孫希鋒　中國鐵路上海局集團有限公司調度所

2018年1月4 日，上海局集團公司管內安徽、江蘇地區(qū)普降大雪，氣溫較低，接觸網出現(xiàn)覆冰現(xiàn)象，造成京滬高鐵、滬寧城際鐵路部分動車組自動降弓，大量動車組晚點。1月4日、5日管內因降雪停運旅客列車627列、其中動車組列車391列，給運輸秩序造成極大影響。

1 接觸網覆冰成因

接觸網覆冰首先是由氣象條件決定，由于氣溫、空氣濕度、風速的共同作用，在接觸線線索表面凍結而成冰（霜），冰霜積聚過多，對接觸網粘附、包裹，就形成了接觸網覆冰。

2 接觸網覆冰危害

接觸網覆冰后在風的作用下舞動快、幅度大，弓網運行關系發(fā)生改變，對電力機車和動車組正常運行造成影響。從機械角度講，覆冰后接觸線出現(xiàn)下垂、冰墜，導致接觸線硬點增多，電力機車受電弓機械磨耗增大，造成碳滑板磨損，甚至斷裂的弓網故障。從電氣角度講，由于被覆冰包裹，接觸線與受電弓接觸面減小，導致受電弓取流不暢，影響列車運行速度。覆冰嚴重時受電弓和接觸線脫離，弓網間產生較大的電弧甚至燃弧，導致受電弓碳滑板嚴重燒傷，也可能會燒斷接觸線，此時必須進行扣車、封鎖停電處理，嚴重擾亂正常運輸秩序，因此必須采取相應措施，減少覆冰影響。

3 接觸網覆冰處置辦法

目前國內接觸網覆冰主要有兩種處置辦法：

（1）接觸網導線局部或大面積覆冰較嚴重時，采用接觸網打冰桿、作業(yè)車打冰等模式進行帶電或停電除冰。

（2）接觸導線覆冰厚度在允許值時，開行電力機車牽引的列車以及動車組列車前，采用安裝有銅基粉末冶金滑板受電弓的電力機車，對接觸網導線進行機械除冰。

以上兩種方法均是在接觸網發(fā)生敷冰情況后的處置方法，處置效率低、耽誤時間長，將對列車運行秩序造成嚴重影響。所以我們應該思考如何在覆冰前采取措施，防患于未然，預防和減少覆冰的出現(xiàn)。

4 高速鐵路接觸網覆冰的預防

4.1 利用夜間天窗點，組織熱備動車組往返開行

高速鐵路天窗點均在夜間且時間較長，為防止接觸網冰雪惡劣天氣下持續(xù)無負荷運行而出現(xiàn)覆冰的現(xiàn)象，相關單位根據(jù)天氣預報和現(xiàn)場情況，及時報告運輸指揮部門，組織熱備動車組往返開行，預防接觸網覆冰。

以1月4日安徽、江蘇北部地區(qū)普降大雪為例，上海局集團公司組織對該范圍內合蚌高鐵、合福高鐵、京滬高鐵、滬蓉城際等高鐵線路，組織動車組往返開行。因天氣預報鎮(zhèn)江地區(qū)雪量較小，所以未組織對京滬高鐵南京南至上海虹橋間、滬寧城際鐵路開行熱備動車組。

查看1月4日列車運行圖（圖3、圖4），京滬高鐵G2、G6次運行至鎮(zhèn)江南站至秦淮河線路所間自動降弓停車，滬寧城際 G7029次、G7271次（圖1）、G7049次（圖2）、G7268次運行至鎮(zhèn)江至南京間自動降弓停車。

圖1 G7271次鎮(zhèn)江至南京間自動降弓停車

圖2 G7049次鎮(zhèn)江至南京間自動降弓停車

通過分析，上述自動降弓均發(fā)生在1月4日凌晨未開行熱備動車組的區(qū)段，而降雪量較大的地區(qū)因組織熱備動車組往返開行，并未發(fā)生自動降弓停車。所以組織熱備動車組往返開行是預防接觸網覆冰比較有效的措施。

4.2 合理調整運行秩序，動車組有序運行

圖3 1月4日滬寧城際列車運行圖

圖4 1月4日京滬高鐵列車運行圖

通過運行圖（圖3、圖4）可以看出，自動降弓的6趟動車組，距前一趟動車組均有較長的時間間隔，在同時間段內，均長于其它動車組的行車間隔。根據(jù)現(xiàn)場的分析：暴雪天氣加之氣溫驟降導致行車間隙期間接觸網再次覆冰，動車組在高速運行過程中，受電弓與接觸網覆冰產生不規(guī)則摩擦致使受電弓損傷碳滑板位移，從而導致受電弓降弓停車。

所以為避免行車間隙期間接觸網再次覆冰，要求行車組織部門合理規(guī)劃運行圖，動車組開行間隔不能相差太大，保證動車組均勻通過。

4.3 采用新技術、新方法預防

4.3.1 接觸網在線電流融冰技術

電流融冰法是在輸電線路導線中接通電流，利用導線的焦耳效應產生的熱量對導線表面的覆冰進行熱融化除冰。經過查閱國內外相關文獻和實際調研分析發(fā)現(xiàn)，如果輸電線路廣泛采用的短路融冰應用在接觸網上，就必須斷開負荷，電力機車、動車組停運，動車組一旦停運影響較大，所以研究不影響電力列車、動車組正常運行的接觸網在線防冰技術才具有實際應用價值。目前有基于靜止無功發(fā)生器(SVG)的電氣化鐵路接觸網在線防冰技術，通過調節(jié)SVG，增大接觸線電流，防止接觸線結冰。在上海局集團公司滬杭線海寧變電所進行了實際應用測試，通過在變電所和分區(qū)所設置的SVG，控制接觸網上的電流實現(xiàn)在線防冰，不僅不影響列車運行，還能保證供電電壓穩(wěn)定（圖5）。

圖5 接觸網在線防冰原理電路

當接觸線溫度傳感器輸出的溫度值小于等于冰點時，投入靜止無功發(fā)生器(SVG)，能夠在接觸網不停電、動車組正常運行情況下，進行在線高效防冰，使接觸網在凍雨及冰雪等極端災害天氣情況下不結冰。

4.3.2 憎水性涂料用于接觸網線路防冰

中國鐵道科學研究院的研究表明在具有納米管結構的接觸線上涂覆R-2180涂料后，接觸線表面的覆冰速率明顯下降，覆冰量顯著降低，覆冰量較裸接觸線降低近40%，顯示了良好的防覆冰性。還有的是利用三氯丙烯乙二醇、甘油和異丙醇鈦鹽等聚合制備一種聚合物，在大氣條件下該聚合物自動釋放三氯丙烯乙二醇和甘油，有利于過冷水滴在凍結前自由滑落。憎水性涂料可以利用機械設備向接觸線涂抹，該方法操作簡單，在無機械設備涂抹的情況下，可通過人工涂抹，成本較低?？梢愿鶕?jù)天氣預報可能結冰時利用接觸網停電天窗時間，提前進行涂抹，預防接觸網覆冰。

綜上所述，筆者認為在采取人工除冰、電力機車（動車組）帶負荷運行除冰的基礎上，應該把接觸網覆冰的預防工作提前做好，利用夜間天窗點，組織熱備動車組往返開行，在列車運行過程中，合理調整運行秩序，縮小列車運行間隙，減少覆冰產生。同時還需要鐵路及科研部門共同努力，對接觸網憎水性涂料、接觸網在線防冰等新技術、新方法進行研發(fā)、試驗，盡快投入使用，保證高速鐵路運行安全。

[1]李群湛，郭蕾.電氣化鐵路接觸網在線防冰技術研究.鐵道學報.2013-10.

[2]鄔江峰.淺析接觸網覆冰的危害及對策.水利與水電.2014-06.

[3]張晨云.接觸線表面防覆冰涂層的性能研究.中國鐵路，2015-03.