Le TGV 001, construit une année auparavant, semblait avoir un avenir prometteur quand survint le choc pétrolier de 1973. Sa propulsion par turbines à gaz devint alors sont principal inconvénient, il fallait donc faire des études sur un prototype fonctionnant exclusivement à l'électricité afin de mettre au point la chaîne de traction et de résoudre les problèmes de captage de courant.
Une partie des essais de captage de courant à très grande vitesses sous 25000 V furent réalisés par la BB 25236 et la CC 21001 (avec un record à 280 km/h).
L'automotrice Z 7115, victime d'un accident, se trouvait à l'époque disponible. Plutôt que de la réparer, il fut décidé de la transformer en prototype, immatriculé Z 7001, chargé de tester les équipements du futur TGV électrique (notamment la transmission entre les moteurs de traction et les bogies). Devenant méconnaissable, avec des cabines profilées identiques à celles du TGS et une livrée blanche et orange, cet engin embarque désormais des hacheurs de courant alimentant quatre moteurs de traction à courant continu, développant en tout une puissance de 2000 kW. La partie mécanique est elle aussi totalement revue, avec de nouveaux bogies (type Y 226) ; pour le freinage, un système utilisant les courants de Foucault est essayé mais ne sera pas retenu pour les rames de série.
Cet engin, surnommé "Zébulon", a d'abord effectué des essais de vitesse, atteignant 309 km/h (ce qui est encore aujourd'hui le record absolu pour un engin à une seule caisse); il a ensuite été engagé sur des marches d'endurance entre Paris et Lyon, parcourant jusqu'à 50 000 km par mois. La plupart du temps, elle remorque l'autorail X 2051 (avec un attelage spécifique) et quelques voitures OCEM.
L'arrivée en 1978 des deux premières rames TGV Sud Est, fruit de ces essais, mettront un terme à la plupart des activités de la Z 7001. Ne pouvant être remise au type Z 7100 ni devenir un engin de mesures, à cause des modifications effectuées sur le châssis, la Z 7001 fut finalement radiée en 1981 et ferraillée quelques années plus tard.