2024年2月初,一场罕见的冰雪灾害袭击了我国中东部地区,给人们的出行带来了很大的困扰。
其中最让人关注的是武汉高铁延误的事件,据说武汉高铁一段线路由于冻雨,出现了晚点情况,有些甚至超过10个小时。
这让很多旅客感觉到很惊讶,我国高铁技术不是世界前列水平吗?怎么一场冻雨就能干废武汉的高铁?其实不然,这是一个很复杂的世界性难题。
冻雨即为冻结的雨,它在下落过程中还是液态的,可当落到地面或其他物体上时,就会迅速凝固成冰,形成一层薄薄的透明冰层。
它和以往的雪或冰雹不同,只有在接触到低温物体时才会凝固,因此冻雨的附着力非常强,对电力设施的危害也极大,比如冰层增加导线重量,导致其断裂,也有一定的可能影响导线的导电性能,造成电压下降或短路。
对于这次武汉冻雨事件,北方地区的人们可能觉得没什么,但这是在湖北武汉啊,夏季气温非常高,冬季气温相对温和,本不应该出现这样的事情,但却实实在在的发生了。
这让人不免想起2008年的那场大雪灾,因雨雪天气,春运出现大面积瘫痪,上万车辆在高速上拥堵,武汉很多人也因恶劣天气陷入用水困难。
这么多年过去了,我国高铁技术有了许多突破,难道还是不能解决冻雨的问题吗?
什么是接触网?就是高铁头上的那些线路,是一种悬挂在轨道上方的电力输送系统,它由钢制的承力索、绝缘子、导电线等组成,可以通过受电弓与列车的电机相连,在列车滑行过程中就能为其源源不断的提供稳定电力。
可一旦遇到这一种恶劣的冻雨天气,就会让接触网表明产生冰层,不仅增加了它的重量,还会降低它的导电性能,进而影响接触网与受电弓之间的接触电阻,导致电流出现波动。
所以我们就能看到,武汉高铁这次运行中,输电线路出现电火花的情况,究其原因主要在于受电弓接触到的电流不稳定,导致“拉弧”现象。
想想看,如果高铁在这样的情况下,仍要保持高速运行,受电弓势必会受一定的影响,甚至引发各种故障。
对于任何人来说,生命都是最重要的,武汉高铁的低速运行,就是保证每一个乘客的安全。
当接触网出现结冰现象时,有关部门也及时采取了措施,进行抢修,消除冰层,尽力恢复接触网的正常工作状态。
在冬季或雨雪天气来临前,铁路部门都会提前做好预警工作,加强对接触网的巡检,及时清洗整理导线上的杂物,以此保持导线的光滑,保障铁路的安全运行。
可一旦冻雨降临,人们面对接触网结冰的情况时,能想到的处理方法主要是热滑去冰以及人工去冰。
什么是热滑去冰?其实是一种很简单的方式,利用受电弓上的滑板与接触网的摩擦热量,来融化接触网上的冰层,以此来实现除冰。
这种方式不需要额外的设备和人员,只需要利用高铁本身的运行,就能轻松实现除冰,可过程并没有想象的那般顺利。
热滑去冰只能去除一部分的冰层,不能彻底消除冰层,在这样的一个过程中,受电弓与接触网的摩擦力会增大,导致它们的磨损加剧,进而影响寿命。
在冰层较薄、冻雨情况不太严重的情况下,受电弓与接触网的摩擦热量足以融化冰层,能起到很不错的效果,可一旦冰层变厚,热滑去冰的效果就会大幅度下降,这时候就要用到第二种方式——人工去冰。
在列车停运期间,工作人员要将去冰的接触网断电,用除冰车辆搭载员工,虽然利用工具敲打接触网上的冰层,最后进行人工检查和清理,确保接触网的安全。
这种方式能彻底清除接触网上的冰层,恢复高铁的正常功能,但很明显,这是一个很无奈、很落后的除冰方法,不仅速度慢,而且费时费力,还存在一定的安全风险,需要严格的操作规范和保护措施。
所以这两种除冰方式各有优缺点,适用于不同的情况,那有没什么更好的方式呢?
以前有专家提出,用线路短路发热的原理,对接触网上的冰层进行去除,这样的形式确实有些效果,但也伴随着很大的风险。
后来就有了直流融冰装置,它是利用电网可控大小的直流电,对输电线路进行可控的发热。
当接触网通入一定的直流电流时,由于电阻的影响,会产生一定的焦耳热,从而使接触网的温度上升,使结冰层融化。
从理论上来讲,这种去冰方式效果好、速度快,也降低了对接触网与动车的损伤,可事实上却不能用在高铁路线上,至少目前不能使用。
要想实现直流去冰,就需要在接触晚上安装交直流变化器,这样会增加接触网的复杂度和成本,而且可能会影响接触网的稳定性。
当另外接触网的形式都很复杂,需要对其进行大量的调整,甚至是需要改造,这样可能破坏现有接触网的一致性,成本也是难以估量,所以直流去冰的方式目前并不能用于高铁路线上,它与接触网的有很多冲突的地方。
高铁的接触网又是一种复杂的输电系统,它的设计受到多种条件的制约,难以改造和调整,因此,要想完全解决冻雨对高铁的影响,就需要从多个角度创新。
比如提高气象预报的精准度,开发新型的接触网材料,或者研究合适的去冰技术等等,但这些工作都需要投入大量的人力和物力,不能一蹴而就。
在未来,中国高铁一定能克服冻雨这一难题,为广大旅客提供更好的服务。对此,你们怎么看?