高铁速度飞快,但为何接触网线不会被受电弓磨断

subtitle 第一情感解读08-01 18:35 跟贴 2 条

火车对于大家都不陌生了,即使是没有出过远门的人,也在电视上或其他地方有见过。有一点大家可能非常好奇,那就是火车在行驶的过程中顶上与电线长期接触的地方,难道不会损坏?

其实为了供电,火车必须与上方的高压线持续接触,可时速300公里,这会带来剧烈地摩擦,铁路部门到底是用什么妙方法解决的?

将火车与高压线连接起来的那个装置名叫“受电弓”。受电弓与上方的高压线(学名叫架空接触网,为便于理解统称为高压线)高速摩擦高铁是怎么解决此问题的?

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先来说说那高压线,如下图“高压线上的A点”,只有高铁通过一次,它才会被摩擦一次。假设这条高压线每天通行100辆高铁,那么高压线上的某点只会被摩擦100次,这种频率的摩擦当然会有磨损,但只要高压线选用耐磨的材料,是可以使用很多年的。

摩擦会生热,但对于高压线来说也不用太担心,摩擦的过程极其短暂,几乎是瞬间,而摩擦后却是长时间的冷却。摩擦次数又不多,显然这个不是事。

综上所述,高压线与受电弓的磨损问题,我们最该担心的不是高压线,而是受电弓!

只要高铁在跑,那么受电弓就会持续受到磨损,这种磨损实在是太可怕了,而解决方法如下:

首先是高压线的设计

高压线跟下方的铁轨是不平行的,它是弯的,铁轨上空的高压线为“之”字形架设。


这种设计的目的是为了避免受电弓特定的某处持续与高压线摩擦。轮流摩擦可让受电弓有“空闲时间”散热,磨损也会变得均匀,寿命也更长。


说起铁轨上方的高压线,不少人还有另一个疑问,注意看线的根数。

铁轨上方的线有两根,顶部那根起到悬挂的作用,而下方的那根线才是与受电弓接触的线。

显然,悬挂的地方会有一个“结”,人们的纳闷是,受电弓岂不是要与那个“结”频繁碰撞?导致这个疑问的原因是:人们很少有机会近距离看到细节。

而细节是这样的(下图)

下方与受电弓接触的地方并没有一个结。

其次是电弓的设计

箭头所指的地方为受电弓的“滑板”。

滑板通常由石墨制成,石墨磨损较快,需要定期更换碳滑板,更换方便易行,成本低廉。周期一般在两周左右,质量好的,可每月更换一次。但是高铁时速300公里,受电弓的风阻是非常大的,因此设计时很是有讲究,既要让其坚实可靠,还要让其尽量轻。

最后电弧放电问题

其实大家坐高铁时不难发现,咱们的高铁是很难看到放电弧的,有人说那是因为在白天看不到。其实阴天时你也很少看到。

电弧放电其实对高压线和电弓都是有损坏的,高铁受电弓的设计要求很高,运行时,要努力让受电弓与高压线之间的压力恒定。

如果压力值偏小,就会造成离线,而离线瞬间会产生电弧,电弧会让滑板和高压线的表面变得不光滑,从而加剧磨损。 但如果压力值偏大,相应地,磨损也会随之增大,从而缩短高压线和滑板的寿命。

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