高铁是怎样供电的(高铁运作是怎么用电工作的)

导语：高铁是如何供电的？时速达300公里，头顶的高压线为什么磨不断？

我国高铁的时速往往能达到300km/h，运行速度这么快，是怎么供电的呢？还有高铁头顶上密密麻麻的电线，在常年累月的高速摩擦下，会不会发生断裂呢？

人们在日常生活中，依旧习惯：坐火车的叫法。是因为一开始的火车是烧煤的，确实要点火烧锅炉产生水蒸气。但是现在，即便是绿皮火车，也有很多是用电了。高铁自然也是使用电力驱动的。而且，所用的电并不是高铁自身携带的。所以你才看到每隔一段车厢，高铁上就会举起一个受电弓，和上面负责供电的输电线接触以后，就能连通电路了。而且受电弓会适当网上顶着电线，因为一旦不接触整个高铁就断电了，非常危险。那么这个电线常年累月接受摩擦，这个电线为什么磨不断呢？

首先，这种电线的材质确实很耐磨的。而且电线的摩擦时间也不长，虽然电线随时都在和高铁的受电弓接触，但对于每一小段电线来说却不是，每一小段只和受电弓磨损很短的时间，所以电线是比较耐用的。与其担心电线磨损，倒不如去担心时时刻刻都在磨损的受电弓。

第二，摩擦的方向问题。受电弓摩擦电线，是平行于电线延伸方向的。这样的磨损会让电线越来越细，但不会让电线突然断掉，所以配合耐磨材料，一条电线能用很长时间。

第三，高铁在深夜和凌晨是没有车次的。这是因为它们都在检修。因为高铁运行速度很快，一个小毛病可能就会发生大事故。所以每天运行完毕，到了深夜，即使不赚钱也要检修。并且第一趟高铁不载客空车运行，就是为了检测高铁自己和铁路线路上的故障。这时候一旦发现电线有什么问题，就会及时处理。保证安全。

最后来说一说受电弓。前面提到，每一段电线摩擦的时间很短。但是受电弓却时刻在摩擦。所以不能只担心电线会不会断，受电弓也要看一看吧。其实也有两大措施，保护受电弓。

第一，高铁的受电弓材料是一种既顺滑又耐磨的特制石墨板，这是考虑到石墨就有良好的导电性，还有较好的润滑性能。并且每一个石墨板都有一定厚度，从而保证受电弓使用的时间更长。即便是磨损到一定程度，仅仅只需要更换与高压导线接触的石墨就可以了，而受电弓的磨损非常小。并且这样设计，还可以防止在300km/h的高速下，摩擦出电火花。

其次，如果有的朋友细心观察就会发现，电线并不是直直的和铁轨平行，而是会左右不停地摆动，一会在左边，一会又跑到右边去了。这样可以一碗水端平，让石墨板均匀磨损。防止出现一个地方已经快磨完了，别的地方还没磨损的情况。

所以，高铁的电线和受电弓是非常坚挺的。退一步讲，就算电线突然断掉，动车也失去动力。也会呼叫控制中心，及时调度所有列车，避免发生事故。

不过话说回来，其实受电弓和电线这一对，和车轮铁轨的情况十分相似。车轮和受电弓一样时刻都在磨损。电线和铁轨一样，每一段的磨损时间很短。所以不停在磨损的车轮会被制造的会更耐磨一些。

并且这两对都担负了非常重要的任务。车轮自然不用多说。铁轨的铺设也是有细节的。日常生活中，大家都经历过，如果我们坐车向右转弯，那么会把你向左甩。高铁也是这样，所以高铁向右转弯时，会被向左甩，这时车轮就会向右挤压铁轨，加剧磨损。所以，向左转弯的铁轨，右侧轨道会高一些，让车身向左稍微倾斜。经过严格计算，这两种状态正好相互抵消。你就感到平稳。而高铁驾驶员则要在转向时尽量保持整个计算出来的速度。

而受电弓和电线也是一个复杂系统的组成部分，首先国家供电系统的110KV三相电网经过变压器转变为27.5kV交流电施加在电线上，最后因为电线的电阻损耗，实际给到受电弓的电压不低于25kV。然后经过逆变器转变为直流电。而后根据需求，转变为不同电压的交流或者直流电，来驱动列车或者给车厢供电。就是靠这些系统的通力配合，我们的高铁能跑出最高400多千米每小时的速度

我们在长时间的发展过程中，逐步总结出了中国自己的标准。而现在这一套关于高铁的标准正在走向世界。不仅如此，我们国家还在研发更加黑科技的磁悬浮列车。不仅速度更快而且有望消除摩擦这个困扰我们很久的问题。

首先，磁悬浮列车的原理很简单。就是利用磁铁同性相斥让列车悬浮，不过列车和轨道上的都是电磁铁，需要通电就是了。这样就可以避免车轮和轨道的摩擦了。不过这样还不够，因为这只是让列车浮起来。

这样和铁轨的摩擦是没了。但是空气阻力又变成了一个难题。因为阻力和速度的平方成正比。所以速度变为原来的两倍，空气阻力就是原来的四倍。所以速度一旦上来了，空气阻力就不能再简单通过流线型车体来解决了。于是，诞生了两种解决办法。

1.列车轨道做成密封的。抽成真空。即使抽不成真空，也要尽量抽走空气。空气阻力？没空气哪来的阻力。但是这样成本巨大，光是这样一个密闭的隧道就造价不菲。别说还有车和轨道了。

2.让空气和列车保持速度一致，没有相对运动何谈空气阻力？可是这里有一个关键问题，不是这个轨道内所有列车运动速度都一样，气流速度应该定多少。甚至有些车是在反向运行的。对这辆车是没有阻力了，对于反向运行的那一辆来说阻力反而比不吹气更大了。

所以再三衡量，还是抽气法比较靠谱，而且你可以不全抽么，找一个阻力和成本的平衡点。我国目前的磁悬浮列车计划走的就是这条路。一旦实现，有望让磁悬浮列车的速度达到1000公里每小时，比一般的亚音速客机还要快。

我们也期待这一天早日到来，让我国的科技水平更上一层楼。

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