Om een trein te laten rijden, is stroom nodig. Immers, een trein wordt aangedreven door elektromotoren. Reguliere treinen in Nederland rijden op 1.500 Volt (1,5 kV) gelijkspanning en hebben een vermogen van 6.000.000 Watt (6 MegaWatt). Om hogesnelheidstreinen hun topsnelheid te kunnen laten rijden, is veel meer vermogen nodig. 
 
Om dat vermogen te leveren, worden hogesnelheidstreinen gevoed door 25.000 Volt (25 kV) wisselspanning (50 Hz). Hogesnelheidstreinen hebben een maximum vermogen van 25.000.000 Watt (25 MegaWatt). Met de HSL-Zuid wordt Nederland aangesloten op het Europese netwerk van hogesnelheidslijnen waarvoor een bovenleidingspanning van 25 kV wisselspanning internationaal is overeengekomen.

Treinen die gebruik maken van zowel het bestaande Nederlandse net als het Europese net moeten tussen de twee systemen kunnen omschakelen. Dit omschakelen gebeurt in zogenaamde spanningssluizen. Daarnaast wordt met de introductie van het nieuwe spanningssysteem speciale aandacht besteed aan eventuele (elektrische) storingen die door het nieuwe systeem zouden kunnen worden veroorzaakt.

25 kV Transformator

Op twee plaatsen langs het HSL-Zuid tracé, Zevenbergschen Hoek en Bleiswijk/Zoetermeer, zijn speciale onderstations gebouwd om de HSL-Zuid van energie te voorzien. De spanning van het landelijke energienet van 150.000 Volt (150 kV) wordt getransformeerd tot de voor de HSL-Zuid benodigde 25 kV. Deze onderstations zijn als het ware de ‘stopcontacten’ van de HSL-Zuid.

Om bij 25 kV een zo gunstig mogelijk energietransport naar de treinen te garanderen, is voor het zogenoemde Auto Transformator Systeem (AT-systeem) gekozen. Daarom staan tussen Amsterdam en Rotterdam drie en tussen Rotterdam en de Belgische grens vier zogenoemde Auto Transformator Stations (AT-stations). In deze stations wordt de eventueel gedaalde spanning op de bovenleiding weer op 25 kV gebracht. De AT-stations worden vanuit de onderstations gevoed door de ‘negative feeder’ die aan de bovenleidingmasten hangt. Zo is spanning over het hele tracé vrijwel constant.

Spanningssluizen

Zowel de binnenlandse shuttletreinen als de hogesnelheidstreinen richting België/Parijs rijden in Nederland afwisselend op bestaand en nieuw HSL-spoor. Dat betekent dat zij soms met 1.500 Volt gelijkspanning en soms met 25.000 Volt wisselspanning gevoed worden. Op de plekken waar de hogesnelheidslijn aansluit op bestaand spoor moeten de treinen van voeding omschakelen. Dit gebeurt in zogenoemde spanningssluizen.

Een spanningssluis is spanningsloos en minimaal 400 meter lang. Voor de spanningssluis moet een trein zijn 1,5 kV-pantograaf (stroomafnemer, de beugelverbinding tussen trein en spanningskabel) laten zakken en ná de sluis kan de trein de 25 kV-pantograaf uitzetten (of vice versa). Overigens: daar een trein binnen de sluis niet gevoed wordt, moet de trein de sluis met zekere snelheid inrijden om te voorkomen dat hij er stil komt te staan.

De spanningssluizen zijn alleen te herkennen aan de grote hoeveelheid bovenleidingen. Ze bevinden zich nabij de stations Hoofddorp, Rotterdam-Noord, Barendrecht, Breda Zevenbergschen Hoek en Breda-West. Het zijn de plaatsen waar de HSL-Zuid aansluit op bestaand spoor.