高鐵提速，列車頭頂的接觸網至關重要

這張網，有門道(行業廣角)

7月1日起，中國鐵路再調圖，多條高鐵再提速。高鐵提速，不僅與列車有關，列車頭頂的接觸網可是至關重要。這一根根看似普通電線的電力大動脈，卻有著特殊的產業“密碼”。

與普通電線不同，鐵路列車運行速度快、荷載量大，接觸網電線的材料需要兼顧導電性與抗疲勞性。而高鐵接觸網電線要求更為嚴格。

“普通的銅銀、錫銅導線比純銅材質提高了耐熱性，但是抗拉強度不行，張力不足，導致列車提速難。”中國最大的高鐵接觸網導線供應商——中鐵建電氣化局康遠公司總工程師李學斌說，銅鎂合金導電率高、強度大、耐磨、耐腐、抗疲勞。

那么，把國外的銅鎂合金導線照搬到中國高鐵上行不行？還真不行！

與國外高鐵相比，中國高鐵往往時速高、運距長、開行密度大，且有些線路能一日經歷四季變化。像京滬高鐵的運距比德國柏林到法國巴黎的高鐵要長20%，但運輸時間卻只有其一半。這就要求接觸網材料的導電性更好，韌性更強。

“列車時速超過300公里后，時速每提高20公里，就是一個技術門檻。就好像百米賽跑，跑進10秒后，每提高0.01秒都很難。”中鐵建電氣化局康遠公司董事長趙德勝說，中國高鐵時速從300公里提高到400公里，車體結構不同、線路建造轉彎半徑不同，接觸網張力每提高一個千牛，電線所采用的合金材料配比設計就大變樣。“如果材料不好，就會摩擦出電火花，甚至燒斷。”

國外使用銅鎂合金做電線，均采用鑄造工藝，這導致電線像建筑鋼筋一樣硬，導電性能差，也缺乏韌性。而中國則采用了完全不同的上引連續擠壓工藝。“從顯微鏡下的材料橫截面看，原來的連鑄工藝使金屬組織像窗戶上的冰花，充分體現了鎂的易氧化，導致韌性不足。”李學斌說，“我們自主研發的工藝就像是在揉面，把面疙瘩都和開，面條就能拉很長，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于國外同類產品的百萬分之一。”

如今，中國高鐵采用的國產接觸網材料，導電率比國外同類產品高出約20%，耐疲勞特性則比國外同類產品提高40%，不僅使中國高鐵接觸網的采購成本節省了一半，每年還為中國高鐵節約電費幾十億元。

高鐵接觸網有了優質電線，僅是提速的第一步。接觸網看起來是個直線，實際上是“Z”字形，還有波弧，把這樣的電線架好需要300多種抗疲勞的穩固零件。

“別看都是些不起眼的線夾、吊弦，一旦脫落，就會導致接觸網張力變化，引發高鐵降速，甚至影響運行安全。”中鐵建電氣化局集團軌道交通器材有限公司副總經理李毅軍說，國外高鐵接觸網上的定位器線夾是銅制U形，但是中國高鐵開行速度往往比國外高，甚至5到7分鐘一趟車，開行密度是國外的幾倍，導致高鐵運行測試時，該部件總是斷裂。通過自主研發，最終中國采用高強絕緣尼龍材料研發了防脫落保險銷，安裝簡易，而且抗疲勞性也大大提高。

不僅材料創新，中國高鐵接觸網還率先走入了智能化。據李毅軍介紹，在目前施工的京張高鐵上，正在整體調試智能化腕臂預裝平臺。“我們自主研發設計的棘輪裝置在線監測部件，裝有高精度傳感器，其中角度傳感器測量精度上下誤差0.1度，溫度精度誤差0.1度。一旦接觸網數據有異常，手持終端就會預警鐵路局、供電段，不用再等到故障發生才應急。平時也可在線監測收集質量數據，真正通過‘大數據’為高鐵安全運行裝上‘保險閥’。”

陸婭楠