铁轨为什么要有电(铁轨为什么要通电)

有电。轨道电路导致铁轨上有微弱的电。轨道电路的设置是因为线路上有联锁闭塞设备。电气化铁路火车的动力来源于机车的受电弓和上方接触网。

信号机械师通过电缆给轨道电路（就是坐火车看到的铁路旁边的箱子）送出交流220的电，通过变压器变成1点多到3点多伏的电压送到钢轨上。两条钢轨一条正极电，一条负极。火车轮对压住两条钢轨就沟通了两条电路形成一个回路，此现象会以红光带的样子显示到控制台上，来确定列车的位置。其中还分为区间和站内轨道电路，区间的电压也就只有四百多到六百多豪伏。

交流还是直流不是绝对的，交流直流都有，城市轨道交通大多数是使用直流750V或者1500V的接触网或接触轨。

而铁道部管辖的电气化铁路的接触网，由牵引站输入到接触网的额定电压为交流27.5kV，由于损耗等各方面因素，接触网电压并不稳定，一般在25kV左右。牵引站一般电压为110kV，要求至少双回路供电，重要牵引站可能是220kV电压等级，不过我所在单位管辖的都是110kV，牵引站的供电由电力部门负责，铁路系统的电力网就是接触网和接触网到牵引站这一部分，由于电力网都是三相电，而铁路接触网只有两根，我这里的铁路牵引站都是三相电通过变压器降压，其中两相接接触网，另一相直接接地，这也就造成牵引站对主电网的谐波影响非常大，因为它不对称。

理论上还有两种牵引站形式，三相和单相。

我国铁道电气化事业奠基人—西南（唐山）交通大学的曹建猷院士通过对大量资料的分析研究，并结合我国的特点，认为我国应选择工频交流电压制。在他亲自主持下，又组织专题组，对此课题进行了全面和深入的研究和试验，结合我国情况提出了强有力的论据。

1956年，曹建猷在《人民日报》上发表了《我国电气化铁道应采用何种电压制》的文章。在铁道部一些学术论证会上，对当时国内外争论不下的“交流制”和“直流制”提出了自己的论据和建议。这是一项非常重要的研究成果。曹建猷的建议取得国内同行专家的支持和共识，被铁道部采用。经国家正式批准，工频交流电制被定为我国电气化铁道的标准。这使我国电气化铁道从一起步就在世界先进技术水平基础上发展。

几十年来国内外的经验都证明，采用这一技术决策是正确的、先进的，能减少能耗和投资，提高运能，已经为我国铁路运输创造了巨大的经济及社会效益。这一标准也更适合发展我国高速及重载电力牵引的需要。

首先，和其他轨道交通一样，地铁的电是来自大电网，由城市电网引入电源。在我国，地铁一般使用10~35千伏的交流电，通过牵引变电所变压整流后，牵引网供给车辆的是750伏或者1500伏的直流电。

由于从城市电网引入电源到地铁车辆的方式有多种，这里以集中式供电为例（也就是地铁有专用的主变电所），展示一下地铁供电系统的构成：

上图清楚地显示牵引网供给车辆的方式有两种：

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地上取电：“第3条轨道”供电

“第三轨”供电，形象地说，就是从地上取电。这条轨道是接触轨，是承载地铁列车两条轨道之外的第3条轨道。

“第三轨”专门供电。车辆通过集电装置与接触轨接触取电，接触轨外设有防护罩保障安全。根据接触面的位置不同，可分为上部授流、下部授流和侧部授流接触轨~目前，接触轨供电多采用750伏电压，也有部分采用1500伏电压（在我国，首个采用1500伏直流接触轨供电的地铁是广州地铁4号线）。

2

空中取电：头顶的架空接触网供电

架空接触网供电，形象地说，就是从空中取电。这点和高铁很相似。

隧道上方架设刚性或弹性装置、悬挂接触网，车辆通过受电弓从接触线中获取电流，多采用1500伏电压。架空接触网也有不同的悬挂结构，具体采用哪种，要考虑隧道高度和安装空间~

由于架空接触网在列车上方，一般人不太容易接触到，安全性较高。而接触轨就不同了，虽然设置有防护罩，但由于第三轨敷设在地面上，人跌落到轨道上触电的可能性大一些；如果有导电物质坠落，还有可能造成短路，影响行车和人身安全（两年前，深圳地铁3号线就发生过乘客雨伞掉落到接触轨上导致短路的事故，地铁停运了10分钟）。

此外，在接触轨供电的情况下，地铁高速行驶时，集电装置难以持续抓紧第三轨，受流不稳定会影响行车最高时速，也不适合大运量的地铁。而架空接触网供电下，就不存在这个问题，地铁能跑得更快、运载更多乘客~

机智的小伙伴可能就要问了：既然架空接触网更安全、地铁行车速度更快、运载量更大，为何不全部采用这种供电形式呢？主要有以下几方面的原因~

原因

A接触轨施工难度较小、建设成本相对低，在经济上有优势；架空接触网的零部件较多、施工难度大、成本较高。

B接触轨的使用寿命长，维修量小，更容易运营；架空接触网局部易磨损，维护工作量大。

C除此之外，如果应用在轻轨中，接触轨设有防护罩，受恶劣天气影响轻且美观；架空接触网则容易受外界天气影响，也不美观。

D接触轨供电的方式历史较长，运营经验丰富。

其实，地铁究竟采用哪种供电方式，要考虑城市特点、客流大小、列车编组、美观需求等各方面因素。默默地说，在我国，北京、上海、广州、南京、天津等各地地铁，都是既有接触轨供电又有架空接触网供电的~

供电“双保险”

地铁作为一个重要的用电部门，其供电与一般工业和民用的供电不同，目前国内地铁普遍采用两路独立的电源双边供电，当任何一路电源发生故障停电时，另外一路电源也能保证地铁的正常供电。

双边供电指的是两个供电分区通过开关设备，在电路上连通，两个供电分区可同时从两个牵引变电所获得电能。

电气化火车（含高铁、动车）和地铁列车牵引供电系统分悬挂式接触网供电和第三轨供电（接触轨供电），轨道带电就是指第三轨供电，供电轨平行敷设与铁轨旁，所以称第三轨，列车通过车厢下方的集电靴接触轨道旁的供电轨，获得电力以驱动列车行走部电机运转，继而驱动列车行驶。国外和国内很多城市地铁都采用此项供电技术，优点是美观，没有电杆和供电线的视觉障碍，而且维护成本低廉。供电轨一般设有防护罩。列车行驶的钢轨本身也会带弱电流，这个是作为列车通信的信号回流，其电压是人体感觉不到的，信号通过钢轨对车轮的传到至列车，可以反馈告诉司机前后列车的最近车距，防止追尾和撞车。