环保设备制造我国用了二十几年的时间,从高铁进口国家,到能自主设计建造高铁的配套设施和整体线路铺设,这个飞越式发展,让中国高铁进入国际视野,也带动中国高铁的科技进步。
高铁作为每小时超过200公里高速行驶的列车,使用的动力是专用线路的高压电源,最快的高铁时速目前在营运的已经达到了每小时300公里,那么这么快的速度,运行时的摩擦力是非常大的,为什么高铁列车头顶的高压电线,却磨不断呢?
给高铁供应电力的专用电网是交流电,电压为27.5千伏,高铁的接触网通过高铁车顶的电弓连接,沿着铁路经过路段的上空,架设悬挂线路,包括支柱定位、接触装置等重要部分。
高铁列车在行进时,会根据需要从单边供电,还是双边供电,而且经过不同的变压电站时,会有一定距离内的无电滑行,但是因为这个速度非常快,时间非常短,所以乘客们是根本感受不出来的。
这个滑行的距离,是为了保证两个不同区域的变电站,送电功率调整一致,此外还有特殊情况下的越区供电,使用开关设备,连接通相邻的供电臂,牵引变电所临时为高铁提供电力。
那么高头顶的高压线真应了那句话,在露天环境下,一路火花带闪电的高速前进,为什么磨不断呢?这里先要声明一下,高铁运行时的受电弓摩擦电线,是不会产生火花的,而且为了避免危险出现,还要测试使用不会摩擦出火花的材料建造受电弓。
高铁的电网叫做架空接触电网,使用的电线材料是特殊制造,专业厂家才能生产这种特殊的电线平方毫米的镁铜合金线,这种电线的强度和韧度是非常具有优势的,在露天环境下,稳定性也非常好,对于高温和严寒天气中的变化,能够有很好的适应。
高铁车顶的电弓,用一种石墨板材料打造,在导电的敏锐度增强的同时,还能具有一定的润滑电线的效果,减少磨损的保护层作用。
石墨板具有一定的厚度,能有一定的使用周期,而且这种石墨板接触面,根据高铁运行的频次,最少两周,最多四周就要更换一次,以保证对于电线接触面的最小磨损,而且电线有一个松弛率,在高铁运行过程中,电线会有一定的幅度变化,这就让高铁受电弓不会只摩擦固定一点,而是会均匀和电线的所有面接触,这样也会更大地保护电线的耐磨度。
如果有的细心乘客会发现,高铁上方的电线是两根,一高一低,高的线叫做承力索,主要是用连接线吸住下方送电的电线,下方的那根电线才是真正为高铁提供电源的供电线路,而上方的线是属于悬挂线,为了让高铁的受电弓和电线更好地连接,作为辅助线作用。
高铁车顶的受电弓,就是向电线取电的设备,它上面的耐磨涂层,可以使电线就算有磨损出现,也不会磨断,因为高铁一旦出现断电紧急停车是非常危险的。经过无数次的测试和实验,电线的耐磨度是达标后才会安装使用的。
另外更重要的是,高铁的电弓和电线接触的取电时间,实际上是非常快的,并非是常规想象中的拽着电线跑,或者吊在电线上行驶,都不是,这种受电弓接触取电的方式非常高科技,对于电线的磨损也是设计到最小化。
高铁弓网系统是高速列车的重要组成部分之一,用于确保列车行驶时受电弓与接触网之间的良好接触,以实现电能传递和供电功能,它是一个关键的能源传输系统,用于将电能从接触网传递给列车的牵引设备,驱动列车行驶。
高铁弓网系统的结构非常复杂,它包含多个关键组件,其中最主要的有受电弓、弓网横梁、支撑系统和电气控制系统,受电弓是固定在列车车顶的上下运动装置,通过接触网的导线提取电能,并将其传递到弓网横梁上。
弓网横梁位于列车车顶,是承载受电弓的主要结构,保持弓网与接触网之间的恰当间距,支撑系统则负责支撑和固定弓网横梁,以保证其在高速行驶时的稳定性和可靠性,电气控制系统用于控制受电弓的升降运动,以及监测和维护弓网与接触网之间的接触状态。
高铁弓网系统的功能主要有两个方面,首先,它实现了受电弓与接触网之间的有效接触,从而保证列车能够准确地获取电能,在高速行驶过程中,列车通过弓网系统从接触网吸收电能,并将其转换为机械能,用于推动列车运动。
其次,弓网系统还能够维持接触网的清洁和平整,确保接触网表面没有异物和污染物,以免影响电能传输效率和列车的正常运行。
尽管高铁弓网系统在确保列车正常运行方面起着重要作用,但也存在一些挑战,例如,高速行驶时受电弓与接触网之间的动态接触是一个复杂的过程,容易受到气候和外界环境的影响,可能导致接触不良或者断开,从而影响列车的供电和牵引效率。
为了确保高铁弓网系统的可靠性和安全性,需要不断进行技术改进和监测手段的创新,以提高系统的适应性和稳定性。
综上所述,高铁弓网系统在高速列车运行中起着至关重要的作用,通过合理的结构设计和功能优化,它能够有效地保障列车的供电需求,并提高高铁运行的安全性和效率,然而,为了应对复杂多变的外界因素,不断加强技术研发和监测手段,是确保高铁弓网系统持续稳定运行的关键。
“碳滑板高度、厚度未过限,状态良好。”离地6米高,远远望去,南宁车辆段南宁动车所专项修组动车组地勤机械师杨道叶正在动车车顶对受电弓碳滑板进行检修。
碳滑板是动车受电弓的重要组成部分,接触网通过动车组车顶的受电弓将电流传递到动车组牵引系统。由于接触网的工作电压是27.5kV,电流进入动车“身体”后,还要经过动车上的高压设备箱、牵引变压器等设备的中转,转换成五种类型的恒定电流,供给不同设备使用,保证动车顺利运转。
其中两种电源和旅客的日常出行息息相关。一种是AC220V,它和我们家常用电的电压相同,是供给动车上电源插座的电,满足旅客笔记本电脑、手机、平板电脑等小功率电器使用。而单相AC400V是换气装置、动车空调、餐厅电茶炉等设备的电源,两种电源相互配合,冬暖夏凉,让旅客在旅途中可以自由追剧和享受美食。
还有一种是DC100V持续输出电能,让高铁动车在行驶过程中,不论是白天还是黑夜,车厢始终保持灯光明亮,不会因为光线和环境的变化忽明忽暗。在复兴号上,还设置了多种照明控制模式,车厢和走廊的灯光亮度高低、光线冷暖会根据户外情况自动调节。
白天,动车组列车在线路上驰骋;夜晚,当动车休息时,线路就成了高铁接触网工、线路工、信号工等高铁工种的主场。
接触网工们会利用“天窗”点,着重检查接触网螺丝紧固情况、线索磨耗程度、设备有无烧伤痕迹等隐患缺陷。
接触网为全露天架设,这也意味着会面对外界一些不稳定因素,比如从沿线飞来的飘浮物。于是,除了日常设备检修维护工作外,接触网工们还要定期进行轻飘物巡查。
南宁动车所专项修组工长傅济武介绍说,动车和人一样,都需要进行“体检”,机械师的工作就是给动车精检细修,确保动车安全健康上线运行。
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