Воздушная линия

или Воздушная линия воздушный провод — электрический кабель , служащий для передачи электрической энергии к электровозам , электропоездам , троллейбусам или трамваям . Общий термин, используемый Международным союзом железных дорог для этой технологии, — воздушные линии . ^[1] Она известна по-разному как контактная сеть , воздушная контактная линия ( OCL ), воздушная контактная система ( OCS ), воздушное оборудование ( OHE ), оборудование воздушной линии ( OLE или OHLE ), воздушные линии ( OHL ), воздушная проводка ( OHW ), тяга . провод и троллейбусный провод .

Воздушная линия состоит из одного или нескольких проводов (или рельсов , особенно в туннелях), расположенных над железнодорожными путями , повышенного до высокого электрического потенциала за счет подключения к фидерным станциям через равные промежутки времени. Питающие станции обычно питаются от высоковольтной электрической сети .

Обзор

В электропоездах, которые собирают ток от воздушных линий связи, используются такие устройства, как пантограф , луковый коллектор или троллейбусный столб . Он прижимается к нижней стороне самого нижнего воздушного провода, контактного провода. Токосъемники являются электропроводящими и позволяют току течь к поезду или трамваю и обратно на питающую станцию через стальные колеса на одном или обоих ходовых рельсах. Неэлектрические локомотивы (например, дизели ) могут проходить по этим путям, не затрагивая ВЛ, хотя могут возникнуть трудности с просветом над воздушной линией . Альтернативные схемы передачи электроэнергии для поездов включают третий рельс , наземный источник питания , аккумуляторы и электромагнитную индукцию .

Транспортные средства, такие как автобусы, с резиновыми шинами, не могут обеспечить обратный путь тока через свои колеса и вместо этого должны использовать пару воздушных проводов для обеспечения как тока, так и его обратного пути.

Строительство

Чтобы добиться хорошего сбора высокоскоростного тока, необходимо сохранять геометрию контактного провода в определенных пределах. Обычно это достигается за счет поддержки контактного провода вторым проводом, известным как посыльный провод или контактная сеть . Этот провод аппроксимирует естественный путь провода, натянутого между двумя точками, цепную кривую , поэтому для описания этого провода, а иногда и всей системы, используется термин «цепная линия». Этот провод прикрепляется к контактному проводу через равные промежутки времени с помощью вертикальных проводов, известных как «капельницы» или «отводные провода». Его регулярно поддерживают в конструкциях с помощью шкива , звена или зажима . Вся система затем подвергается механическому напряжению .

По мере движения пантографа под контактным проводом угольная вставка наверху пантографа со временем изнашивается. На прямолинейном пути контактный провод слегка зигзагообразен слева и справа от центра от каждой опоры к следующей, чтобы вставка изнашивалась равномерно, что предотвращает появление зазубрин. На поворотах «прямой» провод между опорами заставляет точку контакта пересекать поверхность пантографа, когда поезд движется по повороту. Перемещение контактного провода по головке пантографа называется «разверткой».

Для троллейбусных опор зигзагообразное плетение ВЛ не требуется. Для трамваев применяют контактный провод без несущего провода.

В депо, как правило, имеется только один провод, и они известны как «простое оборудование» или «контактный провод». Когда впервые были задуманы системы воздушных линий, хороший сбор тока был возможен только на низких скоростях и с использованием одного провода. Для обеспечения более высоких скоростей были разработаны два дополнительных типа оборудования:

В сшитом оборудовании используется дополнительный провод на каждой опорной конструкции, заканчивающийся по обе стороны от несущего/цепного провода.
В составном оборудовании используется второй опорный провод, известный как «вспомогательный», между связующим/цепным проводом и контактным проводом. Капельницы поддерживают вспомогательный провод от вспомогательного провода, а дополнительные капельницы поддерживают контактный провод от вспомогательного провода. Вспомогательный провод может быть изготовлен из более проводящего, но менее износостойкого металла, что повышает эффективность передачи.

Ранее капельные провода обеспечивали физическую поддержку контактного провода без электрического соединения контактной сети и контактных проводов. В современных системах используются токоведущие капельницы, что устраняет необходимость в отдельных проводах.

Нынешняя система передачи возникла около 100 лет назад. Более простая система была предложена в 1970-х годах строительной компанией Pirelli, состоящей из одного провода, встроенного в каждую опору на 2,5 метра (8 футов 2 дюйма) ее длины в обрезанную экструдированную алюминиевую балку с открытой контактной поверхностью провода. Несколько более высокое натяжение, чем при использовании перед обрезанием балки, привело к отклонению профиля проволоки, с которым можно было легко обращаться на скорости 400 км/ч (250 миль в час) с помощью пневматического сервопантографа с ускорением всего 3 g . ^{[ нужна ссылка ]}

Параллельные воздушные линии

Переключатель в параллельных воздушных линиях

Электрическая цепь требует как минимум двух проводников. Трамваи и железные дороги используют воздушную линию в качестве одной стороны цепи, а стальные рельсы - в качестве другой стороны цепи. Для троллейбуса или троллейбуса не рельсы обратного тока предусмотрены, так как транспортные средства используют резиновые шины на дорожном покрытии. Троллейбусы используют вторую параллельную воздушную линию для возврата и две троллейбусные опоры , одна из которых контактирует с каждым воздушным проводом. ( Пантографы , как правило, несовместимы с параллельными воздушными линиями.) Цепь замыкается с использованием обоих проводов. Параллельные воздушные провода применяются также на редких железных дорогах с электрификацией трехфазного переменного тока .

Типы проводов

В Советском Союзе использовались следующие типы проводов/кабелей. ^[2] В качестве контактного провода использовалась холоднотянутая твердая медь для обеспечения хорошей проводимости . Проволока не круглая, но по бокам имеет канавки, позволяющие прикрепить к ней вешалки. Размеры были (по площади поперечного сечения) 85, 100 или 150 мм. ². Чтобы сделать проволоку более прочной, можно добавить 0,04% олова. Провод должен противостоять теплу, выделяемому при дуге, поэтому такие провода никогда не следует соединять термическим способом.

Несущий (или контактный) провод должен быть одновременно прочным и иметь хорошую проводимость. В них использовались многожильные провода (или тросы) по 19 жил в каждом тросе (или проводе). Для прядей использовались медь, алюминий и/или сталь. Все 19 жил могут быть изготовлены из одного и того же металла, или некоторые жилы могут быть из стали для обеспечения прочности, а остальные жилы — из алюминия или меди для обеспечения проводимости. ^[3] Другой тип выглядел так, как будто у него были все медные провода, но внутри каждого провода был стальной сердечник для прочности. Стальные пряди были оцинкованы, но для лучшей защиты от коррозии их можно было покрыть антикоррозионным веществом.

В Словении , где используется система 3 кВ, стандартные размеры контактного провода составляют 100 и 150 мм. ². Контактная сеть изготавливается из меди или медных сплавов диаметром 70, 120 или 150 мм. ². Меньшие поперечные сечения состоят из 19 нитей, а большие - из 37 нитей.Две стандартные конфигурации магистральных линий состоят из двух контактных проводов диаметром 100 мм. ² и один или два контактных провода 120 мм. ², всего 320 или 440 мм ². Для боковых направляющих часто используется только один контактный провод. ^[4]

Натяжение

Контактные провода находятся в механическом натяжении, поскольку пантограф вызывает механические колебания провода. Волны стоячих должны двигаться быстрее поезда, чтобы избежать волн , которые могут сломать провод. Натяжение лески заставляет волны двигаться быстрее, а также уменьшает провисание под действием силы тяжести.

На средних и высоких скоростях тросы обычно натягиваются с помощью грузов или иногда с помощью гидравлических натяжителей. Любой метод известен как «автоматическое натяжение» (АТ) или «постоянное натяжение» и гарантирует, что натяжение практически не зависит от температуры. Натяжение обычно составляет от 9 до 20 кН (от 2000 до 4500 фунтов силы ) на провод. Если используются гири, они скользят вверх и вниз по стержню или трубке, прикрепленной к мачте, чтобы предотвратить их раскачивание.

На низких скоростях и в туннелях с постоянной температурой можно использовать оборудование с фиксированной заделкой (FT), при этом провода подключаются непосредственно к конструкциям на каждом конце воздушной линии. Натяжение обычно составляет около 10 кН (2200 фунтов силы). Этот тип оборудования провисает в жарких условиях и натягивается в холодных.

При АТ непрерывная длина ВЛ ограничена из-за изменения высоты грузов по мере расширения и сжатия ВЛ при изменении температуры. Это движение пропорционально расстоянию между якорями. Длина натяжения имеет максимум. Для большинства оборудования ВЛ 25 кВ в Великобритании максимальная длина напряжения составляет 1970 м (6460 футов). ^[5]

Дополнительная проблема с оборудованием AT заключается в том, что если к обоим концам прикреплены противовесы, вся длина натяжения может свободно перемещаться по гусенице. Чтобы избежать этого, якорь в средней точке (MPA), расположенный близко к центру длины натяжения, ограничивает движение несущего / контактного троса, закрепляя его; контактный провод и его подвесные подвески могут перемещаться только в пределах ограничений МПА. MPA иногда крепятся к низким мостам или иным образом крепятся к вертикальным опорам контактной сети или портальным опорам контактной сети. Длину растяжения можно рассматривать как фиксированную центральную точку, при этом две длины полунапряжения расширяются и сжимаются в зависимости от температуры.

Большинство систем оснащены тормозом, который предотвращает полное распутывание проводов в случае их обрыва или потери натяжения. В немецких системах обычно используется один большой натяжной ролик (в основном храповой механизм) с зубчатым ободом, установленный на рычаге, шарнирно прикрепленном к мачте. Обычно тяга грузов вниз и реактивная тяга натянутых тросов вверх поднимают шкив так, что его зубья находятся на достаточном расстоянии от упора на мачте. Шкив может свободно вращаться, в то время как грузы перемещаются вверх или вниз по мере сжатия или расширения тросов. Если натяжение теряется, шкив падает обратно к мачте, и один из его зубцов застревает в упоре. Это останавливает дальнейшее вращение, ограничивает повреждение и сохраняет неповрежденную часть провода неповрежденной до тех пор, пока ее не удастся отремонтировать. В других системах используются различные тормозные механизмы, обычно с несколькими шкивами меньшего размера в блоке и талях .

Перерывы

Линии разделены на секции, чтобы ограничить масштабы простоев и обеспечить возможность технического обслуживания.

Разрыв раздела

Изолятор секции при разрыве секции контактной сети 12 кВ компании Amtrak.

Чтобы обеспечить обслуживание воздушной линии без необходимости отключения всей системы, линия разбита на электрически разделенные части, известные как «секции». Сечения часто соответствуют длинам натяжения. Переход от секции к секции известен как «разрыв секции» и устроен таким образом, чтобы пантограф автомобиля находился в постоянном контакте с тем или иным проводом.

Для носовых коллекторов и пантографов это достигается путем прокладки двух контактных проводов рядом по длине между 2 или 4 опорами для проводов. Новый опускается вниз, а старый поднимается вверх, позволяя пантографу плавно переходить от одного к другому. Два провода не соприкасаются (хотя коллектор или пантограф кратковременно контактирует с обоими проводами). При нормальной работе две секции электрически соединены; в зависимости от системы это может быть изолятор, фиксированный контакт или повышающий трансформатор. Изолятор позволяет прерывать ток в секции для технического обслуживания.

На воздушных проводах, предназначенных для опор троллейбусов, это достигается за счет наличия нейтрального участка между проводами, требующего изолятора. Водитель трамвая или троллейбуса должен временно снизить потребляемую мощность до прохождения троллейбусного столба, чтобы предотвратить повреждение изолятора дугой.

Локомотивы, оборудованные пантографами, не должны проезжать разрыв секции при обесточенной одной стороне. Локомотив окажется в ловушке, но при прохождении участка обрыва пантограф ненадолго закоротит две контактные линии. Если противоположная линия обесточена, этот переходный процесс напряжения может привести к срабатыванию выключателей питания. Если линия находится на ремонте, может произойти травма из-за внезапного включения контактной сети. Даже если контактная сеть заземлена должным образом для защиты персонала, дуга , возникающая на пантографе, может повредить пантограф, изолятор контактной сети или и то, и другое.

Нейтральная часть (обрыв фазы)

Токограф без опускания , электропоезда проходит нейтральный участок ВЛ переменного тока 25 кВ 50 Гц но с выключением выключателя.

Иногда на более крупной электрифицированной железнодорожной, трамвайной или троллейбусной системе приходится запитывать разные участки пути от разных электросетей, не гарантируя синхронизацию фаз. Длинные линии могут быть подключены к национальной сети страны в различных точках и на разных этапах. (Иногда секции питаются с разным напряжением или частотой.) Сети могут быть синхронизированы в обычном режиме, но события могут прервать синхронизацию. Это не проблема для постоянного тока систем . Системы переменного тока имеют особое значение для безопасности, поскольку система электрификации железных дорог будет действовать как «черное» соединение между различными частями, в результате чего, среди прочего, часть сети, обесточенная для технического обслуживания, снова подается на железнодорожную подстанцию. создавая опасность.

По этим причинам нейтральные секции размещаются в электрификации между секциями, питаемыми от разных точек национальной сети, или от разных фаз, или от несинхронизированных сетей. Крайне нежелательно подключать несинхронизированные сети. Простого разрыва секции недостаточно, чтобы избежать этого, поскольку пантограф на короткое время соединяет обе секции. ^[6]

В таких странах, как Франция, Южная Африка, Австралия и Великобритания, пара постоянных магнитов рядом с рельсами по обе стороны от нейтральной секции приводит в действие датчик, установленный на тележке поезда, который вызывает размыкание большого электрического выключателя и закрываться при проезде над ними локомотива или токоприемника автопоезда. ^[7] оборудование, аналогичное автоматической системе предупреждения В Соединенном Королевстве используется (AWS), но с парами магнитов, размещенных за пределами ходовых рельсов (в отличие от магнитов AWS, расположенных посередине между рельсами). Знаки на подъезде к нейтральному участку предупреждают водителя отключить тягу и двигаться накатом по мертвому участку.

Нейтральный участок или обрыв фазы состоит из двух изолированных разрывов, соединенных друг с другом, с коротким участком линии, который не принадлежит ни одной из сетей. Некоторые системы повышают уровень безопасности за счет заземления средней точки нейтральной секции. Наличие заземленной секции в середине гарантирует, что в случае выхода из строя устройства, управляемого датчиком, а также отказа привода от питания, энергия дуги, возникающей в токоприемнике, при прохождении к нейтральной секции, будет передаваться на землю. , включение автоматических выключателей подстанции, а не дуги, либо замыкание изоляторов в секцию, отключенную для технического обслуживания, секцию, питаемую от другой фазы, либо создание скрытого соединения между различными частями национальной сети страны.

На Пенсильванской железной дороге обрывы фаз обозначались сигнальной поверхностью позиционного света со всеми восемью радиальными положениями с линзами и без центрального света. Когда разрыв фазы был активен (секции контактной сети не в фазе), все огни горели. Форма позиционного светового сигнала была первоначально разработана Пенсильванской железной дорогой, продолжена компанией Amtrak и принята Metro North . К опорам цепной подвески были подвешены металлические знаки с буквами «ПБ», образованными узором из просверленных отверстий.

Мертвая секция

Особая категория разрыва фазы была разработана в Америке, прежде всего на Пенсильванской железной дороге. Поскольку ее тяговая электросеть питалась централизованно и сегментировалась только в случае аномальных условий, обычные обрывы фаз обычно не были активными. Фазовые разрывы, которые были активированы всегда, были известны как «Мертвые секции»: они часто использовались для разделения энергосистем (например, границы моста Врата Ада между электрификациями Amtrak и Metro North ), которые никогда не находились в синфазности. Поскольку мертвая секция всегда мертва, не было разработано никакого специального сигнального устройства, предупреждающего водителей о ее присутствии, а на опорах цепной подвески был подвешен металлический знак с буквами «DS» в просверленных отверстиях.

Пробелы

Иногда в воздушных линиях могут присутствовать разрывы при переключении с одного напряжения на другое или для обеспечения зазора для судов на разводных мостах, что является более дешевой альтернативой подвижным воздушным линиям электропередачи. Электрички плывут по пропастям. Чтобы предотвратить искрение, питание необходимо отключить до достижения зазора, и обычно пантограф опускается.

Воздушные контактные рельсы

Учитывая ограниченный зазор , например, в туннелях , воздушный провод можно заменить жестким воздушным рельсом. Ранний пример был в туннелях Балтиморской поясной линии , где использовался стержень П- образного сечения (изготовленный из трех железных полос и закрепленный на дереве) с латунным контактом, проходившим внутри паза. ^[8] была поднята воздушная линия Когда в туннеле Симплон для размещения более высокого подвижного состава, использовался рельс. Жесткий подвесной рельс можно также использовать в местах, где натяжение тросов нецелесообразно, например на разводных мостах . В современном использовании на подземных участках трамваев, метро и магистральных железных дорог очень часто используется жесткий воздушный провод в туннелях, а на надземных участках используются обычные воздушные провода.

Эксплуатация воздушных контактных рельсов на железнодорожном мосту Шоу-Коув в Коннектикуте.

В разводном мосту с жестким подвесным рельсом возникает необходимость перехода от контактной сети к контактному рельсу у портала моста (последняя опора тягового тока перед разводным мостом). Например, электроснабжение может осуществляться через контактную сеть возле поворотного моста . Контактная линия обычно состоит из несущего провода (также называемого контактной линией) и контактного провода в месте соединения с пантографом. Несущий провод заканчивается на портале, а контактный провод входит в профиль контактного рельса на концевой части перехода перед тем, как он заканчивается на портале. Между контактным рельсом на переходном концевом участке и контактным рельсом, проходящим через весь пролет поворотного моста, имеется зазор. Зазор необходим для открытия и закрытия поворотного моста. Для соединения контактных рельсов вместе при закрытом мосту существует еще одна секция контактного рельса, называемая «поворотным перекрытием», оснащенная двигателем. Когда мост полностью закрыт, двигатель поворотного перекрытия срабатывает и поворачивает его из наклонного положения в горизонтальное положение, соединяя токопроводящие рельсы на концевой части перехода и мост вместе для подачи электроэнергии. ^[9]

установлены короткие контактные рельсы, На трамвайных остановках как и у Combino Supra . ^[10]

Переезды

Трамваи получают энергию от одного воздушного провода напряжением от 500 до 750 В постоянного тока. Троллейбусы питаются от двух воздушных проводов одинакового напряжения, причем хотя бы один из троллейбусных проводов должен быть изолирован от трамвайных проводов. Обычно это делается за счет того, что троллейбусные провода проходят через переезд непрерывно, а трамвайные кондукторы располагаются на несколько сантиметров ниже. Ближе к перекрестку с каждой стороны трамвайный провод превращается в сплошную полосу, идущую параллельно троллейбусным проводам примерно на полметра. Еще одна планка, загнутая на концах таким же углом, подвешивается между троллейбусными проводами, электрически соединенными сверху с трамвайным проводом. Пантограф трамвая устраняет разрыв между различными проводниками, обеспечивая непрерывный сигнал.

В местах пересечения трамвайных проводов троллейбусные провода защищены перевернутым желобом из изоляционного материала, выступающим на 20 или 30 мм (0,79 или 1,18 дюйма) ниже.

До 1946 года железнодорожный переезд в Стокгольме , Швеция, соединял железную дорогу к югу от центрального вокзала Стокгольма и трамвай. Трамвай работал от постоянного напряжения 600–700 В, железная дорога - от переменного тока 15 кВ . В швейцарской деревне Оберентфельден линия Менцикен -Аарау-Шёфтланд, работающая при 750 В постоянного тока, пересекает линию SBB при 15 кВ переменного тока; Раньше между двумя линиями в Зуре был аналогичный переход , но в 2010 году он был заменен подземным переходом. В Германии сохранились некоторые переходы между трамваем / легкорельсовым транспортом и железными дорогами. В Цюрихе , Швейцария, линия 32 VBZ троллейбусная имеет железнодорожный переезд с постоянного тока железнодорожной линией Uetliberg 1200 В ; во многих местах троллейбусные линии пересекают трамвайные пути. В некоторых городах троллейбусы и трамваи имели общий положительный (питающий) провод. В таких случаях можно использовать обычную троллейбусную лягушку.

Альтернативно, разрывы секций могут быть расположены в точке пересечения, чтобы пересечение было электрически обесточено.

Австралия

Во многих городах были трамваи и троллейбусы с троллейбусными опорами. Они использовали изолированные кроссоверы, что требовало от водителей трамваев перевести контроллер в нейтральное положение и проехать накатом. Водителям троллейбусов приходилось либо снимать педаль газа, либо переключаться на вспомогательный привод.

В Мельбурне , штат Виктория, водители трамвая переводят контроллер в нейтральное положение и проезжают через изоляторы секций, на что указывает маркировка изоляторов между рельсами.

В Мельбурне есть железнодорожные переезды между электрифицированными пригородными железными дорогами и трамвайными линиями. Они имеют механические коммутационные устройства (переключатель) для переключения воздушных линий постоянного тока 1500 В железной дороги и постоянного тока 650 В трамваев, называемых трамвайной площадью. ^[11] Выдвигались предложения разделить эти переходы или изменить направление трамвайных маршрутов.

Греция

В Афинах есть два пересечения трамвайных и троллейбусных проводов - в Васе. Авеню Амалия и Вас. Проспект Олгас, а также улицы Ардитту и Афанасиу Дьяку. Они используют вышеупомянутое решение.

Италия

В Риме на пересечении между Виале Регина Маргарита и Виа Номентана пересекаются трамвайные и троллейбусные линии: трамвай на Виале Регина Маргарита и троллейбус на Виа Номентана. Пересечение ортогональное, поэтому типового расположения не было.

В Милане большинство трамвайных линий пересекают круговую троллейбусную линию один или два раза. Троллейбусные и трамвайные провода проходят параллельно на таких улицах, как виале Стельвио, виале Умбрия и виале Тибальди.

Несколько воздушных линий

На некоторых железных дорогах использовались две или три воздушные линии, обычно для передачи трехфазного тока. Он используется только на железных дорогах Горнерграт и Юнгфрау в Швейцарии, на поезде Пти-де-ла-Рюн во Франции и на зубчатой железной дороге Корковадо в Бразилии. До 1976 года он широко использовался в Италии. На этих железных дорогах два проводника используются для двух разных фаз трехфазного переменного тока, а рельс используется для третьей фазы. Нейтраль не использовался.

На некоторых железных дорогах трехфазного переменного тока использовались три воздушных провода. Это была экспериментальная железнодорожная линия Сименс в Берлине-Лихтенберге в 1898 году (длина 1,8 км (1,1 мили)), военная железная дорога между Мариенфельде и Цоссеном между 1901 и 1904 годами (длина 23,4 км (14,5 миль)) и 800-метровая ( Участок угольной железной дороги длиной 2600 футов недалеко от Кельна между 1940 и 1949 годами.

В системах постоянного тока иногда использовались биполярные воздушные линии, чтобы избежать гальванической коррозии металлических деталей вблизи железной дороги, например, на Шмен-де-фер-де-ла-Мюр .

Все системы с несколькими воздушными линиями имеют высокий риск коротких замыканий на стрелках и поэтому, как правило, непрактичны в использовании, особенно когда используется высокое напряжение или когда поезда проходят через пункты на высокой скорости.

У Sihltal Zürich Uetliberg Bahn было две линии с разной электрификацией. Чтобы иметь возможность использовать различные электрические системы на общих путях, на линии Зильталь воздушный провод был расположен прямо над поездом, а на линии Утлиберг воздушный провод был отведен в сторону. Эта конфигурация использовалась до лета 2022 года, с тех пор линия Утлиберг была переведена на стандартную конфигурацию 15 кВ, 16,7 Гц. ^[12]

Воздушная контактная сеть

Контактная сеть — система воздушных проводов, служащих для подачи электроэнергии к локомотиву , трамваю легкорельсовому транспортному или средству , оборудованному пантографом .

В отличие от простых воздушных проводов, в которых неизолированный провод прикрепляется зажимами к близко расположенным поперечным проводам, поддерживаемым опорами, в контактных системах используются как минимум два провода. Цепная или несущая проволока подвешивается с определенным натяжением между линейными конструкциями, а второй провод удерживается в натянутом несущем проводе, прикрепленном к нему через определенные промежутки времени зажимами и соединительными проводами, известными как капельницы . Второй трос прямой и ровный, параллельный рельсовому пути , подвешенный над ним, как проезжая часть подвесного моста над водой.

Контактные системы подходят для высокоскоростных операций, тогда как простые проводные системы, которые дешевле в строительстве и обслуживании, распространены на линиях легкорельсового транспорта или трамваях (трамваях), особенно на городских улицах. Такие автомобили могут быть оснащены пантографом или тележкой .

Воздушные контактные системы в США

Северо -восточный коридор в Соединенных Штатах имеет контактную сеть на протяжении 600 миль (970 км) между Бостоном , штат Массачусетс , и Вашингтоном, округ Колумбия , для Amtrak поездов компании междугородних . пригородных железных дорог Агентства , включая MARC , SEPTA , NJ Transit и Metro-North Railroad, используют контактную сеть для предоставления местных услуг.

В Кливленде, штат Огайо , междугородние линии легкорельсового транспорта и линии тяжелого рельсового транспорта используют одни и те же воздушные провода из-за постановления города, призванного ограничить загрязнение воздуха большим количеством паровозов, проходящих через Кливленд между восточным побережьем и Чикаго. Поезда перешли с паровых на электровозы на железнодорожных станциях Коллинвуда примерно в 10 милях (16 км) к востоку от центра города и в Линндейле на западной стороне. Когда Кливленд построил свою линию скоростного транспорта (тяжелой железной дороги) между аэропортом, центром города и за его пределами, он использовал аналогичную контактную сеть, используя электрификационное оборудование, оставшееся после того, как железные дороги перешли с пара на дизельное топливо. Общие пути легкого и тяжелого железнодорожного транспорта на протяжении примерно 3 миль (4,8 км) вдоль международного аэропорта Кливленда Хопкинса красной линии (тяжелой железной дороги) , синей и зеленой линий междугородного и легкорельсового транспорта между терминалом Кливленд Юнион и сразу за станцией East 55th Street, где проходят линии отдельный.

Часть Бостона, » «Синей линии проходящей через северо-восточные пригороды, использует воздушные линии, как и «Зеленая линия».

Желтая линия на Чикаго «L» использовала контактную сеть для западной половины маршрута с переходом на третий рельс в восточной половине. Это было прекращено в 2004 году, когда весь маршрут был преобразован в третий рельс.

На полуострове Сан-Франциско в Калифорнии Caltrain Сан система пригородных поездов завершила установку контактной системы (OCS) в 2023 году, чтобы подготовиться к преобразованию 160-летнего коридора -Франциско на полуостров Сан-Хосе для полностью электрифицированного доходного коридора. обслуживание в сентябре 2024 года.

Высота

Высота воздушной линии может создавать опасность на железнодорожных переездах , где на нее могут наткнуться дорожные транспортные средства. На подходах установлены предупреждающие знаки, информирующие водителей о максимальной безопасной высоте.

В большинстве стран проводка слишком низкая, чтобы можно было пропускать двухъярусные контейнерные поезда. Тоннель под Ла-Маншем имеет воздушную линию увеличенной высоты для размещения легковых и грузовых автомобилей двойной высоты. В Китае и Индии действуют линии, электрифицированные с проводкой повышенной высоты и пантографами, позволяющими использовать двухъярусные контейнерные поезда. ^[13]^[14]^[15]

Проблемы с подвесным оборудованием

Воздушные линии могут пострадать от сильного ветра, вызывающего раскачивание проводов. ^[16] Силовые штормы могут привести к отключению электроэнергии из-за ударов молнии в системах ^[17] с воздушными проводами, останавливающими поезда после скачка напряжения .

В холодную или морозную погоду воздушные линии могут покрыться льдом. Это может привести к плохому электрическому контакту между коллектором и воздушной линией, что приведет к образованию электрической дуги и скачкам напряжения. ^[18]

Линии могут провисать в жаркую погоду, и если пантограф запутается, это может привести к отсоединению проводов. Точно так же в очень холодную погоду они могут сжаться и сломаться.

Монтаж воздушных линий может потребовать реконструкции мостов для обеспечения безопасного электрического зазора. ^[19]

Воздушные линии, как и большинство электрифицированных систем, требуют больших капитальных затрат при строительстве системы, чем эквивалентная неэлектрическая система. В то время как для неэлектрифицированной железнодорожной линии требуется только грунт, балласт, шпалы и рельсы, для воздушной системы также требуется сложная система опорных конструкций, линий, изоляторов, систем управления мощностью и линий электропередачи, все из которых требуют обслуживания. Это делает неэлектрические системы более привлекательными в краткосрочной перспективе, хотя электрические системы со временем могут окупиться. Кроме того, дополнительные затраты на строительство и техническое обслуживание на милю делают воздушные системы менее привлекательными на уже существующих железных дорогах дальнего следования, например, в Северной Америке, где расстояния между городами обычно намного больше, чем в Европе. Такие длинные линии требуют огромных инвестиций в оборудование воздушных линий, в чем частные железнодорожные компании вряд ли будут заинтересованы, и серьезные трудности возникают при подаче питания на длинные участки воздушных проводов на постоянной основе, особенно в районах, где спрос на энергию уже превышает предложение.

Многие люди считают воздушные линии « визуальным загрязнением » из-за множества опорных конструкций и сложной системы проводов и кабелей, наполняющих воздух. Такие соображения привели к переходу к замене воздушных линий электропередачи и линий связи подземными кабелями, где это возможно. Проблема достигла апогея в Великобритании в связи со схемой электрификации магистральной линии Грейт-Вестерн , особенно через Геринг-Гэп . Была сформирована группа протеста с собственным сайтом. ^[20]

Ценный медный проводник также может стать объектом кражи, как, например, линия Лахор-Ханевал в Пакистане и участок линии Гверу-Хараре в Зимбабве .

История

Первый трамвай с воздушными линиями был представлен Вернером фон Сименсом на Международной выставке электричества 1881 года в Париже : после этого события установку сняли. В октябре 1883 года первое постоянное трамвайное сообщение с воздушными линиями было на трамвае Мёдлинг и Хинтербрюль в Австрии. Трамваи имели биполярные воздушные линии, состоящие из двух U-образных труб, на которых висели и двигались пантографы, как челноки. С апреля по июнь 1882 года Сименс испытывал аналогичную систему на своем «Электромоте» , раннем предшественнике троллейбуса .

Гораздо проще и функциональнее был подвесной трос в сочетании с пантографом, несомым на машине и прижимаемым к линии снизу. Эта система для железнодорожного движения по однополярной линии была изобретена Фрэнком Дж. Спрэгом в 1888 году. С 1889 года она использовалась на пассажирской железной дороге Ричмонд-Юнион в Ричмонде, штат Вирджиния , став пионером в области электрической тяги.

Галерея

Воздушные линии
Воздушные линии в Квинсленде, Австралия
Воздушные линии на Швейцарских федеральных железных дорогах
Воздушные линии (трехфазные) на железной дороге Юнгфрау , Швейцария
Воздушные линии в Китае
Воздушные линии на северо-западе Англии
Воздушные линии связи в Дании возле Роскилле . По эстетическим соображениям несущая конструкция изготовлена из полых стальных мачт COR-TEN .
Брюссель-Юг : воздушные провода проложены по нескольким путям.
Зона перехода от третьего рельса к воздушному электроснабжению на Желтой линии Чикаго («Скоки Свифт»)
Воздушные линии в Окленде, Новая Зеландия (25 кВ переменного тока)
Воздушные линии в Веллингтоне, Новая Зеландия (1500 В постоянного тока)
Воздушные линии на линии Edmonton Capital Line .
Воздушная контактная сеть переменного тока 25 кВ в г. Киеве .
Станция Приттлвелл, Саутенд-он-Си. Он был электрифицирован в 1950-х годах.
Железнодорожная станция Чолси, Оксфордшир. Он был электрифицирован в 2010-х годах.
Электропоезд BR класса 308/1 в Кембридже, апрель 1987 г.
Воздушные линии на линии 2 метро Сеула , Южная Корея (1500 В постоянного тока)
Воздушные линии на линии Кёнги – Чунган , Южная Корея (25 кВ переменного тока)
трамвайных и троллейбусных Пересечение проводов в Москве , возле шоссе Энтузиатов.

См. также

Ссылки

^ Тезаурус английского/французского/немецкого языка UIC.
^ Исаев, И. П.; Фрайфельд, А. В.; "Беседы об электрической железной дороге" (Discussions about the electric railway) Москва, "Транспорт", 1989. pp, 186-7
^ See previous reference and Ботц Ю. В., Чекулаев, В. Е., Контактная сеть. Москва "Транспорт" 1976 p. 54
^ Правила проектирования, изготовления и эксплуатации тяговых устройств постоянного тока 3 кВ [Правила проектирования, устройства и эксплуатации тяговых устройств постоянного тока 3 кВ] (2610-5/2003/3-0503) (на словенском языке). 23 мая 2003 г.
^ «Моделирование OHLE» (PDF) .
^ Мораиш, Витор А.; Мартинс, Антониу П. (01 марта 2022 г.). «Оценка баланса и потерь тяговой подстанции на железных дорогах переменного тока с использованием устройства передачи мощности методом Монте-Карло» . Железнодорожная инженерия . 30 (1): 71–95. дои : 10.1007/s40534-021-00261-y . ISSN 2662-4753 . S2CID 256402259 .
^ «Магнит автоматического регулирования мощности Ворток» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Девяностошеститонный электровоз». Научный американец . Нью-Йорк. 10 августа 1895 г.
^ Кокс, Стивен Г.; Нюнлист, Феликс; Марти, Рето (25 сентября 2000 г.). Электрификация разводных и разводных мостов с контактными рельсами (PDF) . Проект электрификации Нортенда. стр. 3–4 . Проверено 25 июня 2018 г.
^ Пресс-релиз Siemens
^ TMSV: Трамвайные переезды в Виктории
^ Редакция (05.09.2022). «Новый Uetlibergbahn S10 введен в эксплуатацию по плану [обновлено]» . Bahnonline.ch (на немецком языке) . Проверено 3 июня 2023 г.
^ Дас, Мамуни (15 октября 2007 г.). «В центре внимания движение двухъярусных контейнеров» . Индуистское бизнес-направление . Проверено 25 февраля 2009 г.
^ «Дом нечеловеческих фантазий | Место рождения вашего поезда » HXD1B, буксирующий двухэтажный контейнерный поезд» (на китайском языке (Китай)) . Проверено 1 июля 2020 г. .
^ «Аэродинамические эффекты, вызванные входом поездов в туннели» . Исследовательские ворота . Проверено 1 июля 2020 г.
^ «Система камер должна предупреждать машинистов локомотивов о раскачивании контактной сети на Storebælt» (на датском языке). 5 ноября 2013 года . Проверено 25 июня 2016 г.
^ «Гарри Кинор - Электрификация воздушных линий железных дорог» . Проверено 5 февраля 2019 г.
^ Стюарт, Мэтт (21 мая 2012 г.). «Матанги тренируется «более восприимчиво» к морозу» . Пост Доминиона . Веллингтон . Проверено 2 сентября 2015 г.
^ Кинор, Гарри (2014). «Серия 1: Взгляд пользователя [электрификация железных дорог]». Электрификация железных дорог . стр. 6 (7 .). дои : 10.1049/ic.2014.0056 . ISBN 9781849199803 .
^ «Спасите Геринг-Гэп» . Спасите Геринг-бреф . Проверено 5 февраля 2019 г.

Дальнейшее чтение

Купер, Б.К. (февраль – март 1982 г.). «Контактные сети и контактные провода». Железнодорожный энтузиаст . Национальные публикации EMAP. стр. 14–16. ISSN 0262-561X . OCLC 49957965 .
«Гарри Кинор - Электрификация воздушных линий железных дорог» . Проверено 5 февраля 2019 г.
«Транс-силовой гид» . Архивировано из оригинала 16 июля 2020 г. Проверено 6 марта 2019 г.
Людвинавичюс, Лионгинас; Дейлидка, Стасис (1 января 2016 г.). «Аспекты поддержания контактной сети постоянного тока (DC) и переменного тока (AC)» . Процедия Инжиниринг . 134 : 268–275. дои : 10.1016/j.proeng.2016.01.007 . ISSN 1877-7058 .

Внешние ссылки

«[IRFCA] Часто задаваемые вопросы об Индийских железных дорогах: Электрическая тяга - I» . irfca.org . Проверено 06 марта 2018 г.

[1] Тезаурус английского/французского/немецкого языка UIC.

[2] Исаев, И. П.; Фрайфельд, А. В.; "Беседы об электрической железной дороге" (Discussions about the electric railway) Москва, "Транспорт", 1989. pp, 186-7

[3] See previous reference and Ботц Ю. В., Чекулаев, В. Е., Контактная сеть. Москва "Транспорт" 1976 p. 54

[4] Правила проектирования, изготовления и эксплуатации тяговых устройств постоянного тока 3 кВ [Правила проектирования, устройства и эксплуатации тяговых устройств постоянного тока 3 кВ] (2610-5/2003/3-0503) (на словенском языке). 23 мая 2003 г.

[5] «Моделирование OHLE» (PDF) .

[6] Мораиш, Витор А.; Мартинс, Антониу П. (01 марта 2022 г.). «Оценка баланса и потерь тяговой подстанции на железных дорогах переменного тока с использованием устройства передачи мощности методом Монте-Карло» . Железнодорожная инженерия . 30 (1): 71–95. дои : 10.1007/s40534-021-00261-y . ISSN 2662-4753 . S2CID 256402259 .

[7] «Магнит автоматического регулирования мощности Ворток» . Архивировано из оригинала 25 июля 2018 года . Проверено 25 июля 2018 г.

[journal-8] Jump up to: ^а ^б «Девяностошеститонный электровоз». Научный американец . Нью-Йорк. 10 августа 1895 г.

[9] Кокс, Стивен Г.; Нюнлист, Феликс; Марти, Рето (25 сентября 2000 г.). Электрификация разводных и разводных мостов с контактными рельсами (PDF) . Проект электрификации Нортенда. стр. 3–4 . Проверено 25 июня 2018 г.

[10] Пресс-релиз Siemens

[11] TMSV: Трамвайные переезды в Виктории

[12] Редакция (05.09.2022). «Новый Uetlibergbahn S10 введен в эксплуатацию по плану [обновлено]» . Bahnonline.ch (на немецком языке) . Проверено 3 июня 2023 г.

[spotlight-13] Дас, Мамуни (15 октября 2007 г.). «В центре внимания движение двухъярусных контейнеров» . Индуистское бизнес-направление . Проверено 25 февраля 2009 г.

[14] «Дом нечеловеческих фантазий | Место рождения вашего поезда » HXD1B, буксирующий двухэтажный контейнерный поезд» (на китайском языке (Китай)) . Проверено 1 июля 2020 г. .

[15] «Аэродинамические эффекты, вызванные входом поездов в туннели» . Исследовательские ворота . Проверено 1 июля 2020 г.

[16] «Система камер должна предупреждать машинистов локомотивов о раскачивании контактной сети на Storebælt» (на датском языке). 5 ноября 2013 года . Проверено 25 июня 2016 г.

[17] «Гарри Кинор - Электрификация воздушных линий железных дорог» . Проверено 5 февраля 2019 г.

[18] Стюарт, Мэтт (21 мая 2012 г.). «Матанги тренируется «более восприимчиво» к морозу» . Пост Доминиона . Веллингтон . Проверено 2 сентября 2015 г.

[19] Кинор, Гарри (2014). «Серия 1: Взгляд пользователя [электрификация железных дорог]». Электрификация железных дорог . стр. 6 (7 .). дои : 10.1049/ic.2014.0056 . ISBN 9781849199803 .

[20] «Спасите Геринг-Гэп» . Спасите Геринг-бреф . Проверено 5 февраля 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

v т и Электрификация железных дорог
Токосъемники	Коллекционер луков Пантограф Тележка полюс Контактный башмак
Доставка электроэнергии	Электрификация железных дорог Воздушная линия Третий рельс Четвертый рельс Источник питания на уровне земли Контактная система шпильки Текущая коллекция Conduit
Подвижной состав	Железнодорожная электрическая тяга Мощность автомобиля Электровоз Электрический многоагрегатный агрегат Электродизельный локомотив Электродизельный электроагрегат Мультисистема Резиновое метро
Электрическая сеть	Тяговая электросеть Тяговая подстанция Тяговая электростанция
По стране	Австралия Австрия Эстония Франция Германия Индия Иран Япония Латвия Литва Малайзия Новая Зеландия Норвегия график времени Польша Россия Бывший СССР Швеция Швейцария Турция Украина Великобритания Соединенные Штаты
Списки	Системы электрификации железных дорог Системы электрификации трамвая

v т и Железнодорожная инфраструктура
Треки (история)	Топоры галстуки Балласт Балк-роуд Дыхательный переключатель Не мочь Клип и скотч Дата ногтей Система крепления Рыбная тарелка Лестничная дорожка Минимальный радиус Профиль Галстук / Спальное место Кривая перехода
путевые работы	Петля из воздушного шара Классификационный двор хедшунт Карманный трек перекресток Гоночная трасса Направляющая планка Проходной цикл Ширина колеи двойной манометр Железнодорожный путь трамвайные пути Железнодорожный двор Электрификация железных дорог воздушные линии третий рельс источник питания на уровне земли Железнодорожный поворотный круг Трансферный стол (крестовой) Путь рулона Сайдинг запасной путь убежища Выключатель Геометрия трека Водяной кран Корыто для воды Уай
Сигнализация и безопасность	Противовзломные панели Заблокировать публикацию Буферная остановка Уловить точки Детектор дефектов переключатель ограждение переплетение железнодорожный переезд Датчик загрузки Двери-ширмы на платформе Железнодорожный сигнал Управление сигнализацией Калибр структуры Сигнальный мост контрольный Остановка поезда Придорожный гудок
Структуры	Угольная башня Движущее депо / Железнодорожная мастерская Платформа Раундхаус Сбрасывать для поездов для товаров Станция здание часы призрак список Остановка воды
Типы	Промышленный Военный Частный станция список