论文 浅谈接触网硬点的原因及整治.doc

. 浅谈接触网硬点的危害、产生原因及整治方法 王福山摘 要：主 对接触网硬点产生的原因及危害进行分析，根据目前我国接触网运行的现状,提出改进要基于铁路第六次提速京哈线哈兰段接触网设桥馊点整治，通过数据对比分析，提出了硬点产生的原因和对硬点整 治些措施 治的一般方法。关键词 ： 既有线；提速；接触网；硬点；危害；整治； 随着主要干线列车速度的提高，铁路弓网关系越来越受到关注，而接触网硬点一直是影响铁路牵引供电弓网受流质量的顽症。硬点的存在容易造成受电弓和接触线的机械损伤和电弧烧伤，严重时可能诱发弓网故障。改善接触网的质量，创造良好的弓网环境，是电力机车高速行驶的前题，理解硬点产生的原因并进行整治，保证良好的弓网关系的重要手段。据此本人对接触线硬点的产生原因及整治提出一些看法和建议。一 接触网硬点的危害 电力机车在运行中，机车受电弓与接触线的接触力的变化是非常复杂的，通常我们称引起机车受电弓与接触线的接触力突然变化的地点为接触硬点，通称硬点,接触网上引起接触力突然变化的地点为接触网硬点。硬点对接触网、受电弓的伤害有两种情况，一是机械伤害，另一个是电弧伤害。机械伤害是指对受电弓、接触导线轻微的碰伤，刮伤等（有明显痕迹的就称之为打弓点了），通常我们说硬点对弓（网）的伤害，主要是硬点引起的弓网离线，和离线瞬间产生的高温电弧，它对接触网、受电弓有很大的危害。对受电弓的伤害主要表现在对弓头的点蚀、汽化。对接触导线的伤害除了对接触导线的点蚀、汽化以外，就是对导线的高温退火。，例如现在广泛应用的铜导线，不是简单的电解铜，是电解铜经过反复的压轧、拉伸，最后挤压而成的，轧制、拉伸、挤压过程是金属的内部应力发生了变化，使软铜线变成了硬铜线，提高了机械强度（主要是抗拉强度和硬度）。拉弧产生的局部高温（最核心处有几万度），一方面使接触导线、受电弓点蚀和汽化，而恶化弓网取流关系，同时点蚀、汽化也减少触导线、受电弓的强度和使用寿命；另一方面拉弧产生的高温能使接触导线内部应力变化，造成接触导线局部退火！使其机械强度大幅下降，而容易被导线张力拉断。我们经常遇到非金属性接地（如非金属杂物侵入、机车车顶绝缘子闪络或者绝缘老化时升弓等），而引起接触导线（有时是承力索）断线的事故、故障，究其原因实际是此时接地有较长时间的持续电弧（此时的电流不至于断路器跳闸）而烧断接触导线。接触硬点是造成机车受电弓离线的重要原因之一，机车受电弓离线对机车牵引电机、电器、受电弓、接触网、牵引变压器及供电系统都有危害。由于导线上硬点的存在，冲击加速度（目前检测硬点大小的参数）数值较小时造成弓网之间接触不良，冲击加速度数值较大时就会造成离线，离线产生高温的电弧，到一定程度时会对接触网、受电弓产生机械破坏。从局部讲高温的电弧严重时可能烧伤接触线或受电弓，使接触线或受电弓的接触面出现大量的点蚀，造成接触线截面积不够，恶化接触线或受电弓的电能传输，长期运行，甚至于造成断线事故；从电气原理上讲，离线时空气的电阻是非线性的，使机车电流骤变，产生冲击电流和瞬时过高压、高次谐波，影响机车牵引电机、牵引变压器及供电系统的电能质量。特别是原始硬点使机车受电弓严重离线，受电弓弹起后产生的二次、三次接触冲击硬点，因其离线幅度小，时间短，电弧对接触线或受电弓的烧伤更为明显。二、硬点产生的原因1 接触网本身的原因引起的硬点1）导线硬弯 一是接触线线材问题。由于生产工艺和材质成分的不同，有的接触线材质较硬，容易形成不规则硬弯；从接触线磨损程度上看，磨损程度忽大忽小，硬弯呈上下弧形，间距为100200 mm。在接触线上留下宽度为24 mm的磨痕，产生连续硬点和对应的连续火花。二是施工或检修时，因各种原因（如无张力放线、使用夹线工具不当、导线张力不足引起驰度过大、人员上、下导线、重物挂在导线上等等）造成的接触线弯曲变形，特别是上下弯造成离线及离线后的冲击硬点。 2）接触网导线坡度和弹性变化 接触网在线路与桥隧、站场与区间、联接处及锚段关节处等。一是由于线路与桥梁连接处跨距比远高于1：1.25，跨线桥下接触网结构高度降低，刚性增加，造成接触网弹性差异较大，受电弓运行轨迹产生突变，并以硬点形式体现。二是在检调中处理不好就很容易存在导线坡度和弹性变化，在导线坡度较大或导线坡度转换点，就会造成较大冲击硬点。 3）接触网零部件产生的硬点一是在分相、分段、导线定位器、电连接线夹处、补强处等，由于重量的突然增加，受电弓的接触力突变。形成硬点；二是施工质量问题，由于施工原因造成的接触线硬弯、接触线扭面、定位器调整不到位、锚段关节调整不到位、坡度超标；接触线上的零部件安装不规范，撞击受电弓等； 2非接触网原因产生的硬点1）、机车受电弓产生的硬点在机车的运行取流过程中，运行的受电弓与架空式的接触网之间进行的相互作用、相互匹配非常复杂，影响受流质量的主要参数有静态接触压力、动态接触压力、受电弓振动频率、接触网振动频率、机车运行速度、等。影响接触硬点的因素也很多，除机车车速、加速度以外，如受电弓的弹性系数、受电弓归算到接触导线上的质量等能影响到接触硬点。与机车有关的接触网方面的悬挂弹性系数（接触悬挂张力、接触网跨距、接触悬挂导线及承力索单位长度重量、接触悬挂结构型式等都影响到接触悬挂弹性系数）；接触网的振动频率、周期等。2）、工务线路产生的硬点 列车提速后，线路质量的好坏也间接影响着弓网间的配合，例如线路的变坡点，特别是正坡直接变成负坡的变坡点，反映在弓网关系上就相当于一个导线变坡点，如果此处正好是接触导线的变坡点那就可能出现很强烈的硬点。线路道床质量对受电弓与接触网的接触力影响很大，如道床的弹性系数、振动周期、及各种病害等，对接触网运行影响很大 由于机车或线路产生的硬点具有较大的随机性，因此在现场检查维护过程中很难被发现。三 接触网硬点的整治 就目前的弓网结构和实际运行来看，几乎不可能从根本上消灭硬点，只能将其减小到允许范围内。硬点的整治工作有以下几个方面：1 (1) 提高施工检修质量 可以说是初次施工质量不达标，以后经过许多次整治也很难让设备质量有明显的提高。施工工检修过程中应严格按照200 kmh检修工艺及相关标准进行施工维修。对负荷过于集中的点应预留1020 mm的负弛度。将关节处调整为“房檐形”平缓过渡形式，在跨中过渡处预留6080 mm负弛度。对导线孤立硬弯使用MSGW整直；对连续多处硬弯应根据情况，考虑整锚段恒张力换线。施工及缺陷处理过程中应对每根吊弦及定位处进行精确测量，吊弦高差不大于10 mm，跨线高差不大于150 mm ，以减少坡度变化点，使导线坡度控制在2以内。2 对现有的接触网硬点的处理（1）如是几个跨距形成的波形硬点，则测量该区段定位点、跨中的导高找出波峰，采取定位点调整导高(波形硬点调整后，通过测晕吊弦间高度差进行吊弦的调整)，消除硬点。（2）如果是中心锚结绳松弛形成的硬点，首先检查并处理补偿装置是否有坠砣卡滞现象；然后测量接触线中锚导高，调整中锚线夹使其高于定位点05 mm，并且调整中锚两侧吊弦。调整更换吊弦后，保证中锚两端中锚绳松弛度一致。 选购优良的工具。200 kmh接触网检修标准较以往要求更高，施工精度要求为毫米级。传统的测量工具误差大，受气候条件干扰大，无法满足检修要求。因此可以选购多功能激光接触网测量仪，使检测精度控制在3 mm。同时配备五轮式电车线校直器MSGW，使接触线的平顺度大为提高，减少返工率，提高了工效。(2)施工检修过程中应严格按照200 kmh检修工艺及相关标准进行施工维修。对负荷过于集中的点应预留1020 mm的负弛度。将关节处调整为“房檐形”平缓过渡形式，在跨中过渡处预留6080 mm负弛度。对导线孤立硬弯使用MSGW整直；对连续多处硬弯应根据情兄，考虑整锚段恒张力换线。施工及缺陷处理过程中应对每根吊弦及定位处进行精确测量，吊弦高差不大于10 mm，跨线高差不大于150 mm ，以减少坡度变化点，使导线坡度控制在2以内。（3）加强各部门之间的沟通和配合，相互掌握对方设备变化情况，及时对设备进行调整，减少由于线路施工等客观因素造成的接触网设备失修。4 整治的效果经过有针对性的整治，硬点缺陷所占比例明显减少。在动态检测中，60g以上硬点仅2处，图2和图3是整治前后京哈线上生接触网硬点检测曲线图，由图可以看出硬点整治取得了明显的效果。5 结束语200km/h的提速改造给铁路建设者带来了一些启示，但如何开展既有线200 kmh条件下接触网的检修工作又为人们留下了探索的空间。只有在日常检查和维护中不断地总结经验，摸索规律，才能逐步提高接触网的运行管理水平，适应新形式下铁路发展的要求。浅2结构性硬点缺陷处理办法 (1)一般中间柱处缺陷。当确认缺陷在一般中间柱处后，分3种情况进行处理： a检查该位置接触线是否有弯，如果存在，可利用导线直弯器处理。 b测量该位置吊弦、定位点导高，定位点导高误差范围：+30 mm，相邻吊弦高差不大于1o。通过更换吊弦或调整定位点处导高使其平滑过渡，消除缺陷。 c如果缺陷为几个跨距形成的波形硬点，则测量该区段定位点、跨中的导高找出波峰，采取定位点调整导高(波形硬点调整后，通过测晕吊弦间高度差进行吊弦的调整)，消除硬点。 (2)关节处缺陷。当确认缺陷为转换跨中屋脊型时，测龟该跨距两侧工作支定何点导高及曲有效工作支吊弦导高，校对关节内转换跨等高点位置。分为3种情况进行处理： a如果两侧工作支定位导高和等高位置处一工作支导高均符合标准时，则以该工作支为参照，通过更换、调整另一工作支等高点落锚侧的第1根吊弦，使该跨距等高处形成平滑过渡区，消除屋脊。 b如果只有两侧工作支定位导高符合标准时，则以定位点导高为参照，更换调整等高处两工作支落锚侧的第1根吊弦，延长平滑过渡区，消除屋脊。 c定位处导高不符合标准，则参照相邻两跨定位点、跨中的导高，先进行定位处线索导高调整(绝缘关节转换柱处，如需要调整导高时，一定要保证绝缘距离符合技术标准)。遵循平滑过渡的原则，调整定位点导高符合标准。然后，再根据以上2种情况调整该跨距平滑过渡区，消除屋脊。 (3)线岔处缺陷。在参照上述(1)方法处理的同时，也要对线岔两头定位线夹、交叉吊弦导高进行测量，保证线岔线夹两端导高一致，保证正线和侧线交叉吊弦符合技术标准(侧线高于正线1030 mm)。另外，还要使线岔其他技术标准符合要求。 (4)中心锚结出现缺陷。通常参照上述(1)方法进行处理。对于中心锚结绳松弛形成的硬点，首先检查并处理补偿装置是否有坠砣卡滞现象；然后测量接触线中锚导高，调整中锚线夹使其高于定位点05 mm，并且调整中锚两侧吊弦。调整更换吊弦后，保证中锚两端中锚绳松弛度一致。 上述几种调整方法，都是为保证接触网在几个跨距内平滑过渡，避免造成新的硬点。同时，更换的吊弦要安装在线索原位置。3效果分析 按上述方法对某段准备提速全补偿简单链形悬挂接触网进行整治。表1为该区段接触网吊弦处部分静态测量数值. 由表1可以看出，悬挂点处接触线距轨面的高度均符合接触线高度5 500 mm、允许偏差+30 mm的规定；除1163#第2根吊弦与第1根吊弦坡度为37o外，其余均符合坡度不大于1o的规定，静i抽查结果良好。 在动车组运行试验过程中弓网之问取流正常，没有发现接触线明显的拉弧痕迹。结束语 本文对接触网硬点等缺陷产生原因、危害及克服方法及效果进行了介绍，缺陷克服的方法及效果仍需实践检验和进一步完善。铁路第6次大提速以后，对接触网的质量提出了更高的要求，所以要从接触线材质、接触网施工及检修各个环节把住产生各类硬点的可能性，保证接触网可靠安全运行，只有在日常检查和维护中不断地总结经验，摸索规律，才能逐步提高接触网的运行管理水平，适应新形式下铁路发展的要求。参考文献： 1. 赵春梅. 浅谈接触网硬点. 西铁科技2. 王福山 浅谈既有线提