皇冠上面摘明珠

飛馳的高鐵上邊掛著一根導線，就是它讓列車擁有動力奔跑，它的狀態(tài)制約著高鐵能否順暢運行，這個“空中”高科技被譽為“皇冠上的明珠”。

高鐵的核心技術，就是處理好高速列車與鋼軌線路之間的“輪軌關系”、與牽引供電接觸網之間的“弓網關系”、與空氣之間的“流固耦合關系”。架設在鐵路上方的這條接觸網導線，必須在復雜苛刻的的環(huán)境條件下，保持相對于受電弓的精確空間定位、平順穩(wěn)定的物理性能和良好的電氣性能，滿足動車組的大功率電流輸送需求。因此，“弓網關系”狀態(tài)，是高速鐵路順暢運行的關鍵性制約因素；而接觸網導線，則被譽為鑲嵌在高速鐵路“皇冠上的明珠”。

掛在“空中”的高科技

高速列車有賴于強大、持續(xù)、穩(wěn)定的動力源。這個動力源就是電力牽引供電系統(tǒng)，它負責向高速列車提供電能，是高速鐵路整個技術體系的關鍵構成部分，是保證高速列車安全可靠運行的核心系統(tǒng)之一。高速動車組向上方升起受電弓，與牽引供電系統(tǒng)中的接觸網導線保持密貼順滑接觸，持續(xù)獲取滿足高速動車組輪周功率17000KW至19200kW的27.5KV高壓大功率電流。

高鐵的核心技術之一，就是處理好高速列車與與牽引供電接觸網之間的“弓網關系”，“弓網關系”狀態(tài)，是高速鐵路順暢運行的關鍵性制約因素；而接觸網導線，則被譽為鑲嵌在高速鐵路“皇冠上的明珠”。

高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的一切工作，都圍繞著這根不同尋常的“接觸導線”延展， 從而實現(xiàn)良好的“弓網關系”服務。

“弓網關系”并非高速鐵路獨有的核心技術，從130年前電氣化鐵路誕生以來，持續(xù)改善“弓網關系”的研究就從來沒有停頓過；就像185年前有了鐵路，“輪軌關系”的持續(xù)改進就如影相隨一樣。

到了高鐵時代，當風馳電掣的動車組托舉著受電弓，以每秒100米的速度滑過上方的接觸導線時，特別是大編組的動車同時升起雙弓運行時，前弓向上抬升并快速摩擦接觸導線，引起接觸網擾動共振，這種振波沿接觸導線傳導到后弓，使后弓運行條件更加復雜。弓網之間的動態(tài)耦合關系，成為高速鐵路諸多制約因素中最為關鍵的因素。

從“厘米級”到“毫米級”飛躍

根據(jù)國內外多年高速鐵路研究及實踐表明，高速鐵路的最高速度受“弓網關系”的限制。

在高速運行狀態(tài)下，動車組受電弓與接觸網導線必須始終保持順滑密貼接觸，一旦弓網瞬間分離，列車就會失去動力，同時在弓網之間出現(xiàn)閃弧，強大的火花會在局部產生高溫，損傷導線和受電弓，嚴重時會燒斷接觸網導線，影響行車安全。這就要求接觸網施工必須像組裝飛機一樣嚴謹精細。以接觸導線的平直度標準為例，要求“每米導線展放后的平直度，用專業(yè)水平儀器測量，只允許有0.1毫米的縫隙誤差”。

所有接觸網施工人員在導線架設和調整作業(yè)中，都像懷抱嬰兒的父母一樣小心翼翼呵護這個“高速鐵路皇冠上的明珠”。

精心施工確保了工程精度的提高，在京津、武廣、滬寧、滬杭、京滬先導段等高鐵數(shù)千公里導線架設過程中，導線平直度實測均達到了0.03-0.05毫米等級，像一根發(fā)絲那么細，這個數(shù)據(jù)創(chuàng)造了中國乃至世界第一。

中鐵電氣化局集團通過京津、武廣、滬寧、滬杭、京滬等高鐵工程實踐，形成了具有自主知識產權的高鐵技術體系，包括：高鐵牽引供電系統(tǒng)技術標準；牽引供電系統(tǒng)計算機設計仿真技術；設備系統(tǒng)集成技術產品認證和采購標準；設備零部件器材裝備制造國產化；以腕臂、吊弦精測計算預配和恒張力放線工藝為主的施工技術；接觸網靜態(tài)動態(tài)檢測技術和可靠性及安全評估等，形成了完全國產化的整套技術體系平臺，為下一步中國完善高鐵網絡打下堅實基礎。

世界高鐵版圖烙上 “中國印”

從1958年承建中國第一條電氣化鐵路——寶成鐵路寶鳳段起，中鐵電氣化局52年來持續(xù)研究。特別是受鐵道部之命擔當中國高鐵牽引供電系統(tǒng)引進技術的受讓方以來，在承建京津城際、武廣、滬寧、滬杭高鐵，以及在建京滬、哈大等高鐵和客專牽引供電系統(tǒng)集成工程的過程中，對高速鐵路“弓網關系”更有了獨到的研究和創(chuàng)新。

從京津城際鐵路到武廣高鐵，在引進消化吸收國外先進成熟可靠技術的基礎上，完成中國高速鐵路技術的成熟過程，全面掌握高速鐵路技術并形成系統(tǒng)集成能力，實現(xiàn)中國特色高速鐵路技術的再創(chuàng)新。中鐵電氣化局以“四電”系統(tǒng)集成總承包牽頭方和牽引供電、電力系統(tǒng)技術主導方的身份參建武廣高鐵。2009年12月9日，武廣高鐵創(chuàng)造了動車組重聯(lián)雙弓試驗時速394.2公里的世界紀錄。世界高鐵的版圖上從此烙上了鮮明的“中國印”。

中國高鐵牽引供電系統(tǒng)技術發(fā)展三個階段的第三步，即運用系統(tǒng)集成建設理念和技術實現(xiàn)中國高鐵的完全自主創(chuàng)新和技術裝備產品國產化，目前正在京滬高速鐵路建設中有序推進。今年，滬寧高鐵和滬杭高鐵建成開通以來的安全穩(wěn)定運營表明，站后“四電”系統(tǒng)各項技術指標全面達到了設計標準。京滬高鐵先導段再次創(chuàng)造時速486.1公里的世界紀錄，標志著具有完全自主知識產權的中國高鐵技術已經走在世界前列。