Воздушная линия

Воздушная линия или воздушный провод представляет собой электрический кабель , который используется для передачи электрической энергии в электрические поездах , троллейбусы или трамваи . Он известен как:

  • Верхняя контактная сеть
  • Система верхнего контакта ( OCS )
  • Подвесное оборудование ( OHE )
  • Оборудование воздушных линий ( OLE или OHLE )
  • Воздушные линии ( ВЛ )
  • Воздушная проводка ( OHW )
  • Тяговая проволока
  • Троллейный провод

В этой статье используется общий термин « воздушная линия» , используемый Международным союзом железных дорог . [1]

Воздушная линия состоит из одного или нескольких проводов (или рельсов , особенно в туннелях), расположенных над рельсовыми путями , с повышенным электрическим потенциалом за счет подключения к фидерным станциям через равные промежутки времени. Питающие станции обычно питаются от высоковольтной электросети .

Электропоезда, которые собирают ток от воздушных линий, используют такое устройство, как пантограф , носовой коллектор или троллейбус . Он прижимается к нижней стороне нижнего контактного провода, то есть к контактному проводу. Токосъемники являются электропроводными и позволяют току проходить в поезд или трамвай и обратно на станцию ​​подачи через стальные колеса на одном или обоих ходовых рельсах. Неэлектрические локомотивы (например, дизели ) могут проезжать по этим путям, не затрагивая воздушную линию, хотя могут возникнуть трудности с воздушным зазором . Альтернативные схемы передачи электроэнергии для поездов включают третий рельс , источник питания на уровне земли , батареи и электромагнитную индукцию .

Линейные мастера по ремонту пути, автомобильный ремонт ВЛ (Польша)
Над выключателем в Торонто : две направляющие для пантографов по бокам от полюсной лягушки тележки.

Чтобы добиться хорошего сбора тока при высокой скорости, необходимо сохранять геометрию контактного провода в определенных пределах. Обычно это достигается за счет поддержки контактного провода от второго провода, известного каккурьерский провод (в США и Канаде) иликонтактная сеть(в Великобритании). Этот провод аппроксимирует естественный путь провода, натянутого между двумя точками,кривуюцепной связи , поэтому для описания этого провода, а иногда и всей системы используется термин «цепная связь». Этот провод прикреплен к контактному проводу через равные промежутки времени с помощью вертикальных проводов, известных как «капельницы» или «капельницы». Он регулярно поддерживается на конструкциях с помощьюшкива, звена илизажима. Затем вся система подвергается механическомунапряжению.

По мере того, как пантограф перемещается под контактным проводом, угольная вставка в верхней части пантографа со временем изнашивается. На прямой дорожке контактный провод слегка изогнут влево и вправо от центра от каждой опоры к следующей, так что вставка изнашивается равномерно, предотвращая образование зазубрин. На поворотах «прямой» провод между опорами заставляет точку контакта пересекать поверхность пантографа, когда поезд движется по кривой. Движение контактного провода через головку пантографа называется «разверткой».

Для опор троллейбуса зигзагообразное продвижение ЛЭП не требуется. Для трамвайных путей применяется контактный провод без связующего.

Зоны депо, как правило, имеют только один провод и известны как «простое оборудование» или «контактный провод». Когда были впервые задуманы воздушные линии электропередач, хороший сбор тока был возможен только на низких скоростях с использованием одного провода. Для обеспечения более высоких скоростей были разработаны два дополнительных типа оборудования:

  • Сшитое оборудование использует дополнительный провод на каждой опорной конструкции, заканчивающийся с обеих сторон связующего / контактного провода.
  • В составном оборудовании используется второй поддерживающий трос, известный как «вспомогательный», между коммуникационным / контактным проводом и контактным проводом. Капельницы поддерживают вспомогательный провод от вспомогательного провода, а дополнительные капельницы поддерживают контактный провод от вспомогательного провода. Вспомогательный провод может быть из более проводящего, но менее износостойкого металла, что увеличивает эффективность передачи.

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

Настоящая система передачи возникла около 100 лет назад. Более простая система была предложена в 1970-х годах компанией Pirelli Construction Company, состоящая из одиночного провода, встроенного в каждую опору на 2,5 метра (8 футов 2 дюйма) его длины в обрезанной экструдированной алюминиевой балке с открытой контактной поверхностью провода. Несколько более высокое натяжение, чем использовалось до отсечения балки, привело к изогнутому профилю для провода, с которым можно было легко справиться со скоростью 250 миль в час (400 км / ч) с помощью пневматического сервопантографа с ускорением всего 3  g . [ необходима цитата ]

Параллельные воздушные линии

Выключатель в параллельных воздушных линиях
Переключатель троллейбусного провода

Для электрической цепи требуется как минимум два проводника. Трамваи и железные дороги используют воздушную линию как одну сторону цепи, а стальные рельсы - как другую сторону цепи. Для троллейбуса или грузового троллейбуса , никаких рельсов не доступны для обратного тока, так как транспортные средства используют резиновые шины на поверхности дороги. Троллейбусы используют вторую параллельную воздушную линию для возврата и две опоры троллейбуса , по одному на каждый контактный провод. ( Пантографы обычно несовместимы с параллельными воздушными линиями.) Схема замыкается с использованием обоих проводов. Параллельные воздушные провода также используются на редких железных дорогах с электрификацией трехфазного переменного тока .

В Советском Союзе использовались следующие типы проводов / кабелей. [2] Для контактной проволоки использовалась холоднотянутая сплошная медь, обеспечивающая хорошую проводимость . Проволока не круглая, но имеет бороздки по бокам, чтобы к ней можно было прикрепить крючки. Размеры составляли (по площади поперечного сечения) 85, 100 или 150 мм 2 . Чтобы сделать проволоку более прочной, можно добавить 0,04% олова. Проволока должна выдерживать тепло, выделяемое дуговым разрядом, поэтому такие провода нельзя сращивать термическими средствами.

Связующий (или контактный) провод должен быть прочным и иметь хорошую проводимость. Они использовали многожильные провода (или кабели) по 19 прядей в каждом кабеле (или проводе). Для прядей использовались медь, алюминий и / или сталь. Все 19 жилы могут быть из одного металла или некоторые жилы могут быть из стали для прочности, а остальные жилы из алюминия или меди для 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 антикоррозийным веществом.

Линия натяжения в Германии.

Провода контактной сети находятся в механическом натяжении, потому что пантограф вызывает механические колебания в проводе, и волна должна распространяться быстрее, чем поезд, чтобы избежать образования стоячих волн, которые могут вызвать обрыв провода. Натяжение лески заставляет волны двигаться быстрее, а также уменьшает провисание под действием силы тяжести.

На средних и высоких скоростях тросы обычно натягиваются грузами или иногда с помощью гидравлических натяжителей. Любой метод известен как «автоматическое натяжение» (AT) или «постоянное натяжение» и гарантирует, что натяжение практически не зависит от температуры. Напряжение на проволоку обычно составляет от 9 до 20  кН (от 2000 до 4500  фунтов силы ). Там, где используются грузы, они скользят вверх и вниз по стержню или трубе, прикрепленным к мачте, чтобы предотвратить их раскачивание.

Для низких скоростей и в туннелях с постоянными температурами может использоваться оборудование с фиксированной оконечной нагрузкой (FT), при этом провода заканчиваются непосредственно на конструкциях на каждом конце воздушной линии. Натяжение обычно составляет около 10 кН (2200 фунтов силы). Такое оборудование проседает в жаркие дни и натягивается в холодные дни.

При использовании AT непрерывная длина воздушной линии ограничена из-за изменения высоты грузов, когда воздушная линия расширяется и сжимается при изменении температуры. Это движение пропорционально расстоянию между якорями. Длина натяжения имеет максимум. Для большинства оборудования ВЛ 25 кВ в Великобритании максимальная длина натяжения составляет 1970 м (6460 футов). [4]

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

В большинстве систем есть тормоз, предотвращающий полное разматывание проводов в случае обрыва провода 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, чтобы его зубья не доходили до упора на мачте. Шкив может свободно вращаться, в то время как грузы перемещаются вверх или вниз, когда тросы сжимаются или расширяются. Если натяжение пропадает, шкив падает обратно к мачте, и один из его зубцов заедает до упора. Это останавливает дальнейшее вращение, ограничивает повреждение и сохраняет неповрежденную часть провода в целости и сохранности до тех пор, пока ее не отремонтируют. В других системах используются различные тормозные механизмы, обычно с несколькими шкивами меньшего размера в блоке и захвате .

Линии разделены на секции, чтобы ограничить объем отключения и обеспечить техническое обслуживание.

Разрыв раздела

Изолятор секции при обрыве секции в контактной сети 12 кВ компании Amtrak

Чтобы обеспечить обслуживание воздушной линии без отключения всей системы, линия разбита на электрически разделенные части, известные как «секции». Сечения часто соответствуют длине натяжения. Переход от секции к секции известен как «разрыв секции» и настраивается таким образом, чтобы пантограф транспортного средства находился в постоянном контакте с одним или другим проводом.

Для носовых коллекторов и пантографов это достигается путем прокладки двух контактных проводов бок о бок по длине между 2 или 4 опорами для проводов. Новый опускается, а старый поднимается, позволяя пантографу плавно переходить от одного к другому. Два провода не соприкасаются (хотя носовой коллектор или пантограф на короткое время контактирует с обоими проводами). В нормальном режиме работы две секции электрически соединены; в зависимости от системы это может быть изолятор, фиксированный контакт или бустерный трансформатор). Изолятор позволяет отключать ток в секции для обслуживания.

На воздушных проводах, предназначенных для опор троллейбусов, это достигается за счет наличия нейтрального участка между проводами, для чего требуется изолятор. Водитель трамвая или троллейбуса должен временно уменьшить потребляемую мощность до прохождения опоры троллейбуса, чтобы предотвратить повреждение изолятора дугой.

Локомотивы с пантографами не должны проходить через разрыв секции, когда одна сторона обесточена. Локомотив может застрять в ловушке, но при прохождении секции разрыва пантограф на короткое время замыкает две контактные линии. Если противоположная линия обесточена, этот переходный процесс напряжения может привести к срабатыванию выключателей питания. Если линия находится на техническом обслуживании, это может привести к травме из-за внезапной подачи напряжения на контактную сеть. Даже если контактная сеть должным образом заземлена для защиты персонала, дуга, возникающая на пантографе, может повредить пантограф, изолятор контактной сети или и то, и другое.

Нейтральная часть (обрыв фазы)

Табло индикации нейтрального участка, используемое на железных дорогах Великобритании . Шесть из них потребуются на переходах.

Иногда на более крупных электрифицированных железных дорогах, трамваях или троллейбусах необходимо запитать разные участки пути от разных электрических сетей без гарантии синхронизации фаз. Длинные линии могут быть подключены к национальной сети страны в различных точках и на разных этапах. (Иногда секции питаются от разных напряжений или частот.) Сети могут быть синхронизированы в обычном режиме, но события могут прерывать синхронизацию. Это не проблема для систем постоянного тока . Системы переменного тока имеют особое значение для безопасности, так как система электрификации железных дорог будет действовать как «черный ход» между различными частями, в результате чего, помимо прочего, часть сети, обесточенная для технического обслуживания, будет повторно запитана от железнодорожной подстанции. создавая опасность.

По этим причинам нейтральные секции размещаются в электрификации между секциями, питаемыми от разных точек национальной сети, или разных фаз, или сетей, которые не синхронизированы. Подключать синхронизированные сети крайне нежелательно. Простого разрыва секции недостаточно, чтобы предотвратить это, поскольку пантограф на короткое время соединяет обе секции.

В таких странах, как Франция, Южная Африка и Великобритания, пара постоянных магнитов рядом с рельсами по обе стороны от нейтральной секции приводит в действие датчик, установленный на тележке поезда, который заставляет большой электрический выключатель размыкаться и замыкаться, когда над ними проезжает локомотив или пантографическая машина многоборья. [5] В Соединенном Королевстве используется оборудование, подобное автоматической системе предупреждения (AWS), но с парами магнитов, расположенными за пределами ходовых рельсов (в отличие от магнитов AWS, расположенных посередине между рельсами). Маршрутные знаки на подходе к нейтральной секции предупреждают водителя о выключении тягового усилия и инерции через мертвую секцию.

Нейтральный участок или фазовый разрыв состоит из двух последовательно соединенных изолированных разрывов с коротким отрезком линии, не принадлежащим ни к одной из сетей. Некоторые системы повышают уровень безопасности к середине заземляемой нейтрали. Наличие заземленной секции посередине должно гарантировать, что в случае выхода из строя управляемого преобразователем устройства, а также невозможности отключения питания драйвером, энергия дуги, зажженной пантографом, когда он проходит в нейтральную секцию, передается на землю. , работающие автоматические выключатели подстанции, а не дуга, соединяющая изоляторы в секцию, отключенную для обслуживания, секцию, питаемую от другой фазы, или устанавливая бэкдор-соединение между различными частями национальной сети страны.

Нейтральная зона 25 кВ переменного тока в Румынии

На Пенсильванской железной дороге разрывы фазы указывались световой сигнальной лицевой панелью со всеми восемью радиальными позициями с линзами и без центральной подсветки. При активном обрыве фазы (участки контактной сети не совпадают по фазе) все огни горели. Аспект сигнала габаритных огней был первоначально разработан Пенсильванской железной дорогой, затем был продолжен компанией Amtrak и принят Metro North . К опорам контактной сети подвешивались металлические знаки с буквами «ПБ», образованными узором из просверленных отверстий.

Мертвая секция

Особая категория прерывания фазы была разработана в Америке, в первую очередь Пенсильванской железной дорогой. Поскольку его тяговая электросеть снабжалась централизованно и сегментировалась только по ненормальным условиям, нормальные обрывы фаз обычно не были активными. Разрывы фаз, которые всегда активировались, были известны как «мертвые секции»: они часто использовались для разделения энергосистем (например, на границе моста Адских ворот между электрификациями Amtrak и Metro North ), которые никогда не были синфазными. Поскольку мертвая секция всегда мертвая, не было разработано никакого специального сигнального аспекта для предупреждения водителей о ее присутствии, а металлический знак с буквами «DS» в просверленных отверстиях был вывешен на опорах контактной сети.

Пробелы

Разводной мост возле Меппеля , Нидерланды. На мосту нет ВЛ; поезд идет с поднятым пантографом.

Иногда в воздушных линиях могут появляться разрывы при переключении с одного напряжения на другое или для обеспечения свободного пространства для судов у подвижных мостов в качестве более дешевой альтернативы подвижным воздушным рельсам электропередач. Электропоезда мчатся по разрывам. Чтобы предотвратить дугу, питание должно быть отключено до достижения зазора, и обычно пантограф должен быть опущен.

Рельсы подвесные

Надземная система третьего рельса B&O на Гилфорд-авеню в Балтиморе, 1901 г., часть Балтиморской линии пояса . Центральное расположение проводников воздушных продиктована большим количеством туннелей на линии: в ∩ -образные рельсы были расположены на самой высокой точке крыши , чтобы дать максимальную очистку. [6]

При ограниченном зазоре, например, в туннелях , контактный провод можно заменить жестким контактным рельсом. Ранний пример был в туннелях Baltimore линии пояса , где Π раздел бар (изготовлен из трех полос железы и установленной на древесине) была использован, с латунным контактом работает внутри канавки. [6] Когда воздушная линия была поднята в туннеле Симплон для размещения более высокого подвижного состава, использовались рельсы. Жесткий подвесной рельс также можно использовать в местах, где натяжение тросов нецелесообразно, например, на подвижных мостах .

"> Воспроизвести медиа
Эксплуатация контактных рельсов на железнодорожном мосту Shaw's Cove в Коннектикуте

В подвижном мосту, использующем жесткую подвесную направляющую, существует необходимость перехода от системы контактных проводов к подвесной направляющей на портале моста (последняя стойка перед подвижным мостом). Например, электропитание может осуществляться через систему контактных проводов возле поворотного моста . Контактный провод обычно состоит из связующего провода (также называемого контактным проводом) и контактного провода в месте соединения с пантографом. Связующий провод заканчивается на портале, а контактный провод проходит в профиль контактного рельса в концевой части перехода, прежде чем он завершится на портале. Между контактным рельсом в переходной концевой части и контактным рельсом, проходящим через весь пролет поворотного моста, имеется зазор. Зазор необходим для открывания и закрывания поворотного моста. Для соединения токопроводящих шин вместе, когда мост закрыт, есть еще одна секция токопроводящей шины, называемая «поворотным перекрытием», которая оснащена двигателем. Когда мост полностью закрыт, двигатель поворотного перекрытия приводится в действие, чтобы повернуть его из наклонного положения в горизонтальное положение, соединяя токопроводящие шины на переходной концевой секции и мост вместе для подачи энергии. [7]

На трамвайных остановках устанавливаются короткие контактные рельсы, как на Combino Supra . [8]

Трамвайный контактный провод (диагональный), пересекающий провода троллейбуса (горизонтальный), сфотографирован на Банхофплац, Берн, Швейцария.
Аннотированная версия фотографии слева, с выделением компонентов
  кондуктор трамвая
  провода троллейбуса
  изолированный желоб

Трамваи черпают энергию из одного контактного провода при температуре около от 500 до 750 V . Троллейбусы питаются от двух воздушных проводов с одинаковым напряжением, и хотя бы один из проводов троллейбуса должен быть изолирован от трамвайных проводов. Обычно это делается за счет того, что троллейбусные провода непрерывно проходят через переезд, а трамвайные провода на несколько сантиметров ниже. Ближе к перекрестку с каждой стороны трамвайный провод превращается в сплошную полосу, идущую параллельно проводам троллейбуса примерно на полметра. Другой стержень с таким же углом на концах подвешен между проводами троллейбуса, электрически соединенными наверху с трамвайным проводом. Пантограф трамвая закрывает зазор между различными проводниками, обеспечивая непрерывный захват.

В местах пересечения трамвайных проводов провода троллейбуса 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 600-700 В постоянного тока, а железная дорога - от 15 кВ переменного тока . В швейцарской деревне Оберентфельден линия Мензикен – Арау – Шёфтланд, работающая при напряжении 750 В постоянного тока, пересекает линию SBB при 15 кВ переменного тока; раньше был аналогичный переход между двумя линиями в Зуре, но в 2010 году он был заменен подземным переходом. В Германии сохранились некоторые переходы между трамвайными / легкорельсовыми путями и железными дорогами. В Цюрихе , Швейцария, троллейбусная линия 32 VBZ имеет переезд с железнодорожной линией Утлиберг на 1200 В постоянного тока ; во многих местах трамвайные пути пересекают троллейбусные линии. В некоторых городах троллейбусы и трамваи имеют общий положительный (питающий) провод. В таких случаях можно использовать обычную троллейбусную лягушку.

В качестве альтернативы, разрывы секций могут быть расположены в точке пересечения, чтобы пересечение было электрически обесточенным.

Австралия

Во многих городах были трамваи и троллейбусы на троллейбусах. Они использовали изолированные кроссоверы, которые требовали от водителей трамвая переводить контроллер на нейтраль и двигаться по инерции. Водителям троллейбусов приходилось либо нажимать педаль акселератора, либо переключаться на дополнительный источник питания.

В Мельбурне , Виктория , водители трамваев переводят контроллер в положение нейтрали и выбегают через изоляторы секции, на что указывает маркировка изолятора между рельсами.

В Мельбурне есть три железнодорожных переезда между электрифицированными пригородными железными дорогами и трамвайными линиями. У них есть механические устройства переключения (переключающий переключатель) для переключения 1500 В постоянного тока на линии железной дороги и 650 В постоянного тока на трамваях, называемых трамвайной площадью. [9] Были выдвинуты предложения по разделению этих переходов или отклонению трамвайных маршрутов.

Греция

В Афинах есть два пересечения трамвайных и троллейбусных проводов: Вас. Проспект Амалии и Вас. Olgas Avenue, а также на улицах Ardittou и Athanasiou Diakou. Они используют вышеупомянутое решение.

Италия

В Риме , на пересечении Viale Regina Margherita и Via Nomentana, пересекаются трамвайные и троллейбусные линии: трамвай на Viale Regina Margherita и троллейбус на Via Nomentana. Пересечение ортогонально, поэтому типичного 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.

Два контактных рельса для одного и того же пути. Слева: 1200 В постоянного тока для железной дороги Утлиберг (пантограф установлен асимметрично для сбора тока с этой шины); справа, 15 кВ переменного тока для железной дороги Sihltal

Некоторые железные дороги использовали две или три воздушные линии, обычно для передачи трехфазного тока. Он используется только на железных дорогах Горнерграт и Юнгфрау в Швейцарии, на Пети-де-ла-Рюн во Франции и на эстакаде 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 - для третьей фазы. Нейтраль не использовалась.

На некоторых железных дорогах с трехфазным переменным током использовалось три воздушных провода. Это были экспериментальная железнодорожная линия Сименс в Берлине-Лихтенберг в 1898 году (длина 1,8 км), военная железная дорога между Мариенфельде и Цоссен между 1901 и 1904 годами (длина 23,4 км) и 800-метровый участок угольной железной дороги недалеко от Кельна. между 1940 и 1949 гг.

В системах постоянного тока иногда использовались биполярные воздушные линии, чтобы избежать гальванической коррозии металлических частей вблизи железной дороги, например, на Chemin de fer de la Mure .

Все системы с несколькими воздушными линиями имеют высокий риск коротких замыканий на переключателях и, следовательно, имеют тенденцию быть непрактичными в использовании, особенно при использовании высокого напряжения или когда поезда проезжают через точки на высокой скорости.

У железной дороги Sihltal Zürich Uetliberg Bahn две линии с разной электрификацией. Чтобы иметь возможность использовать разные электрические системы на общих путях, линия Sihltal имеет подвесной провод прямо над поездом, а линия Uetliberg имеет воздушный провод с одной стороны.

Контактная сеть (верхнее фото) предназначена для высокоскоростных железнодорожных транспортных средств. Троллейный провод (нижнее фото) подходит для тихоходных трамваев (трамваев) и легкорельсового транспорта.
Подземный питающий рельс в траншеях и туннелях линии RER C в центре Парижа
Комбинированное контактное оборудование JR West
Старый железнодорожный мост в Берик-апон-Твид , модернизированный для подключения воздушных линий связи

Контактная сеть - это система воздушных проводов, используемых для подачи электроэнергии на локомотив , трамвай ( трамвай ) или легкорельсовый транспорт, оборудованный пантографом .

Портал со старым и новым навесным оборудованием на железнодорожной станции Гривита , Бухарест .

В отличие от простых воздушных проводов, в которых неизолированный провод прикрепляется зажимами к близко расположенным поперечным проводам, поддерживаемым столбами, в цепных системах используется как минимум два провода. Контактный или коммуникационный трос подвешен с определенным натяжением между линейными структурами, а второй трос удерживается натяжным тросом -мессенджером, прикрепленным к нему через частые промежутки времени зажимами и соединительными тросами, известными как капельницы . Второй трос прямой и ровный, параллельный рельсовому пути , подвешен над ним, так как проезжая часть подвесного моста проходит над водой.

Системы контактной сети подходят для высокоскоростных операций, в то время как простые системы проводов, которые менее дороги в строительстве и обслуживании, распространены на линиях легкорельсового транспорта или трамвая (трамвая), особенно на городских улицах. Такие автомобили могут быть оснащены пантографом или троллейбусом .

Northeast Corridor в Соединенных Штатах имеет цепную линию над 600 миль (970 км) между Бостон , Массачусетс и Вашингтон, округ Колумбия , для Amtrak «s междугородних поездов. Агентства пригородных поездов, включая MARC , SEPTA , NJ Transit и Metro-North Railroad, используют контактную сеть для предоставления местных услуг.

В Кливленде, штат Огайо на междугородных / легких железнодорожных линии и тяжелое железнодорожное использование линии одни и те же накладные провода, из - за городское постановление предназначены для загрязнения воздуха предела из - за большое количества пар поездов , которые прошли через Кливленд между восточным побережьем и Чикаго. Поезда перешли с пара на электрические локомотивы на железнодорожных путях Коллинвуда примерно в 10 милях (16 км) к востоку от центра города и в Линндейле на западной стороне. Когда Кливленд построил свою линию скоростного транзита (тяжелая железная дорога) между аэропортом, центром города и за его пределами, он использовал аналогичную контактную сеть, используя оборудование электрификации, оставшееся после того, как железные дороги перешли с пара на дизельное топливо. Совместные железнодорожные пути легкого и тяжелого транспорта протяженностью около 3 миль (4,8 км) вдоль красной линии международного аэропорта Кливленда Хопкинса (тяжелая железная дорога) , синей и зеленой междугородных / легкорельсовых линий между терминалом Cleveland Union и сразу за станцией East 55th Street, где проходят линии отдельный.

Часть синей линии Бостона, штат Массачусетс, проходящая через северо-восточные пригороды, использует воздушные линии, как и зеленая линия.

Высота

Высота воздушной линии может создать опасность на железнодорожных переездах , где она может быть поражена дорожными транспортными средствами. На подходах установлены предупреждающие знаки, информирующие водителей о максимальной безопасной высоте.

Электропроводка в большинстве стран слишком низкая, чтобы пропускать двухъярусные контейнерные поезда. Манш имеет расширенную линию высоты над головой для размещения двойной высоты легковых и грузовых автомобили транспортеров. Китай и Индия эксплуатируют линии, электрифицированные с помощью проводки повышенной высоты и пантографов, чтобы обеспечить движение двухъярусных контейнерных поездов. [10] [11] [12]

На воздушные линии может отрицательно повлиять сильный ветер, вызывающий раскачивание проводов. [13] Мощные бури могут вывести из строя электричество ударами молнии в системах [14] с воздушными проводами, останавливая поезда после скачка напряжения .

В холодную или морозную погоду воздушные линии могут быть покрыты льдом. Это может привести к плохому электрическому контакту между коллектором и воздушной линией, что приведет к возникновению электрической дуги и скачкам напряжения. [15]

При установке воздушных линий может потребоваться реконструкция мостов для обеспечения безопасного электрического зазора. [16]

Воздушные линии, как и большинство электрифицированных систем, требуют больших капитальных затрат при построении системы, чем эквивалентная неэлектрическая система. В то время как обычная железнодорожная линия требует только уклона, балласта, шпал и рельсов, воздушная система также требует сложной системы опорных конструкций, линий, изоляторов, систем управления мощностью и линий электропередач, каждая из которых требует технического обслуживания. Это делает неэлектрические системы более привлекательными в краткосрочной перспективе, хотя в конечном итоге электрические системы могут окупиться. Кроме того, добавленная стоимость строительства и обслуживания на милю делает подвесные системы менее привлекательными на железных дорогах дальнего следования, например, в Северной Америке, где расстояния между городами обычно намного больше, чем в Европе. Такие протяженные линии требуют огромных инвестиций в оборудование воздушных линий, и серьезные трудности возникают при подаче питания на длинные участки воздушных линий 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, заполняющих воздух. Такие соображения привели к переходу на замену воздушных линий электропередачи и связи там, где это возможно, скрытыми кабелями. Проблема достигла апогея в Великобритании со схемой электрификации магистральной линии Great Western , особенно через Goring Gap. Создана протестная группа с собственным сайтом. [17]

Ценный медный провод также может быть объектом кражи, как, например, линия Лахор-Ханеваль в Пакистане и участок линии Гверу-Хараре в Зимбабве .

Первый трамвай с воздушными линиями был представлен Вернером фон Сименсом на Международной выставке электричества 1881 года в Париже : после этого инсталляция была снята. В октябре 1883 года первое постоянное трамвайное сообщение с воздушными линиями было на трамваях Mödling и Hinterbrühl в Австрии. Трамваи имели двухполюсные воздушные линии, состоящие из двух U-образных труб, в которых пантографы висели и ходили как челноки. С апреля по июнь 1882 года Сименс испытывал аналогичную систему на своем Electromote , раннем предшественнике троллейбуса .

Гораздо проще и функциональнее был контактный провод в сочетании с пантографом, который переносился на транспортном средстве и прижимался к линии снизу. Эта система для железнодорожного транспорта с однополярной линией была изобретена Фрэнком Дж. Спрагом в 1888 году. С 1889 года она использовалась на пассажирской железной дороге Ричмонд-Юнион в Ричмонде, штат Вирджиния , впервые применив электрическую тягу.

  • 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 в Дании возле Роскилле . По эстетическим соображениям опорная конструкция изготовлена ​​из полых мачт из кортеновской стали .

  • Брюссель-Юг , воздушные провода подвешены через несколько путей.

  • Зона перехода от третьего рельса к воздушному проводу на желтой ветке 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 .

  • ВЛ 3 кВ постоянного тока в Киеве

  • Электродизельный локомотив
  • Портал
  • Изолятор (электричество)
  • Линейщик
  • Перечень систем электрификации железных дорог
  • Система электрификации железной дороги
  • Пилон тягового тока
  • Полюс

  1. ^ UIC английский / французский / немецкий тезаурус.
  2. ^ Исаев, И. П .; Фрайфельд, А. В .; «Беседы об электрической железной дороге» Москва, «Транспорт», 1989. С. 186-7.
  3. ^ См. Предыдущую ссылку и Ботц Ю. В., Чекулаев, В. Е., Контактная сеть. Москва "Транспорт" 1976 р. 54
  4. ^ "Моделирование OHLE" (PDF) .
  5. ^ «Магнит автоматического регулирования мощности Ворток» . Проверено 25 июля 2018 года .
  6. ^ а б «Девяносто шеститонный электровоз». Scientific American . Нью-Йорк. 10 августа 1895 г.
  7. ^ Кокс, Стивен Дж .; Нюнлист, Феликс; Марти, Рето (25 сентября 2000 г.). Электрификация поворотных и разводных мостов контактными рельсами (PDF) . Проект электрификации северного направления. С. 3–4 . Проверено 25 июня 2018 .
  8. ^ Пресс-релиз Siemens
  9. ^ TMSV: Трамвайные переезды в Виктории
  10. ^ Дас, Мамуни (15 октября 2007 г.). «В центре внимания движение двухъярусных контейнеров» . Индусская бизнес-линия . Проверено 25 февраля 2009 года .
  11. ^ «狂想 屋 | 你 的 火车 发源地» HXD1B 牵引 双层 集装箱 列车 » (на китайском языке) . Проверено 1 июля 2020 .
  12. ^ «Аэродинамические эффекты, вызванные заходом поездов в туннели» . ResearchGate . Проверено 1 июля 2020 .
  13. ^ "Kamerasystem skal advare lokoførere mod svingende køreledninger på Storebælt" (на датском языке). 5 ноября 2013 . Проверено 25 июня +2016 .
  14. ^ «Гарри Кинор - Электрификация воздушных линий для железных дорог» . Проверено 5 февраля 2019 .
  15. ^ Стюарт, Мэтт (21 мая 2012 г.). «Матанги тренирует« более восприимчивые »к морозам» . Почта Доминиона . Веллингтон . Проверено 2 сентября 2015 года .
  16. ^ Кинор, Гарри (2014). «Серия 1: взгляд пользователя [электрификация железных дорог]». Электрификация железных дорог . С. 6 (7.). DOI : 10.1049 / ic.2014.0056 . ISBN 9781849199803.
  17. ^ «Спасите Goring Gap» . Сохраните Goring Gap . Проверено 5 февраля 2019 .

  • Купер, Б.К. (февраль – март 1982 г.). «Электрические сети и контактные провода». Энтузиаст железнодорожного транспорта . Национальные публикации EMAP. С. 14–16. ISSN  0262-561X . OCLC  49957965 .
  • «Гарри Кинор - Электрификация воздушных линий для железных дорог» . Проверено 5 февраля 2019 .
  • «Trans Power Guide» .
  • Людвинавичюс, Лионгинас; Dailydka, Стасис (1 января 2016 г.). «Аспекты обслуживания цепей постоянного (DC) и переменного тока (AC)» . Разработка процедур . 134 : 268–275. DOI : 10.1016 / j.proeng.2016.01.007 . ISSN  1877-7058 .

  • «[IRFCA] Индийские железные дороги: вопросы и ответы: электрическая тяга - I» . irfca.org . Проверено 6 марта 2018 .