Третий рельс

Эта статья о энергосистеме для железных дорог. Для других видов использования см. Третий рельс (устранение неоднозначности) .

«Силовая рельса» перенаправляет здесь. Для использования в источниках питания см. Power Rail (Power Supplies) .

Британский железнодорожный класс 442 Электрический множественный несколько единиц в Баттерси .

Контактная обувь из автомобиля метро Нью -Йорка вступает в контакт с третьей рельсом. На переднем плане находится третий рельс для соседней дорожки.

Третий рельс , также известный как живой рельс , электрический рельс или проводник , представляет собой метод обеспечения электроэнергии для железнодорожного локомотива или поезда, через полусредный жесткий проводник, расположенный рядом с или между рельсами железнодорожной дорожки . Он обычно используется в массовом транспортном или быстром транзитном системе, которая имеет выравнивания в своих собственных коридорах, полностью или почти полностью отделена от внешней среды. Системы третьего ряда обычно поставляются из электричества постоянного тока .

Современные трамвайные системы с уличным бегством избегают риска поражения электрическим током по открытым электрическим рельсам путем внедрения сегментированного источника питания на уровне земли , где каждый сегмент электрифицируется только тогда, когда он покрыт транспортным средством, которое использует свою питание.

Система электрификации третьего ряда не связана с третьей рельсом, используемой на железных дорогах с двумя калибрами .

Описание

Системы третьего ряда являются средством обеспечения электрической тяги для поездов для использования дополнительной рельсы (называемой «проводником») для этой цели. В большинстве систем рельс проводника помещается на концы спящих за пределами бегущих рельсов, но в некоторых системах используется рельс центрального проводника. Проводник рельс поддерживается на керамических изоляторах (известных как «горшки»), на верхних контактах или изолированных скобках , на нижнем контакте, обычно с интервалами около 10 футов (3,0 м).

Поезда имеют металлические контактные блоки, называемые обувь для коллекционеров (также известная как контактная обувь или обувь для пикапов), которые вступают в контакт с проводником. Ток тяги возвращается на генерирующую станцию ​​через бегущие рельсы. В Северной Америке рельс -проводник обычно изготовлен из стали с высокой проводимостью или стали, прикрепленным к алюминию для повышения проводимости. В другом месте мира экструдированные алюминиевые проводники с контактной поверхностью или крышкой из нержавеющей стали являются предпочтительной технологией из -за ее более низкого электрического сопротивления, более длительного срока службы и более легкого веса. Рабочие направляющие электрически подключены с использованием проволочных связей или других устройств, чтобы минимизировать сопротивление в электрической цепи. Контактная обувь может быть расположена ниже, выше или рядом с третьей рельсом, в зависимости от типа используемой третьей рельсы: эти третьи рельсы называются нижним контактом, верхним контактом или боковым контактом, соответственно.

Периоды проводника должны быть прерваны на пересечениях уровня , кроссоверах и подстанций пробелах . Конические рельсы предоставляются на концах каждой секции, чтобы обеспечить плавное участие в контактной обуви поезда.

Положение контакта между поездом и рельсом варьируется: некоторые из самых ранних систем использовали верхний контакт, но более поздние разработки используют сторону или нижний контакт, что позволило покрыть рельс -проводник, защищая работников по трассе от случайного контакта и защита проводника. Из мороза, льда, снега и листового падения.

Галерея

• Описания
• 
  Третья рельсовая планировка:
  1: Coverboard 2: Power Rail 3: Изолятор 4: Sleeper 5: Rail
• 
  Третий рельс (вверху) на станции Bloor-Yonge ( строка 1 ) в метро Торонто . Внешняя подряд при 600 вольт, третий рельс, обеспечивает электрическую мощность для мощности и вспомогательные машины.
• 
  Париж Метро . Направляющие рельсы резиновых линий также функционируют как токовые проводники . Горизонтальная контактная обувь находится между парой резиновых колес.
• 
  аэропорт Стэнстед люди двигатель Лондонский
• 
  Лондонский аэропорт Стэнстед люди, показывающие переключатель железной дороги

Преимущества и недостатки

Безопасность

Входная рампа для бокового контакта третья рельса.

Поскольку системы третьего ряда, которые расположены близко к земле, существуют опасности удара , высокие напряжения (выше 1500 В) не считаются безопасными. Следовательно, очень высокий ток должен использоваться для передачи достаточной мощности в поезд, что приводит к высоким резистивным потери и требует относительно близко расположенных точек подачи ( электрические подстанции ).

Электрифицированный рельс угрожает электрическим током любого, кто бродит или падает на пути. Этого можно избежать, используя двери экрана платформы , или риск может быть снижен, поместив рельс проводника на стороне дорожки от платформы, когда это разрешено макет станции. Риск также может быть снижен, имея кастопную запас , поддерживаемую скобки , для защиты третьей рельсы от контакта, хотя многие системы не используют его. Там, где используются кастыни, они уменьшают структуру вблизи верхней части рельса. Это, в свою очередь, уменьшает датчик загрузки .

Существует также риск того, что пешеходы идут на пути на пересечениях уровня и случайно касались третьего рельса, если только разделение оценки не будет полностью осуществлено. В Соединенных Штатах Верховный суд в Иллинойсе 1992 года подтвердил вердикт в размере 1,5 млн. Долл. США против Чикагского транзитного управления за то, что он не остановил опьяненного человека от ходьбы на пути на уровне, пересекающемся на станции Кедзи в явной попытке мочиться.

Конечные рампы проводников (где они прерваны или изменяют стороны) представляют практическое ограничение на скорость из-за механического воздействия обуви, а 161 км/ч (100 миль в час) считается верхним пределом практического третьего ряда операция Мировой рекорд скорости для третьего железнодорожного поезда составляет 175 км/ч (109 миль в час), достигнутую 11 апреля 1988 года британским классом 442 EMU .

В случае столкновения с посторонним предметом, скошенные концы -пандусы систем, работающих в нижней части, могут способствовать опасности, когда третий рельс проникает в интерьер пассажирского автомобиля. Считается, что это способствовало смерти пяти пассажиров в аварии поезда Валхаллы 2015 года.

Современные системы, такие как источник питания на уровне земли (сначала используемые в трамвае Бордо в 2003 году), избегайте проблемы безопасности, сегментируя мощную рельс, причем каждый сегмент питается только при полном покрытии транспортным средством, которое использует его мощность.

Погодные эффекты

Системы третьего ряда, использующие верхний контакт, склонны к скоплениям снега или льда, образованного от рефрозова снега, и это может прервать операции. Некоторые системы эксплуатируют выделенные поезда для обедания для отложения маслянистой жидкости или антифриза (например, пропиленгликоля ) на рельс проводника, чтобы предотвратить замороженное наращивание. Третий рельс также может быть нагрет, чтобы облегчить проблему льда.

В отличие от оборудования накладной линии, системы третьего реле не подвержены сильным ветрам или замерзающим дождям , который может сбить верхние провода и, следовательно, отключить все поезда. Грозы также могут отключить мощность с помощью ударов молнии по системам с верхними проводами , отключения поездов, если есть всплеск мощности или разрыв в проводах.

Пробелы

В зависимости от геометрии поезда и дорожки, зазоры на проводнике (например, на пересечениях и перекрестках уровня) могут позволить поезду остановиться в положении, где все его ботинки с питанием находятся в промежутке, так что не доступна силовая мощность. Затем говорят, что поезд "засел". Затем должен быть поднят другой поезд за протяженным поездом, чтобы подтолкнуть его к рельсу проводника, или кабель для перемычки может быть использован для подачи достаточного количества питания на поезд, чтобы вернуть одну из контактных туфель на рельсе. Избегать этой проблемы требует минимальной длины поездов, которые можно запустить на линии. встроенной Локомотивы либо имели резервную копию системы дизельного двигателя (например, British Rail Class 73 ), либо были подключены к обуви на прокат-запасе (например, мегаполитен железная дорога ).

Рабочие рельсы для источника питания

Первой идеей кормления электричества в поезде из внешнего источника была использование обеих рельсов, на которых проходит поезд, в результате чего каждый рельс является проводником для каждой полярности и изолирована шпалами . Этот метод используется большинством масштабных модельных поездов ; Тем не менее, это не работает для больших поездов, так как спящие не являются хорошими изоляторами. Кроме того, электрическое соединение требует изолированных колес или изолированных оси, но большинство изоляционных материалов имеют плохие механические свойства по сравнению с металлами, используемыми для этой цели, что приводит к менее стабильному железнодорожному транспортному средству. Тем не менее, это иногда использовалось в начале разработки электрических поездов. Самая старая электрическая железная дорога в мире, Железная дорога Волка в Брайтоне, Англия, была первоначально электрифицирована в 50 вольт, округ Колумбия, используя эту систему (теперь это система с тремя рядами). Другими железнодорожными системами, которые использовали его, были трамвайным пути Gross-Lichterfelde и трамвай Ungerer .

Обувь контакт

См. Также: Текущий коллекционер § Связаться с обувью

Третий рельс обычно находится за пределами двух бегущих рельсов, но в некоторых системах он установлен между ними. Электричество передается на поезд с помощью скользящей обуви , которая поддерживается в контакте с рельсом. Во многих системах над третьим рельсом предоставляется изоляционное покрытие, чтобы защитить сотрудников, работающих рядом с трассой; Иногда обувь предназначена для контакта с стороной (называемой «боковой бег») или внизу (называемой «нижним бегом» или «недостаточным взрывом») третьего рельса, что позволяет установить защитную крышку непосредственно к своей верхней поверхности. Когда обувь скользит вдоль верхней поверхности, она называется «верхней бег». Когда обувь скользит вдоль нижней поверхности, на нее меньше влияет наращивание снега, льда или листьев, и снижает шансы на то, что человек будет электрическим, вступив в контакт с рельсом. Примеры систем с использованием третьей рельсы, которые включают в себя метро-Север в столичном районе Нью-Йорка ; Рынок септа - Франкфорд в Филадельфии ; и Лондонская легкая железная дорога Docklands .

Связаться с обувной галереей

• Контактная обувь
• 
  Свяжитесь с обувью на железнодорожном вагоне Metro-North M8 , предназначенной для третьего рельса переизбытков.
• 
  Контактная обувь для третьей рельсы на верхней части на ( SEPTA линии высокой скорости третья рельса не видно)
• 
  Третья железнодорожная обувь CTA ' Chicago 'L автомобиль

Электрические соображения и альтернативные технологии

Электрические тяги (с использованием электрической энергии, генерируемой на удаленной электростанции и передаваемых в поезда), значительно более рентабельны, чем дизельные или паровые единицы, где отдельные блоки питания должны переносить на каждом поезде. Это преимущество особенно отмечено в городских и быстрых транзитных системах с высокой плотностью движения.

Из -за механических ограничений на контакте с третьим рельсом поезда, которые используют этот метод питания, достигают более низких скоростей, чем те, которые используют верхние электрические провода и пантограф . Тем не менее, они могут быть предпочтительны в городах, так как нет необходимости в очень высокой скорости , и они вызывают меньшее визуальное загрязнение .

Третий рельс является альтернативой накладным линиям , которые передают мощность поездам с помощью пантографов , прикрепленных к поездам. системы накладных проводов могут работать при 25 кВ или более, используя переменный ток (AC), меньший зазор вокруг рельса живого внимание, Принимая во что метро Гуанчжоу , строка 3, метро Шэньчжэнь ) и постоянный ток (DC). Используется Поезда в некоторых линиях или сетях используют оба режима источника питания (см. § Смешанные системы ниже).

Все системы третьего ряда по всему миру включены питания с поставками постоянного тока. Некоторые из причин этого являются историческими. Ранние тяговые двигатели были двигателями постоянного тока, а тогдашнее выпрямляющее оборудование было большим, дорогим и непрактичным для установки встроенных поездов. Кроме того, передача относительно высоких токов требует приводит к более высоким потери с AC, чем DC. Подстанции для системы постоянного тока должны быть (обычно) около 2 километров (1,2 мили) друг от друга, хотя фактическое расстояние зависит от пропускной способности, максимальной скорости и частоты обслуживания линии.

Одним из методов снижения потерь тока (и, таким образом, увеличить расстояние между фидерами/подстанциями, основная стоимость электрификации третьей рельса) состоит в том, чтобы использовать композитный рельс проводника гибридной конструкции алюминия/стали. Алюминий является лучшим проводником электричества, а бегство из нержавеющей стали дает лучший износ.

Есть несколько способов прикрепления нержавеющей стали к алюминию. Самый старый-это коэкструдированный метод, где нержавеющая сталь экструдирована алюминием. Этот метод в изолированных случаях пострадал от деила (где нержавеющая сталь отделяется от алюминия); Говорят, что это было исключено в последних коэкструкционных рельсах. Второй метод - это алюминиевое ядро, на котором две секции из нержавеющей стали установлены в виде крышки и линейной сварки вдоль центральной линии рельса. Поскольку алюминий имеет более высокий коэффициент термического расширения, чем сталь, алюминий и сталь должны быть положительно заблокированы, чтобы обеспечить хороший интерфейс сбора тока. Третий метод застегивает алюминиевые шины к сети стальной рельсы.

Возвращать механизмы тока

Как и в случае с накладными проводами, обратный ток обычно протекает через один или оба бегущих рельса, а утечка на землю не считается серьезным. Где поезда бегут по резиновым шинам, как и в частях метро Лиона , Париж Метро , ​​Мексико Метро , ​​Сантьяго Метро , ​​Муниципальное метро Саппоро и во всем Монреальском Метро и некоторых автоматизированных транзитных системах направляющих (например, линия астрама ), Живая железнодорожная железная дорога должна быть предоставлена, чтобы накормить ток. Возврат осуществляется через рельсы обычной дорожки между этими направляющими стержнями ( см. Метро резинового типа ).

Другая конструкция, с третьей рельсом (тока подачи, за пределами бегущих рельсов) и четвертый рельс (возврат текущего, на полпути между пробежками), используется несколькими стальными системами; Смотрите Четвертый рельс . Лондонский подземный земля является крупнейшим из них (см. Железнодорожную электрификацию в Великобритании ). Основная причина использования четвертого рельса для переноса обратного тока состоит в том, чтобы избежать этого тока, проходящего через исходные металлические туннельные накладки, которые никогда не были предназначены для переноса тока, и который будет страдать от электролитической коррозии, если такие токи текут в них.

Еще одна система с четырьмя рядами-это линия M1 из метро Милана , где ток нарисован боковой плоской планой с боковым контактом, с возвращением через центральный рельс с верхним контактом. Вдоль некоторых секций в северной части линии верхняя линия также существует , чтобы позволить поездам M2 (которые используют пантографы и более высокое напряжение, и не имеют контактной обуви) для доступа к депо, расположенному на линии M1. В складах поезда Line M1 используют пантографы по соображениям безопасности, с переходом, совершенным рядом с складами от дорожных дорог.

Эстетические соображения

Третья электрификация железной дороги менее визуально навязчивая, чем накладная электрификация .

Смешанные системы

Основные статьи: мультисистемная (железнодорожная) и электромизельная локомотив

Несколько систем используют третью рельс для части маршрута, а также другую мотивную мощность, такую ​​как накладная контактная или дизельная мощность для оставшихся. Они могут существовать из -за соединения отдельно принадлежащих железных дорог с использованием различных мотивных систем, местных таинств или других исторических причин.

Великобритания

См. Также: Электрификация железной дороги в Великобритании

Несколько типов британских поездов смогли работать как в системах накладных расходов, так и в системах третьего уровня, включая British Rail Class 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378 /2 , 387 , 373 , 395 , 700 и 717 Emus, а также локомотивы класса 92 .

Network Rail претендует на запуск крупнейшей в мире сети третьего уровня.

На южном регионе британской железной дороги грузовые дворы Надземные провода, чтобы избежать опасностей от электричества третьего рельса. Локомотивы были оснащены пантографом , а также обуви.

Евростар/высокая скорость 1

Класс 373, используемый для международных высокоскоростных железнодорожных услуг, управляемых Eurostar , через канал туннель пробегает на верхних проводах при 25 кВ AC для большей части его путешествия, с участками 3 кВ DC на бельгийских линиях между бельгийскими высокоскоростными участками и Брюсселями Станция MIDI или 1,5 кВ DC на железнодорожных линиях на юге Франции для сезонных служб. Как изначально было доставлено, единицы класса 373 были дополнительно оснащены обувью с коллекцией 750 В постоянного тока , предназначенных для путешествия в Лондон через пригородные пригородные линии в Ватерлоо . Переключатель между сбором третьей и накладных расходов был выполнен во время работы на скорости, первоначально в континентальном перекрестке возле Фолкстона, а затем в Fawkham Junction после открытия первой части канала канала канала . Между железнодорожным вокзалом Кенсингтона Олимпии и депо Северным полюсом необходимы дальнейшие переключения.

Система двойного напряжения действительно вызвала некоторые проблемы. Неспособность убрать туфли при входе во Францию ​​нанесла серьезный ущерб оборудованию для дорожного движения, в результате чего SNCF установил пару бетонных блоков в конце Calais обоих туннелей, чтобы вырвать третью железнодорожную ботинку, если они не были втянуты. Авария произошла в Великобритании, когда водителю Eurostar не удалось отозвать пантограф, прежде чем войти в систему третьего ряда, повредив сигнальную гантри и пантограф.

14 ноября 2007 года пассажирские операции Eurostar были перенесены на железнодорожную станцию ​​ST Pancras и операции по техническому обслуживанию в склад Temple Mills , что сделало избыточное оборудование третьего железнодорожного оборудования DC DC, а третья железнодорожная обувь была удалена. Сами поезда больше не оснащены спидометом, способным измерять скорость в милях в час (указание, используемое для автоматического изменения, когда были развернуты обувь для коллекционеров).

В 2009 году Юго -Восточный начал эксплуатировать внутренние услуги на высокой скорости 1 трассы от ST Pancras, используя свои новые класса 395 EMU . Эти услуги работают на высокоскоростной линии до Ebbsfleet International или Ashford International , прежде чем переходить на основные линии для обслуживания северного и среднего Кента. Как следствие, эти поезда включают двойное напряжение, так как большинство маршрутов, по которым они путешествуют, электрифицированы на третьем направлении.

Северный Лондон

Основная статья: Северная Лондонская линия

В Лондоне северная лондонская линия меняется с третьей рельсы на накладную электрификацию между Ричмондом и Стратфордом в Acton Central . Весь маршрут первоначально использовался третий рельс, но несколько технических проблем с электрическим заземлением, а также тот факт, что на части маршрута для грузовых и региональных услуг Eurostar уже есть накладные электроснабжения.

Западный Лондон

Основная статья: London Line

Также в Лондоне линия Западного Лондона меняет источник питания между Бушем Шепардом Бушем и Уиллесден Джанкшн , где она встречается с северной Лондонской линией. К югу от точки смены, WLL - третья рельса, к северу оттуда, это накладные расходы .

Thameslink

Основная статья: Thameslink

Служба Cross-City Thameslink проходит в третьей железной сети южного региона от Фаррингдона на юге и на верхней линии на север до Бедфорда , Кембриджа и Питерборо . Переключение происходит в рамках «Фаррингдона» , когда он направляется на юг, и в городской темно -линии , направляясь на север.

Северный город

Основная статья: Линия Северного города

На маршрутах Moorgate до Hertford и Welwyn Suburban Service, участки главной линии на восточном побережье составляют 25 кВ AC, с переходом на третий рельс, сделанный на железнодорожной станции Дрейтон -Парк . Третий рельс все еще используется в туннельной части маршрута, потому что размер туннелей , ведущих к станции Мургейт, был слишком маленьким, чтобы обеспечить электрификацию.

Норт -Даунс Линия

Основная статья: Северная линия Даунс

Redhill с обслуживанием Diesel Class 166, управляемой First Great Western to Reading , поскольку линия North Downs имеет только третью рельсовую электрификацию на общих участках.

Линия North Downs не электрифицирована в тех частях линии, где обслуживание North Downs имеет эксклюзивное использование.

Электрифицированные части линии:

• Redhill для Reigate - позволяет южно -железнодорожным службам работать в Рейг -Анджелес. Это экономит необходимость поворачиваться к прекращению услуг в Редхилле, где из -за макета станции, поскольку изменение будет блокировать почти все линии бега.
• Shalford Junction с Aldershot South Junction - Line, разделенная с юго -западной железной дорогой Electric Portsmouth и Aldershot Services.
• Wokingham to Reading - Line, разделяющая юго -западную железнодорожную электрическую службу от Ватерлоо.

Бельгия

Брюссельская станция метро . Повышенные третьи рельсы для обеих дорожек можно увидеть на полпути между платформами.

Брюссельский метро использует систему третьего рельса в 900 В, расположенную в боковом направлении, с контактом с помощью обуви, работающей под рельсом силовой сигнала, которая имеет изоляционный слой сверху и боковые стороны.

Финляндия

Helsinki Metro использует систему третьего рельса 750 В постоянного тока. Раздел от Vuosaari до гавани Vuosaari не электрифицирован, так как его единственная цель - подключиться к финской железнодорожной сети, чей калибр отличается только на пару миллиметров от сферы метро. Маршрут ранее использовался дизельными шунтирующими локомотивами, перемещающими новые поезда метро в электрифицированную часть линии.

Франция

Новый трамвай в Бордо (Франция) использует новую систему с третьей рельсом в центре пути. Третий рельс разделен на 10 m (32 ft 9+3⁄4 in) long conducting and 3 м (9 футов 10 + 1 ~ 8 дюймов) сегментов изоляции. Каждый проводящий сегмент прикреплен к электронной схеме, которая сделает сегмент в прямом эфире, как только он будет полностью расположен под трамваем (активируется кодированным сигналом, отправленным поездом), и выключите его, прежде чем он снова станет выставлен. Эта система (называемая элиментацией (APS), что означает «текущее снабжение через землю») используется в различных местах по всему городу, но особенно в историческом центре: в других местах трамваи используют обычные накладные линии (см. Также источник питания на уровне земли. ) Летом 2006 года было объявлено, что две новые французские трамвайные системы будут использовать APS в части своих сетей. Это будут Angers and Reims , и обе системы, как ожидается, откроются около 2009–2010 годов.

Французская железная дорога Кулези -Модана была электрифицирована с третьим рельсом 1500 В, а затем преобразована в верхние провода при том же напряжении. Станции были накладные провода с самого начала.

Французская линия ветви, которая обслуживает Chamonix и регион Мон Блан ( Saint-Gervais-le-Fayet в Vallorcine ), является третьим рельсом (верхний контакт) и измеритель. Он продолжается в Швейцарии, частично с той же системой третьего реле, частично с линейкой накладных расходов.

63 км (39 миль) Линия железной линии Jaune в пиренеях также имеет третью рельс.

Многие пригородные линии, которые выбежали из станции Paris Saint Lazare, использовали подачу третьего уровня (нижний контакт).

Нидерланды

Чтобы смягчить инвестиционные затраты, Rotterdam Metro , в основном системой третьего уровня, получила некоторые отдаленные ветви, построенные на поверхностных путях, в качестве светорубки (называемый Sneltram на голландском языке), с многочисленными пересечениями уровня, защищенными с помощью барьеров и движения. свет. Эти ветви имеют накладные провода. Проект RandStadrail также требует, чтобы поезда Metro Rotterdam для бега под проводами вдоль бывших железных дорог Mainline до Гааги и крючка Голландии.

Аналогичным образом, в Амстердаме один Sneltram маршрут пошел на метро и перешел на выравнивание поверхности в пригороде, где он обменивал дорожки со стандартными трамваями. В Амстердаме Sneltram трамваями Lightrail использует третью рельс и переключается на верхние провода, когда он переходит на трамвайный трамвай, разделяемый с в Амстердаме . Строка 51 до Амстелвина управляла службой метро между Амстердамским центром и станцией Zuid. В Амстердаме Зуид он переключился с третьего рельса на пантограф и цепные провода . Оттуда до Amstelveen Centrum он разделял свои пути с трамвайной линией 5. Транспортные средства для светорубков на этой линии были способны использовать как 600 В, так и 750 В постоянного тока. По состоянию на март 2019 года эта линия Metro была выведена из эксплуатации, отчасти из -за проблем, касающихся переключения между третьими и накладными проводами. Его строка № 51 была назначена новой линии метро, ​​которая частично проходит по тому же маршруту от центральной железнодорожной станции Амстердама до станции Zuid, а затем по тому же маршруту, что и на железнодорожной станции Amsterdam Sloterdijk .

Российская федерация и бывший Советский Союз

См. Также: Электрификация железной дороги в Советском Союзе

Во всех постсоветских стран метро контактная рельса выполняется в соответствии с тем же стандартом.

• Третья железнодорожная схема
• 
  Третья железнодорожная схема: две скобки и третья рельса для нижнего контакта
  1) Кроншеты
  2) Третий рельс
  3) Контактная поверхность
• 
  Нижний контакт третья рельса в изоляторе оболочки
• 
  Два контактных рельса на рекной вокзал станции на станции метро Новосибирска с левыми платформами.

Соединенные Штаты

См. Также: Электрификация железной дороги в Соединенных Штатах

Третий рельс на верхнюю зону перехода на проволоке на Skokie Swift

В Нью -Йорке железная в Нью -Хейвене дорога Метро -Северная железная дорога управляет электрическими поездами из Гранд Центрального терминала , в которых используются третий рельс на бывшей железной дороге Нью -Йорка, но переключаются на верхние линии в Пелхэме , чтобы отправиться на бывший Нью -Йорк, новый Хейвен и Хартфорд Железная дорога . Переключатель сделан «на лету» (на скорости) и контролируется из положения инженера.

Основные две станции в Нью -Йорке - Гранд -Центральный и Станция Пенсильвании - не позволяют дизельным локомотивам работать в своих туннелях из -за опасности для здоровья от выхлопа. Таким образом, дизельная служба на Метро-Северном, Лонг-Айленд-Роуд и Amtrak Использование двухмодальных/электромизельных локомотивов ( P32AC-DM и DM30AC ), которые способны использовать силу третьего ряда на станциях и приближается. Когда они находятся под третьим рельсом, эти локомотивы менее мощные, поэтому на открытом воздухе (не туннель) следы двигатели обычно работают в дизельном режиме, даже если доступна мощность третьего ряда. New Jersey Transit также использует ALP-45DP двойные локомотивы для эксплуатации в станцию ​​Penn вместе с их обычным электрическим флотом. Тем не менее, их локомотивы с двойным режимом используют вместо этого источник питания, как это доступно в других местах в большей части их сети.

В Нью -Йорке (на большей части острова Манхэттен ) и в Вашингтоне, округ Колумбия, местным постановлениям, когда -то требовалось электрифицированные уличные железные дороги , чтобы вытащить ток с третьего рельса и возвращать ток на четвертый рельс, оба установлены в непрерывном хранилище под Улица и доступ к коллекционеру, который прошел через слот между бегущими рельсами. Когда трамвай на таких системах въехали на территорию, где были разрешены накладные линии, они остановились над ямой, где человек отделил коллекционер ( плуг ), а Motorman положил полюс на верхней части головки. В США все эти системы, работающие на корпусе, были прекращены, и либо заменены, либо заменены вообще.

В некоторых разделах бывшей лондонской трамвайной системы также использовалась система сбора тока трубопровода , а также некоторые трамвамы, которые могли бы собирать электроэнергию как из источников накладных, так и из-под дороги.

Голубая линия бостонской станции MBTA использует электрификацию третьего уровня от начала линии в центре города до аэропорта , где она переключается на верхнюю контейнеру на оставшуюся часть линии на станцию ​​Wonderland . Самая внешняя часть синей линии работает очень близко к Атлантическому океану , и были опасения по поводу возможного наращивания снега и льда на третьей рельсе, столь рядом с водой. Полная контейнера не используется в подземной секции из -за жестких зазоров в туннеле 1904 года под бостонской гаванью. MBTA Orange Line's Hawker Siddeley 01200 Series Rapid Transit Cars (по сути, более длинная версия The Blue Line 0600) недавно их пантограф удалили точки монтажа во время программы технического обслуживания; Эти крепления были бы использованы для пантографов, которые были бы установлены, если бы оранжевая линия была продлена к северу от его нынешнего термина.

Метод двойного источника питания также использовался на некоторых межгородных железных дорогах США, которые использовали более новые третьи рельсы в пригородных районах, а также существующую инфраструктуру на верхних трамваях (троллейбус) для достижения центра города, например, Skokie Swift в Чикаго.

Одновременное использование с верхним проводом

Основная статья: двойная электрификация

Железная дорога может быть электрифицирована с помощью верхней проволоки и третьей рельсовой рельсы одновременно. Это имело место, например, на гамбургском S-Bahn между 1940 и 1955 годами. Современным примером является железнодорожная станция Birkenwerder недалеко от Берлина, которая имеет третьи рельсы с обеих сторон и накладных проводов. Большая часть комплекса станции Пенн в Нью -Йорке также электрифицирована обеими системами.

Нестандартные напряжения

Некоторые высокие третьи рельсовые напряжения (1000 вольт и больше) включают в себя:

• Гамбург с-бах : 1200 В, с 1940 года
• Манчестер -Бери , Англия: 1200 В (боковой контакт) (до преобразования Metrolink в 1991 году)
• Culoz -Modane Railway , Франция: 1500 В, 1925–1976 гг.
• метро Гуанчжоу Линии 4 и 5 : 1500 В
• Bay Area Rapid Transit , Сан -Франциско , 1000 В

В нацистской Германии железнодорожная система с 3000 мм ( 9 футов 10 + 1 ~ 8 дюймов Была запланирована ширина калибра . Для этой железнодорожной системы Breitspurbahn была рассмотрена электрификация с напряжением на 100 кВ, взятых с третьего рельса, чтобы избежать повреждения верхних проводов от негабаритного зенитного оружия. Однако такая энергосистема не сработала бы, так как невозможно изолировать третью рельсу для таких высоких напряжений в непосредственной близости от рельсов. Весь проект не продвигался дальше из -за начала Второй мировой войны.

История

Системы электрификации третьего уровня, помимо бортовых батарей, самыми старыми способами подачи электроэнергии на поезда на железные дороги с использованием собственных коридоров, особенно в городах. Первоначально источник питания был почти исключительно использован на трамвайных железных дорогах, хотя он также медленно появлялся в системах Mainline.

Экспериментальный электрический поезд, использующий этот метод питания, был разработан немецкой фирмой Siemens & Halske и показан на Берлинской промышленной экспозиции 1879 года , с ее третьей рельсом между бегущими рельсами. Некоторые ранние электрические железные дороги использовали текущие рельсы в качестве нынешнего проводника, как и в случае с электрической железной дорогой Волка в 1883 году в Брайтоне. В 1886 году ему дали дополнительную силовую рельс и все еще работают. , За этим последовал трамвай гиганта оснащенный возвышенным третьим рельсом в 1883 году, позже преобразованный в верхнюю проволоку. Первой железной дорогой, которая использовала центральную третью рельс, была трамвай Бессбрук и Ньюри в Ирландии, открылась в 1885 году, но теперь, как линия Giant's Causeway, закрыта.

Также в 1880-х годах системы третьего ряда начали использоваться в государственном городском транспорте . Первые трамваи были из них извлекают из этого пользу: они использовали проводники в канала под поверхностью дороги (см. Коллекцию тока трубопровода ), обычно в выбранных частях сетей. Сначала это было предъявлено в Кливленде (1884) и в Денвере (1885), а затем распространилось во многих крупных трамвайных сетях (например, Нью-Йорк; Чикаго; Вашингтон, округ Колумбия; Лондон; Париж, все из которых закрыты) и Берлин (третий- третий Железнодорожная система в городе была заброшена в начале 20 -го века после сильного снегопада.) Система была опробована на пляжном курорте Блэкпула , Великобритания, но вскоре была заброшена, когда песок и соленая вода были обнаружены Войдите в трубопровод и вызотите поломки, и возникла проблема с падением напряжения . В некоторых участках трамвайного пути все еще есть видные рельсы.

Третий рельс обеспечил электроэнергию первой в мире электрической подземной железной дороге, железной дороге City & South London , которая открылась в 1890 году (в настоящее время часть северной линии лондонского подземного). В 1893 году в Великобритании открылась вторая в мире городская железная дорога, которая открылась в Британии, на верхней железной дороге Ливерпуля (закрыто в 1956 году и демонтировала). Первой городской железной дорогой третьего уровня в США по использованию доходов была столичная западная сторона 1895 года , которая вскоре стала частью Чикаго «L» . В 1901 году Гранвиль Вудс , известный афроамериканский изобретатель, получил патент в США 687 098 , охватывающий различные предлагаемые улучшения систем третьего ряда. Это было приведено, чтобы утверждать, что он изобрел систему текущего распределения третьего ряда. Однако к тому времени было множество других патентов на электрифицированные системы третьего уровня, в том числе Томаса Эдисона в патент США 263,132 от 1882 года, и третьи рельсы уже более десяти лет использовались в инсталляциях, включая остальные Чикаго » повышенные, а также те, которые используются в Бруклинская компания Rapid Transit , не говоря уже о разработке за пределами США.

В Париже третий рельс появился в 1900 году в туннеле главной линии, соединяющей Gare d'orsay с остальной частью сети Paris-Orléans. Впоследствии электрификация третьей линии была расширена до некоторых пригородных служб.

Система перевозки Вудфорда использовалась на промышленных трамваях , в частности, в карьерах и горных шахтах в первые десятилетия 20 -го века. В нем использовались третий рельс с 250 вольт, чтобы питание с дистанционно управляемым самоходным самоходным боковым дампом . Система дистанционного управления эксплуатировалась как модельная железная дорога , при этом третья рельса делена на несколько блоков, которые можно было бы установить на питание, побережье или торможение по переключателям в центре управления.

Верхний контакт или гравитационный тип, третий рельс, кажется, самая старая форма сбора энергии. Железные дороги, новаторские в использовании менее опасных типов третьей железной дороги, были центральной железной дорогой Нью-Йорка по подходу к Нью-Йорка ( грандиозному центральному терминалу 1907-еще один случай электрификации на третьем уровне), линия Филадельфии на рынке-Франкфорде (1907), и у Хочбана в Гамбурге (1912) каждый был нижний контактный рельс, также известный как система Уилгус-Спрагу. Тем не менее, линия Манчестер-Бури железной дороги Ланкашир и Йоркшир пробовала побочный контактный рельс в 1917 году. Эти технологии появились в более широком использовании только на рубеже 1920-х годов и в 1930-х годах, например, крупные линии Берлина . Бан , Берлин С-Бан и Московский метро . Гамбург S-Bahn использовал боковой контакт третьего рельса с 1200 V DC с 1939 года.

В 1956 году открылась первая в мире резиновая железнодорожная линия, линия 11 Парижского метро . Рельс -проводник превратился в пару направляющих рельсов, необходимых для того, чтобы поддерживать подходящее положение на новом типе пути. Это решение было модифицировано на линии Namboku в 1971 году в метро Саппоро , где использовалась центрально расположенная направляющая/обратная рельса, а также одна мощная рельса, расположенная в боковом направлении, как на обычных железных дорогах.

В 2004 году технология третьего ряда на уличных трамвайных линиях была в новой системе Bordeaux (2004). Это совершенно новая технология (см. Ниже).

Системы третьего ряда не считаются устаревшими. Однако есть страны (особенно Япония , Южная Корея , Испания ), стремясь принять накладную проводку для своих городских железных дорог. Но в то же время было (и все еще есть) много новых систем третьего ряда, построенных в других местах, включая технологически продвинутые страны (например, Copenhagen Metro , Taipei Metro , Wuhan Metro ). Железные дороги с нижним мощным (они могут быть слишком специфичными, чтобы использовать термин третий рельс ) также обычно используются с системами, имеющими резиновые поезда, будь то тяжелый метро (кроме двух других линий метро Саппоро ) или небольшая способность людей двигатель (PM). Новые электрифицированные железнодорожные системы, как правило, используют накладные расходы для региональных и больших дистанционных систем. Системы третьего ряда с использованием более низких напряжений, чем накладные системы, по-прежнему требуют гораздо большего количества точек питания.

• История
• 
  С контактом с поверхностью третья и четвертая рельсовая система тяжелая «обувь», подвешенная на деревянном балке, прикрепленном к бодрям, собирает мощность, скользя по верхней поверхности электрической рельсы. В этом представлении показан британский железнодорожный поезда 313 .
• 
  Лондонская подземная система использует систему с четырьмя рядами, где оба проводника живут по сравнению с бегущими рельсами, а положительный рельс в два раза превышает напряжение отрицательного рельса. Подобные дуги являются нормальными и встречаются, когда обувь для сбора электроэнергии на поезде, которая рисует мощность, достигает конца секции проводника.
• 
  Проводник рельс на MBTA красной линии на южной станции в Бостоне, состоящей из двух полос алюминия , на стальной рельсе чтобы помочь с тепловой и электрической проводимостью
• 
  Сингапур MRT с третьей рельсом на правой стороне
• 
  Поезд на линии 1 Милана метро, ​​показывающий обувь для контактов с четвертым третьем.
• 
  Саппоро метро с централизованно расположенным направляющим/обратным рельсом

Модельные железные дороги

Основная статья: Третья железнодорожная (модельная железная дорога)

В 1906 году электрические поезда Лайонела стали первыми поездами модели, которые использовали третью рельс для питания локомотива. Lionel Track использует третью рельс в центре, в то время как две наружные рельсы электрически соединены вместе. Это решило проблему поезда с двумя лучами, когда дорожка расположена, чтобы погрузиться в себя, так как обычно это вызывает короткий замыкание. (Даже если петля была пробеждена, локомотив создал бы короткий и останавливается, когда он пересекает зазоры.) Электрические поезда Lionel также работают при переменном токе. Использование чередующегося тока означает, что локомотив Лайонела не может быть изменен путем изменения полярности; Вместо этого локомотивные последовательности между несколькими состояниями (например, вперед, нейтральный, обратный) каждый раз, когда это начинается.

Поезда с тремя рельсами Märklin используют короткий импульс при более высоком напряжении, чем используется для питания поезда, чтобы обратить вспять реле внутри локомотива. Трасса Märklin не имеет фактической третьей рельсы; Вместо этого серия коротких булавок обеспечивает текущую, занятую длинную «обувь» под двигателем. Эта обувь достаточно длинная, чтобы всегда быть в контакте с несколькими булавками. Это известно как система контактов с шпилькой и обладает определенными преимуществами при использовании в железнодорожных системах на наружной модели. Сборщик лыжных лыж натирает шпильки и, следовательно, по своей сути чистка. Когда оба трековых рельса используются для возврата параллельно, существует гораздо меньшая вероятность перерыва тока из -за грязи на линии.

Во многих модельных наборах поездов сегодня используются только две рельсы, обычно связанные с системами z, n, ho или g-gauge. Обычно они питаются с помощью постоянного тока (DC), где напряжение и полярность тока контролируют скорость и направление двигателя постоянного тока в поезде. Растущим исключением является цифровое управление командами (DCC), где биполярное DC доставляется на рельсы при постоянном напряжении, а также цифровые сигналы, которые декодируются внутри локомотива. Биполярный DC несет цифровую информацию, чтобы указать команду и локомотив, который командует, даже когда на одном и том же трассе присутствуют несколько локомотивов. Вышеупомянутая система Lionel O-Gauge остается популярной сегодня, а также его три железнодорожных путя и внедрение мощности переменного тока.

Некоторые модельные железные дороги реалистично имитируют третьи рельсовые конфигурации своих полноразмерных аналогов, хотя почти все не получают энергию от третьей рельсы.

Смотрите также

• Conduit Current Collection
• Контактная обувь
• Четвертый рельс
• Питание на уровне земли
• Гид
• Исходные эксперименты по электрификации NY NH HR
• Изолятор (электричество)
• Линейный мотор
• Список систем электрификации железной дороги
• Список железнодорожных транспортных систем с использованием третьего рельса
• Список пригородных и пригородных железнодорожных систем
• Онлайн -электромобиль
• Верхние проводники рельсы
• Электрификация железной дороги в Великобритании
• Резиновый метро
• Система контактов с шпилькой
• Третий рельс (модельный рельс)
• Сила третьего ряда для трамваев

Внешние ссылки

• Третий железнодорожный патент Томаса Эдисона (1882)
• Lightrail без проводов - Бумага о новой трамвае Bordeaux с третьим железнодорожным поручением на улице (Советом по исследованию транспорта Национальных академий)
• Подробная информация о британской 3 -й/4 -й рельсовой дизайне.
• Моррисон-Кнудсен 1992