Третий рельс - Third rail


Из Википедии, свободной энциклопедии
Третий рельс (сверху) на Блур-Йонг станции (линия 1) в Торонто, ON. для транзитной комиссии Торонто . Под напряжением в 600 вольт постоянного тока, третий рельс обеспечивает электрическую мощность в силовой поезд, и вспомогательному оборудованию из вагонов метро.
Британский Класс 442 третьего рельса электрический множественный блок в Баттерси . Максимально допустимая скорость этих блоков составляет 100 миль / ч (160 км / ч).
Paris Metro . В направляющих рельсах резиновых шин линий также проводники тока. Горизонтальный коллектор тока находится между парой резиновых колес.
люди Лондон Станстед движенец с центральным железнодорожной подачей энергии
люди Лондон Станстед движенец, показывая железнодорожный переключатель
Изображение в Нью-Йорке метро E-поезда, вступив в контакт с третьим рельсом. Рельс на переднем плане является третий рельсы для поездов в противоположном направлении.

Третий рельс является способом обеспечения электрической энергии для железнодорожного локомотива или поезда, через полунепрерывный жесткий проводник размещен рядом или между рельсами железнодорожного путем . Это , как правило , используется в пути массового или быстрого транзита системы, которая имеет выравнивание в своих коридорах, полностью или почти полностью изолированы от внешней среды. Третьи железнодорожные системы всегда поставляются от постоянного тока электричества.

Третий рельс система электрификации не имеет отношение к третьему рельсу , используемому в двойной колее железных дорогах.

Описание

В- третьи, рельсовые системы являются средством обеспечения электрической тяги питания поездов с использованием дополнительного рельса ( так называемым «проводник рельсы») для этой цели. В большинстве систем, проводник рельс размещен на шпале заканчивается вне ходовых рельсов, но в некоторых системах используется центральный проводник рельса. Проводник рельс поддерживается на керамических изоляторах (известные как «горшки») или изолированные скобки, как правило , с интервалом около 10 футов (3 метра).

В поездах есть контактные блоки металлических называемых коллекторной обувью (или контактные туфли или ботинки пикапа), которые делают контакт с контактным рельсом. Тяговый ток возвращается к генераторной станции через рельсы. В США, проводник рельса, как правило, выполнены из высокопрочной стали или стали проводимости болтового алюминия для увеличения проводимости. В другом месте в мире, экструдированные алюминиевые провода из нержавеющей стали или контактная поверхность колпачка, является предпочтительной технологией из-за его более низкое электрическое сопротивление, более длительный срок службы, и легкий вес. Ходовые рельсы электрически соединены с помощью проводных соединений или других устройств, чтобы свести к минимуму сопротивления в электрической цепи. Контакт обувь может быть расположена снизу, сверху или сбоку третьего рельса, в зависимости от типа используемого третьего рельса: эти третьи рельсы упоминается как снизу, сверху контакт-контакт, или бокового контакт, соответственно.

Проводящие рельсы должны быть прерваны на переезды , кроссоверы и подстанции зазорах. Конические направляющие предусмотрены на концах каждой секции, чтобы обеспечить плавное зацепление контактных башмаков поезда.

Положение контакта между поездом и рельсом варьируется: некоторые из самых ранних систем, используемых верхний контакт, но более поздние разработки используют боковые или нижнюю часть контакта, что позволило проводнику рельс должны быть охвачено, защиты работников следа от случайного контакта и защитой проводника рельс от мороза, льда, снега и листьев падения.

Преимущества и недостатки

Контактный башмак для верхних контактного рельса на перегородки «s Norristown High Speed Line (третьи рельсы не видны на фото)

безопасности

Поскольку третьи железнодорожные системы , присутствующая электрический ток опасность близко к земле, высокие напряжений (выше 1500 В), не считается безопасной. Поэтому очень высокий ток должен быть использован для передачи достаточной мощности, что приводит к высоким резистивным потерям , и требующей сравнительно близко расположенные точки питания ( электрические подстанции ).

Электрифицирована железнодорожных угрожает поражения электрическим током из - нибудь блуждающий или падения на рельсы. Этого можно избежать с помощью двери экрана платформы или риск может быть уменьшен путем размещения проводника рельса на стороне следа от платформы, если это разрешено компоновкой станции. Риск также может быть уменьшен путем иметь изолированный coverboard для защиты третьего рельса от контакта, хотя многие системы не используют один.

В некоторых современных системах , таких как источник питания на уровне земли (впервые использован в трамвайными Бордо ), проблема безопасности можно избежать путем разделения мощности рельс на небольшие сегменты, каждый из которых приведен в действие только тогда , когда полностью покрыта поездом.

Существует также риск пешеходов на рельсы на переездах . В США в 1992 году Верховный суд Иллинойса решение подтвердил приговор за $ 1500000 против Chicago Transit Authority за то , чтобы остановить хмельной человека от хождения на рельсах на железнодорожном переезде в попытке к мочеиспусканию. Metro Paris имеет графические предупреждающие знаки , указывающие на опасность поражения электрического тока от мочеиспускания на третьих рельсах, меры предосторожности , которые Чикаго не имеют.

Концевые пандусы проводника рельсов (где они прерваны, или изменения стороны) представляют собой практическое ограничение на скорость вследствие механического воздействия обуви, и 160 км / ч (99 миль / ч) считаются верхним пределом практического третьего рельса операция. Мировой рекорд скорости для третьего поезда рельса составляет 174 км / ч (108 миль / ч) достигается на 11 апреля 1988 года британского класса 442 EMU .

В случае столкновения с посторонним предметом, скошенные торцевые скаты донной работой системы могут облегчить опасность , имеющий третий рельс проникает внутрь пассажирского вагона. Это , как полагают, способствовали гибели пяти пассажиров в аварии поезда Valhalla 2015.

Эффекты погоды

В- третьи железнодорожные системы с использованием верхнего контакта склонны к скоплению снега или льда , образованному из замораживать снега, и это может прервать операции. Некоторые системы работают специализированные обледенения поезда для осаждения маслянистой жидкости или антифриза (например, пропиленгликоль ) на контактный рельсе , чтобы предотвратить замороженное наращивание. Третий рельс также может быть нагрет , чтобы облегчить проблему льда.

В отличии от третьих железнодорожных систем, воздушные линии оборудование может зависеть от сильного ветра или ледяного дождя , приносящего провод вниз и остановкой всех поездов. Грозы могут также отключить питание с грозовыми ударами по системам с верхними проводами , отключение поездов , если есть скачок напряжения или обрыв в проводах.

Пробелы

Из - за пробела в контактном рельсе (например, на переезды и переходах) поезд может остановиться в таком положении , когда все его пикап мощности обуви в промежутках, так что никакая силы тяги не доступна. Поезд тогда называется «гэп». Другой поезд должен быть затем воспитывался за севшего на мель поезда , чтобы подтолкнуть его дальше к контактному рельсу, или соединительный кабель может быть использован для обеспечения достаточной мощности , чтобы поезд , чтобы получить один из его контактных башмаков обратно на третий рельс. Как избежать этой проблемы требует минимальной длины поездов , которые могут быть запущены на линии. Локомотивы либо имели подпорку бортовой дизельный двигатель системы (например, British Rail Class 73 ), или были связаны с обувью на подвижном (например , городская железная дорога ).

Рельсы для питания

Первая идея для подачи электроэнергии на поезд от внешнего источника была с помощью оба рельсов , на которой поезд бегает, причем каждый рельс является проводником для каждой полярности, и изолирован с помощью шпал . Этот метод используется в большинстве масштаба модели поездов , однако это не так хорошо работает для больших поездов , как шпалы не являются хорошими изоляторами. Кроме того, электрическое соединение требует изолированных колес или изолированных осей, но большинство изоляционных материалов имеют плохие механические свойства по сравнению с металлами , используемыми для этой цели, что приводит к менее стабильный поезд автомобиль. Тем не менее, иногда используется в самом начале развития электропоездов. Самая старая электрическая железная дорога в мире, Железнодорожный Volk в городе Брайтон, Англия первоначально была электрифицирована на 50 вольт постоянного тока с использованием этой системы (теперь система три рельса). Другие железнодорожные системы, использующие это были Брутто-Lichterfelde Трамваи и Унгерер Трамваи .

Чистка контакт

Контакт обувь на Metro-North M8 вагона , предназначенный для переедания и выполняющихся третий рельс.

Третий рельс обычно находится за пределами двух рельсами, но в некоторых системах он установлен между ними. Электроэнергия передается на поезде с помощью скользящей обуви , которая проходит в контакте с рельсом. Во многих системах, изолирующий кожух , расположенный над третьим рельсом , чтобы защитить сотрудников , работающих вблизи дорожки; иногда обуви предназначена , чтобы связаться с стороной ( так называемым «боковым ходом») или нижним ( так называемым «снизу работают» или «под-работает») третий рельс, позволяя защитное покрытие , чтобы быть установлено непосредственно на его верхнюю поверхность. Когда обувь скользит вдоль верхней поверхности, она упоминаются как «верхний ход». Когда обувные скользит вдоль нижней поверхности, он менее подвержен влиянию со стороны нарастании снега, льда или листьев, а также снижает шансы человека на электрическом стуле, приходя в соприкосновение с рельсом. Примеры систем , использующих при выполняющихся третьего рельса включают в себя Metro-North в районе Нью - Йорка ; SEPTA Market-Frankford Line в Филадельфии ; и Лондон Docklands Light Railway .

Электрические соображения и альтернативные технологии

Электрические тяговые системы (где электроэнергия генерируется на удаленной электростанции и передается на поезда) значительно более экономически эффективным, чем дизельных или паровых установок, где отдельные силовые агрегаты должны быть проведены в каждом поезде. Это преимущество особенно заметно в городских и быстрых транзитных систем с высокой плотностью движения.

Из - за механические ограничения на контакт с третьим рельсом, поезд , которые используют этот метод питания достижения более низкие скоростей , чем те , которые используют накладные электрические провода и пантограф . Тем не менее, они могут быть предпочтительны в городах , поскольку нет никакой необходимости в очень высокой скорости , и они вызывают меньше визуальное загрязнение .

Третий рельс является альтернативой воздушных линий , которые передают мощность на поезда посредством токоприемников , прикрепленных к поездам. Принимая во внимание , ВЛ-проводной системы могут работать при 25 кВ или более, с помощью переменного тока (AC), тем меньше зазор вокруг живого рельса налагает максимум приблизительно 1500 В ( линия 4, метро Гуанчжоу , линия 5, метро Гуанчжоу , линия 3, Shenzhen Metro ) и постоянного тока (DC) используется. Поезда на некоторых линиях или сетях используют оба режима питания (см § Смешанные системы ниже).

Все третьи железнодорожные системы во всем мире находятся под напряжением с источниками постоянного тока. Некоторые из причин этого являются историческими. Ранние тяговые двигатели двигатели постоянного тока, а затем доступны выпрямления оборудование было большим, дорогим и непрактичным для установки на борту поезда. Кроме того , передача относительно высоких токов требуется более высокие результаты в потерях с AC , чем DC. Подстанции для системы постоянного тока должны быть ( как правило) около 2 км (1,2 миль) друг от друга, хотя фактическое расстояние зависит от несущей способности; максимальная скорость и частота обслуживания линии. Доклэндс Света железная дорога (DLR) использует третий рельс , который крошечный в секции по сравнению с обычным; Таким образом , меньшее количество подстанций требуется. DLR был в состоянии сделать это (в 1980 - е годах) , потому что это был совершенно новый билд с заказными поездами и не было никакой необходимости для формального присоединения к существующему «тяжелой» системе третьего рельса.

Один из способов уменьшения потери тока (и, таким образом, увеличить интервал подачи / суб станций, основной стоимости в третьей электрификации рельса) заключается в использовании композитного проводника рельс гибридной конструкции из алюминия / стало. Алюминий является лучшим проводником электричества, и бегущая поверхность из нержавеющей стали, обеспечивает лучший износ.

Есть несколько способов крепления из нержавеющей стали до алюминия. Старейшем является соэкструдированным методом, в котором нержавеющая сталь экструдируют с алюминием. Этот метод был нанесен, в отдельных случаях, от де-ламинации (где нержавеющая сталь отделяется от алюминия); это , как говорит, были устранено в последних соэкструдированных рельсах. Второй способ представляет собой сердечник из алюминия, на котором две секции из нержавеющей стали установлены в качестве колпачка и линейной сварной вдоль центральной линии рельса. Поскольку алюминий имеет более высокий коэффициент термического расширения , чем сталь, алюминий и сталь должны быть положительно заперты , чтобы обеспечить хороший текущий интерфейс коллекции. Третий способ заклепки шины полоски алюминия на полотно стального рельса.

Возвращайтесь существующие механизмы

Как и с верхними проводами, обратный ток обычно проходит через один или оба ходовых рельсов, и утечки на землю не считается серьезным. Где поезда на резиновых шинах, так как на части метро Лион , Париж Métro , Мехико метро , Сантьяго метро , Саппоро Муниципальное метро , и на все метро Монреаля и некоторых транзитных автоматизирован путепровода систем (например, Метрополитен Хиросимы ), A должны быть обеспечены живые рельсы для подачи тока. Возврата осуществляется через рельсы обычного следа между этими направляющими штангами ( см обрезиненных метро ).

Еще одна конструкция, с третьим рельсом (подача тока, вне ходовых рельсов) и четвертого рельса (обратный ток, на полпути между рельсами), используется несколько стальных колес систем; см четвертого рельса . Лондонский метрополитен является самым крупным из них (см Электрификация железных дорог в Великобритании ). Основная причина использования четвертого рельса для выполнения обратного тока, чтобы избежать этого тока , протекающий через оригинальные металлические обделки туннелей , которые никогда не были предназначены для проведения тока, и который будет страдать электролитическую коррозией , если такие тока текут в них.

Другая система четыре рельса линия М1 в метро Милана , где ток нарисованное боковой, плоская панелью с боковым контактом, с возвратом через центральный рельс с верхним контактом. Вдоль некоторых участки на северной части линии воздушная линия также на месте, чтобы поезд линии М2 (то использование токоприемники и более высокое напряжение, и не имеет контакта обуви) , чтобы получить доступ к депо , расположенное на линию М1. В депо, линия М1 поезд используют пантографы из - за соображения безопасности, с переходом из вблизи складов далеки от следов доходов.

Эстетические соображения

Третий рельс электрификация визуально менее навязчивая , чем накладные электризации. В 2011 году , зелень и эстетика вдохновил метро Бангалор в Индии , чтобы включить третью железнодорожную систему.

Смешанные системы

Несколько систем используют третий рельс для части маршрута, и другой движущей силы , таких как подвесная контактная сеть или дизельного двигатель для остатка. Они могут существовать из - за подключения отдельно принадлежащие железных дороги с использованием различных систем двигательных, местных законов или других исторических причинами.

Объединенное Королевство

Несколько типов британских поездов были способны работать на оба накладных и третьи железнодорожных систем, в том числе класса British Rail Class 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378 / 2 , 387 , 373 , 395 и 700 эму, а также класс 92 локомотивов.

На южном регионе British Rail, грузовые дворы были воздушная прокладка , чтобы избежать опасностей третьего рельса. Паровозы были оснащены пантографом , а также пикап обувью.

Eurostar / High Speed ​​1

Класса 373 используется для международных услуг , выполняемой Eurostar через Ла - Манш использует служебную коллекцию при переменном токе 25 кВ для большей части его пути, с секциями 3 кВ постоянного тока на бельгийских линиях между секцией бельгийской высокой скорости и станцией Брюсселя - Миди или кВ постоянным током 1.5 на южных французских линиях сезонных услуг. Как первоначально доставлено, класс 373 единицы были дополнительно оборудованы 750 В постоянной токе обуви коллекции , предназначенной для поездки в Лондоне через пригородные пригородные линии до Ватерлоо . Переключатель между третьим направляющей и воздушной коллекцией был выполнен во время работы на скорости, сначала при Continental Junction вблизи Фолкстоуна, а затем в Фокхемах Junction после открытия первого участка канала Tunnel Rail Link . Между железнодорожной станцией Kensington Olympia и Северный полюс депо далее Переключения были необходимы.

Двойная система не вызывает некоторые проблемы. Неспособность втягивания обуви при входе Франции нанесла серьезный ущерб оборудованию полосы отчуждения, что приводит к SNCF установку пары бетонных блоков в конце Кале обоего туннелей разорвать третью рельсы обувь, если бы они не были втянуты. Авария произошла в Великобритании, когда водитель Eurostar не смог убрать пантограф перед входом в третью железнодорожной системы, повреждая козлов сигнала и пантограф.

С 14 ноября 2007 года пассажирские перевозки Eurostar были переданы железнодорожной станции Сент - Панкрас операций и обслуживания в Темпл Миллса депо делая сбор оборудования третьего рельса 750 В постоянного тока избыточными и приводит к его удалению из флота. Все ограничения скорости на линиях английский Eurostar размещаются в км / ч и lineside знаки на не участках высокоскоростных белые цифры на черном фоне (вместо Великобритании стандартных черных цифр на белом фоне) в качестве напоминания. Сами не поезд больше не оснащен спидометром , способным с указанием в милях в час (указание используется для автоматического изменения , когда были развернута коллектор обувь).

В 2009 году Юго - Восточная начал свою работу внутренних услуг по High Speed 1 из железнодорожную сеть Сент - Панкрас , используя свой новый 395 Class эму. Эти службы работают на высокоскоростной линии, насколько Эббсфлит International или Ashford International , перед передачей классических линий , чтобы служить на север и в середине Кента. Как следствие, эти поезда включены два напряжения, так как большинство из маршрутов , над которыми они работают в третьем рельсе электрифицированы.

North London Line

В Лондоне, в северной части Лондона линия меняет свое питание один раз между Ричмонд и Стратфорд на Актон Central . Маршрут был первоначально третий рельс по всему , но некоторые технические проблемы с электрикой заземления, а также часть маршрута также покрыта уже верхними электрическими проводами , предусмотренных электрической буксируемых грузов и Региональный Eurostar услуг привело к изменению.

West London Line

Кроме того, в Лондоне, West London Line изменяет напряжение питания между Пастухом Бушем и Willesden Junction , где она встречается в северной части Лондона линии. К югу от точки переключения, то WLL является третьим рельсом электрифицирована, к северу от там, это накладные расходы .

Thameslink

Поперечный город Thameslink служба работает на третьем железнодорожной сети Южного региона с Фаррингдона на юге и на воздушной линии в северном направлении Бедфорда . Переключение производится в то время как в неподвижном состоянии Фаррингдона , когда заголовок на юг, и в городе Thameslink , когда заголовок на севере.

Северный город

На Мургейт к пригородным маршрутам обслуживания Хертфорда и Велвин, на восточном побережье главного линия секция кВ переменный ток 25, с переходом на третий рельс , сделанный на железнодорожной станции Дрейтон Парка . Третий рельс по - прежнему используются в секции туннеля маршрута, так как размер туннелей , ведущих к Моргейт был слишком мал , чтобы позволить накладным электризации.

North Downs Line

Редхилла с дизелем класс 166 , запущенной First Great Western в Рединг как Северная Downs линия имеет только третий рельс электрификацию на общих участках.

North Downs Линия не электрифицирована на тех участках линии , где служба North Downs имеет исключительное использование.

На электрифицированных участках линии являются

Редхилл к Райгейту - Позволяет Южная железная дорога услуги бежать Райгейт. Это избавляет от необходимости превратить согласующие услуги в Редхилле, где из-за расположение станции, разворот будет блокировать почти все бегущие строки.
Shalford Junction в Алдершот Южной Junction - линия совместно с Юго-Западной электротяги Portsmouth и Алдершота услуги.
Вокингхэме к чтению - линия совместно с Юго-Западной электротяги услуги от Waterloo.

Швеция

Метро Стокгольма обслуживаются третьей железнодорожной системой.

Франция

Новый трамвай в Бордо (Франция) использует систему нового с третьим рельсом в центре дорожки. Третий рельс разделяет на 10 м (32 футов) в 10 длинную проводку и 3 м (9 футов 10 дюймов) длинные сегменты изоляции. Каждый проводящий сегмент прикреплен к электронной схеме , который сделает сегмент живым , когда он находится полностью под трамвай (активированный с помощью кодированного сигнала , посланного в поезде) , и выключить его , прежде чем он обнажается снова. Эта система (называемая « Alimentation пар Sol » (APS), что означает «подачу тока через землю») используются в различных местах по всему городу , но особенно в историческом центре города : в других местах трамваев используют обычные воздушные линии , смотрите также на уровень земли источник питания . Лето 2006 года было объявлено , что две новых системы французского трамвая будут использовать APS над частью своих сетей. Они будут Анжер и Реймс , обе системы планируется открыть около 2009-2010.

Французский железнодорожный Кюли-Modane Электрифицирован с 1500 В постоянном токе третьего рельса, а затем превращает в воздушные провода в том же напряжении. Станции были накладные провода с самого начала.

Французская линия ветвь , которая служит в Шамони и Монблан области ( Saint-Gervais-ль-Fayet к Валлорсину ) является третий рельс (верхний контакт) и метр колеей. Это продолжается в Швейцарии, частично с одной и той же системы третьего рельса, частично с воздушной линии.

63 км (39 миль) в длину поезда Жон линии в Пиренеях также имеет третий рельс.

Нидерланды

Для снижения инвестиционных затрат, то Rotterdam метро , в основном третий рельс с питанием от системы, было дано несколько отдаленных ветвей , построенных на поверхности , как легкорельсовая ( так называемого Sneltram на голландском языке), с многочисленными переездами защищенных с барьерами и светофором. Эти ветви имеют подвесные провода. Точно так же, в Амстердаме один маршрут «Sneltram» идет на метро треков и переходит к поверхности выравнивания в пригороде, которые он разделяет со стандартными трамваями. В большинстве последних разработок, то RandstadRail проект также требует Rotterdam метро поезда работать под проводами на их пути вдоль бывшей магистрали железной дороги в Гаагу.

Sneltram управляется Gemeentelijk Vervoerbedrijf в Амстердаме Легкого рельсовый с третьим рельсом и переключение на накладные расходы на традиционном трамвайный совместно с Трамваями в Амстердаме . Линия 51 до Амстелвеена проходит службу метро между Amsterdam Centraal и станцией Зюйдом. В Амстердаме Зёйде он переключается с третьего рельса пантографа и катенарными проводов . Оттуда Amstelveen Centrum он делит свою дорожку с трамвайной линии 5. Легкие железнодорожные транспортные средства на этой линии способны использовать как 600 V DC и 750 В постоянного тока.

Россия и бывший SU

Во всех метрополитенов стран постсоветского пространства , то контактный рельс выполнен по одному стандарту. В частности, потому , что углеродные примеси увеличивают электрическое сопротивление , все третьи рельсы выполнены с использованием низкоуглеродистой стали.

Возможно, в некоторых метрополитенах бывшего Советского Союза и профиль поперечного сечения проводника рельса одни и те же параметры обычной дорожки.

Естественно, до установки длины проводника рельса составляет 12,5 метра (41 футов). Во время установки, сегменты контактного рельса сварены друг с другом для получения проводящих рельсов различной длиной. В криволинейных участках с радиусом 300 метров (980 футов) или более, и прямые участками туннелей, то контактный рельс приварен к длине 100 метров (330 футов); на поверхности бег, 37,5 метров (123 футов); и, на крутых поворотах и ​​парковых дорожек, 12,5 метров (41 футов).

Постсоветские установки третьего рельса использовать нижнюю-контактную систему (Wilgus-Спрэг); на верхней части рельса высокой прочности пластиковый корпус с достаточной структурной целостности , чтобы выдержать вес человека. Напряжение 825 вольт постоянного тока .

Соединенные Штаты

Chicago Transit Authority третий рельс контактный башмак из «L» Чикаго автомобиль
Третий рельс к контактному проводу переходной зоны на Skokie Swift

В Нью - Йорке, электропоезда , которые должны использовать третий рельс оставив Grand Central Terminal на бывшей Нью - Йорк Центральной железной дороги (ныне Metro-North Railroad ) переключатель для воздушных линий в Pelham , когда они должны работать вне на бывшей Нью - Йорк, Нью Хейвен и Хартфорд железной дороги (ныне Метро Севера Нью - Хейвен линия ) линии Коннектикут . Производится переключение «на лету», и управляется с позиции инженера.

Кроме того, в Нью - Йорке , где дизельный выхлоп будет представлять опасность для здоровья в подземных районах станций, Metro-North , Long Island Rail Road и железнодорожный вокзал используют специальные тепловозы , которые также могут быть электрический питанием от третьего рельса. Этот вид локомотива (например, General Electric P32AC-DM или EMD DM30AC из LIRR), может переходить между двумя режимами на ходу. Система вспомогательной третий рельса не столь мощная , как дизельный двигатель, так и на открытом воздухе (не туннельная) железнодорожная сети двигатели обычно работают в режиме дизельного, даже там , где третья шина питание доступно.

В Нью - Йорке и в Вашингтоне, округ Колумбия , местные ордонансы когда требуется наэлектризованные уличные железные дороги , чтобы привлечь тока от третьего рельса и возврат тока к четвертому рельсу, как установил в непрерывном хранилище под улицей и доступ с помощью коллектора который прошел через щель между рельсами. Когда трамваи на такие системах вошли на территорию , где воздушные линии были позволены, они остановились над ямой , где человек отсоединил коллектор ( плуг ) и моторист поставил тележку полюс на накладных расходах. В США вся эта трубная подающее питания система была прекращена, и либо заменить или вообще отказаться.

Некоторые участки прежней системы трамвая в Лондоне также использовали токосъем трубопровод систему, а также с некоторыми трамваями , которые могли бы собирать энергию от обоего накладных и по дороге источников.

Blue Line из Бостона MBTA использует третью электрификацию рельса от начала линии города до аэропорта станции, где он переключается на воздушной контактной сети для остальной части линии СТРАНА ЧУДЕС . Наружный участок Голубой линии проходит очень близко к Атлантическому океану , и были опасения по поводу возможного снега и льда нароста на третий рельс так близко к воде. Накладные контактной сети не используется в подземной части, из - за узких зазоров в 1904 году туннель под Бостонской гавани. В MBTA Orange Лайна Hawker Siddeley 01200 серий быстрого транзит автомобили ( по сути, более длинная версия синей линии в 0600 -х годах) в последнее время имели свои пантограф точки крепления , снятую во время программы технического обслуживания; эти крепления были бы использованы для токоприемников , которые были бы установлены была оранжевая линия была расширена на север от его текущего конца.

Двойной способ питания был также использован в некоторых американских междугородных железных дорогах , которые воспользовались новым третьим рельсом в пригородных районах, а также существующий накладные трамваи (тележки) инфраструктуры добраться до центра города, например Skokie Swift в Чикаго.

Bay Area Rapid Transit в районе Сан - Франциско использует 1000 V DC .

Одновременное использование с верхним проводом

Железнодорожный может быть электрифицирован с верхним проводом и третьим рельсом в то же время. Это имело место, например, на Гамбург S-Bahn между 1940 и 1955. Современный пример является железнодорожный вокзал Birkenwerder недалеко от Берлина, который имеет третий рельс с обеих сторон и воздушных проводов. Большая часть Penn Station комплекса в Нью - Йорке также наэлектризован с обеими системами. Однако такие системы имеют проблемы с взаимодействием различных электрических поставок. Если один питание постоянного ток , а другой переменный ток, нежелательное предварительное намагничивание трансформаторов переменного тока может произойти. По этой причине, двойная электрификация обычно избегает.

Конверсии

Несмотря на различные технические возможности для эксплуатации подвижного состава с двойными мощностью сбора режимами, желание добиться полной совместимости всех сетей, кажется, был стимулом для преобразования от третьего рельса к воздушной массе (или наоборот).

Suburban коридоры в Париже от вокзала Сен-Лазар , Gare Инвалидов (как CF - Ouest) и Gare d'Orsay ( CF - PO ), были электрифицированы из 1924, 1901, 1900 соответственно. Все они изменили на воздушные провода поэтапно после того, как они стали частью широкого масштаба электризации проекта SNCF сети в 1960 - х года 70-х лет.

В районе Манчестера, то L & YR линии Бурый впервые был наэлектризован с верхними проводами (1913), а затем изменено на третий рельс (1917; смотри также электрификации железных дорог в Великобритании ) , а затем обратно в 1992 году до воздушных проводов в процессе его адаптации для Манчестер Metrolink . Трамваи в центре города улице, неся коллекторной обувью , выступающей из их тележек, были признаны слишком опасными для пешеходов и автомобильного движения , чтобы попытаться технологиями двойного режима (в Амстердаме и Роттердам Sneltram автомобилях выходят на поверхность в пригороде, а не в шумных центральных районах). То же самое случилось с Вест Кройдон - Уимблдон линии в Большом Лондоне (первоначально электрифицированного по Южной железной дороги ) , когда Tramlink был открыт в 2000 году.

Три линии из пяти составляющие ядра Барселоны метро сети изменена на ВЛ питания от третьего рельса. Эта операция также проводится поэтапно и было завершено в 2003 году.

Обратный переход состоялся в Южном Лондоне. South London Линия LBSCR сети между Викторием и Лондонским мостом был электрифицирован с контактной сетью в 1909. позже система была расширена до Хрустального дворца, Coulsdon Севера и Саттона. В ходе третьей магистральной железнодорожной электрификации на юго - востоке Англии, линии были преобразованы к 1929 году.

Причины для создания накладных расходов на питание Тайн & Wear Metro сеть примерно на линиях давно ушедшего третьего рельса Тайнсайда Электрика системы в Ньюкасле области, вероятно, имеют корни в экономике и психологии , а не в погоне за совместимостью. На момент открытия метро (1980), третья железнодорожная система была уже удалена из существующих линий, не было третьего лёгкорельсовых рельсовых транспортных средств на рынке и последней технологии была ограничена гораздо более дорогостоящей тяжелой железнодорожной акции. Также было желательно, далеко идти смена имиджа: воспоминания о последней стадии эксплуатации Тайнсайде Electrics были далеки от благоприятной. Это было построение системы с нуля после 11 лет неэффективного дизельного сервиса.

Первые накладные корма для немецких электропоездов появились на Гамбург-Altonaer Stadt- унд Vorortbahn в 1907. Тридцать лет спустя, железнодорожный оператор магистрального, Deutsche Reichsbahn , под влиянием успеха третьего рельса Берлин S-Bahn , решил чтобы переключить , что теперь называется Гамбург S-Bahn к третьему рельсу. Процесс начался в 1940 году и не был закончен до 1955 года.

В 1976-1981, третий рельс Вена U-Bahn U4 линия заменила Donaukanallinie и Wientallinie из Stadtbahn , построенный C1900 и первая электрифицированная с верхними проводами в 1924. Это было частью большого проекта консолидированного U-Bahn строительства сети. Другая электрический Stadtbahn линия, чья превращение в тяжелые железнодорожных акции была отклонена, по- прежнему работает под проводами с легкими железнодорожными вагонами (как U6), хотя она была полностью модернизирована и значительно расширена. Поскольку платформы на Gürtellinie не были пригодны для выращивания без особого вмешательства в исторический Отто Вагнер архитектуры станции «s, линия будет в любом случае останется несовместимой с остальной частью U-Bahn сети. Таким образом, попытка перехода на третьи рельсы была бы бессмысленной. В Вене, как ни парадоксально, провода были сохранены для эстетических (и экономических) причин.

Старшие линии на западе T-Bane Осло систем были построены с воздушными линиями , а восточные линии были построены с третьим рельсом, хотя вся система впоследствии была преобразована в третий рельс. До преобразования, ныне отставной OS T1300 и OS T2000 поезд мог бы работать в обеих системах.

Западная часть Skokie Swift из «L» Чикаго изменяется от контактного провода до третьего рельса в 2004 году, что делает его полностью совместимым с остальной частью системы.

Нестандартные напряжения

Некоторые высокие напряжения третьего рельса (1200 вольт и выше) включают в себя:

В Германии во время раннего Третьего рейха , железнодорожная система с 3-м (9,8 футов) шириной колеи планировалось. Для этого Breitspurbahn железнодорожной системы, электрификация с напряжением 100 кВ , взятых от третьего рельса была рассмотрена, во избежание повреждение воздушных проводов от негабаритных рельсовых зенитных орудий. Однако такая система питания не работала бы, так как это не возможно , чтобы изолировать третий рельс для таких высоких напряжений в непосредственной близости от рельсов. Весь проект не продвинулся дальше в связи с началом Второй мировой войны.

история

С поверхностью контактом третьих и четвертыми железнодорожными системами тяжелым «башмак» отстранен от деревянной балки , прикрепленной к тележкам собирает энергию путем скольжения по верхней поверхности электрического рельса. Этот вид показывает 313 British Rail Class поезда.
London Underground использует четыре-железнодорожную систему в которой оба токоведущих шинах находятся под напряжением относительно ходовых рельсов, а положительный рельс имеет в два раз напряжения отрицательного рельса. Дуги , как это нормальны и происходят , когда электрические токоприемники обувь поезда , который получает питание достигает конец участка контактного рельса.
Проводник рельс на MBTA красной линии в Южной станции в Бостоне , состоящий из двух полос из алюминия на стальные рельсы , чтобы помочь с тепловым и электрической проводимостью
Трек Сингапура ЛРТ ; третий рельс на правой стороне

Системы электрификации третьего рельса, кроме бортовых батарей, старейших средств подачи электроэнергии в поезда на железных дорогах, используя свои собственные коридоры, особенно в городах. Накладные питания изначально был почти исключительно на трамвайные, как железные дороги, хотя и медленно появилась на магистральных системах.

Экспериментальный электропоезд используя этот метод питания был разработан немецкой фирмой Siemens & Гальска и показан на Берлинской промышленной выставке 1879 г. , с третьим рельсом между рельсами. Некоторые ранние электрические железные дороги использовали рельсы в качестве проводника тока, а с 1883-открытой электрической железной дорогой Volk в Брайтоне. Он был дан дополнительный рельс мощности в 1886 году, и до сих пор. В Гигантской Козуэй Трэмвей последовал, оборудованный повышенный снаружи третьим рельсом в 1883 году, а затем преобразуется в контактный провод. Первая железная дорога использовать центральные третьи рельсы была Bessbrook и Newry Трамваи в Ирландии, были открыта в 1885 году , но теперь, как Causeway линия Гиганта, закрыта.

Кроме того, в 1880 году, третий-рельсовые системы стали использоваться в общественном городском транспорте . Трамваи были первым извлечь из этого пользу: они используются проводники в трубопроводе ниже поверхности дороги (см Conduit токосъема ), как правило , на отдельных участках сети. Это был первый попробовал в Кливленде (1884) и в Денвере (1885) , а затем распространилась на многие большие трамвайные сети (например , Нью - Йорк, Чикаго, Вашингтон, Лондон, Париж, все из которых закрыты) и Берлине (система третьего рельса в городе был оставлен в первые годы 20 - го века после сильного снегопада.) система пыталась в пляжном курорте Блэкпул , Великобритания , но вскоре был оставлен в качестве песка и соленой воды был найден , чтобы войти в канал и вызвать сбои, и была проблема с падением напряжения . Некоторые участки трамвайной дорожки еще есть слот рельсы виден.

Третий рельс подается питание на первой в мире электрической подземной железной дороги, города и Южном Лондоне железной дороги , который был открыт в 1890 году (теперь часть Северной линии Лондонского метрополитена). В 1893 году, вторая в мире третьего рельс работают городская железная дорога была открыта в Великобритании, надземная железная дорога Ливерпуля (закрыта в 1956 году и разобрана). Первый американский третий рельс работает городской железной дороги в использовании доходов был 1895 Metropolitan West Side Повышенные , который вскоре стал частью Чикаго «L» . В 1901 году Гренвилл Вудс , известный афро-американский изобретатель, был предоставлен патент США 687,098 , охватывающий различные предложенные улучшения третьих железнодорожных систем. Это было процитировано утверждать , что он изобрел третью рельсовую систему текущего распределения. Однако, к тому времени были многочисленными другими патентами на электрифицированные третьих железнодорожные системы, в том числе Томаса Эдисон «ы патенте США 263,132 1882, и третьи рельсы были в успешном использовании более десяти лет, в установках , в том числе остальной части Чикаго» elevateds', а также те , которые используются в Бруклинском Rapid Transit Company , не говоря уже о развитии за пределами США.

В Париже , третий рельс появился в 1900 году в главной линии туннеле , соединяющем Gare d'Orsay к остальной части сети CF - Париж-Орлеан. Магистральный третий рельс электрификация впоследствии была расширена до некоторых пригородных перевозок.

Система перевозки Woodford была использована на промышленных трамваях , в частности , в карьерах и разрезах в первые десятилетия 20 - го века. Это используется в 250 вольт в центре третьего рельса для питания дистанционно управляемых самоходных стороне думпкаров . Система дистанционного управления работала как модель железной дороги , с третьего рельса , разделенной на множество блоков , которые могут быть установлены к власти, побережья, или тормоза с помощью переключателей в центре управления.

Вверх контакт или гравитационного типа третий рельс , кажется, старая форма сбора энергии. Железные дороги новаторских в использовании менее опасные типов третьего рельса были в Нью - Йорк Центральной железной дороге на подход к Нью - Йорк «s Grand Central Terminal (1907 - еще один случай из электрификации магистрали третьего рельса), Филадельфии Маркет - стрит Метро-Повышенной (1907) и Hochbahn в Гамбурге (1912) - все имело нижний контактный рельс, также известный как система Wilgus-Sprague. Тем не менее, Манчестер-Берите Линия Ланкашир и Йоркшир железной дороги пыталась сторона контактного рельса в 1917 году этих технологий появилась в более широком использовании только на рубеже 1920 - х и в 1930 - х годах на, например, крупном профильные линиях Берлина U- Bahn , то Берлин S-Bahn и Московский метрополитен . Гамбург S-Bahn использовал сторону контакт третьего рельс при 1200 В постоянном токе с 1939 года.

В 1956 году первый в мире обрезиненных железнодорожная линия, линия 11 из парижского метро , открыт. Проводника железнодорожный превратился в пару направляющих рельсов , необходимые для поддержания тележки в надлежащем положении на новом типе рельсового пути. Это решение было изменено на 1971 Намбке линии Sapporo метро , где центрально расположен направляющей / обратный рельс был использован плюс одна шина питания размещена в боковом направлении, как на обычных железных дорогах.

Саппоро Метро с центрально расположено направляющим рельсом / обратного

Третий рельс технология на улице трамвайных линиях в последнее время возродились в новой системе Бордо (2004). Это совершенно новая технология (см . Ниже)

В- третьих, рельсовые системы не считаются устаревшими. Есть, однако, страны ( в частности , Япония , Южная Корея , Испания ) более нетерпеливых принять воздушную прокладку для их городских железных дорог. Но в то же время, были (и до сих пор) много новых систем третьего рельса , построенные в других странах, в том числе технологически развитых странах (например , Copenhagen Metro , Taipei Metro , Ухань Metro ). Донные приведенные в действие железных дорог (она может быть слишком специфичны , чтобы использовать термин «третий рельс») также обычно используется с системами , имеющими обрезиненных поездов, является ли это тяжелым метро ( за исключением двух других линий Sapporo метро ) или небольшой емкости людей движитель (PM). Новые электрифицированные железнодорожные системы , как правило, используют накладные расходы региональных и междугородних систем. В- третьи, железнодорожные системы , использующие более низкое напряжение , чем воздушные системы все еще требуют значительно большего количества пунктов поставок.

Модель железнодорожных перевозок

В 1906 году Лионель электропоезда стала первой моделью поезда использовать третий рельс для питания локомотива. Лайонель дорожка использует третий рельс в центре, в то время как два внешних рельсы электрически соединены друг с другом. Это решило проблему модели поездов двух железнодорожных есть , когда дорожка выполнена с возможностью петли назад на себя, так как обычно это приводит к короткому замыканию. (Даже если цикл был гэп, локомотив будет создать короткий и остановить , как она пересекла пробелы.) Lionel электропоезда также работают на переменном токе. Использование переменного тока означает , что локомотив Лайонел не может быть отменен путем изменения полярности; вместо этого, локомотивных последовательности среди нескольких состояний (вперед, нейтраль, назад, к примеру) каждый раз , когда он запускается.

Märklin три железнодорожных поезда использовать короткий всплеск напряжения постоянного тока , чтобы отменить реле внутри локомотива , пока он остановлен. Трек Märklin в не имеет фактический третий рельс; вместо этого, ряд коротких штифтов обеспечивает ток, занимаемый длинным «башмак» под двигателем. Этот ботинок достаточно долго , чтобы всегда быть в контакте с несколькими выводами. Это известно как шпилька контактной системы и имеет определенные преимущества при использовании на открытом воздухе модели железнодорожных систем. Лыжный коллектор трется на шпильки и , таким образом , по своей сути собственные чистит. Когда оба трека рельсы используются для возвращения в параллель существует гораздо меньше шансов прерывания тока из - за грязи на линии.

Многие наборы модель поезда сегодня используют только две рельсы, как правило , связаны с Z, N, HO или системы G-датчик. Они , как правило , на питание от постоянного тока (DC) , где напряжение и полярность тока управления скоростью и направлением вращения двигателя постоянного тока в поезде. Растущее исключение Цифрового управление Командой (ДКК), где биполярный постоянный ток подается на рельсы при постоянном напряжении, наряду с цифровыми сигналами, которые декодируются внутри локомотива. Биполярный DC несет цифровую информацию, характеризующую команду и локомотив , который в настоящее время командует, даже когда несколько локомотивов находятся на одной и той же трассе. Вышеупомянутый Lionel система O-Gauge остается популярным и сегодня. С его три железнодорожных путей и реализации питания переменного тока.

Некоторые модели железных дорог реалистично имитировать третью конфигурацию рельсовых своих полноразмерных аналогов, хотя большинство из них не получают питание от третьего рельса.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка