國產(chǎn)“高強(qiáng)高導(dǎo)接觸導(dǎo)線”助力高鐵產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
高質(zhì)量發(fā)展是創(chuàng)新驅(qū)動的發(fā)展。習(xí)近平總書記指出,要堅(jiān)持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位。黨中央把創(chuàng)新的重要性提升到前所未有的高度。創(chuàng)新驅(qū)動是高質(zhì)量發(fā)展的一個(gè)定義性特征,高質(zhì)量發(fā)展就是創(chuàng)新作為第一動力的發(fā)展,只有創(chuàng)新驅(qū)動才能推動我國經(jīng)濟(jì)從外延式擴(kuò)張上升為內(nèi)涵式發(fā)展。我們必須充分認(rèn)識到,由于世情國情發(fā)生深刻變化,科技創(chuàng)新對中國來說不僅是發(fā)展問題,更是生存問題。
時(shí)速350公里,營業(yè)里程3.6萬公里,通達(dá)除西藏外的30個(gè)省區(qū)市……中國高鐵以驚人的速度和廣度一再刷新我國的“高鐵版圖”和紀(jì)錄。供電系統(tǒng)作為高鐵列車的“心臟”,在為列車提供源源不斷的動力的同時(shí),也是確保列車安全、高速、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
天津中鐵電氣化設(shè)計(jì)研究院有限公司總工程師王立天團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“高速鐵路用高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”,實(shí)現(xiàn)了我國高鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線的完全國產(chǎn)化。該成果經(jīng)過10年在京滬、京津、京張、成渝等1.3萬公里的高鐵線路上的“掛網(wǎng)”運(yùn)行,證實(shí)其性能領(lǐng)跑“世界高鐵”。該項(xiàng)目也獲得2020年度國家科技進(jìn)步獎二等獎,同時(shí)項(xiàng)目獲授權(quán)發(fā)明專利32件,SCI論文31篇,主編國標(biāo)6項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。
《高速鐵路用高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》科技創(chuàng)新成果的成功研制,首次實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)高導(dǎo)接觸導(dǎo)線的規(guī)?;こ虘?yīng)用,支撐了京滬高鐵先導(dǎo)段科技進(jìn)步實(shí)現(xiàn)486.1km/h的高鐵世界最高運(yùn)營試驗(yàn)速度,是當(dāng)前世界最高水平的接觸導(dǎo)線,標(biāo)志著我國高速鐵路大張力接觸網(wǎng)技術(shù)躍居世界前列。中鐵電化院始終堅(jiān)持科技興企、人才強(qiáng)企戰(zhàn)略,持續(xù)把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、推進(jìn)作為企業(yè)發(fā)展的核心競爭力,經(jīng)過多年艱苦卓絕的努力,創(chuàng)造出了一系列具有獨(dú)特競爭優(yōu)勢的核心技術(shù)和成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)品,為贏得國家科技進(jìn)步獎建立了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
該項(xiàng)目現(xiàn)已推廣應(yīng)用至高速鐵路、重載鐵路和城市軌道交通等領(lǐng)域,累計(jì)運(yùn)用超過2800條公里,安全服役8年以上。該項(xiàng)目的成功推廣應(yīng)用,為推進(jìn)中國高鐵實(shí)現(xiàn)從“跟隨者”到“引領(lǐng)者”的跨越,為進(jìn)一步研究時(shí)速400公里及以上高鐵牽引供電技術(shù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
動感中鐵電化院:“高強(qiáng)高導(dǎo)接觸導(dǎo)線”創(chuàng)新項(xiàng)目榮獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎
11月3日,中共中央、國務(wù)院在北京人民大會堂隆重舉行了2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人習(xí)近平總書記、李克強(qiáng)等出席大會。中鐵電化院作為第一完成單位主持完成的《高速鐵路用高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》創(chuàng)新項(xiàng)目榮獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎,中鐵六院副總工程師,中鐵電化院首席專家、副總經(jīng)理王立天作為第一完成人參加大會并領(lǐng)獎。
《高速鐵路用高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》科技創(chuàng)新成果的成功研制,首次實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)高導(dǎo)接觸導(dǎo)線的規(guī)?;こ虘?yīng)用,支撐了京滬高鐵先導(dǎo)段實(shí)現(xiàn)486.1km/h的高鐵世界最高運(yùn)營試驗(yàn)速度,是當(dāng)前世界最高水平的接觸導(dǎo)線,標(biāo)志著我國高速鐵路大張力接觸網(wǎng)技術(shù)躍居世界前列。中鐵電化院始終堅(jiān)持科技興企、人才強(qiáng)企戰(zhàn)略,持續(xù)把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力、推進(jìn)科技進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的核心競爭力,經(jīng)過多年艱苦卓絕的努力,創(chuàng)造出了一系列具有獨(dú)特競爭優(yōu)勢的核心技術(shù)和成果轉(zhuǎn)化產(chǎn)品,為贏得國家科技進(jìn)步獎建立了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
該項(xiàng)目自2009年開始,歷時(shí)12年,電化院作為此項(xiàng)目的第一完成單位,充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作優(yōu)勢,與浙江大學(xué)、中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司、京滬高速鐵路股份有限公司和相關(guān)廠家等單位合作完成。在該項(xiàng)目的研究過程中,得到了集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,中鐵六院副總工程師、中鐵電化院首席專家、副總經(jīng)理王立天,副總工程師丁為民及其余相關(guān)人員組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì),對項(xiàng)目研究全過程投入了大量的時(shí)間和精力,共同助力項(xiàng)目完成。依托此項(xiàng)目的相關(guān)研究成果,成功獲得授權(quán)發(fā)明專利32件、SCI論文31篇,主編國家標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。
該項(xiàng)目現(xiàn)已推廣應(yīng)用至高速鐵路、重載鐵路和城市軌道交通等領(lǐng)域,累計(jì)運(yùn)用超過2800條公里,安全服役8年以上。該項(xiàng)目的成功推廣應(yīng)用,為推進(jìn)中國高鐵實(shí)現(xiàn)從“跟隨者”到“引領(lǐng)者”的跨越,為進(jìn)一步研究時(shí)速400公里及以上高鐵牽引供電技術(shù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
科技日報(bào)相關(guān)報(bào)道:國產(chǎn)“雙高”導(dǎo)線讓中國高鐵“電力十足”
時(shí)速350公里,營業(yè)里程3.6萬公里,通達(dá)除西藏外的30個(gè)省區(qū)市……中國高鐵以驚人的速度和廣度一再刷新我國的“高鐵版圖”和紀(jì)錄。供電系統(tǒng)作為高鐵列車的“心臟”,在為列車提供源源不斷的動力的同時(shí),也是確保列車安全、高速、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
俗話說,火車跑得快,全靠車頭帶。那么“車頭”的牽引動力來自于哪呢?
同時(shí),制約高速列車速度提升的三大核心技術(shù)瓶頸之一也是弓網(wǎng)的受流能力。為了保證高速行駛下的列車穩(wěn)定受流,接觸網(wǎng)導(dǎo)線就必須具有大張力和大載流能力,這就要求導(dǎo)線同時(shí)具有高強(qiáng)度和高電導(dǎo)率,還要保證接觸網(wǎng)輕量化,不能給工程方面增加投入。
“在保證高電導(dǎo)率的同時(shí),接觸網(wǎng)導(dǎo)線還需要保證高強(qiáng)度。”王立天說,列車在高速運(yùn)行中,受電弓和導(dǎo)線之間不能脫離,必須時(shí)刻緊密接觸。只有導(dǎo)線的波動傳播速度大于列車速度的1.4倍,才能保證受電弓和接觸網(wǎng)導(dǎo)線不脫離。而提升導(dǎo)線的波動傳播速度就必須提高導(dǎo)線的張力,在導(dǎo)線重量不變的情況下,就需要增加導(dǎo)線強(qiáng)度,使導(dǎo)線強(qiáng)度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)安全系數(shù)2.0以上。也就是說,導(dǎo)線所能承受的最大拉斷力需要達(dá)到應(yīng)用所需拉力的2倍以上強(qiáng)度才能保證安全。
“當(dāng)時(shí)國際最先進(jìn)的銅鎂導(dǎo)線強(qiáng)度在列車350公里時(shí)速下已達(dá)安全極限,想要進(jìn)一步提速必須研發(fā)下一代更高強(qiáng)度和更高導(dǎo)電率的銅鉻鋯接觸網(wǎng)導(dǎo)線。”王立天說,要想實(shí)現(xiàn)“中國速度”,這道坎必須要跨過去。
早在2006年,我國開始進(jìn)行高鐵建設(shè)的時(shí)候,王立天作為專家團(tuán)隊(duì)的一員,就開始接觸到這一領(lǐng)域。
國外的技術(shù)封鎖讓王立天清楚地看到,為實(shí)現(xiàn)我國高鐵技術(shù)的突破,就必須自立自強(qiáng),進(jìn)行自主創(chuàng)新,把銅鉻鋯接觸網(wǎng)導(dǎo)線國產(chǎn)化,做出中國自己的高強(qiáng)高導(dǎo)導(dǎo)線。
可興奮勁兒還沒過,王立天就發(fā)現(xiàn),學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的材料樣件研究和實(shí)現(xiàn)大長度導(dǎo)線產(chǎn)業(yè)化之間相差了十萬八千里,實(shí)驗(yàn)室里的研究工作量和難度只占整個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目全部工作量和難度的5%—10%,后面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎團(tuán)隊(duì)的想象。
“其中第一和第二部分是最為關(guān)鍵也是最難實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)我們走遍全國,也找不到能進(jìn)行銅鉻鋯導(dǎo)線冶煉和鑄造的設(shè)備,所有的工裝設(shè)備必須自己研制。”王立天說,“可以說,導(dǎo)線產(chǎn)業(yè)化的研發(fā)過程就是研發(fā)生產(chǎn)制造導(dǎo)線所需各種設(shè)備、流程工藝的過程。”
“最難的是冶煉爐結(jié)晶器的研發(fā),當(dāng)時(shí)合金坯桿鑄造出來后,表面非常粗糙且有裂紋,內(nèi)有氣孔,而且內(nèi)部合金組分不合格,怎么調(diào)整數(shù)據(jù)都沒有用。”王立天回憶,天天守在1000多攝氏度的冶煉爐邊,一次次實(shí)驗(yàn)失敗,讓很多參研人員開始動搖。有人說,日本都研究近20年了,產(chǎn)品還沒投入應(yīng)用,咱們怎么可能研究出來。
產(chǎn)品性能全世界領(lǐng)先
“經(jīng)測試,我們自主研發(fā)生產(chǎn)的銅鉻鋯導(dǎo)線導(dǎo)電率達(dá)到75%,強(qiáng)度也達(dá)到了560兆帕,性能可以與日本同一時(shí)期上線的同類產(chǎn)品‘打成平手’,而歐美此時(shí)還沒有同類產(chǎn)品研制出來。”王立天自豪地說,而且由于我們的產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)更簡化,因此成本要低很多。
隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)提高,如今我國的銅鉻鋯導(dǎo)線最高可以實(shí)現(xiàn)83%的導(dǎo)電率,同時(shí)強(qiáng)度達(dá)到620兆帕。“目前準(zhǔn)備開始建設(shè)的重慶到成都的高鐵時(shí)速可達(dá)400公里,這比現(xiàn)有的350公里/小時(shí)高鐵對各項(xiàng)技術(shù)的要求提升一個(gè)級別。”王立天對此充滿信心,他表示,這次我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)高導(dǎo)接觸網(wǎng)導(dǎo)線完全可以為新高鐵的建設(shè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。(記者 陳 曦)
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