国产“双高”导线让中国高铁“电力十足” 性能世界领先
伴随着新技术的不断改进提升，现如今在我国的铜铬锆导线最大可以完成83%的导电率，与此同时抗压强度做到620Mpa。在我国具备独立IP的高强高导铁路接触网导线彻底可以为新高铁动车的基本建设给予强大的工艺支撑点。
◎本报记者 陈 曦
车速350千米，运营里程数3.6万多公里，顺通除西藏外的30个省市……中国高铁以令人震惊的速率和深度广度一再更新在我国的“高铁动车疆域”和记录。供配电系统做为高铁列车的“心血管”，在为高铁给予源源不绝的驱动力的与此同时，也是保证火车安全性、快速、靠谱、平稳运作的重要。
天津市中铁集团电化设计研究院有限责任公司高级工程师王立天精英团队产品研发的“铁路用高强高导铁路接触网导线核心技术及运用”，完成了国内高铁动车铁路接触网导线的彻底国内生产制造的。该成效通过10年在京沪线、津冀、京张、川渝等1.3万多公里的高铁线路上的“挂标”运作，确认其特性领先“全球高铁动车”。该新项目也得到2020年度国家科技进步奖二等奖，与此同时新项目获受权专利发明32件，SCI论文31篇，小编国家标准6项、国家标准2项。
铜镁导线已达安全性極限
俗话说得好，列车跑的快，全靠车前带。那麼“车前”的牵引带驱动力来自于哪儿呢?
“大家在高铁站等车时，常常会见到公路沿线空中搭建的电力线路，这种电力线路便是铁路铁路接触网，高铁列车运作需要的电便是根据电力机车上端铁路接触网来运输。”王立天详细介绍，铁路接触网一旦断电或火车受电弓与铁路接触网接触不良现象，便会对火车的配电造成危害。
与此同时，牵制轨道列车速率提高的三大关键技术短板之一也是弓网的受流工作能力。为了更好地确保汽车行使下的火车平稳受流，铁路接触网导线就一定具备盛德美力和大载流工作能力，这就规定导线与此同时具备高强度和高导电率，还需要确保铁路接触网轻量，不可以给工程项目层面提升资金投入。
王立天表述：“当火车行车的速度为300千米/钟头以上时，它受到的摩擦阻力90%以上都来源于空气阻力，而空气阻力与速率的平方米正相关，火车需要的输出功率就与速率的三次方正相关。输出功率增加后，在工作电压不会改变的情形下，电流量也相对应扩大。因而必须铁路接触网导线具备高导电率。”
“在确保高导电率的与此同时，铁路接触网导线还必须确保高强度。”王立天说，火车在高速行驶中，受电弓和导线中间不可以摆脱，务必时时刻刻密切触碰。仅有导线的起伏快速传播超过火车速率的1.4倍，才可以确保受电弓和铁路接触网导线不摆脱。而提高导线的起伏快速传播就需要提升导线的支撑力，在导线净重不会改变的情形下，就必须提升导线抗压强度，使导线抗压强度超过行业标准安全性能2.0以上。换句话说，导线能够承担的较大扯断力必须做到运用所需抗拉力的2倍以上抗压强度才可以确保安全性。
要想与此同时提高强度和导电率是个极大的挑戰。大家都知道，在合金铜原材料中，导电率和抗压强度反比，与此同时提高导电率和抗压强度十分艰难，因而高铁动车铁路接触网导线产品研发难度系数巨大，在王立天精英团队项目实施前，在我国高铁动车铁路接触网导线所有依靠进口的。
“那时候国际性最现代化的铜镁导线抗压强度在火车350千米车速下已达安全性極限，要想进一步加速务必产品研发下一代更高强度和更高导电率的铜铬锆铁路接触网导线。”王立天说，要想完成“中国创造”，这这一关务必要跨以往。
产品研发、产业发展一切从零开始
早在2006年，在我国逐渐开展高铁建设的情况下，王立天做为专家团队的一员，就逐渐触碰到这一行业。
“因为铬锆合金原素基酶、高蒸发的特点，造成可以达到工程项目必须的零缺陷较长铜铬锆导线制取变成认可的世界难题，被称作高铁动车牵引带供电系统技术性‘黄冠上的耀眼明珠’。”王立天说，那时候尽管日、法、德等国资金投入重金去产品研发，但均未完成工程项目运用，且技术性严实封禁。
海外的技术性封禁让王立天清晰地见到，为完成在我国高铁技术的提升，就务必自强自立，开展科技创新，把铜铬锆铁路接触网导线国内生产制造的，作出我国自身的高强高导导线。
那时候在我国连铜镁导线全是依靠进口的，要研制开发技术水平高于一大截的铜铬锆导线，艰难显而易见。“真的是一切从零开始，查找参考文献，可以参考的內容少得可伶。”王立天追忆，幸运的是，精英团队找到浙大科学研究高导高强度原材料的孟亮专家教授。在孟亮专家教授精英团队的幫助下，用了大半年時间，精英团队在试验室就研制开发出了铜铬锆原材料导线的样品，并且样品的各类主要参数指标值十分出色，导电率做到80%以上，抗压强度做到620Mpa。
可激动劲头还没过，王立天就发觉，院校试验室的原材料样品科学研究和完成大长短导线产业发展中间超过了十万八千里，试验室里的科学研究劳动量和难度系数只占全部产业发展新项目所有劳动量和难度系数的5%—10%，后边完成产业发展的技术水平远远地远远超过精英团队的想像。
王立天详细介绍，金属冶炼生产加工领域的全部步骤大部分分成四一部分，第一部分是冶炼厂技术性，第二一部分是铸造工艺，第三一部分是硬变加强金属材质的激光切割加工技术性，第四一部分是加热技术性。
“在其中第一和第二一部分是极为重要也是较难完成的。那时候大家游遍中国，也找不着能开展铜铬锆导线冶炼厂和铸造的机器设备，全部的工作服机器设备务必自身研制开发。”王立天说，“可以说，导线产业发展的开发全过程便是产品研发生产加工导线所需各种各样机器设备、步骤加工工艺的全过程。”
王立天例举说，例如熔炼炉，为了更好地防止铬锆合金蒸发，精英团队就试着了多种多样加工工艺途径，有关炉口原材料的挑选，精英团队也挑选了十几种开展实验。
“较难的是熔炼炉连铸结晶器的产品研发，那时候铝合金坯杆铸造出去后，表层十分不光滑且有裂痕，内有出气孔，并且內部铝合金成分不过关，怎么调整数据信息也没有用。”王立天追忆，每天守在1000多摄氏度的熔炼炉边，一次次试验不成功，让许多参研工作人员逐渐摇摆不定。有人说，日本都科学研究近20年了，商品还没资金投入运用，我们怎么可能科学研究出去。
但王立天沒有摇摆不定，依然每日守在熔炼炉旁，总算有志者事竟成，一次实验中“险些导致安全事故的出现意外”，让冒着生命威胁守留在冶炼厂当场的王立天，总算“戳破这层窗纸”，解决了全部产品研发工作中难度系数最高的工艺问题。
商品特性全球领跑
2010年12月，京沪高铁主导段开展了联调联试和综合性实验，最大运作车速做到486.1千米的世界最高运营实验速率，在其中，高强高导的铜铬锆导线有目共睹。
“经检测，大家自主研发生产制造的铜铬锆导线导电率做到75%，抗压强度也做到了560Mpa，特性可以与日本同一阶段发布的同行业‘打平手’，而欧美国家这时都还没同行业研制开发出去。”王立天骄傲地说，并且因为大家的商品生产制造阶段更简单化，因而成本费要低许多。
现阶段国内生产制造铜铬锆导线的技术水平完成了可反复压挤、持续拉拨生产制造两吨铜铬锆导线，而且导线大长短持续正中间沒有一切缺点。为了更好地确保导线的安全系数，导线还具备很高的耐蚀性、耐缝隙腐蚀性及其优良的高溫特点。王立天进一步表述，因为在我国的铁路遍及天南地北，有一些铁路线位于污浊、海滩等自然环境，因而对导线的耐蚀性规定十分高。与此同时摩擦生热，当火车汽车行使的情况下，便会与铁路接触网导线摩擦生热。一般来说，当水温达到100℃时，导线抗压强度会降低。而人们的铜铬锆导线由于材料和加工工艺，100度的溫度反倒会使导线在一定区域内抗压强度提升。除此之外，高溫制冷后，别的铝合金导线抗压强度一般也会降低20%上下，而人们的铬锆铜导线抗压强度只能降低5%上下，具备良好的高溫特点。
伴随着新技术的不断改进提升，现如今在我国的铜铬锆导线最大可以完成83%的导电率，与此同时抗压强度做到620Mpa。“现阶段准备开始基本建设的重庆到成都的高铁时速可达400千米，这比目前的350千米/钟头高铁动车对各类技术性的规定提高一个等级。”王立天对于此事充满希望，他表明，此次在我国具备独立IP的高强高导铁路接触网导线彻底可以为新高铁动车的基本建设给予强大的工艺支撑点。
原文章标题：国内“双高”导线让中国高铁“电力工程十足” 特性处于领先水平