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问题

高铁的电能是靠上面的电力弓一直接触供电，还是高铁到站时，在站点进行充电补充能量？

回答
高铁的运行主要依靠上面的电力弓一直接触供电，而不是在站点进行充电补充能量。这两种方式对于高铁的能源供给有着根本的区别，我来详细解释一下：

高铁的供电方式：接触网供电

高铁的能源供给方式属于接触网供电，也称为架空电缆供电。这个过程可以详细分解如下：

1. 架设接触网系统：
在高铁线路的上方，会架设一套复杂的“接触网系统”。这套系统主要由以下几个部分组成：
承力索 (Messenger wire): 位于最上方，承担主要的张力，支撑着下面的导电弓。
接触线 (Contact wire): 位于承力索下方，是一根与电力弓直接接触的铜合金导线。它负责将电能输送给高速运行的高铁列车。为了保证稳定的接触和减少磨损，接触线通常是圆形的，并且材料具有良好的导电性和耐磨性。
吊索 (Droppers) 或悬挂装置: 连接承力索和接触线，将接触线以一定的间距、稳定的状态悬挂在承力索上。
绝缘子 (Insulators): 用于将接触网系统与支撑杆（电线杆）以及地面隔离开，防止漏电和短路。
支撑杆/电线杆 (Poles/Catenary masts): 沿线路两侧竖立，用于支撑接触网系统。
张力调节装置 (Tensioning device): 由于温度变化会导致导线热胀冷缩，为了保持接触线的恒定张力，会设置张力调节装置（如重锤或液压系统）。

2. 牵引变电所 (Traction substation):
高铁线路沿线会设置多个牵引变电所，这些变电所从国家电网（或其他大型发电公司）接收高压交流电（通常是110kV或220kV）。
牵引变电所会将接收到的高压电能降压并转换成适合高铁运行的电压（例如，中国大陆高铁普遍使用27.5kV的单相交流电）。
为了保证供电的稳定性和可靠性，牵引变电所之间会相互备份，并且接触网会根据列车位置选择合适的牵引变电所进行供电。

3. 电力弓 (Pantograph):
高铁列车顶部安装有一个或多个“电力弓”。电力弓是连接列车和接触网的关键部件。
电力弓具有弹性和升降功能。它能够根据接触网的高度和线路的变化，自动升降并保持与接触线的良好接触。
电力弓通常设计成具有良好的空气动力学性能，以减少高速运行时产生的空气阻力。
电力弓内部有导电条（通常由碳制成），它与接触线摩擦，将电能引入列车。

4. 电能传输过程：
当高铁列车启动并以高速运行时，电力弓会自动升起，与接触线建立持续的电接触。
电能通过电力弓从接触线传递到列车顶部的受电弓，再经过列车的牵引变压器、变流器、电机等设备，最终驱动车轮转动。
重要的一点是，高铁的供电回路是单相交流供电，电能的回流是通过架设在轨道系统中的回流线或者轨道本身实现的，而不是像一般的两相供电那样需要另一根独立的线。

为什么不采用站点充电的方式？

高速运行的能源需求巨大： 高铁的时速高达350公里甚至更高，其运行过程中消耗的电能是极其巨大的。如果需要依靠站点充电，意味着列车需要在每个站点停下来充电一段时间，这会极大地影响运行效率和速度，与高铁的初衷背道而驰。
充电时间过长： 即使采用先进的快充技术，为高铁这样高能耗的设备进行一次有效的充电也需要相当长的时间，这无法满足高铁高频率、高密度的运输需求。
接触网的连续供电优势： 接触网系统能够提供连续不断的电力供应。只要列车在接触网覆盖的区域内运行，就能持续获得所需的电能，无需停靠。这保证了高铁能够以稳定、高效的速度运行。
技术成熟与可靠性： 接触网供电技术是成熟且经过长期验证的，对于高速铁路来说是最为可靠的能源供给方式。

关于“补充能量”的误解

您提到的“在站点进行充电补充能量”，可能是一种误解，或者是在某些特殊情况下的补充性措施。

日常运行不靠站点充电： 如上所述，高铁的日常运行完全依靠接触网的持续供电。
特殊情况：
牵引供电中断： 在极少数情况下，如果接触网发生故障导致供电中断，高铁列车可能会启动车上的蓄电池或柴油发电机（如果列车装备有）作为应急电源，以便以较低的速度移动到最近的维修点或能够恢复供电的区域。但这些只是临时的应急措施，并非主要的能量补充方式。
动车组的能量回收： 高铁列车在制动（减速）过程中，其牵引电机可以反向工作，将动能转化为电能，这部分电能会被反馈回接触网系统，实现能量的回收利用。这种“能量回收”是列车自身运行的一部分，而不是通过站点充电。

总结来说，高铁的电能就是靠上面的电力弓一直接触上面的接触线来获取，这个过程是连续不断的，确保了高铁能够高速、高效地运行。在站点进行充电补充能量的方式，对于高铁而言是不现实的，也非其设计初衷。

网友意见

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机械结构设计中有一类东西是损耗件，尤其在两个机构相互运动时，比如说两个相互运动的零件之间要密封，有种设计就是在这两个零件之间填充盘根到达密封的效果，而盘根就属于消耗品，磨损完了更换新的。

生活中的汽车的刹车片一样，也是消耗品，就是钢板，磨损完了换新的。

高铁的电线接触部分也是类似的设计
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尽量远离这种常识不行还爱较真的朋友，免得他以后朝你借钱。

你把他当朋友借给他，管他要的时候，

他觉得是你的问题，你要钱就是不拿他当朋友。
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你朋友是根据接触部分不经摩，所以判断不是一直接触供电。其实电线是这样子的——

要是直直的布线，一直摩擦一个地方，受电弓确实会如你朋友所料那般很快就摩擦断掉。实际电线是“Z”字型排布，随着列车前进，电线均匀地摩擦受电弓的整个接触面，寿命自然就大多了。
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接触网供电

受电弓的滑板是碳滑板，接触网是铜导线，碳滑板几万公里就要更换一次，属于耗材。

接触网拉出来的是Z字形，会在碳滑板上左右移动，所以损耗是均匀的，不会总在一个地方磨断，下面视频1分左右还有4分20秒左右有受电弓和接触网运动的特写镜头

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你可以让朋友请你喝饮料了。

高速运行的动车组获得的连续不断的电能是由发电厂的电传输到铁路系统的电网，变电所将电压调整到适合列车使用后再通过高速铁路的牵引供电系统将电能输送给动车组。

高速铁路的牵引供电系统是由牵引变电所—输电线—接触网—受电弓—动车组—钢轨—回流—（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，闭合回路中流通的电流称牵引电流。通常将接触网、钢轨回路（包括大地）、输电线和回流线统称为牵引网。

牵引变电所通过输电线将电能连接到接触网，动车组的受电弓把电能引入动车组，动车组使用后的电能经过接地线连到车轮，最后通过钢轨回流到牵引变电所。

牵引变电所是电力牵引的专用变电所。牵引变电所把区域电力系统通过高压输电线送来的110千伏或220千伏的三相交流电，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，降压和变流后，转变为不低于25千伏的单相交流电，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为动车组供电。高速铁路沿线有多个牵引变电所，相邻牵引变电所的间隔距离为40~50公里。

接触网是在电气化铁道中，沿钢轨上空“之”字形架设的、供受电弓取得电能的高压输电线。接触网和动车组的受电弓的滑动接触将牵引变电所送来的电流送给动车组。接触网相当于火线，钢轨是零线，两者构成一个电回路。钢轨有电流流过，但由于钢轨与大地等电位，因此人在钢轨上走没有什么感觉。

受电弓是动车组从接触网取得电能的电气设备，安装在动车组车顶上。受电弓分单臂弓和双臂弓两种。动车组通过其车顶的受电弓将电流传递到动车组牵引系统，再经过变流器将25千伏、50赫的单相交流电变换成合适的电压为动车组提供动力，并为辅助供电系统供电。

来源：《高铁不神秘——高铁科普120问》

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