Tercer carril - Third rail


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Tercer carril (arriba) al -Yonge Bloor estación (Línea 1) en Toronto, ON. para la Comisión de Tránsito de Toronto . Energizado a 600 voltios de corriente continua, el tercer carril proporciona energía eléctrica al tren de potencia y auxiliares de los vagones del metro.
A Class 442 British tercero-rail eléctrico de múltiples unidades en Battersea . Esta es la clase más rápida del tercer carril de la UEM en el mundo, con una velocidad máxima permitida de 100 mph (160 km / h).
Metro de París . Los carriles de guía de las líneas sobre neumáticos son también conductores de corriente. La horizontal colector de corriente está entre el par de ruedas de goma.
personas Londres Stansted mover del aeropuerto con la alimentación de energía central de trenes
personas Londres Stansted mover del aeropuerto, mostrando interruptor de ferrocarril
Un cuadro de un metro de Nueva York E-tren toma de contacto con el tercer carril. El carril en primer plano es el tercer carril para los trenes en la dirección opuesta.

Un tercer carril es un método de proporcionar energía eléctrica a una locomotora de ferrocarril o de tren, a través de un conductor rígido semi-continuo colocado junto a o entre los rieles de una vía de ferrocarril . Se utiliza típicamente en un transporte público o de tránsito rápido sistema, que tiene alineaciones en sus propios pasillos, totalmente o casi totalmente segregados del ambiente exterior. Sistemas tercer carril se suministran siempre de corriente continua de electricidad.

El sistema de tercera-rail de electrificación está relacionado con el tercer carril utilizado en calibre duales ferrocarriles.

Descripción

Sistemas de tercera ferroviarios son un medio de proporcionar la potencia de tracción eléctrica a los trenes usando un carril adicional (llamado un "carril conductor") para el propósito. En la mayoría de sistemas, el carril conductor se coloca sobre la cama termina fuera de los carriles de rodadura, pero en algunos sistemas se usa un carril conductor central. El carril conductor está soportado sobre aisladores de cerámica (conocidos como "ollas") o soportes aislantes, típicamente a intervalos de alrededor de 10 pies (3 metros).

Los trenes tienen bloques de contactos metálicos llamados zapatos de colección (o zapatas de contacto o zapatos de recogida) que hacen contacto con el carril del conductor. La corriente de tracción se devuelve a la estación de generación a través de los carriles de rodadura. En los EE.UU., el carril conductor se hace generalmente de acero de alta conductividad o acero atornillada al aluminio para aumentar la conductividad. En otras partes del mundo, los conductores de aluminio extruido con superficie de contacto de acero inoxidable o gorra, es la tecnología preferida debido a su baja resistencia eléctrica, vida más larga, y un peso más ligero. Los carriles de rodadura están conectados eléctricamente utilizando uniones de alambre u otros dispositivos, para minimizar la resistencia en el circuito eléctrico. Contacto zapatos pueden ser posicionados por debajo, por encima o al lado del tercer raíl, en función del tipo de tercer carril utilizado; estos terceros carriles se denominan inferior-contacto, top-contacto, o de lado de contacto, respectivamente.

Los carriles conductores tienen que ser interrumpido en los pasos a nivel , cruces, y la subestación huecos. Rieles cónicos se proporcionan en los extremos de cada sección, para permitir un acoplamiento suave de los zapatos de contacto del tren.

La posición de contacto entre el tren y el carril varía: algunos de los primeros sistemas utilizados contacto superior, pero los desarrollos posteriores utilizan lado o contacto con el fondo, lo que permitió el carril conductor a cubrir, proteger a los trabajadores de la pista del contacto accidental y proteger el carril conductor de la nieve y la caída de hojas.

Ventajas y desventajas

Una zapata de contacto para el contacto superior tercer carril en SEPTOS 's Línea de Alta Velocidad Norristown (tercer carril no visible en la foto)

La seguridad

Dado que los sistemas tercer carril presentes de choque eléctrico peligros cerca de la tierra, voltajes altos (por encima de 1500 V) no se consideran seguros. Por lo tanto, una corriente muy alta debe ser utilizado para transferir la potencia adecuada, lo que resulta en altas pérdidas resistivas , y que requieren puntos de alimentación relativamente poco espaciados ( subestaciones eléctricas ).

El carril electrificado amenaza la electrocución de cualquier persona errante o caer a las vías. Esto se puede evitar mediante el uso de puertas de andén , o el riesgo puede reducirse colocando el carril conductor en el lado de la pista lejos de la plataforma, cuando permitido por el diseño de la estación. El riesgo puede reducirse también por tener un aislamiento de tejadillo para proteger el tercer carril de contacto, aunque muchos sistemas no utilizan uno.

En algunos sistemas modernos tales como el suministro de energía a nivel del suelo (utilizado por primera vez en el tranvía de Burdeos ), el problema de seguridad se evita mediante la división de la barra de alimentación en pequeños segmentos, cada uno de los cuales sólo se alimenta cuando está completamente cubierto por un tren.

También hay un riesgo de peatones caminando sobre las vías en los pasos a nivel . En los EE.UU., un 1,992 Suprema Corte de Illinois decisión afirmó un veredicto de $ 1,5 millones en contra de la Autoridad de Tránsito de Chicago por no poner fin a una persona intoxicada de caminar sobre las vías en un paso a nivel, en un intento de orinar. El metro de París tiene signos de advertencia gráficas que señalan el peligro de electrocución por orinar en la tercera banda, precauciones que Chicago no tenía.

Las rampas de extremo de carriles conductores (en el que se interrumpe, o cambiar de lado) presentan una limitación práctica en la velocidad debido al impacto mecánico de la zapata, y 160 km / h (99 mph) se considera el límite superior de tercera-rail práctico operación. El récord mundial de velocidad para un tercer tren de ferrocarril es de 174 km / h (108 mph) alcanzado el 11 de abril 1988 por un británico Clase 442 UEM .

En el caso de una colisión con un objeto extraño, las rampas extremo biselado de los sistemas de fondo corriendo pueden facilitar el peligro de tener el tercer carril penetrar en el interior de un coche de pasajeros. Esto se cree que han contribuido a la muerte de cinco pasajeros en el choque de trenes Valhalla de 2015.

Efectos del clima

Sistemas ferroviarios tercer lugar utilizando contacto superior son propensos a la acumulación de nieve o de hielo se forman de nieve vuelto a congelar, y esto puede interrumpir las operaciones. Algunos sistemas operan dedicados trenes de deshielo para depositar un fluido aceitoso o anticongelante (tales como propilenglicol ) en el carril conductor para evitar el congelado acumulación. El tercer carril también se puede calentar para aliviar el problema de hielo.

A diferencia de los sistemas de tercer carril, equipo de línea aérea puede verse afectada por fuertes vientos o lluvia helada con lo que los alambres hacia abajo y detener todos los trenes. Tormentas eléctricas también pueden desactivar el poder con rayos huelgas en sistemas con cables aéreos , la desactivación de los trenes si hay una subida de tensión o una rotura en los cables.

Brechas

Debido a las deficiencias en el carril conductor (por ejemplo, en pasos a nivel y cruces) un tren puede detener en una posición en la totalidad de sus zapatos de recogida de poder son los vacíos, de modo que no potencia de tracción está disponible. Se dice entonces que el tren a ser "huecos". Otro tren debe entonces ser llevado detrás del tren que había quedado para empujarlo a la barra conductora, o de un cable de puente puede ser utilizado para suministrar suficiente energía para el tren de conseguir uno de sus zapatas de contacto de nuevo en el tercer carril. Evitar este problema requiere una longitud mínima de los trenes que se pueden ejecutar en una línea. Locomotoras han tenido ya sea la copia de seguridad de una a bordo motor diesel sistema (por ejemplo, British Rail Class 73 ), o han sido conectados a los zapatos en el material rodante (por ejemplo Ferrocarril Metropolitano ).

Ejecución de los carriles para el suministro de energía

La primera idea para la alimentación de energía eléctrica a un tren desde una fuente externa era mediante el uso de dos carriles sobre los que ejecuta un tren, en el que cada riel es un conductor para cada polaridad, y está aislado por los durmientes . Este método es utilizado por la mayoría de escala de los trenes del modelo , sin embargo, no funciona tan bien para los grandes trenes como los durmientes no son buenos aislantes. Además, la conexión eléctrica requiere ruedas aislados o ejes aislados, pero la mayoría de los materiales de aislamiento tienen propiedades mecánicas pobres en comparación con los metales utilizados para este fin, lo que lleva a un vehículo tren menos estable. Sin embargo, se utiliza a veces en el comienzo del desarrollo de los trenes eléctricos. El ferrocarril eléctrico más antiguo del mundo, el Ferrocarril de Volk en Brighton, Inglaterra fue electrificado originalmente a 50 voltios DC a través de este sistema (que ahora es un sistema de tres ferrocarril). Otros sistemas de ferrocarril que utiliza fuera el -Lichterfelde bruto de tranvía y el Ungerer tranvía .

Contacto zapato

Contacto zapato en Metro-Norte M8 autovía , diseñado tanto superiores e inferiores a correr tercer carril.

El tercer carril se encuentra normalmente fuera de los dos carriles de rodadura, pero en algunos sistemas se monta entre ellos. La electricidad se transmite al tren por medio de una zapata de deslizamiento , que se mantiene en contacto con el carril. En muchos sistemas, una cubierta aislante se proporciona por encima del tercer carril para proteger a los empleados que trabajan cerca de la pista; a veces, el zapato está diseñado para ponerse en contacto con el lado (llamado "funcionamiento lado") o inferior (llamado "de abajo corriendo" o "bajo-funcionamiento") de la tercera banda, permitiendo que la cubierta de protección para ser montado directamente a su superficie superior. Cuando las diapositivas de calzado a lo largo de la superficie superior, que se conoce como "corrientes superiores". Cuando las diapositivas de calzado a lo largo de la superficie inferior, que es menos afectado por la acumulación de nieve, hielo, o las hojas, y reduce las posibilidades de una persona que está siendo electrocutado al entrar en contacto con el carril. Ejemplos de sistemas que utilizan insuficientemente corriendo tercer carril incluyen Metro-Norte en el área metropolitana de Nueva York ; la SEPTA la línea Market-Frankford en Filadelfia ; y de Londres Docklands Light Railway .

Consideraciones eléctricas y tecnologías alternativas

sistemas de tracción eléctrica (donde se genera energía eléctrica en una estación de energía a distancia y se transmite a los trenes) son considerablemente más rentable que las unidades diesel o de vapor, donde las unidades de alimentación separadas deben realizarse en cada tren. Esta ventaja es especialmente notable en los sistemas de transporte urbano y rápidos con una alta densidad de tráfico.

Debido a las limitaciones mecánicas sobre el contacto a la tercera banda, trenes que utilizan este método de suministro de energía a alcanzar velocidades más bajas que los que utilizan cables eléctricas aéreas y un pantógrafo . No obstante, pueden ser preferidos dentro de las ciudades ya que no hay necesidad de una velocidad muy alta y causan menos contaminación visual .

El tercer carril es una alternativa a las líneas aéreas que transmiten energía a los trenes por medio de pantógrafos unidos a los trenes. Considerando overhead hilos sistemas pueden funcionar a 25 kV o más, el uso de corriente alterna (AC), el pase más pequeña alrededor de un carril vivo impone un máximo de aproximadamente 1.500 V ( línea 4, Guangzhou Metro , Línea 5, Guangzhou Metro , Línea 3, Shenzhen metro ), y la corriente directa (DC) se utiliza. Los trenes en algunas líneas o redes utilizan ambos modos de suministro de energía (ver § Los sistemas mixtos abajo).

Todos los sistemas ferroviarios terceros en todo el mundo están energizados con alimentación de CC. Algunas de las razones para esto son históricos. Los primeros motores de tracción eran motores de corriente continua, y el equipo de rectificar disponible entonces era grande, caro y poco práctico para instalar a bordo de los trenes. Además, la transmisión de las relativamente altas corrientes requiere resultados en pérdidas más altas con AC de DC. Subestaciones para un sistema DC tendrán que ser (típicamente) unos 2 kilómetros (1,2 millas) de distancia, aunque el espaciamiento real depende de la capacidad de carga; la velocidad máxima y la frecuencia del servicio de la línea. El Docklands Light Railway (DLR) utiliza un tercer carril que es pequeña en la sección en comparación con el habitual; por lo tanto se requieren menos subestaciones. El DLR fue capaz de hacer esto (en la década de 1980), ya que era una forma totalmente nueva construcción con trenes hechos a medida y no tenía necesidad de una conexión formal con un sistema ferroviario existente 'pesado' tercera.

Un método para reducir las pérdidas de corriente (y por lo tanto aumentar la distancia de las estaciones de alimentador / sub, un coste importante en la tercera electrificación ferrocarril) es el uso de un carril conductor de material compuesto de un diseño de aluminio / acero híbrido. El aluminio es un mejor conductor de la electricidad, y una superficie de rodadura de acero inoxidable da un mejor desgaste.

Hay varias maneras de unir el acero inoxidable al aluminio. El más antiguo es un método de co-extrusión, en el que el acero inoxidable se extruye con el aluminio. Este método ha sufrido, en casos aislados, a partir de de-laminación (donde el acero inoxidable se separa de la de aluminio); esto se dice que han sido eliminados en los últimos rieles coextrusionadas. Un segundo método es un núcleo de aluminio, en la que dos secciones de acero inoxidable están equipados de un casquillo y lineal soldada a lo largo de la línea central del carril. Debido a que el aluminio tiene un mayor coeficiente de dilatación térmica que el acero, el aluminio y el acero ha de ser bloqueado positivamente para proporcionar una buena interfaz colección actual. Un tercer método remaches tiras de bus de aluminio para el alma del carril de acero. La foto de abajo-derecha de zapato una L de coche Chicago representa un carril de este tipo, que muestra las tiras de bus de aluminio que llenan el espacio por debajo de la superficie de contacto del carril.

Volver mecanismos actuales

Al igual que con los alambres de arriba, la corriente de retorno normalmente fluye a través de uno o ambos carriles de rodadura, y de fuga a tierra no se considera grave. Donde los trenes circulan con neumáticos de goma, como en las partes del Lyon Metro , Metro de París , la Ciudad de México de metro , Metro de Santiago , Metro de Sapporo , y sobre todo el metro de Montreal y algunos transporte público guiado sistemas (por ejemplo, la línea Astram ), una carril conductor se debe proporcionar para alimentar la corriente. El retorno se efectúa a través de los carriles de la vía convencional entre estas barras de guía ( ver metro de neumáticos ).

Otro diseño, con un tercer raíl (alimentación de corriente, fuera de los carriles de rodadura) y cuarto carril (retorno de corriente, a medio camino entre los carriles de rodadura), se utiliza por unos pocos sistemas de acero-rueda; ver cuarta banda . El metro de Londres es el mayor de ellos, (véase la electrificación ferroviaria en Gran Bretaña ). La razón principal para el uso de la cuarta banda para transportar la corriente de retorno es evitar esta corriente que fluye a través de los revestimientos de túneles de metal originales que nunca fueron destinados a transportar corriente, y que sufren la corrosión electrolítica debe fluir tales corrientes en ellos.

Otro sistema de cuatro-rail es la línea M1 de la Metro Milán , donde la corriente se extrae por una barra lateral y plana, y el contacto de lado, con retorno a través de un carril central con contacto superior. A lo largo de algunos tramos en la parte norte de la línea de una línea aérea también se ha establecido, para permitir que los trenes de la línea de M2 (que pantógrafos de uso y alta tensión, y no tienen zapatas de contacto) para acceder a un depósito situado en la línea M1. En depósitos, trenes de la línea M1 utilizan pantógrafos debido a razones de seguridad, con la transición hecha cerca de los depósitos de distancia de pistas de ingresos.

Las consideraciones estéticas

En tercer carril de la electrificación es visualmente menos voluminoso que la electrificación de arriba. En 2011, el verdor y la estética inspiraron el metro de Bangalore en la India de incorporar un tercer sistema ferroviario.

Los sistemas mixtos

Varios sistemas utilizan un tercer carril para parte de la ruta, y otra fuerza motriz tales como sobrecarga catenaria o potencia diesel para el resto. Estos pueden existir debido a la conexión de los ferrocarriles de propiedad por separado, utilizando los diferentes sistemas de motivos, las ordenanzas locales, u otras razones históricas.

Reino Unido

Varios tipos de trenes británicos han sido capaces de funcionar en ambos sistemas de rieles superiores y tercera, incluyendo los de clase British Rail Class 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378 / 2 , 387 , 373 , 395 y 700 emus, además de Clase 92 locomotoras.

En la región sur de British Rail, patios de carga tenían cableado aéreo para evitar los peligros de un tercer carril. Las locomotoras fueron equipados con un pantógrafo , así como zapatos de recogida.

Eurostar / de alta velocidad 1

La Clase 373 utilizado para los servicios internacionales operados por Eurostar a través del túnel del Canal consiste en la recopilación de arriba a 25 kV CA para la mayor parte de su recorrido, con secciones de 3 kV CC en las líneas belgas entre la sección de alta velocidad de Bélgica y la estación de Midi de Bruselas o 1,5 kV CC en las líneas del sur de Francia para servicios de temporada. Según lo entregado originalmente, las unidades de la Clase 373 fueron equipados adicionalmente con 750 V DC zapatos de recolección , diseñados para el viaje de Londres a través de las líneas de cercanías suburbanas a Waterloo . Un interruptor entre el tercer carril y la recogida de sobrecarga se llevó a cabo mientras se ejecuta a la velocidad, en un principio en el Continental cruce cerca de Folkestone, y posteriormente en Fawkham Junction después de la apertura de la primera sección del túnel del canal de enlace ferroviario . Entre la estación de tren de Kensington Olympia y el Polo Norte Depot más conmutaciones eran necesarias.

El sistema dual causó algunos problemas. El fracaso para retraer los zapatos al entrar en Francia causó graves daños a equipos en tierra, lo que lleva a la SNCF instalar un par de bloques de hormigón en el extremo Calais de ambos túneles para romper los terceros zapatos de carril si no hubieran sido retraída. Un accidente se produjo en el Reino Unido cuando un conductor no Eurostar para retraer el pantógrafo antes de entrar en el tercer sistema ferroviario, dañando un pórtico de la señal y el pantógrafo.

El 14 de noviembre de 2007, las operaciones de pasajeros de Eurostar fueron trasladados a la estación de tren de St. Pancras y operaciones de mantenimiento de los molinos del templo depósito de hacer el tercer carril equipo de recogida de 750 VDC redundante y que lleva a su eliminación de la flota. Todos los límites de velocidad en las líneas de Inglés Eurostar se publican en km / h, y las señales de tierra en secciones no de alta velocidad son números blancos sobre un fondo negro (en lugar de los números negros estándar del Reino Unido sobre un fondo blanco) como un recordatorio. Los trenes mismos ya no están equipados con un indicador de velocidad capaz de indicar en millas por hora (la indicación se utiliza para cambiar automáticamente cuando se desplegaron los zapatos de colector).

En 2009, el sureste comenzó a operar servicios domésticos más alta velocidad 1 trackage de St Pancras usando su nueva Clase 395 EMU. Estos servicios operan en la línea de alta velocidad por lo que Ebbsfleet Internacional o Ashford International , antes de transferirse a las líneas clásicas para servir norte y mediados de Kent. Como consecuencia, estos trenes son habilitado de doble voltaje, ya que la mayoría de las rutas sobre las que operan son tercer carril electrificado.

Línea de Londres del Norte

En Londres, el London Line Norte cambia su fuente de alimentación una vez entre Richmond y Stratford en Acton central . La ruta fue originalmente tercer carril a lo largo, pero varios problemas de puesta a tierra eléctricos técnicos, además de parte de la ruta también ya son objeto de cables eléctricos aéreos previstos para la carga eléctrica transportada y Eurostar regional de servicios dirigido al cambio.

West London Line

También en Londres, el London Line West cambia entre la fuente de alimentación de Shepherd Bush y Willesden Junction , donde se encuentra con la línea del norte de Londres. Al sur del punto de conmutación, el WLL es electrificada tercer carril, al norte de allí, es sobrecarga .

Thameslink

La cruz-ciudad Thameslink servicio se ejecuta en la red tercer carril Región Sur de Farringdon el sur y el norte de la línea aérea a Bedford . El cambio se hace mientras estacionaria en Farringdon cuando se dirigía hacia el sur, y en la ciudad Thameslink cuando se dirigía hacia el norte.

Ciudad del Norte

Por Moorgate las rutas de servicio de cercanías Hertford y Welwyn, los de la costa este de línea principal secciones son de 25 kV CA, con un paso al tercer carril hecha en la estación de tren Drayton Parque . Un tercer carril se utiliza todavía en la sección del túnel de la ruta, porque el tamaño de los túneles que conducen a la estación de Moorgate era demasiado pequeña para permitir que la electrificación de arriba.

Downs línea del norte

Redhill con el diesel de la clase 166 de servicios a cargo de First Great Western de lectura como el Downs línea del norte solamente tiene tercer electrificación ferroviaria en los tramos compartidos.

El Downs línea del norte no está electrificada en aquellas partes de la línea donde el servicio North Downs tiene el uso exclusivo.

Las porciones electrificadas de la línea son

Redhill a Reigate - Permite Servicios de transporte ferroviario del sur a correr a Reigate. Se evita así tener a su vez los servicios que terminan en Redhill, donde debido al diseño de la estación, la inversión podría bloquear casi todas las líneas de funcionamiento.
Shalford Junction a Aldershot Sur Junction - línea compartida con el sur de West Trains servicios de Portsmouth y Aldershot eléctricos.
Wokingham de lectura - línea compartida con el sur de West Trains servicios eléctricos de Waterloo.

Suecia

El metro de Estocolmo es servida por un tercer sistema ferroviario.

Francia

El nuevo tranvía en Burdeos (Francia) utiliza un sistema novedoso con un tercer carril en el centro de la pista. El tercer carril se separa en 10 m (32 pies 10 pulgadas) de largo conductora y 3 m (9 pies 10 en) segmentos de aislamiento largos. Cada segmento conductor está conectado a un circuito electrónico que hará que el segmento en vivo una vez que se encuentra totalmente debajo del tranvía (activado por una señal codificada enviada por el tren) y apagarlo antes de que quede expuesto de nuevo. Este sistema (llamado " Alimentation par Sol " (APS), que significa "suministro de corriente a través de tierra") se utiliza en varios lugares alrededor de la ciudad, pero sobre todo en el centro histórico: En otros sitios los tranvías utilizan los convencionales líneas aéreas , consulta a nivel del suelo fuente de alimentación . En el verano de 2006, se anunció que dos nuevos sistemas de tranvía francés estaría utilizando APS sobre parte de sus redes. Estos serán Angers y Reims , con ambos sistemas de espera para abrir alrededor de 2009-2010.

El francés ferrocarril Culoz-Modane se electrificó con 1500 V DC tercer carril, posteriormente se convirtió a los alambres de arriba a la misma tensión. Estaciones tenían alambres de arriba desde el principio.

La línea de la rama francesa que sirve Chamonix y la región del Mont Blanc ( Saint-Gervais-le-Fayet a Vallorcine ) es el tercer carril (parte superior de contacto) y de vía métrica. Continúa en Suiza, en parte con el mismo sistema de tercer carril, en parte con una línea aérea.

Los 63 km (39 millas) de largo Train Jaune línea en el Pirineo también cuenta con un tercer carril.

Países Bajos

Para mitigar los costos de inversión, el Rotterdam Metro , básicamente, un sistema de tercer raíl con motor, se ha dado algunas ramas periféricas construidas en la superficie como el tren ligero (llamado Sneltram en holandés), con numerosos pasos a nivel protegidos con barreras y semáforos. Estas ramas tienen cables aéreos. Del mismo modo, en Amsterdam una ruta "Sneltram" va en Metro pistas y pasa a la alineación de la superficie en los suburbios, que comparte con los tranvías estándar. En la mayoría de los acontecimientos recientes, la RandstadRail proyecto también requiere Rotterdam Metro entrena para correr debajo de los alambres en su camino a lo largo de la antigua línea principal de ferrocarril de La Haya.

Sneltram es operado por Gemeentelijk Vervoerbedrijf en Ámsterdam lightrail con tercer carril y el cambio a sobrecarga en el tranvía tradicional compartido con tranvías en Amsterdam . Línea 51 a Amstelveen se ejecuta el servicio de metro entre Amsterdam Centraal y la estación de Zuid. En Amsterdam Zuid se cambia de tercer carril a pantógrafo y catenarias . De ahí a Amstelveen Centrum que comparte su pista con la línea de tranvía 5. Los vehículos ferroviarios ligeros en esta línea son capaces de utilizar tanto 600 V CC y 750 V DC.

Rusia y ex SU

En todos los subterráneos de los países post-soviéticos , el carril de contacto se hace con el mismo estándar. En particular, porque de carbono impurezas aumentan la resistencia eléctrica , todos los terceros carriles se hacen usando acero de bajo carbono.

Tal vez en algunos metros de la sección transversal y ex perfil Unión Soviética de carril conductor son los mismos parámetros de vía convencional.

El, longitud natural pre-instalación del carril conductor es de 12,5 metros (41 pies). Durante la instalación, los segmentos de carril de contacto se sueldan juntos para producir carriles conductores de longitud variable. En las secciones curvadas con un radio de 300 metros (980 pies) o más, rectas, y túneles, el carril de contacto se suelda a una longitud de 100 metros (330 pies); en la superficie de rodadura, de 37,5 metros (123 pies); y, en curvas cerradas y caminos del parque, 12,5 metros (41 pies).

Instalaciones ferroviarias Post-soviéticas tercer uso del sistema (Wilgus-Sprague) inferior de contacto; en la parte superior del raíl es carcasa de plástico de alta resistencia con una integridad estructural suficiente para soportar el peso de un hombre. El voltaje es de 825 voltios DC .

Estados Unidos

Tercer carril a zona de transición alambre de arriba en el Skokie Swift

En la ciudad de Nueva York, los trenes eléctricos que deben utilizar el tercer carril dejando Grand Central Terminal en el antiguo ferrocarril central de Nueva York (ahora ferrocarril del Metro-Norte ) Interruptor de líneas aéreas en Pelham cuando tienen que operar a cabo en la antigua Nueva York, Nueva haven y Hartford ferrocarril (ahora del norte del metro de New haven line ) línea de Connecticut . El interruptor se hace "sobre la marcha", y se controla desde la posición del ingeniero.

También en la ciudad de Nueva York, donde las emisiones de diesel podría suponer un peligro para la salud en las zonas estación de metro, Metro-Norte , Long Island Rail Road y Amtrak utilizan locomotoras diesel especiales que también pueden ser accionados eléctricamente por un tercer raíl. Este tipo de locomotora (por ejemplo, la General Electric P32AC-DM o el EMD DM30AC de LIRR), puede hacer la transición entre los dos modos mientras que en curso. El sistema auxiliar del tercer carril no es tan poderoso como el motor diesel, por lo que en el aire abierto trackage (no túnel) los motores normalmente se ejecutan en modo diesel, incluso cuando tercera potencia rail está disponible.

En la ciudad de Nueva York y en Washington, DC , ordenanzas locales antes requerían electrificadas tranvías para llamar la corriente de un tercer carril y el retorno de la corriente a una cuarta banda, ambos instalados en una bóveda continua por debajo de la calle y se accede por medio de un colector que pasa a través de una ranura entre los carriles de rodadura. Cuando los tranvías en tales sistemas entraron en territorio donde se les permitió líneas aéreas, se detuvieron sobre un pozo donde un hombre separado del colector ( arado ) y el maquinista colocan un trole en la cabeza. En los EE.UU., todos estos sistemas de alimentación de potencia de conducto se han suspendido, y, o bien sustituido o abandonado por completo.

Algunas secciones de la antigua red de tranvías de Londres también utilizan la colección actual conducto del sistema, también con algunos tranvías que podría recoger la energía de ambas fuentes de arriba y debajo de la carretera.

La línea azul de Boston MBTA utiliza tercer carril de la electrificación desde el inicio de la línea de centro para el aeropuerto de la estación, donde se cambia a catenaria para el resto de la línea de las maravillas . La sección más externa de la Línea Azul corre muy cerca del Océano Atlántico , y había preocupaciones acerca de la posible acumulación de nieve y hielo en un tercer carril tan cerca del agua. Catenaria no se utiliza en la sección subterránea, debido a holguras apretadas en el túnel de 1904 bajo el puerto de Boston. La MBTA de la Línea Naranja Hawker Siddeley 01200 serie de los coches de tránsito rápido (esencialmente una versión más larga de la de la línea azul 0600) recientemente tuvieron su puntos retirados durante un programa de mantenimiento de montaje pantógrafo; Estos soportes se habrían utilizado para pantógrafos que se han instalado la línea naranja había sido extendida al norte de su terminal actual.

Método de doble fuente de alimentación también se utiliza en algunos de los Estados Unidos interurbanas ferrocarriles que hicieron uso de tercer carril más reciente en las zonas suburbanas, y la infraestructura de arriba del tranvía (trolley) existente para llegar al centro, por ejemplo, el Skokie Swift en Chicago.

Bay Area Rapid Transit en y alrededor de San Francisco utiliza 1.000 V CC .

El uso simultáneo con cable aéreo

Un ferrocarril puede ser electrificado con un alambre de arriba y un tercer carril al mismo tiempo. Este fue el caso, por ejemplo, en el Hamburgo S-Bahn entre 1940 y 1955. Un ejemplo moderno es la estación de tren Birkenwerder cerca de Berlín, que tiene terceros carriles en ambos lados y los alambres de arriba. La mayor parte de la estación de Penn compleja en la ciudad de Nueva York también se electrifica con ambos sistemas. Sin embargo, estos sistemas tienen problemas con la interacción de los diferentes suministros eléctricos. Si uno de alimentación es DC y la otra de CA, se puede producir una premagnetización no deseada de los transformadores de corriente alterna. Por esta razón, la doble electrificación es generalmente evitada.

conversiones

Pese a las diversas posibilidades técnicas para el manejo de material rodante con los modos de recogida de doble poder, el deseo de lograr la plena compatibilidad de redes enteras parece haber sido el incentivo para que las conversiones de tercer carril de suministro de cabeza (o viceversa).

Corredores suburbanos en París desde la estación Saint-Lazare , Gare des Invalides (ambos CF Ouest) y la estación de Orsay ( CF PO ), que se han electrificado a partir de 1924, 1901, 1900, respectivamente. Todos ellos cambiaron a los cables aéreos por etapas después de que pasaron a formar parte de un proyecto de electrificación gran escala de la SNCF de red en los 1960s-70s.

En el área de Manchester, el L & YR línea Bury se electrificó primero con alambres de arriba (1913), a continuación cambió a tercer carril (1917; véase también la electrificación de trenes en Gran Bretaña ) y luego de nuevo en 1992 para cables aéreos en el curso de su adaptación para el Manchester Metrolink . Tranvías en calles del centro de la ciudad, llevando los zapatos de colector que sobresalen de sus bogies, se consideraron demasiado peligroso para los peatones y la circulación de automóviles para intentar la tecnología de modo dual (en Amsterdam y Rotterdam sneltram vehículos salir a la superficie en los suburbios, no en las zonas centrales ocupados). Lo mismo ocurrió con el West Croydon - Wimbledon línea en el Gran Londres (electrificada originalmente por el Ferrocarril del Sur ) cuando Tramlink se abrió en 2000.

Tres de cada cinco líneas que componen el núcleo del metro de Barcelona a la red cambian a la fuente de alimentación de cabeza del tercer carril. Esta operación también se realiza por etapas y se terminó en 2003.

La transición opuesta tuvo lugar en el sur de Londres. La Línea de la London South LBSCR red entre Victoria y London Bridge fue electrificado con catenaria en 1909. El sistema se extendió posteriormente a Crystal Palace, Coulsdon Norte y Sutton. En el curso de la línea principal de electrificación tercer carril en el sudeste de Inglaterra, las líneas fueron convertidos por 1.929.

Las razones para la construcción de la sobrecarga alimentado Tyne & Wear Metro de red más o menos en las líneas del tercer carril ido largo Tyneside Electrics sistema en el área de Newcastle es probable que tengan raíces en la economía y la psicología en lugar de en la búsqueda de la compatibilidad. En el momento de la apertura del metro (1980), el tercer sistema ferroviario ya había sido retirado de las líneas existentes, no hubo un tercer carril vehículos ferroviarios ligeros en el mercado y esta última tecnología se limitaba al tren pesado mucho más costoso de valores. También se desea el cambio de largo que va de la imagen: los recuerdos de la última etapa de la operación de los Electrics Tyneside estaban lejos de ser favorables. Esta fue la construcción del sistema desde cero después de 11 años de servicio diesel ineficaz.

La primera alimentación por encima de los trenes eléctricos alemanes apareció en el Hamburgo-Altona Stadt- und Vorortbahn en 1907. Treinta años más tarde, el operador ferroviario de línea principal, Deutsche Reichsbahn , influenciado por el éxito del tercer carril de Berlín S-Bahn , decidió para cambiar lo que ahora se llama Hamburgo S-Bahn a tercer carril. El proceso se inició en 1940 y no se terminó hasta 1955.

En 1976-1981, el tercer carril de Viena U-Bahn U4 Línea sustituido el Donaukanallinie y Wientallinie del tren urbano , c1900 construido y primero electrificado con cables aéreos en 1924. Esto fue parte de un gran proyecto de construcción de la red de U-Bahn consolidada. La otra eléctrica Stadtbahn línea, cuya conversión en tren pesado Stock fue rechazada, todavía opera bajo los alambres con los coches de tren ligero (como U6), a pesar de que ha sido completamente modernizado y ampliado significativamente. A medida que las plataformas en la Gürtellinie no eran adecuados para elevar sin mucha intervención en la histórica Otto Wagner arquitectura de la estación 's, la línea sería de todos modos sigue siendo incompatible con el resto de la red U-Bahn. Por lo tanto, un intento de conversión al tercer carril habría sido inútil. En Viena, paradójicamente, los alambres fueron retenidos por razones estéticas (y económico).

Las líneas mayores en el oeste de la T-Bane Oslo sistema fueron construidas con líneas aéreas mientras que las líneas del este se construyeron con tercer carril, aunque todo el sistema, ya que se ha convertido a tercer carril. Antes de la conversión, los ahora-retirado T1300 OS y OS T2000 trenes podrían funcionar en ambos sistemas.

La parte occidental de la Skokie Swift de la 'L' Chicago cambió de catenaria a tercer carril en el año 2004, por lo que es totalmente compatible con el resto del sistema.

voltajes no estándar

Algunas tensiones de carril terceros altas (1200 voltios y superiores) incluyen:

En Alemania durante el comienzo del Tercer Reich , un sistema ferroviario con 3-metros (9,8 pies) de ancho de calibre fue planeada. Por esta Breitspurbahn sistema ferroviario, se consideró la electrificación con una tensión de 100 kV tomadas de un tercer carril, con el fin de evitar daños a los cables aéreos de cañones antiaéreos sobre carriles de gran tamaño. Sin embargo, un sistema de este tipo de energía no hubiera funcionado, ya que no es posible aislar un tercer carril para tales altas tensiones en las proximidades de los raíles. Todo el proyecto no avanzó ninguna causa más al inicio de la Segunda Guerra Mundial.

Historia

Con los sistemas de tercera y cuarta banda de contacto de superficie una pesada "zapato" suspendido de una viga de madera unido a los bogies recoge poder por deslizamiento sobre la superficie superior del carril eléctrico. Esta vista muestra un British Rail Class 313 tren.
El metro de Londres utiliza un sistema de cuatro ferrocarril donde ambos carriles conductores son en vivo con relación a los carriles de rodadura, y el carril positivo tiene el doble de la tensión de la barra negativa. Arcos de este tipo son normales y ocurren cuando los zapatos de recolección de energía eléctrica de un tren que es un suministro eléctrico de llegar al final de un tramo de carril conductor.
Carril conductor en la MBTA línea roja en la estación del sur de Boston , que consiste en dos tiras de aluminio sobre un riel de acero para ayudar con el calor y la conducción eléctrica
Pista de Singapur LRT ; el tercer carril está en el lado derecho

sistemas de electrificación del tercer carril son, aparte de las baterías de a bordo, los más antiguos medios de suministro de energía eléctrica a los trenes de ferrocarriles utilizando sus propios corredores, sobre todo en las ciudades. fuente de alimentación de arriba se utilizó inicialmente casi exclusivamente en los ferrocarriles de tranvía-como, a pesar de que también apareció lentamente en los sistemas de la línea principal.

Un tren eléctrico experimental utilizando este método de alimentación fue desarrollado por la empresa alemana de Siemens & Halske y se muestra en la Exposición Industrial de Berlín de 1879 , con su tercer carril entre los carriles de rodadura. Algunos primeros ferrocarriles eléctricos utilizan los carriles de rodadura como el conductor de corriente, como en el 1883 abrió- ferrocarril eléctrico de Volk en Brighton. Se le ha dado una línea de tensión adicional en 1886, y todavía está en funcionamiento. El terraplén del gigante tranvía siguió, equipado con un tercer carril exterior elevada en 1883, más tarde se convirtió al alambre de arriba. El primer ferrocarril de utilizar el tercer carril central fue la Bessbrook y Newry tranvía en Irlanda, se abrió en 1885, pero ahora, como la línea de la Calzada del Gigante, cerrado.

También en la década de 1880, los sistemas de tercera ferroviarios comenzaron a ser utilizados en el transporte público urbano . Tranvías fueron los primeros en beneficiarse de ella: se utilizan conductores en el conducto por debajo de la superficie de la carretera (ver Conduit colección actual ), generalmente en partes seleccionadas de las redes. Esto se intentó por primera vez en Cleveland (1884) y en Denver (1885) y más tarde se extendió a muchas redes grandes de tranvía (por ejemplo, Nueva York, Chicago, Washington DC, Londres, París, todos los cuales están cerrados) y Berlín (el tercer sistema ferroviario en la ciudad fue abandonada en los primeros años del siglo 20 después de una fuerte nevada.) el sistema fue juzgado en la localidad costera de Blackpool , Reino Unido, pero pronto fue abandonada como la arena y el agua salada se encontró a entrar en el conducto y causar averías, y hay era un problema con la caída de tensión . Algunas secciones de la vía del tranvía todavía tienen la ranura carriles visible.

Un tercer carril suministra energía al primer ferrocarril eléctrico del mundo subterráneo, el tren de la ciudad y el sur de Londres , que se abrió en 1890 (ahora parte de la línea Northern del metro de Londres). En 1893, el segundo del tercer carril de ferrocarril de la ciudad alimentado del mundo se abrió en Gran Bretaña, el tren elevado de Liverpool (1956 cerrado y desmantelado). La primera Desarrollado tercer carril de ferrocarril de la ciudad en el uso de ingresos fue el 1895 Metropolitan West Side elevada , que pronto se convirtió en parte del Chicago 'L' . En 1901, Granville maderas , un prominente inventor afroamericano, se le concedió una patente de Estados Unidos 687.098 , cubriendo diferentes mejoras propuestas para los sistemas de tercera banda. Esto ha sido citado para afirmar que él inventó el tercer sistema ferroviario de la distribución actual. Sin embargo, en ese momento no había habido numerosas otras patentes para los sistemas de tercera ferroviarias electrificadas, entre ellos Thomas Edison 's patente de EE.UU. 263.132 de 1882, y la tercera banda había probado su eficacia durante más de una década, en instalaciones incluyendo el resto de Chicago' elevateds', así como los utilizados en Brooklyn Rapid Transit Company , por no mencionar el desarrollo fuera de los EE.UU..

En París , un tercer carril apareció en 1900 en el túnel de la línea principal que conecta la estación de Orsay al resto de la red CF París-Orleans. Línea principal de la electrificación del tercer carril de se amplió posteriormente a algunos servicios de cercanías.

El sistema de arrastre Woodford fue utilizado en los tranvías industriales , específicamente en canteras y minas a cielo abierto en las primeras décadas del siglo 20. Este utiliza un centro de tercer carril 250 voltios para alimentar autopropulsados a control remoto coches descarga lateral . El sistema de control remoto se hizo funcionar como un modelo de ferrocarril , con el tercer carril dividido en varios bloques que podrían ser configuradas para poder, costa, o freno por interruptores en el centro de control.

Contacto superior o tipo de gravedad tercer carril parece ser la forma más antigua de colección de energía. Ferrocarriles pioneros en el uso de tipos menos peligrosos de tercer carril fueron el ferrocarril central de Nueva York en el enfoque de Nueva York 's Grand Central Terminal (1907 - otro caso de la electrificación de la línea principal del tercer raíl), de Filadelfia Market Street metro con elevación del segmento (1907) , y la Hochbahn en Hamburgo (1912) - todos tenían carril de contacto inferior, también conocido como el sistema Wilgus-Sprague. Sin embargo, el Manchester-Bury Línea del Lancashire y Yorkshire ferrocarril trató ferrocarril contacto lateral en 1917. Estas tecnologías aparecido en un mayor uso solamente en el cambio de la década de 1920 y en la década de 1930 en adelante, por ejemplo, líneas de gran perfil de la U de Berlín Bahn , el Berlín S-Bahn y el metro de Moscú . El Hamburgo S-Bahn ha utilizado un tercer carril de contacto lateral a 1200 V DC desde 1939.

En 1956 la primera línea de ferrocarril sobre neumáticos del mundo, la Línea 11 del metro de París , abrió. El carril conductor se convirtió en un par de carriles necesarios para mantener el carretón en la posición correcta en el nuevo tipo de pista de guía. Esta solución se modificó en el Namboku Línea de 1971 Sapporo metro , donde un colocado en posición central de guía / se utilizó riel de retorno además de un carril de potencia colocado lateralmente como en ferrocarriles convencionales.

Sapporo metro con un carril de guía colocado en posición central / retorno

La tecnología de tercera ferrocarril en las líneas de tranvía de la calle ha sido recientemente revivida en el nuevo sistema de Burdeos (2004). Esta es una tecnología completamente nueva (véase más adelante).

Sistemas de tercera ferroviarios no se consideran obsoletos. Hay, sin embargo, los países (en particular, Japón , Corea del Sur , España ) más deseosos de adoptar cableado aéreo por sus ferrocarriles urbanos. Pero, al mismo tiempo, no eran (y siguen siendo) muchos nuevos sistemas tercer carril construido en otro lugar, incluidos los países tecnológicamente avanzados (por ejemplo, Copenhagen Metro , Metro de Taipei , Wuhan Metro ). Ferrocarriles con alimentación inferior (que pueden ser demasiado específicos para usar el término 'tercer carril') también se utilizan por lo general con sistemas que tienen trenes sobre neumáticos, si se trata de un metro pesada (excepto otras dos líneas de Sapporo metro ) o una pequeña capacidad de las personas motor (PM). Los nuevos sistemas de tracción eléctrica tienden a utilizar sobrecarga para los sistemas regionales y de larga distancia. Sistemas de tercera ferroviarias que utilizan voltajes más bajos que los sistemas generales todavía requieren muchos más puntos de suministro.

ferrocarriles modelo

En 1906, las Lionel trenes eléctricos se convirtió en el primer modelo se entrena para utilizar un tercer carril para alimentar la locomotora. Lionel pista utiliza un tercer carril en el centro, mientras que los dos carriles exteriores están conectados eléctricamente entre sí. Esta resuelto el problema de dos rieles trenes modelo tienen cuando la pista está dispuesta para bucle de nuevo sobre sí misma, como normalmente esto provoca un cortocircuito. (Incluso si el bucle se huelgo, la locomotora crearía un corto y dejar a su paso por los huecos.) Lionel trenes eléctricos también funcionan con corriente alterna. El uso de corriente alterna significa que una locomotora Lionel no puede ser revertida mediante el cambio de polaridad; en cambio, las secuencias de la locomotora entre varios estados (hacia adelante, neutral, hacia atrás, por ejemplo) cada vez que se inicia.

Märklin trenes ferroviarios de tres utilizan un corto pico de tensión de corriente continua para revertir un relé dentro de la locomotora mientras que se detuvo. Pista de Märklin no tiene un tercer carril real; en cambio, una serie de clavijas cortas proporcionan la corriente, tomada por un "zapato" de largo debajo del motor. Este zapato es lo suficientemente largo para estar siempre en contacto con varios pines. Esto se conoce como el sistema de contacto con el espárrago y tiene ciertas ventajas cuando se utiliza en sistemas de modelo de ferrocarril al aire libre. El colector de esquí frota sobre los espárragos y auto por lo tanto inherentemente limpia. Cuando se utilizan los dos raíles de la vía para el retorno en paralelo hay mucho menos riesgo de interrupción de la corriente debido a la suciedad en la línea.

Muchos conjuntos de trenes modelo hoy en día utilizan sólo dos carriles, por lo general asociadas con los sistemas G de calibre Z, N, HO o. Estos son típicamente alimentados por corriente directa (DC) en la que la tensión y la polaridad de los controles actuales la velocidad y dirección del motor de corriente continua en el tren. A excepción de crecimiento es Command Control Digital (DCC), donde bi-polar DC se suministra a los raíles a una tensión constante, junto con las señales digitales que se decodifican dentro de la locomotora. La CC bipolar lleva la información digital para indicar el comando y la locomotora que se está mandado, incluso cuando múltiples locomotoras están presentes en la misma pista. El sistema S-Gauge mencionado Lionel sigue siendo popular hoy en día también. Con su vías de tres carriles y la aplicación de corriente alterna.

Algunos ferrocarriles modelo realista imitan el tercer carril configuraciones de sus contrapartes de tamaño completo, aunque la mayoría no consume energía eléctrica del tercer carril.

Ver también

referencias

enlaces externos