城市軌道交通接觸網硬點淺析

韓珉

摘要：文中闡述了接觸網硬點的特性，分析了硬點產生的因素及解決問題的技術措施，探討了在蘇州城市軌道交通在未來的建設中和維檢修中所要注意的問題。

關鍵詞：應用；問題分析

中圖分類號： C913 文獻標識碼： A

1、前言

目前我國城市軌道交通行業蓬勃發展，很多城市開始興建地鐵或輕軌，因此電氣化軌道交通行業也開啟了新的里程碑。然而如何改善接觸網的質量，創造良好穩定的弓網環境，目前也就稱為地鐵、輕軌安全運行的核心環節。就蘇州軌道交通接觸網線路而言，2011年至2014年期間技術人員組織的各項檢測所發現的接觸網各類缺陷當中，硬點缺陷是其中比較難處理的問題之一，雖然其中蘇州軌道交通二號線不僅采用了雙承雙導接觸網線路也采用了剛性接觸網線路，使硬點問題相對于單承單導線路有所減少，但在對其特點的分析中卻顯得比較復雜多變。同時隨著電客車受電弓的國產化，這類硬點問題也顯得越來越突出，因此，本文就硬點的產生、類型、危害及處理意見進行了相關的分析和研究。

2、硬點的定義

由于電客車的受電弓與接觸網之間的關系是動態的，在電客車運行過程中，受電弓與接觸線之間的接觸力變化是非常復雜的，蘇州軌道交通二號線架空接觸網系統采用的是雙承雙導線路，因此受電弓與兩根接觸線的接觸力變化就比單接觸線更加復雜多變，我們將引起電客車受電弓與接觸線之間的接觸壓力突然變化的地方稱為硬點。

3、硬點的危害

造成受電弓離線和拉弧的一個重要原因就是接觸硬點的存在。在電客車高速運行過程中，受電弓與接觸線之間形成了一種高速滑動摩擦接觸狀態，同時高速運行中也會出現各種振動和接觸線高度變化等諸多現象，這樣就會造成受電弓與接觸線短時間脫離，使受電弓與接觸線之間在脫離處發生拉弧。同時在蘇州軌道交通二號線雙承雙導接觸網投入運行來，經過受電弓長時間的接觸摩擦，兩根接觸線其本身會出現不平整或者其他因素而造成突出接觸面的情況，這樣就產生接觸硬點。當接觸硬點（沖擊加速度）數值較小時會造成弓網之間接觸不良，數值較大時就會造成離線，這樣受電弓的離線所產生的高溫電弧可能燒傷接觸導線或受電弓，造成兩根接觸導線截面積不斷減小或者兩根接觸線磨損情況不同，嚴重時可能造成斷線事故。當受電弓離線時會使電客車電流驟變，產生較高的沖擊電流、瞬時過高壓和高次諧波，容易造成電客車牽引電機、牽引變壓器和供電系統的損傷。

4、硬點的分類

蘇州軌道交通二號線接觸網硬點的產生，按其形成原因，主要分為以下四類。

4.1導線自身的凸凹點

在施工或檢修時，因各種原因可能造成的接觸線彎曲不平直，這樣就使接觸線本身產生不可避免的沖擊硬點，特別是在雙線磨損情況比較不平衡的曲線地段，這樣的硬點就更加危險。

4.2導線坡度的變化

由于蘇州軌道交通二號線高架線路較長，接觸線就不可避免在與區間聯接處、出入段場處和錨段關節處等許多地方存在導線的坡度變化，在導線坡度較大的區域就會產生較大的硬點。特別是在絕緣錨段關節的工作支轉換中，由于蘇州軌道交通二號線的設計跨距較?。?0米），工作支與非工作之間的轉換使得導線坡度為從4.5‰變為-4.5‰，而雙線也可能產生微小坡度差異。

4.3零部件產生的硬點

蘇州軌道交通二號線區間較短，接觸網零部件較密，分段絕緣器、定位器、線岔、接觸線接頭等，會由于重量較大使受電弓在通過時的接觸摩擦力突變，從而產生較大的硬點。同時蘇州軌道交通二號線的雙接觸線結構也會使線路情況更加復雜，在分段和線岔處，這樣的硬點情況就更加突出。

4.4雙承雙導產生的硬點

由于蘇州軌道交通二號線接觸網采用雙承雙導的結構，從設計上看，雙承雙導加大了接觸網的載流能力，并且在一定程度上可以使弓網接觸更加緊密，但是在運行這一段時間以來，產生的如雙接觸線的偏磨、單磨、高度差異等就顯得格外突出，尤其在曲線段，受電弓對兩根接觸線會產生不同效果的抬升，在電客車高速運行中就會使其中一根接觸線處于很不穩定的滑動摩擦狀態，這樣在遇到導線自身或者零部件所產生的硬點時，這種不穩定狀態就會放大顯現出來，從而形成較大的硬點，產生較為突出的拉弧現象。

5、其它原因的硬點

5.1軌道線路所產生的硬點

機車在運行過程中，由于軌道線路的影響會使機車產生不同狀態的振動，由于不同地段的道床的不同狀態，其彈性系數，振動頻率，振動周期，線路質量都會在運行中的機車受電弓上體現出來，并且會放大其振動狀態，這樣對于接觸線的沖擊也就有比較明顯的體現，接觸網硬點也會更加突出。

5.2高速運行的機車受電弓所產生的硬點

由于機車受電弓與接觸線的滑動摩擦狀態是一種動態不穩定狀態，其相互作用情況十分復雜，接觸力，摩擦力，振動波，速度等都會成為硬點產生的重要因素，雖然在較低速度情況下離線硬點產生的概率很低，但是在機車高速運行中就會在多種因素的影響下提高離線、打弓的概率。

6、蘇州軌道交通二號線對硬點的處理意見

從運營實踐來看，要從根本上消除硬點的影響是不切實際的，但是卻可以通過設計和檢修途徑來有效的將硬點減小到允許范圍內。

6.1設計

蘇州軌道交通二號線接觸網結構設計比較先進，其線索選材角度來講，鍍錫銅銀合金線接觸線比其他材料有更好的導流性和延展性，其性能較其他材質更加優秀，而承力索與接觸線選用相同的材質，對接觸網的性能和減少硬點都有很大好處。另外，對于蘇州軌道交通二號線接觸網的雙承雙導的設計，也在一定程度上增加了弓網的摩擦系數和弓網壓力，在線路狀態穩定的情況下，其硬點狀況就可以有效的得到控制。

6.2檢修

在施工檢修過程中，不僅嚴格按照相關標準和技術規范進行操作，防止接觸線的負荷過度集中，并且在檢修和施工中要減小接觸線坡度，使接觸線平緩過渡。對于負荷較大的零部件，如線岔，分段等，要在條件允許的情況下將其拉出值置零，以減小偏磨程度。另外可以通過多種途徑，減少分段絕緣器上的承載壓力，如減小上網電纜對設備和零部件的壓力，緩解接觸線的負載強度，以達到有效控制硬點的目的。

經過對蘇州軌道交通二號線硬點的針對性分析，專業技術人員最近幾年開展的各項維護和技術改造工作，在最近的動態檢測中，發現硬點缺陷得到了有效的控制，硬點缺陷所占的比例明顯減少。

參考文獻

1、于新泉“城市軌道交通供電系統運行與維修”,2005；

2、何宗華“高速電氣化鐵道接觸網硬點分析探討”,2005；