高铁运行中一直与电网接触吗 _高铁

关于这一问题小编也曾有过疑问，我们的常识是电流只有在构成回路的时候才能才生动力，那么高铁的电力线为什么只有一根，是怎么构成回路的呢？难道是通过铁轨连接到地了吗？
首先可以确定一点的是各国高铁基本采用交流电，而城轨车辆用的则是直流电。
再者，如下图所示，我们所能列车上方连接高铁的类似小辫子的东西叫做“受电弓”，受电弓从接触网获取电能然后驱动列车运行

宏观上解释一下高速列车是如何获取电能作为动力的：
从电路角度来说，我国高铁多采用AT供电方式，也叫自耦变压器供电。
除了德国高铁电网独立于德国国家电网外，包括我国在内，世界上绝大多数用于给高铁供电的电力来源都包含在国家电网之内。
也就是说高铁用电也属于国家电网系统，但是因为高铁需要足够的电能带动，因此高铁有独立的“牵引供电系统”，就好比电网有“家用电供电系统”、“企业用电供电系统”一样。
我们看到的高铁铁轨上面的电线（架空接触网）就属于“牵引供电系统”的一部分，除此以外，牵引变电所、回流回路也是“牵引供电系统”的一部分。
为了直观的感受高速列车是如何获取电能的，可以看一下下图：

发电厂通过高压输电线将电力输送到变电所，变电所再将电力输送到铁轨上方的“架空接触网”，然后高铁通过一根电线接收“架空接触网”传来的电力。
再者，火车上方只有一根电线怎么构成回路？
以我国普遍使用的自耦式变压器供电方式为例，如果把列车上方连接“架空接触网”的导线比作火线，那么零线在哪里呢？为什么我们看不到零线呢？没有零线如何构成回路呢？
实际上零线就是铁轨，再说的直白一点就是接触网与地构成回路。如下图所示：

简单明了的说就是电流从接触网流向高铁内部的电机（电机如下图“3”），电机获取电能后转化为动能，驱动列车向前走：

（图3：高铁电机）
从电机流出的电力一部分通过车轮和钢轨流向大地，而另外一部分则通过轨道流回了变电所。
注意：之所以电流能通过轨道流向变电所是因为轨道还有一条线是连接变电所的，如下图4：

（图4：连接轨道和变电所的电线，专业术语叫“正馈线”）
之所以我们看不到这条连接线是因为在上千公里的漫长轨道上只有在变电所的位置才有连接线，而变电所平均数十千米才有一座，只有在变电所的位置才会有一条连接线（或者说是“回流线（正馈线）”）。如下图：

铁路平均每隔十公里就有一个变电所，变电所的作用是把电厂传输过来的高压电转变为25kv-50hz的工频交流电，然后通过接触网输送给列车。
第三，自耦变压器供电方式（AT）的优点
我国高铁多采用自耦变压器供电的方式，实际上国外还有直接供电方式，虽然投资少且便于维护，但对弱电系统的电磁干扰较大。自耦变压器供电的方式除了电磁干扰小的优点外还有以下优点：
01、电压高；AT供电方式可将牵引网的电压提高一倍。
02、电能损失小；线路电流为负载电流的一半，线路上的电压损失、电能损失大大减小。