高鐵只接觸一根電網,具體是怎么運行的呢?

牽引供電系統即代表配電部分,給火車提供電力源。

牽引供電系統兩主要組成部分:牽引變電所 和牽引網

要想給火車提供電力,首先要完成從輸入電網電壓到火車運行電壓的一個轉換,這個就是由牽引變電所完成,一般電網給鐵路輸入的電壓是110KV或者220KV,牽引變電所將電壓轉換了27.5kv或者55kv(比額定電壓高10%),采用兩路進線,一備一用。火車運行電壓27.5KV,(無論是高鐵還是普速列車,雖然高鐵在供電方式上是AT供電,變壓后是55KV,但是軌-接觸網之間的電壓還是27.5KV,后續有講。)

牽引變電所完成降壓后,給整個鐵路供電系統提供了電力電源,但是國中物理老濕就告訴過你,一個電路光有電源是不行滴,還得有一個回路。這個時候就得有牽引網了。一個最簡單的牽引供電模型就是:

當然,不可能這么簡單就可以了,牽引網包括接觸網,承力索、回流線等等,AT供電更復雜,

先寫到這里,我要吃飯去了,食堂沒飯了。——繼續寫,食堂飯真難吃

機車要運行就要有一個完整的電路回路,回路由哪些導線構成,就是我們要談到的牽引網部分了。普速和高鐵的牽引網組成結構是不一樣,結構不一樣,本質是供電方式不一樣。

大陸大部分運營鐵路牽引供電方式主要有兩種:

1、 帶回流線的直接供電方式(普速列車)

2、AT供電方式(動車高鐵)

其他類似于BT供電、直接供電、CC供電僅僅存在于教科書和少部分實驗線路不怎么關注

帶回流線的直接供電方式———- 主要組成:接觸網、鋼軌、回流線

帶回流線的直接供電方式,是在直接供電方式下的一種改進的方式,增加了一根回流線。

直接供電方式,就是上面提到的最簡單的牽引供電模型,示意圖如下:

帶回流線的直接供電方式,示意圖如下:

其實就是在直接供電方式下增加了一根回流線,回流線在工程上每5-6km和鋼軌并聯一次。于是有人問為什么要這么做。

眾所周知的電路知識,電路是一個回路,機車運行的時候,電流從牽引變電所出來經過接觸網流入機車,在通過機車流向鋼軌,通過鋼軌和大地流回牽引變電所(大部分通過鋼軌,少部分通過大地,二者絕緣不是很好)。

高中電磁部分我們學過,一根導線流過電流時 會對周圍的導線產生電磁感應和靜電感應。當接觸網流過大電流,會對周圍通信線產生很大的感應電流。這個時候如果流回去的電流全部都通過一根鋼軌流到牽引變電所,鋼軌上電流與接觸網的相反,產生的靜電感應和電磁感應與接觸網產生的相反,二者相互抵消,也就沒有了干擾。但是現實情況是,電流不確定性的從鋼軌和廣闊的大地流回牽引變電所,無法與接觸網對稱抵消,導致接觸網會對通信線產生很大感應電流,產生干擾。

如何抑制干擾,我們設想將經過鋼軌和大地的電流控制在一根導線上流回牽引變電所,大小與接觸網電流相等,方向相反,則可以抵消干擾。所以就增加了一根回流線,回流線由于電阻較小,鋼軌上的電流會往回流線上走,回流線隔一段距離與鋼軌相連,將原來鋼軌和大地大部分電流都吸上回流線,這樣的效果就是回流線的電流和接觸網的電流大小基本相等,方向相反。使得回流線的感應電流抵消接觸網的感應電流,完成了抑制通信線的干擾。(實際上還是有一部分電流通過鋼軌和大地流回變電所,所以還是有干擾無法完全抵消)

ps:鐵路上很大一部分通信信號是通過鋼軌來傳遞(鋼軌走通信信號,我也是比較吃驚剛開始知道的時候),

鋼軌上的很大一部分電流分流到回流線上,鋼軌本身電位也會下降,在設計過程中,鋼軌電位在規范上也是有嚴格的限制。很多人說鋼軌沒有電壓,其實在機車通過的時候,還是有電壓的,只是在安全范圍內。

6 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 謝謝!從中又學到了不少新知識,最少對機車運行有個大至的認知意識。

  2. 為什么不直接用兩根線路,就是和我們民用線路一樣,一火一零線呢?

  3. 簡單一句話,就是借鋼軌形成回路

  4. 沒時間呢 // @郝天磊: 有時間去摸摸大型用電器的零線,看電不電你,鐵軌也是有阻抗的,大電流在電阻上會產生電壓,也就是離供電電源越遠,電壓越高,所以需要增加回流線,一是為了減小回流阻抗,二是樓主說的減少干擾,還有就是應該每隔一段距離都會有接入大地的點,減少電壓,否則肯定會電人 // @時光的印記在身后層層腐朽: 兄弟,鐵軌是零線啊//@河西釣叟: 用電器兩端電壓相等,鐵軌咋不電人?

  5. 看不明白。

  6. 為什么電不著乘客和司機?