淺談高寒天氣對(duì)高鐵接觸網(wǎng)運(yùn)行的影響

王　森

（哈爾濱鐵路局供電處，黑龍江 哈爾濱 150006）

淺談高寒天氣對(duì)高鐵接觸網(wǎng)運(yùn)行的影響

王森

（哈爾濱鐵路局供電處，黑龍江 哈爾濱 150006）

摘要：本文結(jié)合哈大高鐵、哈齊高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備冬季運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)影響高寒地區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行安全的主要因素進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)有裝備、技術(shù)水平提出行之有效的應(yīng)對(duì)方案，并對(duì)未來高寒地區(qū)接觸網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理進(jìn)行展望，意在提高設(shè)備運(yùn)行管理的安全性、科學(xué)性。

高寒天氣；接觸網(wǎng)；應(yīng)對(duì)措施

一、概述

2012年12月哈大高鐵開通運(yùn)營(yíng)，中國(guó)鐵路正式開啟了高寒高鐵時(shí)代，至2015年8月哈齊高鐵開通運(yùn)營(yíng)，中國(guó)高鐵版圖進(jìn)一步向北延伸。根據(jù)國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2025年哈牡客專、哈佳新線、齊滿客專將相繼開通運(yùn)行，低溫高寒天氣對(duì)高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備的考驗(yàn)將日益嚴(yán)峻。哈爾濱鐵路局供電部門負(fù)責(zé)哈大、哈齊高鐵合計(jì)380km運(yùn)營(yíng)里程接觸網(wǎng)設(shè)備的管理。在冬季運(yùn)營(yíng)管理過程中，經(jīng)歷了凍雨、持續(xù)低溫、氣溫驟變、降雪量大、春融反復(fù)等極端惡劣天氣考驗(yàn)，積累了一些寶貴的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。

二、高寒天氣對(duì)高鐵接觸網(wǎng)運(yùn)行的主要影響

1.入冬、春融季節(jié)接觸網(wǎng)上跨建（構(gòu)）筑物滲漏問題。入冬及春融季節(jié)，因氣溫長(zhǎng)期維持在0℃上下，接觸網(wǎng)上跨建（構(gòu)）筑物因積雪融化、滲漏，極易凝結(jié)冰凌，使接觸網(wǎng)帶電部分對(duì)上跨建（構(gòu)）筑物的電氣絕緣距離降低，或直接造成接觸網(wǎng)設(shè)備覆冰。如在哈爾濱西站、大慶西站都曾出現(xiàn)站臺(tái)風(fēng)雨棚頂部積雪融化滲漏，以致多條股道的接觸網(wǎng)設(shè)備覆冰，危及接觸網(wǎng)供電安全，并影響相關(guān)股道接發(fā)列車。

2.低溫條件下線索收縮造成接觸網(wǎng)幾何尺寸變化問題。因低溫條件下線索收縮，在接觸網(wǎng)錨段關(guān)節(jié)等雙腕臂處所易出現(xiàn)腕臂偏移情況，導(dǎo)致各部線索、零部件間距過近，嚴(yán)重時(shí)可能影響絕緣錨段關(guān)節(jié)的絕緣性能。如哈大高鐵同心、張家AT所上下行4處絕緣錨段關(guān)節(jié)曾在環(huán)境溫度-33℃時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的腕臂偏移，其中最小的一處腕臂零部件絕緣間距不足80mm，無(wú)法保證電氣絕緣安全。冬季接觸線、承力索發(fā)生收縮，如安裝時(shí)溫度曲線計(jì)算不精確，極易造成補(bǔ)償裝置a值不足情況。如在2015年冬，現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)量發(fā)現(xiàn)哈大高鐵存在33處補(bǔ)償a值超限處所，影響接觸網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行安全。

3.冬季低溫造成的接觸網(wǎng)戶外開關(guān)故障問題。接觸網(wǎng)戶外隔離開關(guān)冬季運(yùn)行時(shí)，易發(fā)生電機(jī)過載、通信故障等電氣系統(tǒng)問題，其故障原因均與極端低溫天氣有關(guān)。2014年1月哈西3131T隔離開關(guān)出現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)模塊故障，使處于斷開位置的開關(guān)錯(cuò)誤顯示為合閘位，造成區(qū)間接觸網(wǎng)無(wú)電，致使動(dòng)車組停車。

4.冬季夜間天窗作業(yè)存在安全風(fēng)險(xiǎn)問題。目前哈大、哈齊高鐵的檢修天窗時(shí)間均為0∶30至4∶30，是每天氣溫最低的時(shí)段，冬季氣溫多在-25℃以下，作業(yè)人員衣著較厚、行動(dòng)笨拙，長(zhǎng)時(shí)間在低溫環(huán)境下作業(yè)，肢體僵硬、麻木，加之夜間作業(yè)疲勞、照明條件差，使檢修作業(yè)效率低下，且接觸網(wǎng)工需從事高空作業(yè)，惡劣的作業(yè)條件還加大了人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

5.冬季低溫造成檢測(cè)設(shè)備失效問題。在極端低溫條件下，許多高精度電子設(shè)備都無(wú)法正常工作，如接觸網(wǎng)綜合參數(shù)測(cè)量?jī)x、電力故障探測(cè)儀等高精度電子檢測(cè)設(shè)備無(wú)法保證長(zhǎng)時(shí)間戶外正常工作。如在-20℃以下的環(huán)境中，接觸網(wǎng)幾何參數(shù)測(cè)量?jī)x電池和液晶面板僅能保證20分鐘左右的正常工作。

三、現(xiàn)階段有效的應(yīng)對(duì)措施及展望

面對(duì)低溫天氣對(duì)接觸網(wǎng)運(yùn)行的影響，我們?cè)诂F(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備條件下，采取了一些有效的應(yīng)對(duì)措施，并對(duì)未來的工作方向進(jìn)行了一些有益的思考。

1.先進(jìn)設(shè)備的運(yùn)用。目前全路供電系統(tǒng)正在大力推廣接觸網(wǎng)6C檢測(cè)設(shè)備，以接觸網(wǎng)2C裝置（接觸網(wǎng)安全巡檢裝置）為例，它的投入使用，基本替代了接觸網(wǎng)步行巡視工作，僅需一人進(jìn)行登乘巡檢就可以獲得全線接觸網(wǎng)設(shè)備的圖像資料，再通過后期分析，實(shí)現(xiàn)巡檢目的，減少了低溫天氣下人員的上線作業(yè)量。很快接觸網(wǎng)4C裝置（接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝置）也將投入使用，它將有望替代升平臺(tái)巡視作業(yè)，進(jìn)一步提高工作效率，降低人員的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量。

2.有針對(duì)性地設(shè)計(jì)、施工規(guī)范?？偨Y(jié)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)，我們建議在工程設(shè)計(jì)階段，對(duì)高寒地區(qū)采取一些特殊要求，如接觸網(wǎng)錨段長(zhǎng)度的選取應(yīng)充分考慮對(duì)雙支腕臂底座間距和補(bǔ)償裝置a、b值的影響，必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短錨段長(zhǎng)度。此外在工程介入時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注跨線建筑物排水孔、結(jié)構(gòu)變形縫、隧道口等處落水、結(jié)冰的問題。

3.優(yōu)化生產(chǎn)組織方案。（1）制定有效的融冰除雪方案。接觸網(wǎng)融冰除雪方案主要包括人工除冰、銅基粉末滑板除冰、送電融冰等手段。針對(duì)冬季易發(fā)生的接觸網(wǎng)覆冰問題，供電部門既要提前制定完善的應(yīng)急處置預(yù)案，又要針對(duì)每次現(xiàn)場(chǎng)情況的不同，靈活確定具體的處置方案，才能更好地應(yīng)對(duì)接觸網(wǎng)覆冰故障。（2）動(dòng)車組惰行通過覆冰區(qū)段組織方案。在出現(xiàn)接觸網(wǎng)大面積覆冰無(wú)法快速清除時(shí)，我們還可以采用動(dòng)車組降弓惰行通過覆冰區(qū)段的方式組織行車。動(dòng)車組在進(jìn)入覆冰區(qū)段前充分提速，以降弓惰行方式通過覆冰區(qū)段后，再升弓取流，正常行駛。這要求供電部門通過試驗(yàn)測(cè)算，掌握每個(gè)接觸網(wǎng)最小停電單元的長(zhǎng)度及線路條件，分析確定動(dòng)車組惰行通過能力，為行車組織提供經(jīng)驗(yàn)支持。（3）合理確定接觸網(wǎng)冬季施工方案。高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備推行“重檢慎修”原則，在不違反檢修周期的前提下，通過合理安排年度檢修計(jì)劃，來減少冬季作業(yè)量是可行的。我們建議在入冬前進(jìn)行一次細(xì)致的設(shè)備檢查和測(cè)量工作，按標(biāo)準(zhǔn)將設(shè)備調(diào)整到位，這可以大大降低冬季的檢修、搶修工作量。此外在氣候條件極端惡劣的地區(qū)，未來的高鐵運(yùn)行圖中應(yīng)盡量預(yù)留日間維修天窗，以避免作業(yè)人員在天氣條件最惡劣的時(shí)段進(jìn)行作業(yè)，切實(shí)提高天窗效率和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全。

結(jié)語(yǔ)

從哈大高鐵開通到今天，我們的高寒高鐵運(yùn)行管理工作也僅僅經(jīng)歷了4個(gè)冬季的考驗(yàn)。我們僅僅是摸索到了一些表面上的規(guī)律，積累了一些很淺顯的經(jīng)驗(yàn)，很多更加嚴(yán)酷的考驗(yàn)可能還沒有真正暴漏出來。而隨著高寒地區(qū)高鐵接觸網(wǎng)設(shè)備量的不斷增加，以及設(shè)備運(yùn)營(yíng)時(shí)間的延長(zhǎng)，無(wú)疑還將為高寒地區(qū)的高鐵供電人提出許多新的課題，我們將繼續(xù)在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、摸索規(guī)律，力爭(zhēng)總結(jié)出一套行之有效的高寒地區(qū)接觸網(wǎng)管理經(jīng)驗(yàn)。

[1]張韜.淺談接觸網(wǎng)外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)及防控措施[J].鐵路供電運(yùn)行安全與技術(shù)研究，2014：57-61.

[2]劉長(zhǎng)利.涉及高速鐵路接觸網(wǎng)安全評(píng)價(jià)的難點(diǎn)技術(shù)問題及解決辦法[J].鐵路供電運(yùn)行安全與技術(shù)研究，2014：301-303.

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