1月31号到2月4号,一场自2008年以来最强的冬季冻雨天气影响了我国中部的大部分区域,恰逢春运,很多人的行程都受到了影响。
特别是在高铁上的乘客们,很多人都遇到了列车运行速度变得很慢很慢的情况,如果在车外以旁观者的角度看的话,你可能会看到这么一个奇怪的景象:
列车上方有一团噼里啪啦的“电火花”正一路跟着高铁前进,看起来特别吓人,这个电火花是怎么来的?会影响到车内乘客的安全性吗?
平时大家肯定都注意到过,高铁线路上总是分布着一根根电线,这些电线就是为高铁和一些普通电力机车供电的。
而在列车的顶部,则会有一个长得像机械手臂一样的受电弓,受电弓末端是一个横置的滑板,这个就是与电线接触的零件。
当列车运行时,受电弓的机械手臂会升起,这个滑板与接触线接触,而接触线是裸露的导线,没有绝缘层,因此接触后会为电流形成一个通路,使电网中的电流能被供给到机车内。
当列车停止运行时,受电弓就会降下来,与电网脱离接触。
现在所有的电力机车,全都是依靠这种方式来为列车提供前进动力的。
而2月2日至3日,河南、湖北、湖南、安徽等地出现了大范围的雨雪天气,湖北和湖南局部的最大降雪量达到了26毫米,并且安徽、湖北和湖南等地出现了一种破坏力最大的降水形式——冻雨。
冻雨虽然叫雨,但是它却与一般的雨区别很大。其形成的原因是雨滴低于0℃时,在略低于0℃的空气中保持了一种过冷状态,这种状态处于微妙的平衡中,但一旦落到温度低于0℃的物体上,平衡会被立即打破,而液态的雨滴马上就变成了光滑透明的冰,冻结在物体的表面上。
冻雨过后,有网友拍到的高铁输电网络是这样的:
可以看到,为高铁提供电力的接触线被光滑坚硬的冰层包裹着,并且还密密麻麻的分布着小冰锥,这样一来,受电弓上的滑板就只能隔着冰层与电网接触了,这会导致受电弓和电网之间严重接触不良,造成导电能力变差。
而高铁线路上接触网的电压非常高,能达到27.5千伏,一旦有非绝缘体靠近,就会放电,因此列车受电弓一般升起和落下时都可能有放电的火花,只是一般很少有人见到。
这次接触网结冰后,受电弓滑过时冰也不断破碎,但有的地方破了有的地方又没破,使受电弓和电网之间一直存在一定的间隙,接触不稳定了,在这么高的电压作用下,薄薄的冰层很容易就被高压电击穿,所以就在受电弓和电网接触的地方形成了这种噼里啪啦的电火花现象。
如果结的冰很硬,甚至会有受电弓直接被冰打断的情况出现,导致列车供电直接中断,不得不停在半路上等待救援。这可不是危言耸听,因为以前就发生过类似的事情:
不过这是正常的接触不良时的放电现象,在车内乘客完全不必担心会不会影响到自己的安全,顶多是会影响到自己的行程。
当然,面对这种灾害,铁路也不是没有应对办法,比如开一辆装有两个受电弓的列车出去,前面的受电弓安装特殊硬化加强的碳铝材质滑板或铜基粉末冶金滑板,不通电,专门用来打掉电网上的冰层,然后只用第二个受电弓取电。
但这样不仅慢,冰层太厚的话加强版受电弓也打不掉冰层,最后还得依赖人力,把需要除冰的线路断电后人手动拿着棍子去敲掉冰层。
虽然普通输电网络上有直流去冰的方式,即利用直流电加热线路,使冰熔化,但这种方式目前还只能用在普通输电线路上,对实现高铁这种接触网除冰来说目前还有很大的困难。
在这场极端的冻雨灾害下,各地的铁路相关部门已经全部出动,在满负荷的为大家疏通线路了。
尽管困难很多,但他们已经尽了全力,在天灾面前,人类的力量还是小了太多。
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