普速铁路接触网硬点分析探讨及对策

温 强

(国能包神铁路有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 017000)

接触网硬点一直是设备管理当中比较棘手的问题。硬点的存在容易造成受电弓和接触线之间接触压力不稳定。一旦接触压力过大，则会加速接触导线和受电弓局部的损耗，缩短导线和受电弓的使用寿命。而如果接触压力过小，也会导致他们之间的接触不良，在供电时就会出现电流不稳定，甚至可能会引起火花或者电弧以至烧损接触线，严重时还可能会出现故障。无论如何哪一种情况都可能会造成整个电力机车的运行受阻。因此，必须对接触网硬点问题提起足够的重视。

一、正确认识接触网硬点

（一）理解接触网硬点的概念

接触网硬点也就是接触悬挂的硬点，是接触悬挂不均匀状态的一种统称。在理想状态下，接触悬挂需要有弹性，均匀保证电力机车受电弓与接触网之间的正常接触和取流。而如果在接触悬挂或者接触线上的某些部分出现了弹性变差或者有额外的重量，列车高速运行时，可能会出现电流的不正常升高或降低等现象。也就是说在这些部位会出现力、位置、速度或加速度等值的突然变化，这些现象的统称都称为硬点。

硬点是一种结构的欠缺，而且是一种相对的状态。越是在列车高速运行时，这种状态表现的就越明显。对于我们的工作来说，这是一种有害的物理现象，它会加快导线和受电弓滑板的异常损耗以及撞击性的损害。在日常工作中，这种关于力位置速度或加速度的突然变化，是通过安装加速度传感器来检测受电弓垂向加速度和纵向加速度两个参数，用垂直加速度来表征硬点的大小。接触网一点是评价和衡量高速电气化铁路弓网关系的一个重要参数。

（二）接触网硬点的特点

根据国家颁布的相关暂行标准，对于检测数据分析和现场的硬点的查找处理，我们可以总结出接触网硬点具有以下几个特征。

首先，接触网硬点在接触网缺陷中占有比较高的比例。其次，接触网硬点大多集中在160千米每小时以上的提速区域。第三，接触网悬挂结构本身产生一定数量硬点，并且硬点值比较大，出现在分段绝缘器，导线定位，线岔，关节等导线集中，负荷较大和导线坡度变化大的地方。第四，接触网施工质量对硬点会产生比较大的影响。很多接触网硬点都是由于施工质量不达标而造成的缺陷，其中因为接触网施工精度问题引起的硬点是比较常见的。最后，线路原因和其他原因产生的硬点在检测当中也时有发现[1]。

二、分析接触网硬点产生的原因

（一）由设计产生的硬点

接触网在设计过程中的结构和形式是接触网硬点存在的根本原因。在理想状态中，接触网的设计是要有良好的弹性均匀的，但是在现实的状态之下，受到经济条件技术条件的约束，很多时候设计部门在接触网结构和形式的分析中，不能够采取最先进的结构。我国在这一部分的技术起步比较晚，资料也比较少。有时对于接触网零部件选择不恰当，可能会导致接触悬挂弹性均匀度，特性等都变差。这些细节性的问题都可能在非常细微的地方造成接触网设计结构本身产生硬点。如果是由于整体的设计而产生这样的问题，之后的维护和维修就会变得非常困难。

（二）材质和设备的原因

接触网的材质和设备及其结构都可能会导致硬点的出现。

首先说材质的问题。当前接触网大多数采用的都是铜和微量元素结合而制成的导线。这种混合的材质在制作过程中需要用到非常多的复杂工艺。由于这种工艺的标准比较复杂，很多时候容易造成生产出的导线材质，内部的颗粒不均匀，出现间隙杂质等问题，这就会使得导线内部本身就存在导电不均匀等现象。在实际使用过程中就会形成波浪弯。可以想象的是，如果导线本身的强度和韧性不均匀，那么硬点的出现是必然的。强度越高，接触线越硬，不容易使接触导线在制造或缠绕的过程中形成硬点，但是这可能会降低导线的导电率，还会提高对于导线制作的工艺要求。根据我国的实际技术水平来看，目前铜质和银质接触线的平直度上仍然存在很大的问题，这也是由技术原因所导致的硬点产生的一个根源[2]。

其次是接触网零部件和设备产生的硬点。如果接触线上的重量突然增加，垂直负荷比较大，那么接触线的弹性就有可能会变差。受电弓高速滑过时，接触力突变也可能会造成较大的冲击硬点。根据铁道部检测车所得出的结果，当列车运行速度超过120千米每小时的时候，接触网设备当中的硬点会最大，全部在30g以上。而同样的速度，接触网硬点一般只会有4～8g。可以说分相绝缘器硬点是目前提速线路上的一个突出问题。同时接触线上的零部件安装，如果不规范撞击受电弓，那么也会造成接触网硬点的产生，甚至可能会造成受电弓的损坏。

（三）施工质量和检修工艺

除了前期的设计以及零部件和材质的问题，后期的施工质量和检修工艺也可能会导致硬点的产生。这其中接触线展放过程是硬点产生最常见的一个环节。相对于人工放线方法而言，作业车放线过程中产生的硬点会比较少。但是作业车展放的过程中，缺乏必要的张力标准理论数值指导，这导致了作业车放线时所产生的幅度不能够真正的做到直线放线。而且，在实际的操作过程中，也很难做到匀速放线，导线速度不确定的情况下，可能会因为张弛程度的不一致而出现弯曲，从而造成硬点。

相对的，在铁路线尚未达到一定的贯通程度的时候，我们无法使用机械放线的方法，就只能够用人工放线来代替进行。而人工作业精确程度就会比较低，力度的控制也会比较差，不稳定性会增加。那种时断时续的作业方法，可能会损伤导线接触面的平顺度，加大接触线架设的张力不均匀，特别是在起锚和落锚的时候，需要重新进行放线，这就加剧了硬点产生的概率。

施工工艺的不规范也会导致硬点的产生。在日常检修维护工作当中，工作人员有可能在不经意的时候踩到导线上，这可能会在定位处出现一定的弯度。同时放线过程中使用的S挂钩接触了导线或者作业车平台立板接触了导线都会导致导线不平直。最主要的问题就是接触线的硬弯。在实际的工作过程当中总结下来，可以发现左右弯影响比较小，而垂直弯影响会比较大，但是无论是哪一种硬弯都可以造成硬点的产生[3]。

除此之外，还有很多的因素会导致硬点的产生。比如，接触线的高差不符合规定，检修质量不达标，线路的质量存在问题，速度的变化乃至天气的影响，都可能会导致硬点的产生。

三、接触网硬点的处理措施

（一）严把设计选材环节

根据目前的实际工作情况来看，硬点是不可能完全被消灭的，但是在实际工作当中，我们可以通过各个环节的严格把控，把硬点的值降低到合理的范围之内。

最首先需要注意的是在设计环节减少硬点。由于接触网结构具有一定的特殊性，我们需要从接触网设计方案，结构形式，材料运用和环境因素等方面进行优化。最终选取的方案必须是既能保证接触网结构的稳定，又要考虑到材料零部件的轻型化。尽量减少集中负荷增大接触网的弹性，从源头上减少和控制，由于接触网本身的结构所造成的硬点产生的原因。

这里需要考虑到的因素就比较多。比如说接触导线的质量会对接触网的质量产生影响。再如减轻集中荷载，也可能会优化接触网的硬点产生。对悬挂形式进行慎重的选取，也能够降低硬点出现的概率。当然还有上文当中提到过的关于接触网零部件材质的选择，也会对后期的硬点产生造成影响。

（二）提高施工及检修的质量

前期做好了设计和材料的选择以后，在实际的施工过程中，我们还是需要进一步的慎重。在接触网架设的过程当中，采用先进的基于电脑监控检测技术的设备进行架线，这可以保证导线架设的平顺。由这种设备所架设的导线能够保证弓网取流的质量满足高速行车的要求。

在实际的工作过程中想要保证导线架设的平顺，必须进行持续性的施工。因此，事先对导线连续性的检查是非常重要的。而这其中最关键的环节就是对于接线夹的接触面平整性以及接触面外形尺寸合格程度的检查。同时要检查配件是否完整，螺丝纹是否有断裂。在施工过程中，还要保证导线在接口处平整，没有破处，在完全固定之后还要检查导线接头处的平整度。总之，要最大限度保证接触面的平滑。

（三）加强日常的维护

在接触网通电以后，供电部门就接管了该设备，负责该设备的检修和日常运营。这要求供电部门必须要按照工程部门的交付技术资料，对于接触网运营设备有计划，有安排有标准的进行保养和检修。

必须充分利用检测车检测出硬点的所在，同时逐条地进行分类记录，根据具体情况到现场对于硬点进行调查，然后制定出行之有效的解决方法。同时要加强对职工的知识和理论培训，进一步提高职工的实际操作能力，保证能够对设备进行精细的检修，做到检修一处确保一处的安全。同时要加强对设备巡视的次数，提高巡检质量，发现问题存就必须快速采取行动，保证整体接触网能够安全运行，减少运营当中的隐患[4]。

投入运行的接触网，所面临的外部环境是非常严酷的。各个部门之间必须要通力配合，共同保证电气化铁路接触网的安全。提高线路的质量，在施工检修，日常运营等环节，提高各个方面任媛的配合水平，最终提高整个线路的质量。

综上所述，近几年来高速电气化铁路发展十分迅猛，这对接触网质量的要求也就越来越高。然而接触网的设计，材质架设以及后期的检测和运维等工作都是非常精细的内容。一旦某一个环节出现问题，就可能造成接触网硬点的产生，而一旦接触网的硬点超过了合理的范围值，就可能会对铁路的运行造成极大的安全隐患。因此，我们必须保证全流程的安全稳定，为铁路运营提供良好的环境。