高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么？- 大数跨境

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高铁、地铁等轨道列车的动力来源是什么？

城市轨道交通网CCRM

2021-06-24

地铁列车一共有6节，其中有动车，拖车。动车是中间四节，拖车是头尾两节，其中有两节车是带有受电弓的，如下图

当列车运行时，它就会在气压的作用下升起来从接触网获得直流1500伏电压，其工作原理很简单：从空压机获得气体推动气囊拉起下臂杆，升起来之后接触到高压接触网，如下图。

这里就要讲到迷惑的第一点了，那接触网的电是哪里来的呢？答案是牵引变电所，如图

电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。一条电气化铁路沿线设有多个牵引变电所，相邻变电所间的距离约为40～50公里。在长的电气化铁路中，为了把高压输电线分段以缩小故障范围,一般每隔200～250公里还设有支柱牵引变电所,它除了完成一般变电所的功能外，还把高压电网送来的电能，通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所。〈本段文字来自百度〉

受电弓得到直流1500伏的高电压后，如何使用呢？不是所有的电器都用这么高的电压，而有的用的是交流电压，这时候就要用到牵引逆变器(VVVF)和辅助电源系统（SIV）。

逆变器出来一部分给电机，另外一部分在制动的时被消耗〈电阻制动〉。辅助电源系统就是把直流1500伏变为列车常用电压110伏，因为车上大部分控制器，继电器都用直流110伏。

那么列车在没有高压得时候，如何去控制？这就需要提到第二点：蓄电在列车没有获得高压之前全靠它来提供电源直流110，在地铁列车两头的拖车底下，它的功能很重要，包括列车一开始的准备，钥匙激活，升弓，都靠它。它的电就是通过辅助电源系统（SIV）充进去的，没有高压的时候就靠他来维持。

假如没有高压咋办呢？靠电池可以动车吗？答案是当然不能。这里说下为什么不能动车，因为牵引电机额定电压大约1000多伏，每列动车有两个牵引电机，四节动车就有8个电机，目前还没有这么强劲的电池给它长时间供电，但是可以提供大约45分钟的紧急通风，和其他110的电器供电，因为地铁列车发车前都要经过严格的调试，检查，而且还有先进得ATC（列车信号监控系统），监控着列车的各个系统，同时还有列车调度人员在大屏幕上时刻注意着列车动态，假如列车没有可高压不能动车，就需要救援了，拖回去。

受电弓安装在动车车顶，车顶上铺有绝缘层，所以不会导致车体受到高压，它从接触网受到高压后整个都是带电的，所以需要导流线来导流引入高压箱，再经过熔断器，再到牵引逆变器箱，还到辅助电源系统（SIV）。还需要解决两个问题：

1.如何在高速情况下与接触网保持接触且保证不会磨耗，前面提到受电弓是由气压来升弓，如图所示，气体从车体上来之后首先到达气动控制箱在到达气馕（图中黑色的一坨）拉动钢丝绳带动下臂，原理就是前面说到的四连杆机构，弓头升起来之后那我如何去保持？需要靠控制箱里面的阀（这种阀俗称压力阀，就是气压达到一定值就可以动作），在车底也有一个继电器控制箱他控制着气路的导通。弓起来之后接触到电网给予电网一定的压力，保证可靠性接触，叫静态接触压力（有一定范围），这个压力是可调的（通过控制箱里面的阀），高速情况下只要接触网平滑、保持刚性接触就可以保证受流；

2.再说说碳滑条（图中两块黑色的长方形），这个东西相当重要。碳条这种东西容易导电而且易磨耗，比如我们削铅笔的时候。但是加入一些耐磨材料的就很厉害了，碳滑条是有一定的厚度的，在运行过程中不断磨耗，假如被磨光了（不过也一般不可能，因为这个平时都要检查的），磨光了之后，这个弓头就要漏气了，弓头里面有气压，漏气了之后就会自动快速降弓，假如接触网不平滑就会导致碳滑条磨耗增大，或者有比较大的节点就会导致折断弓头。