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困扰高铁多年的冻雨难题为何无解

2024-06-15 04:57 阅读了

2008年的春运瘫痪局面又要重演了? 159趟列车被迫停摆,武铁因为又下冻雨又下雪大面积停运、晚点。

明明轨道上没有积雪,为什么经过湖北的高铁都要将速度降低缓慢通过,而且列车上方的输电线路还一路冒火花呢?

中国高铁全球领先,但至今都没有解决抗冻难题吗?

对,遇到这种极端天气还根本就没法解决。四种降水模式——下雪、下雨、雨夹雪和下冻雨,其中最恶劣的就是下冻雨,下的雨掉下来就直接结冰,导致高铁上方的电线全部包裹着厚厚的一层冰。

高铁上方的这根电线专业点说叫作“接触网”,而这根架子就是“受电弓”,当受电弓与接触网连接时,高铁在滑行状态下就可以得到供电。

武汉的这次冻雨让接触网结冰,导致高铁行驶时上方的受电弓接受到的电流不均匀,所以我们看到高铁行驶过程中受电弓上方像烧电焊似得,这就是拉弧、闪电弧。

途径汉口站的列车拉弧火花

接触网结冰这会导致电能供应不足,高铁速度太快可能发生冰层打坏受电弓的情况,再加上轮轨上结冰影响刹车,所以高铁动车只能以很低的速度通过,甚至有的列车组被迫停电直接原地停摆,这就是每年春运困扰中国高铁十多年的世界难题——接触网覆冰。

接触网覆冰

情况极其严重的还需要通过内燃机车救援。

武汉铁路微博就在2月3日发文称,武汉到宜昌的一段路线因为“接触网覆冰”导致停电。

武铁发布的停运原因

高铁以往接触网结冰时是如何立即解决的呢?

简单点可以直接上“热滑”,开一列有两个受电弓的动车或者电力机车到轨道上,前面一个受电弓升弓出去滑一遍,不通电不取流,专门将冰层打掉,第二个受电弓取流,但这样也只能短暂保证接触网的供电。

其中机车上打冰的受电弓需要安装碳铝滑板或者铜基粉末冶金滑板,这种滑板像刀片一样硬,但不会损伤接触网。

两种滑板

如果接触网上的冰层太厚的话,刮冰车起不了作用,那么我们就只能上人力了。

先把需要去冰的路段断电,然后一群接触网工直接拿棍子敲打冰层,其实人工去冰这种方式是很低效落后的,但也是迫不得已。

人工给接触网去冰

目前铁路上面对“接触网覆冰”这个自然灾害时,基本只有这两种解决办法。虽然接触网覆冰看起来没啥,只是供电路线上结了一层冰,却能直接瘫痪一方的铁路运力,甚至影响整个春运路线这条大动脉。

一场冻雨几乎让整个武汉铁路瘫痪停运,“高铁供电线路去冰”除了机车刮冰和人力敲打这些传统落后方式外,有没有其他超前的技术解决这个世界难题呢?

确实有专家提到过、利用电网的直流融冰装置去冰,当接触网线路覆冰严重时,我们可以给这段路线通过稳定可调的直流电流,直接对线路加热融化冰层。

其实从上世纪50年代开始,我国东北就从苏联引进了高压线的融冰技术,大致原理就是将融冰装置和结冰线路连到同一回路上,使线路短路发热来融化冰层。2008年全国雪灾之前,基本只有华北一小部分电网和东北电网搞了这个,南方是08年雪灾过后才开始弄的。

短路发热去冰原理

2022年12月,云南昭通突现极端雨雪冰冻天气,很多地方的高压电线全部附着厚厚的雪层和冰层,一旦不及时去冰,2008年冰灾高压线路和塔被压倒的情况又会重现。

幸好从2008年后昭通电网搞了七套融冰装置,将110千伏以上的中、重冰灾区全部覆盖,所以当时利用输电线路直流加热融冰时,所有冰块轻松掉落,去冰方式极其高效和节省人力。

现在电网用的这种直流融冰方式需要断电进行,直流电是额外的电源提供的,这种电源能自由调节不同大小的电流,从而调节发热量。

那这种直流去冰方式能用在高铁路线上吗?

目前来看还真不行,现在国内还没有用直流短路方式解决过高铁线路结冰问题,中国国家铁路集团运输调度指挥中心发表过这样一篇论文——高铁铁路接触网直流融冰技术,就是用直流装置将高铁结冰线路进行短路去冰。

相关直流融冰技术论文

虽然高铁接触网去冰用直流装置去冰理论上可行,但实施起来非常复杂。中国铁路总公司呼和浩特局的翁尔朋发表的论文探讨过这个问题,他认为过程虽然简单,但是需要的设备很多,比如牵引变压器、换流变压器和整流设备等等,操作起来也麻烦,所以具有一定的局限性。

翁尔朋论文给出电流融冰局限性的理由

我个人分析认为接触网和输电线路的功能是不同的,商业运营性质也不太相同。高压输电线路去冰一次能管很长时间,远程输电主要是担心冰层过重压垮线路,去冰一次后面即使结冰但重量轻也不太影响送电。

但高铁输电线路但凡结冰,就会影响列车的通行,需要不断跟着去冰,可能现在去除了,过一会儿冻雨袭来又会结冰,用直流装置短路反复去冰的话耗能太严重,也会影响设备和线路寿命,成本上过于超标。

但不管怎样,如今的去冰方式已经无法解决接触网结冰对春运运力的影响,你认为高效的去冰方式是什么呢?

网友看法

1、网友宦海十年:血和泪的教训,宁愿晚点也不能吃席

2、网友大虾:越先进的系统越脆弱,还是要保留些内燃机车及蒸汽机车头,以备不时之需

3、网友风度翩翩的陈一刀:可以给铁轨通电加热[加油][加油][加油]

4、网友核裂变能量:给接触网装上防雨罩子!

5、网友赵34说车:装个大功率吹风机行不行呢[what]

6、网友我心飞翔CYGGL:换种思维,控制天气不就得啦

7、网友上进的可乐Aa:要是发生战争。高铁有啥用?

8、网友程志良成成:关健技术没有突破前,内燃机车要多备库,应急上!

9、网友爱思考的胡汉三先生:极端天气新闻又不是没报道,我就果断改签了,这两天网吧干通宵游戏,爽死了,2月6号再走

10、网友外语那点事:除雪动车,或者自动化冰设备应该研发一下,否则未来敌国可能利用大雪天发动进攻,恰好在我们运输补给有问题的时候,就麻烦了。

11、网友名字好难取都是重复:沿着高铁线路一路搭棚子给电线遮雨,这办法可行不?虽说不治本但是也能治治标

12、网友胖子军54:目前无解,就这样,高铁发展了几十年都没解决的问题,能说解决就解决吗。武汉差不多上十年没碰见现在这种冻雨天气了

13、网友影视赏析栏:那东北地区的高铁上这个问题是怎么解决的?难道东北高铁的上面不会结冰吗?

14、网友对方过后滚滚滚发发发:这么简单的事情直接把高铁机头前面加一个大功率吹热风装置这个应该 不难吧。

15、网友jack41743996:火车内部核电池供电最好,接触网什么都不要了

16、网友平安是福190225914:在接触网上面罩一层防雨伞,即简单又方便,不用是收起,

17、网友奇幻橘子Op:用蒸汽车打头,对接触网直喷600度高温蒸汽,秒解决结冰问题!

18、网友平行世界v:我觉得挺简单的,把电压降低就可以了。电流得以增大,电线就变成“热得快”了

困扰高铁多年的冻雨难题为何无解

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