Third Rail - Third rail


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Terza rotaia (in alto) al -Yonge Bloor stazione (linea 1) a Toronto, ON. per la Toronto Transit Commission . Eccitato a 600 volt CC, la terza rotaia fornisce energia elettrica al propulsore e ausiliari dei vagoni della metropolitana.
Una classe 442 britannico terza rotaia elettrica unità multiple a Battersea . Questa è la classe più veloce della terza rotaia EMU in tutto il mondo, con una velocità massima consentita di 100 mph (160 km / h).
Metro Paris . Le guide di scorrimento delle linee su gomma sono anche conduttori di corrente. All'orizzontale collettore di corrente è tra la coppia di ruote gommate.
la gente di Londra Stansted promotore con alimentazione di potenza ferroviaria centrale
persone London Stansted Airport mover, mostrando interruttore ferroviario
Un ritratto di un NYC Subway E-treno in contatto con il Third Rail. La rotaia in primo piano è la terza rotaia per treni in direzione opposta.

Un terzo binario è un metodo per fornire energia elettrica ad una locomotiva ferrovia o in treno, attraverso un conduttore rigido semi-continua montato accanto o tra le rotaie di un binario ferroviario . Viene utilizzato tipicamente in un trasporto di massa o trasporto rapido del sistema, che ha allineamenti nei propri corridoi, completamente o quasi completamente separata dall'ambiente esterno. Sistemi ferroviari terzi sono sempre forniti dalla corrente elettrica.

La terza rotaia di elettrificazione non è correlato al terzo binario utilizzato in gauge duali ferrovie.

Descrizione

Sistemi di terze ferroviarie sono un mezzo per fornire energia elettrica ai treni trazione utilizzando una guida addizionale (chiamato "rail conduttore") per lo scopo. In molti sistemi, la sbarra collettrice è posizionato sulla traversina termina all'esterno delle rotaie di corsa, ma in alcuni sistemi viene utilizzata una guida conduttore centrale. La barra collettrice è supportato su isolanti in ceramica (noti come "pentole") o staffe isolati, tipicamente ad intervalli di circa 10 piedi (3 metri).

I treni hanno elementi di contatto metallo denominate pattini collettori (o scarpe contatto o scarpe prelievo) che entrano in contatto con la rotaia conduttore. La corrente di trazione viene restituito alla stazione di generazione attraverso le rotaie di corsa. Negli Stati Uniti, la rotaia conduttore è generalmente realizzato in acciaio ad elevata conduttività o acciaio imbullonato alluminio per aumentare la conducibilità. Altre parti del mondo, conduttori di alluminio estruso con superficie di contatto acciaio inossidabile o tappo, è la tecnologia preferita per la sua resistenza elettrica inferiore, maggiore durata e leggerezza. Le rotaie di scorrimento sono collegati elettricamente tramite wire bond o altri dispositivi, per minimizzare la resistenza del circuito elettrico. pattini di contatto possono essere posizionati al di sotto, sopra o vicino alla terza rotaia, a seconda del tipo di terza rotaia usati; queste terze rotaie sono indicati come bottom-contatto, alto-contatto, o il lato a contatto, rispettivamente.

Le sbarre collettrici devono essere interrotta in passaggi a livello , crossover e sottostazione lacune. Rotaie conici sono previste alle estremità di ciascuna sezione, per consentire un agevole impegno di scarpe contatto del treno.

La posizione di contatto tra il treno e la rotaia varia: alcuni dei primi sistemi utilizzati all'inizio contatto, ma successivi sviluppi utilizzare laterale o contatto inferiore, che ha permesso la rotaia conduttrice da coprire, proteggere i lavoratori pista da contatti accidentali e proteggere la sbarra collettrice dalla neve e caduta delle foglie.

Vantaggi e svantaggi

Una scarpa di contatto per la top-contatto terza rotaia su SEPTA s' Linea ad alta velocità Norristown (terza rotaia non visibile in foto)

Sicurezza

Poiché i sistemi ferroviari terzi presenti scosse elettriche pericoli in prossimità del suolo, alte tensioni (superiori a 1500 V) non sono considerati sicuri. Una corrente molto elevata deve pertanto essere utilizzato per trasferire potenza adeguata, con conseguente alte perdite resistive , e che richiedono relativamente ravvicinate punti di alimentazione ( sottostazioni elettriche ).

Il binario elettrificato minaccia elettrocuzione di nessuno vagare o cadere sui binari. Ciò può essere evitato utilizzando porte di banchina , o il rischio può essere ridotto disponendo la rotaia conduttore sul lato della pista dalla piattaforma, quando consentito dal layout della stazione. Il rischio può essere ridotto con un isolante lamiere guidapaglia per proteggere la terza rotaia da contatto, anche se molti sistemi non utilizzano uno.

In alcuni sistemi moderni come l' alimentatore a livello del suolo (prima utilizzata nel tram di Bordeaux ), il problema della sicurezza viene evitato suddividendo la barra di alimentazione in piccoli segmenti, ciascuno dei quali è alimentata solo quando è completamente coperto da un treno.

V'è anche un rischio di pedoni che camminano sui binari a passaggi a livello . Negli Stati Uniti, un 1992 Corte Suprema dell'Illinois decisione ha affermato un verdetto $ 1.5 milioni rispetto al Chicago Transit Authority per mancato arresto una persona intossicata dal camminare sui binari ad un passaggio a livello nel tentativo di urinare. La metropolitana di Parigi ha segnali di pericolo grafici che indicano il pericolo di folgorazione da urinare su rotaie terzi, le precauzioni che Chicago non aveva.

Le rampe di estremità di sbarre collettrici (dove vengono interrotti, o cambiano i lati) presentano una limitazione pratica sulla velocità per effetto meccanico della scarpa e 160 km / h (99 mph) è considerato il limite superiore pratico terza rotaia operazione. Il record mondiale di velocità per un terzo treno ferroviario è 174 kmh (108 mph) raggiunto in data 11 aprile 1988 da un britannico classe 442 UEM .

In caso di urto con un oggetto estraneo, le rampe di estremità smussate dei sistemi peggiori esecuzione possono facilitare il pericolo di avere la terza rotaia penetrare all'interno di un'autovettura. Questo è creduto di aver contribuito alla morte di cinque passeggeri Valhalla Incidente ferroviario del 2015.

effetti atmosferici

Sistemi terza rotaia utilizzando all'inizio contatto sono inclini dell'accumulo di neve o ghiaccio formata da neve ricongelati, e questo può interrompere il funzionamento. Alcuni sistemi operano treni antighiaccio dedicati per depositare un fluido oleoso o antigelo (come glicole propilenico ) sulla rotaia conduttore per impedire l'accumulo congelati. La terza rotaia può anche essere riscaldato per alleviare il problema del ghiaccio.

A differenza dei sistemi ferroviari terzi, catenaria può essere influenzata dal forte vento o pioggia gelata portando i fili verso il basso e arresto tutti i treni. Temporali possono anche disattivare l'alimentazione con fulmine colpi su sistemi con fili aerei , treni disattivazione in caso di sovratensione o ad una rottura dei fili.

lacune

A causa delle lacune della rotaia conduttrice (ad esempio, ai passaggi a livello e incroci) un treno può fermare in una posizione in cui tutte le sue scarpe prelievo potenza sono lacune, in modo che nessuna forza di trazione è disponibile. Il treno è poi detto di essere "gapped". Un altro treno deve quindi essere portato dietro la stazione stranded per spingerlo sulla guida conduttore, o un cavo di accoppiamento può essere utilizzato per fornire energia sufficiente per il treno per ottenere una delle sue scarpe di contatto di nuovo sul terzo binario. Evitare questo problema si richiede un minimo di treni che possono essere eseguiti su una linea. Locomotive hanno entrambi avuto il backup di un on-board diesel sistema (per esempio, British Rail Class 73 ), o sono stati collegati alle scarpe sul materiale rotabile (ad es Ferroviario Metropolitano ).

rotaie per l'alimentazione in esecuzione

La prima idea per l'alimentazione elettrica di un treno da una fonte esterna era utilizzando entrambe le rotaie su cui corre un treno, in cui ciascuna guida è un conduttore per ogni polarità, ed è isolato dalle traversine . Questo metodo viene utilizzato dalla maggior scala treni di modello , ma non funziona così bene per i grandi treni le traversine non sono buoni isolanti. Inoltre, il collegamento elettrico richiede ruote isolate o assi isolati, ma la maggior parte dei materiali isolanti hanno scarse proprietà meccaniche rispetto ai metalli utilizzati per questo scopo, portando ad un veicolo treno meno stabile. Tuttavia, a volte è stato usato all'inizio dello sviluppo di treni elettrici. La più antica ferrovia elettrica in tutto il mondo, la ferrovia del Volk a Brighton, in Inghilterra è stato originariamente elettrificata a 50 volt DC con questo sistema (ora è un sistema a tre ferroviario). Altri sistemi ferroviari che usato fosse il Gross-Lichterfelde Tram e l'Ungerer tram .

contatto Shoe

Scarpa contatto su Metro-North M8 automotrice , progettato sia per sovra e sotto-esecuzione terzo binario.

La terza rotaia si trova di solito all'esterno delle due rotaie di corsa, ma in alcuni sistemi è montato tra loro. L'energia elettrica viene trasmessa al treno mediante un pattino di scorrimento , che è mantenuto a contatto con la rotaia. In molti sistemi, una copertura isolante è previsto al di sopra del terzo binario di proteggere dipendenti che lavorano in prossimità dei binari; volte il pattino è progettato per contattare il lato (chiamato "lato di scorrimento") o inferiore (chiamato "fondo corsa" o "sotto-running") della terza rotaia, consentendo la copertura di protezione essere montato direttamente alla sua superficie superiore. Quando i vetrini pattino lungo la superficie superiore, che viene indicato come "marcia superiore". Quando le diapositive di scarpe lungo la superficie inferiore, è meno colpite dalla accumulo di neve, ghiaccio, o foglie, e riduce le probabilità di una persona di essere fulminati da entrare in contatto con la rotaia. Esempi di sistemi che utilizzano sotto-esecuzione terza rotaia comprendono Metro-North nella metropolitana di New York ; la SEPTA Market Line-Frankford a Filadelfia ; e di Londra Docklands Light Railway .

Considerazioni elettrici e tecnologie alternative

sistemi di trazione elettrica (dove l'energia elettrica è generata a centrale remota e trasmessa ai treni) sono notevolmente più conveniente rispetto diesel o vapore unità, in cui le unità di alimentazione separate devono essere effettuate su ogni treno. Questo vantaggio è particolarmente evidente nei sistemi di trasporto urbani e rapidi con alta densità di traffico.

A causa delle limitazioni meccaniche sul contatto alla terza rotaia, treni che utilizzano questo metodo di alimentazione di ottenere velocità inferiori a quelli che utilizzano fili elettriche aeree e di un pantografo . Tuttavia, essi possono essere preferiti all'interno delle città in quanto non v'è alcuna necessità di velocità molto elevata e che provocano meno inquinamento visivo .

La terza rotaia è un'alternativa per linee aeree che trasmettono energia ai treni per mezzo di pantografi attaccati ai treni. Considerando sovraccarico fili sistemi possono funzionare a 25 kV o più, usando corrente alternata (AC), il passaggio più piccola intorno ad una rotaia vivo impone un massimo di circa 1500 V ( linea 4, Guangzhou Metro , linea 5, Guangzhou Metro , linea 3, Shenzhen Metro ), e corrente continua (DC) è usato. I treni su alcune linee o reti utilizzano entrambe le modalità di alimentazione (vedi § sistemi misti di seguito).

Tutti i sistemi ferroviari terzo di tutto il mondo sono alimentati con alimentazione CC. Alcune delle ragioni di questo sono storici. Motori di trazione primi erano motori a corrente continua, e le attrezzature rettifica poi disponibile era grande, costoso e poco pratico da installare a bordo dei treni. Inoltre, la trasmissione dei relativamente elevate correnti richiesto determina perdite superiori con AC che DC. Sottostazioni per un sistema DC dovranno essere (tipicamente) circa 2 chilometri (1,2 mi) a parte, anche se la distanza effettiva dipende dalla capacità di carico; massima velocità e frequenza di servizio della linea. La Docklands Light Railway (DLR) utilizza una terza rotaia che è piccola in sezione rispetto al solito; quindi sono necessarie meno sottostazioni. Il DLR è stato in grado di farlo (nel 1980) perché era una totalmente nuova costruzione con treni costruiti su misura e non aveva bisogno di una connessione formale a un sistema ferroviario esistente 'pesante' terzo.

Un metodo per ridurre le perdite di corrente (e quindi aumentare la spaziatura delle stazioni alimentatore / sub, un costo maggiore nel terzo elettroferroviari) è quello di utilizzare una rotaia conduttore composito di un disegno alluminio / inox ibrido. L'alluminio è un miglior conduttore di elettricità, e un volto in esecuzione in acciaio inox dà meglio l'usura.

Ci sono diversi modi di apposizione di acciaio inox per l'alluminio. Il più antico è un metodo di co-estruso, in cui l'acciaio inossidabile è estruso con l'alluminio. Questo metodo ha subito, in casi isolati, da delaminazione (dove l'acciaio inossidabile separa dal alluminio); questo è detto sono state eliminate negli ultimi rotaie co-estruso. Un secondo metodo è un nucleo di alluminio, su cui due sezioni di acciaio inossidabile sono montati come un cappuccio e lineare saldato lungo la linea centrale del binario. Poiché l'alluminio ha una maggiore coefficiente di dilatazione termica di acciaio, l'alluminio e acciaio devono essere bloccati positivamente per fornire una buona interfaccia collezione attuale. Un terzo metodo rivetti strisce bus alluminio al nastro della rotaia in acciaio. Foto in basso a destra della scarpa un Chicago L vettura descrive un tale rotaia, mostrando le strisce bus alluminio riempiono lo spazio sotto la superficie di contatto della rotaia.

Rientro attuali meccanismi

Come con fili aerei, la corrente di ritorno di solito fluisce attraverso uno o entrambi rotaie di corsa, e la perdita di massa non è considerata grave. Quale passano i treni su pneumatici di gomma, come sulle parti del Metro Lione , Metropolitana di Parigi , Città del Messico Metro , Metro Santiago , Metropolitana di Sapporo , e su tutto il Montreal Metro e alcuni di transito delle guide automatizzati sistemi (ad esempio, la linea astram ), una ferroviario vivo deve essere fornita per alimentare la corrente. Il ritorno avviene attraverso le rotaie del binario convenzionale tra queste barre di guida ( vedi metropolitana su gomma ).

Un'altra struttura, con una terza rotaia (avanzamento corrente, all'esterno delle rotaie di corsa) e quarto rotaia (redditività corrente, a metà strada tra le rotaie di corsa), viene utilizzato da alcuni sistemi acciaio ruote; vedi quarta ferroviario . La metropolitana di Londra è il più grande di questi, (vedi l'elettrificazione ferroviaria in Gran Bretagna ). Il motivo principale per utilizzare lo quarta guida per portare la corrente di ritorno è di evitare questa corrente che fluisce attraverso i rivestimenti di gallerie metallo originali che non sono mai stati destinati a portare corrente, e che subirebbe corrosione elettrolitica deve fluire tali correnti in essi.

Un altro sistema a quattro ferroviario è linea M1 della metropolitana di Milano , dove corrente viene prelevata da un laterale barra piatta con contatto laterale, con ritorno attraverso una guida centrale con piano di contatto. Lungo alcune sezioni sulla parte settentrionale della linea una linea aerea è anche in atto, per consentire ai treni di linea M2 (che utilizzano pantografi e tensione maggiore, e non hanno segmenti di contatto) per accedere a un depot situato sulla linea M1. In depositi, treni linea M1 utilizzano pantografi per motivi di sicurezza, con raccordo realizzato in prossimità dei depositi distanti tracce entrate.

considerazioni estetiche

Terzo elettroferroviari è inferiore visivamente invadente rispetto aerea di elettrificazione. Nel 2011, il verde e l'estetica ispirato la Metro di Bangalore in India per incorporare un terzo sistema ferroviario.

sistemi misti

Diversi sistemi utilizzano una terza rotaia per parte del percorso, e altri forza motrice come sovraccarico catenaria o motore diesel per il resto. Questi possono esistere a causa del collegamento delle ferrovie separatamente di proprietà che utilizzano i diversi sistemi di movente, ordinanze locali, o per altre ragioni storiche.

Regno Unito

Diversi tipi di treni britannici sono stati in grado di operare su entrambi i sistemi ferroviari in testa e il terzo, tra cui classe British Rail Classe 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378 / 2 , 387 , 373 , 395 e 700 EMU, oltre a classe 92 locomotive.

Sulla regione meridionale di British Rail, scali merci avevano collegamenti elettrici aerei per evitare i rischi di una terza rotaia. Le locomotive sono stati dotati di un pantografo , come pure scarpe pick-up.

Eurostar / High Speed ​​1

La classe 373 utilizzato per i servizi internazionali operati da Eurostar attraverso il tunnel sotto la Manica utilizza raccolta in testa a 25 kV AC per la maggior parte del suo viaggio, con sezioni di 3 kV DC sulle linee belgi tra la sezione ad alta velocità belga e la stazione di Bruxelles Midi o 1,5 kV DC sulle linee francesi meridionali per i servizi stagionali. Come originariamente consegnato, le quote della classe 373 sono stati inoltre dotati di 750 V DC scarpe di raccolta , progettato per il viaggio a Londra attraverso le linee pendolari suburbane a Waterloo . Un interruttore tra terza rotaia e la consegna delle spese generali è stato eseguito durante l'esecuzione a velocità, inizialmente a Continental svincolo nei pressi di Folkestone, e più tardi a Fawkham Junction dopo l'apertura della prima sezione del tunnel sotto la Manica Rail Link . Tra la stazione ferroviaria di Kensington Olympia e Polo Nord deposito di ulteriori commutazioni erano necessarie.

Il sistema duale ha causato alcuni problemi. La mancata per ritrarre le scarpe quando entrano in Francia ha causato gravi danni alle apparecchiature di terra, portando a SNCF l'installazione di un paio di blocchi di cemento alla fine Calais di entrambi i tunnel di rompere il terzo scarpe ferroviari, se non fossero stati retratto. Un incidente nel Regno Unito, quando un conducente Eurostar riuscito a ritrarre il pantografo prima di entrare nel terzo sistema ferroviario, danneggiando un segnale cavalletto e il pantografo.

Il 14 novembre 2007, le operazioni di trasporto passeggeri di Eurostar sono stati trasferiti alla stazione St Pancras le operazioni di manutenzione e di Temple Mills deposito rendendo l'attrezzatura raccolta terza rotaia 750 VDC ridondante e che porta alla sua rimozione dalla flotta. Tutti i limiti di velocità sulle linee inglese Eurostar sono pubblicati in km / h ed i segni a mano sulle sezioni non ad alta velocità sono numeri bianchi su sfondo nero (invece del Regno Unito numeri neri standard su uno sfondo bianco) come un promemoria. Treni stessi non sono dotati di un tachimetro in grado di indicare in miglia all'ora (l'indicazione utilizzato per modificare automaticamente quando i pattini collettori sono stati dispiegati).

Nel 2009, del sud-est ha iniziato ad operare i servizi domestici su High Speed 1 trackage da St Pancras con la sua nuova Classe 395 EMU. Questi servizi operano sulla linea ad alta velocità fino a Ebbsfleet International o Ashford International , prima di trasferire alle linee classiche per servire nord e mid Kent. Di conseguenza, questi treni sono tensione doppia attivata, come la maggior parte dei percorsi su cui operano sono terzo binario elettrificato.

North London Line

A Londra, il London Line Nord cambia la sua alimentazione elettrica una volta tra Richmond e Stratford a Acton Central . Il percorso era originariamente terza rotaia in tutta ma una serie di problemi tecnici di messa a terra elettrica, oltre a parte del percorso anche essere coperto già da fili elettrici generali previste per il trasporto merci elettrici di bolina e Eurostar regionale dei servizi ha portato al cambiamento.

West London Line

Anche a Londra, il London Line occidentale cambia alimentazione tra di Shepherds Bush e Willesden Junction , dove si incontra il London Line Nord. A sud del punto di commutazione, il WLL è terzo binario elettrificato, a nord di lì, è in testa .

Thameslink

La croce-città Thameslink servizio viene eseguito sulla rete terza rotaia regione meridionale da Farringdon sud e sulla linea aerea nord a Bedford . La commutazione viene effettuata mentre stazionaria Farringdon quando voce sud, ed a City Thameslink quando direzione nord.

Parte settentrionale della città

Sulla Moorgate a Hertford e Welwyn linee di servizio di periferia, gli East Coast Main Line sezioni sono 25 kV AC, con un passaggio a terza rotaia fatta alla stazione ferroviaria di Drayton Park . Una terza rotaia è ancora usato nel tratto in galleria del percorso, poiché la dimensione dei tunnel che portano alla stazione di Moorgate era troppo piccolo per consentire aerea di elettrificazione.

Nord Linea Downs

Redhill con il diesel di Classe 166 servizio gestito da First Great Western alla lettura come il Downs Linea Nord ha solo terzo elettroferroviari su sezioni condivise.

Il Downs linea del Nord non è elettrificata su quelle parti della linea in cui il servizio North Downs ha l'uso esclusivo.

Le porzioni elettrificate della linea sono

Redhill a Reigate - consente ai servizi Southern Railway a correre a Reigate. Ciò evita di dover girare i servizi che terminano presso Redhill, dove a causa del layout della stazione, l'inversione avrebbe bloccato quasi tutte le linee di gestione.
Shalford Junction a Aldershot Sud Junction - linea condivisa con il Sud West Trains servizi elettrici Portsmouth e Aldershot.
Wokingham a Reading - linea condivisa con il Sud West Trains servizi elettrici da Waterloo.

Svezia

La metropolitana di Stoccolma è servito da un sistema ferroviario terzo.

Francia

Il nuovo tram a Bordeaux (Francia) usa un nuovo sistema con una terza rotaia nel centro della pista. La terza rotaia viene separato in 10 m (32 ft 10 in) di lunghezza conduttore e 3 m (9 ft 10 in) segmenti isolamento lunghi. Ogni segmento conduttore è collegato ad un circuito elettronico che renderà il segmento vivo una volta giace completamente sotto il tram (attivato da un segnale codificato inviato dal treno) e spegnerlo prima che rimanga esposta nuovamente. Questo sistema (chiamato " Alimentation par Sol " (APS), che significa "corrente di alimentazione via terra") viene utilizzato in vari luoghi della città, ma soprattutto nel centro storico: altrove i tram utilizzare le tradizionali linee aeree , si veda anche a livello del suolo alimentazione . Nell'estate del 2006 è stato annunciato che due nuovi sistemi di tram francese sarebbe utilizzando APS su una parte delle loro reti. Questi saranno Angers e Reims , con entrambi i sistemi prevista l'apertura intorno al 2009-2010.

Francese ferrovia Culoz-Modane fu elettrificata con 1500 V DC terza rotaia, poi convertito lavagna fili alla stessa tensione. Stazioni avevano fili aerei dall'inizio.

La linea filiale francese che serve Chamonix e la regione del Monte Bianco ( Saint-Gervais-le-Fayet a Vallorcine ) è terzo binario (in alto contatto) e scartamento metrico. Si continua in Svizzera, in parte con lo stesso sistema ferroviario terzo, in parte con una linea aerea.

La 63 km (39 miglia) di lunghezza Train Jaune linea nella Pirenei dispone anche di un terzo binario.

Olanda

Per mitigare i costi di investimento, la metropolitana di Rotterdam , in pratica un sistema di terza rotaia alimentato, è stato dato alcuni rami periferici costruiti sulla superficie come metropolitana leggera (chiamato sneltram in olandese), con numerosi passaggi a livello protetti con barriere e semafori. Questi rami hanno fili aerei. Allo stesso modo, in una via Amsterdam "sneltram" va avanti Metro tracce e passa alla superficie di allineamento in periferia, che condivide con i tram standard. Nella maggior parte dei recenti sviluppi, il RandstadRail progetto richiede anche Metro Rotterdam treni per l'esecuzione con fili sul loro cammino lungo la ex ferrovia mainline a L'Aia.

Sneltram è gestito da Gemeentelijk Vervoerbedrijf in Amsterdam lightrail con terza rotaia e passare a sovraccarico sul tram tradizionale comune con tram ad Amsterdam . Linea 51 al Amstelveen gestisce il servizio di metropolitana tra Amsterdam Centraal e la stazione Zuid. A Amsterdam Zuid passa dalla terza rotaia a pantografo e catenarie . Da lì a Amstelveen Centrum condivide la sua pista con il tram 5. I veicoli per ferrovie su questa linea sono in grado di utilizzare sia V DC 600 e 750 V DC.

La Russia e l'ex SU

In tutte le metropolitane di paesi post-sovietici , la rotaia di contatto è fatto per lo stesso standard. In particolare, poiché carbonio impurità aumentano la resistenza elettrica , tutte le terze rotaie sono costruite con acciai a basso tenore di carbonio.

Forse in alcuni metropolitane dell'ex profilo e sezione trasversale Unione Sovietica di guida conduttore sono gli stessi parametri di pista convenzionale.

Naturale, lunghezza pre-installazione della guida conduttore è 12,5 metri (41 piedi). Durante l'installazione, i segmenti ferroviari contatto sono saldati insieme per produrre sbarre collettrici di varia lunghezza. Nelle sezioni curve con raggio di 300 metri (980 piedi) o più, rettilinei, gallerie, la rotaia di contatto è saldato ad una lunghezza di 100 metri (330 ft); a superficie di rotolamento, 37,5 metri (123 ft); e, curve strette e sentieri del parco, 12,5 metri (41 piedi).

Post-sovietici installazioni terza rotaia usano il sistema (Wilgus-Sprague) in basso a contatto; sulla parte superiore della guida è alta resistenza involucro di plastica con integrità strutturale sufficiente a sostenere il peso di un uomo. Tensione è 825 volt DC .

stati Uniti

Terza rotaia di zona di transizione filo di sovraccarico sulla Skokie Swift

A New York City, treni elettrici che devono utilizzare il terzo binario lasciando Grand Central Terminal sulla ex New York Central Railroad (ora Metro-North Railroad ) interruttore per linee aeree a Pelham quando hanno bisogno di operare fuori sulla ex New York, New Haven e Hartford Railroad (ora di Metro North linea New Haven ) la linea a Connecticut . L'interruttore è fatta "al volo", e controllato dalla posizione del tecnico.

Anche a New York City, dove gas di scarico diesel potrebbe rappresentare un pericolo per la salute nelle aree delle stazioni sotterranee, Metro-North , Long Island Rail Road e Amtrak utilizzano locomotive diesel speciali che possono anche essere alimentati elettricamente da terza rotaia. Questo tipo di locomotiva (ad esempio, la General Electric P32AC-DM o EMD DM30AC di LIRR), può passare da una modalità all'altra mentre in corso. Il sistema ausiliario terza rotaia non è potente come il motore diesel, ecc aperta (non-tunnel) trackage motori tipicamente eseguite in modalità diesel, anche dove il potere terza rotaia è disponibile.

A New York , e in Washington, DC , ordinanze locali una volta richiesto elettrificate ferrovie di strada per disegnare corrente da una terza rotaia e ritornano la corrente ad una quarta guida, sia installato in un caveau continua sotto la strada e vi si accede per mezzo di un collettore che passava attraverso una fessura tra le rotaie di scorrimento. Quando tram su tali sistemi inseriti territorio in cui sono stati ammessi linee aeree, sono fermati sopra una fossa dove un uomo staccato il collettore ( aratro ) e il macchinista collocato un palo trolley sulla testa. Negli Stati Uniti, tutti questi sistemi di alimentazione alimentato a condotto sono stati interrotti e sostituiti o abbandonato del tutto.

Alcune sezioni del precedente sistema di tram London usati anche attuale collezione condotto sistema, anche con alcuni tram che potrebbe raccogliere energia da entrambe le fonti luminose e sotto-road.

La linea blu di Boston MBTA utilizza terzo elettroferroviari dall'inizio della linea di centro per l'aeroporto stazione, dove si passa alla catenaria in testa per il resto della linea per Paese delle Meraviglie . La sezione più esterna della Linea Blu corre molto vicino al Oceano Atlantico , e c'erano preoccupazioni circa possibili neve e l'accumulo di ghiaccio su una terza rotaia così vicino all'acqua. Catenaria Overhead non è utilizzato nella sezione sotterranea, a causa delle distanze stretti nella galleria del 1904 con porto di Boston. Il MBTA Orange Linea Hawker Siddeley serie 01200 vetture Rapid Transit (essenzialmente una versione più lunga del 0600 è la linea del blu) ha recentemente avuto il suo punti rimossi nel corso di un programma di manutenzione di montaggio pantografo; Questi supporti sarebbero stati utilizzati per pantografi che sarebbe stato installato era la linea arancione stato esteso a nord di suo capolinea corrente.

Doppio metodo di alimentazione è stato utilizzato anche in alcuni degli Stati Uniti interurbane ferrovie che hanno fatto uso di più recente terza rotaia in aree suburbane, e le infrastrutture in testa tram (trolley) esistenti per raggiungere il centro, ad esempio, la Skokie Swift a Chicago.

Bay Area Rapid Transit in ed intorno a San Francisco utilizza 1000 V DC .

uso simultaneo con filo di sovraccarico

Una stazione può essere elettrificata con un filo di sovraccarico e una terza rotaia allo stesso tempo. Questo è stato il caso, ad esempio, sulla S-Bahn di Amburgo tra il 1940 e il 1955. Un esempio moderno è Birkenwerder stazione ferroviaria nei pressi di Berlino, che ha terze rotaie su entrambi i lati e fili aerei. La maggior parte della Penn Station complesso a New York City è anche elettrificati con entrambi i sistemi. Tuttavia, tali sistemi hanno problemi con l'interazione delle diverse alimentazioni elettriche. Se una fornitura è DC e AC l'altro, si può verificare un premagnetizzazione indesiderato dei trasformatori AC. Per questo motivo, doppia elettrificazione è generalmente evitata.

conversioni

Nonostante diverse possibilità tecniche di svolgimento rotabile con modalità due alimentatori raccolta, il desiderio di raggiungere la piena compatibilità delle intere reti sembra essere stato l'incentivo per conversioni da terza rotaia di alimentazione in testa (o viceversa).

Corridoi suburbani a Parigi da Gare Saint-Lazare , Gare des Invalides (entrambi CF Ouest) e Gare d'Orsay ( CF PO ), sono stati elettrizzati dal 1924, 1901, 1900, rispettivamente. Essi tutti cambiati lavagna fili da stadi dopo divennero parte di un ampio progetto di elettrificazione scala della SNCF rete nel 1960-'70.

Nella zona di Manchester, la L & YR Bury linea è stato elettrificata con cavi aerei (1913), poi cambiato in terza rotaia (1917; vedi anche l'elettrificazione ferroviaria in Gran Bretagna ) e poi di nuovo nel 1992 per legare ambientali nel corso del suo adattamento per il Manchester Metrolink . I tram nelle strade del centro, portando pattini collettori sporgenti dai loro carrelli, sono stati considerati troppo pericolosi per i pedoni e il traffico motorizzato per tentare la tecnologia dual-mode (a Amsterdam e Rotterdam sneltram veicoli andare ad affiorare nelle periferie, non nelle zone centrali occupate). La stessa cosa è accaduto al West Croydon - Wimbledon Line in Greater London (originariamente elettrizzato dalla ferrovia del sud ) quando Tramlink è stato aperto nel 2000.

Tre linee su cinque che compongono il nucleo di metropolitana di Barcellona rete modificati all'alimentazione testa dalla terza rotaia. Questa operazione è stata fatta anche per fasi e completato nel 2003.

Il passaggio opposto ha avuto luogo nel sud di Londra. Il London Line sud del LBSCR rete tra Victoria e London Bridge fu elettrificata con catenaria nel 1909. Il sistema è stato successivamente esteso a Crystal Palace, Coulsdon Nord e Sutton. Nel corso della linea principale elettrificazione terza rotaia nel sud-est Inghilterra, le linee sono state convertite nel 1929.

Le ragioni per costruire il sovraccarico alimentato Tyne & Wear Metro rete all'incirca su linee della terza rotaia-ormai lontani Tyneside Electrics sistema nella zona di Newcastle sono suscettibili di avere radici in economia e psicologia, piuttosto che nella ricerca della compatibilità. Al momento dell'apertura Metro (1980), il terzo sistema ferroviario era già stato rimosso dalle linee esistenti, non c'erano terza rotaia veicoli per ferrovie sul mercato e quest'ultima tecnologia si limitava a pesante ferroviario molto più costosi magazzino. Anche il cambiamento di gran lunga in corso di immagine è stata desiderata: i ricordi della ultima fase di funzionamento dei Electrics Tyneside erano tutt'altro che favorevole. Questa è stata la costruzione del sistema da zero dopo 11 anni di servizio diesel inefficace.

Il primo avanzamento in testa ai treni elettrici tedeschi apparso sul Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn nel 1907. Trent'anni dopo, la linea principale operatore ferroviario, Deutsche Reichsbahn , influenzato dal successo della terza rotaia Berlin S-Bahn , ha deciso per passare quello che è stato ora chiamato Hamburg S-Bahn a terza rotaia. Il processo è iniziato nel 1940 e non era finito fino al 1955.

Nel 1976-1981, la terza rotaia Metropolitana di Vienna U4 Linea sostituito il Donaukanallinie e Wientallinie della Stadtbahn , C1900 costruito e prima elettrizzato lavagna fili nel 1924. Questo è stato parte di un grande progetto di costruzione rete U-Bahn consolidato. L'altro elettrico Stadtbahn linea, la cui conversione in ferroviario pesante archivio è stata respinta, opera ancora sotto fili di vagoni leggeri (come U6), anche se è stato accuratamente modernizzato e significativamente ampliato. Poiché le piattaforme sul Gürtellinie non erano adatte per sollevare senza molto intervento in storico Otto Wagner architettura stazione s', la linea sarebbe comunque rimane incompatibile con il resto della rete U-Bahn. Pertanto, un tentativo di conversione a terza rotaia sarebbe stato inutile. A Vienna, paradossalmente, i fili sono stati conservati per ragioni estetiche (ed economiche).

Le linee anziane in ovest della T-bane Oslo sistema sono state costruite con linee aeree mentre le linee orientali sono state costruite con terza rotaia, benché il sistema è stato poi convertito in terza rotaia. Prima della conversione, l'ormai in pensione OS T1300 e OS T2000 treni potessero operare su entrambi i sistemi.

La porzione occidentale del Skokie Swift del Chicago 'L' cambiato da catenaria a terza rotaia nel 2004, rendendo pienamente compatibile con il resto del sistema.

tensioni non standard

Alcune tensioni ferroviari terzi elevate (1200 volt e oltre) includono:

In Germania durante l'inizio del Terzo Reich , un sistema ferroviario con 3 metri (9,8 piedi) larghezza della sagoma era previsto. Per questo breitspurbahn sistema ferroviario, elettrificazione con una tensione di 100 kV prelevati da una terza rotaia è stato considerato, al fine di evitare danni alla lavagna fili da sovradimensionati cannoni anti-aerei rotaie. Tuttavia tale sistema di alimentazione non avrebbe funzionato, in quanto non è possibile isolare una terza rotaia per tali alte tensioni in prossimità dei binari. L'intero progetto non progredì ulteriormente a causa della insorgenza della seconda guerra mondiale.

Storia

Con i sistemi di terza e quarta rotaia di contatto superficiale "ferro" pesante sospeso da una trave di legno attaccato ai carrelli raccoglie alimentazione facendo scorrere sulla superficie superiore della rotaia elettrica. Questa visualizzazione mostra una Britannico classe 313 della guida del treno.
La metropolitana utilizza un sistema a quattro rail dove entrambe le sbarre collettrici sono relative vivo alle rotaie di corsa, e la rotaia positivo ha il doppio della tensione del binario negativo. Archi come questo sono normali e si verificano quando le scarpe elettrici raccolta potenza di un treno che preleva energia raggiungono la fine di una sezione della sbarra collettrice.
Rotaia conduttrice sul MBTA Linea Rossa alla Stazione Sud di Boston , costituita da due strisce di alluminio su un binario in acciaio per assistere con il calore e la conduzione elettrica
Traccia di Singapore LRT ; la terza rotaia è sul lato destro

sistemi di elettrificazione terza rotaia sono, oltre a batterie di bordo, più antichi mezzi di fornire energia elettrica ai treni delle ferrovie utilizzando i propri corridoi, in particolare nelle città. alimentatore Overhead è stato utilizzato inizialmente quasi esclusivamente sulle ferrovie della linea tranviaria simile, anche se è apparso anche lentamente sui sistemi principali.

Un trenino elettrico sperimentale utilizzando questo metodo di alimentazione è stato sviluppato dalla società tedesca Siemens & Halske e mostrato al di Berlino industriale Esposizione del 1879 , con il suo terzo binario tra le rotaie di scorrimento. Alcuni ferroviarie elettriche primi utilizzati i binari in esecuzione come il conduttore di corrente, come nel 1883, ha aperto Ferrovia elettrica di Volk a Brighton. E 'stato dato un linea di alimentazione aggiuntiva nel 1886, ed è ancora in funzione. Il selciato del gigante tranviaria seguito, dotato di un elevato esterno terza rotaia nel 1883, poi convertito in filo di sovraccarico. La prima ferrovia di utilizzare la terza rotaia centrale era il Bessbrook e Newry Tramway in Irlanda, ha aperto nel 1885, ma ora, come la linea Selciato del Gigante, chiuso.

Anche nel 1880, i sistemi di terza rotaia ha cominciato ad essere utilizzato in trasporto pubblico urbano . Tram erano prima che beneficia: hanno usato conduttori condotto sotto della superficie stradale (vedi condotto collezione attuale ), di solito su parti selezionate delle reti. Questo è stato provato prima a Cleveland (1884) e Denver (1885) e successivamente diffuso in molte reti grande tram (ad esempio New York, Chicago, Washington DC, Londra, Parigi, che sono tutti chiusi) e di Berlino (il terzo sistema ferroviario in città è stato abbandonato nei primi anni del 20 ° secolo, dopo abbondanti nevicate.) il sistema è stato provato nella località balneare di Blackpool , Regno Unito, ma è stato presto abbandonato come la sabbia e acqua salata è stato trovato per entrare nel condotto e causare guasti, e là era un problema con caduta di tensione . Alcune sezioni di binari tranviari hanno ancora la fessura rotaie visibile.

Una terza rotaia fornita l'alimentazione alla prima ferrovia al mondo elettrico sotterraneo, il City & South London Railway , che ha aperto nel 1890 (ora parte della linea Northern della metropolitana di Londra). Nel 1893, secondo terzo-ferrovia urbana alimentata ferroviaria al mondo ha aperto in Gran Bretagna, la Ferrovia Overhead di Liverpool (chiuso il 1956 e smantellato). Il primo degli Stati Uniti terza rotaia alimentato città ferroviario in uso reddito era il 1895 Metropolitan West Side elevato , che divenne ben presto parte del Chicago 'L' . Nel 1901, Granville Woods , un eminente inventore afro-americano, è stato concesso un brevetto USA 687.098 , che coprono vari miglioramenti proposto di sistemi ferroviari terzi. Questo è stato citato la rivendicazione che ha inventato il terzo sistema ferroviario di distribuzione della corrente. Tuttavia, da quel momento ci fosse stata numerosi altri brevetti per sistemi di terze ferroviari elettrificate, tra cui Thomas Edison 's brevetto USA 263.132 del 1882, e terze rotaie era stato in uso con successo per oltre un decennio, in installazioni tra cui il resto di Chicago' elevateds', così come quelli utilizzati in Brooklyn Rapid Transit Company , per non parlare dello sviluppo al di fuori degli Stati Uniti.

In Paris , una terza rotaia è apparso nel 1900 nel tunnel principale linea che collega la Gare d'Orsay al resto della rete CF Parigi-Orléans. Principale linea di elettrificazione terza rotaia è stato successivamente ampliato per alcuni servizi suburbani.

Il sistema di trasporto Woodford è stato utilizzato su tram industriali , in particolare in cave e miniere a cielo aperto nei primi decenni del 20 ° secolo. Questo ha usato un 250 Volt centro terza rotaia per alimentare semoventi a distanza controllati automobili discarica lato . Il sistema di controllo remoto è stato utilizzato come un modello ferroviario , con la terza rotaia suddiviso in più blocchi che possono essere impostati al potere, costa o freno interruttori nel centro di controllo.

Top contatto o tipo a gravità terza rotaia sembra essere la più antica forma di raccolta di energia. Ferrovie pionieri nell'utilizzo di tipi meno pericolosi di terza rotaia sono stati il New York Central Railroad sull'approccio alla New York 's Grand Central Terminal (1907 - un altro caso di una linea principale di elettrificazione terza rotaia), di Philadelphia Market Street Subway-Elevata (1907) , e il Hochbahn di Amburgo (1912) - tutti avevano rotaia di contatto inferiore, noto anche come sistema Wilgus-Sprague. Tuttavia, il Manchester Bury linea del Lancashire e dello Yorkshire Railway cercato lato ferroviario contatto nel 1917. Queste tecnologie apparso in un più ampio uso solo a cavallo del 1920 e nel 1930 in poi, per esempio, le linee di grande profilo della Berlino U- Bahn , la Berlino S-Bahn e della metropolitana di Mosca . La S-Bahn di Amburgo ha utilizzato un contatto laterale terza rotaia a 1200 V CC dal 1939.

Nel 1956 prima linea ferroviaria su gomma al mondo, Linea 11 della Metropolitana di Parigi , ha aperto. La barra collettrice evoluto in una coppia di rotaie di guida necessari per mantenere il carrello in posizione corretta sul nuovo tipo di pista. Questa soluzione è stata modificata in 1971 Namboku Linea di Sapporo metropolitana , dove un posto centrale di guida / rotaia ritorno è stato usato più rail una potenza posizionato lateralmente sulle linee ferroviarie convenzionali.

Sapporo metropolitana con una guida posizionato centralmente / rotaia ritorno

La tecnologia di terza rotaia a linee di tram di strada è stato recentemente riproposto nel nuovo sistema di Bordeaux (2004). Si tratta di una tecnologia completamente nuova (vedi sotto).

Sistemi di terze ferroviari non sono considerati obsoleti. Vi sono, tuttavia, i paesi (in particolare Giappone , Corea del Sud , Spagna ) più desiderosi di adottare i collegamenti elettrici aerei per le loro ferrovie urbane. Ma allo stesso tempo, ci sono stati (e sono tuttora) molti nuovi sistemi di terze ferroviari costruiti altrove, compresi i paesi tecnologicamente avanzati (ad esempio Metro Copenhagen , Metro di Taipei , Metro Wuhan ). Peggiori ferrovie alimentati (esso può essere troppo specifico per usare il termine 'terza rotaia') vengono solitamente utilizzato con sistemi aventi treni gommati, sia esso un metro pesante (eccetto altre due linee di Sapporo metropolitana ) o una piccola capacità persone mover (PM). I nuovi sistemi ferroviari elettrificata tendono ad usare overhead per sistemi regionali ea lunga percorrenza. Sistemi terza rotaia con tensioni inferiori a sistemi sottotetto richiedono ancora molti altri punti di erogazione.

modello railroading

Nel 1906, le Lionel treni elettrici sono diventati il primo modello treni di utilizzare una terza rotaia per alimentare la locomotiva. Lionel traccia utilizza una terza rotaia al centro, mentre le due rotaie esterne sono collegate elettricamente tra loro. Questo risolto il problema due binari treni di modello hanno quando la pista è disposta per ciclo su se stesso, come in genere questo provoca un corto circuito. (Anche se il ciclo è stato gapped, la locomotiva creerebbe una breve e fermare mentre attraversa le lacune.) Treni elettrici Lionel operano anche a corrente alternata. L'uso di corrente alternata significa che una locomotiva Lionel non può essere invertito cambiando polarità; invece, le sequenze locomotiva tra diversi stati (avanti, folle, indietro, per esempio) ogni volta che viene avviato.

Märklin treni ferroviari tre utilizzano un breve picco di tensione CC per invertire un relè all'interno della locomotiva mentre è fermo. Pista di Märklin non dispone di un terzo binario vero e proprio; invece, una serie di brevi perni fornisce la corrente, ripresa da una lunga "scarpa" sotto il motore. Questa scarpa è abbastanza lungo per essere sempre in contatto con diversi sulla mappa. Questo è noto come il sistema di contatto perno e presenta alcuni vantaggi se utilizzato in sistemi modello ferroviario esterni. Il collettore sci sfrega sui prigionieri e di auto quindi intrinsecamente pulisce. Quando si utilizzano entrambe le rotaie del binario per il ritorno in parallelo c'è molto meno probabilità di interruzione di corrente a causa dello sporco sulla linea.

Molti set di modellini di treni oggi utilizzano solo due binari, di solito associati ai sistemi G-Scala Z, N, HO o. Questi sono in genere alimentati da corrente continua (DC) in cui la tensione e la polarità delle attuali controlli la velocità e direzione del motore CC nel treno. Un'eccezione è crescente Digital Comando di controllo (DCC), dove bipolare DC viene consegnato alle rotaie ad una tensione costante, insieme con i segnali digitali che vengono decodificati all'interno della locomotiva. DC bipolare trasporta informazioni digitali per indicare il comando e la locomotiva che viene comandato, anche quando più locomotori sono presenti sulla stessa traccia. Il suddetto sistema di O-Gauge Lionel rimane popolare anche oggi. Con la sua pista tre ferroviario e l'attuazione di corrente alternata.

Alcune ferrovie modello realisticamente imitare il terzo configurazioni ferroviarie delle loro controparti di dimensioni normali, anche se la maggior parte non traggono alimentazione dalla terza rotaia.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno