呼啸而过的银西高铁和谐号动车组驶过变电站间，守护它的牵引变压器瞬间将330kV降为27.5kV，确保了动车组的顺利行驶。

从武广高铁的时速394.2公里，到沪杭高铁的时速416.6公里，再到京沪高铁的时速486.1公里……我国高铁频频刷新世界铁路运营试验最高速度的背后，都离不开电气化铁路的“心脏”产品——牵引变压器。

高铁是如何取电的？

2009年12月，国内首条高速铁路——武广高铁正式开通运营。从2009年到2020年底，我国的高速铁路呈现井喷式的发展，11年时间高速铁路的运营里程达到了3.8万公里，是名副其实的世界第一。高速铁路的建成极大的缩短了城市与城市间的距离，人们已经越来越习惯这种高效、快捷的出行方式。

高铁的动力来源，主要分为两个部分，第一个是轨道上方的架空接触网，第二个就是高铁车顶的受电弓。架空接触网，说白了就是沿着轨道铺设的，专门为高铁提供动力的输电线路。受电弓，就是从接触网取得电能的电气设备，这两者组合叫做弓网系统。

当高铁启动的时候，车顶的受电弓就会升起，并与上方的接触网接触，接触网上的电流会通过受电弓传递到高铁上的变压器，转换成可变频可变压的三相交流电送给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。如果简单的说，就是受电弓从接触网上取电，然后把电能转换为动能的一个过程。所以，高铁在高速行驶的过程中，车顶的受电弓要和接触网时刻保持接触，如果一旦两者脱离，那就意味着高铁失去了动力的来源，有可能在路途中“抛锚”。

铁路牵引供电系统是为高速动车组提供电力，确保安全、高速、稳定运行的关键，被称为高铁的“心脏”。而主变压器则是整个铁路牵引供电系统的核心设备，主变安装是牵引供电设备安装的关键工序,其安装要求十分严格，对安装的倾斜度和运输震动都有严格的规定。

电气化铁路的“心脏”

在银川城郊一片占地6.6万平方米的区域，坐落着一排排厂房。在银川变压器装配车间，2台高8米、重114吨的高铁牵引变压器，正在接受出厂前检测，这样的一个“大家伙”，让人无法忽视它的存在。

牵引变压器是保证电气化列车安全、稳定、高效运营的动力源，担负着向列车提供稳定、持续、可靠电能的任务，是电气化铁路的核心组成部分。“打个形象的比喻，它相当于电气化铁路的‘心脏’产品。”银川变压器董事长何东武说，“在电气化铁路中，电网过来的不同电压等级的电能，要通过变电所统一降压到27.5kV这一标准运行电压才能使用，而变电所的核心设备就是牵引变压器。”

这样的“心脏”产品，对生产、设计和研发来说都是难题。何东武坦言，虽然我国电气化铁路建设发展迅速，但直到上世纪90年代，真正时速200公里以上的高速铁路牵引变压器的核心技术，还是掌握在国外企业手中。

据银川变压器总工程师鲁玮介绍，电气化铁路运行的特点是负载幅度变化大，有时可能出现短时几倍于额定容量的冲击负载。“所谓负载幅度变化大，就是高铁经过变电所时，变压器处于高过载的状态，高铁通过的一瞬间，电流急速下降，这样巨大的电流落差瞬间，对变压器而言就像‘坐过山车’，冲击非常大。”鲁玮说，这就要求牵引变压器具有过载能力强、抗短路频繁的能力。

“这对技术要求非常高，唯有全力攻克。即便是数十稿的电磁计算全部被自己推翻，也不能阻碍我们向证明国产化产品实力这一目标奋进的步伐。”何东武说。

没有技术，技术团队就到全国各地科研院校，对比分析大量产品资料，反复论证设计；没有资金，企业员工就集体出资助力……通过不断破解短板，企业打破了牵引变压器的可靠性技术、绝缘技术、节能技术等关键技术的瓶颈，完成了样机试制，并通过了国家变压器检验监测中心的全套试验。“经过测试和主要技术参数对比，除了产品外观和体积稍逊外，我们产品的性能指标和技术水平与国外同类产品不相上下，部分指标甚至优于国外，但价格却是他们的一半。”何东武说。

变压器牵引高铁跑出中国速度

全国各个铁路变电站、铁路变电所、铁路通讯站、铁路枢纽站、铁路电力物资仓库等要实现少人或无人值守，从而以技防代替人防进而提高生产效益。

传统的人工管理方式已经满足不了电力系统各发展的需要，铁路牵引变电站各项设施健全且物值不菲，常常成为偷盗者垂涎以及光顾的首要目标。这些场所虽然都配备了安保队伍，但人力防范毕竟控制面不全，难免存在防范盲区，稍有疏忽，极易被偷盗者钻漏洞，以致财产损失甚至设备受损！

在大型的铁路牵引变电站中更曾出现过非法翻越变电站周界护栏、试图窜入到变电站进行偷盗、破坏发电和输电设备等行为，给铁路输用电安全、自身安全以及财产安全都造成了巨大的威胁与损失。为此，飞天光电专门为铁路牵引变电站设计了一套有效的铁路变电站安全防护系统。

由于其应用场所的特殊性，铁路线变电站周界防护就需要一种误报率低、稳定性高、抗干扰性强、安装快速便捷的周界安全防范产品。其中电子围栏就以“阻挡威慑为主，报警为辅”为基准，通过像脉搏一样间断通电，达到不伤人的防盗围栏，受地形、环境影响小，适用于周界不规整环境。

脉冲电子围栏改变了常见的电子围栏主机远端断路不报警和线路过长误报等缺陷，其4线均输出超过5KV高压可满足重要场所的防护要求。当有人越过触碰防线，前端周界入侵探测器会发出报警信号，报警信号通过传输系统发送给报警主机。

实时将入侵报警防区的报警信号、警情类型显示到报警主机键盘上，并触发声光报警，同时报警管理软件弹出电子地图并进行报警显示，从而达到了精确定位功能。也可联动监控摄像机，使操作人员能及时、准确地掌握警情，调动保安人员进行处理。

来源：新华社，中工网，飞天光电，科学君

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