高鐵提速，列車頭頂?shù)慕佑|網(wǎng)至關(guān)重要

這張網(wǎng)，有門道(行業(yè)廣角)

7月1日起，中國(guó)鐵路再調(diào)圖，多條高鐵再提速。高鐵提速，不僅與列車有關(guān)，列車頭頂?shù)慕佑|網(wǎng)可是至關(guān)重要。這一根根看似普通電線的電力大動(dòng)脈，卻有著特殊的產(chǎn)業(yè)“密碼”。

與普通電線不同，鐵路列車運(yùn)行速度快、荷載量大，接觸網(wǎng)電線的材料需要兼顧導(dǎo)電性與抗疲勞性。而高鐵接觸網(wǎng)電線要求更為嚴(yán)格。

“普通的銅銀、錫銅導(dǎo)線比純銅材質(zhì)提高了耐熱性，但是抗拉強(qiáng)度不行，張力不足，導(dǎo)致列車提速難?！敝袊?guó)最大的高鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線供應(yīng)商——中鐵建電氣化局康遠(yuǎn)公司總工程師李學(xué)斌說(shuō)，銅鎂合金導(dǎo)電率高、強(qiáng)度大、耐磨、耐腐、抗疲勞。

那么，把國(guó)外的銅鎂合金導(dǎo)線照搬到中國(guó)高鐵上行不行？還真不行！

與國(guó)外高鐵相比，中國(guó)高鐵往往時(shí)速高、運(yùn)距長(zhǎng)、開(kāi)行密度大，且有些線路能一日經(jīng)歷四季變化。像京滬高鐵的運(yùn)距比德國(guó)柏林到法國(guó)巴黎的高鐵要長(zhǎng)20%，但運(yùn)輸時(shí)間卻只有其一半。這就要求接觸網(wǎng)材料的導(dǎo)電性更好，韌性更強(qiáng)。

“列車時(shí)速超過(guò)300公里后，時(shí)速每提高20公里，就是一個(gè)技術(shù)門檻。就好像百米賽跑，跑進(jìn)10秒后，每提高0.01秒都很難?！敝需F建電氣化局康遠(yuǎn)公司董事長(zhǎng)趙德勝說(shuō)，中國(guó)高鐵時(shí)速?gòu)?00公里提高到400公里，車體結(jié)構(gòu)不同、線路建造轉(zhuǎn)彎半徑不同，接觸網(wǎng)張力每提高一個(gè)千牛，電線所采用的合金材料配比設(shè)計(jì)就大變樣?！叭绻牧喜缓?，就會(huì)摩擦出電火花，甚至燒斷?！?/p>

國(guó)外使用銅鎂合金做電線，均采用鑄造工藝，這導(dǎo)致電線像建筑鋼筋一樣硬，導(dǎo)電性能差，也缺乏韌性。而中國(guó)則采用了完全不同的上引連續(xù)擠壓工藝。“從顯微鏡下的材料橫截面看，原來(lái)的連鑄工藝使金屬組織像窗戶上的冰花，充分體現(xiàn)了鎂的易氧化，導(dǎo)致韌性不足?！崩顚W(xué)斌說(shuō)，“我們自主研發(fā)的工藝就像是在揉面，把面疙瘩都和開(kāi)，面條就能拉很長(zhǎng)，還特別筋道。顯微鏡下看，金屬顆粒都變成肌肉纖維，金屬組織的晶粒相當(dāng)于國(guó)外同類產(chǎn)品的百萬(wàn)分之一。”

如今，中國(guó)高鐵采用的國(guó)產(chǎn)接觸網(wǎng)材料，導(dǎo)電率比國(guó)外同類產(chǎn)品高出約20%，耐疲勞特性則比國(guó)外同類產(chǎn)品提高40%，不僅使中國(guó)高鐵接觸網(wǎng)的采購(gòu)成本節(jié)省了一半，每年還為中國(guó)高鐵節(jié)約電費(fèi)幾十億元。

高鐵接觸網(wǎng)有了優(yōu)質(zhì)電線，僅是提速的第一步。接觸網(wǎng)看起來(lái)是個(gè)直線，實(shí)際上是“Z”字形，還有波弧，把這樣的電線架好需要300多種抗疲勞的穩(wěn)固零件。

“別看都是些不起眼的線夾、吊弦，一旦脫落，就會(huì)導(dǎo)致接觸網(wǎng)張力變化，引發(fā)高鐵降速，甚至影響運(yùn)行安全?！敝需F建電氣化局集團(tuán)軌道交通器材有限公司副總經(jīng)理李毅軍說(shuō)，國(guó)外高鐵接觸網(wǎng)上的定位器線夾是銅制U形，但是中國(guó)高鐵開(kāi)行速度往往比國(guó)外高，甚至5到7分鐘一趟車，開(kāi)行密度是國(guó)外的幾倍，導(dǎo)致高鐵運(yùn)行測(cè)試時(shí)，該部件總是斷裂。通過(guò)自主研發(fā)，最終中國(guó)采用高強(qiáng)絕緣尼龍材料研發(fā)了防脫落保險(xiǎn)銷，安裝簡(jiǎn)易，而且抗疲勞性也大大提高。

不僅材料創(chuàng)新，中國(guó)高鐵接觸網(wǎng)還率先走入了智能化。據(jù)李毅軍介紹，在目前施工的京張高鐵上，正在整體調(diào)試智能化腕臂預(yù)裝平臺(tái)。“我們自主研發(fā)設(shè)計(jì)的棘輪裝置在線監(jiān)測(cè)部件，裝有高精度傳感器，其中角度傳感器測(cè)量精度上下誤差0.1度，溫度精度誤差0.1度。一旦接觸網(wǎng)數(shù)據(jù)有異常，手持終端就會(huì)預(yù)警鐵路局、供電段，不用再等到故障發(fā)生才應(yīng)急。平時(shí)也可在線監(jiān)測(cè)收集質(zhì)量數(shù)據(jù)，真正通過(guò)‘大數(shù)據(jù)’為高鐵安全運(yùn)行裝上‘保險(xiǎn)閥’?！?/p>

陸婭楠