火車對于大家都不陌生了,即使是沒有出過遠門的人,也在電視上或其他地方有見過。有一點大家可能非常好奇,那就是火車在行駛的過程中頂上與電線長期接觸的地方,難道不會損壞?
其實為了供電,火車必須與上方的高壓線持續接觸,可時速300公裡,這會帶來劇烈地摩擦,鐵路部門到底是用什麼妙方法解決的?
将火車與高壓線連接起來的那個裝置名叫“受電弓”。受電弓與上方的高壓線(學名叫架空接觸網,為便于理解統稱為高壓線)高速摩擦高鐵是怎麼解決此問題的?
先來說說那高壓線,如下圖“高壓線上的A點”,隻有高鐵通過一次,它才會被摩擦一次。假設這條高壓線每天通行100輛高鐵,那麼高壓線上的某點隻會被摩擦100次,這種頻率的摩擦當然會有磨損,但隻要高壓線選用耐磨的材料,是可以使用很多年的。
摩擦會生熱,但對于高壓線來說也不用太擔心,摩擦的過程極其短暫,幾乎是瞬間,而摩擦後卻是長時間的冷卻。摩擦次數又不多,顯然這個不是事。
綜上所述,高壓線與受電弓的磨損問題,我們最該擔心的不是高壓線,而是受電弓!
隻要高鐵在跑,那麼受電弓就會持續受到磨損,這種磨損實在是太可怕了,而解決方法如下:
首先是高壓線的設計
高壓線跟下方的鐵軌是不平行的,它是彎的,鐵軌上空的高壓線為“之”字形架設。
這種設計的目的是為了避免受電弓特定的某處持續與高壓線摩擦。輪流摩擦可讓受電弓有“空閑時間”散熱,磨損也會變得均勻,壽命也更長。
說起鐵軌上方的高壓線,不少人還有另一個疑問,注意看線的根數。
鐵軌上方的線有兩根,頂部那根起到懸挂的作用,而下方的那根線才是與受電弓接觸的線。
顯然,懸挂的地方會有一個“結”,人們的納悶是,受電弓豈不是要與那個“結”頻繁碰撞?導緻這個疑問的原因是:人們很少有機會近距離看到細節。
而細節是這樣的(下圖)
下方與受電弓接觸的地方并沒有一個結。
其次是電弓的設計
箭頭所指的地方為受電弓的“滑闆”。
滑闆通常由石墨制成,石墨磨損較快,需要定期更換碳滑闆,更換方便易行,成本低廉。周期一般在兩周左右,質量好的,可每月更換一次。但是高鐵時速300公裡,受電弓的風阻是非常大的,因此設計時很是有講究,既要讓其堅實可靠,還要讓其盡量輕。
最後電弧放電問題
其實大家坐高鐵時不難發現,咱們的高鐵是很難看到放電弧的,有人說那是因為在白天看不到。其實陰天時你也很少看到。
電弧放電其實對高壓線和電弓都是有損壞的,高鐵受電弓的設計要求很高,運行時,要努力讓受電弓與高壓線之間的壓力恒定。
如果壓力值偏小,就會造成離線,而離線瞬間會産生電弧,電弧會讓滑闆和高壓線的表面變得不光滑,從而加劇磨損。 但如果壓力值偏大,相應地,磨損也會随之增大,從而縮短高壓線和滑闆的壽命。
(來源:整理自網絡)
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