新型高寒動車組
隨著冬季寒潮降臨我國南北版圖,蝸居不出似乎是所有寒冬裡居民的共同心願。也許是受這愈發寒冷的氣候驅使,2020年寒潮來臨之時,中鐵集團北京分局推出了一款具有獨特「戰寒」技法的動車組,首次亮相於北京動車段朝陽動車所,以其在零下40度環境中的特殊生存技能,強勢回應這場跨年而來的「年度霸王級寒潮」,讓八成以上被凍透的區域及其居民,多多少少感受到暖意襲來。
作為高鐵列車家族中的新成員,「戰寒」團隊中的扛把子,這款「高寒」動車組,「戰寒」有妙招,可謂由內而外武裝到了牙齒。據朝陽售後服務站站長夏森介紹,一般來說,當列車身處高寒環境時,它的運作「神經」,也就是連接起來長達240多公裡的電力線路,可能會因為電箱內部因低溫,而產生「結露」現象,即空氣冷凝而結成水露,將有可能會對這組成列車「腦神經」的數百公裡長的電線安全,造成「致命」傷。
微米級陶瓷多孔材料
為了減輕冷凝水對配電櫃的影響,高寒動車組的設計者,為配電櫃增加了一層微米級陶瓷多孔材料,能夠將水露進行一段時間的儲存,直到倉室周圍溫度升高,這些露水就能夠蒸發並順著陶瓷材料的孔隙散逸而出,從而化解可能對電路造成的不良影響。
電路之所以重要,是因為動車組的一些運行指令,需要通過電路控制來實現。如遇極寒環境,電路開關內部會發生微妙變化:會因潤滑脂的粘度增加,而導致原本操作靈敏的開關,正負極產生「拉弧」,導致控制失靈。那麼何謂拉弧現象?為何會出現拉弧現象,它的危害又有多大呢?
通俗來講,當通電電路中的兩個導體分開、相對而立時,這兩個導體釋放的電流電氣,作用於二者之間的空氣,空氣中的氣體分子,就會在一定條件下發生電離反應,產生等離子體,這時兩端作用的電流,就能夠通過這些等離子體相連,並產生我們肉眼可見的電所組成的弧線,就稱之為「電弧」。日常生活中,我們所能見到的「閃電」,就是電離反應的產物,但因為是單純的電離反應,而非帶電導體之間的空氣電離現象,因此被歸類為「電火花」,而非「電弧」。
工業電弧
而在工業生產中,「電焊」就是指用電弧來焊接、融化或切割金屬,無論是自然界的「閃電」,還是工業製造中的「電焊」技術,其破壞力或說威力,都廣為人所熟知。配電電路中,開關正負極觸點之間的電弧,則會將開關觸點直接融化,開關觸點一旦融化,就會失靈,而電弧的存在,無法通過開關閉合消除,將會對電路造成直接破壞,極高溫與絕緣層的融化,可想而知火災甚至是爆炸都難免發生。
因此,為防止在極寒氣溫環境下,普通動車線路開關必然會出現的這種危險情況,這款為「戰寒」而生的高寒動車組,所使用的電路開關也是為低溫環境所特製的,能夠適應零下40度的氣溫環境。此外,高寒動車組的制動功能,採用首批自動化防凍結設置,能夠確保列車順利制動、安全入庫。就連水箱、汙物處置箱、水管通路,都穿上了厚厚的電熱「棉衣」,其中水箱還配有底部「電爐」,能夠維持整列列車在冰天雪地之中的「吐息」等日常活動。
俄羅斯列車
更為難得的是,由於當列車運行速度越快,所需的電壓、所產生的電流,都水漲船高,一旦發生拉弧現象,所造成的破壞力也更大。這方面,環繞北冰洋的俄羅斯,以及一些高緯度歐洲國家地區的軌道交通建設頗有體會,難免羨慕。
而新型高寒動車組,面對零下40度的氣溫環境,依然達到了目前高鐵最高時速350公裡每小時,成為名副其實的以時速160公裡至350公裡著稱的復興號動車組中一員。這種設計,有望馳騁於我國高寒地區鐵路網絡,比如京哈鐵路段,並沿著我國嚴密緊湊的鐵路網,逐層鋪開,奔我們而來。