Třetí kolej - Third rail

Tento článek je o energetickém systému pro železnice. Pro jiná použití, viz Třetí kolejnice (disambiguation) .
Pro zaměstnance železnice viz Dirigent (kolej) .

British Rail Class 442 třetí kolejnice elektrická jednotka v Battersea . Class 442 je současným držitelem rekordu v nejvyšší rychlosti dosažené vlakem třetí kolejové dráhy, a to rychlostí 175 km/h, což je rekord, který drží od 11. dubna 1988.
Bota z NYC Subway "vlak výroby automobilů kontaktu s třetí kolejnicí. V popředí je třetí kolejnice pro sousední kolej.

Třetí napájecí kolejnice , také známý jako živé příčce , elektrické železnici nebo napájecí kolejnice , je způsob zajištění elektrické energie pro železniční lokomotivy nebo vlaku, a to prostřednictvím semi-kontinuálním tuhým vodičem umístěným vedle nebo mezi kolejnicemi na železniční trati . Používá se typicky v systému hromadné dopravy nebo rychlé dopravy , který má zarovnání ve svých vlastních koridorech, zcela nebo téměř zcela oddělených od vnějšího prostředí. Třetí železniční systémy jsou často napájeny stejnosměrným proudem .

Systém elektrifikace třetí kolejnice nesouvisí se třetí kolejí používanou v železnicích s dvojitým rozchodem .

Popis

Systémy třetí kolejnice jsou prostředkem pro poskytování elektrické trakční energie vlakům pomocí přídavné kolejnice (nazývané „vodicí kolejnice“) za tímto účelem. U většiny systémů je vodicí kolejnice umístěna na koncích pražců mimo pojezdové kolejnice, ale v některých systémech se používá centrální vodicí kolejnice. Vodičová kolejnice je uložena na keramických izolátorech (známých jako „hrnce“), na horním kontaktu nebo izolovaných konzolách , na spodním kontaktu, obvykle v intervalech přibližně 3,0 m.

Vlaky mají kovové kontaktní bloky zvané sběratelské boty (také známé jako kontaktní boty nebo pickupové boty), které jsou v kontaktu s vodivou kolejnicí. Trakční proud se vrací zpět do generátoru pomocí pojezdových kolejnic. V Severní Americe je vodicí kolejnice obvykle vyrobena z vysoce vodivé oceli nebo oceli přišroubované k hliníku, aby se zvýšila vodivost. Jinde ve světě jsou preferovanou technologií extrudované hliníkové vodiče s kontaktním povrchem nebo víčkem z nerezové oceli díky nižšímu elektrickému odporu, delší životnosti a nižší hmotnosti. Pojezdové kolejnice jsou elektricky spojeny pomocí drátových spojů nebo jiných zařízení, aby se minimalizoval odpor v elektrickém obvodu. Kontaktní boty mohou být umístěny pod, nad nebo vedle třetí kolejnice, v závislosti na typu použité třetí kolejnice: tyto třetí kolejnice se označují jako spodní kontakt, horní kontakt nebo boční kontakt.

Na úrovňových přejezdech , přechodech a mezerách rozvoden musí být vodivé kolejnice přerušeny . Na koncích každé části jsou kónické kolejnice, které umožňují plynulý záběr kontaktních bot vlaku.

Poloha kontaktu mezi vlakem a kolejnicí se liší: některé z prvních systémů používaly horní kontakt, ale pozdější vývoj používá boční nebo spodní kontakt, který umožnil zakrytí vodicí kolejnice, ochranu pracovníků dráhy před náhodným kontaktem a ochranu kolejnice vodiče od mrazu, ledu, sněhu a opadávání listí.

Galerie

Výhody a nevýhody

Bezpečnost

Spodní kontakt třetí kolejnice v izolátoru pláště

Protože systémy třetích kolejí představují nebezpečí úrazu elektrickým proudem blízko země, vysoká napětí (nad 1 500 V) nejsou považována za bezpečná. K přenosu adekvátního výkonu musí být proto použit velmi vysoký proud, což má za následek vysoké odporové ztráty a vyžaduje relativně blízko umístěné napájecí body ( elektrické rozvodny ).

Elektrifikovaná kolejnice hrozí úrazem elektřinou kohokoli, kdo bloudí nebo padá na koleje. Tomu lze zabránit použitím plošinových dveří nebo lze riziko snížit umístěním vodicí kolejnice na stranu koleje mimo nástupiště, pokud to umožňuje rozvržení stanice. Riziko lze také snížit tím, že bude krycí deska podepřená konzolami , která chrání třetí kolejnici před dotykem, ačkoli mnoho systémů ji nepoužívá. Tam, kde se používají krycí desky, snižují rozchod konstrukce v horní části kolejnice. To zase snižuje rozchod .

V některých moderních systémech, jako je přízemní napájecí zdroj (poprvé použitý v tramvajové trase Bordeaux ), se bezpečnostnímu problému vyhneme rozdělením napájecí kolejnice na malé segmenty, z nichž každý je napájen pouze tehdy, je-li plně pokryt vlakem.

Na úrovňových přejezdech také hrozí chůze chodců na koleje . V USA rozhodnutí Nejvyššího soudu z Illinois z roku 1992 potvrdilo verdikt 1,5 milionu dolarů proti Chicago Transit Authority za to, že nezabránil tomu, aby se opilý člověk dostal na koleje na přejezdu ve snaze močit. Metro Paris má grafické varovné příznaky ukazující na nebezpečí úrazu elektrickým proudem z močení na třetí kolejnice, opatření, která Chicago neměli.

Koncové rampy vodivých kolejnic (kde jsou přerušeny nebo mění strany) představují praktické omezení rychlosti v důsledku mechanického nárazu obuvi a 161 km/h (100 mph) je považováno za horní hranici praktické třetí kolejnice úkon. Světový rychlostní rekord pro třetí železniční vlak je 174 km/h (108 mph) dosažený dne 11. dubna 1988 britskou třídou 442 EMU .

V případě srážky s cizím předmětem mohou zkosené koncové rampy spodních pojezdových systémů usnadnit nebezpečí vniknutí třetí kolejnice do interiéru osobního automobilu. Věří se, že to přispělo ke smrti pěti cestujících při vlakové nehodě Valhalla v roce 2015.

Efekty počasí

Třetí železniční systémy využívající horní kontakt jsou náchylné k hromadění sněhu nebo ledu vytvořeného ze zmrzlého sněhu, což může přerušit provoz. Některé systémy provozují vyhrazené rozmrazovací soupravy k ukládání olejové tekutiny nebo nemrznoucí směsi (jako je propylenglykol ) na vodivou kolejnici, aby se zabránilo zamrzání. Třetí kolejnici lze také zahřát, aby se zmírnil problém ledu.

Na rozdíl od systémů třetích kolejí může být zařízení trolejového vedení ovlivněno silným větrem nebo mrznoucím deštěm, které strhne dráty a zastaví všechny vlaky. Bouřky mohou také vypnout napájení bleskem v systémech s nadzemními dráty , deaktivovat vlaky, pokud dojde k přepětí nebo přerušení vodičů.

Mezery

V závislosti na geometrii vlaku a koleje by mezery ve vodicí kolejnici (např. Na úrovňových přejezdech a křižovatkách) mohly umožnit vlaku zastavit v poloze, kde jsou všechny jeho sběrací botky v mezerách, takže není k dispozici žádný trakční výkon. Vlak je pak prý „mezera“. Další vlak pak musí být vyveden za uvízlým vlakem, aby jej zatlačil na vodivou kolej, nebo může být použit propojovací kabel , který vlaku dodá dostatek energie, aby se jedna z jeho kontaktních bot dostala zpět na živou kolej. Vyhnutí se tomuto problému vyžaduje minimální délku vlaků, které lze provozovat na trati. Lokomotivy buď měly zálohu systému palubního vznětového motoru (např. British Rail Class 73 ), nebo byly připojeny k botám na kolejových vozidlech (např. Metropolitan Railway ).

Běžecké kolejnice pro napájení

První myšlenka přivádění elektřiny do vlaku z externího zdroje byla pomocí obou kolejnic, po kterých vlak jede, přičemž každá kolejnice je vodičem pro každou polaritu a je izolována pražci . Tuto metodu používá většina zmenšených modelových vlaků , ale u velkých vlaků nefunguje tak dobře, protože pražce nejsou dobrými izolátory. Elektrické připojení dále vyžaduje izolovaná kola nebo izolované nápravy, ale většina izolačních materiálů má ve srovnání s kovy použitými k tomuto účelu špatné mechanické vlastnosti, což vede k méně stabilnímu vlakovému vozidlu. Přesto byl někdy používán na počátku vývoje elektrických vlaků. Nejstarší elektrická železnice v Británii, Volkova železnice v Brightonu v Anglii, byla původně elektrifikována na 50 voltů DC pomocí tohoto systému (nyní je to systém tří kolejí). Další železniční systémy, které ji používaly, byly Gross-Lichterfelde Tramway a Ungerer Tramway .

Kontakt obuvi

Viz také: Aktuální kolektor § Kontaktní bota

Třetí kolejnice je obvykle umístěna mimo dvě pojezdové kolejnice, ale na některých systémech je namontována mezi nimi. Elektřina je do vlaku přenášena pomocí posuvné patky , která je držena v kontaktu s kolejnicí. U mnoha systémů je nad třetí kolejnicí umístěn izolační kryt, který chrání zaměstnance pracující v blízkosti trati; někdy je bota navržena tak, aby se dotýkala strany (nazývané „boční běh“) nebo spodní části (nazývané „spodní běh“ nebo „podběh“) třetí kolejnice, což umožňuje připevnění ochranného krytu přímo na její horní povrch. Když bota klouže po horním povrchu, je označována jako „top running“. Když bota klouže po spodním povrchu, je méně ovlivněna hromaděním sněhu, ledu nebo listí a snižuje pravděpodobnost zasažení osoby elektrickým proudem při kontaktu s kolejnicí. Mezi příklady systémů využívajících podjízdnou třetí kolej patří Metro-North v metropolitní oblasti New Yorku ; SEPTA Market-Frankford linka ve Filadelfii ; a londýnská Docklands Light Railway .

Kontaktujte galerii obuvi

Elektrická hlediska a alternativní technologie

Elektrické trakční soupravy (využívající elektrickou energii generovanou ve vzdálené elektrárně a přenášenou do vlaků) jsou podstatně nákladově efektivnější než dieselové nebo parní jednotky, kde v každém vlaku musí být přepravovány samostatné pohonné jednotky. Tato výhoda je zvláště patrná v městských a rychlých přepravních systémech s vysokou hustotou provozu.

Kvůli mechanickým omezením kontaktu se třetí kolejnicí dosahují vlaky, které používají tento způsob napájení, nižších rychlostí než ty, které používají elektrická vedení a pantograf . Přesto mohou být upřednostňováni ve městech, protože není potřeba příliš vysoká rychlost a způsobují menší vizuální znečištění .

Třetí kolejnice je alternativou k trolejovému vedení, které přenáší energii na vlaky pomocí pantografů připojených k vlakům. Zatímco systémy s horním drátem mohou pracovat při 25 kV nebo více za použití střídavého proudu (AC), menší vůle kolem živé kolejnice ukládá maximálně asi 1200 V, některé systémy používají napětí 1500 V ( řádek 4, metro Guangzhou , řádek 5 (Metro Guangzhou , Line 3, Shenzhen Metro ) a stejnosměrný proud (DC). Vlaky na některých tratích nebo sítích používají oba režimy napájení (viz § Smíšené systémy níže).

Všechny třetí železniční systémy na celém světě jsou napájeny stejnosměrnými zdroji. Některé z těchto důvodů jsou historické. Rané trakční motory byly stejnosměrné motory a tehdy dostupné usměrňovací zařízení bylo velké, drahé a nepraktické instalovat do vlaků. Také přenos relativně vysokých proudů vyžaduje vyšší ztráty při AC než DC. Rozvodny pro stejnosměrný systém budou muset být (typicky) od sebe vzdáleny asi 2 kilometry (1,2 mil), ačkoli skutečná vzdálenost závisí na nosnosti; maximální rychlost a servisní frekvence linky.

Jednou z metod snižování proudových ztrát (a tím zvětšování rozteče napájecích/pod stanic, což jsou velké náklady na elektrifikaci třetí kolejnice), je použití kompozitní vodivé kolejnice hybridního provedení hliník/ocel. Hliník je lepším vodičem elektřiny a kluzná plocha z nerezové oceli se lépe opotřebovává.

Existuje několik způsobů připevnění nerezové oceli k hliníku. Nejstarší je koextrudovaná metoda, kdy se nerezová ocel vytlačuje s hliníkem. Tato metoda trpí v ojedinělých případech delaminací (kde se nerezová ocel odděluje od hliníku); to prý bylo v nejnovějších koextrudovaných kolejnicích odstraněno. Druhou metodou je hliníkové jádro, na které jsou připevněny dvě části z nerezové oceli jako víčko a lineárně jsou přivařeny podél osy kolejnice. Protože hliník má vyšší součinitel tepelné roztažnosti než ocel, musí být hliník a ocel pevně zajištěny, aby poskytovaly dobré rozhraní pro sběr proudu. Třetí metoda nýtuje hliníkové sběrnicové pásy na pás ocelové kolejnice.

Mechanismy návratu proudu

Stejně jako u nadzemních vodičů zpětný proud obvykle protéká jednou nebo oběma běžícími kolejnicemi a únik na zem není považován za vážný. Tam, kde vlaky jezdí na gumových pneumatikách, například na částech metra Lyon , Paris Métro , Mexico City , Santiago Metro , Sapporo Municipal Subway a na všech stanicích metra Montreal a některých automatizovaných tranzitních systémů vedení (např. Linka Astram ), Pro napájení proudu musí být zajištěna živá kolej. Návrat se provádí přes kolejnice konvenční dráhy mezi těmito vodicími tyčemi ( viz metro s gumovými pneumatikami ).

Jiný design, s třetí kolejnicí (proudový posuv, mimo pojezdové kolejnice) a čtvrtou kolejnicí (návrat proudu, uprostřed mezi pojezdovými kolejnicemi), používá několik systémů ocelových kol; viz čtvrtá kolejnice . Londýnské metro je největší z nich (viz železniční elektrifikace ve Velké Británii ). Hlavním důvodem použití čtvrté kolejnice k přenášení zpětného proudu je zabránit tomu, aby tento proud protékal původními kovovými tunelovými ostěními, která nikdy neměla proud vést a která by trpěla elektrolytickou korozí, kdyby v nich takové proudy protékaly.

Dalším čtyřkolejnicovým systémem je trasa M1 milánského metra , kde je proud odebírán boční plochou tyčí s bočním kontaktem, s návratem přes centrální kolejnici s horním kontaktem. Podél některých úseků v severní části trati je také na místě trolejové vedení , které vlakům linky M2 (které používají pantografy a vyšší napětí a nemají kontaktní boty) umožní přístup do depa umístěného na lince M1. V depech používají vlaky linky M1 z bezpečnostních důvodů pantografy, přičemž přechod je prováděn v blízkosti skladů mimo příjmové koleje.

Estetické úvahy

Elektrifikace třetí koleje je méně vizuálně rušivá než elektrifikace nad hlavou .

Smíšené systémy

Hlavní články: vícesystémová (železniční) a elektro-dieselová lokomotiva

Několik systémů používá pro část trasy třetí kolejnici a pro zbytek další hnací sílu, jako je trolejové vedení nad hlavou nebo vznětový motor. Ty mohou existovat z důvodu spojení samostatně vlastněných železnic pomocí různých motivových systémů, místních vyhlášek nebo z jiných historických důvodů.

Spojené království

Viz také: Železniční elektrifikace ve Velké Británii

Několik typů britských vlaků bylo schopno provozovat jak nadzemní, tak třetí železniční systémy, včetně British Rail Class 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378/ 2 , 387 , 373 , 395 , 700 a 717 EMU, jakož i lokomotivy třídy 92 .

V jižní oblasti British Rail měly nákladní lodě nadzemní dráty, aby se předešlo úrazu elektrickým proudem třetí kolejnice. Lokomotivy byly vybaveny pantografem i sběračskými botami.

Eurostar / High Speed ​​1

Class 373 používá pro mezinárodní železniční vysokorychlostní služby provozované Eurostar přes tunel pod Lamanšským průlivem běží na horních drátů při 25 kV AC pro většinu z jeho cesty s úseky 3 kV DC na belgických linek mezi belgickou sekci vysokorychlostním a Brusel Midi stanice nebo 1,5 kV DC na železničních tratích na jihu Francie pro sezónní služby. Jak bylo původně dodáno, jednotky třídy 373 byly navíc vybaveny sběracími botami 750 V DC , určenými pro cestu do Londýna příměstskými příměstskými linkami do Waterloo . Přepínání mezi sběrnou ze třetí kolejnice a nad hlavou bylo provedeno za rychlosti, zpočátku na kontinentální křižovatce poblíž Folkestone a později na křižovatce Fawkham po otevření první části železničního spojení tunelu pod Lamanšským průlivem . Mezi nádražím Kensington Olympia a skladiště severního pólu byly nutné další přechody.

Systém dvou napětí způsobil určité problémy. Neschopnost stáhnout boty při vstupu do Francie způsobila vážné poškození traťového zařízení, což způsobilo, že SNCF instalovala pár betonových bloků na konci Calais obou tunelů, aby odlomila třetí kolejnice, pokud nebyly zataženy. K nehodě došlo ve Velké Británii, když řidič Eurostar nedokázal zasunout pantograf před vstupem do třetího železničního systému, čímž poškodil signální portál a pantograf.

Dne 14. listopadu 2007 byly osobní operace Eurostaru převedeny na nádraží St Pancras a operace údržby do depa Temple Mills , čímž bylo zařízení pro sběr kolejových vozidel 750 V DC nadbytečné a třetí kolejnice byly odstraněny. Samotné vlaky již nejsou vybaveny rychloměrem schopným měřit rychlost v mílích za hodinu (tento údaj se automaticky používá při nasazení kolektorových bot).

V roce 2009 Southeastern zahájil provoz vnitrostátních služeb přes vysokorychlostní kolejiště od St Pancras s využitím své nové třídy 395 EMU. Tyto služby fungují na vysokorychlostní trati, pokud jde o Ebbsfleet International nebo Ashford International , než se přesunou na hlavní tratě, aby sloužily na sever a v polovině Kentu. V důsledku toho jsou tyto vlaky povoleny s dvojitým napětím, protože většina tras, po kterých cestují, je elektrifikovaná třetí kolej.

Severní londýnská linka

Hlavní článek: North London Line

V Londýně mění North London Line své napájení jednou mezi Richmondem a Stratfordem v Acton Central . Trasa byla původně třetí železniční po celou dobu, ale několik technických problémů s elektrickým uzemněním a část trasy byla také pokryta již nadzemními elektrickými dráty poskytovanými pro elektrickou nákladní dopravu a regionální služby Eurostar vedly ke změně.

West London Line

Hlavní článek: West London Line

Také v Londýně mění West London Line napájení mezi Shepherd's Bush a Willesden Junction , kde se setkává s North London Line. Jižně od bodu přechodu je WLL elektrifikovaná třetí kolejí, severně odtud je nad hlavou .

Thameslink

Hlavní článek: Thameslink

Cross-city Thameslink service runs on the Southern Region třetí železniční síť z Farringdon na jih a na trolejovém vedení na sever do Bedfordu , Cambridge a Peterborough . Přechod se provádí, když je stát ve Farringdonu, když míří na jih, a ve městě Thameslink, když míří na sever.

Severní město

Hlavní článek: Northern City Line

Na příměstských obslužných trasách Moorgate to Hertford a Welwyn jsou úseky East Line Main Line 25 kV AC, s přechodem na třetí kolejnici provedené na nádraží Drayton Park . V tunelové části trasy je stále používána třetí kolejnice, protože velikost tunelů vedoucích ke stanici Moorgate byla příliš malá na to, aby umožňovala režijní elektrifikaci.

North Downs Line

Hlavní článek: North Downs Line
Redhill se vznětovým motorem třídy 166 provozovaným společností First Great Western to Reading jako North Downs Line má pouze třetí železniční elektrifikaci na sdílených úsecích.

Linka North Downs není elektrifikovaná na těch částech trati, kde má služba North Downs výhradní využití.

Elektrifikované části linky jsou

Redhill to Reigate - Umožňuje provozovat služby Southern Railway na Reigate. To ušetří nutnost otáčet se při ukončení služeb v Redhillu, kde kvůli rozvržení stanice, protože obrácení by zablokovalo téměř všechny běžící linky.
Shalford Junction do Aldershot South Junction - linka sdílená se službami South Western Railway Electric Portsmouth a Aldershot.
Wokingham do Readingu - linka sdílená s elektrickými službami South Western Railway od Waterloo.

Belgie

Metro Brussels stanice. Vyvýšené třetí kolejnice pro obě koleje jsou vidět v polovině cesty mezi nástupišti.

Metro Brusel používá 900 V DC třetí dráhy, které bočně, s kontaktem prostřednictvím boty spuštěné v napájecí kolejnice, která má izolační vrstvu na vrchu a stranách.

Finsko

Metro Helsinki používá 750 V DC třetí železniční systém. Úsek z přístavu Vuosaari do Vuosaari není elektrifikován, protože jeho jediným účelem je připojení k finské železniční síti, jejíž rozchod se od metra liší jen o několik milimetrů. Trasu již dříve používaly lokomotivy posunující naftu, které stěhovaly nové vlaky metra do elektrifikované části trati.

Francie

Nová tramvajová dráha v Bordeaux (Francie) využívá nový systém s třetí kolejnicí ve středu koleje. Třetí kolejnice je rozdělena na 10 m (32 ft 9+3 / 4  palce) dlouhá vedení a 3 m (9 ft 10+1 / 8  palců) dlouhé izolační segmenty. Každý vodivý segment je připojen k elektronickému obvodu, který způsobí, že bude segment živý, jakmile bude plně pod tramvají (aktivován kódovaným signálem vyslaným vlakem) a vypne jej, než bude znovu odhalen. Tento systém (nazývaný „ Alimentation par Sol “ (APS), což znamená „aktuální dodávka po zemi“) se používá na různých místech po městě, ale zejména v historickém centru: jinde tramvaje používají konvenční trolejové vedení , viz také přízemí napájení . V létě 2006 bylo oznámeno, že dva nové francouzské tramvajové systémy budou používat APS přes část svých sítí. Půjde o Angers a Remeš , přičemž oba systémy by se měly otevřít kolem roku 2009–2010.

Francouzská železnice Culoz – Modane byla elektrifikována třetí kolejnicí o napětí 1500 V DC, později přeměněna na trolejové dráty při stejném napětí. Stanice měly od začátku nadzemní dráty.

Francouzská odbočka, která obsluhuje Chamonix a region Mont Blanc ( Saint-Gervais-le-Fayet až Vallorcine ), je třetí kolejnice (horní kontakt) a měřidlo. Pokračuje ve Švýcarsku, částečně stejným třetím železničním systémem, částečně trolejovým vedením.

63 km dlouhá trať vlaku Jaune v Pyrenejích má také třetí kolejnici.

Mnoho příměstských linek, které došly ze stanice Paris Saint Lazare, používalo třetí železniční (spodní kontakt) přívod.

Holandsko

Aby se snížily investiční náklady, metro Rotterdam , v podstatě systém poháněný třetí kolejnicí, dostalo několik odlehlých větví postavených na povrchu jako lehká kolej ( v holandštině nazývaná Sneltram ) s četnými přejezdy chráněnými závorami a semafory. Tyto větve mají nadzemní dráty. V nejnovějším vývoji projekt RandstadRail také požaduje, aby vlaky metra Rotterdam jezdily pod dráty na cestě po bývalých hlavních tratích do Haagu a Hook Holandska.

Podobně v Amsterdamu jedna trasa „Sneltram“ vedla po kolejích metra a vedla k zarovnání povrchu na předměstí, které sdílela se standardními tramvajemi. Sneltram je provozován společností Gemeentelijk Vervoerbedrijf v Amsterdamu lightrail s třetí kolejnicí a přepínáním do režie na tradiční tramvaji sdílené s tramvajemi v Amsterdamu . Linka 51 na Amstelveen provozovala metro mezi Amsterdam Centraal a Station Zuid. V Amsterdam Zuid přešel ze třetí kolejnice na pantograf a trolejové dráty . Odtud do Amstelveen Centra sdílela své koleje s tramvajovou linkou 5. Lehká kolejová vozidla na této trati dokázala využívat jak 600 V DC, tak 750 V DC. V březnu 2019 byla tato linka metra vyřazena z provozu, částečně kvůli problémům s přepínáním mezi třetí kolejí a nadzemními dráty. Její linka číslo 51 byla přidělena nové trase metra, která vede částečně stejnou trasou z nádraží Amsterdam Centraal do stanice Zuid a poté po stejné trase jako linka metra 50 na nádraží Amsterdam Sloterdijk .

Ruská federace a bývalý Sovětský svaz

Viz také: Elektrifikace železnice v Sovětském svazu

Ve všech podchodech postsovětských zemí je kontaktní kolejnice vyrobena podle stejného standardu. Zejména proto, že uhlíkové nečistoty zvyšují elektrický odpor , jsou všechny třetí kolejnice vyrobeny z nízkouhlíkové oceli.

V metrech bývalého Sovětského svazu jsou profil a průřez vodičové lišty stejné jako profil kolejnice nebo i paprsek .

Přirozená předinstalační délka vodivé lišty je 12,5 m (41 ft 0 v). Během instalace jsou segmenty kontaktní kolejnice svařeny dohromady a vytvářejí vodivé lišty různé délky. V zakřivených úsecích s poloměrem 300 m (984 ft 3 in) nebo více, v přímých silnicích a v tunelech je kontaktní kolejnice přivařena na délku 100 m (328 ft 1 in); při běhu po povrchu 37,5 m (123 ft 0 v); a na úzkých zatáčkách a parkových cestách 12,5 m (41 ft 0 v).

Post-sovětské třetí železniční instalace používají systém spodního kontaktu (Wilgus-Sprague); v horní části kolejnice je vysoce pevný plastový plášť s dostatečnou strukturální integritou, která unese váhu člověka. Napětí je 825 voltů DC .

Spojené státy

Viz také: Elektrifikace železnice ve Spojených státech
Třetí zóna přechodu kolejnice na horní drát na Skokie Swift

V New Yorku provozuje New Haven Line of Metro -North Railroad elektrické vlaky z Grand Central Terminal, které využívají třetí kolej na bývalé newyorské centrální železnici, ale přepínají na trolejová vedení v Pelhamu, aby vypravila na bývalý New York, New Haven a Hartford železnice . Přepínač je vyroben „za běhu“ (při rychlosti) a ovládán z pozice inženýra.

Hlavní dvě stanice v New Yorku - Grand Central a Pennsylvania Station - neumožňují provozovat dieselové lokomotivy ve svých tunelech kvůli ohrožení zdraví plynoucím z výfuku. Dieselová služba na Metro-North, Long Island Rail Road a Amtrak používá lokomotivy s dvojím režimem/elektro-naftou, které jsou schopné využít třetí železniční energii dostupnou ve stanicích, jakož i jejich příslušné přístupy (jmenovitě P32AC-DM a DM30AC ). Když jsou v provozu na třetí kolejnici, jsou tyto lokomotivy méně výkonné, takže na trati pod širým nebem (mimo tunel) motory obvykle běží v dieselovém režimu, a to i tam, kde je k dispozici třetí železniční výkon. New Jersey Transit také využívá duální lokomotivy ALP-45DP pro provoz na stanici Penn vedle jejich běžné elektrické flotily. Jejich lokomotivy s duálním režimem však místo toho využívají režijní napájení, protože je k dispozici jinde na velké části jejich sítě.

V New Yorku a Washingtonu, DC , místní vyhlášky kdysi vyžadovaly elektrifikované pouliční železnice odebírat proud ze třetí kolejnice a vracet proud do čtvrté kolejnice, obě instalované v souvislé klenbě pod ulicí a přístupné pomocí kolektoru, který prošel štěrbinou mezi pojezdovými kolejnicemi. Když tramvaje na takových systémech vstoupily na území, kde bylo povoleno trolejové vedení, zastavily nad jámou, kde muž odpojil kolektor ( pluh ) a motorista umístil na strop trolejový sloup . V USA byly všechny tyto systémy napájené potrubím přerušeny a buď nahrazeny, nebo zcela opuštěny.

Některé části bývalého londýnského tramvajového systému také používaly sběrný proudový systém vedení , také s některými tramvajemi, které mohly sbírat energii jak z nadzemních, tak z podzemních zdrojů.

The Blue Line of Boston's MBTA uses third rail elektrification from the start of the line downtown to Airport station, where it ends to overhead catenary for the rest of the line to Wonderland . Nejvzdálenější část Blue Line vede velmi blízko Atlantského oceánu a panovaly obavy z možného nahromadění sněhu a ledu na třetí kolejnici tak blízko vody. Horní trolejové vedení se v podzemní části nepoužívá, kvůli těsným vůlím v tunelu 1904 pod bostonským přístavem. V rychlých přepravních vozech řady Hawker Siddeley 01200 řady MBTA Orange Line (v podstatě delší verze 0600 Blue Line) byly nedávno během programu údržby odstraněny montážní body pantografů; tyto úchyty by byly použity pro pantografy, které by byly nainstalovány, kdyby byla oranžová linka prodloužena severně od jejího aktuálního konce.

Metoda duálního napájení byla také použita na některých amerických meziměstských železnicích, které využívaly novější třetí kolej v příměstských oblastech a stávající infrastrukturu nadzemních tramvají (trolejbusů) k dosažení centra, například Skokie Swift v Chicagu.

Souběžné použití s ​​horním drátem

Hlavní článek: Duální elektrifikace

Železnici lze elektrifikovat nadzemním drátem a třetí kolejnicí současně. Tak tomu bylo například na hamburské S-Bahn v letech 1940 až 1955. Novodobým příkladem je železniční stanice Birkenwerder poblíž Berlína, která má na obou stranách třetí kolejnice a nadzemní dráty. Většina komplexu Penn Station v New Yorku je také elektrifikovaná oběma systémy. Takové systémy však mají problémy s interakcí různých elektrických zdrojů. Pokud je jedno napájení stejnosměrné a druhé střídavé, může dojít k nežádoucí premagnetaci střídavých transformátorů. Z tohoto důvodu se obvykle vyhýbá duální elektrifikaci .

Konverze

Navzdory různým technickým možnostem provozu kolejových vozidel s režimy duálního sběru energie se zdálo, že touha dosáhnout úplné kompatibility celých sítí byla podnětem pro konverzi ze třetí železniční na nadzemní dodávku (nebo naopak).

Příměstské koridory v Paříži z Gare Saint-Lazare , Gare des Invalides (oba CF Ouest) a Gare d'Orsay ( CF PO ), byly elektrifikovány od roku 1924, 1901, 1900, resp. Všichni se postupně změnili na nadzemní dráty poté, co se v 60. až 70. letech stali součástí rozsáhlého projektu elektrifikace sítě SNCF .

V oblasti Manchesteru byla linka L&YR Bury nejprve elektrifikována nadzemními dráty (1913), poté změněna na třetí kolejnici (1917; viz také Železniční elektrifikace ve Velké Británii ) a poté zpět v roce 1992 na režijní dráty v průběhu její adaptace pro Manchester Metrolink . Tramvaje v ulicích centra města, nesoucí sběratelskou obuv vyčnívající z jejich podvozků, byly považovány za příliš nebezpečné pro chodce a motorový provoz, než aby se pokoušeli o technologii dvou režimů (v Amsterdamu a Rotterdamu vyjíždějí vozidla Sneltram na povrch na předměstí, nikoli do rušných centrálních oblastí). Totéž se stalo s West Croydon - Wimbledon Line ve Velkém Londýně (původně elektrifikovaná jižní železnicí ), když byl v roce 2000 otevřen Tramlink .

Tři linky z pěti tvořící jádro sítě barcelonského metra se změnily na nadzemní napájení ze třetí kolejnice. Tato operace byla také provedena po etapách a dokončena v roce 2003.

Opačný přechod proběhl v jižním Londýně. Jižní londýnská linka sítě LBSCR mezi Victoria a London Bridge byla elektrifikována trolejovým vedením v roce 1909. Systém byl později rozšířen na Crystal Palace, Coulsdon North a Sutton. V průběhu elektrifikace třetí železniční trati v jihovýchodní Anglii byly linky převedeny do roku 1929.

Důvody pro vybudování nadzemně poháněné sítě Tyne & Wear Metro zhruba na tratích dávno zmizelého systému Tyneside Electronics s třetí kolejí v oblasti Newcastlu pravděpodobně budou mít kořeny spíše v ekonomice a psychologii než ve snaze o kompatibilitu. V době otevření metra (1980) byl třetí železniční systém již odstraněn ze stávajících tratí, na trhu nebyla žádná lehká kolejová vozidla třetí kolejové dráhy a posledně jmenovaná technologie byla omezena na mnohem nákladnější těžký železniční sklad. Žádala se také dalekosáhlá změna image: vzpomínky na poslední fázi provozu Tyneside Electronics nebyly zdaleka příznivé. Toto byla konstrukce systému od nuly po 11 letech neúčinné služby nafty.

První režijní krmivo pro německé elektrických vlaků objevily na Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn v roce 1907. O třicet let později, hlavní linie železniční operátor Deutsche Reichsbahn pod vlivem úspěchu třetí kolejnice Berlin S-Bahn , rozhodl přepnout to, co se nyní nazývalo hamburská S-Bahn, na třetí kolej. Proces začal v roce 1940 a nebyl dokončen až do roku 1955.

V letech 1976–1981 nahradila Vídeňská U-Bahn U4 Line třetí kolej Donaukanallinie a Wientallinie na Stadtbahn , postavená v roce 1900 a poprvé elektrifikovaná nadzemními dráty v roce 1924. Byla to součást velkého projektu výstavby konsolidované sítě U-Bahn. Druhá elektrická trať Stadtbahn , jejíž přestavba na těžký železniční sklad byla zamítnuta, stále funguje pod dráty s lehkými železničními vozy (jako U6), přestože byla důkladně modernizována a výrazně prodloužena. Protože platformy na Gürtellinie nebyly vhodné ke zvedání bez velkého zásahu do historické architektury stanic Otto Wagnera , trasa by stejně zůstala nekompatibilní se zbytkem sítě U-Bahn. Pokus o převedení na třetí kolejnici by proto byl zbytečný. Ve Vídni byly dráty paradoxně zachovány z estetických (a ekonomických) důvodů.

Starší tratě na západě systému Oslo T-Bane byly postaveny s trolejovými vedeními, zatímco východní tratě byly postaveny se třetí kolejnicí, ačkoli celý systém byl od té doby převeden na třetí kolej. Před konverzí mohly nyní vysloužilé vlaky OS T1300 a OS T2000 fungovat na obou systémech.

Západní část Skokie Swift z chicagského „L“ se v roce 2004 změnila z trolejového drátu na třetí kolejnici, čímž byla plně kompatibilní se zbytkem systému.

Nestandardní napětí

Některá vysoká napětí třetí kolejnice (1000 voltů a více) zahrnují:

V Německu během rané Třetí říše železniční systém s 3000 mm ( 9 ft  10+1 / 8  v) měřidlo šířka bylo plánováno. U tohotoželezničního systému Breitspurbahn byla zvažována elektrifikace s napětím 100 kV odebraná ze třetí kolejnice, aby se předešlo poškození trolejového vedení nadměrnými protiletadlovými děly namontovanými na kolejích. Takový energetický systém by však nefungoval, protože není možné izolovat třetí kolejnici pro tak vysoká napětí v těsné blízkosti kolejnic. Celý projekt nepokračoval dále kvůli nástupu druhé světové války.

Dějiny

Elektrizační systémy třetí železnice jsou, kromě palubních baterií, nejstarším způsobem dodávky elektrické energie do vlaků na železnici pomocí vlastních koridorů, zejména ve městech. Nadzemní napájení bylo zpočátku téměř výhradně používáno na tramvajových železnicích, ačkoli se také pomalu objevovalo na systémech hlavní řady.

Experimentální elektrický vlak využívající tento způsob napájení byl vyvinut německou firmou Siemens & Halske a představen na berlínské průmyslové výstavě v roce 1879 , přičemž jeho třetí kolejnice byla mezi pojezdovými kolejnicemi. Některé rané elektrické železnice používaly jako vodiče proudové kolejnice, stejně jako v roce 1883 otevřená Volkova elektrická železnice v Brightonu. V roce 1886 dostal další napájecí kolejnici a stále funguje. Následovala Obří dráha Tramway , vybavená zvýšenou vnější třetí kolejnicí v roce 1883, později přeměněnou na trolejový drát. První železnice, která používala centrální třetí kolejnici, byla Bessbrook and Newry Tramway v Irsku, otevřená v roce 1885, ale nyní, stejně jako trať Giant's Causeway, byla uzavřena.

Také v roce 1880, třetí železniční systémy začaly být používány ve veřejné městské dopravě . Tramvaje z toho měly první prospěch: použili vodiče v potrubí pod povrchem vozovky (viz Sběr proudu vedení ), obvykle na vybraných částech sítí. Poprvé to bylo vyzkoušeno v Clevelandu (1884) a v Denveru (1885) a později se to rozšířilo do mnoha velkých tramvajových sítí (např. New York, Chicago, Washington DC, Londýn, Paříž, všechny jsou uzavřené) a Berlína (třetí železniční systém ve městě bylo opuštěno v prvních letech 20. století po hustém sněžení.) Systém byl vyzkoušen v plážovém letovisku Blackpool ve Velké Británii, ale byl brzy opuštěn, protože se zjistilo, že písek a slaná voda pronikají do potrubí a způsobují poruchy, a tam byl problém s poklesem napětí . Některé části tramvajové trati mají stále viditelné drážky.

Třetí kolejnice dodávala energii první elektrické podzemní dráze na světě City & South London Railway , která byla otevřena v roce 1890 (nyní součást severní linky londýnského metra). V roce 1893 se v Británii otevřela druhá městská železnice poháněná třetí železniční tratí na světě, Liverpool Overhead Railway (uzavřená 1956 a rozebraná). První americká městská železnice poháněná třetími příčkami ve využití příjmů byla 1895 Metropolitan West Side Elevated , která se brzy stala součástí chicagského 'L' . V roce 1901 byl Granville Woods , prominentní afroamerický vynálezce, udělen americký patent 687 098 , pokrývající různá navrhovaná vylepšení systémů třetích kolejí. Toto bylo citováno pro tvrzení, že vynalezl třetí železniční systém distribuce proudu. Nicméně, do té doby tam byly četné jiné patenty pro elektrifikované jiných železničních systémů, včetně Thomas Edison je US patent 263,132 1882, a třetí napájecí kolejnice byly v úspěšném užívání pro přes dekádu, v instalacích včetně zbytku Chicago " zvýšené, stejně jako ty používané v Brooklyn Rapid Transit Company , nemluvě o vývoji mimo USA.

V Paříži se v roce 1900 objevila třetí kolejnice v tunelu hlavní trati spojující Gare d'Orsay se zbytkem sítě CF Paris-Orléans. Elektrifikace hlavní železniční trati byla později rozšířena o některé příměstské služby.

Nákladní systém Woodford byl používán na průmyslových tramvajích , konkrétně v lomech a pásových dolech v prvních desetiletích 20. století. K napájení dálkově ovládaných bočních sklápěčů s vlastním pohonem se používala středová třetí kolejnice o napětí 250 voltů . Systém dálkového ovládání fungoval jako modelová železnice , přičemž třetí kolejnice byla rozdělena do několika bloků, které bylo možné nastavit na napájení, doběh nebo brzdění pomocí spínačů v řídicím centru.

Třetí kolejnice s horním kontaktem nebo gravitačním typem se zdá být nejstarší formou sběru energie. Železnice průkopnické při použití méně nebezpečných druhů třetí napájecí kolejnice byla v New Yorku centrální železnice o přístupu k New York ‚s Grand Central Terminal (1907 - jiný případ, kdy hlavní železniční elektrifikaci třetí kolejnice), Philadelphia Market Street metra vyvýšené (1907) , a Hochbahn v Hamburku (1912) -všechny měly spodní kontaktní kolejnici, známou také jako systém Wilgus-Sprague. Manchester-Bury Line of the Lancashire & Yorkshire Railway však vyzkoušela boční kontaktní kolejnici v roce 1917. Tyto technologie se v širším používání objevily až na přelomu dvacátých a třicátých let například na velkoprofilových tratích berlínské U- Bahn , berlínský S-Bahn a moskevské metro . Hamburk S-Bahn používá boční kontaktní třetí kolejnici při 1200 V DC od roku 1939.

V roce 1956 byla otevřena první železniční trať s gumovými pneumatikami na světě, linka 11 pařížského metra . Vodicí kolejnice se vyvinula do dvojice vodících kolejnic potřebných k udržení podvozku ve správné poloze na novém typu dráhy. Toto řešení bylo upraveno na 1971 Namboku Line of Sapporo Subway , kde byla použita centrálně umístěná vodicí/vratná kolejnice plus jedna napájecí kolejnice umístěná bočně jako na konvenčních železnicích.

V novém systému Bordeaux (2004) byla nedávno obnovena technologie třetí kolejnice na pouličních tramvajových tratích . Jedná se o zcela novou technologii (viz níže).

Systémy třetí kolejnice nejsou považovány za zastaralé. Existují však země (zejména Japonsko , Jižní Korea , Španělsko ), které dychtivěji přijímají stropní vedení pro své městské železnice. Ale současně bylo (a stále je) mnoho nových systémů třetích kolejí vybudovaných jinde, včetně technologicky vyspělých zemí (např. Kodaňské metro , tchaj -pejské metro , wuhanské metro ). Spodní poháněné železnice (to může být příliš specifický pro používat termín ‚třetí kolejnice‘) jsou také obvykle používají se systémy, které mají pneumatikový vlaky, zda se jedná o těžké metra (kromě dalších dvou řad Sapporo metro ), nebo malou kapacitou lidí stěhovák (PM). Nové elektrifikované železniční systémy obvykle používají režijní prostředky pro regionální a dálkové systémy. Systémy třetí kolejnice využívající nižší napětí než systémy nad hlavou stále vyžadují mnohem více napájecích bodů.

  • Dějiny

  • U povrchových kontaktních systémů třetí a čtvrté kolejnice těžká „bota“ zavěšená na dřevěném nosníku připevněném k podvozkům sbírá energii klouzáním po horním povrchu elektrické kolejnice. Tento pohled ukazuje vlak British Rail Class 313 .

  • Londýnské metro používá čtyři železniční systém kde oba vodivé kolejnice jsou živě ve vztahu ke spuštěné kolejích, a pozitivní rail má dvakrát napětí negativní příčky. Oblouky, jako je tento, jsou normální a vyskytují se, když boty pro sběr elektrické energie vlaku, který čerpá energii, dosáhnou konce části vodivé kolejnice.

  • Napájecí kolejnice na MBTA Red Line u jižního nádraží v Bostonu]], který se skládá ze dvou pásů z hliníku na ocelové zábradlí na pomoc s teplem a elektrickou vodivost

  • Track of Singapore LRT ; třetí kolejnice je na pravé straně

  • Vlak na lince 1 milánského metra ukazující kontaktní botu čtvrté kolejnice.

  • Metro Sapporo s centrálně umístěnou vodicí/vratnou kolejnicí

Modelová železnice

V roce 1906 se elektrické vlaky Lionel staly prvními modelovými vlaky, které k pohonu lokomotivy používaly třetí kolejnici . Lionelova dráha využívá třetí kolejnici ve středu, zatímco dvě vnější kolejnice jsou elektricky spojeny dohromady. To vyřešilo problém dvoukolejných modelových vlaků, když je trať uspořádána tak, aby se smyčka vrátila na sebe, protože to obvykle způsobuje zkrat. (I kdyby byla smyčka mezera, lokomotiva by vytvořila zkrat a zastavila by se, když by překročila mezery.) Elektrické vlaky Lionel fungují také na střídavý proud. Použití střídavého proudu znamená, že lokomotivu Lionel nelze obrátit změnou polarity; místo toho lokomotivní sekvence mezi několika stavy (například vpřed, neutrální, dozadu) při každém spuštění.

Tříkolejné vlaky Märklin používají krátký impuls při vyšším napětí, než jaké se používá k napájení vlaku, k obrácení relé v lokomotivě. Märklinova trať nemá skutečnou třetí kolejnici; místo toho poskytuje proud řada krátkých kolíků, které zabírá dlouhá „bota“ pod motorem. Tato bota je dostatečně dlouhá, aby byla vždy v kontaktu s několika kolíky. Toto je známé jako kontaktní systém svorníků a má určité výhody při použití na venkovních modelových železničních systémech. Tyto lyže kolektor háčky na šroub a tak svými vlastnostmi čistí. Když jsou k návratu použity paralelně obě kolejnice, je mnohem menší šance na přerušení proudu kvůli nečistotám na trati.

Mnoho modelových vlakových souprav dnes používá pouze dvě kolejnice, obvykle spojené se systémy Z, N, HO nebo G-Gauge. Ty jsou obvykle napájeny stejnosměrným proudem (DC), kde napětí a polarita proudu řídí rychlost a směr stejnosměrného motoru ve vlaku. Rostoucí výjimkou je Digital Command Control (DCC), kde je bipolární DC dodáván na kolejnice při konstantním napětí spolu s digitálními signály, které jsou v lokomotivě dekódovány. Bipolární DC nese digitální informace, které označují povel a lokomotivu, které se velí, i když je na stejné trati přítomno více lokomotiv. Výše zmíněný systém Lionel O-Gauge je dnes oblíbený i díky implementaci tří kolejí a střídavého napájení.

Některé modelové železnice realisticky napodobují konfigurace třetích kolejí jejich protějšků v plné velikosti, ačkoli téměř všechny neberou energii ze třetí kolejnice.

Viz také

Reference

externí odkazy