论文部分内容阅读
[摘 要]轨道运输在我国交通运输行业中起到非常重要的作用，电气化铁路的发展更是一种先进的轨道运输方式。但电气化铁路也有一些常见问题，尤其是接触网硬点的问题，影响着铁路的运营安全和质量，铁路工作者必须就此做深入研究和改进。
[关键词]电气化 铁路 接触网 硬点
中图分类号：S24 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）22―0407―01
一、电气化铁路简述
（一）电气化铁路介绍
随着我国轨道交通运输的发展和列车运行速度的提升，电气化铁路也获得了长足的发展。目前国家的许多条铁路正在进行电气化改造，而高铁全部是电气化铁路。电力牽引以其能耗低、效率高、速度快的优点，已成为了各国铁路发展的大趋势，是铁路现代化的标志。
（二）接触网介绍
电气化铁路是以电力机车从接触网取流作为牵引动力的铁路，沿铁路上空架设的特殊输电线路便是接触网，它是电气化铁路的主要组成部分，属于直接影响行车的设施。在电力机车高速运行过程中，接触网通过受电弓不断向电力机车供电，有效保证其所需电能，为电力机车实现高速运行提供了可靠保障。
（三）硬点介绍
电力机车高速运行情况下，由于接触网的原因致使受电弓与接触线的压力发生变化，当这种变化超过一定数值时，受电弓就会出现不正常的升高（或降低），这就是硬点。硬点的存在，会造成严重的拉弧现象，甚至在定位器、电连接、接头线夹、线岔、分相分段等一些地方出现撞弓或碰弓的现象，对机车损害极大，因此必须要采取措施处理这些问题。
二、电气化接触网硬点产生原因
导致硬点现象产生的原因有很多，电气化铁路从设计、施工开始到最后的运营，各个环节都有可能成为硬点产生的原因，下面就主要的几点原因做一下阐述：
（一）施工问题
在架设接触线时，通常使用的是小张力放线施工，在施工时，由于没有必要的张力标准理论数值来做指导，稳定性很差，导致了架线过程中经常出现导线波浪弯曲的情况。在起锚和落锚以及放线过程中的临时停车时，重新的紧线、松线，更加剧了这种情况，使得接触线在外力作用下非常容易发生变形、硬弯、扭曲。
（二）结构问题
1.由于生产工艺和导线材质成分不同，有的接触线材质较硬，容易形成不规则硬弯，例如镁铜接触线，而且这种接触线一旦有波浪弯基本上难以修复；接触线的磨损也可能产生硬点，由于磨损程度大小不一，硬弯呈上下弧形，间距不定，接触线上留下宽度不一的磨损痕迹，也容易产生连续火花。
2.在导线定位器、电连接线夹、锚段关节、分段分相等地方，因为材料不匹配，同时接触网受力突变，使得受电弓接触力突变，从而形成硬点。
3.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，使得接触网弹性上的差异较大，受电弓运行轨迹因此产生突变，出现硬点。
（三）线路问题
线路路基，尤其是桥头、道岔、钢轨的接头、道床翻浆、隧道口等地方，给接触网的参数带来变化，对线路的质量也会造成影响。在一些地势不平缓的地区，线路可能直接从正坡变为负坡，这种现象会在弓网上表现出一个明显的变坡点，这时将在接触网线上形成一个强烈的硬点，造成受电弓的运行轨迹发生突变。
线路道床的施工方式和铺设质量等也会对接触网造成重大的影响，尤其是道床的振动周期、弹性系数以及其他的一些原因等都将对接触网系统有一定的影响。电力机车在高速运行取流的过程中，架空网线与受电弓之间作用的关系很复杂，对动、静接触压力和受电弓振动频率等都有直接影响，这些因素都是硬点形成的原因。
（四）悬挂形式问题
接触网的悬挂形式应该根据机车运行、线路状况等实际情况加以选择。简单悬挂方式在一些特殊的条件下，可能会导致接触线于锚段中部或下部出现较大的张力差，使得接触网悬挂的弹性系数发生改变，尤其是在支点处容易出现硬点。因此，接触网的悬挂方式要结合线路和环境等多方面的因素综合性的来考虑。
三、电气化接触网硬点的改进措施
接触网硬点无法完全消除，只能采取有效措施对其进行改进。
（一）加强检测工作、提高检测手段
以检测车提供的硬点数据为依据，利用各种技术进行查找，尤其是一跨之内的各个定位点、吊弦点以及线夹等载荷比较集中的地方进行检测。对硬点数值大、存在数值突变、数据明显叠加等重点地方要多关注。并且要及时分析出现硬点的原因，找到解决的办法与措施。在接触网的施工过程中，应尽量使用接触网检修轨道车开展作业。从当前硬点的检测结果中不难看出，硬点位置多处于定位点与锚段关节处。原因之一是由于施工人员作业中踩踏接触线，导致定位点处集中受力引起的。
（二）采用恒张力放线
在接触网的施工中采用恒张力放线技术，可以确保导线架设完之后不出现弯曲变形。受技术条件及设备条件的限制，目前国内所使用的恒张力架线设备多以国外的架线设备为主，这些设备在微机的控制下能够有效的对张力波动进行控制，提高架线安全性、有效性的同时，也提高了其自动化程度。
在进行恒张力放线的时候，应该根据事先设定的张力，以恒定的速度实施放线作业。具体要求如下：
1.要预先了解清楚架线锚段之内的各种施工障碍，注意经过的曲线、道岔和桥梁等设施，对位于特殊地段的支柱和腕臂等要进行加固。
2.根据接触网线的材质不同来选取相应的放线工具（如放线滑轮等）。
3.架线所使用的张力标准，应该综合考虑接触线材料的硬度、弹性以及线路的弯曲半径，做出最优选择，误差应在0.5kN之内。
4.架线车的行走速度最好控制在3～5km/h的范围之内。
5.架线过程中，要注意线路巡视，防止接触线卡滞，尤其应注意曲线段。
6.紧线作业时力度应该尽量均匀，以防止冲击对线路造成破坏。在一个锚段找3-5个跨距用接触线平直度检测尺检测所放锚段接触线平直度是否符合要求，并检查全锚段的接触网状况。
（三）加强检修维护工作
调整好定位器，保证其具备良好弹性，不会因为受力集中而造成硬点的出现，限位定位器之间的间隙是限位定位器调整的关键。为了能够有效的避免由于受电弓抬升过高而造成 的“打弓”现象，在适当的时候要采用限位定位器。定位器的安装过程中应该对限位间隙大小进行合理的选择，间隙过大将使得定位器的坡度过大，而过小则会导致其定位器的坡度过小，这两种情况都将导致硬点的出现。要解决这种情况，就要通过合适的调整其定位间隙来使其定位器具有良好的弹性，尽量降低硬点的影响程度，减小弓网的磨损。
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增加吊弦，可以使接触网整体的弹性增加，消除接触网硬点。
（四）规范检修制度
管理好检修维护设备、材料，保证设备材料处于随时能用、随时可用状态。严格按照接触网检修规程、手册进行设备维护工作，提高预防性检修质量。对重点设备、重点区段进行加强监控，可以提前发现接触线硬点并及时处理。
四、结束语
接触网硬点产生的原因多种多样，在实际工作中，要不断加强硬点的治理意识，制定良好的检测制度，不断提高治理中的技术手段，保证电气化铁路的正常良好运行。
参考文献
[1] 吉鹏霄 张桂林 电气化铁路接触网[M].化学工业出版社，2011（6）
[2] 胡安晓.铁道电气化接触网硬点原因和改进方法[J].电气技术，2012，（7）：81-83.
[3]张健.浅析电气化铁路接触网硬点产生的原因及防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2010，（3）：54-56.
[4] [德]Kiebling.Puschmann.Schmieder.电气化铁道接触网.中铁电气化局集团有限公司译.中国电力出版社.2004.1.1.
[关键词]电气化 铁路 接触网 硬点
中图分类号：S24 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）22―0407―01
一、电气化铁路简述
（一）电气化铁路介绍
随着我国轨道交通运输的发展和列车运行速度的提升，电气化铁路也获得了长足的发展。目前国家的许多条铁路正在进行电气化改造，而高铁全部是电气化铁路。电力牽引以其能耗低、效率高、速度快的优点，已成为了各国铁路发展的大趋势，是铁路现代化的标志。
（二）接触网介绍
电气化铁路是以电力机车从接触网取流作为牵引动力的铁路，沿铁路上空架设的特殊输电线路便是接触网，它是电气化铁路的主要组成部分，属于直接影响行车的设施。在电力机车高速运行过程中，接触网通过受电弓不断向电力机车供电，有效保证其所需电能，为电力机车实现高速运行提供了可靠保障。
（三）硬点介绍
电力机车高速运行情况下，由于接触网的原因致使受电弓与接触线的压力发生变化，当这种变化超过一定数值时，受电弓就会出现不正常的升高（或降低），这就是硬点。硬点的存在，会造成严重的拉弧现象，甚至在定位器、电连接、接头线夹、线岔、分相分段等一些地方出现撞弓或碰弓的现象，对机车损害极大，因此必须要采取措施处理这些问题。
二、电气化接触网硬点产生原因
导致硬点现象产生的原因有很多，电气化铁路从设计、施工开始到最后的运营，各个环节都有可能成为硬点产生的原因，下面就主要的几点原因做一下阐述：
（一）施工问题
在架设接触线时，通常使用的是小张力放线施工，在施工时，由于没有必要的张力标准理论数值来做指导，稳定性很差，导致了架线过程中经常出现导线波浪弯曲的情况。在起锚和落锚以及放线过程中的临时停车时，重新的紧线、松线，更加剧了这种情况，使得接触线在外力作用下非常容易发生变形、硬弯、扭曲。
（二）结构问题
1.由于生产工艺和导线材质成分不同，有的接触线材质较硬，容易形成不规则硬弯，例如镁铜接触线，而且这种接触线一旦有波浪弯基本上难以修复；接触线的磨损也可能产生硬点，由于磨损程度大小不一，硬弯呈上下弧形，间距不定，接触线上留下宽度不一的磨损痕迹，也容易产生连续火花。
2.在导线定位器、电连接线夹、锚段关节、分段分相等地方，因为材料不匹配，同时接触网受力突变，使得受电弓接触力突变，从而形成硬点。
3.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，使得接触网弹性上的差异较大，受电弓运行轨迹因此产生突变，出现硬点。
（三）线路问题
线路路基，尤其是桥头、道岔、钢轨的接头、道床翻浆、隧道口等地方，给接触网的参数带来变化，对线路的质量也会造成影响。在一些地势不平缓的地区，线路可能直接从正坡变为负坡，这种现象会在弓网上表现出一个明显的变坡点，这时将在接触网线上形成一个强烈的硬点，造成受电弓的运行轨迹发生突变。
线路道床的施工方式和铺设质量等也会对接触网造成重大的影响，尤其是道床的振动周期、弹性系数以及其他的一些原因等都将对接触网系统有一定的影响。电力机车在高速运行取流的过程中，架空网线与受电弓之间作用的关系很复杂，对动、静接触压力和受电弓振动频率等都有直接影响，这些因素都是硬点形成的原因。
（四）悬挂形式问题
接触网的悬挂形式应该根据机车运行、线路状况等实际情况加以选择。简单悬挂方式在一些特殊的条件下，可能会导致接触线于锚段中部或下部出现较大的张力差，使得接触网悬挂的弹性系数发生改变，尤其是在支点处容易出现硬点。因此，接触网的悬挂方式要结合线路和环境等多方面的因素综合性的来考虑。
三、电气化接触网硬点的改进措施
接触网硬点无法完全消除，只能采取有效措施对其进行改进。
（一）加强检测工作、提高检测手段
以检测车提供的硬点数据为依据，利用各种技术进行查找，尤其是一跨之内的各个定位点、吊弦点以及线夹等载荷比较集中的地方进行检测。对硬点数值大、存在数值突变、数据明显叠加等重点地方要多关注。并且要及时分析出现硬点的原因，找到解决的办法与措施。在接触网的施工过程中，应尽量使用接触网检修轨道车开展作业。从当前硬点的检测结果中不难看出，硬点位置多处于定位点与锚段关节处。原因之一是由于施工人员作业中踩踏接触线，导致定位点处集中受力引起的。
（二）采用恒张力放线
在接触网的施工中采用恒张力放线技术，可以确保导线架设完之后不出现弯曲变形。受技术条件及设备条件的限制，目前国内所使用的恒张力架线设备多以国外的架线设备为主，这些设备在微机的控制下能够有效的对张力波动进行控制，提高架线安全性、有效性的同时，也提高了其自动化程度。
在进行恒张力放线的时候，应该根据事先设定的张力，以恒定的速度实施放线作业。具体要求如下：
1.要预先了解清楚架线锚段之内的各种施工障碍，注意经过的曲线、道岔和桥梁等设施，对位于特殊地段的支柱和腕臂等要进行加固。
2.根据接触网线的材质不同来选取相应的放线工具（如放线滑轮等）。
3.架线所使用的张力标准，应该综合考虑接触线材料的硬度、弹性以及线路的弯曲半径，做出最优选择，误差应在0.5kN之内。
4.架线车的行走速度最好控制在3～5km/h的范围之内。
5.架线过程中，要注意线路巡视，防止接触线卡滞，尤其应注意曲线段。
6.紧线作业时力度应该尽量均匀，以防止冲击对线路造成破坏。在一个锚段找3-5个跨距用接触线平直度检测尺检测所放锚段接触线平直度是否符合要求，并检查全锚段的接触网状况。
（三）加强检修维护工作
调整好定位器，保证其具备良好弹性，不会因为受力集中而造成硬点的出现，限位定位器之间的间隙是限位定位器调整的关键。为了能够有效的避免由于受电弓抬升过高而造成 的“打弓”现象，在适当的时候要采用限位定位器。定位器的安装过程中应该对限位间隙大小进行合理的选择，间隙过大将使得定位器的坡度过大，而过小则会导致其定位器的坡度过小，这两种情况都将导致硬点的出现。要解决这种情况，就要通过合适的调整其定位间隙来使其定位器具有良好的弹性，尽量降低硬点的影响程度，减小弓网的磨损。
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增加吊弦，可以使接触网整体的弹性增加，消除接触网硬点。
（四）规范检修制度
管理好检修维护设备、材料，保证设备材料处于随时能用、随时可用状态。严格按照接触网检修规程、手册进行设备维护工作，提高预防性检修质量。对重点设备、重点区段进行加强监控，可以提前发现接触线硬点并及时处理。
四、结束语
接触网硬点产生的原因多种多样，在实际工作中，要不断加强硬点的治理意识，制定良好的检测制度，不断提高治理中的技术手段，保证电气化铁路的正常良好运行。
参考文献
[1] 吉鹏霄 张桂林 电气化铁路接触网[M].化学工业出版社，2011（6）
[2] 胡安晓.铁道电气化接触网硬点原因和改进方法[J].电气技术，2012，（7）：81-83.
[3]张健.浅析电气化铁路接触网硬点产生的原因及防治措施[J].内蒙古煤炭经济，2010，（3）：54-56.
[4] [德]Kiebling.Puschmann.Schmieder.电气化铁道接触网.中铁电气化局集团有限公司译.中国电力出版社.2004.1.1.