铁道电气化接触网产生硬点的原因分析与改进对策

铁道电气化接触网产生硬点的原因分析与改进对策

许之康 

中国铁路上海局集团有限公司杭州供电段 浙江 杭州 310000

摘要：随着铁路运输的发展，铁道电气化已成为提高列车运行速度和运输效率的重要手段。接触网作为电气化铁路的关键组成部分，其性能直接影响到列车的安全运行和供电质量。然而，在实际运行中，接触网可能会出现“硬点”现象，即接触线与受电弓接触时产生的局部硬质区域，这会导致受电弓磨损加剧、供电不稳定甚至引发安全事故。本文旨在分析铁道电气化接触网产生硬点的原因，并提出相应的改进对策，以期提高接触网的使用寿命和供电可靠性，确保铁路运输的安全和高效。

关键词：铁道电气化；接触网；硬点；原因分析；改进对策

引言

随着列车运行速度的提高，硬点对弓网关系的影响越来越明显。深入分析和研究铁道电气化接触网硬点产生的原因，并提出相应的改进对策，对于提高铁路电气化系统的稳定性和安全性具有重要意义。这不仅有助于提升铁路运输的安全性和可靠性，还能推动铁路电气化技术的发展和提升。

1硬点对受电弓和接触网的影响

   其一，受电弓磨损加剧。硬点会导致受电弓在接触过程中受到不均匀的力，从而加速弓头的磨损。这种磨损不仅降低了受电弓的使用寿命，还可能导致弓头形状变化，进一步影响接触质量。

其二，供电不稳定。硬点会引起接触网与受电弓之间的接触压力波动，这种波动会导致电流供应的不稳定，影响列车的正常运行。供电不稳定还可能引起电气设备的过热和损坏，增加故障风险。

其三，接触网结构损伤。硬点处的局部应力集中可能导致接触网结构的损伤，如接触线断裂或支撑结构变形。这些损伤不仅影响接触网的正常功能，还可能引发安全事故。

其四，噪音和振动。硬点在列车通过时会产生额外的噪音和振动，这些噪音和振动不仅影响乘客的舒适度，还可能对列车和轨道结构造成长期损害。

2铁道电气化接触网产生硬点的原因

2.1设计与施工因素

在铁道电气化接触网的建设过程中，设计与施工环节是硬点问题产生的首要源头。设计上，若未能充分考虑到接触网的动态特性和运行环境，如弯曲角度设计不合理、连接部件的过渡处理不当等，都可能导致接触网在运行过程中形成硬点。硬点不仅影响列车的受流质量，还可能加剧弓网间的机械磨损，缩短设备使用寿命。而在施工方面，施工人员的技术水平、施工工具的精度以及施工流程的规范程度，都会直接影响到接触网的安装质量。不规范的操作、材料的不当处理，都可能成为硬点产生的潜在因素。

2.2材质与工艺因素

接触网导线的材质及其生产工艺对硬点的产生具有重要影响。不同材质的导线在物理性能上存在差异，如硬度、韧性、耐磨性等，这些性能直接影响导线在列车高速运行时的稳定性和耐久性。若导线材质过硬或过软，都可能导致其在运行过程中产生不均匀的弯曲或变形，从而形成硬点。此外，生产工艺的精细程度也直接关系到导线的质量。生产过程中若存在工艺缺陷，如热处理不当、表面处理粗糙等，都可能影响导线的性能，增加硬点产生的风险。

2.3运行与维护因素

铁道电气化接触网在运行过程中，受到各种环境因素的影响，如气候、温度、湿度等，这些因素都可能对接触网的性能产生影响。极端的气候条件如高温、寒冷、潮湿等，会加速接触网材料的老化和腐蚀，降低其导电性能和稳定性，从而增加硬点产生的风险。此外，列车的运行速度和频率也会对接触网产生冲击和振动，进一步加剧硬点的形成。而在维护方面，若未能及时对接触网进行检测、评估和修复，将使得潜在问题得不到解决，硬点问题逐渐累积并恶化，最终影响铁路运输的安全和效率。

3改进对策

   3.1优化接触网设计

接触网的设计应充分考虑列车的运行速度、载荷特性以及环境因素，以确保接触线的平滑性和稳定性。设计时应采用先进的计算模型和仿真技术，预测接触网在不同工况下的性能表现，从而优化接触线的张力、支撑结构的位置和类型。此外，设计中还应考虑接触线的材料选择，优先使用高强度、耐磨、耐腐蚀的材料，以延长接触线的使用寿命。设计阶段还应包括对接触网系统的动态特性分析，确保在列车通过时，接触网能够提供稳定的接触压力，减少硬点的产生。

3.2提高施工安装质量

施工安装过程中的质量控制是减少硬点产生的关键环节。在施工前，应进行详细的技术交底，确保施工人员充分理解设计意图和施工要求，明确各项施工标准和操作规程。施工过程中，应严格执行质量检验标准，对接触线的张力、对齐度、支撑结构的稳固性等关键参数进行严格监控，确保每一环节都符合设计要求。施工后，应进行全面的检测和调试，通过专业的检测设备和技术，对接触网系统的各项指标进行评估，确保其性能稳定可靠。此外，施工单位应定期进行技术培训，提高施工人员的专业技能和质量意识，通过不断的学习和实践，确保施工质量的稳定性和可靠性。

3.3定期维护和检测

为了及时发现和处理接触网中的硬点问题，应建立完善的维护和检测机制。定期对接触网进行巡检，使用专业的检测设备和技术，如红外热像仪、超声波检测等，对接触线的状态进行全面评估。发现硬点或其他异常情况时，应及时进行维修或更换受损部件。维护工作应包括对接触线的清洁、润滑和紧固，以及对支撑结构的检查和加固。此外，应建立接触网健康档案，记录每次检测和维护的结果，为后续的维护工作提供数据支持。通过持续的维护和检测，可以有效延长接触网的使用寿命，减少硬点的产生，确保铁路运输的安全和高效。

   3.4使用耐磨材料和防腐处理

为了提高接触网的使用寿命和减少硬点的产生，应优先选择耐磨性能优异的材料用于接触线的制造。这些材料应具有良好的抗拉强度、耐磨性和耐腐蚀性，能够在恶劣的环境条件下保持稳定的性能。此外，对接触线进行防腐处理也是提高其耐用性的重要措施。防腐处理可以采用涂层、镀层或其他化学处理方法，有效防止接触线因环境因素（如湿气、化学物质）导致的腐蚀和损坏。通过使用耐磨材料和防腐处理，可以显著减少接触线的磨损和损伤，从而降低硬点的产生概率，确保接触网的长期稳定运行。

3.5建立故障预警和应急响应机制

为了及时应对接触网中可能出现的硬点问题，应建立故障预警和应急响应机制。通过安装传感器和监测设备，实时监控接触网的运行状态，一旦发现异常信号（如接触压力波动、温度异常），立即启动预警系统，通知维护人员进行检查和处理。应急响应机制应包括快速定位故障点、制定维修方案、调配维修资源等步骤，确保在最短时间内恢复接触网的正常运行。此外，应定期进行应急演练，提高维护人员的应急处理能力和响应速度。通过建立故障预警和应急响应机制，可以有效减少硬点问题对铁路运输的影响，保障铁路系统的安全稳定运行。

结束语

通过对铁道电气化接触网硬点产生原因的深入分析，可以采取针对性的改进措施，从而提高接触网的稳定性和可靠性。这些措施不仅有助于延长接触网的使用寿命，还能减少维护成本，提高铁路运输的整体效率。未来，随着技术的进步和管理经验的积累，我们有信心进一步优化接触网系统，为铁路电气化的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]王谱源.铁道电气化接触网产生硬点的原因分析与改进对策[J].科技资讯,2023,21(22):68-71+112.

[2]白璐.电气化接触网硬点原因和改进策略浅谈[J].卫星电视与宽带多媒体,2020,(01):41-42.

[3]刘洋.探究电气化铁路接触网硬点产生及防治[J].城市建设理论研究(电子版),2017,(20):223.

[4]杨建滨.铁道电气化接触网硬点原因和改进方法[J].通讯世界,2017,(09):184-185.

[5]宋杰.电气化铁路接触网硬点产生及防治措施[J].自动化与仪器仪表,2017,(03):140-141.