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【澳门京葡“开路先锋”卓越人物】王立天

来源: 时间:2021年09月17日 浏览次数: 【字体: 打印

  如今,高铁已成为中国铁路高质量发展的一张亮丽名片。在京沪、京津、京张、成渝等高铁线路上,复兴号以时速350公里飞驰着,以最直观的方式向世界展示了“中国速度”。高铁的突飞猛进,凝聚着无数科研人员的智慧和汗水,中铁六院副总工程师、中铁电化院首席专家王立天便是其中一员。他在铁路电气化领域耕耘30余载,主持研发的牵引供电技术及装备构建了中国电气化铁路现代技术体系,为中国高速铁路的飞速发展提供了澎湃动力,推动了中国城轨供电制式多元化发展,被誉为“中国电气化铁路技术创新带头人”,先后被评为国务院政府特殊津贴专家、天津工程勘察设计大师,荣获詹天佑成就奖、火车头奖章等多项荣誉。

  一根导线的故事

  我国出台《中长期铁路网规划》后,明确了高铁发展“引进、消化吸收、再创新”的基本方略。京津城际的建设,正是其中第一步“引进”的代表工程。

  2006年初,41岁的王天立作为铁道部电气化专业的技术主要谈判代表,带领40多位国内同行专家就京津城际建设相关技术与外国专家展开谈判。

  高铁接触网所使用导线的基本制式,是谈判中需要确定下来的一项重要内容。当初有两种方式可供选择,一种是镁铜导线,导电率62%、强度470兆帕;另一类是铜包钢导线,导电率50%、强度580兆帕。根据我国规划建设高铁速度高、密度大、编组大的特点,中方在谈判中倾向于采用镁铜导线。但外方一家企业抛出了一个全新的方案,数据指标达到导电率76%、强度560兆帕。然而经过一个月的谈判,对方不仅不答应转让相关的技术,甚至连一小段样品都不同意出售。最终,只能选择此前的镁铜导线方案。那一刻,让他真切感受到“卡脖子”的难受。他暗下决心,一定要做出中国自己的高强高导导线。

  在京津城际与外国专家谈判结束后,王立天对高强高导导线的关注没有丝毫减弱。“中国要进行自主创新、国产化的话,我们必须提前布局进行研究。”抱着这一想法,他通读了大量的国际期刊、论文,开始朝着铬锆铜合金这一新型材料方向迈进。在他的努力下,一个产学研合作的“同盟”形成了——其中既有作为电化院总工的王立天,也有来自浙江大学的孟亮教授,还有“电缆之乡”河北省邢台市宁晋县一家生产企业负责人张进东。

  2007年10月,孟良教授在实验室完成了样品的研发,测试数据达到导电率80%、强度600兆帕这一标准,让王立天欣喜不已。然而,从实验室样品到成规模大批量生产,却遭遇了一次又一次的失败。

  为解决遇到的各类问题,王立天查阅了大量的化学、合金材料等方面的著作和论文,不断设计完善工装设备和生产流程。他自己也记不清熬了多少个夜晚,和生产技术人员在现场一起等待试验结果。2009年,由于试验迟迟没有成功,参与其中的部分技术人员也退缩了,甚至企业的总工程师都辞职了。更有人质疑,国外做的时间更早都没有做成,我们真的能行吗?

  王立天也坦言:“大量的人力、资金、时间投入,似乎看不到曙光。当时自己的心情也一度十分的压抑,压力非常大。”但他选择了坚持下去。

  功夫不负有心人。2010年,王立天和技术人员解决了困扰他们已久的一道难题,试验取得成功。王立天说:“经过近三年的努力,终于有了一种豁然开朗的感觉,产品各方面指标堪称完美。当京沪高铁先导段挂上了我们研发出的导线时,觉得一切的付出都是值得的。”

  2010年12月,作为高铁发展“再创新”阶段的代表工程,京沪高铁先导段进行了联调联试和综合试验,最高运行时速达到创纪录的486.1公里,其中,高强高导的铬锆铜导线功不可没。

  随着铬锆铜导线的研发成功,相对更为简单的镁铜导线生产也水到渠成,而且性能全方位超越了国外的同类产品,导致其价格降幅超过了30%。

  让雷电远离高铁城轨

  以2008年第一条设计时速350公里的京津城际铁路建成运营为标志,我国目前已成功建设了世界上规模最大、现代化水平最高的高速铁路网。

  我国目前高铁线路集中分布在东部、东南部和南部等雷电多发地区,并且大量的接触网敷设在高架桥上,在京沪高铁、武广高铁等主干线路,高架桥路段占比甚至超过80%,雷害成为高铁发展过程中必须重视的一个大问题。雷击导致的跳闸,可能让列车大面积晚点和停运,扰乱高铁的正常运输秩序,进而造成更大的经济损失和社会负面影响。

  在高铁研究的先发国家如德国、日本、法国等,对高铁的雷电防护没有深入的研究,因此并没有太多的经验可供中国借鉴。

  对此,王立天带领团队联合国内顶尖研究院所,从基础研究着手,进行了全过程仿真模拟。在此基础上,研发了专用防护装置,并制定《高速铁路牵引供电系统雷电防护技术导则》的行业标准。如今,研发成果在高铁得到广泛应用,雷电跳闸率减少80%。

  与此同时,针对城市轨道交通工程供电系统高架桥及地面的雷害,王立天还带领团队研究出了针对性的雷电防护设备和防护设计方法,编写了《轨道交通直流架空接触网雷电防护导则》的国家标准。

  推动牵引供电设备国产化

  作为国家科技部专家,王立天先后主持完成“十一五”国家高速列车牵引供电技术研究及装备研制、“十二五”智能高速列车牵引供电系统关键技术研究和“十三五”高性能牵引供电系统技术等课题研究工作,为推动建立我国高铁、城轨牵引供电系统设计关键技术突破奠定了坚实基础。

  凭借在铁路电气化领域的深耕,王立天也创下了诸多的“第一”。他主持完成了我国首条全面采用国产设备的上海三号线,首条架空刚性悬挂时速为80、120、160公里的广州二号线、三号线、北京新机场线,首条独轨受流的重庆较新线、首条专用回流轨的宁波四号线,主持完成了我国95%以上牵引供电设备的国产化研制,实现了柔性、刚性、钢铝复合轨、直线电机驱动、独轨受流系统国产化,为我国城轨牵引供电系统制式多元化技术体系建立做出了突出贡献。

  以色列特拉维夫红线工程,是我国铁路行业首次在发达国家承建的第一条地铁工程。尽管技术要求高、难度大,但电化院依然顺利拿下了设计项目。王立天团队提供的高水平设计方案,对接国际标准,丝毫不逊于国外知名公司,获得甲方的高度评价。

  7月20日,具有完全自主知识产权的我国时速600公里高速磁浮交通系统成功下线,这也是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统。这一项目的亮相,引发了国内外热议。早在2003年,王立天就已经完成863计划“高速磁悬浮交通技术”重大专项的子课题研究,并编著了《高速磁悬浮牵引供电系统》一书。2016年,王立天被聘为国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项总体专家组成员,同时担任“磁浮交通系统关键技术”项目的首席责任专家,代表科技部高技术研究发展中心监督该项研究工作。

  作为全过程参与过高铁、地铁以及磁浮列车电气化设计的“全能选手”,王立天正在我国轨道交通未来发展的道路高歌猛进。  王鑫

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