硬點產(chǎn)生的原因及處理方法

1、硬點產(chǎn)生的原因及處理方法,基本內(nèi)容,什么是接觸硬點 接觸硬點的危害 接觸硬點產(chǎn)生的原因 接觸硬點的查找 接觸硬點的整治,隨著鐵路列車速度的提高，鐵路弓網(wǎng)關(guān)系越來越受到關(guān)注，而接觸網(wǎng)硬點一直是影響鐵路牽引供電弓網(wǎng)受流質(zhì)量的頑癥。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，嚴重時可能誘發(fā)弓網(wǎng)故障。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提，理解硬點產(chǎn)生的原因并進行整治，是保證良好的弓網(wǎng)關(guān)系的重要手段。,什么是接觸硬點,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(fù)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，接觸網(wǎng)上引起

2、接觸力突然變化的地點為接觸網(wǎng)硬點。如在跨距兩端的定位點處彈性變差或有附加重量時，電力機車在運行中，在機車受電弓高速運行通過的情況下，這些部分都會出現(xiàn)不正常的升高（或降低），甚至出現(xiàn)撞弓、碰弓現(xiàn)象，形成這種現(xiàn)象的本征狀態(tài)即為硬點。,返回,接觸硬點的危害,接觸網(wǎng)硬點是一種有威脅的物理現(xiàn)象，它會破壞弓網(wǎng)間的正常接觸和受流，加快導(dǎo)線和受電弓滑板的異常磨耗和撞擊性損害，常在這些部位造成火花或拉弧，從而損傷接觸線和受電弓。接觸線硬點的發(fā)生，也會影響到牽引電機的正常取流，在拉弧的暫態(tài)過程中對牽引電機造成嚴重的傷害，同時，還會影響機車的牽引質(zhì)量。,返回,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

3、個是電弧傷害。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），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(dǎo)線的傷害除了對接觸導(dǎo)線的點蝕、汽化以外，就是對導(dǎo)線的高溫退火。,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

4、定程度時會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機械破壞。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，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；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，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。,返回,接觸硬點產(chǎn)生的原因,一、設(shè)計原因 由于線路與橋梁連接處跨距比遠高于1：1.25，跨線橋下（隧道內(nèi)）

5、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)。 在交叉式線岔形式下，標(biāo)準(zhǔn)定位時道岔柱位于兩線間距600mm處，接觸懸掛相交于兩線間距690mm處正上方。當(dāng)機車受電弓高速從正線通過時，由有關(guān)試驗結(jié)果來看，正線受力70130N時抬高了2040mm，而同時側(cè)線（或渡線）只抬高了05mm，這表明現(xiàn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下交叉式線岔存在著難以消除的硬點。,返回,在機車受電弓通過線岔區(qū)域過程中，受電弓會與正線、側(cè)線（或渡線）同時接觸，受電弓滑板從圓弧邊緣起逐步與接觸線接觸上網(wǎng)（或正好相反過程），這就很難消除打弓、鉆弓的可能性。 由于絕緣錨段關(guān)節(jié)處和分相絕緣錨段關(guān)節(jié)采用

6、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，從而引起受電弓的接觸力突變，造成較大沖擊硬點。,二、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。 集中負荷處如在分相、分段、導(dǎo)線接頭處、電連接線夾處、補強處等，由于重量

7、的突然增加，受電弓的接觸力突變，造成硬點。,三、施工原因 由于接觸線架設(shè)原因而產(chǎn)生的硬點。在現(xiàn)場施工過程中，架設(shè)接觸線施工過程中一般采用小張力放線施工方法。由于缺乏必要的張力標(biāo)準(zhǔn)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，極易使得接觸線在外力作用下發(fā)生變形、扭曲、硬彎，也會造成硬點。,架線過程中臨時吊弦布置的太少或不均勻，而后調(diào)整作業(yè)過程由于受“天窗點”或其他因素影響持續(xù)時間過長，使得接觸線受自重影響在臨時吊弦處長時間受力過大，從而引起接觸線在臨時吊弦處拱起變形，形成硬點。 施工作業(yè)人員操作不當(dāng)，如在接觸網(wǎng)

8、安裝調(diào)整中人員登踩接觸導(dǎo)線（或重物掛在導(dǎo)線上）；作業(yè)車升降平臺直接頂抬接觸導(dǎo)線；部分定位點處或接觸線其他質(zhì)量集中點（如接頭線夾）處吊弦布置間距不盡合理，如距離過遠造成該處彈性不均勻，或是未形成一定標(biāo)準(zhǔn)的負馳度，造成該處受電弓接觸力峰值過大，也會產(chǎn)生硬點。,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?。ㄟ^大）造成線夾偏斜碰弓，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），定位器止釘間隙不標(biāo)準(zhǔn)，彈性較差（無法正常抬高），定位點間、吊弦點間高差超標(biāo)，吊弦受力不均勻或某一吊弦受力較大等等，也容易產(chǎn)生硬點。,四、維護原因 鐵路供電維修單位的

9、日常接觸網(wǎng)運營維護管理作業(yè)過程，是接觸網(wǎng)硬點反復(fù)發(fā)生的一個重要階段。在進行接觸網(wǎng)作業(yè)過程中，由于制作接觸線接頭質(zhì)量不高，或是分相（分段）絕緣器與接觸線連接不平滑，間隙過大，影響受電弓平滑過渡，容易造成打弓、偏磨現(xiàn)象，是形成接觸線硬點的一個原因。,巡檢過程中由于測量導(dǎo)高的方法不準(zhǔn)確或測量工具誤差過大，導(dǎo)致跨距內(nèi)接觸線坡度變化過大，當(dāng)機車受電弓高速通過時，受電弓對接觸線的跟隨性降低，造成沖擊力過大從而形成硬點。還有檢修過程中作業(yè)人員素質(zhì)不高，不遵守接觸網(wǎng)運行檢修的有關(guān)規(guī)程，腳踏接觸線進行作業(yè)，違章蠻干等人為因素，造成接觸線平直度、線面扭曲等影響，也是產(chǎn)生接觸線硬點的原因。 接觸網(wǎng)在線路與橋隧、站場

10、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。,五、其他原因 列車提速后，線路質(zhì)量的好壞也間接影響著弓網(wǎng)間的配合，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(guān)系上就相當(dāng)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。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。此外，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，線路晃車造成檢測出

11、硬點。由于機車或線路產(chǎn)生的硬點具有較大的隨機性，因此在現(xiàn)場檢查維護過程中很難被發(fā)現(xiàn)。,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(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、受電弓振動頻率、接觸網(wǎng)振動頻率、機車運行速度等。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(dǎo)線上的質(zhì)量等能影響到接觸硬點。 對于機車經(jīng)常起、停車位置，機車加速區(qū)段，由于機車取流突然增大，弓網(wǎng)配合狀態(tài)相對不穩(wěn)定性增大，也是引起接觸網(wǎng)硬點的一個因素。 與機車有關(guān)的接觸網(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

12、力索單位長度重量、接觸懸掛結(jié)構(gòu)型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，也能影響到接觸硬點。,返回,接觸硬點的查找,1、依據(jù)檢測車檢測出的硬點數(shù)據(jù)進行復(fù)查查找。各工區(qū)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(biāo)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(zhǔn)確位置。巡視中發(fā)現(xiàn)的明顯硬彎、障礙點。,返回,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(zhǔn)確位置一跨內(nèi)各吊弦點、定位

13、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(zhǔn)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：測量中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(zhǔn)確位置，為下一步的調(diào)整提供準(zhǔn)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)線是否扭面；利用檢測工具（游標(biāo)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。 6、檢修中發(fā)現(xiàn)的明顯硬彎、障礙點。,返回,接觸網(wǎng)硬點的整治,就目前的弓網(wǎng)結(jié)構(gòu)和實際運行來看，幾乎不可能從根本上消滅硬點，只能將其

14、減小到允許范圍內(nèi)。硬點的整治工作有以下幾個方面：,返回,一、在交叉式線岔施工中，采納德國提出的“無線夾區(qū)”概念，即在距受電弓中心6001050mm和一定抬升量范圍內(nèi)留有一個寬度為450mm的無線夾區(qū)。從這個意義上來說，在線岔區(qū)域，從機車受電弓中心線到距相鄰股道接觸線1.05m處即為“始觸點”。設(shè)立無線夾區(qū)，保證了受電弓從“始觸點”開始，不會發(fā)生因線夾或吊弦的存在而導(dǎo)致打弓、鉆弓的現(xiàn)象。同時，精心設(shè)計兩支接觸線的高度，交叉點處正線應(yīng)一直處于側(cè)線下方，并且正線相對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)高適當(dāng)抬高約10mm，側(cè)線非工作支在線岔附近適當(dāng)抬高約30mm，兩支工作支相距500mm處側(cè)線接觸線位置對正線接觸線抬高1030m

15、m，減少線岔處硬點。采用正線與側(cè)線交叉吊掛形式，可以穩(wěn)定交叉點幾何位置的漂移，改善接觸網(wǎng)線岔處彈性，消除接觸線硬點。交叉吊弦把2支相互交叉的接觸懸掛有機地聯(lián)系起來，當(dāng)機車受電弓駛近交叉吊弦時，2支接觸懸掛可以同時被抬升，以改善線岔處彈性。,二、在接觸網(wǎng)架設(shè)過程中，采用先進的基于電腦監(jiān)控檢測技術(shù)的恒張力接觸網(wǎng)架線車進行接觸線架設(shè)，是進行接觸網(wǎng)大修時的理想模式。在接觸線放線過程中，每跨平均分布的安裝臨時吊弦不少于5根，使接觸線受力均勻；同時盡量在一個作業(yè)時間內(nèi)完成一個整錨段的接觸線架設(shè)和調(diào)整，避免作業(yè)時間過長而導(dǎo)致接觸線在臨時吊弦處產(chǎn)生永久性的彎曲和變形；接觸線架設(shè)過程中作業(yè)施工人員認真、仔細，遵

16、守有關(guān)操作規(guī)程，確保不人為造成接觸線損傷和變形。,三、對于線路三角坑質(zhì)量問題，可以通過會同工務(wù)部門定期協(xié)商機制，督促有關(guān)部門加強整治；而對于機車運行過程中的經(jīng)常性加速區(qū)段，則借鑒機車起、停車位置多加電連接的方法來改善受流條件，避免硬點的產(chǎn)生；至于弓網(wǎng)共振問題，因為接觸網(wǎng)一旦建成，它的振動特性就確定了，很難改變，只能寄希望于研究單位加強受電弓改進，使受電弓適應(yīng)的振動頻帶加寬，以消除共振離線率。,四、對現(xiàn)有的接觸網(wǎng)硬點的處理。 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

17、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、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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)的接觸線坡度的產(chǎn)

18、生，可以避免巡檢過程中接觸線硬點的產(chǎn)生。,五、接觸網(wǎng)硬點檢修（整治）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （一）基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 1、接觸線高差變化：對于跨距內(nèi)高差大于150mm跨距，應(yīng)嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)進行順坡（接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程第60條第7點：標(biāo)準(zhǔn)值：120km/h及以下區(qū)段3；120-160km/h區(qū)段2；200km/h區(qū)段2，坡度變化率不大于1；200-250km/h區(qū)段1，坡度變化率不大于1），且弛度應(yīng)符合設(shè)計要求，不允許出現(xiàn)負弛度，跨中接觸線的預(yù)留馳度嚴格按照0.5L（L為跨距長度）調(diào)整。 2、導(dǎo)線高度應(yīng)嚴格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)高調(diào)整（恒定值）。,3、接觸線高度變化率：一跨內(nèi)各吊弦點高度不應(yīng)出現(xiàn)波浪形變化，相鄰吊弦高差10

19、mm。 4、定位器坡度：按接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整，160km/h及以下區(qū)段為1/101/5；160km/h以上區(qū)段為設(shè)計值。限位間隙符合產(chǎn)品說明書要求。（同時必須滿足動態(tài)包絡(luò)線要求：120km/h及以下區(qū)段，受電弓動態(tài)抬升量為100mm；120160km/h區(qū)段，受電弓動態(tài)抬升量為120mm；200km/h區(qū)段，（導(dǎo)線高度為6m時）受電弓動態(tài)抬升量為160mm，200250km/h區(qū)段，受電弓動態(tài)抬升量暫按200mm。）,（二）各種接觸網(wǎng)設(shè)備及技術(shù)狀態(tài)均應(yīng)達到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時滿足以下要求： 1、錨段關(guān)節(jié)：中心柱與轉(zhuǎn)換柱間接觸線從工作支向非工作支過渡,接觸線應(yīng)呈拋物線布置。四跨、七跨

20、、八跨式錨段關(guān)節(jié)等高點接觸線高度不應(yīng)低于相鄰吊弦點，允許高于相鄰吊弦點010mm；三跨、五跨式錨段關(guān)節(jié)過渡跨距接觸線應(yīng)按拋物線法調(diào)整。 2、中心錨結(jié)：中心錨結(jié)處的接觸線高度不低于相鄰吊弦點，允許高于相鄰吊弦點010mm，若中心錨結(jié)繩其中一根不受力，應(yīng)調(diào)整至2根中心錨結(jié)繩受力均勻。,3、線岔：交叉點處的接觸線高度同四跨、七跨、八跨式錨段關(guān)節(jié)；始觸點處的側(cè)線或非支抬高符合設(shè)計規(guī)定。 4、分相：關(guān)節(jié)式分相同錨段關(guān)節(jié)。 5、電連接：電連接處接觸線高度不應(yīng)低于相鄰吊弦點，允許高于相鄰吊弦點010mm。對新安裝的接觸線電連接線夾必須移位至定位點處第一根吊弦100mm處；對其他處所電連接線夾移位至相鄰最近吊弦點處100mm位置，對不能進行吊弦位移的應(yīng)移設(shè)電連接或加裝受力吊弦。,6、跨距內(nèi)吊弦布置應(yīng)按照設(shè)計安裝圖進行等距布置，滿足檢修標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求，（接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程第61條第3點：160km/h及以下區(qū)段12m；160km/h以上區(qū)段10m。） 7、拉出值嚴格按照設(shè)計規(guī)定調(diào)整到檢修標(biāo)準(zhǔn)的要求，直線地段必須保證接觸線呈“之”字形布置，曲線地段接觸線應(yīng)始終處于受拉狀態(tài)。承力索的中心位置應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定（半斜鏈型懸掛，直線區(qū)段位于線路中心的正上方；直鏈型懸掛，位于接觸線正上方。曲線區(qū)段承力索與接觸線之間的連