鐵道電氣化畢業(yè)設計論文--接觸網(wǎng)硬點的初步探討及減少接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計 論 文</p><p>　　論文題目： 接觸網(wǎng)硬點的初步探討及</p><p>　　減少接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議</p><p>　　目 錄</p><p>　　摘要 接觸網(wǎng)硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥。減少硬點危害，保證弓網(wǎng)間正常接觸和取流是高速電氣化鐵路可幸運行的前提。本文分析接觸

2、網(wǎng)硬點產(chǎn)生的原因，指出其危害，并從優(yōu)化接觸網(wǎng)設計、提高接觸網(wǎng)施工質量等方面提出減少、控制接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議</p><p>　　關鍵詞 弓網(wǎng)關系 硬點原因 危害 檢測 建議 </p><p>　　接觸網(wǎng)硬點的初步探討及減少接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議</p><p>　　1 接觸網(wǎng)硬點</p><p>　　2 接觸網(wǎng)硬點的危害<

3、;/p><p>　　2.1 接觸硬點的機械危害</p><p>　　2.2 接觸硬點的電氣危害</p><p>　　2.3 接觸硬點對周圍的環(huán)境危害</p><p>　　3 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因分析</p><p>　　3.1 導線不平直產(chǎn)生的凸凹點</p><p>　　

4、3.2 接觸網(wǎng)懸掛結構零部件、設備產(chǎn)生的硬點</p><p>　　3.3 非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點 </p><p>　　4 硬點的檢測與介定 </p><p>　　5 減少接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議 </p><p>　　5.1 接觸網(wǎng)設計</p><p>　　5.2 從施工環(huán)節(jié)減少接

5、觸網(wǎng)硬點</p><p>　　5.3 加強日常管理</p><p>　　6 結束語 </p><p><b>　　主要參考書籍</b></p><p>　　有關國家、部設計規(guī)范及標準</p><p>　　《電氣化鐵道設計手冊》</p><p>　　《鐵路電力設

6、計手冊》</p><p>　　《交流電氣化鐵道接觸網(wǎng)設計基礎》</p><p>　　《接觸網(wǎng)設計及檢測原理》</p><p>　　《高壓送電線路設計手冊》</p><p>　　《高速運行時接觸網(wǎng)振動原理分析》</p><p><b>　　《上海鐵道科技》</b></p><p&

7、gt;　　電氣設計、施工圖冊、圖紙等</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著我國鐵路第六次大面積提速調圖成功實施和對高速電氣化鐵路的研究逐步加深，弓網(wǎng)關系也同輪軌關系一樣，成為列車高速運行另一制約因素，日益引起人們的重視。</p><p>　　在高速鐵路中，與列車速度直接相關的一個重要參數(shù)是受流質量。高速電氣化接觸網(wǎng)

8、一受電弓系統(tǒng)的理想運行狀態(tài)是弓網(wǎng)間可靠接觸，為電力機車不間斷地從接觸網(wǎng)上獲得電能提供保障。受電弓與接觸線之間的可靠接觸和相互作用，是保證電力機車良好受流的重要條件，即受電弓與接觸線間要有一定的接觸壓力，當接觸壓力過大時，會增加受電弓和接觸線的異常磨損，縮短其使用壽命；接觸壓力過小時，會使它們之間接觸不良，使供電時斷時續(xù)，甚至引起火花或電弧，以致燒損接觸線。</p><p>　　改善接觸網(wǎng)的質量，創(chuàng)造良好的弓網(wǎng)環(huán)境

9、，是電力機車高速行駛的前題，接觸網(wǎng)硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，破壞弓網(wǎng)間正常的接觸和取流，加速接觸導線和受電弓局部磨耗，危害導線和受電弓正常使用壽命，甚至造成事故，影響運輸安全。</p><p>　　接觸硬點是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥，特別是在高速度的條件下（160公里以上）怎么理解硬點并消除硬點的危害，很值得我們去分析研究。據(jù)此對接觸線硬點的產(chǎn)生原因、分類、危害及處理提出一點看法以及建議。</p>&

10、lt;p>　　1 接觸網(wǎng)硬點</p><p>　　電力機車在運行中，其受電弓同接觸導線接觸面處于滑動摩擦狀態(tài)，為保證正常取流弓網(wǎng)間存在一定的接觸壓力由于接觸懸掛某些部分或其他原因會引起弓網(wǎng)間接觸壓力、相對位置和速度的突然變化，致使弓網(wǎng)關系產(chǎn)生瞬態(tài)變化，這種瞬態(tài)變化達到一定量化標準，我們便稱之為硬點。可以說硬點不能對受電弓、接觸網(wǎng)造成機械傷害，如果造成傷害則稱之為碰弓（比之嚴重的稱為打弓、刮弓）點！&l

11、t;/p><p>　　目前，通常這種力、位置、速度或加速度的突然變化是通過在檢測受電弓上安裝加速度傳感器來檢測，</p><p>　　硬點是一種接觸網(wǎng)結構的本征缺欠，是接觸網(wǎng)接觸懸掛不均質狀態(tài)的統(tǒng)稱，并且是相對的。運行速度越高，表現(xiàn)越明顯。接觸網(wǎng)硬點是評價和衡量高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關系一個重要參數(shù)。</p><p>　　2 接觸網(wǎng)硬點的危害 </p>

12、<p>　　接觸網(wǎng)硬點危害主要有以下方面：</p><p>　　2.1 接觸硬點的機械危害</p><p>　　機械傷害是指對受電弓、接觸導線輕微的碰傷，刮傷等（有明顯痕跡的就稱之為打弓點了）接觸硬點是造成機車受電弓離線的重要原因之一，機車受電弓離線對機車牽引電機、電器、受電弓、接觸網(wǎng)、牽引變壓器及供電系統(tǒng)都有危害。由于導線上硬點的存在，沖擊加速度（目前檢測硬點大小的參

13、數(shù)）數(shù)值較小時造成弓網(wǎng)之間接觸不良，沖擊加速度數(shù)值較大時就會造成離線，離線產(chǎn)生高溫的電弧，到一定程度時會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機械破壞。受電弓和接觸導線之間發(fā)生的水平和垂直方向撞擊，加大接觸導線和受電弓局部機械磨耗，長期運行，會造成接觸網(wǎng)斷線和受電弓折斷，引發(fā)弓網(wǎng)事故。</p><p>　　2.2 接觸硬點的電氣危害</p><p>　　硬點引起的弓網(wǎng)離線和離線瞬間產(chǎn)生的高溫電弧，它對

14、接觸網(wǎng)、受電弓有很大的危害。</p><p>　　硬點導致受電弓和接觸網(wǎng)接觸不良，在瞬間發(fā)生接觸導線和受電弓機械脫開，我們稱這種現(xiàn)象為“離線”。離線發(fā)生時，會伴有火花或電弧產(chǎn)生，從局部講高溫的電弧嚴重時可能燒傷接觸線或受電弓，使接觸線或受電弓的接觸面出現(xiàn)大量的點蝕，形成麻面，加速導線電化腐蝕。造成接觸線截面積不夠，惡化接觸線或受電弓的電能傳輸，長期運行，甚至于造成斷線事故；</p><p>

15、;　　除了對接觸導線的點蝕、汽化以外，就是對導線的高溫退火，例如現(xiàn)在廣泛應用的銅導線，不是簡單的電解銅，是電解銅經(jīng)過反復的壓軋、拉伸，最后擠壓而成的，軋制、拉伸、擠壓過程是金屬的內部應力發(fā)生了變化，使軟銅線變成了硬銅線，提高了機械強度（主要是抗拉強度和硬度）。拉弧產(chǎn)生的局部高溫（最核心處有幾萬度），一方面使接觸導線、受電弓點蝕和汽化，而惡化弓網(wǎng)取流關系，同時點蝕、汽化也減少觸導線、受電弓的強度和使用壽命；另一方面拉弧產(chǎn)生的高溫能使接觸導

16、線內部應力變化，造成接觸導線局部退火！使其機械強度大幅下降，而容易被導線張力拉斷。經(jīng)常遇到非金屬性接地（如非金屬雜物侵入、機車車頂絕緣子閃絡或者絕緣老化時升弓等），而引起接觸導線（有時是承力索）斷線的事故、故障，究其原因實際是此時接地有較長時間的持續(xù)電?。ù藭r的電流不至于斷路器跳閘）而燒斷接觸導線。</p><p>　　列車高速行駛時電弧在每處的停留時間很短，熱量迅速的被風帶走，接觸導線升溫并不太大；低速-特別是

17、靜止時，電弧因為位置相對固定，強大的高溫很容易燒傷接觸導線而斷線（實際上是高溫—導線升溫--退火—導線軟化—拉斷）。</p><p>　　為什么金屬性接地不容易斷線呢？供電段的同志都有這樣的經(jīng)驗：“帶電誤掛地線（金屬性接地）會引起斷路器跳閘，一般是不會引起接觸網(wǎng)斷線的”，這是因為金屬性接地時的大電流會引起斷路器迅速跳閘，短時的高溫不容易燒斷接觸導線（這就是銅比鋁材質的好處之—相對耐高溫），容易燒斷吊弦</p

18、><p>　　拉弧是很難消除的，短時的接觸不良、離線都會產(chǎn)生電弧，實際上電弧是空氣被擊穿時的現(xiàn)象，電流通過擊穿空氣得以連通，當然擊穿空氣要損失一部分電能、損失一部分電壓，但通過電弧讓電流得以連通，卻是電弧的功勞。</p><p>　　從電氣原理上講，離線時空氣的電阻是非線性的，使機車電流驟變，產(chǎn)生沖擊電流和瞬時過高壓、高次諧波，降低供電質量，對機車牽引電機、牽引變壓器及供電系統(tǒng)構成危害，影響機

19、車牽引電機、牽引變壓器及供電系統(tǒng)的電能質量。特別是原始硬點使機車受電弓嚴重離線，受電弓彈起后產(chǎn)生的二次、三次接觸沖擊硬點，因其離線幅度小，時間短，電弧對接觸線或受電弓的燒傷更為明顯。</p><p>　　2.3 接觸硬點對周圍的環(huán)境危害</p><p>　　接觸硬點對周圍的環(huán)境產(chǎn)生強烈電磁波和輻射，污染環(huán)境，并對周圍通信線路產(chǎn)生干擾。</p><p>　　3

20、 接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生原因分析</p><p>　　3.1 導線不平直產(chǎn)生的凸凹點</p><p>　?。?）施工或檢修過程產(chǎn)生的硬點 </p><p>　　施工或檢修時，因各種原因（如無張力放線、使用夾線工具不當、導線張力不足引起馳度過大、人員上、下導線、重物掛在導線上等等）造成的接觸線彎曲變形，特別是上下彎造成離線及離線后的沖擊硬點。</p>

21、<p>　　采用無張力放線或不穩(wěn)定的小張力放線，造成接觸導線在展放的過程中，導線時松時緊擊打鋼軌和軌枕，損傷接觸導線接觸面平順度；在導線展放過程中使用“s”鉤懸吊導線由于無張力或張力波動大造成導線順線路方向前后竄動，導致“s”鉤損傷導線接觸線面。 </p><p>　　在完成承力索及接觸線架設后，由于種種原因，都不能及時安裝吊弦及定位裝置，承力素與接觸線間一般要采用臨時吊線固定，而對臨時吊線的制

22、作、安裝沒有統(tǒng)一規(guī)格，在現(xiàn)場施工過程中隨意性較大，導致臨時吊線長度參差不齊，長度較短的臨時吊線懸吊點因長時間承受較大負荷而產(chǎn)生硬點。 .</p><p>　　在架設后的接觸導線初伸長（蠕變）還沒有拉伸到位的情況下便安裝吊弦和定位裝置，在后期導線初伸長（蠕變）拉伸到位后，會在吊弦和定位線夾安裝處產(chǎn)生硬點。而此時原先安裝的另弦和定位裝置會順著拉伸方向歪斜使安裝工藝不達標，造成二次安裝或反復調整。</p&g

23、t;<p>　　在施工過程中線路管理單位對線路起、撥道，造成線路遲遲不能鎖定造成接觸網(wǎng)反復調整，損傷導線。 </p><p>　　吊弦、腕臂的預配制作精度不夠、安裝存在誤差，造成二次安裝調整，損傷導線。根據(jù)國外經(jīng)驗，凡接觸線上安裝的線夾均應一次安裝到位，二次安裝將會引起硬點。</p><p>　　在京滬鐵路電氣化改造過程中，施工作業(yè)隊采用測桿測量承力索、導線高度，且在測

24、量過程中，測量人員變動大，對測量要點掌握不清，記錄不規(guī)范，導致測量出數(shù)據(jù)誤差較大，再加上吊弦預配、加工、制作環(huán)節(jié)出現(xiàn)的誤差，制作出的吊弦偏差較大，吊弦安裝后，造成接觸導線高度大面積偏高，不得不進行二次安裝調整或對吊弦進行更換，浪費了大量的人力和時間。再加上施工過程中由于缺少對200km／h接觸網(wǎng)檢測設備和手段，雖然施工單位進行了吊弦調整更換，但其對吊弦調整標準相對200km／h區(qū)段對接觸網(wǎng)的技術要求存在一定的差距。因施工精度不夠、標準不

25、高造成了前幾次接觸網(wǎng)在檢測中被檢測到存在較多接觸網(wǎng)硬點通過現(xiàn)場對硬點查找、復核、處理中也可以印證這一點。 </p><p>　　由于工期緊迫為搶工期出現(xiàn)踩踏和用力拉、拽導線等不規(guī)范作業(yè)和野蠻施工現(xiàn)象，造成接觸導線線面不平直，形成硬彎或扭面</p><p><b>　　（2）導線坡度變化</b></p><p>　　接觸網(wǎng)在線路與橋隧、站場

26、與區(qū)間、聯(lián)接處及錨段關節(jié)處等，如果在檢調中處理不好就很容易存在導線坡度及坡度變化，在導線坡度較大或導線坡度轉換點，就會造成較大沖擊硬點。</p><p>　　3.2 接觸網(wǎng)懸掛結構零部件、設備產(chǎn)生的硬點</p><p>　?。?）集中負荷。如在分相、分段、導線接頭處、電連接線夾處、補強處、導線定位、線岔、中心錨結等，由于重量的突然增加，受電弓的接觸力突變；引起弓網(wǎng)間的接觸力突變形成硬

27、點。 </p><p>　?。?）接觸線上的零部件安裝不規(guī)范，撞擊受電弓。</p><p>　　如電聯(lián)接線失偏斜、吊弦線失偏斜、接頭線夾偏斜、定位器坡度過大過小造成線夾偏斜打弓或定位器對導線有集中壓力（坡度過大時對導線是負壓力）等等，以及導線線面不正時，當受電弓通過時，在導線抬升，線夾偏斜產(chǎn)生硬點或打傷、打壞受電弓。 </p><p>　?。?）接觸網(wǎng)在線路

28、與低凈空橋、站場與區(qū)間聯(lián)接處及錨段關節(jié)處等許多地方存在導線坡度及坡度變化，在導線坡度較大或導線坡度轉換點，產(chǎn)生較大沖擊硬點。</p><p>　　3.3 非接觸網(wǎng)原因產(chǎn)生的硬點 </p><p>　　其它原因也能引起的接觸力的突變點，稱為接觸硬點，如線路三角坑、受電弓振動、擺動等等，常見的有以下幾種情況：</p><p>　?。?）機車受電弓產(chǎn)生的硬點<

29、;/p><p>　　在機車的運行取流過程中，運行的受電弓與架空式的接觸網(wǎng)之間進行的相互作用、相互匹配非常復雜，影響受流質量的主要參數(shù)有靜態(tài)接觸壓力、動態(tài)接觸壓力、摩擦力、受電弓振動頻率、接觸網(wǎng)振動頻率、機車運行速度、接觸網(wǎng)傳播速度等等。影響接觸硬點的因素也很多，除機車車速、加速度以外，如受電弓的彈性系數(shù)、受電弓歸算到接觸導線上的質量等能影響到接觸硬點。</p><p>　　受電弓歸算到接觸導線

30、上的質量是計量硬點的關鍵數(shù)值，受電弓弓頭（包括滑板）質量是受電弓歸算到接觸導線上質量的主要組成部分，從弓網(wǎng)接觸（沖擊）關系我們知道，受電弓弓頭質量越小，受電弓對接觸網(wǎng)的沖擊力就越小。無疑受電弓的彈性越好對減小硬點就會越好。</p><p>　　與機車有關的接觸網(wǎng)方面的懸掛彈性系數(shù)（接觸懸掛張力、接觸網(wǎng)跨距、接觸懸掛導線及承力索單位長度重量、接觸懸掛結構型式等都影響到接觸懸掛彈性系數(shù)）；接觸網(wǎng)的振動頻率、周期等等。

31、</p><p>　?。?）接觸導線材質產(chǎn)生的硬點</p><p>　　接觸線內部材料金相組織應做到顆粒細小、分布均勻，使得接觸線的剛度均勻，同時要具有良好的平順性。如果接觸線內部存在孔洞、顆粒差異大、分布不約或存在異質等，接觸線在加上工作張力后，就會造成剛度不均，容易受到?jīng)_擊，使弓網(wǎng)間接觸壓力突變，產(chǎn)生硬點。接觸導線質量不良，在施工過程中也易產(chǎn)生硬點。 </p><

32、p>　?。?）線路產(chǎn)生的硬點</p><p>　　線路也是引起的接觸力的突變原因之一，例如線路的變坡點，特別是正坡直接變成負坡的變坡點，反映在弓網(wǎng)關系上就相當于一個導線變坡點，如果此處正好是接觸導線的變坡點那就可能出現(xiàn)很強烈的硬點。除此以外，特別是在列車提速以后，線路道床質量對受電弓與接觸網(wǎng)的接觸力影響很大，如道床的彈性系數(shù)、振動周期、及各種病害等，對接觸網(wǎng)運行影響很大。</p><p&

33、gt;　　例如，現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)的一個就是檢測車測出某支柱處拉出值過大（例如550MM）、硬點超標，而接觸網(wǎng)工區(qū)測量拉出值并不大（只有370MM）、接觸網(wǎng)上也沒有什么缺陷會產(chǎn)生硬點？經(jīng)長期分析發(fā)現(xiàn)，這種情況的一般是發(fā)生在橋頭處、隧道口處、路塹和路堤連接處、鋼軌接頭處的處、道床翻漿處、三角坑處等。</p><p>　　其原因是在這些地方線路路基彈性系數(shù)變化大、鋼軌的接頭不齊、線路病害等引起了機車左右擺動（也引起受電弓擺

34、動）、上下震動，由此引起接觸網(wǎng)與受電弓之間的位置突變造成的。</p><p>　　下面以一處具體的鋼軌接頭為例，研究機車以160公里速度通過它時對接觸網(wǎng)產(chǎn)生的硬點：經(jīng)測量知道此軌縫寬10MM，軌頭被車輪壓塌1MM，由此可知機車通過軌縫的時間為0.000225秒，在此時間內受電弓的弓頭進行了下降、上升兩個動作，如果不考慮機車彈簧的減振和受電弓的減振阻尼器,則受電弓的弓頭下降的平均加速度為:</p>&

35、lt;p>　　A=2*1MM/(0.00025/2秒)2</p><p>　　=8*19753086.4197MM/秒2= 158024696 MM/秒2</p><p>　　取整：158025.M/S2</p><p>　　同理上升時的平均加速度：</p><p>　　158025.M/S2（方向與下降時的相反）</p>

36、<p>　　車體下降的高度只用了“軌頭被車輪壓塌1MM”的“1MM”來進行計算，理論上講，數(shù)值要比這個還要大些。</p><p>　　初看上去這個數(shù)字驚人，這個沖擊力對接觸網(wǎng)、對機車、對車輛有很大的破壞性，其實因它作用時間很短，對機車、車輛、鋼軌破壞有限，加之機車、車輛走行部彈簧的減振功能是很強大的,能有效保障機車、車輛的運行安全，受電弓上在弓架與弓頭也有彈簧阻尼裝置，對受電弓來說這兩重的減振確實能減

37、去很多由此而引起的沖擊加速度，但從各種資料、計算上可知軌縫（特別是狀態(tài)不良時）對接觸網(wǎng)能產(chǎn)生很大的沖擊加速度（數(shù)量級約為30G左右），如果此處的鋼軌軌縫不齊,錯位幾個毫米，則機車在此處除了上下的沖擊外，還有左右的大幅擺動，機車的幅擺動同樣會造成受電弓很大的左右方向的擺動，擺動量是機車走行部的4倍左右，由此產(chǎn)生的沖擊力也是很可觀的。</p><p>　　同理可知：道岔轍岔心處的有害空間、鋼軌的局部塌陷對接觸網(wǎng)都會產(chǎn)

38、生很大的沖擊力，所以在高速鐵路上采用無縫鋼軌、研制和采用強度和韌性更好的軌縫絕緣間隔片和可轉動轍岔心的提速道岔技術是非常有必要的。</p><p>　　隧道口處的問題比較復雜，影響接觸網(wǎng)參數(shù)、硬點的除了有隧道內、外的線路路基彈性變化以外，此處還是個特殊的風洞區(qū)，高速運行的列車會受到很大的瞬時風壓，其方向、大小與很多因素（如列車運行速度、隧道口的地形、風向、風速、復線隧道的對面會車）有關，這個風壓對機車的運行影響不

39、大，但對受電弓、接觸網(wǎng)來說就非同小可。這些瞬時風壓經(jīng)常造成接觸網(wǎng)、受電弓的瞬時擺動，引起參數(shù)突變，硬點突出。</p><p>　　此外，還有工務部門在未與牽引供電設備管理部門聯(lián)系情況下，擅自起道、撥道等作業(yè)造成軌面、曲線超高和側面限界超出容許范圍導致接觸導線高度和拉出值超標形成硬點或打弓。</p><p>　　上海局管內京滬電氣化鐵路接觸網(wǎng)硬點具有以下特點：一是接觸網(wǎng)硬點在接觸網(wǎng)缺陷中占有

40、較高的比例。二是接觸網(wǎng)硬點大多集中在160km／h以上提速區(qū)段。三是接觸網(wǎng)懸掛結構本身產(chǎn)生一定數(shù)量硬點且硬點值較大，位置多出現(xiàn)在分段絕緣器、導線定位、線岔、關節(jié)等導線集中負荷較大和導線坡度變化較大的地方。四是接觸網(wǎng)施工質量對接觸網(wǎng)硬點的產(chǎn)生有直接的影響，前幾次檢測到的接觸網(wǎng)硬點數(shù)量較多大部分是由于質量不達標造成的缺陷，其中因接觸網(wǎng)施工精度問題（如吊弦高差大等）引起硬點相對較為多見。五是從現(xiàn)場對檢測數(shù)據(jù)復校來看線路原因和其他原因產(chǎn)生硬點在

41、檢測硬點中占有一定比例。</p><p>　　4 硬點的檢測與介定 </p><p>　　現(xiàn)今的檢測數(shù)據(jù)是通過接觸網(wǎng)檢測車上計算機分析出來的，硬點通過在檢測受電弓上安裝加速度傳感器來檢測。它的數(shù)據(jù)鏈是:受電弓受到物理振動-沖擊傳感器-光信號-光纜-電信號-計算機數(shù)據(jù)分析, 沖擊傳感器可接收和發(fā)送水平、上下兩個方向的數(shù)據(jù)。</p><p>　　但是，軌道線路的欠

42、缺，如三角坑、不平順等，同樣會引起機車包括受電弓在內的附加振動。在速度較高時（160km/h），這類振動產(chǎn)生的激擾對弓網(wǎng)系統(tǒng)是不可忽視的。因此，為了準確找出接觸懸掛的異常點，必須找出因線路軌道欠缺造成的凸、凹峰值。所以，還需在機車頂部或受電弓基座上安裝一個加速度傳感器，如果該處的加速度傳感器值過大，則說明是線路軌道有欠缺，這時，即使接觸壓力出現(xiàn)異常峰值，也可以判定是由于軌道線路引起的接觸壓力的異常變化。如果該處加速度傳感器的數(shù)值很平順，

43、無異?，F(xiàn)象，那么，就可以斷定，在出現(xiàn)異常峰值的地方就是接觸懸掛要維修的隱患點</p><p>　　根據(jù)以上思路，首先算出接觸壓力的平均值、標準偏差值、最小值和最大值，再判斷這個接觸壓力是否處于最大值和最小值之間，如果是，則進一步判斷這個接觸壓力是否大于1.8倍的平均值，如果沒有大于，則可斷定接觸懸掛狀態(tài)正常，受流良好；如果大于1.8倍平均值，則與接觸壓力處于最大值和最小值范圍之外的情況一樣，表明接觸壓力不正常，這

44、時需要進一步判斷這個接觸壓力的不正常是由軌道線路欠缺引起的還是由接觸懸掛引起的。</p><p>　　判斷時，繪制加速度計的輸出值曲線，判斷該點接觸壓力所處的位置上的加速度值是否出現(xiàn)異常尖峰，如果沒有出現(xiàn)，則表明此點軌道線路沒有缺陷，那么接觸壓力過大就是由于接觸懸掛引起的，此段線路受流性能不好；如果出現(xiàn)了異常尖峰，則表明此點軌道線路有欠缺，這時再用此點的接觸壓力值減去由軌道線路導致的慣性力值，如果得到的值還大于1

45、.8倍平均值，則接觸懸掛不正常，受流性能不好；如果沒有大于，則接觸懸掛正常，受流性能良好。</p><p>　　目前在對硬點檢測、控制過程中存在的問題。</p><p>　　一個是檢測計量單位不統(tǒng)一，沒有具體的控制數(shù)值范圍。目前各個部門的接觸網(wǎng)檢測車標準不統(tǒng)一，各車的沖擊傳感器的靈敏度、各車檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式、檢測結果均不相同，也沒有統(tǒng)一的計量標準，而且個別檢測車只有上下方向的傳感器，

46、傳感器的靈敏度也相差很大，校驗、統(tǒng)一各接觸網(wǎng)檢測車進行是很有必要的。</p><p>　　國內在弓網(wǎng)壓力檢測方面的研究較少，已有的檢測方法主要是在受電弓滑板兩端安裝壓力傳感器，測得抬升力，便認為它是弓網(wǎng)接觸力。這種方法忽略了慣性力的影響，在低速運行狀態(tài)下還是可行的。但是，隨著列車運行速度的提高，在速度大于120km/h時，機車-軌道耦合振動對弓網(wǎng)動態(tài)相互作用關系的影響加劇，在受電弓垂直方向上產(chǎn)生較大的加速度，慣性

47、力對弓網(wǎng)接觸力的影響已經(jīng)不能忽視。為了測量慣性力，多數(shù)研究是在弓體中央加裝一個加速度計。</p><p>　　日本還開發(fā)了在弓體部位安裝多個加速度計的方法，以在彈性振動作用顯著的高頻率區(qū)域提高慣性力的測量精度。而德國則采用了把4個加速度計分別跟壓力傳感器附在一起安裝在弓體與支架間的方法，大大提高了在高速鐵路運行下的壓力檢測精度[DB用戶手冊]。</p><p>　　我國“六大干線”鐵路運行

48、速度還在200km/h以下，遠不及日本的新干線鐵路和德國高速鐵路的運行速度，因此，為了適應我國較高速度鐵路檢測的需要，又能提高測量準確度，通過測量靜態(tài)抬升力及與速度有關的慣性力Fdyn來得到弓網(wǎng)間的接觸壓力，于是有：</p><p>　　Fc=F0±Fdyn=F0±ma</p><p>　　為了保證良好受流，要求經(jīng)常查找接觸壓力檢測曲線的異常點，如出現(xiàn)過大的峰值，或出現(xiàn)

49、極限谷值，或者不均勻程度特別明顯，這些地方一定是隱患點或者不良狀態(tài)點。硬點就是根據(jù)此原理檢測出來的。</p><p>　　硬點對受電弓的作用過程，從機械上來說是沖擊力很大（約104牛頓數(shù)量級），但時間很短（約為10-5秒數(shù)量級）的一個過程，因可以近似看作一次彈性碰撞過程。</p><p>　　現(xiàn)行的用沖擊加速度G來考核硬點，數(shù)值很大，特別是與重力加速度比較，顯得很突出，而對受電弓質量考核不

50、到。</p><p>　　用沖量來計算、考核硬點較妥。沖量P=m*a*t,它比沖擊加速度多了質量m和沖擊時間t，這個質量m是受電弓歸算到接觸導線時的質量，從此處我們還可經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在檢測車的不合理的地方，它在受電弓頭部加了個沖擊傳感器，單沖擊傳感器的質量就有1KG以上，歸算到導線上也有相當?shù)馁|量（不同的沖擊傳感器質量不同），這樣測量出的數(shù)值比實際運行的數(shù)值是有誤差的。采用了沖量以后，加入了對受電弓歸算到接觸導線上的質

51、量和沖擊時間的考核。是其數(shù)值更加客觀，更能反映沖擊的真實狀態(tài)。</p><p>　　另一個是對硬點的介定，然后給出一個硬點的允許值。介定要建立一套完整的弓網(wǎng)模擬試驗系統(tǒng)來完成，而且在實際電流（170安~330安）環(huán)境下進行。電壓可以不用那么高，用1500伏特就可以了，通過試驗還可以找出最好的弓網(wǎng)配合。</p><p>　　5 減少接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的建議 </p><

52、;p>　　從理論上講,幾乎不可能從根本上消滅硬點，但可將其減小到允許范圍內。</p><p>　　5.1 接觸網(wǎng)設計</p><p>　　從接觸網(wǎng)設計環(huán)節(jié)優(yōu)化接觸網(wǎng)結構和型式，是從源頭上減少和控制接觸懸掛結構本身產(chǎn)生的硬點根本措施。設計部門應對目前所采用的接觸網(wǎng)結構和型式進行分析，對接觸網(wǎng)系統(tǒng)中硬點多發(fā)、易發(fā)部位，采取針對性措施，對接觸網(wǎng)結構和型式進行優(yōu)化創(chuàng)新。比如盡量避免導線

53、坡度變化，合理選擇接觸網(wǎng)零部件，減輕附加在接觸導線質量，增加接觸懸掛彈性均勻度，改善接觸懸掛特性，最大限度減少接觸網(wǎng)結構本身產(chǎn)生的硬點。在京滬鐵路電氣化改造工程設計中對部分電分相采用器件式電分相在前期部檢測車檢測中就存在硬點值高，連續(xù)拉弧現(xiàn)象，雖經(jīng)整治也無法完全消除，遂對器件式分相進行改造改為七跨氣隙絕緣錨段關節(jié)式電分相。</p><p>　　現(xiàn)今世界上有兩類先進的結構，一是采用彈性很小的硬網(wǎng)型電氣化鐵路，如廣州

54、地鐵（廣州地鐵的1號線軟網(wǎng)是雙120銅銀合金導線+雙120銅承力索結構，2~10號線全部采用無承力索、無張力的匯流排固定的硬網(wǎng)結構）；二是彈性更好的軟網(wǎng)型電氣化鐵路，如現(xiàn)在流行的歐盟、日本的高速電氣化鐵路。</p><p>　　從設計選型來說，什么樣的弓與什么結構的網(wǎng)搭檔、配合是當前試驗、統(tǒng)計、的關鍵和難點，我國起步晚，資料很少，多數(shù)是采用國外的技術。從接觸網(wǎng)線索材料的角度來看，當今較先進的銅銀合金線、青銅線、鎂

55、銅線的性能比硬銅線更好。至于選那種主要是受電弓的配合，在不同的受電弓、運行速度、環(huán)境下選取配合較好的導線和受電弓。毫無疑問，當導線選定以后，承力索應選用與接觸導線選用相同的材質！這樣承力索與接觸導線在溫度變化時同步伸縮，對接觸網(wǎng)的性能、減少硬點都有很大好處。無疑銅材質導線比鋼鋁線耐高溫性能、耐磨性能、導電性能、與受電弓容易配合等眾多優(yōu)點，被國內外反復證明并廣泛采用，特別是在高速情況下其優(yōu)勢更加明顯。</p><p&g

56、t;　　從設計的參數(shù)選擇來說，現(xiàn)在流行選用較小的拉出值，例如“曲線地段拉出值從400MM減為300MM，直線地段從過去的300MM減為200MM”，這個做法的好處是降低了接觸網(wǎng)脫弓的可能性，減少了之字力接觸網(wǎng)錨段中部的張力損失（因為減少了之字力），但它犧牲了受電弓弓頭的有效作業(yè)區(qū)，加重了受電弓的局部磨耗，減少了受電弓滑板的使用壽命，從硬點的角度說，因局部磨耗加重容易產(chǎn)生弓碰網(wǎng)的硬點。當然，從運營成本上講是否妥當，也很值得研究。</

57、p><p>　　5.2 從施工環(huán)節(jié)減少接觸網(wǎng)硬點</p><p>　　提高接觸網(wǎng)施工質量是減少和控制接觸網(wǎng)硬點產(chǎn)生的關鍵。</p><p>　　目前影響我國接觸網(wǎng)質量最大的因素是施工質量，可以說是初次施工質量不達標，以后經(jīng)過許多次整治也很難讓設備質量有明顯的提高，是特別是在我國目前運輸緊張的條件下，有限的維修天窗內能進行的作業(yè)是非常有限的，而且接觸網(wǎng)是一個整體，每

58、整治一個問題，都要采取許多的分步過渡措施、過渡后的恢復、整治中還會有許多新的問題不斷的出現(xiàn)并且及時的處理。</p><p>　　高速電氣化鐵路，對接觸網(wǎng)的施工人員素質和施工質量也提出更高要求，在接觸網(wǎng)施工方面，照證弓網(wǎng)關系良好可靠的前提是：接觸導線架設質量、施工計算軟件（尤其吊弦計算軟件）的先進性和實用性施工測量數(shù)據(jù)的準確性，以及先進施工機具、檢測工具和高素質的接觸網(wǎng)專業(yè)人才。</p><p&

59、gt;　　在我國目前的施工中主要存在幾個問題</p><p>　　一是施工的科學性， </p><p>　　下部工程施工重視不夠，下部工程是接觸網(wǎng)工程的重要的組成部分，下部工程的質量好壞決定著接觸網(wǎng)長期運行狀態(tài)，</p><p>　　對主要承力索、接觸導線的線索預伸（超拉）重視不夠，線索預伸是一項對高速鐵路很重的一道工序，線索預伸后可以免去3~5年的線索伸長過渡期、

60、可以大減少導線硬點，但由于費用、技術、工期等種種原因施工單位一般不進行此項作業(yè)。</p><p>　　對現(xiàn)有的接觸網(wǎng)硬點的處理：一方面施工、檢修中要按照檢修工藝及相關標準規(guī)范零部件的安裝，特別是接觸導線上的零、部件的安裝，盡量減小、減少集中負荷，另一方面還應使導線盡量平緩，導線坡度保持在1‰以內。有條件時將分相盡量設計或改造成八跨關節(jié)式，將線岔盡量改成無交叉線岔（關節(jié)式線岔）。</p><p&

61、gt;　　許多人認為定位器的硬點是無法避免的，實際上定位器的自重是可以通過調整定位坡度來消除的，也就是說，將定位坡度調整到讓“定位拉力產(chǎn)生的上抬力等于1/2定位器重量”，此時，此時拉力產(chǎn)生的上抬力與定位器對導線的壓力平衡，定位器不會對接觸導線產(chǎn)生壓力，這樣定位器沒有產(chǎn)生硬點！大于這個力則使受電弓在此得產(chǎn)生負硬點；小于這個力，則產(chǎn)生硬點，建議以后修定接觸網(wǎng)檢修規(guī)程時定位坡度的標準要考慮這個因素。</p><p>　

62、　對于電連接，現(xiàn)在有些人把電連接的彈簧圈給取消了，以為減少了電連接的重量對減少該處的硬點有好處，其實不然，取消了電連接的彈簧圈對靜態(tài)的受電弓來說此處的集中負荷是減少了，但對于高速動態(tài)的受電弓來說，在有彈簧圈時在此處的集中負荷主要是彈簧圈以下的部分，以上的部分經(jīng)過彈簧圈的減振后影響很有限，而在取消了彈簧圈后此處的集中負荷成了承力索、電連接器整體全部加在了受電弓上（當然電連接是軟銅線不是剛體，承力索的重量歸算到導線上時不是全部重量），但取消

63、電連接的彈簧圈無疑是加重了硬點的。</p><p>　　提高接觸導線質量，綜合考慮高速接觸網(wǎng)對接觸網(wǎng)導線技術要求，通過對導線的張力、截面積、線密度、合金化、導電率等技術參數(shù)的合理選擇，加大對導線材質、制造工藝和制造設備研究。使生產(chǎn)出的接觸線具有內部材料金相組織顆粒細小、分布均勻，線面具有良好的平順性。從而保證導線在工作張力下剛度均勻，為接觸網(wǎng)具有良好的受流性提供保證</p><p>　　二

64、是監(jiān)理的力度不夠。</p><p>　　現(xiàn)實無情的告訴我們，新線就是“經(jīng)常出事故的地段”，其主要原因之一就是對監(jiān)理的投資太少，監(jiān)理力度不夠。</p><p>　　三是驗收的認真程度太差，力度太小。</p><p>　　幾天時間要對施工幾年的設備進行驗收，怎么可能仔細檢查、查出所有的問題，特別是隱蔽工程的問題？查出的問題也不能全部解決，往往是留給運營單位了事，運營單位

65、在相當長的時間內是在做處理施工遺留缺陷！</p><p>　　這是我國鐵路工程質量不高的管理重要原因。</p><p>　　目前國外對高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工有以下四點要求：一是施工精度要求高；二是施工預配工廠化；三是施工設備現(xiàn)代化；四是施工人員專業(yè)化。特別對施工精度要求很嚴格。德國高速電氣化施工實驗結果表明接觸網(wǎng)設備預配、安裝在規(guī)定誤差范圍內，可以較好的控制接觸網(wǎng)硬點，容易實現(xiàn)理想的弓網(wǎng)

66、接觸質量。我國現(xiàn)階段接觸網(wǎng)施工質量同國外先進國家接觸網(wǎng)施工質量相比還存在一定差距。積極借鑒吸收國外高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)施工的先進方法，改變施工理念，結合我國目前接觸網(wǎng)施工實際情況，培養(yǎng)高素質的接觸網(wǎng)施工隊伍，摸索出具有中國特色接觸網(wǎng)施工方法，提高接觸網(wǎng)施工質量，是減少施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生接觸網(wǎng)硬點，建造出與高速電氣化鐵路相匹配高速接觸網(wǎng)的必然要求</p><p>　　5.3 加強日常管理</p>&l

67、t;p>　　加強接觸網(wǎng)運營狀態(tài)的日常檢測、維護，提高接觸網(wǎng)的運行質量，同時加強與工務部門聯(lián)系，減少線路基礎原因對弓網(wǎng)間接觸壓力的影響。</p><p>　　6 結束語 </p><p>　　接觸線硬點在接觸網(wǎng)設計、施工和運營中是一個多發(fā)性問題，是接觸網(wǎng)系統(tǒng)的一大頑癥。隨著我國高速電氣化鐵路快速發(fā)展，對弓網(wǎng)關系適配性的要求將不斷提高，如何更好的消除接觸線硬點帶來的不利影響，確

68、保電力機車在高速運行情況下弓網(wǎng)配合工況良好、受流穩(wěn)定，是接觸網(wǎng)設計、施工、運營單位要面對的重要問題。要求我們在借鑒國外先進技術同時，不斷總結經(jīng)驗，摸索規(guī)律，以期在消除接觸線硬點、改善弓網(wǎng)取流的工作上取得更多更大突破。</p><p>　　鐵路是一個大的聯(lián)動系統(tǒng)，機務、工務設備病害、缺陷的整治也是電氣化鐵路提速的前題，使不同專業(yè)間的互控制度化很有必要。列車提速是個綜合的系統(tǒng)工程，要經(jīng)過工務、機務、電務、供電以及全社