将电作“血液”

刘勇 张本川

接触网和受电弓示意图（供图/刘勇） 

“一条条巨龙翻山越岭，为雪域高原带来安康……从此山不再高路不再漫长，各族儿女欢聚一堂。”疾驰的列车将幸福和欢笑送向天涯海角、四面八方。你是否好奇，高速列车是如何开动的？让我来告诉你吧！

江西省鹰潭市牵引变电所

高速列车开动时使用的电能是由电网公司和供电企业输送而来的高压电，但想要让高压电为车所用，还要经历重重“关卡”。

想了解高速列车供电的秘密，我们要先学习什么是直流电和交流电。直流电指的是大小和方向不变的电流，它十分稳定，电池产生的就是直流电。而交流电的大小和方向会产生周期性变化，易变换电压，方便分配、易于维护，因此广泛应用于家庭、工业和商业领域。

在铁路沿线，有很多默默工作的牵引变电所（电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，一条电气化铁路沿线通常设有多个），它们将电网中110千伏及以上的高压电，转换成高速列车能够使用的25千伏单相交流电（只有单一电压的交流电），然后输送至列车上方“蜘蛛网”一样的架空接触网。

想要使用这些电能，还需要列车“自己动手”。乘车时，如果你观察过高速列车的外观，会发现车顶有一个折叠装置，它就是高速列车用来“吃”电的受电弓。受电弓由可升降的金属折叠臂和石墨引流滑板组成。列车运行时，受电弓与接触网的接触线紧紧相贴，像一只灵敏的触手，向列车输送电能。

电能来到列车内部后，会被输送到车厢底部，在那里“脱胎换骨”。

牵引变压器率先迎来了它，就像安抚一只野兽，将其电压降到0.9～2千伏之间。这一行为类似于将10千伏电压降为家用电器所需的220伏电压，可以降低配置列车设备的难度，让它们更易维护。

变压结束后，下一道关是牵引变流器。牵引变流器由整流器和逆变器等设备组成。电流来到整流器，由交流电变为更加稳定、可保存的直流电，让它真正地储存在列车内部（若外部交流电中断，这些保存的直流电可供列车监控系统、应急照明系统及刹车系统使用）。

整流后，牵引电动机就可以使用这些电流，带动车轴和车轮旋转向前。但直流牵引电动机个头大、结构复杂、价格昂贵，列车会使用个头更小、结构更简单、质量更轻、便于控制和维修的交流牵引电动机。所以，要将整流后的直流电送往逆变器，再次逆变为交流电，供交流牵引电动机使用。逆变器还可以调整直流电的电压和频率，以改变电动机转速，控制列车速度。

这就是高速列车的“交-直-交传动系统”，就像电流的舞步。高速列车就这么带着我们走遍万水千山。

“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”。坐上高速列车，来一场想走就走的旅行吧！

高速列车一跑便是几百甚至上千公里，旅途中，受电弓和接触网一直处于高速摩擦状态。它们为什么不会被磨坏呢？

原来，接触网的导线由铜或铜合金构成，表面覆了耐腐蚀的电镀层，强度和耐磨性极高。且导线走向采用了“之”字形设计，列车行进过程中，这种走线方式会让接触网和受电弓之间的摩擦位置不断变换，不仅能减少某一特定位置的磨损，还有利于受电弓散热。

受电弓为双四杆结构，这种结构可以和其弓上的壓缩弹簧完美配合，根据接触网的幅度自动调整接触力度，防止接触力度过大时出现磨损，或力度过小时弓网被烧坏。不仅如此，受电弓的引流滑板由石墨材料制成，这种材料具有良好的导电性和耐磨性，且价格低廉、更换方便。

此外，铁路系统还会对接触网、受电弓等设备定期“体检”，以有效延长它们的使用寿命，确保它们始终在最佳的状态运行。

列车电能转化示意图（供图/刘勇）

受电弓结构

接触网电线“之”字形走向示意图（供图/刘勇）