摘要：电气化铁路接触网硬点影响机车受流稳定性,给电气化铁路的可靠运行构成较大威胁，因此,注重电气铁路接触网硬点的预防研究具有重要的现实意义。本文认真分析电气化铁路接触网硬点产生因素及危害,提出相关的改进措施,以供参考。
关键词：电气化铁路接触网；硬点；产生因素；改进措施。
一、电气化铁路接触网硬点
在电气化铁路中，电气化铁路接触网是用于受电弓稳定取流的一种特殊的高压供电线，其任务主要是对电力机车进行持续不间断可靠供电。在电力机车行驶过程中，受电弓与接触导线间产生滑动摩擦，只有在弓网间保持稳定的接触压力，才能够保持正常取流。因为接触悬架并非钢性固定，而是具有一定的弹性。因此，电气化铁路接触网与受弓间的接触压力也处于动态变化中，当这种非线性变化达到一定程度时就称为硬点。硬点来源于结构上的固有缺陷，同时具有相对性。机车运行速度越高，表现越是突出。当前对硬点的检测一般采用将加速度或压力类传感器安装到受弓上使用专用检测车进行测量。对电气化铁路接触网硬点进行准确有效的评价，是关系到电气化铁路提速的关键因素。
二、铁路电气化接触网硬点对机车造成的损伤
铁路电气化接触网硬点的影响是指受电弓在运行过程中的一些动量变化，这些因素大大降低了铁路牵引供电质量的弓网的流动，不利于高速运行的电力机车。由此产生的损伤可分为2个方面，即机械损伤和电弧损伤。首先，在机械损伤方面，当机车接触过接触网受电弓后，有时会出现异常现象，那么受电弓和接触网板就会产生摩擦，造成一定程度的损坏，致相关机械设备损伤；其次是电弧损伤，当受电弓和硬点接触，就会造成接触网和受电弓分离，电力机车此时获取的电能就会受到限制，更有甚者，在电力机车运行中会出现大量的火花，容易引发燃烧和爆炸，影响机车的安全运行。
三、硬点产生的危害
电气化铁路接触网硬点致使电力机车在高速运行中不能获取稳定的电力，受电弓发生异常，加速了磨损，在发生碰撞时，接触导线和受电弓容易烧伤，由此产生的危害可分为两方面：物理危害和化学危害。
3.1物理危害
物理危害是指：硬点导致接触线和受电弓擦伤，变形，损伤后的受电弓会导致接触网不能持续供电，使机车不能正常运行。
3.2化学危害
硬点对弓网的化学伤害通常指的是高温弓网导致接触网和受电弓烧熔，若灼伤时间太长，可使电气化铁路接触网断线，导致事故范围扩大。弓网离线就会产生硬点，离线后产生的电弧，致使牵引电机，受电弓，电气化铁路接触网，整个电源系统受损。由于电气化铁路接触网导线的硬点，检测到的加速度参数较小，导致电气化铁路接触网和受电弓接触不好，这一参数较大时，就会破坏弓网。使弓头汽化，接触线导线点蚀，甚至出现高温退火。此外，由电弧产生的高温会形成很强的电磁波，扰乱周边的正常通信。
四、硬点形成因素
4.1施工因素
4.1.1进行现场施工时，接触导线的架设过程通常按照小张力放线方法完成。因为缺少重要的张力参数标准这一理论指导，使得稳定性降低，架设接触导线后形成的张力分布更为不均，尤其是进行起锚、抛锚时要再次紧线、松线，导致张力不均匀性加剧，更容易造成接触线受外力影响发生扭曲等变形，从而形成硬点。
4.1.2在架设好接触导线和承力索之后，因各种因素未能及时将固定装置安装到两者间进行定位。再者，通常使用的临时吊线并未按照统一的制作及安装标准，使得现场施工时选用的临时吊线在长度上有很大差别，对于长度较短的情况，其悬吊点会由于长期承受较重载荷而形成硬点。
4.1.3现场施工过程中对电气化铁路接触网导线进行踩踏、用力拉扯等随意性较大的作业，这种不规范性会导致线面未能平直放置，因硬弯硬扭而形成硬点。
4.2设计因素
在设计过程中，因定位器、分线接头、分段接头、电连接等处载荷较为集中，导致电气化铁路接触网的弹性减小而形成硬点。电气化铁路接触网导线在不少位置存在较大坡度且变化程度明显，容易形成冲击硬点。
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4.3材质因素
由于接触导线在生产制造时，选用的金属材料材质不同，金相组织并未均匀分布，使接触线不同位置处刚度及平顺性变化明显。当承受一定的张力后，极易遭受冲击，使得受弓与电气化铁路接触网间的接触压力瞬时出现明显变化，从而产生硬点。
4.4线路因素
线路问题同样是造成弓网间接触压力发生突变的重要因素，尤其对于高速运行的机车，线路质量的影响更大。比如道床振动的固有周期及弹性因子等。此外，部分工务部门与供电部门沟通不畅，擅自进行的各种作业如清筛、捣固、拨道等，导致轨面、侧面限界等超出许用范围，引起电气化铁路接触网导线拉出及高度超出规定值而形成硬点。
4.5检修因素
供电部门人员进行电气化铁路接触网重要零部件的日常检修时，因工具选择错误、安装布置不精细或省略部分检修程序等，而使局部导线、分相接头底部、分段底部等处出现偏斜而形成硬点。在日常简单的维修工作中，检修工作者未能严格要求自己，工作领导人督导工作不到位，致使检修之后的线面不平整、高度不平顺，或重要参数未调整至正确位置，这也是造成电气化铁路接触网硬点产生的因素。
4.7受电弓结构特性
电气化铁路部门的机车受电弓的固定方式是通过三角支架固定到车顶的，铰链连接处的钢性大，弹性较差，是硬点形成的因素。在机车频繁启动升降弓处、进出库检修机车等处，因司机未正确操作、受电弓在接触处的压力不能达到要求等都会导致硬点的产生。除以上因素及机车运行速度、加速度之外，线路路基，尤其是隧道口、轨道连接处、桥头、地基塌陷等处容易导致电力机车晃动而产生间接硬点。
五、减少硬点的建议
根据当前我国电气化铁路采用的弓网结构及现场运行情况来看，完全消除硬点基本是不可能实现的，只有尽量减少电气化铁路接触网硬点的产生，以下是进行硬点防范及整治的几项建议。
5.1优化电气化铁路接触网设计
进行电气化铁路接触网设计时，考虑到结构上的特殊性，要综合结构设计、材料使用及现场环境等多个方面进行合理优化，选用结构最具稳定性、材料轻型化的方案，在最大程度上避免集中载荷的出现，尽量降低电气化铁路接触网刚度，从而在根本上减少因电气化铁路接触网自身结构设计不当而产生的硬点。
5.2提高施工质量
在进行电气化铁路接触网施工时，要严格依照设计的工艺流程及技术要求逐项规范施工，尽可能将接触导线放置平直，防止硬弯硬扭。同时，要尽可能少用器件式分段及分相，而用锚段关节式电分段及电分相。架设接触导线时，运用高科技电子监测技术进行恒张力放线，及时将吊线安装到导线上以使导线平顺。禁止操作人员践踏或者破坏导线，从而减小硬点的形成。
5.3确保维护、检修质量
受电后的电气化铁路接触网由供电部门接管，主要任务就是进行设备的维护及检修。因此，供电部门必须按相关的技术资料对各项运行设备进行定期、可靠、标准的保养及维修。制定周密检修计划，力争不失修，不漏修，确保接触网设备安全可靠运行。
结束语
电气化铁路近年来发展迅速，对电气化铁路接触网的要求更加严格。接触导线上硬点的成因非常复杂，对整个铁路系统的安全有极大的危害，必须在各个环节上尽量减少硬点的产生，不断优化电气化铁路接触网设计，选择轻型材料。严格按照生产及施工工艺完成每个环节及确保安装质量都不可忽视，在后期的运行维护过程中还要不断提高维修工作者的综合素质，如此才可以尽量减少硬点的产生，为机车提供良好的运行环境。
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论文作者:徐树林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/11
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