三大系统故障可能成为京沪高铁常见问题
7月10日,刚刚运营的京沪高铁经历了一次考验。京沪高铁G151次列车行驶至山东境内时,因雷击导致故障断电,停车两个多小时,并致使其后的京沪高铁19趟列车晚点。两天后的7月12日11时,京沪高铁在宿州附近因供电设备故障,致使铁路上海虹桥站30多趟京沪高铁列车晚点。刚刚运营的京沪高铁,缘何故障频频?曾参与铁道部高铁项目规划的中铁隧道集团有限公司副总工程师、中国工程院院士王梦恕,为记者详细解释了京沪高铁可能出现的故障。
王梦恕说,因为高铁运营所要求的各项精度很高,所以难以避免会发生一些问题,但保证其**可靠性,始终是排在首位的。
三大系统故障可能成为京沪高铁常见问题 **“柔性”接触网
10日的雷雨,着实考验了京沪高铁。
据王梦恕介绍,柔性的接触网,*易受到外力的影响发生位移,在设计时,虽然已经充分估计到了这个情况,但运行中还是首先在这方面暴露出了问题。王梦恕说,高铁接触网设计时考虑的*大承受风力是8级,但10日的风力达到了9级,超过了设计预期。
“在高铁的整个系统中,接触网是*容易出现问题的环节。”王梦恕说。接触网是京沪高铁的牵引供电系统,在高铁上运行的列车,利用列车顶部伸出的“受电弓”,从铁路上方架设的接触网上取得高压电流,从而获得持续充足的动力。
当列车以每小时300公里的速度行驶时,接触网高压线受到的摩擦阻力剧增,列车“受电弓”高速冲击接触网后,会引起接触网的振动,振动波沿着接触网向后传导,这就对接触网高压线的固定提出了难题。
王梦恕介绍说,既要用绝缘体卡钳把直径32毫米的高压线卡紧固定,又要露出上半部分用来导电,这是个技术难题。
“10日的大风导致高压接触网发生了位移,这种情况下,如果继续行驶,就难以保障受电弓接触到高压线,很可能会碰到卡紧高压线的绝缘体。”王梦恕说。考虑到这种情况,列车只好停下来,进行检查维护。这个问题,本应该等到晚上的维护期来进行,但京沪高铁刚刚运行,出于保障****的考虑,才停下来检修,所以导致了误点。
“现在看来,接触网的问题仍需要研究,可能会有些技术上的调整。”王梦恕说。
在10日的停车等待中,列车曾出现一段时间的断电,导致全封闭车厢内闷热。对此,王梦恕说,按照设计,京沪高铁列车不会出现长时间断电事故。
接触网输送着1500伏的高压电流,距离拉长后,电压就会逐渐衰减。所以,每隔几十公里,都会有一个变电站负责一段的高压线路供电,这会避免大面积全线路停电,如果中途发生断电。列车会依靠自身的蓄电能力驶入下一个供电的线段,所以,不会出现长时间的断电。即使发生其他故障,也可以保障列车**驶入一个停靠站,乘客可以得到生活方面的保障和相对自如的活动。
三大系统故障可能成为京沪高铁常见问题 ** 轮轨及信号系统面临考验
除了*先暴露出来的接触网故障,轮轨和信号系统,也可能成为高铁的常见故障。
据王梦恕介绍,一般的列车,轮轨间距(即钢轨的塔面和轮缘的间距)不能超过5毫米。实际在列车行驶中,一般都能保持在3—5毫米的间距。而高铁的要求则**到了2毫米内。同时,在水平状态下,两根钢轨的高差也不得超过2毫米,这也比一般的铁路要高。
一般的铁路轨道,轨道并不是通体焊接在一起的,轨道与轨道接续处留有缝隙,给热胀冷缩留出余地,列车行进中“咔哒咔哒”的声音,即来源于此。但京沪高铁为了保持高稳定性,1300公里的线路,是通体焊接在一起的。这也是京沪高铁需要面临的极大挑战,这样长的钢轨,如果自然的伸缩,可以达到1公里以上。
北京到上海之间的南北的温差大,昼夜温差也很大,如何克服热胀冷缩带来的位移,保持轨道的高稳定性,就对钢轨下面的卡紧固定装置提出了很高的要求,实际中,高铁轨道采用了特殊的工艺,将钢轨牢牢的固定下来。
“否则,一旦发生位移,就不得了。”王梦恕说,对此,京沪高铁也有故障处理预案,全线建立了先进的检测系统,在行驶中随时检测前后方的轮轨情况,一旦接收到钢轨异常的信号,列车也会选择立即停车来检修故障。
而这一切,又依赖于强大的信号系统。京沪高铁发车频率密集,同时会有多辆列车在线路上行驶,前车后车的*小间距不能低于6公里,否则就容易发生追尾。这一切,必须保证信号系统的工作正常。
“接触网、轮轨和信号系统,是运行中可能出现故障频率*高的设备系统,也需要大量的维护成本。”王梦恕说。
三大系统故障可能成为京沪高铁常见问题 第三壮观的维护大军
“总之,任何一个环节出问题,都会先停下来。”王梦恕说,因为**始终是**位的。
据王梦恕介绍,京沪高铁的正常运营,要依靠一支强大的维护大军。每天凌晨开始到4点之间,是4个小时的天窗期,在这个期间,是养路护路大军紧张的维护期���
“那个场面很壮观!责任也很大。”王梦恕说。在1300公里的线路上,要同时投入几千人来进行检修和维护。
不过,4个小时非常紧张。在高铁设计时的设想是,一旦出现钢轨变形爆裂等问题,要首先检测到路段信息,提前**停靠。目前,接触网的故障,还易于处理,将来如果出现了轮轨方面的故障,4个小时的检修时间,也将是个重大的考验。
“京沪高铁刚刚运行,还没过磨合期。”王梦恕说,这样的长度和速度,在世界范围内还没有,我们是**个,需要一些时间来提高期稳定运行的技术和经验。