当我观看高速火车的视频时，我总是会在顶部附近看到电弧或电弧爆炸。为什么会这样呢？我知道Acela可以做到很多，但是其他高速火车也有。

有几个因素会影响这一点：

• 在高速下，受电弓与悬链线失去接触的可能性更大：在较高速度下，受电弓上的颠簸会导致更剧烈的偏移，可能会超出受电弓的悬挂能力。
• 低速列车也会显示电弧。
• 高速火车通常使用高压（15或25 kV），与旧火车中使用的较低电压（例如1500 V）相比，它能够在更长的距离上产生电弧。

电动火车的受电弓与架空线接触的点为铁路零部件制造商和测试工程师提供了最复杂，最具挑战性的环境之一，更不用说预测和改进了。

为了使火车高效运行，受电弓必须与悬链系统悬挂的架空线保持恒定接触。然而，这些线材及其支撑结构沿任何给定截面都显示出不同的垂直刚度。悬链线系统以30至100米的间隔曲折，以防止开槽。受电弓施加到电线上的力必须保持在明确定义的范围内（70N至120N）。如果它太低，则失去接触会产生电弧，这不仅会导致列车断电，还会通过蚀刻和过热而损坏架空线和接触杆。如果作用力太大，则产生的摩擦会过早地磨损电线和接触棒。

传递适量的力需要可变的垂直运动。但是，当火车以更高的速度行驶时，受电弓会失去适当反应的能力。即使手推车电线尽可能平整，也只有在不受干扰地悬挂时才是平整的。当受电弓抬起导线时，产生的变形会产生波浪。如果抬升幅度太大，受电弓会产生更大的波形，从而导致下一条受电弓沿线下降。

该架空电线是不固定的：它得到通过火车和被风吹动周围。

通常，受电弓在悬链线下方运行时，会形成波状扰动，该扰动以导线的张力及其单位长度的质量确定的速度沿导线向下传播。当火车接近此临界速度时，受电弓追赶到扰动，从而导致导线的垂直位移发生危险的大危险，并中断接触。然后，火车的最高速度受到悬链线临界速度的限制。这个问题对于测试运行至关重要，因为希望以远高于标准TGV接触网的临界速度的速度测试装置325。

这是由于当由于触点和电线之间的不规则性（凸起等）而导致触点分离时，高压仍然会导致连接。

正如其他人所发表的那样，受电弓和架空导体之间的暂时间隙是答案的一部分，但这还不是全部。另一个重要因素是火车的电动机是感应负载，这会使电路中断时发生的情况严重复杂化。

当具有感性负载的电路中断时，通过负载 的电流不能立即变为零。 相反，电流继续流经负载，在中断点产生电压尖峰。（额外的精力去做这其实都从感性负载）的电压突然升高，直到故障（例如弧）发生。一个电弧已经形成，电压下降，但是维持电弧所需的电压更低，因为在典型温度下，等离子体比空气更具导电性。

高速火车的电流通常会比低速火车的电流高得多，因此，电路中断时产生的电压会更高。

受电弓的上压力为15至40磅，外部为60磅。（7-18公斤，最大30左右）。

滑车（接触）线由实心青铜或铜制成，通常为4/0至400kcmil（107-200mm ^ 2），并带有3 / 8-1 / 2“（10-13mm）的多股钢斜线（副线）直径。斜线每100-200英尺（30-60m）支撑一次，斜线每6-10'（2-3m）支撑接触线，因此接触线可以自由抬起，甚至一英尺（0.3m） ），当火车经过时，它通常有一个稳定杆以防止其横向移动，但可以自由地垂直移动。

如前所述，接触线或悬挂线的任何不规则性都可能导致受电弓和电线暂时分开。

电线中的波动也会导致瞬间分离。电线或火车的充分运动会导致电线移到受电弓的弯曲“角”上。

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受电弓运行表面的不规则性也会引起电弧。通常有嵌入式铜或青铜滑轨。滑梯的物理损坏或仅仅是电弧的灼伤点都可能导致电线失去接触。

另外，受电弓通常具有前后两个滑动件，并且受电弓具有联动装置或坚固的弹簧以保持其水平。如果有任何约束力或连接断裂，或者弹簧疲劳或断裂，则可能无法保持水平，并可能踩在脚跟或脚趾上，导致接触不良。

当然，电弧是由电流引起的。电流可能会在电弧中保持连续状态（这种趋势与电压成正比，在高铁上使用的高压系统中更可能发生这种情况）；但是，高速空气流动可能会扼杀电弧，从而暂时切断列车的动力。谈论电压尖峰！

这与电压*无关，而与电流有关。

*线电压

当大电流电路（特别是电感性电路）中断时，在触点断开时会形成电弧。然后，高电流维持电弧：欧姆加热将空气转变成等离子体，而等离子体传导电流。这是电弧焊的基础，它在低至20V的电压下使用数百安培的电流。

高速焊接5000 fps（近距离电弧，可见飞溅）

即使是低速（通常为600-800V）的电车，以步行的速度移动，也会在悬链线的断点处产生电弧和火花，而地铁在电源轨的位置也是如此。

地铁火花| 纽约暴风雪2017

由于需要大电流，因此火花大多发生在火车加速时（例如，从静止状态开始），或者当它消耗大量动力以维持高速行驶时，但即使电压为零，也不会在空转时滑行。相同。

在低速运行中，这种情况通常发生在外部将中断导线引入到线瓦系统中时，例如通过分隔不同电路的物理间隙或冰，雪或树叶的污染引起的。

在高速运行中，除了所有低速运行外，受电弓在悬链不规则处跳跃还会产生额外的中断，就像越野卡车在遇到颠簸时过快时会瞬间悬空车轮一样。受电弓本身会引入一些不规则性：人们可以将受电弓上的受电弓想象成绳索上的颠倒杂技演员。受电弓不是通过重力向下作用于杂技演员，而是通过弹簧将悬链线向上推，因此整个系统在通过悬吊点时会上下跳动。

当我观看高速火车的视频时，我总是会在顶部附近看到电弧或电弧爆炸。为什么会这样呢？

触点中有一个缝隙，通过缝隙射出的电子将空气变成等离子体，并使空气破裂。因为空气是等离子体，所以它可以传导电流，这种情况的发生速度约为3kV / mm，因此您知道其中包含一些电压。

另一个因素是架空线轮廓在高速下变化更快。接触线始终与导轨的距离并不完全相同。

受电弓不断调整以在接触线上施加恒定的压力，但是在高速下发生得不够快。当接触线上的压力不足时，将受电弓向下推几毫米就产生了一个小的凸起，从而形成了可见的电弧。

仅作为参考，如果低压列车走得足够快或接触线的形状不好，它们也能够产生相当明显的电弧（较低的电压通常由直流电来补偿）。