隨著2018年6月13日我國自主研發(fā)的首列商用中速磁浮列車在湖南省株洲市成功下線，最高運行速度在160～200km/h之間的中速磁浮制式成為了市域鐵路、市郊鐵路以及城際鐵路的一種全新選擇，國內(nèi)已有多個城市開始規(guī)劃中速磁浮線路。然而中速磁浮列車僅僅只是中速磁浮交通系統(tǒng)的一部分，其他子系統(tǒng)如第三軌受流系統(tǒng)，國內(nèi)成功應(yīng)用的工程案例最高僅為120km/h，現(xiàn)有技術(shù)無法與中速磁浮列車相匹配。
商用中速磁浮列車在株洲中低速試驗線進行測試
為此，湖南省磁浮技術(shù)研究中心聯(lián)合業(yè)界頂尖單位——湖南華品公司、中鐵高鐵電氣公司、天津中鐵電化院、西南交大等單位共同開展了技術(shù)攻關(guān)。聯(lián)合研發(fā)團隊歷時兩年，從靴軌關(guān)系的機理研究開始，試制了2套用于中速磁浮的全新供電軌以及受電靴，并進行了實驗驗證與工程驗證。2018年12月12日，研發(fā)成果通過專家評審，標志著中速磁浮第三軌受流這一重大技術(shù)瓶頸被突破，實現(xiàn)了“從無到有”。
現(xiàn)有的中低速磁浮供電軌為什么不能直接用于中速磁浮？
目前中低速磁浮供電軌是由不銹鋼與鋁合金兩種材料復合而成，由于熱脹冷縮效應(yīng)，需要每隔一定長度就將供電軌隔斷設(shè)置斷口。因此，當列車速度超過120km/h時，列車的受電靴經(jīng)過斷口時就會出現(xiàn)劇烈撞擊而產(chǎn)生較大的噪聲并“拉弧”，同時“拉弧”產(chǎn)生火花會燒蝕軌道，嚴重影響列車的正常運行。因此需要重新研發(fā)能夠適用于160km/h及以上的新型剛性供電軌。
受電靴經(jīng)過供電軌帶縫膨脹接頭時的燃弧
研發(fā)中速磁浮C型無縫供電軌系統(tǒng)并通過靴軌耦合彈射試驗驗證
湖南省磁浮技術(shù)研究中心聯(lián)合湖南華品公司完成了全套C型無縫供電軌系統(tǒng)研究及樣品試制，系統(tǒng)包括新型C型供電軌、無縫膨脹接頭等關(guān)鍵部件。該系統(tǒng)由于消除了軌道斷口，可極大地提升受電靴通過供電軌時的平順性，為車輛在160km/h的速度下安全、穩(wěn)定地運行提供了保障。
供電軌有縫和無縫膨脹接頭的對比
同時，還開展了靴軌耦合彈射試驗，采集了在160～200km/h條件下的靴軌動態(tài)關(guān)鍵參數(shù)，最終試驗數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)在中速條件下運行具備良好的穩(wěn)定性和可靠性。此外，該供電軌還在商業(yè)運營線——長沙磁浮快線上進行了試驗測試，噪音降低效果良好。
靴軌耦合彈射試驗
彈射試驗靴軌動態(tài)壓力變化曲線
研發(fā)工型供電軌系統(tǒng)并通過靴軌耦合轉(zhuǎn)盤試驗驗證
湖南省磁浮技術(shù)研究中心聯(lián)合中鐵高鐵電氣公司研制了中速磁浮工型供電軌系統(tǒng)產(chǎn)品，開展了靴軌耦合轉(zhuǎn)盤試驗，試驗采集了160km/h條件下靴軌耦合關(guān)鍵參數(shù)，最終試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)滿足車輛以160km/h的速度運行時的軌靴配合要求。
靴軌耦合轉(zhuǎn)盤試驗
160km/h時靴頭振動位移與加速度曲線
科研成果順利通過專家評審
2018年12月12日，來自于國防科技大學、同濟大學、鐵四院和中車株機等單位的專家組對中速磁浮第三軌受流系統(tǒng)的研發(fā)成果進行了評審。專家們一致認為，第三軌受流系統(tǒng)的安全可靠是保證中速磁浮交通系統(tǒng)正常運營的重要環(huán)節(jié)，此次研發(fā)的2套全新受流方案是整個中速磁浮交通系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)的重大創(chuàng)新成果，并已通過試驗測試的考核，建議盡快推動產(chǎn)品走出實驗室，走向工程化與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
專家評審會現(xiàn)場
（圖文來源：湖南省磁浮技術(shù)研究中心）