高铁靠什么提供动力?高铁的动力原理图

yp2023-04-08  15

     高铁靠电能提供动力,通过高压电来牵引列车前行,也就是电力牵引。在高铁的车顶有一个“受电弓”,受电弓与架空接触网(高压线)合称受电弓-接触网系统,简称“弓网系统”,高铁的供电电压为27.5千伏,是由高铁顶端的弓网系统来进行供电的,简单点就是高铁全程都是连着一根电线走的,从中获取电力。

      

      “受电弓”全程与上方的接触网线导线进行接触,把接触网上的高压电引导到列车上,从而牵引列车前行。而接触网导线的高压电则是由国家电网提供,电厂发电后通过输电线路将电牵引至变电所,把电压调整为高铁使用的用电电压。

      

      再通过接触网馈线将电输送到接触网导线上,也就是高铁运行时上方的电线上,接触网导线与高铁车顶上方的“受电弓”进行接触,钢轨有多长,接触网就有多长,运行里程有多久,“受电弓”就会与接触网导线,也就是所谓的高压线接触就多久。

      接触网导线与“受电弓”接触后将电供给列车,“受电弓”升起时可与接触网导线接触,降下时可以平卧在车顶,其中与受电弓与接触网导线接触部分,有一块碳滑板,每6万公里就需要更换,定期进行维护。

      

图为高铁

自从复兴号列车组投入使用后,中国高铁时速也从原来的250公里,直接上升了一个档次,就连日本这样的高铁技术强国,也不得不佩服中国的技术进步,要知道复兴号列车组时速高达350公里,那么中国高铁为啥能跑这么快呢?在这个过程中,有一个人功不可没,他就是王立天,正是因为有他的努力,才能够给中国高铁设计出最强的牵引动力。

图为高铁

经过上百年时间的发展,其实火车动力也历经多次更迭,最早的火车采用煤炭作为动力,它虽然能够让火车行动起来,但列车的速度比较慢,而且煤炭燃烧会产生十分严重的污染问题,所以后来出现了采用内燃机的新型火车头,采用柴油作为动力,虽然这种技术可以让火车获得更快的速度,并且污染显著减少,但它依然不是最理想的动力来源,实现电气化才是列车最终的目的。

图为高铁电力传输装置

目前国内的高铁几乎都使用电能作为动力,而影响列车速度的因素也非常复杂多样,除了轨道摩擦阻力与空气阻力外,列车的功率以及导线的传导效率也非常关键,为了实现列车的超高速行驶,连接电力接触网与列车之间的导线,就必须做到超高的导电性,同时,导线的强度也十分关键,如果导电效率上去了,强度不够,也容易出现在行驶过程中断裂的情况,从而引发停车事故。 然而令人遗憾的是,目前主流的高效导电材料,铜合金材料导电率与强度呈反比,所以这种材料并不适合作为高速列车的导线来使用,在这样的背景下,王立天带领团队成功研制出了铬锆铜导线,据悉,这款导线同时具备导电效率高与强度达标等优点,并且还可以满足列车进一步提速至400公里以上的需求,难怪中国能够在高铁列车领域做到世界第一,靠的就是背后强大的技术团队在不断进行刻苦攻坚。

图为高铁电力系统

更为关键的是,中国目前还掌握了时速600公里以上的磁悬浮列车,要知道达到这一速度,日本用了数十年时间,并且进行多项技术论证以及试验后,才得到的技术成果,而中国高速铁路起步至今仅过去十几年时间,并且在很长一段时间,国内在磁悬浮列车技术上还是一片空白,但现在西南交通大学牵头研制的高温超导磁悬浮列车试验样车,已经超越了日本的低温超导列车,位居世界第一。 中国在高速列车上的研究并没有停下脚步,尽管一些西方国家还在妄图利用垄断技术来卡中国脖子,但事实已经告诉其他国家,这种途径是行不通的,因为中国高铁技术的自给率,已经提升至95%以上,即使是剩下的5%,中国国内企业也能够做到生产,所以完全不用担心国外垄断,现在中国高速铁路技术,就连西方国家也已经认可,甚至很多欧洲发达国家也希望中国能够帮忙修建高铁,看来用不了多久,中国还将研制出时速更快的超级列车。


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