高鐵跑辣么快
到底燒油還是燒電？
正確答案是：
高！壓！電！
高壓電有多“高”？
★ 普通5號(hào)和7號(hào)電池電壓為1.5伏
★ 人體安全電壓為36伏
★ 普通民用電電壓為220伏
★ 高鐵供電電壓為27.5千伏
注意！是！千！伏！
在我國(guó)電氣化鐵路中，使用的正是工頻（50赫茲）25（27.5）千伏單相交流電，這種單相、25（27.5）千伏的交流電是由牽引變電所將電網(wǎng)輸?shù)碾娹D(zhuǎn)變而來。
有關(guān)資料表明，時(shí)速350千米的高鐵每小時(shí)耗電9600度、時(shí)速250千米的高鐵每小時(shí)耗電4800度。 一趟時(shí)速250千米的高鐵從北京到南京要花費(fèi)4小時(shí)、耗費(fèi)近2萬度電！可以供某“一晚低至一度電”的空調(diào)開上55年了！
高鐵的電具體怎么過來的？
不管是高鐵供電，還是普通居民供電，電都是由公共電網(wǎng)提供。高鐵是供電公司一類特殊的客戶；普通居民供電由供電公司進(jìn)行輸電與配電。 對(duì)于高鐵而言，電廠發(fā)電后通過輸電線路送到牽引變電站（這里是鐵路資產(chǎn)哦，由鐵路相關(guān)部門運(yùn)行的），再通過接觸網(wǎng)將電供給鐵路。下面這張圖會(huì)幫你很好地理解 。
動(dòng)車組牽引供電系統(tǒng)一般包括：牽引變電所（站）、接觸網(wǎng)、回流回路。（好像聽著很專業(yè)的樣子，不過不要擔(dān)心了，看圖↓）
接觸網(wǎng)上的高壓電
是怎樣“跑”到列車上的？
鋼軌有多長(zhǎng)，接觸網(wǎng)就有多長(zhǎng)，在地面奔跑的動(dòng)車組與接觸網(wǎng)總是遙遙相望，為了實(shí)現(xiàn)它們兩個(gè)的親密接觸，受電弓便成為了車與網(wǎng)之間的“紅娘”。
受電弓長(zhǎng)得有點(diǎn)像游樂場(chǎng)碰碰車的天線，通過與接觸網(wǎng)導(dǎo)線之間的接觸，將電流引導(dǎo)到動(dòng)車組上，從而牽引列車前行。升起時(shí)，可與接觸網(wǎng)導(dǎo)線接觸，降下時(shí)平臥在車頂上，而受電弓是否升降是根據(jù)列車運(yùn)行需要和配置要求來確定的。
這個(gè)小家伙看似柔弱，但卻能承受住27.5千伏的高壓電！ 受電弓從接觸網(wǎng)上獲取25千伏（接觸網(wǎng)電壓一般電壓為25千伏，5分鐘內(nèi)瞬間電壓為27.5千伏）單 向工頻交流電， 經(jīng)主斷路器傳遞給牽引變壓器， 經(jīng)整流器轉(zhuǎn)為中間直流電路， 經(jīng)逆變器，將直流電逆變?yōu)槿嘟涣麟姡?供給三相異步牽引電動(dòng)機(jī)， 這樣機(jī)車就跑了。
過程：接觸網(wǎng)上的高壓交流電，通過變壓器降壓和四象限整流器轉(zhuǎn)換成直流電，在經(jīng)過逆變器降至六點(diǎn)轉(zhuǎn)換成可調(diào)壓調(diào)頻的交流電，輸入三相異步/同步牽引電動(dòng)機(jī)，通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)車輪運(yùn)行。
▲高鐵輪軌系統(tǒng)外觀
▲高鐵變頻電機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
▲高鐵轉(zhuǎn)向架外觀實(shí)物圖
受電弓只有一根線，怎么供電呢？
直流電有正極和負(fù)極，交流電有火線和零線，都是兩根線，可受電弓上只有一條線吶，怎么供電的？
鐵軌上方的線有兩根，頂部那根起到懸掛的作用，而下方的那根線才是與受電弓接觸的線。
接觸網(wǎng)上的電是交流電，就是通俗意義上的“火線”，還差一根零線，鋼軌作為供電回路接地，通過回流線返回牽引供電站。這樣就可以形成兩線，再接上高壓設(shè)備就形成了一個(gè)交流回路，即可供電。 其實(shí)零線就可以理解為地線，火線和零線之間是220，火線和大地之間同樣是220，而接觸網(wǎng)線上的無 疑是25千伏的火線（三相中的一相）。
既然是單根線
如何實(shí)現(xiàn)三相平衡呢？
我們知道，電網(wǎng)的三相交流電到牽引供電系統(tǒng)變?yōu)閱蜗嘟涣麟娛峭ㄟ^變電站來實(shí)現(xiàn)的。那么在用電設(shè)備用完電后，回流到大電網(wǎng)的交流電如何實(shí)現(xiàn)三相平衡？
由于牽引供電系統(tǒng)采用單相交流電，如果全程只用一相，肯定導(dǎo)致不平衡。解決方式就是 通過換相實(shí)現(xiàn)三相平衡 。也就是說一相用一段，三相循環(huán)著用。 具體的換相流程 如下：在變電所中，三相交流電變?yōu)榱薃相、B相、C相三相電，將其中的一相接地，另兩相分別通往變電所兩側(cè)的供電臂（如圖牽引變電所供電臂分別為A相、B相，而C相接地了）。一般而言，相鄰變電所的相鄰供電臂的相位相同。具體設(shè)置如下圖所示，一個(gè)供電分區(qū)里都是相同相位的電哦。（為了讓您看清楚，特地用顏色進(jìn)行區(qū)分了哦~，如圖中牽引變電所1和2之間的供電分區(qū)都是B相電、牽引變電所2和3之間都是C相電等）。
摩擦摩擦摩擦
受電弓不會(huì)磨壞嗎？
在列車高速行駛中，受電弓與接觸網(wǎng)持續(xù)摩擦，而接觸網(wǎng)為了提供良好的導(dǎo)電性能，通常是由金屬（銅鎂、銅錫合金）制成的。弓網(wǎng)間的接觸部分有一塊碳滑板，接觸材料為特種石墨，硬度遠(yuǎn)低于金屬。一軟一硬相互作用，碳滑板就這樣通過磨耗自己保護(hù)了接觸網(wǎng)的安全。
于是在動(dòng)車組的日常維護(hù)中，有一項(xiàng)工作就是定期更換受電弓碳滑板，一般6萬公里更換一次。
高鐵車廂內(nèi)的電是怎么來的？
接觸網(wǎng)供給的電都是高壓電，而現(xiàn)在高鐵車廂內(nèi)都設(shè)有充電插座，是正常的220伏電壓，這里面的電是怎么來的呢？
原來，高壓電輸送到輔助變流器后輸出440伏的電壓，各設(shè)備再通過變壓器將電壓調(diào)整到所需要的理想電壓。
比如說，動(dòng)車的空調(diào)使用的是440伏電壓，充電插座通過變壓調(diào)整為220伏，這樣可以最大限度地保證用電設(shè)備的正常使用。
確切的說：動(dòng)車組電源由接觸網(wǎng)通過受電弓獲得，通過主斷路器VCB與牽引變壓器一次側(cè)繞組連接，牽引電路的開閉由主斷路器VCB實(shí)施。牽引變壓器二次繞組側(cè)設(shè)有兩個(gè)線圈，一次繞組側(cè)電壓為25000伏時(shí)，二次繞組側(cè)電壓則為1500伏。每臺(tái)牽引變流器控制四臺(tái)牽引電機(jī)，在牽引時(shí)為牽引電機(jī)提供電力，在制動(dòng)時(shí)進(jìn)行電力再生控制。輔助電源系統(tǒng)由牽引變壓器三次輔助繞組提供電源，采用干線供電方式，電源系統(tǒng)貫穿全列車，全列車設(shè)有兩臺(tái)輔助電源裝置，每臺(tái)輔助電源裝置為四輛車提供輔助電源，當(dāng)一臺(tái)輔助電源裝置故障時(shí)，由另一臺(tái)輔助電源裝置為全列車提供輔助電源。
遇到無電區(qū)怎么辦？
高鐵供電任務(wù)由分布在線路兩側(cè)的牽引變電所、AT所、分區(qū)所和鋼軌上架設(shè)的接觸網(wǎng)共同完成，通過受電弓完成動(dòng)車組取電任務(wù)。
牽引變電所一般50公里一座，兩座牽引變電所之間存在無電區(qū)。也就是說高鐵、動(dòng)車等在行進(jìn)過程中，并不是一直都和電網(wǎng)相連，經(jīng)常會(huì)通過這段無電區(qū)間，約100米。 那么高鐵怎么通過無電區(qū)呢 ？答案是——借助慣性滑過這段。由于這段區(qū)間非常短，所以坐高鐵時(shí)基本沒什么感覺，“咻”一下就過去了。
高鐵為什么深夜不開行呢？
全國(guó)各地的高鐵車次大都在每天6時(shí)到24時(shí)之間，為什么夜間不開行呢。因?yàn)榱璩繒r(shí)分，供電、工務(wù)、電務(wù)等部門要對(duì)各項(xiàng)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行檢查，完成“夜天窗”檢修任務(wù)，列車也要回庫(kù)進(jìn)行檢修和維護(hù)。
高鐵夜間：工務(wù)段要對(duì)線路進(jìn)行檢查，供電段要對(duì)供電設(shè)備（如供電網(wǎng)）進(jìn)行檢查，信號(hào)段要對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢查，當(dāng)然還有我們的動(dòng)車組要回庫(kù)進(jìn)行檢修和維護(hù)。
檢修車間
動(dòng)車內(nèi)的各項(xiàng)設(shè)備都得進(jìn)行檢查
檢修人員對(duì)車頂?shù)脑O(shè)備進(jìn)行檢修
誰在保護(hù)接觸網(wǎng)？
哈齊高鐵是中國(guó)最北高鐵，冬季夜間最低氣溫接近零下40攝氏度。接觸網(wǎng)工每天晝伏夜出，檢修保養(yǎng)接觸網(wǎng)供電設(shè)備，全天候待命是他們的工作性質(zhì)，高空、高壓、高危是他們的工作日常，江湖人稱鐵路“蜘蛛俠”。
維護(hù)是不是每天溜兩圈就完呢？哈哈，哪有這么舒服的溜圈。據(jù)高鐵檢修人員介紹，對(duì)碳滑板的檢查測(cè)量一直以毫米計(jì)算，差一點(diǎn)也不行。
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