繼2008年春節之後,今年多地又出現霜雨惡劣天氣,湖北、湖南高速公路部分路面大面積結冰雪,導致大量車輛擁堵滯留高速公路,長達三天之久,各級動員人力,全部上路人工加機械清除路面冰雪, 清理道路,營救被困的返回者。
高速公路結冰無法通行是可以理解的,但今年卻有高鐵動不了的雙重疊加壞訊息,不僅不能開車回家,還要乘坐高鐵穿過“凍雨”路段趴在地上,最後用“老太太”——內燃機車快速救援, 並將機動車駛出“凍雨”路段。
如今中國的高鐵技術已經處於世界領先水平,而且還在向國外輸出技術和標準,很多人可能會疑惑,為什麼一路飆公升的中國高鐵,還能被一場大雪“凍”?
其實高鐵天氣確實有四種隱患:雪、雨、雨夾雪、凍雨,尤其是最後一種,直接落在電線上的雨水,是高鐵最怕的天氣。
高鐵線路上的輸電線路稱為“接觸網”,高鐵頭部的架子本身就是“受電弓”,當高鐵執行時,“受電弓”總是與“接觸網”相連,從而保持連續供電,保持速度平衡。
湖北的“凍雨”使“接觸網”直接結冰,導致高鐵上方的“受電弓”接收到的電流不均勻,甚至無法繼續接收電力,因此我們看到一些高鐵不得不像燃燒的焊縫一樣在“受電弓”上方拉出一條長長的電弧,這實際上是受電不均勻引起的一種獨特的拉弧現象。
懸鏈線結冰會導致列車動力不足,此時高鐵速度可能會出現冰損壞“受電弓”的情況,過慢而影響線路的執行,導致大面積的路網延誤,而最嚴重的是,有些路段即使有斷裂“受電弓”也無法通過的風險, 直接無法接電,原地停靠,這就是春節困擾中國高鐵的世界性問題——懸鏈線結冰。
你在設計高鐵的時候沒有想過這個問題嗎?
答案是,已經設想好了,畢竟中國南北跨度大,海拔和氣候差異大,所以要綜合考慮不同地區的溫濕度和極端天氣影響,所以在上述四種天氣條件下也有高鐵應對方案,包括“凍雨”情況下的線路結冰現象。
那麼通常的解決方案是什麼?
最簡單的解決辦法是直接去“熱滑”,提前用兩個“受電弓”裝置驅動火車或電力機車到軌道上,船頭前面的“受電弓”出去再次滑行,沒有電也沒有電流,具體來說就是要敲掉冰面,負責擊冰的“受電弓”需要安裝一塊“碳鋁滑板”或“銅基粉末冶金滑板”, 這種滑板堅硬如刀片,但不會損壞“接觸網”,第二個“受電弓”承受電流,但是,這只有在冰比較薄的情況下才能使用。
如果“懸鏈線”上的冰太厚,前面的專用刮冰器就起不到作用,甚至會出現前面剛剛刮過,後面很快又會結冰的情況。
有專家提出,用我國電網的“直流融冰技術”來解決高鐵線路的融冰問題,最終驗證不是很適用,我國高鐵也進行了內部調研,最後發現成本非常大,實施起來非常複雜。 電網的冰融化是因為冰太厚,會壓過線路和鐵塔,對輸電損耗的影響有限,如果冰融化後冰再次結冰,只要冰不影響承載範圍內持續輸電的安全, 無需在短時間內再次融化冰。但鐵路不好,連續結冰現象是影響機車在線路上的連續執行,而採用這種技術反覆解凍冰實現的過程非常複雜,而且能耗非常大,還影響裝置和線路壽命,對於少數極端天氣和大範圍的裝置進行改造, 收益大於損失。
因此,目前,這個問題仍然是中國高鐵技術部門需要繼續解決和克服的難題,最終找到乙個商業上可持續和技術上可以接受的解決方案,才能徹底解決這一全球性問題。 目前,中國尚未在高原上推廣子彈頭列車的乙個重要原因也有上述因素,但相信中國工程師在高鐵領域的不斷成就,一定能在不久的將來解決這一“路障”。