每小時300公里的高鐵如何取電？“一弓一網”保障高鐵不會拋錨
2011年7月，京滬高鐵出現供電裝置故障。在接下來的幾天時間，高鐵又連續出現在路途中“拋錨”的情況。一連串的問題出現後，讓剛開通還沒半個月的京滬高鐵備受質疑。
2009年12月，國內首條高速鐵路——武廣高鐵正式開通運營。
從2009年到2020年底，我國的高速鐵路呈現井噴式的發展，11年時間高速鐵路的運營里程達到了3。8萬公里，是名副其實的世界第一。
高速鐵路的建成極大縮短了城市與城市間的距離，人們已經越來越習慣這種高效、快捷的出行方式。
記得我第一次乘坐高鐵時，給我印象最深的就是它的速度。很難想象，這個幾百噸重的大傢伙，速度能夠達到
每小時300多公里
。
感到震驚的同時，心裡對高鐵的動力來源感到了一絲好奇。眾所周知，目前火車已經摒棄了傳統內燃機車頭，動力來源於軌道上方的高壓電網。
可是，高鐵的速度這麼快，是如何以每小時300公里的速度來取電呢？
後來我查閱了一翻資料，才恍然大悟。
高鐵是如何取電的
高鐵的動力來源，主要分為兩個部分，第一個是軌道上方的
架空接觸網
，第二個就是高鐵車頂的
受電弓
。
架空接觸網，說白了就是沿著軌道鋪設的，專門為高鐵提供動力的輸電線路。受電弓，就是從接觸網取得電能的電氣裝置，這兩者組合叫作
弓網系統
。
當高鐵啟動的時候，車頂的受電弓就會升起，並與上方的接觸網接觸，接觸網上的電流會透過受電弓傳遞到高鐵上的變壓器，轉換成可變頻可變壓的三相交流電送給牽引電機，將電能轉換成牽引列車的機械能。
如果簡單說，就是受電弓從接觸網上取電，然後把電能轉換為動能的一個過程。
所以，高鐵在高速行駛的過程中，車頂的受電弓要和接觸網時刻保持接觸，如果一旦兩者脫離，那就意味著高鐵失去了動力的來源，有可能在路途中“拋錨”。
高鐵在高速形勢下，如何保證接觸網和受電弓緊密不分離
要知道，讓兩個靜止的物體保持接觸狀態是比較容易的。但是對於接觸網和受電弓來說，一個是 靜，一個是動，想要這兩部分長時間保持接觸狀態其實並不容易。
首先，咱們先來說說接觸網。
接觸網大致上由接觸線、承力索、吊弦這三部分組成。
接觸線在最下方直接與受電弓想接觸；承力索安置在接觸線的上方；吊弦在中間連線著承力索和接觸網。我們可以簡單理解為，承力索、接觸線、吊弦這三部分組成一個
“工”
字。
這三部分中，承力索、吊弦就承擔著讓接觸線保持穩定的作用。讓接觸線從頭到尾處於一個水平面上，避免出現上下震動的現象，就算在大風等極端天氣下，接觸線也不會出現較大的位移。
其次，咱們再說說高鐵車頂的受電弓。
受電弓和接觸線向接觸，並不是輕輕挨著就行了。
事實上，為了保證兩者相接觸的穩定性，受電弓在上升的時候會多升起來一點，讓處於緊繃狀態的接觸線有一個
向上的拱起
，這樣兩者接觸的更緊密。
在高速行駛中，受電弓的滑板就像是飛機的機翼，受到氣流的影響會有一個向上的
抬升力
。高鐵的速度越快，抬升力越大，受電弓與接觸線的接觸越緊密。
高鐵在行駛過程中，受電弓和接觸線接觸這麼緊密，兩者相互摩擦出現嚴重損耗怎麼辦？
受電弓和接觸線之間有接觸就會有摩擦，有摩擦就會有損耗。損耗的結果無非兩種，要麼接觸線越磨越薄；要麼接觸線把受電弓切為兩半。
既然兩者之間的損耗是必然存在的，那麼
如何把損耗降到最低才是最重要的
。
對於接觸線來說，如果某一段的接觸線磨損十分嚴重，要麼整根接觸線換新的，要麼直接把磨損嚴重的部位換掉。
但是，一整根的接觸線很長，整根換掉的話成本太高，不太現實。
要是把磨損嚴重的部位取下來，再焊接上一段新的接觸線又會出現新問題，因為焊接免不了會出現焊點。在高鐵高速行駛下，接觸線上出現一個幾毫米的疙瘩，不但會影響高鐵的供電，還會影響行車安全。
所以，想要把損耗成本降到最低，只能在受電弓上想辦法。
受電弓的頂端，也就是直接和接觸線相接觸的部位，有一個可拆卸、長條形的滑板，這就是
受電弓滑板。
以前的受電弓滑板為金屬製成，但是這樣的滑板和接觸線相互摩擦下，對接觸線的損耗太大，養護成本也相應提高。
為了降低養護成本，受電弓滑板改良為用一種特種石墨製成的碳滑板。碳滑板和接觸線一硬一軟，將接觸線的磨損降到最低，情況好的話，接觸線的使用壽命可達到十幾年。
在保護接觸線的情況下，受到嚴重磨損的只是碳滑板，到時候只要定期更換碳滑板就可以了。在碳滑板和接觸線對比下，
肯定是更換碳滑板更節省成本
。
而且，接觸線的佈局並不是一字排開的，如果細心觀察的話，高鐵上方的接觸線呈現
“之”
字形排列，這樣能夠保證接觸線不會在碳滑板同一個點位摩擦，提高了碳滑板的使用壽命。
說在最後
當我們乘坐高鐵時，享受的是它帶來的速度和便捷，但是在它的背後，是無數科研工作者努力鑽研奮鬥的結果，僅僅是高鐵如何取電，這裡面就有這麼多學問。
在未來，隨著技術的發展和科技的進步，我們乘坐的高鐵會更快更安全，讓我們的出行更快捷、更方便。
