电力机车受电弓受流限制，限制高速列车速度

轮轨技术是铁路的基本问题，也是高速铁路的核心技术之一。轮轨技术研究既与应用技术相关，也涉及基础理论问题，是保障高速铁路安全、高效运营和技术创新的重要支撑。高速铁路轮轨技术在法、德、日、意、英等国家都有成熟应用。采用轮轨技术的高速铁路列车的速度不能无限提高，其局限主要体现在以下几个方面：

（1）受轮轨之间的黏着力限制。传统的轮轨黏附式铁路是利用车轮与钢轨之间的附着力推动列车运行的，黏着系数随着速度的增加而减少。与此同时，列车的空气阻力却随着速度的平方而增加，当列车速度达到一定值时，黏着牵引与运行阻力相等，列车便不可能再加速了。而且，当列车运行速度超过附着曲线和运行阻力的交点时，其速度就很难再得到提高。

（2）受电弓受流的限制。电力机车从接触网受电时，当接触导线的波动传播速度小于或接近列车的运行速度时，受电弓的离线率就会迅速增加，产生电弧而损害受电弓。提高列车速度就要提高接触导线的波动传播速度，其主要方法是增大导线的张力和使用质量轻的接触导线，但这都是有限的，目前技术和材料只能保证受流速度在 500 km/h 左右。(www.xing528.com)

（3）受转向架、牵引和制动系统、运行噪声以及振动等技术和环保限制。例如，现代高速列车都是采用电力作为驱动，需要通过受电弓将电传输到列车上，列车与供电系统的联系是通过受电弓上的电刷在接触网上滑动来实现的，高速滑动摩擦很容易产生电火花，从而也限制了列车速度的进一步提高。再如，当列车运行速度比较低（100 km/h）时，空气阻力可忽略不计，但当列车的平均速度提高到 300 km/h 以上时，空气阻力就占据了列车阻力的90%以上，列车所需的功率是运行速度 100 km/h 之时输出功率的15倍以上，并且空气阻力与速度的平方成正比关系，而列车的功率与速度成3次方的正比关系，因此必须发展功率大、自重轻、体积小、可靠性高和成本低的牵引电机。所以，要继续突破铁路速度，就要考虑摆脱车轮、钢轨和接触网，让列车“飞”起来。

（4）动车组技术难题。例如，动车组高速运行的稳定性问题，必须解决动车组因运行振动引发的失稳危险；解决动车组高速运行时的平稳性和动车组脱轨的安全性问题；解决动车组运行噪声的控制与消除问题。另外，就是要研究高速列车的空气动力学，以期研发出速度更快、性能更加优异可靠的动车组。下一代高速动车组的发展方向包括新材料、智能化、高安全、高效能、绿色节能、环境友好、低成本等特点，并采用碳纤维复合材料、高速轴承、碳化硅、表面减阻涂层等材料，以及列车自动驾驶技术、智能化旅客服务、智能运维技术等智能化技术，在安全方面还要采用车—车互联、故障检测与健康管理、主动安全、被动安全等技术。同时，需采用高效能牵引传动技术、永磁同步传动系统、车载动力电池、超级电容混合储能及回收利用系统、可回收材料和设施、线路自适应、车体一体化转向系统等技术。