硬点产生与防治 Microsoft Word 文档.docx

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硬点产生的原因及处理方法

硬点产生的原因及处理方法

什么是接触硬点    1

接触硬点的危害    2

接触硬点产生的原因    3

接触硬点的查找    4

接触硬点的整治    5

随着铁路列车速度的提高，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提，理解硬点产生的原因并进行整治，是保证良好的弓网关系的重要手段。

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。

如在跨距两端的定位点处弹性变差或有附加重量时，电力机车在运行中，在机车受电弓高速运行通过的情况下，这些部分都会出现不正常的升高（或降低），甚至出现撞弓、碰弓现象，形成这种现象的本征状态即为硬点。

接触硬点的危害

接触网硬点是一种有威胁的物理现象，它会破坏弓网间的正常接触和受流，加快导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，常在这些部位造成火花或拉弧，从而损伤接触线和受电弓。

接触线硬点的发生，也会影响到牵引电机的正常取流，在拉弧的暂态过程中对牵引电机造成严重的伤害，同时，还会影响机车的牵引质量。

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。

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。

接触硬点产生的原因

一、设计原因

由于线路与桥梁连接处跨距比远高于1：

1.25，跨线桥下（隧道内）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。

在交叉式线岔形式下，标准定位时道岔柱位于两线间距600mm处，接触悬挂相交于两线间距690mm处正上方。

当机车受电弓高速从正线通过时，由有关试验结果来看，正线受力70～130N时抬高了20～40mm，而同时侧线（或渡线）只抬高了0～5mm，这表明现行设计标准下交叉式线岔存在着难以消除的硬点。

在机车受电弓通过线岔区域过程中，受电弓会与正线、侧线（或渡线）同时接触，受电弓滑板从圆弧边缘起逐步与接触线接触上网（或正好相反过程），这就很难消除打弓、钻弓的可能性。

由于绝缘锚段关节处和分相绝缘锚段关节采用的特型定位器，定位器重量较重且集中，引起定位处的弹性降低；元件式分相、分段接头处，电连接线夹处，隔离开关、避雷器及上网的电连接重量较重且集中，从而引起受电弓的接触力突变，造成较大冲击硬点。

二、材质原因

采用合金接触导线晶粒不均匀，导线内部存在应力，在张力作用下形成波浪弯，接触导线在制造或缠盘过程中形成硬点。

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100～200mm。

在接触线上留下宽度为2～4mm的磨痕，产生连续硬点和对应的连续火花。

集中负荷处如在分相、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，造成硬点。

三、施工原因

由于接触线架设原因而产生的硬点。

在现场施工过程中，架设接触线施工过程中一般采用小张力放线施工方法。

由于缺乏必要的张力标准理论数值指导，具有很大的不稳定性，从而加大了接触线架设的张力不均匀度，特别是在起锚和落锚时，需要重新紧线、松线，更是加剧了这一状况，极易使得接触线在外力作用下发生变形、扭曲、硬弯，也会造成硬点。

架线过程中临时吊弦布置的太少或不均匀，而后调整作业过程由于受“天窗点”或其他因素影响持续时间过长，使得接触线受自重影响在临时吊弦处长时间受力过大，从而引起接触线在临时吊弦处拱起变形，形成硬点。

施工作业人员操作不当，如在接触网安装调整中人员登踩接触导线（或重物挂在导线上）；作业车升降平台直接顶抬接触导线；部分定位点处或接触线其他质量集中点（如接头线夹）处吊弦布置间距不尽合理，如距离过远造成该处弹性不均匀，或是未形成一定标准的负驰度，造成该处受电弓接触力峰值过大，也会产生硬点。

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，定位器对导线有集中压力（坡度过大时对导线是负压力），定位器止钉间隙不标准，弹性较差（无法正常抬高），定位点间、吊弦点间高差超标，吊弦受力不均匀或某一吊弦受力较大等等，也容易产生硬点。

四、维护原因

铁路供电维修单位的日常接触网运营维护管理作业过程，是接触网硬点反复发生的一个重要阶段。

在进行接触网作业过程中，由于制作接触线接头质量不高，或是分相（分段）绝缘器与接触线连接不平滑，间隙过大，影响受电弓平滑过渡，容易造成打弓、偏磨现象，是形成接触线硬点的一个原因。

巡检过程中由于测量导高的方法不准确或测量工具误差过大，导致跨距内接触线坡度变化过大，当机车受电弓高速通过时，受电弓对接触线的跟随性降低，造成冲击力过大从而形成硬点。

还有检修过程中作业人员素质不高，不遵守接触网运行检修的有关规程，脚踏接触线进行作业，违章蛮干等人为因素，造成接触线平直度、线面扭曲等影响，也是产生接触线硬点的原因。

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。

五、其他原因

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。

此外，线路路基（特别是桥头处、隧道口处、路堑和路堤连接处、钢轨接头处、道床翻浆处、三角坑处）以及抬拨道引起接触网参数变化，线路晃车造成检测出硬点。

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。

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。

对于机车经常起、停车位置，机车加速区段，由于机车取流突然增大，弓网配合状态相对不稳定性增大，也是引起接触网硬点的一个因素。

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，也能影响到接触硬点。

接触硬点的查找

1、依据检测车检测出的硬点数据进行复查查找。

各工区根据检测车提供的硬点数据，现场确定硬点所在的位置范围，即按照检测车测出硬点的公里标前后查找。

2、采用步行巡视的方法，观看重点区段（硬点）接触网与电力机车的弓网动态配合情况，最少观察三趟电力机车通过，发现拉弧处所做好记录，与检测数据进行对比性和重合性分析，进一步确定硬点的相对准确位置。

巡视中发现的明显硬弯、障碍点。

3、静态测量：

利用接触网激光参数测量仪测量第2步确定的硬点的相对准确位置一跨内各吊弦点、定位点、线夹集中载荷处（含锚段关节、线岔过渡点）接触线的导高；如步行巡视未确定硬点的相对准确位置，则需按第1步规定的范围进行测量。

4、数据分析：

测量中记录各被测量点的接触线导高数据，计算出相邻定位点、吊弦点的接触线高差。

对数据进行认真分析，找出硬点的准确位置，为下一步的调整提供准确的数据信息。

5、网上观察：

利用天窗时间，在作业车平台上观察硬点范围内接触线是否有明显硬弯或障碍点，导线是否扭面；利用检测工具（游标卡尺、水平仪）测量定位器限位间隙、导线的磨耗、导线平直度等。

6、检修中发现的明显硬弯、障碍点。

接触硬点的整治

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：

一、在交叉式线岔施工中，采纳德国提出的“无线夹区”的概念，即在距受电弓中心600～1050mm和一定抬升量范围内留有一个宽度为450mm的无线夹区。

从这个意义上来说，在线岔区域，从机车受电弓中心线到距相邻股道接触线1.05m处即为“始触点”。

设立无线夹区，保证了受电弓从“始触点”开始，不会发生因线夹或吊弦的存在而导致打弓、钻弓的现象。

同时，精心设计两支接触线的高度，交叉点处正线应一直处于侧线下方，并且正线相对标准导高适当抬高约10mm，侧线非工作支在线岔附近适当抬高约30mm，两支工作支相距500mm处侧线接触线位置对正线接触线抬高10～30mm，减少线岔处硬点。

采用正线与侧线交叉吊挂形式，可以稳定交叉点几何位置的漂移，改善接触网线岔处弹性，消除接触线硬点。

交叉吊弦把2支相互交叉的接触悬挂有机地联系起来，当机车受电弓驶近交叉吊弦时，2支接触悬挂可以同时被抬升，以改善线岔处弹性。

二、在接触网架设过程中，采用先进的基于电脑监控检测技术的恒张力接触网架线车进行接触线架设，是进行接触网大修时的理想模式。

在接触线放线过程中，每跨平均分布的安装临时吊弦不少于5根，使接触线受力均匀；同时尽量在一个作业时间内完成一个整锚段的接触线架设和调整，避免作业时间过长而导致接触线在临时吊弦处产生永久性的弯曲和变形；接触线架设过程中作业施工人员认真、仔细，遵守有关操作规程，确保不人为造成接触线损伤和变形。

三、对于线路三角坑质量问题，可以通过会同工务部门定期协商机制，督促有关部门加强整治；而对于机车运行过程中的经常性加速区段，则借鉴机车起、停车位置多加电连接的方法来改善受流条件，避免硬点的产生；至于弓网共振问题，因为接触网一旦建成，它的振动特性就确定了，很难改变，只能寄希望于研究单位加强受电弓改进，使受电弓适应的振动频带加宽，以消除共振离线率。

四、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0～5mm，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。

3、加强巡视、取流检查工作，严格执行有关检修实施细则，提高巡检质量，是提前发现接触线硬点并处理的可行方法。

其中因接触网维修工作而产生的接触悬挂中的某些质量集中点，通过改变原吊弦布置位置或适当采用增加吊弦的方法，可以改善接触网整体弹性性能，消除接触网硬点；对于某些跨距接触线坡度过大，或是连续多个跨矩坡度呈波浪形变化，通过加强检修人员工作责任心，改进巡检过程中导高测量方法，有效控制不符合标准的接触线坡度的产生，可以避免巡检过程中接触线硬点的产生。

五、接触网硬点检修（整治）技术标准

（一）基本技术标准：

1、接触线高差变化：

对于跨距内高差大于150mm跨距，应严格按照标准进行顺坡（接触网运行检修规程第60条第7点：

标准值：

120km/h及以下区段≤3‰；120-160km/h区段≤2‰；200km/h区段≤2‰，坡度变化率不大于1‰；200-250km/h区段≤1‰，坡度变化率不大于1‰），且弛度应符合设计要求，不允许出现负弛度，跨中接触线的预留驰度严格按照0.5‰*L（L为跨距长度）调整。

2、导线高度应严格按照设计标准导高调整（恒定值）。

3、接触线高度变化率：

一跨内各吊弦点高度不应出现波浪形变化，相邻吊弦高差≤10mm。

4、定位器坡度：

按接触网运行检修规程中标准值调整，160km/h及以下区段为1/10～1/5；160km/h以上区段为设计值。

限位间隙符合产品说明书要求。

（同时必须满足动态包络线要求：

120km/h及以下区段，受电弓动态抬升量为100mm；120～160km/h区段，受电弓动态抬升量为120mm；200km/h区段，（导线高度为6m时）受电弓动态抬升量为160mm，200～250km/h区段，受电弓动态抬升量暂按200mm。

）

（二）各种接触网设备及技术状态均应达到相应的技术标准，同时满足以下要求：

1、锚段关节：

中心柱与转换柱间接触线从工作支向非工作支过渡,接触线应呈抛物线布置。

四跨、七跨、八跨式锚段关节等高点接触线高度不应低于相邻吊弦点，允许高于相邻吊弦点0～10mm；三跨、五跨式锚段关节过渡跨距接触线应按抛物线法调整。

2、中心锚结：

中心锚结处的接触线高度不低于相邻吊弦点，允许高于相邻吊弦点0～10mm，若中心锚结绳其中一根不受力，应调整至2根中心锚结绳受力均匀。

3、线岔：

交叉点处的接触线高度同四跨、七跨、八跨式锚段关节；始触点处的侧线或非支抬高符合设计规定。

4、分相：

关节式分相同锚段关节。

5、电连接：

电连接处接触线高度不应低于相邻吊弦点，允许高于相邻吊弦点0～10mm。

对新安装的接触线电连接线夹必须移位至定位点处第一根吊弦100mm处；对其他处所电连接线夹移位至相邻最近吊弦点处100mm位置，对不能进行吊弦位移的应移设电连接或加装受力吊弦。

6、跨距内吊弦布置应按照设计安装图进行等距布置，满足检修标准和工艺要求，（接触网运行检修规程第61条第3点：

160km/h及以下区段≤12m；160km/h以上区段≤10m。

）

7、拉出值严格按照设计规定调整到检修标准的要求，直线地段必须保证接触线呈“之”字形布置，曲线地段接触线应始终处于受拉状态。

承力索的中心位置应符合设计规定（半斜链型悬挂，直线区段位于线路中心的正上方；直链型悬挂，位于接触线正上方。

曲线区段承力索与接触线之间的连线垂直于轨面连线。

）

8、定位点两侧第一根吊弦处接触线高度应等高，相对该定位点的接触线高度允许误差±10mm，但不得出现V字型。

六、硬点检修（整治）有关注意事项

1、在作业前开工预想会上每次学习接触悬挂检修工艺。

接触网检修人员严禁直接上网踩踏接触线，严禁使用不当工具和利用作业车升降平台直接顶抬接触导线。

2、在处理硬点前，应首先检查张力补偿装置补偿灵活，无卡滞现象，各定位点处状态达到技术标准的要求，方可进行硬点整治工作。

3、在处理硬点前，应根据接触网定位器、补偿装置等设备安装曲线的技术要求，对接触网进行调整。

确保接触网定位器、吊弦的偏移符合技术要求。

调整接触导线高度时，应结合一个锚段或一个区段整体计算导高变化值，按照恒定值考虑，防止定位点与定位点之间的差值超过标准。

4、接触线高差处理：

对于一跨内高差大于150mm的检测值，考虑弓网动态弹性的影响，静态测量高差不得超过100mm。

接触导线坡度应严格按照设计规范的要求，暂按不大于1‰导线坡度进行顺坡。

一跨内各吊弦点接触线高度严禁出现波浪形（V字型变化）。

5、接触线硬弯处理，对于孤立硬弯应用五轮导线校直器整弯，对于整锚段连续硬弯则应换线。

6、导线扭面处理：

对于孤立扭面程度小于45度的应用导线扭面整正器调整（对因为定位器坡度太大造成导线扭面的必须先调整好定位坡度后再进行扭面整正调整）；对于整锚段连续扭面严重的则应换线。

7、接触线接头、补强处理：

要作为关键点精检细调，严格按工艺处理并打磨，务求平滑过渡；该处接触线的高度不应低于相邻吊弦点，允许高于相邻吊弦点0～10mm，必要时加装受力吊弦。