高鐵的快速發展,使得人們的出行越來越便利,時速300公裡的列車詩和遠方也不是那麼遙不可及。高鐵軌道相信大家都還有印象,它在軌道上方設置了電線,當高鐵運行時,會從高鐵的頂部伸出一根受電弓,與軌道上方的電線接觸,狗子一直有一個疑問,在時速300公裡的摩擦下,為什麼這根電線沒有沒磨斷呢?直到最近在「中國交通」的視頻中才解答了疑惑。
其實,高鐵的許多設計都是為了降低摩擦帶來的損耗的。雖然看似高鐵的運行會持續不斷地對電線進行摩擦損耗,但是在實際上,只有當高鐵上方伸出的受電弓經過上方電線的結點時,電線才會受到摩擦,也就是說,即使是在軌道上每天都要運行100列高鐵,電線上每一個結點的摩擦次數實際上也僅有100次,頻率並不算高,單次的摩擦時間也很短暫。而且,高鐵的發班並不會十分的密集,所以,電線結點在一列高鐵受電弓的摩擦之後,能夠通過長時間的冷卻,減少摩擦損耗。而且為了增加電線的使用壽命,電線也是選用了耐磨的材料,這些設計能夠保證電線有足夠的使用期限。所以,我們真正應該擔心的其實是受電弓。
雖然電線上的結點在每一次高鐵通過時才會受到一次摩擦,但是高鐵上方的受電弓卻會在高鐵運行期間不斷地受到來自電線結點的摩擦,持續的摩擦會加劇受電弓的磨損,為了降低磨損,能不能將受電弓也改用耐磨的材料呢?當然是不能的,硬碰硬的結果都是很慘烈的,如果將受電弓也改為耐磨的材料,你可能會看見高鐵運行時會帶著火花,宛如頂著兩個風火輪。
高鐵為了減少受電弓的損耗,沒有將電線設計為直線,而是採用了「Z」字型的設計,這樣,當高鐵試過的時候,受電弓與電線接觸的點實際上就是在不斷的往復移動的,能夠在受電弓的表面不停地轉移摩擦點,避免接觸位置受到持續摩擦,分散了損耗,提高了使用的壽命。
雖然摩擦的受力點被分散了,但是高速摩擦帶來的損耗是始終存在的,又不能頻繁的更換受電弓,為此,在「Z」字型設計的基礎上,在受電弓的表面還被塗上了石墨材料。石墨,導電性好,光滑柔軟,還便宜,在高鐵的運行中,受電弓與電線見摩擦損耗的更多的是作為塗層的石墨,起到了保護電線和受電弓的作用。
不得不說,高鐵設計師們的想法是真的十分巧妙。