引言：朔黄铁路横跨山西、陕西、内蒙古三省区，是国家"西煤东运"战略大通道的重要组成部分，承担着陕北、蒙西地区煤炭外运的重任，作为典型的煤炭重载线路，朔黄铁路线路长、区间多、坡度大，牵引负荷大、动车组车型复杂，对接触网安全性、可靠性、稳定性提出了更高要求。接触网硬点作为电气连接和力学支撑的薄弱部位，其可靠性直接关系到接触网乃至机车车辆的安全运行，受复杂环境因素和设备自身缺陷影响，朔黄铁路接触网硬点故障时有发生，已成为制约铁路供电质量提升、威胁行车安全的"达摩克利斯之剑"。

一、朔黄铁路接触网硬点的特殊性

朔黄铁路地处黄土高原和内蒙古高原过渡地带，线路起伏跌宕、坡度变化大，最大坡度达30‰，线路阻力大，其牵引供电系统采用交流25kV -50Hz 制式，接触网型号为CTMH-250型简单链式悬挂，接触线截面积为150mm²，承力索截面积为95mm²，额定电流为1000A，设计时速为120km/h，但运营初期已开行了时速160km/h的快速货物列车，成为国内首条时速160km/h的重载铁路。朔黄铁路牵引动力以HXD1、HXD2和SS4G为主，列车编组辆数长、牵引总重大， "三电"机车与内燃机车混跑，机车弓网差异大，全线设置有多处三轨区段，用于三种机车弓网过渡。

受复杂地形、重载列车和弓网差异等因素影响，接触网面临着更加恶劣的工作环境：一是由于线路阻力大、牵引负荷高，接触网电流频繁波动，易引发电热效应，加剧接触网部件的热胀冷缩问题；二是重载列车引起的网线振动加剧了硬点处的冲击和磨损；三是三轨区段密集设置的硬点易引发定位失效、结构损伤等问题，正是由于上述特殊性，接触网硬点成为制约朔黄铁路供电质量和运输效率提升的"瓶颈"。

二、朔黄铁路接触网硬点常见问题

（一） 硬点附加悬挂装置缺陷

作为连接接触线与承力索的关键部件，硬点的附加悬挂装置直接决定了硬点处接触网的高度和位置，然而朔黄铁路运营实践发现，硬点附加线夹、定位器等附加悬挂装置存在材料缺陷、安装不当、松动磨损等问题，易引发硬点高度异常和硬点结构损伤。受温度变化影响，线夹与线条间的配合间隙不均匀，热胀冷缩差异引起的附加悬挂装置变形使得硬点高度难以保持稳定，附加线夹安装不到位，螺栓紧固力矩不足，在列车冲击振动下易发生松动，导致硬点结构变形、位置偏移。值得注意的是，三轨区段因硬点分布密集，相邻硬点的附加悬挂装置往往存在相互影响，如某一处硬点附加装置损坏，则会连锁引发邻近硬点的高度、定位异常，极大威胁行车安全。

（二） 硬点定位失效

硬点位置决定了列车受电弓与接触网的匹配质量，是保障良好受流质量的关键，受设备老化、基础下沉等因素影响，朔黄铁路部分区段硬点普遍存在定位失效问题，硬点定位装置多采用托臂式或腕臂式结构，在长期风吹日晒和列车冲击作用下，易发生形变、锈蚀和磨损，进而引发硬点偏移；加之，线路地基尤其是道岔区段路基稳定性较差，在车流冲击下极易发生不均匀沉降，致使接触网支柱发生倾斜，进而引发硬点位置偏移。更为棘手的是，一旦硬点位置失效，在温度变化引起的接触网热胀冷缩作用下还会进一步恶化，硬点定位失效不仅影响受流质量，引发网损和弓损，而且极易造成硬点处接触网高度急剧变化，引发列车"网压"、"网抬"等事故。

（三） 硬点的热胀冷缩问题

接触网硬点普遍采用铜合金或铝合金材料，热胀冷缩系数高于钢轨，在环境温度变化下极易发生伸缩变形，进而引发硬点高度不均、定位失效等问题，朔黄铁路沿线昼夜温差大、季节温差显著，硬点热胀冷缩问题尤为突出，该线路硬点处接触网在夏季45℃高温下平均上浮8mm，冬季-25℃低温下平均下降10mm，远超设计值。硬点温度变形不仅引起列车运行阻力增大，而且加剧了受电弓与接触网的非正常磨损，降低了供电质量。温度变化引起的硬点伸缩变形还会在相邻承力索间引入附加张力，导致承力索张力超标，加速硬点部位金具的疲劳开裂和损坏，而硬点热胀冷缩还会通过附加悬挂装置传递，在相邻硬点间形成张力再分配，进而扩大硬点失稳的影响范围，热胀冷缩引发的连锁反应已成为威胁朔黄铁路接触网硬点稳定性的重要因素。

（四）硬点处接触线磨耗加剧

承担重载运输任务的朔黄铁路，列车频繁通过引起的振动冲击和电弧放电，使得硬点处的接触线磨损十分严重。较大牵引负荷下，受电弓与接触网面压增大，加之硬点处刚度突变，引起网弓间的振动和冲击加剧，导致硬点处接触线磨损失重高于其他区段，无损检测表明，硬点处电弧放电现象较为普遍，在电弧高温作用下，接触线表面的氧化膜加速剥落，加剧了接触线的电蚀损伤。调查发现，截至2020年底，朔黄铁路硬点处接触线平均磨耗量已达到1.2mm²/万根公里，超过了1.0 mm²/万根公里的警戒值，接触线过度磨损削弱了导电截面积，增大了接触电阻，进而恶化了局部发热问题，磨耗还会引起接触线截面不均匀，降低接触网几何参数的一致性，引发弓网追跑和硬点冲击，一旦接触线磨耗过度，还会引发接触线断股或硬点脱落等严重故障，对行车安全构成直接威胁。

（五）施工工艺不当引发硬点问题

规范施工是硬点安全稳定运行的基础保障，但受技术标准滞后、质量把控不严等因素影响，朔黄铁路接触网硬点施工尚存在不少问题。施工工艺不到位，如放线不到位、线夹螺栓紧固不均匀等，引发硬点初始状态不良、应力分布不均，再如架空地线与接触网混凝土支柱的焊接强度不足，易引发断裂故障，危及接触网稳定性。施工组织协调不畅，硬点施工涉及电力、通信、信号等多专业配合，缺乏统一协调，施工计划性差，往往为赶工期而忽视质量标准。施工环境恶劣、安全防护不足，硬点多处于隧道、路基等环境复杂路段，作业条件受限，易发生触电、机具伤害、高空坠落等安全事故，施工环节的缺陷不容忽视，它直接影响到硬点在列车运行冲击下的可靠性，需引起足够重视。

三、朔黄铁路接触网硬点常见问题的应对对策

（一） 加强硬点附加悬挂装置的检修维护

针对硬点附加悬挂装置存在的共性问题，须建立全生命周期的状态检修维护机制。优选高可靠性的悬挂部件，采用热膨胀系数匹配良好的材料，减小温差变形，选用高强度、耐腐蚀的紧固件，降低螺栓松动概率。规范悬挂部件安装工艺，明确各类线夹的紧固力矩要求，借助扭矩扳手等工器具保证施工质量，合理设置定位器与承力索的初始夹角，满足硬点刚度要求。构建状态检修维护体系，基于大数据和物联网技术，建立接触网部件全生命周期档案，实时采集线夹松动、部件位移等状态参数，结合设备维修历史，优化点检、维护、更换等工作流程，由"事后维修"向"预测性维护"转变。强化检修人员技能，以接触网检修维护班组为单位，定期开展技能培训和应急演练，提高一线检修人员的部件故障诊断、应急处置能力，确保硬点问题的及时排除。

（二） 定期对硬点位置进行测量校正

为解决硬点失位问题，应建立定期测量、动态跟踪的硬点位置管理机制，明确硬点位置测量标准，结合线路条件、车行速度等，合理设置硬点高度和偏位允许值，制定测量操作规程，规范检测设备配置。开展硬点位置联合测量，联合CATC、轨道、电力等部门，采用轮轨型弓网位置检测车定期开展联合检测，及时发现硬点位置超限问题，完善位置异常硬点台账，详细记录硬点测量数据，对高度和偏位超限的硬点进行编号造册，结合故障发生时间、原因等，评估硬点健康状态，制定针对性整治方案。创新硬点位置在线监测，基于惯性导航、激光雷达等技术，研制车载接触网位置在线监测装置，实现对列车运行中的硬点位置动态采集，为前瞻性故障诊断奠定基础，优化支柱基础加固方式，在软土路基路段，采用长螺旋桩代替浅埋式基础，提升硬点支撑刚度，在隧道区段，加装托臂平衡锚，降低硬点位移风险。

（三） 研究温度变化下的硬点补偿技术

针对热胀冷缩引发的硬点失稳问题，需开展环境温度—接触网几何参数映射关系研究，优化现有的硬点补偿方式，构建硬点热胀冷缩测试平台，采用分布式温度传感器实时采集硬点处接触网温度场数据，同步测量硬点高度、偏位等几何参数变化，分析温度变化与硬点失稳的定量关系。优化硬点高度补偿装置，研制新型恒力弹簧自动补偿装置，实现对温度变化引起的接触线伸缩量的自适应调节，降低热胀冷缩对硬点稳定性的影响，探索全弹性悬挂方式，以弹性索代替刚性管，研制新型承力索支撑装置，增大接触网的伸缩补偿能力。完善温度补偿施工工艺，基于有限元仿真优化施工参数，改进线夹与线条的匹配工艺，调整接触线安装张力，最大限度降低热胀冷缩引起的硬点初应力，强化恶劣天气下的运维监测，利用气象监测信息，预判极端温差条件下的接触网几何参数变化，制定应急运维预案，必要时采取限速运行等措施，降低硬点失稳风险。

（四）优化硬点材料及结构设计

硬点可靠性的提升离不开材料优选和结构优化，采用新型高性能材料，在传统铜合金基础上，研制添加稀土元素的铜合金复合材料，在保证导电性能的同时，提高硬点的抗磨损、抗冲击能力，为降低热胀冷缩影响，还可采用与钢轨线膨胀系数相近的新型合金材料。优化硬点结构参数，采用偏心异形截面设计，在减小硬点刚度突变的同时，增大抗弯抗扭能力，在各向异性悬挂中，通过错位设置双线夹，抑制硬点振动，通过增大硬点纵向长度，降低电弧烧蚀引起的接触线磨损速率，完善硬点防护措施，在易发生电蚀的区段增设辅助悬挂线夹，分散电流，在硬点两侧涂覆高导电润滑脂，减小硬点摩擦因数，延缓接触线磨耗。优选弓网匹配，结合线路通过车型，模拟弓网碰撞工况，优选硬点动态参数，改善硬点冲击响应特性，匹配大滑板受电弓，利用弓头柔性均压作用，缓解硬点冲击和磨损，加强硬点防腐蚀设计，采用热喷涂、金属氧化等表面处理工艺，提高硬点部件耐候性，在紧固件涂覆高效防锈油，延缓螺栓锈蚀和松动。

（五）完善施工工艺，强化施工质量管控

硬点施工的精细化、标准化管理是确保接触网安全平稳运行的关键，健全硬点施工标准，结合线路运营实践，充实完善硬点施工工法、验收规范等技术标准，为现场施工提供可量化的评判依据。加强全过程质量管控，将重点零部件制造、运输储存、安装施工、调试验收全过程纳入质量管理体系，细化质控节点和责任主体，实行图纸会审、工序交接检查等制度，坚决杜绝不合格产品流入施工现场，推广新型施工机具，采用轨道吊、轨道车梯等专用施工车辆，减少施工人员的高空作业时间，推广应力放线器、水平仪等测量工具，提高施工精度，确保硬点安装质量。加强协同施工管理，编制接触网、通信、信号专业交叉施工作业指导书，统筹各专业施工时序和空间，提高综合施工效率，建立设计、施工、监理协同工作机制，及时沟通设计意图，消除施工技术难点，确保一次施工合格，强化施工人员安全意识，制定硬点作业安全操作规程，配齐安全帽、绝缘服、安全带等劳动防护用品，常态化开展触电应急、坠落施救等演练，增强施工人员安全施工技能。

结语

朔黄铁路作为国家贯通南北、联结东西的能源大动脉，对于构建西部地区煤炭就地转化、外送消纳新格局具有重要意义。接触网作为电气化铁路牵引供电系统的关键组成部分，其安全可靠性直接关系到铁路运输效率和电能质量，制约着朔黄铁路向更快、更重、更优方向发展，作为接触网中的薄弱环节，硬点问题日益成为困扰该线路安全平稳运行的"心病"。面对"建设速度不减、运输压力不减、应对举措不减"的新形势，必须深化供电环境恶化的规律性认识，遵循安全第一、预防为主、综合治理的工作方针，把难点问题作为保障铁路安全生产的重中之重，综合运用现代化的检修手段、先进实用的新材料新工艺、科学规范的管理方法，狠抓硬点全生命周期管控，构筑起一道道坚强的电气安全屏障。

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