疑問，當導(dǎo)線選定以后承力索應(yīng)選用與接觸導(dǎo)線選用相同的材質(zhì)，這樣承力索與接觸導(dǎo)線在溫度變化時同步伸縮對接觸網(wǎng)的性能減少硬點都有很大好處。無疑銅材質(zhì)導(dǎo)線比鋼鋁線耐高溫性能、耐磨性能、導(dǎo)電性能、與受電弓容易配合等眾多優(yōu)點，被國內(nèi)外反復(fù)證明并廣泛采用，特別是在高速情況下其優(yōu)勢更加明顯。從設(shè)計的參數(shù)選擇來說，現(xiàn)在流行選用較小的拉出值，例如：“曲線地段拉出值從400ram減為300ram，直線地段從過去的300ram減為200ram”，筆者認為這個做法的好處是降低了接觸網(wǎng)脫弓

35、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，從硬點的角度說，因局部磨耗加重容易產(chǎn)生弓碰網(wǎng)的硬點。當然，從運營成本上講是否妥當，也很值得研究。（八）加強施工、監(jiān)理與驗收的管理：目前影響我國接觸網(wǎng)質(zhì)量最大的因素是施工質(zhì)量，而施工質(zhì)量又受到施工環(huán)境和施工工藝、施工機具的影響。有的鐵路局為了保運輸，將接觸網(wǎng)的施工天窗給在夜間。這樣的施工環(huán)境肯定會造成無法彌補的永久性缺陷。其次，施工工藝相對簡單，施工所采用的機具沒有按投標承諾書中的機具施工。主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是對下部工程施工重視不夠。下

36、部工程是接觸網(wǎng)工程的重要的組成部分。下部工程的質(zhì)量好壞決定著接觸網(wǎng)長期運行狀態(tài)。二是對承力索、接觸導(dǎo)線的線索預(yù)伸(超拉)重視不夠。線索預(yù)伸是一項對高速鐵路很重的一道工序，線索預(yù)伸后可以免去35年的線索伸長過渡期、可以大減少導(dǎo)線硬點，但由于費用、技術(shù)、工期等種種原因施工單位一般不進行此項作業(yè)。以上原因造成初次施工質(zhì)量不達標，以后經(jīng)過許多次整治也很難讓設(shè)備質(zhì)量有明顯的提高，特別是在我國目前運輸緊張的條件下，有限的維修天窗內(nèi)能進行的作業(yè)是非常有限的。而且接觸網(wǎng)是一個整體，每整治一個問題，都要采取許多的分步過渡措施、過渡后的恢復(fù)、整治中還會有許多新的問題不斷的出現(xiàn)并且及時的處理。安排施工工期的不科學(xué)性

37、。當前的工程工期確定中建設(shè)管理單位為了完成投資，制定關(guān)門工期。造成施工單位準備不足，倉促開工，工序銜接脫節(jié)，形成了由于趕工期、要進度而導(dǎo)致顧此失彼的局面。監(jiān)理人員的配置以及監(jiān)理人員的專業(yè)素質(zhì)不足?，F(xiàn)在一個監(jiān)理要負責(zé)1個標段內(nèi)幾個專業(yè)的施工，況且對于上百公里的大標段來說，真的能確保質(zhì)量100完美無缺嗎?真是令人擔(dān)憂，新線就是“經(jīng)常出事故的地段”，其主要原因之一就是有專業(yè)素質(zhì)的監(jiān)理人員投入太少，監(jiān)理力度不足。驗收的過程相對簡單、責(zé)任心不強。幾天時間要對施工幾年的設(shè)備進行驗收，怎么可能仔細檢查、查出所有的問題，特別是隱蔽工程的問題，查出的問題也不能全部解決，往往是留給運營單位了事，運營單位在相當長的

38、時間內(nèi)是在做處理施工遺留缺陷，無法顧及其他維修作業(yè)。5.2 對現(xiàn)有的接觸網(wǎng)硬點的進行處理1、如是幾個跨距形成的波形硬點，則測量該區(qū)段定位點、跨中的導(dǎo)高找出波峰，采取定位點調(diào)整導(dǎo)高(波形硬點調(diào)整后，通過測暈吊弦間高度差進行吊弦的調(diào)整)，消除硬點。2、如果是中心錨結(jié)繩松弛形成的硬點，首先檢查并處理補償裝置是否有墜砣卡滯現(xiàn)象；然后測量接觸線中錨導(dǎo)高，調(diào)整中錨線夾使其高于定位點05mm，并且調(diào)整中錨兩側(cè)吊弦。調(diào)整更換吊弦后，保證中錨兩端中錨繩松弛度一致。3、一方面施工、檢修中要按照檢修工藝及相關(guān)標準規(guī)范零部件的安裝，特別是接觸導(dǎo)線上的零、部件的安裝，盡量減小、減少集中負荷，另一方面還應(yīng)使導(dǎo)線盡量平緩，

39、導(dǎo)線坡度保持在IS以內(nèi)。有條件時將分相盡量設(shè)計或改造成八跨關(guān)節(jié)式，將線岔盡量改成無交叉線岔(關(guān)節(jié)式線岔)。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(diào)整定位坡度來消除的，也就是說，將定位坡度調(diào)整到讓“定位拉力產(chǎn)生的上抬力等于I2定位器重量”，此時，拉力產(chǎn)生的上抬力與定位器對導(dǎo)線的壓力平衡，定位器不會對接觸導(dǎo)線產(chǎn)生壓力，這樣定位器沒有產(chǎn)生硬點，大于這個力則使受電弓在此得產(chǎn)生負硬點；小于這個力，則產(chǎn)生硬點，建議以后修定接觸網(wǎng)檢修規(guī)程時定位坡度的標準要考慮這個因素。對于電連接，現(xiàn)在有些入把電連接的彈簧圈給取消了，以為減少了電連接的重量對減少該處的硬點有好處，其實不然，取消了電

40、連接的彈簧圈對靜態(tài)的受電弓來說此處的集中負荷是減少了，但對于高速動態(tài)的受電弓來說，在有彈簧圈時在此處的集中負荷主要是彈簧圈以下的部分，以上的部分經(jīng)過彈簧圈的減振后影響很有限，而在取消了彈簧圈后此處的集中負荷成了承力索、電連接器整體全部加在了受電弓上(當然電連接是軟銅線不是剛體，承力索的重量歸算到導(dǎo)線上時不是全部重量)，但取消電連接的彈簧圈無疑是加重了硬點的。對于幾個跨距形成的波形硬點,則測量該區(qū)段定位點、跨中的導(dǎo)高找出波峰,采取定位點調(diào)整導(dǎo)高(波形硬點調(diào)整后,通過測量吊弦間高度差進行吊弦的調(diào)整),消除硬點。如果是中心錨結(jié)繩松弛形成的硬點,首先檢查并處理補償裝置是否有墜砣卡滯現(xiàn)象;然后測量接觸線

41、中錨導(dǎo)高,調(diào)整中錨線夾使其高于定位點05mm,并且調(diào)整中錨兩側(cè)吊弦。調(diào)整更換吊弦后,保證中錨兩端中錨繩松弛度一致加強巡視、取流檢查工作，嚴格執(zhí)行有關(guān)檢修實施細則，提高巡檢質(zhì)量，是提前發(fā)現(xiàn)接觸線硬點并處理的可行方法。其中因接觸網(wǎng)維修工作而產(chǎn)生的接觸懸掛中的某些質(zhì)量集中點，通過改變原吊弦布置位置或適當采用增加吊弦的方法，可以改善接觸網(wǎng)整體彈性性能，消除接觸網(wǎng)硬點；對于某些跨距接觸線坡度過大，或是連續(xù)多個跨矩坡度呈波浪形變化，通過加強檢修人員工作責(zé)任心，改進巡檢過程中導(dǎo)高測量方法，有效控制不符合標準的接觸線坡度的產(chǎn)生，可以避免巡檢過程中接觸線硬點的產(chǎn)生。重點對接觸網(wǎng)硬點等缺陷產(chǎn)生原因、危害及克服方法

42、進行了介紹，克服的方法及效果仍需實踐檢驗和進一步完善。鐵路第6次大提速以后，對接觸網(wǎng)的質(zhì)量提出了更高的要求，所以要從接觸線材質(zhì)、接觸網(wǎng)施工及檢修各個環(huán)節(jié)把住產(chǎn)生各類硬點的可能性，保證接觸網(wǎng)可靠安全運行，只有在日常檢查和維護中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，摸索規(guī)律，才能逐步提高接觸網(wǎng)的運行管理水平，適應(yīng)新形式下鐵路發(fā)展的要求。4、對機務(wù)、工務(wù)設(shè)備病害、缺陷的綜合整治。鐵路是一個大的聯(lián)動系統(tǒng)，只有通過對機務(wù)、工務(wù)設(shè)備病害、缺陷的綜合整治，使工務(wù)、機務(wù)、電務(wù)、供電等各單位的共同努力、全力配合，才能使我國電氣化鐵路設(shè)備質(zhì)量和運營保證得到升級，鐵路提速達到安全優(yōu)質(zhì)的效果。結(jié)束語隨著鐵路速度不斷提高，對接觸網(wǎng)的質(zhì)量提出了更高的要求，因此有必要從接觸線材質(zhì)、接觸網(wǎng)施工及檢修等各個環(huán)節(jié)降低產(chǎn)生各類硬點的可能性。為保證接觸網(wǎng)安全可靠運行，只有在日常檢查和維護中不斷地總結(jié)經(jīng)驗，摸索規(guī)律，才能逐步提高接觸網(wǎng)的運行管理水平，適應(yīng)新形式下鐵路發(fā)展的要求。接觸網(wǎng)硬點