張柳清 上海鐵路局調(diào)度所
接觸網(wǎng)硬點(diǎn)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(dǎo)線和受電弓局部磨耗,危害導(dǎo)線和受電弓正常使用壽命,甚至造成事故,影響運(yùn)輸安全。
為了減少硬點(diǎn)危害,保證弓網(wǎng)間正常接觸和取流是高速電氣化鐵路可靠運(yùn)行,據(jù)此對(duì)接觸線硬點(diǎn)的產(chǎn)生原因、危害及處理提出一點(diǎn)看法及建議。
電力機(jī)車在運(yùn)行中,其受電弓同接觸導(dǎo)線接觸面處于滑動(dòng)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引起弓網(wǎng)間接觸壓力、相對(duì)位置和速度的突然變化,致使弓網(wǎng)關(guān)系產(chǎn)生瞬態(tài)變化,這種瞬態(tài)變化達(dá)到一定量化標(biāo)準(zhǔn),稱之為硬點(diǎn)。
硬點(diǎn)是一種接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的本征缺欠,是接觸網(wǎng)接觸懸掛不均質(zhì)狀態(tài)的統(tǒng)稱,它是相對(duì)的,運(yùn)行速度越高,表現(xiàn)越明顯。因此接觸網(wǎng)硬點(diǎn)是評(píng)價(jià)和衡量高速電氣化鐵路弓網(wǎng)關(guān)系一個(gè)重要參數(shù)。
施工或檢修時(shí),因各種原因(如無張力放線,使用夾線工具不當(dāng),人員上、下導(dǎo)線,重物掛在導(dǎo)線上等等)造成的接觸線彎曲變形,特別是上下彎將造成受電弓離線及離線后的沖擊硬點(diǎn)。采用無張力放線或不穩(wěn)定的小張力放線,造成接觸導(dǎo)線在展放的過程中,時(shí)松時(shí)緊擊打鋼軌和軌枕,損傷接觸導(dǎo)線接觸面平順度,特別是在起錨和落錨時(shí),需要重新緊線、松線,更是加劇了這一狀況,極易使得接觸線在外力作用下發(fā)生變形、扭曲、硬彎,也會(huì)造成硬點(diǎn)。
接觸網(wǎng)在線路與橋隧、站場與區(qū)間、聯(lián)接處及錨段關(guān)節(jié)處等,如果在檢調(diào)中處理不好就很容易存在導(dǎo)線"V"型及"V"型變化,在導(dǎo)線"V"型變化較大或?qū)Ь€"V"型轉(zhuǎn)換點(diǎn),就會(huì)造成較大沖擊硬點(diǎn)。
在分相、分段、導(dǎo)線接頭處、電聯(lián)接線夾處、補(bǔ)強(qiáng)處、導(dǎo)線定位、線岔、中心錨結(jié)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點(diǎn)。
接觸線上的零部件安裝不規(guī)范也會(huì)導(dǎo)致硬點(diǎn)的產(chǎn)生。如電聯(lián)接線夾偏斜、吊弦線夾偏斜、接頭線夾偏斜、定位器線夾偏斜等。當(dāng)受電弓通過時(shí),導(dǎo)線抬升,線夾偏斜產(chǎn)生硬點(diǎn)或打傷、打壞受電弓。
其它原因也能引起的接觸力的突變點(diǎn),稱為接觸硬點(diǎn),如受電弓振動(dòng)、擺動(dòng)、線路三角坑等等,常見的有以下兩種情況:
2.4.1 機(jī)車受電弓產(chǎn)生的硬點(diǎn)
在機(jī)車的運(yùn)行取流過程中,運(yùn)行的受電弓與接觸網(wǎng)之間進(jìn)行的相互作用、相互匹配非常復(fù)雜,影響接觸硬點(diǎn)的因素也很多,除機(jī)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(dǎo)線上的質(zhì)量等也能影響到接觸硬點(diǎn)。
2.4.2 線路產(chǎn)生的硬點(diǎn)
線路變坡點(diǎn)也會(huì)引起機(jī)車及受電弓位置突變?cè)斐捎颤c(diǎn),例如線路的變坡點(diǎn),特別是正坡直接變成負(fù)坡的變坡點(diǎn)。此外,在有些地方線路路基彈性系數(shù)變化大、鋼軌的接頭不齊、線路病害等引起機(jī)車左右擺動(dòng)、上下震動(dòng),從而引起接觸網(wǎng)與受電弓之間的位置突變?cè)斐捎颤c(diǎn)。
機(jī)械傷害是指對(duì)受電弓、接觸導(dǎo)線輕微的碰傷、刮傷等(有明顯痕跡的就稱之為打弓)。接觸硬點(diǎn)是造成機(jī)車受電弓離線的重要原因之一,機(jī)車受電弓離線對(duì)機(jī)車牽引電機(jī)、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(dǎo)線上硬點(diǎn)的存在,沖擊加速度(目前檢測硬點(diǎn)大小的參數(shù))數(shù)值較小時(shí)造成弓網(wǎng)之間接觸不良,沖擊加速度數(shù)值較大時(shí)就會(huì)造成離線。離線產(chǎn)生高溫的電弧,到一定程度時(shí)會(huì)對(duì)接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機(jī)械破壞。受電弓和接觸導(dǎo)線之間發(fā)生的水平和垂直方向撞擊,加大接觸導(dǎo)線和受電弓局部機(jī)械磨耗,長期運(yùn)行,會(huì)造成接觸網(wǎng)斷線和受電弓折斷,引發(fā)弓網(wǎng)事故。
硬點(diǎn)導(dǎo)致受電弓和接觸網(wǎng)在發(fā)生離線時(shí),會(huì)伴有火花或電弧產(chǎn)生。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(dǎo)線、受電弓點(diǎn)蝕和汽化,從而惡化弓網(wǎng)取流關(guān)系,同時(shí)點(diǎn)蝕、汽化也減少接觸導(dǎo)線、受電弓的強(qiáng)度和使用壽命,惡化接觸線或受電弓的電能傳輸,長期運(yùn)行,甚至于造成斷線事故;另一方面拉弧產(chǎn)生的高溫能使接觸導(dǎo)線內(nèi)部應(yīng)力變化,造成接觸導(dǎo)線局部退火,使其機(jī)械強(qiáng)度大幅下降,易被導(dǎo)線張力拉斷。
接觸硬點(diǎn)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈電磁波和輻射,污染環(huán)境,并對(duì)周圍通信線路產(chǎn)生干擾。
從理論上講,幾乎不可能從根本上消滅硬點(diǎn),但可將其減小到允許范圍內(nèi)。
4.1.1 申請(qǐng)?zhí)齑?,?duì)接觸線錨段關(guān)節(jié)處不平順進(jìn)行整治調(diào)整
圖1 接觸線示意圖
組織工區(qū)對(duì)管內(nèi)錨段關(guān)節(jié)進(jìn)行復(fù)測普查,通過申請(qǐng)?zhí)齑靶蕖㈤_展集中修等方式集中力量,對(duì)錨段關(guān)節(jié)定位器坡度明顯偏小和非支抬升不夠的缺陷問題進(jìn)行技術(shù)工藝改進(jìn),完成整治調(diào)整,保證錨段關(guān)節(jié)處的接觸網(wǎng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),兩接觸線的過渡平滑,消除硬點(diǎn)(見圖1)。
4.1.2 結(jié)合實(shí)際,對(duì)檢修標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行修訂完善
根據(jù)整治調(diào)整工作的實(shí)踐,對(duì)《接觸網(wǎng)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《接觸網(wǎng)檢修工藝》中的錨段關(guān)節(jié)的檢修標(biāo)準(zhǔn)及檢修工藝進(jìn)行修訂完善,進(jìn)一步規(guī)范各網(wǎng)工區(qū)在日常檢修作業(yè),并加強(qiáng)對(duì)檢修標(biāo)準(zhǔn)和工藝執(zhí)行情況的指導(dǎo)檢查,抓好長效維修管理。
對(duì)于硬彎、漫彎的整正,可采用五輪整彎器(或五輪校直器)壓緊輪線,來回多次對(duì)硬彎、漫彎處平整(見圖2)。
圖2 五輪整彎器工作示意圖
承力索通過吊弦保持接觸線的平順,而吊弦的長度比較難于控制,常常產(chǎn)生鋸齒形高差導(dǎo)致受電弓波浪起伏、離線,使受電弓沖擊變大產(chǎn)生硬點(diǎn)、拉弧等問題。應(yīng)組織開展集中整治,嚴(yán)格按照相鄰吊弦或吊弦與定位之間的高差不超過10 mm的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),全面抓好調(diào)整控制,同時(shí)盡量減少調(diào)整的吊弦數(shù)量、保持導(dǎo)線高度正常,可有效地消除和控制了該問題引發(fā)的硬點(diǎn)。
從圖3可知,通過對(duì)產(chǎn)生鋸齒形高差的幾處吊弦的調(diào)整,盡量將接觸線調(diào)整平順,可使由此產(chǎn)生的接觸網(wǎng)硬點(diǎn)得到有效地消除和控制。
圖3 支柱間吊弦鋸齒形高差調(diào)整前后的折線對(duì)比圖
針對(duì)工務(wù)軌道線路影響而產(chǎn)生的接觸網(wǎng)硬點(diǎn),應(yīng)大力加強(qiáng)工供聯(lián)控,通過采取完善的對(duì)策措施,完善和落實(shí)工供聯(lián)控機(jī)制,可有力地促進(jìn)消除和控制以此產(chǎn)生的硬點(diǎn)。
隨著我國高速電氣化鐵路快速發(fā)展,如何更好的消除接觸線硬點(diǎn)帶來的不利影響,要求我們?cè)诮梃b先進(jìn)技術(shù)同時(shí),不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),摸索規(guī)律,以期在消除接觸線硬點(diǎn)、改善弓網(wǎng)取流的工作上取得更多更大突破。