將電作“血液”

劉勇 張本川

接觸網和受電弓示意圖（供圖/劉勇）?

“一條條巨龍翻山越嶺，為雪域高原帶來安康……從此山不再高路不再漫長，各族兒女歡聚一堂。”疾馳的列車將幸福和歡笑送向天涯海角、四面八方。你是否好奇，高速列車是如何開動的？讓我來告訴你吧！

江西省鷹潭市牽引變電所

高速列車開動時使用的電能是由電網公司和供電企業輸送而來的高壓電，但想要讓高壓電為車所用，還要經歷重重“關卡”。

想了解高速列車供電的秘密，我們要先學習什么是直流電和交流電。直流電指的是大小和方向不變的電流，它十分穩定，電池產生的就是直流電。而交流電的大小和方向會產生周期性變化，易變換電壓，方便分配、易于維護，因此廣泛應用于家庭、工業和商業領域。

在鐵路沿線，有很多默默工作的牽引變電所（電力系統中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所，一條電氣化鐵路沿線通常設有多個），它們將電網中110千伏及以上的高壓電，轉換成高速列車能夠使用的25千伏單相交流電（只有單一電壓的交流電），然后輸送至列車上方“蜘蛛網”一樣的架空接觸網。

想要使用這些電能，還需要列車“自己動手”。乘車時，如果你觀察過高速列車的外觀，會發現車頂有一個折疊裝置，它就是高速列車用來“吃”電的受電弓。受電弓由可升降的金屬折疊臂和石墨引流滑板組成。列車運行時，受電弓與接觸網的接觸線緊緊相貼，像一只靈敏的觸手，向列車輸送電能。

電能來到列車內部后，會被輸送到車廂底部，在那里“脫胎換骨”。

牽引變壓器率先迎來了它，就像安撫一只野獸，將其電壓降到0.9～2千伏之間。這一行為類似于將10千伏電壓降為家用電器所需的220伏電壓，可以降低配置列車設備的難度，讓它們更易維護。

變壓結束后，下一道關是牽引變流器。牽引變流器由整流器和逆變器等設備組成。電流來到整流器，由交流電變為更加穩定、可保存的直流電，讓它真正地儲存在列車內部（若外部交流電中斷，這些保存的直流電可供列車監控系統、應急照明系統及剎車系統使用）。

整流后，牽引電動機就可以使用這些電流，帶動車軸和車輪旋轉向前。但直流牽引電動機個頭大、結構復雜、價格昂貴，列車會使用個頭更小、結構更簡單、質量更輕、便于控制和維修的交流牽引電動機。所以，要將整流后的直流電送往逆變器，再次逆變為交流電，供交流牽引電動機使用。逆變器還可以調整直流電的電壓和頻率，以改變電動機轉速，控制列車速度。

這就是高速列車的“交-直-交傳動系統”，就像電流的舞步。高速列車就這么帶著我們走遍萬水千山。

“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還”。坐上高速列車，來一場想走就走的旅行吧！

高速列車一跑便是幾百甚至上千公里，旅途中，受電弓和接觸網一直處于高速摩擦狀態。它們為什么不會被磨壞呢？

原來，接觸網的導線由銅或銅合金構成，表面覆了耐腐蝕的電鍍層，強度和耐磨性極高。且導線走向采用了“之”字形設計，列車行進過程中，這種走線方式會讓接觸網和受電弓之間的摩擦位置不斷變換，不僅能減少某一特定位置的磨損，還有利于受電弓散熱。

受電弓為雙四桿結構，這種結構可以和其弓上的壓縮彈簧完美配合，根據接觸網的幅度自動調整接觸力度，防止接觸力度過大時出現磨損，或力度過小時弓網被燒壞。不僅如此，受電弓的引流滑板由石墨材料制成，這種材料具有良好的導電性和耐磨性，且價格低廉、更換方便。

此外，鐵路系統還會對接觸網、受電弓等設備定期“體檢”，以有效延長它們的使用壽命，確保它們始終在最佳的狀態運行。

列車電能轉化示意圖（供圖/劉勇）

受電弓結構

接觸網電線“之”字形走向示意圖（供圖/劉勇）