戰(zhàn)緒庶， 李艷龍

（1. 中國(guó)鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司供電部，山東濟(jì)南 250001；2. 中國(guó)鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司濟(jì)南供電段，山東濟(jì)南 250001）

0 引言

魯南高鐵是山東省“三橫五縱”高鐵網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是國(guó)家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要連接通道。接觸網(wǎng)硬點(diǎn)問(wèn)題是聯(lián)調(diào)聯(lián)試過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到的一項(xiàng)難題，目前對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)解決方法的研究仍處在探索階段。

接觸網(wǎng)硬點(diǎn)是由于受電弓與接觸網(wǎng)接觸壓力不均產(chǎn)生的，具有相對(duì)性，并且隨著車(chē)組行駛速度的提升其表現(xiàn)也會(huì)越加明顯［1］。

國(guó)內(nèi)外針對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的研究大致分為2 個(gè)方面：一是基于弓網(wǎng)運(yùn)行設(shè)計(jì)原理進(jìn)行理論分析并研究硬點(diǎn)產(chǎn)生的原因［2］；二是憑借現(xiàn)場(chǎng)檢修人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)分析來(lái)消除硬點(diǎn)［3-4］。而聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，在逐級(jí)提速狀態(tài)下利用弓網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生硬點(diǎn)波形來(lái)分析接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因的研究較少。因此，開(kāi)展利用魯南高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間接觸網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況研究硬點(diǎn)產(chǎn)生原因和整治措施。

1 硬點(diǎn)產(chǎn)生特點(diǎn)

高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，通過(guò)綜合檢測(cè)列車(chē)對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，研究硬點(diǎn)產(chǎn)生的特點(diǎn)。關(guān)于波形中硬點(diǎn)的判定統(tǒng)計(jì)根據(jù)以下2 個(gè)原則：

（1）依據(jù)原中國(guó)鐵路總公司2015 年發(fā)布的《高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)則》規(guī)定，當(dāng)列車(chē)運(yùn)行速度在300～350 km/h時(shí)，硬點(diǎn)允許最大值A(chǔ)v=588 m/s2，當(dāng)波形中檢測(cè)硬點(diǎn)值大于588 m/s2時(shí)，即為硬點(diǎn)缺陷［2］，需進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（2）由于聯(lián)調(diào)聯(lián)試為逐級(jí)提速試驗(yàn)，在弓網(wǎng)檢測(cè)中，先統(tǒng)計(jì)每一次檢測(cè)波形中接觸網(wǎng)硬點(diǎn)缺陷位置，再將統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行匯總分析。凡是在同一位置檢測(cè)硬點(diǎn)僅出現(xiàn)1次的，即認(rèn)為是檢測(cè)誤差；同一位置多次出現(xiàn)的，即認(rèn)為該位置存在硬點(diǎn)缺陷。

1.1 不同速度等級(jí)下硬點(diǎn)產(chǎn)生情況

通過(guò)對(duì)300、320、350 km/h這3個(gè)速度等級(jí)下檢測(cè)到的硬點(diǎn)數(shù)量和硬點(diǎn)平均值2項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其變化趨勢(shì)分別見(jiàn)圖1、圖2。

通過(guò)分析可知：隨著速度等級(jí)增加，硬點(diǎn)數(shù)量和硬點(diǎn)平均值都有明顯遞增，說(shuō)明速度越大，硬點(diǎn)問(wèn)題越嚴(yán)重。

圖2 不同速度等級(jí)下硬點(diǎn)平均值變化

1.2 硬點(diǎn)分布位置統(tǒng)計(jì)分析

由于魯南高鐵設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為350 km/h，因此選取該速度等級(jí)下檢測(cè)波形硬點(diǎn)分布位置進(jìn)行分析。為了便于分析硬點(diǎn)原因和后續(xù)處理，將硬點(diǎn)分布情況分為離散區(qū)段硬點(diǎn)和集中區(qū)段硬點(diǎn)2種。

（1）離散區(qū)段硬點(diǎn)是指硬點(diǎn)分布在不同跨距內(nèi)且分布不均勻的情況（見(jiàn)圖3）。

根據(jù)列車(chē)運(yùn)行方向，選取魯南高鐵下行正向受電弓閉口、上行正向受電弓開(kāi)口運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

在350 km/h 速度下，下行正向閉口檢測(cè)硬點(diǎn)缺陷為13個(gè)，其中5個(gè)位于錨段關(guān)節(jié)處，6個(gè)位于中心錨結(jié)處，2個(gè)位于18號(hào)線岔處。

圖3 離散區(qū)段硬點(diǎn)

在350 km/h 速度下，上行正向開(kāi)口檢測(cè)硬點(diǎn)缺陷為15 個(gè)，其中3 個(gè)位于錨段關(guān)節(jié)處，12 個(gè)位于中心錨結(jié)。不同位置下的硬點(diǎn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖4。

由圖4可知，魯南高鐵在350 km/h檢測(cè)速度下共產(chǎn)生28 個(gè)硬點(diǎn)，其中18 個(gè)位于中心錨結(jié)處，8 個(gè)位于錨段關(guān)節(jié)處，2 個(gè)位于18#線岔處。中心錨結(jié)占比64.3%，錨段關(guān)節(jié)占比28.6%。硬點(diǎn)大值主要集中在中心錨結(jié)處。

圖4 硬點(diǎn)產(chǎn)生位置統(tǒng)計(jì)

（2）集中區(qū)段硬點(diǎn)是指在1個(gè)或者連續(xù)幾個(gè)跨距內(nèi)硬點(diǎn)分布比較集中的情況，通常這種情況下硬點(diǎn)會(huì)集中分布在連續(xù)的幾個(gè)跨距內(nèi)（見(jiàn)圖5）。

圖5 集中區(qū)段硬點(diǎn)

通過(guò)對(duì)魯南高鐵動(dòng)態(tài)檢測(cè)，共發(fā)現(xiàn)3個(gè)區(qū)段硬點(diǎn)較為集中，全部位于魯南高鐵下行線，公里標(biāo)分別為：K87+200—K88+300、K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500。經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，這3 個(gè)硬點(diǎn)集中區(qū)段為3 個(gè)接觸線整錨段。初步推測(cè)該3個(gè)區(qū)段硬點(diǎn)的產(chǎn)生與放線施工工藝或者接觸線設(shè)備質(zhì)量有關(guān)。

2 硬點(diǎn)處理措施

通過(guò)分析硬點(diǎn)分布特點(diǎn)和產(chǎn)生原因，采取如下相應(yīng)處理措施。

2.1 針對(duì)離散區(qū)段硬點(diǎn)處理措施

為排除檢測(cè)定位誤差，在檢測(cè)波形圖中，查找硬點(diǎn)對(duì)應(yīng)的區(qū)間接觸網(wǎng)桿號(hào)。以確定的接觸網(wǎng)桿號(hào)為中心組織人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和處理?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)于硬點(diǎn)處理應(yīng)按照以下步驟逐一排查、確認(rèn)和調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整完后要進(jìn)行復(fù)測(cè)和記錄。

（1）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)以硬點(diǎn)檢測(cè)波形分析確定的接觸網(wǎng)桿號(hào)為中心，整體左右3跨進(jìn)行接觸網(wǎng)導(dǎo)高參數(shù)測(cè)量，排查是否因定位點(diǎn)高差或者相鄰吊弦點(diǎn)高差產(chǎn)生硬點(diǎn)。通過(guò)合理布置吊弦，調(diào)節(jié)吊弦間距以及定位點(diǎn)的高度，保證吊弦受力均勻，可消除吊弦高差產(chǎn)生的硬點(diǎn)［3］。

（2）若排除高差原因后，現(xiàn)場(chǎng)檢查是否因施工工藝不規(guī)范造成導(dǎo)線產(chǎn)生硬彎、扭面現(xiàn)象。借助車(chē)梯或作業(yè)車(chē)用手觸摸或水平整體目測(cè)檢查，發(fā)現(xiàn)此類(lèi)缺陷應(yīng)分別采用正彎器和扭面器等專(zhuān)用工具進(jìn)行處理。

（3）檢查是否由于中錨繩、中錨線夾和電連接線夾安裝不合格造成硬點(diǎn)。通過(guò)調(diào)整中錨繩、中錨線夾和電連接線夾等來(lái)消除硬點(diǎn)［4］。

（4）檢查是否因錨段關(guān)節(jié)處或者電分相處2轉(zhuǎn)換柱間導(dǎo)線交叉處不水平、受電弓不能平滑過(guò)渡而產(chǎn)生硬點(diǎn)［5］。采用對(duì)關(guān)節(jié)處吊弦進(jìn)行測(cè)量，移動(dòng)調(diào)整或者更換吊弦以及通過(guò)延長(zhǎng)等高處的方法進(jìn)行處理來(lái)消除硬點(diǎn)。

（5）檢查定位點(diǎn)與相鄰2處彈吊吊弦布置是否滿足設(shè)計(jì)要求，是否對(duì)稱(chēng)分布、受力均勻，且不能形成V字形。若不滿足要求，可通過(guò)調(diào)整、更換相應(yīng)吊弦來(lái)消除硬點(diǎn)［6］。

2.2 針對(duì)集中區(qū)段硬點(diǎn)處理措施

集中區(qū)段硬點(diǎn)產(chǎn)生原因與離散區(qū)段不同，主要因接觸線所受張力不足或接觸線本身有質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致［7］。分別采用張力自然延伸試驗(yàn)、換線試驗(yàn)2 種方法進(jìn)行處理。

（1）張力自然延伸試驗(yàn)。對(duì)魯南高鐵莒南北—臨沂北區(qū)間下行K87+200—K88+300 處進(jìn)行錨段整治實(shí)驗(yàn)，將錨段內(nèi)定位點(diǎn)線夾、吊弦線夾、非支落錨錨支卡子拆除，接觸線自然延展20 h后再進(jìn)行檢測(cè)。

（2）換線試驗(yàn)。對(duì)魯南高鐵下行K87+200—K88+300、 K91+100—K92+100 和 K184+400—K185+500 的3處硬點(diǎn)集中區(qū)段進(jìn)行整錨段換線處理后再進(jìn)行檢測(cè)。

魯南高鐵下行K87+200—K88+300 處錨段在試驗(yàn)前后檢測(cè)的波形見(jiàn)圖6—圖8。

圖6 試驗(yàn)前的檢測(cè)波形

圖7 試驗(yàn)后的檢測(cè)波形

圖8 換線試驗(yàn)后的檢測(cè)波形

對(duì)比圖6 和圖7 可知，張力自然拉伸試驗(yàn)對(duì)于接觸網(wǎng)硬點(diǎn)問(wèn)題改善效果不理想。對(duì)比圖8可發(fā)現(xiàn)，通過(guò)更換接觸線，硬點(diǎn)問(wèn)題改善效果明顯，硬點(diǎn)值控制在規(guī)定范圍內(nèi)。另外其他2處集中區(qū)段硬點(diǎn)在換線后，接觸網(wǎng)硬點(diǎn)問(wèn)題也得到明顯改善。

3 硬點(diǎn)產(chǎn)生原因匯總

通過(guò)對(duì)弓網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)檢測(cè)波形分析，結(jié)合接觸網(wǎng)硬點(diǎn)整治反饋結(jié)果，總結(jié)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因有以下幾種：（1）接觸網(wǎng)質(zhì)量增加的區(qū)段容易產(chǎn)生硬點(diǎn)，如定位器線夾、吊弦線夾、中錨線夾、錨段關(guān)節(jié)的電連接線夾處等；（2）施工工藝不標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致硬點(diǎn)產(chǎn)生，如接觸線硬彎、扭面、定位器坡度不足等；（3）線索本身不合格造成硬點(diǎn)，如接觸線表面存在毛刺、接觸線內(nèi)部損傷等。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)魯南高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間弓網(wǎng)系統(tǒng)檢測(cè)分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際研究接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因，根據(jù)不同情況嘗試多種解決辦法，最終消除硬點(diǎn)缺陷。對(duì)接觸網(wǎng)硬點(diǎn)產(chǎn)生原因進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和解決方法的探索，為后續(xù)我國(guó)高鐵建設(shè)中接觸網(wǎng)硬點(diǎn)的防治提供技術(shù)參考［8］，也為新建電氣化鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間接觸網(wǎng)硬點(diǎn)缺陷分析和處理提供解決思路［9］。