京滬高鐵首遇“滑鐵盧” 接觸網(wǎng)謎團(tuán)待解
一場雷電,讓開通運營僅11天的京滬高鐵短暫癱瘓。
7月10日傍晚18時10分左右,京滬高鐵北京往上海方向19列客車因故障不同程度晚點。經(jīng)搶修,于當(dāng)晚19:37才恢復(fù)正常供電和行車,以至于有的列車晚點時間達(dá)兩個多小時。
京滬高鐵正式運營11天發(fā)生這樣大規(guī)模延誤引人注目。對于事故原因,上海鐵路局人士向記者解釋是因為滕州至棗莊段供電線路遭受雷擊,造成接觸網(wǎng)故障所致。
不過,這一說法卻被負(fù)責(zé)京滬高鐵接觸網(wǎng)建設(shè)商中鐵電化局所否認(rèn)。“初步檢查,問題并不是出自接觸網(wǎng),詳細(xì)原因還有待調(diào)查。” 中鐵電氣化局人士向記者表示。
據(jù)悉,接觸網(wǎng)因?qū)儆诼短焓褂迷O(shè)備,本身有防災(zāi)系統(tǒng),因此對于此次雷雨竟使其斷電停車的事故,有關(guān)人士亦不解,表示原因待查。截至發(fā)稿時,鐵道部及北京、上海、濟南鐵路局仍未就這起事故的真實原因給出明確說法。
“京滬高鐵作為新生事物,其運營過程必然會出現(xiàn)各種狀況,此次故障只是開始而已?!蔽髂辖煌ù髮W(xué)一位不愿具名的鐵路專家7月11日向本報記者評價說,德國日本這些高鐵都運營了幾十年的國家尚發(fā)生這樣那樣的故障,何況我國這個新興的高鐵國家。中國高鐵技術(shù)需要在運營過程所發(fā)現(xiàn)的不同故障中摸索前進(jìn)?!澳芡\嚲驼f明安全沒問題。”
是不是接觸網(wǎng)故障?
上海鐵路局宣傳處人士11日向記者證實,10日晚上18:10左右,從北京南站開來的G151次高鐵在滕州至棗莊段出現(xiàn)故障。故障原因起自暴雨雷電天氣,致使供電系統(tǒng)故障,進(jìn)而影響了接觸網(wǎng),令列車停電停運。
據(jù)介紹,京滬高鐵是電氣化鐵路,其牽引供電系統(tǒng)是其動力來源,22萬或者11萬伏電流從地方電力系統(tǒng)輸配電線路的鐵塔上,被引入鐵路的牽引變動所,變成27500伏的單相電流。高鐵機車運行所仰賴的電流就是通過機車上端的接觸網(wǎng)來輸送的。
由于接觸網(wǎng)是露天使用設(shè)備,按照上海局的說法,當(dāng)晚山東的雷電天氣由于損傷了接觸網(wǎng),從而導(dǎo)致輸電故障而停車。
然而,本報記者隨后采訪負(fù)責(zé)全線接觸網(wǎng)鋪陳的公司時,卻獲得完全不同的說法。
中鐵電氣化局與通號公司組成的聯(lián)合體,負(fù)責(zé)京滬高鐵電力、牽引專業(yè)的系統(tǒng)集成、設(shè)計、采購、安裝、調(diào)試、試運行、技術(shù)服務(wù)等工作,以及“四電”房屋施工任務(wù)。兩家公司均向記者表示:“暫未發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生的原因與接觸網(wǎng)有關(guān)?!?/P>
據(jù)中鐵電氣化局介紹說,為適應(yīng)高速接觸網(wǎng)大張力、大電流、耐磨耗、高可靠性的需求,京滬高鐵采用鎂銅合金接觸導(dǎo)線和高強高導(dǎo)合金接觸導(dǎo)線。這些設(shè)備的性能早就經(jīng)過驗證,這么快就出問題的可能性很小。
本報記者在6月17日初次體驗京滬高鐵試運行時,列車行至山東至江蘇境內(nèi)時也曾遭遇狂風(fēng)暴雨,當(dāng)時記者發(fā)現(xiàn)窗外接觸網(wǎng)似乎在狂風(fēng)中搖擺。同車的電氣化局一位工程師解釋稱,這是因為線路并非直線前行,而是每隔一段有一個Z形接觸口,以便接觸網(wǎng)線路迂回前進(jìn),避免對線路損耗過大。在這位工程師看來,大風(fēng)暴雨會對列車的運營速度會有一定影響,但不至于會危及接觸網(wǎng)。
中鐵電氣化局還向記者表示,考慮到接觸網(wǎng)是在露天使用的設(shè)備,其需要承受多種自然災(zāi)害,如雷電、覆冰等影響。因此京滬高鐵牽引供電系統(tǒng)采用的是絕緣子保護(hù)間隙等雷電防護(hù)技術(shù),運用差異化雷害防護(hù)策略,提高接觸網(wǎng)雷害的預(yù)防水平,來確保系統(tǒng)的安全運行?!罢绽碚f,雷雨天會影響速度,但還不至于引發(fā)故障,我們有防雷技術(shù)”。
據(jù)介紹,除了雷雨外,即使在冬天,接觸網(wǎng)本身也有防護(hù)系統(tǒng)。其牽引供電系統(tǒng)可接入防(融)冰裝置,采用電氣融冰技術(shù),根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境參數(shù)給出防(融)冰預(yù)案,并通過遠(yuǎn)動智能控制模塊,在接觸懸掛導(dǎo)線產(chǎn)生持續(xù)電流,實現(xiàn)接觸懸掛導(dǎo)線的安全融冰。
“即便高鐵接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障,也未必是接觸網(wǎng)本身的原因,也有可能是避雷針等,據(jù)我們所知,不是產(chǎn)品本身問題?!?月11日,京滬高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備的生產(chǎn)商、陜西寶雞保德利電氣設(shè)備有限責(zé)任公司的人士向本報表示。
接觸網(wǎng)謎團(tuán)待解
接觸網(wǎng)是與高速電氣化鐵路運營最為直接相關(guān)的架空設(shè)備,它的性能直接決定著電力機車受電弓的受流質(zhì)量,最終影響列車的運行速度與安全。高速鐵路比一般電氣化鐵路對銅線的耐磨性、強度等都要求更高,被視為高速技術(shù)的主要難點。
中國的接觸網(wǎng)技術(shù)和高鐵機車一樣,走過了一個“引進(jìn)-吸收-再創(chuàng)新”的過程。
寶雞保德利人士11日向本報記者表示,寶雞保德利在國內(nèi)引進(jìn)接觸網(wǎng)技術(shù)算是比較早的。公司是中國中鐵電氣化局和德國保富鐵路公司、意大利布諾米公司三方的合資公司。2007年,三方代表簽署了合資生產(chǎn)高速鐵路和客運專線接觸網(wǎng)零配件合同。
據(jù)介紹,目前國際上高速鐵路接觸網(wǎng)大體有三種懸掛類型:以日本為代表的復(fù)鏈型懸掛;以德國為代表的彈性鏈型懸掛;以法國為代表的簡單鏈型懸掛。
復(fù)鏈型懸掛受流質(zhì)量最好,即接觸網(wǎng)間電流的流暢程度好,可以提高機車運行速度,增加安全可靠性,減少中途停車事故。缺點在于一次性投資太大,接觸網(wǎng)運營維修費用高昂,發(fā)生事故時搶修難度大、運輸中斷時間長。
簡單鏈型懸掛結(jié)構(gòu)簡單、施工方便、工程造價低、運行維修費用,日益被世界各國所認(rèn)可,成為高速鐵路接觸網(wǎng)首選的懸掛類型。不過缺點是彈性不均勻度較大,容易造成硬點。受電弓通過該點時,會產(chǎn)生較大的火花,使導(dǎo)線腐蝕和磨耗加劇,縮短使用壽命。
關(guān)于彈性鏈型懸掛弓網(wǎng),寶雞保德利人士介紹說,這一類型的優(yōu)勢在于“彈性好,硬點少”。接觸線有彎曲的地方稱為硬點,沖擊加速度數(shù)值較小時造成弓網(wǎng)之間接觸不良,沖擊加速度數(shù)值較大時會對接觸網(wǎng)、受電弓產(chǎn)生機械破壞。
但也有專家認(rèn)為,彈性鏈型懸掛也有缺點,即彈性吊索本身的長度和張力是隨著溫度發(fā)生變化的,要想保證它在各種溫度條件下不使附近的接觸網(wǎng)變形,是一件相當(dāng)困難的事情。
法國在上世紀(jì)80年代建成的巴黎-里昂東南新干線采用彈性鏈型懸掛。但是在正式運營的三個月內(nèi),發(fā)生了兩次重大事故,造成導(dǎo)線拉斷、接觸網(wǎng)損壞。
“對于接觸網(wǎng)懸掛類型的選擇會根據(jù)高鐵速度而有所不同?!?中國工程院院士隧道及地下工程專家王夢恕解釋說。目前我國在350 km/h高速電氣化鐵路工程建設(shè)中都采用彈性鏈型懸掛,京滬高鐵也是如此。
今年3月18日,京滬高鐵“四電”系統(tǒng)集成電氣化工程全線送電成功。京滬高鐵棗莊至蚌埠先導(dǎo)段還曾進(jìn)行16列大編組雙弓受流動車試驗世界最高運營時速486.1公里的試驗。
當(dāng)時,鐵道部給予京滬高鐵牽引供電系統(tǒng)的評價是:“穩(wěn)定可靠,弓網(wǎng)關(guān)系良好,接觸網(wǎng)無硬點、無高差、無離線火花”。官方媒體更贊譽“京滬高鐵接觸網(wǎng)實現(xiàn)了無硬點、無高差,無離線,是國內(nèi)也是世界上最穩(wěn)定、質(zhì)量最好的牽引供電系統(tǒng)”。
“京滬高鐵尚處在磨合期,包括許多螺絲松緊都需要不斷調(diào)整,但是接觸網(wǎng)故障還是不應(yīng)該出現(xiàn)的。” 王夢恕說。
接觸網(wǎng)由于是露天布置,使用條件苛刻,是整個牽引供電系統(tǒng)最為薄弱的環(huán)節(jié)。根據(jù)鐵道部發(fā)布的2007年牽引供電運行統(tǒng)計資料,由外部環(huán)境(如倒樹、橋隧漏水、雷電、大霧等)引發(fā)的接觸網(wǎng)故障高居不下,占到了總件數(shù)的48%以上。
王夢恕介紹說,接地電阻較大,接觸網(wǎng)的接地數(shù)量不足,都有可能造成接觸網(wǎng)耐雷水平降低。?
事實上國內(nèi)鐵路接觸網(wǎng)發(fā)生故障并非首次。早在2008年8月15日,從上海開往無錫的D458次曾被雷電擊中,“趴窩”2小時。2009年8月22日下午,鐵路上海站一輛發(fā)往杭州的D5673次列車發(fā)生故障,晚點1小時36分后才發(fā)車,途中再度停駛, 2小時左右時間里車廂空調(diào)幾乎沒有運作。
而為了應(yīng)付“滾雷”等極端天氣非常頻繁的狀況,青藏鐵路就采取了鐵絲網(wǎng)防護(hù)的措施。
一般的鐵路則通過避雷針來對接觸網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。王夢恕指出,“避雷器件性能不佳,也有可能導(dǎo)致電氣化鐵路接觸網(wǎng)發(fā)生故障。”
神華準(zhǔn)能大準(zhǔn)鐵路公司供電段助理工程師黃玉章在一篇論文中也強調(diào),以往電氣化鐵路接觸網(wǎng)所使用的各種避雷器件,其性能指標(biāo)不僅不高,而且穩(wěn)定性也很差,需要進(jìn)一步提高。? 為了提高接觸網(wǎng)設(shè)備運行的安全可靠性,鐵道部運輸局曾提出了“九統(tǒng)一”,即統(tǒng)一鋁合金定位器等九項標(biāo)準(zhǔn)對接觸網(wǎng)進(jìn)行大改造。
也有學(xué)者提出,由于接觸網(wǎng)脆弱,我國電氣化鐵路接觸網(wǎng)應(yīng)急裝備水平不高,提高搶修水平成為必需。
應(yīng)急預(yù)案之考
7月10日的故障,也使高鐵部門的應(yīng)急能力面臨考驗。不少業(yè)內(nèi)人士提醒鐵路部門注意提前做好延誤預(yù)案,并需考慮如何妥善處理受影響旅客的善后工作。
中國民用機場協(xié)會秘書長王健表示,高鐵的延誤原因與民航完全不同,其技術(shù)的規(guī)范和可靠可以避免出現(xiàn)大規(guī)模延誤的,且機械故障的解決速度較快,因此料不會因延誤造成太大問題。
但王健提醒說,因其旅客量更大,為避免今后高鐵像民航一樣,因延誤發(fā)生旅客過激行為,鐵路部門有必要盡快思忖應(yīng)急公關(guān)預(yù)案,及早建立良好公眾形象。
對于專家的建議,上海鐵路局向記者表示,故障發(fā)生后,鐵路部門迅速啟動應(yīng)急預(yù)案,沿線各站及各趟列車加強力量,全力做好旅客服務(wù)工作,調(diào)度部門加強指揮,盡力趕點,以減少晚點影響,同時通報地方交通部門,做好運輸銜接。
據(jù)上海局介紹,10日當(dāng)晚上海虹橋站和上海地鐵部門立即啟動應(yīng)急預(yù)案,在上海市建交委協(xié)調(diào)下,與虹橋樞紐HOC和地鐵公司及時溝通,增派夜間公交和出租車,延長地鐵2號線定點末班車至23:30開車,并于00:00、00:30再次增開地鐵列車,以疏導(dǎo)延誤的旅客。
至于是否會對受延誤影響的公眾予以賠償,上海鐵路局人士表示:“這是天氣原因,不可抗力因素,估計無法賠償?!边@位人士還向記者透露,應(yīng)急預(yù)案里并沒有考慮賠償事宜。