不少鐵路供電段、軌道交通運營單位近期都在咨詢兩個核心問題:一是接觸網異物清除有沒有不用停電、不用登網的高效方案,二是鐵路供電接觸網清障作業如何滿足現行的高鐵供電檢測規范要求。隨著我國電氣化鐵路運營里程不斷突破,電氣化鐵路維護的壓力持續攀升,傳統依賴人工登乘、停電作業的清障模式已經難以適配高密度的行車調度需求,激光清障儀作為非接觸式清障技術的代表性產品,正在成為行業關注的解決方案。
春季大風天氣、夏季樹木生長旺季、秋冬候鳥遷徙季,都是接觸網異物清除的高發期:大棚塑料膜、風箏線、廣告條幅、鳥巢附著物、侵限樹枝等異物掛網后,輕則導致接觸網絕緣性能下降,重則引發跳閘、斷線,直接影響行車安全。傳統的鐵路供電接觸網清障作業需要提前申請天窗點,同步協調接觸網停電,安排作業人員登乘作業車或攀爬桿塔進行清除,單次作業至少需要1-2小時,不僅占用寶貴的天窗資源,還存在高空墜落、觸電的作業風險,若遇到高峰期突發異物掛網,甚至可能造成大面積列車晚點【1】。
不同的電氣化鐵路維護場景,對清障作業的要求存在明顯差異:高鐵線路因為行車密度大、天窗時間短,要求清障作業盡可能不占用天窗資源,作業速度快,且不能損傷接觸網的精密部件;普速電氣化鐵路沿線周邊環境更復雜,塑料膜、樹枝等異物出現頻率更高,要求清障設備適配不同射程、不同材質的異物處理需求;城際軌道交通線路則要求清障作業盡可能減少對周邊居民的影響,避免封路、停電帶來的公共服務壓力。
不少B端用戶在搜索時還會關注作業成本的問題:傳統接觸網異物清除作業需要配備作業班組、作業車、絕緣工具等,單次作業的人力、物力成本較高,若遇到跨區間的多處異物掛網,作業成本還會進一步提升。因此不少運營單位都在尋找兼顧效率、安全與成本的鐵路供電接觸網清障方案。從實際運營數據來看,單線年運行里程超千萬的高鐵線路,年均接觸網異物清除需求可達上百次,傳統作業模式下僅人工與設備成本*超過百萬,還不包含列車晚點帶來的間接損失,清障模式升級已經成為電氣化鐵路維護的核心需求之一。
激光清障儀的工作原理是通過定向發射高能激光束,遠距離熔斷、氣化接觸網掛附的非金屬異物,全程不需要接觸接觸網部件,也不需要停電作業,是目前適配性較強的接觸網異物清除設備。
從B端用戶關注的性能參數來看,適配鐵路場景的激光清障儀需要滿足幾個核心要求:首先是射程與功率的匹配,接觸網的高度普遍在5.3米到15米之間,部分跨橋、跨谷路段的接觸網距離路邊安全作業區的距離可達數十米,因此設備需要保證在對應射程內的激光能量足以熔斷常見的塑料、纖維、木質異物;其次是安全防護設計,需要配備精準的瞄準定位系統,避免激光誤觸接觸網的承力索、接觸線、絕緣子等核心部件,同時要配備人員防護裝置,避免激光散射對作業人員造成傷害;另外設備的便攜性也很重要,既要能固定安裝在軌道作業車上使用,也要能快速轉移到應急作業點開展作業。
北京康高特推出的后羿/凌霄大功率激光清障儀,專門針對鐵路供電接觸網場景做了適配優化,不同檔位的功率與射程配置可充分滿足不同場景下電氣化鐵路的接觸網異物清除需求,同時設備支持高鐵供電檢測標準,能為鐵路供電段、工務段及軌道交通運營單位提供的電氣化鐵路清障解決方案。針對常見的風箏線、塑料膜等異物,設備可在30米距離內實現數秒熔斷,針對厚度較大的廣告條幅、直徑5厘米以內的侵限樹枝,也可在1分鐘內完成清除,全程不需要登網、不需要停電,作業人員在安全區域即可完成操作,大幅降低了作業風險與時間成本。從已落地的應用數據來看,采用該系列設備開展鐵路供電接觸網清障,單次作業時長可壓縮至傳統模式的1/10以內,作業成本僅為傳統模式的1/5左右。
對于G端用戶關注的標準規范、資質認證等問題,目前鐵路部門已經出臺了明確的電氣化鐵路維護相關要求,根據《高速鐵路接觸網運行維修規則》,接觸網檢修作業后需要通過高鐵供電檢測設備確認各項參數符合標準,包括接觸線導高、拉出值、絕緣電阻等指標不能出現異常,異物清除作業不得對接觸網部件造成不可逆損傷【2】。
后羿/凌霄大功率激光清障儀在研發階段*參考了現行的高鐵供電檢測相關標準,設備輸出的激光波長經過特殊調試,僅對非金屬異物產生作用,不會損傷接觸網的金屬導線、硅橡膠絕緣子等部件,作業后無需對接觸網進行特殊修復,僅需通過常規高鐵供電檢測流程即可確認線路狀態正常。目前該系列設備已經通過相關鐵路檢測機構的性能測試,具備完整的檢測報告與資質證明,可滿足政府采購、項目投標的相關要求。
從運維管理的角度來看,激光清障儀的應用還能幫助運營單位完善電氣化鐵路維護的臺賬管理,設備自帶的作業記錄功能可存儲每次清障的時間、地點、異物類型、作業時長等信息,方便運營單位匯總分析異物高發區域,提前開展沿線環境整治,從源頭減少接觸網異物清除的需求。部分鐵路局已經將激光清障作業納入標準化電氣化鐵路維護流程,配套制定了對應的作業規范與安全管理要求,進一步提升了鐵路供電接觸網清障的合規性。
不少用戶在采購激光清障儀時,容易忽略場景適配性的問題,建議選型前先梳理管內的鐵路供電接觸網清障高頻場景:若管內以高鐵線路為主,可優先選擇中功率、瞄準精度更高的設備,適配常見的風箏線、塑料膜等輕型異物清除;若管內普速線路占比較高,沿線樹木較多,可選擇功率更高、射程更遠的設備,適配侵限樹枝等大型異物的清除。
另外采購時要優先確認設備是否符合高鐵供電檢測相關標準,是否具備對應的檢測報告,同時要關注供應商的售后服務能力,是否能提供操作培訓、定期校準、故障維修等配套服務,避免設備采購后無法快速落地應用。目前后羿/凌霄大功率激光清障儀已經在國內多個鐵路局、軌道交通運營單位投入使用,相關服務團隊可提供上門培訓、定期巡檢等服務,幫助運營單位快速搭建激光清障作業體系。
隨著我國“八縱八橫”高鐵網絡的不斷完善,電氣化鐵路運營里程還會持續增長,鐵路供電接觸網清障的需求也會不斷提升,激光清障儀作為高效、安全的非接觸式清障設備,未來會成為電氣化鐵路維護的標配工具,幫助運營單位進一步提升運維效率,保障鐵路行車安全。
參考文獻
【1】 高速鐵路接觸網運行維修規則
【2】 鐵路電力牽引供電設計規范
【3】 電氣化鐵路接觸網異物清除作業指導書