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接触压力检测分析

摘要：我国电气化铁路已在全国铁路网络中占主导作用，随着铁路建设的不

断发展，新技术，新设备的投入使用，为了接触网的检测技术不断的成熟和完善。

本文从接触网检测的角度出发，简要阐述以接触压力值代替加速度值来描述接触

网硬点的检测方式，以及相关理论和标准。提出接触压力的检测方法，评判方

式以及改进建议。

关键词：加速度；接触压力；超限值

一．使用加速度描述接触网硬点的弊端：

在接触网检测中，判定接触网硬点通常使用加速度这一物理量，其单位为

“m/s2”。通常又折算成重力加速度”g”，即10m/s2。行业内不少人常将二者混淆

的，认为“g”等同“m/s2”，也有把“g”当成“克”的。以前常常见到某些报告甚至标

准提出，某段接触网硬点达到20g或者30g，实际上不是g，而是m/s2。可以看

出很人们对此单位很容易误解。笔者认为加速度测量硬点的方式却不是很准确。

检测车通常采用受电弓滑条下加装震动传感器（一般称加速度传感器），这种测

量方式却是难以准确测量出接触网对受电弓的瞬时冲量造成的加速度的。

第一，检测车一般在受电弓滑条下安装两个震动传感器，一个测水平方向，

一个测垂直方向，与滑条固定在一起。实际在运行过程中，受电弓头是经常有小

幅度偏转的，这两个传感器并没有最佳的工作环境，往往所受冲力并非正对传感

器。此外还有来自检测车体自身带来的震动等复杂原因的干扰。传统检测车也没

有在受电弓底座安装加速度传感器，无法对运动的车体震动值作出补偿。因此，

检测数据可能出现很大的误差。

第二，从理论上，在牛顿力学公式里，加速度计算的2个公式a=F/m和

a=(v-v0)/t，可以看出，第二个公式的3个物理量绝对不可能由一个传感器甚至一

个简单的系统能测出。而第一个公式中“m”即质量，对弓网系统来说是一个无法

准确给予的物理量。有人说取受电弓头的质量即6.5kg，但是弓头是作为一个部

件和受电弓合为一体固定在车顶，受电弓头同时受重力和弓臂带来的升力以及各

链接件的影响，显然不能作为在冲击力方向上一独立物体为此公式提供“m”数

值。检测车对于“m”值的认定也不完全统一。

因此，对于受电弓这种具有柔性升降的较为复杂的机械结构来说，在

160km/h的速度下加速度大的也只有20~30m/s2，而对硬点的检测报告，不同的

检测车却大相径庭，差别可以达到好几倍。即便加装了受电弓底座补偿传感器的

新型检测设备，许多国外专家还是对硬点的检测持保守的态度。

二．使用接触压力描述接触网硬点的可行性：

从加速度的两个公式a=F/m和a=(v-v0)/t可以看出，一个是从作用力的角度

推导，一个是从速度的角度推导。从速度改变的角度推导显然非常复杂，需要测

速，记时再计算，检测车都放弃了从速度变化量上推导加速度值。那么从力的角

度呢？从第一个公式中可以看出，对检测车来说，“m”，我们虽然无法确定其

具体的数值，但它肯定是检测车自身部分的，我们可以认定是受电弓系统的一个

内因，在正常检测过程中(重大打弓事故除外)可以认定它是某个可能会略有变化

的值。而F是弓网的瞬时接触压力，这是来自接触网的作用力，也就是加速度产

生的外因。而同一受电弓本身的机械性能一般不可能造成接触压力的大幅改变，

接触压力的突变必定来自接触网，接触压力的突变也就是导致硬点产生的根本原

因。但接触压力却是个能较准确测量得出的数据。

接触压力是通过在受电弓滑条下两侧安装的力学传感器测得。力学传感器一

般是具有刚性抗扭矩和低温度偏移特性的称重式传感器。笔者常年在接触网检测

车工作，该车采用德国铁路DB公司检测设备。通过检测实践，引用了部分2013

年5月23日以80km/h速度检测某条线路的数据，制定以下冲击加速度与接触拉

力的对照表。

表一

里程(km)加速度(m/s2)接触压力（N）

1182.93214.8124

2188.60115.4124

3207.96911.5121

4211.55622.5131

5234.18829.3321

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