为何国铁没有DC1.5KV的线路呢？为何地铁没有AC25KV的线路呢？
理解您的问题，这涉及到铁路电气化系统中一个非常核心的考量：供电制式选择的经济性、技术可行性和安全性。国铁和地铁由于其运营环境、线路长度、列车速度、载客量以及建设成本等方面的巨大差异，自然会选择不同的供电方案。
为什么国铁（这里主要指普速铁路和高铁）普遍采用AC25KV，而不是DC1.5KV？
简单来说，AC25KV在长距离、高速的国铁运营中，在经济性和技术经济性上具有压倒性优势。
1. 电压等级与输电损耗：
DC1.5KV (直流1.5千伏): 这个电压等级相对较低。在输送相同功率的情况下，电压越低，电流就越大（功率P = 电压V × 电流I）。电流越大，线路上的电阻损耗（焦耳热损耗，P_loss = I² × R）就越大。
AC25KV (交流25千伏): 这是一个相对较高的电压等级。使用更高的电压意味着可以传输更大的功率而无需承受过大的电流。这大大减小了线路的输电损耗，尤其是在国铁这种线路里程动辄数百上千公里、需要持续供电的场景下，损耗的降低意味着更少的能量浪费，直接体现在运行成本上。
2. 变电站的设置密度与成本：
DC1.5KV: 由于电压较低，为了保证足够的功率和电压稳定，需要设置更密集的变电站（牵引变电站）。这意味着初期建设成本更高，占用土地更多，维护工作量也更大。
AC25KV: 较高的电压允许在更长的距离上供电。因此，AC25KV系统需要的变电站数量相对较少。虽然变电站本身的设备可能更复杂一些，但总体而言，单位长度的变电站建设和运营成本要低得多。对于庞大而复杂的国铁网络来说，这意味着巨大的投资节省。
3. 接触网与受流器设计：
DC1.5KV: 为了承受更大的电流，DC1.5KV系统需要更粗、更重的接触网导线，这会增加线路的维护难度和建设成本。同时，列车上的受流器（例如集电弓）也需要能承受更大的电流，对绝缘和散热提出更高要求。
AC25KV: 较低的电流使得接触网可以使用相对细、轻的导线，降低了建设和维护成本。受流器设计也更轻便。
4. 列车功率与加速能力：
DC1.5KV: 为了驱动大功率列车（尤其是高速列车），DC1.5KV系统需要极大的电流。在技术上，承受如此大的电流对列车电气系统，特别是牵引电机、整流器（如果是非DC电机）、变压器（如果需要升压）以及受流器都带来了巨大的挑战，容易导致设备过载、发热甚至损坏。
AC25KV: 较高的电压使得列车能够获得所需的功率，同时电流相对较小。这使得牵引电机、电力电子器件（如IGBT）等设计更为成熟、可靠且效率更高。对于追求高速和重载的国铁来说，AC25KV能更好地满足其动力需求。
5. 早期技术和标准化：
虽然直流电气化有其优势（如系统简单、干扰小），但在早期的铁路电气化发展过程中，AC25KV技术更早地成熟并被广泛应用，并且在全球范围内形成了相对统一的标准。国铁作为一个庞大的基础设施系统，在进行大规模电气化改造和建设时，倾向于采用成熟、标准化的技术，以降低兼容性和设备采购的复杂性。
那么，为什么地铁不采用AC25KV，而是普遍采用DC1.5KV（或DC600V，甚至DC750V）？
地铁与国铁的情况截然不同，其短距离、频繁启停、高载客密度以及对城市环境的适应性，使得DC供电成为更优选择。
1. 线路短且密集的变电站：
地铁线路通常在城市区域内，长度相对较短，并且在有限的空间内设置了大量的站点。这意味着地铁系统可以在非常小的区域内设置大量的牵引变电站。
DC1.5KV: 即使电压较低，但由于变电站密度很高，可以很容易地将电力输送到每一段线路，确保列车运行所需的电压稳定。这种“近距离供电”的模式，使得低电压下的电流损耗问题得到了有效缓解。
AC25KV: 对于地铁这种线路短、站点多的场景，如果采用AC25KV，需要建设的变电站虽然数量上可能比DC1.5KV少，但这些变电站的站内设备（如变压器、断路器）需要能够处理AC25KV这样较高的电压，这会增加设备成本和占地面积，并且在人流量密集的城市区域，高压设备的安全性考量也更为重要。
2. 城市环境的兼容性与安全性：
AC25KV: 25KV的交流电具有较高的电压，在城市密集区域，存在更大的安全隐患，例如电磁干扰、漏电风险、对周边电子设备的潜在影响等。地铁线路通常与城市地下管线、通信线路以及居民建筑等紧密相邻，使用高压交流电需要额外的屏蔽和绝缘措施，增加了建设和运营的复杂性与成本。
DC1.5KV: 直流电的电压等级较低，电磁干扰相对较小，绝缘要求也相对宽松，对周边环境的影响更小，安全性更高，更容易在复杂的城市环境中实施。
3. 列车特性与启动性能：
地铁列车: 地铁列车通常是短编组、频繁启动和制动，对电机响应速度和瞬时功率需求有特殊要求。
DC电机: 传统的直流电机（虽然现在很多地铁改用交流电机，但早期和仍有一部分采用）在启动特性上表现出色，能够提供强大的瞬时扭矩，这对于需要快速加速和减速的地铁运营非常有利。
AC25KV与DC电机: 如果在AC25KV供电下使用DC电机，则需要在列车上增加一个复杂的变压器和整流装置（将AC25KV转换为DC），这会增加列车的重量、复杂性、成本和故障点。
AC25KV与AC电机: 即使使用交流电机，AC25KV的变电站到接触网再到列车的整体设计，其变电站输出功率的平滑性、对电网的冲击等，与地铁这种对供电稳定性和频率要求极高的场景，也有需要仔细权衡的地方。
4. 制动能量回收：
地铁列车在制动时会产生大量能量，回收这些能量可以显著降低运营成本。
DC系统: 在DC供电系统中，制动能量回收相对容易实现，回收的能量可以直接反馈到DC母线上，供其他正在启动的列车使用，或者被吸收装置消耗。
AC25KV系统: 在AC25KV系统中，制动能量回收并回馈到电网需要更复杂的能量吸收或回馈装置，以及与地方电网的协调，相对更具挑战性。
5. 经济性与标准化：
虽然AC25KV在长距离上有成本优势，但对于地铁这种相对封闭的、规模可控的系统，DC1.5KV（或DC600V/750V）的设备（如变压器、断路器、牵引变电站）在技术成熟度和成本上，也具有一定的竞争力。而且，在全球范围内，许多城市的地铁和轻轨系统都采用了DC供电，形成了一定的产业生态和标准化，便于设备采购和维护。
总结一下：
国铁 (普速/高铁) 选择 AC25KV 是因为其长线路、高速度、低损耗、少变电站的经济性和技术优势。
地铁选择 DC1.5KV (或类似DC电压) 是因为其短线路、密站点、高安全性、易于能量回收、对城市环境友好以及电机特性的适应性。
这就像是为不同的“比赛场景”选择了不同的“装备”。跑马拉松需要轻便高效的运动鞋（AC25KV），而进行短跑冲刺则需要爆发力强的跑鞋（DC1.5KV）。选择最适合自身特点的供电制式，是铁路建设和运营效率的关键所在。
为什么国铁（这里主要指普速铁路和高铁）普遍采用AC25KV，而不是DC1.5KV？
简单来说，AC25KV在长距离、高速的国铁运营中，在经济性和技术经济性上具有压倒性优势。
1. 电压等级与输电损耗：
DC1.5KV (直流1.5千伏): 这个电压等级相对较低。在输送相同功率的情况下，电压越低，电流就越大（功率P = 电压V × 电流I）。电流越大，线路上的电阻损耗（焦耳热损耗，P_loss = I² × R）就越大。
AC25KV (交流25千伏): 这是一个相对较高的电压等级。使用更高的电压意味着可以传输更大的功率而无需承受过大的电流。这大大减小了线路的输电损耗，尤其是在国铁这种线路里程动辄数百上千公里、需要持续供电的场景下，损耗的降低意味着更少的能量浪费，直接体现在运行成本上。
2. 变电站的设置密度与成本：
DC1.5KV: 由于电压较低，为了保证足够的功率和电压稳定，需要设置更密集的变电站（牵引变电站）。这意味着初期建设成本更高，占用土地更多，维护工作量也更大。
AC25KV: 较高的电压允许在更长的距离上供电。因此，AC25KV系统需要的变电站数量相对较少。虽然变电站本身的设备可能更复杂一些，但总体而言，单位长度的变电站建设和运营成本要低得多。对于庞大而复杂的国铁网络来说，这意味着巨大的投资节省。
3. 接触网与受流器设计：
DC1.5KV: 为了承受更大的电流，DC1.5KV系统需要更粗、更重的接触网导线，这会增加线路的维护难度和建设成本。同时，列车上的受流器（例如集电弓）也需要能承受更大的电流，对绝缘和散热提出更高要求。
AC25KV: 较低的电流使得接触网可以使用相对细、轻的导线，降低了建设和维护成本。受流器设计也更轻便。
4. 列车功率与加速能力：
DC1.5KV: 为了驱动大功率列车（尤其是高速列车），DC1.5KV系统需要极大的电流。在技术上，承受如此大的电流对列车电气系统，特别是牵引电机、整流器（如果是非DC电机）、变压器（如果需要升压）以及受流器都带来了巨大的挑战，容易导致设备过载、发热甚至损坏。
AC25KV: 较高的电压使得列车能够获得所需的功率，同时电流相对较小。这使得牵引电机、电力电子器件（如IGBT）等设计更为成熟、可靠且效率更高。对于追求高速和重载的国铁来说，AC25KV能更好地满足其动力需求。
5. 早期技术和标准化：
虽然直流电气化有其优势（如系统简单、干扰小），但在早期的铁路电气化发展过程中，AC25KV技术更早地成熟并被广泛应用，并且在全球范围内形成了相对统一的标准。国铁作为一个庞大的基础设施系统，在进行大规模电气化改造和建设时，倾向于采用成熟、标准化的技术，以降低兼容性和设备采购的复杂性。
那么，为什么地铁不采用AC25KV，而是普遍采用DC1.5KV（或DC600V，甚至DC750V）？
地铁与国铁的情况截然不同，其短距离、频繁启停、高载客密度以及对城市环境的适应性，使得DC供电成为更优选择。
1. 线路短且密集的变电站：
地铁线路通常在城市区域内，长度相对较短，并且在有限的空间内设置了大量的站点。这意味着地铁系统可以在非常小的区域内设置大量的牵引变电站。
DC1.5KV: 即使电压较低，但由于变电站密度很高，可以很容易地将电力输送到每一段线路，确保列车运行所需的电压稳定。这种“近距离供电”的模式，使得低电压下的电流损耗问题得到了有效缓解。
AC25KV: 对于地铁这种线路短、站点多的场景，如果采用AC25KV，需要建设的变电站虽然数量上可能比DC1.5KV少，但这些变电站的站内设备（如变压器、断路器）需要能够处理AC25KV这样较高的电压，这会增加设备成本和占地面积，并且在人流量密集的城市区域，高压设备的安全性考量也更为重要。
2. 城市环境的兼容性与安全性：
AC25KV: 25KV的交流电具有较高的电压，在城市密集区域，存在更大的安全隐患，例如电磁干扰、漏电风险、对周边电子设备的潜在影响等。地铁线路通常与城市地下管线、通信线路以及居民建筑等紧密相邻，使用高压交流电需要额外的屏蔽和绝缘措施，增加了建设和运营的复杂性与成本。
DC1.5KV: 直流电的电压等级较低，电磁干扰相对较小，绝缘要求也相对宽松，对周边环境的影响更小，安全性更高，更容易在复杂的城市环境中实施。
3. 列车特性与启动性能：
地铁列车: 地铁列车通常是短编组、频繁启动和制动，对电机响应速度和瞬时功率需求有特殊要求。
DC电机: 传统的直流电机（虽然现在很多地铁改用交流电机，但早期和仍有一部分采用）在启动特性上表现出色，能够提供强大的瞬时扭矩，这对于需要快速加速和减速的地铁运营非常有利。
AC25KV与DC电机: 如果在AC25KV供电下使用DC电机，则需要在列车上增加一个复杂的变压器和整流装置（将AC25KV转换为DC），这会增加列车的重量、复杂性、成本和故障点。
AC25KV与AC电机: 即使使用交流电机，AC25KV的变电站到接触网再到列车的整体设计，其变电站输出功率的平滑性、对电网的冲击等，与地铁这种对供电稳定性和频率要求极高的场景，也有需要仔细权衡的地方。
4. 制动能量回收：
地铁列车在制动时会产生大量能量，回收这些能量可以显著降低运营成本。
DC系统: 在DC供电系统中，制动能量回收相对容易实现，回收的能量可以直接反馈到DC母线上，供其他正在启动的列车使用，或者被吸收装置消耗。
AC25KV系统: 在AC25KV系统中，制动能量回收并回馈到电网需要更复杂的能量吸收或回馈装置，以及与地方电网的协调，相对更具挑战性。
5. 经济性与标准化：
虽然AC25KV在长距离上有成本优势，但对于地铁这种相对封闭的、规模可控的系统，DC1.5KV（或DC600V/750V）的设备（如变压器、断路器、牵引变电站）在技术成熟度和成本上，也具有一定的竞争力。而且，在全球范围内，许多城市的地铁和轻轨系统都采用了DC供电，形成了一定的产业生态和标准化，便于设备采购和维护。
总结一下：
国铁 (普速/高铁) 选择 AC25KV 是因为其长线路、高速度、低损耗、少变电站的经济性和技术优势。
地铁选择 DC1.5KV (或类似DC电压) 是因为其短线路、密站点、高安全性、易于能量回收、对城市环境友好以及电机特性的适应性。
这就像是为不同的“比赛场景”选择了不同的“装备”。跑马拉松需要轻便高效的运动鞋（AC25KV），而进行短跑冲刺则需要爆发力强的跑鞋（DC1.5KV）。选择最适合自身特点的供电制式，是铁路建设和运营效率的关键所在。
网友意见
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