第十五节接触网的硬点

接触网的硬点

接触网的硬点改善接触网的质量，创造良好的弓网环境，是电力机车高速行驶的前题，接触硬点是接触网系统的一大顽症，特别是在高速度的条件下（200公里以上）怎么理解硬点并消除硬点的危害，很值得我们去分析研究

2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点一、什么是接触硬点

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。可以说硬点不能对受电弓、接触网造成机械伤害，如果造成伤害则称之为碰弓（比之严重的称为打弓、刮弓）点！

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接触网的硬点二、接触硬点的危害

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。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点二、接触硬点的危害

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；2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点二、接触硬点的危害

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。

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

1、导线不平直产生的凸凹点：

其一：导线死弯

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。

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

1、导线不平直产生的凸凹点：

其二：导线坡度变化

接触网在线路与桥隧、站场与区间、联接处及锚段关节处等，如果在检调中处理不好就很容易存在导线坡度及坡度变化，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。

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

2、接触网零部件、设备产生的硬点

其一集中负荷：如在分相、分段、导线接头处、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；

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

2、接触网零部件、设备产生的硬点其二安装缺陷：接触线上的零部件安装不规范，撞击受电弓。如电联接偏斜、吊弦偏斜、接头线夹偏斜、定位器坡度过小（过大）造成线夹偏斜碰弓或定位器对导线有集中压力（坡度过大时对导线是负压力）等等；

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

3、非接触网原因产生的硬点

其它原因也能引起的接触力的突变点，称为接触硬点，如线路三角坑、受电弓振动、摆动等等，常见的有以下几种情况：

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

3、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、摩擦力、受电弓振动频率、接触网振动频率、机车运行速度、接触网传播速度等等。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。

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

接触硬点产生的原因，主要分为以下三类：

3、非接触网原因产生的硬点

1）机车受电弓产生的硬点受电弓归算到接触导线上的质量是计量硬点的关键数值，受电弓弓头（包括滑板）质量是受电弓归算到接触导线上质量的主要组成部分，从弓网接触（冲击）关系我们知道，受电弓弓头质量越小，受电弓对接触网的冲击力就越小。无疑受电弓的弹性越好对减小硬点就会越好。

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接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

2）、线路产生的硬点

线路也是引起的接触力的突变原因之一，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。除此以外，特别是当车速提高以后，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。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

2）、线路产生的硬点

例如，现在经常出现的一个就是检测车测出某支柱处拉出值过大（例如550MM）、硬点超标，而接触网工区测量拉出值并不大（只有370MM）、接触网上也没有什么缺陷会产生硬点？我们经长期分析发现，这种情况的一般是发生在桥头处、隧道口处、路堑和路堤连接处、钢轨接头处的处、道床翻浆处、三角坑处等。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点三、接触硬点产生的原因分类

2）、线路产生的硬点

其原因是在这些地方线路路基弹性系数变化大、钢轨的接头不齐、线路病害等引起了机车左右摆动（也引起受电弓摆动）、上下震动，由此引起接触网与受电弓之间的位置突变造成的。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点四、硬点的检测与介定

现今的检测数据是通过接触网检测车上计算机分析出来的，它的数据链是：受电弓受到物理振动-冲击传感器-光信号-光缆-电信号-计算机数据分析，冲击传感器可接收和发送水平、上下两个方向的数据。

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接触网的硬点四、硬点的检测与介定

目前在对硬点检测、控制过程中存在两个问题。

一个是检测计量单位怎么统一？控制在什么样的数值范围？目前是铁道部、各铁路局、各供电段都有接触网检测车，但标准不统一，各车的冲击传感器的灵敏度、各车检测系统的数据处理方式、检测结果均不相同，也没有统一的计量标准，而且个别检测车只有上下方向的传感器，传感器的灵敏度也相差很大，校验、统一各接触网检测车进行是很有必要的。

硬点对受电弓的作用过程，从机械上来说是冲击力很大（约104牛顿数量级），但时间很短（约为10-5秒数量级）的一个过程，因可以近似看作一次弹性碰撞过程。

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接触网的硬点四、硬点的检测与介定

现行的用冲击加速度G来考核硬点，数值很大，特别是与重力加速度比较，显得很突出，而对受电弓质量考核不到。

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接触网的硬点四、硬点的检测与介定

用冲量来计算、考核硬点较妥。冲量P=mat，从此处我们还可经发现现在检测车的不合理的地方，它在受电弓头部加了个冲击传感器，单冲击传感器的质量就有1KG以上，归算到导线上也有相当的质量（不同的冲击传感器质量不同），这样测量出的数值比实际运行的数值是有误差的。采用了冲量以后，加入了对受电弓归算到接触导线上的质量和冲击时间的考核。是其数值更加客观，更能反映冲击的真实状态。

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接触网的硬点四、硬点的检测与介定

另一个是对硬点的介定，然后给出一个硬点的允许值。介定要建立一套完整的弓网模拟试验系统来完成，而且在实际电流（170安~330安）环境下进行。电压可以不用那么高，用1500伏特就可以了，通过试验还可以找出最好的弓网配合。

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接触网的硬点五、硬点的处理

从理论上讲，几乎不可能从根本上消灭硬点，但可将其减小到允许范围内。

1、接触网设计：现今世界上有两类先进的结构，一是采用弹性很小的硬网型电气化铁路，如广州地铁（广州地铁的1号线软网是双120铜银合金导线+双120铜承力索结构，2~10号线全部采用无承力索、无张力的汇流排固定的硬网结构）；二是弹性更好的软网型电气化铁路，如现在流行的欧盟、日本的高速电气化铁路。

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接触网的硬点五、硬点的处理

从设计的参数选择来说，现在流行选用较小的拉出值，例如“曲线地段拉出值从400MM减为300MM，直线地段从过去的300MM减为200MM”，这个做法的好处是降低了接触网脱弓的可能性，减少了之字力接触网锚段中部的张力损失（因为减少了之字力），但它牺牲了受电弓弓头的有效作业区，加重了受电弓的局部磨耗，减少了受电弓滑板的使用寿命，从硬点的角度说，因局部磨耗加重容易产生弓碰网的硬点。当然，从运营成本上讲是否妥当，也很值得研究。

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接触网的硬点五、硬点的处理

2、施工：目前影响我国接触网质量最大的因素是施工质量，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，特别是在我国目前运输紧张的条件下，有限的维修天窗内能进行的作业是非常有限的，而且接触网是一个整体，每整治一个问题，都要采取许多的分步过渡措施、过渡后的恢复，整治中还会有许多新的问题不断的出现并且及时的处理。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点五、硬点的处理

在我国目前的施工中主要存在三个大的问题

一是施工工期的科学性，当前的工程工期确定中长官的个人意志决定一切，造成了许多的赶进度的情况。二是监理的力度不够，现在一个监理要负责100多公里的标段，真的能做到质量100%完美无缺吗？真是令人担忧啊，现实无情的告诉我们，新线就是“经常出事故的地段”，其主要原因之一就是对监理的投资太少，监理力度不够。2/2/2023接触网的硬点

接触网的硬点五、硬点的处理

在我国目前的施工中主要存在三个大的问题

三是验收的认真程度太差，力度太小！几天时间要对施工几年的设备进行验收，怎么可能仔细检查、查出所有的