继2008年春节之后,今年多地又出现霜雨恶劣天气,湖北、湖南高速公路部分路面大面积结冰雪,导致大量车辆拥堵滞留高速公路,长达三天之久,各级动员人力,全部上路人工加机械清除路面冰雪, 清理道路,营救被困的返回者。
高速公路结冰无法通行是可以理解的,但今年却有高铁动不了的双重叠加坏消息,不仅不能开车回家,还要乘坐高铁穿过“冻雨”路段趴在地上,最后用“老太太”——内燃机车快速救援, 并将机动车驶出“冻雨”路段。
如今中国的高铁技术已经处于世界领先水平,而且还在向国外输出技术和标准,很多人可能会疑惑,为什么一路飙升的中国高铁,还能被一场大雪“冻”?
其实高铁天气确实有四种隐患:雪、雨、雨夹雪、冻雨,尤其是最后一种,直接落在电线上的雨水,是高铁最怕的天气。
高铁线路上的输电线路称为“接触网”,高铁头部的架子本身就是“受电弓”,当高铁运行时,“受电弓”总是与“接触网”相连,从而保持连续供电,保持速度平衡。
湖北的“冻雨”使“接触网”直接结冰,导致高铁上方的“受电弓”接收到的电流不均匀,甚至无法继续接收电力,因此我们看到一些高铁不得不像燃烧的焊缝一样在“受电弓”上方拉出一条长长的电弧,这实际上是受电不均匀引起的一种独特的拉弧现象。
悬链线结冰会导致列车动力不足,此时高铁速度可能会出现冰损坏“受电弓”的情况,过慢而影响线路的运行,导致大面积的路网延误,而最严重的是,有些路段即使有断裂“受电弓”也无法通过的风险, 直接无法接电,原地停靠,这就是春节困扰中国高铁的世界性问题——悬链线结冰。
你在设计高铁的时候没有想过这个问题吗?
答案是,已经设想好了,毕竟中国南北跨度大,海拔和气候差异大,所以要综合考虑不同地区的温湿度和极端天气影响,所以在上述四种天气条件下也有高铁应对方案,包括“冻雨”情况下的线路结冰现象。
那么通常的解决方案是什么?
最简单的解决办法是直接去“热滑”,提前用两个“受电弓”装置驱动火车或电力机车到轨道上,船头前面的“受电弓”出去再次滑行,没有电也没有电流,具体来说就是要敲掉冰面,负责击冰的“受电弓”需要安装一块“碳铝滑板”或“铜基粉末冶金滑板”, 这种滑板坚硬如刀片,但不会损坏“接触网”,第二个“受电弓”承受电流,但是,这只有在冰比较薄的情况下才能使用。
如果“悬链线”上的冰太厚,前面的专用刮冰器就起不到作用,甚至会出现前面刚刚刮过,后面很快又会结冰的情况。
有专家提出,用我国电网的“直流融冰技术”来解决高铁线路的融冰问题,最终验证不是很适用,我国高铁也进行了内部调研,最后发现成本非常大,实施起来非常复杂。 电网的冰融化是因为冰太厚,会压过线路和铁塔,对输电损耗的影响有限,如果冰融化后冰再次结冰,只要冰不影响承载范围内持续输电的安全, 无需在短时间内再次融化冰。但铁路不好,连续结冰现象是影响机车在线路上的连续运行,而采用这种技术反复解冻冰实现的过程非常复杂,而且能耗非常大,还影响设备和线路寿命,对于少数极端天气和大范围的设备进行改造, 收益大于损失。
因此,目前,这个问题仍然是中国高铁技术部门需要继续解决和克服的难题,最终找到一个商业上可持续和技术上可以接受的解决方案,才能彻底解决这一全球性问题。 目前,中国尚未在高原上推广子弹头列车的一个重要原因也有上述因素,但相信中国工程师在高铁领域的不断成就,一定能在不久的将来解决这一“路障”。