Một đường dây trên cao hoặc được sử dụng để truyền năng lượng điện cho xe điện, xe đẩy hoặc tàu hỏa . Nó được biết đến như là:
- Hệ thống tiếp xúc trên cao ( OCS )
- Thiết bị đường dây trên cao ( OLE hoặc OHLE ) ( OHE )
- Đấu dây trên cao ( OHW ) hoặc đường dây trên không ( OHL
- Dây xe đẩy
- Dây kéo
Trong bài viết này, thuật ngữ chung đường trên cao được sử dụng, như được sử dụng bởi Liên minh Đường sắt Quốc tế. [1]
đường dây trên không được thiết kế theo nguyên tắc một hoặc nhiều dây dẫn trên cao (hoặc đường ray, đặc biệt là trong các đường hầm) nằm trên đường ray, được nâng lên tiềm năng điện cao bằng cách kết nối với các trạm trung chuyển đều đặn. Các trạm trung chuyển thường được cung cấp từ lưới điện cao thế.
Tổng quan [ chỉnh sửa ]
Tàu điện thu thập dòng điện của họ từ các đường dây trên cao, sử dụng một thiết bị như thước sao đồ, bộ thu nơ hoặc cột xe đẩy. Nó ấn vào mặt dưới của dây trên thấp nhất, dây tiếp xúc. Bộ thu hiện tại có tính dẫn điện và cho phép dòng điện chạy qua tàu hoặc xe điện và quay trở lại trạm trung chuyển thông qua các bánh xe thép trên một hoặc cả hai đường ray đang chạy. Đầu máy xe lửa không dùng điện (như động cơ diesel) có thể đi dọc theo các đường ray này mà không ảnh hưởng đến đường dây trên không, mặc dù có thể có khó khăn với giải phóng mặt bằng. Phương án truyền tải điện thay thế cho tàu hỏa bao gồm đường sắt thứ ba, cung cấp năng lượng mặt đất, pin và cảm ứng điện từ.
Xây dựng [ chỉnh sửa ]
Để đạt được bộ sưu tập dòng điện tốc độ cao tốt, cần phải giữ hình dạng dây tiếp xúc trong giới hạn xác định. Điều này thường đạt được bằng cách hỗ trợ dây tiếp xúc từ một dây thứ hai được gọi là dây nhắn tin (ở Hoa Kỳ & Canada) hoặc catenary (ở Anh). Dây này xấp xỉ đường đi tự nhiên của một dây nối giữa hai điểm, đường cong dây xích, do đó sử dụng "dây xích" để mô tả dây này hoặc đôi khi là toàn bộ hệ thống. Dây này được gắn vào dây tiếp xúc đều đặn bằng dây dọc được gọi là "ống nhỏ giọt" hoặc "dây thả". Nó được hỗ trợ thường xuyên tại các cấu trúc, bằng ròng rọc, liên kết hoặc kẹp. Toàn bộ hệ thống sau đó phải chịu sức căng cơ học.
Khi dây tiếp xúc tạo ra sự tiếp xúc với thước sao đồ, phần chèn carbon trên đỉnh của ống lồng được mài mòn. Trên các đường cong, dây "thẳng" giữa các giá đỡ làm cho dây tiếp xúc xuyên qua toàn bộ bề mặt của thước sao khi tàu di chuyển quanh đường cong, gây hao mòn đồng đều và tránh mọi vết khía. Trên đường thẳng, dây tiếp xúc được ngoằn ngoèo một chút về bên trái và bên phải của trung tâm từ mỗi hỗ trợ sang bên cạnh để ống kính đeo đều. Chuyển động của dây tiếp xúc trên đầu của thước sao đồ được gọi là "quét".
Không cần thiết phải ngoằn ngoèo của đường dây trên không cho các cực của xe đẩy.
Các khu vực kho có xu hướng chỉ có một dây duy nhất và được gọi là "thiết bị đơn giản" hoặc "dây xe đẩy". Khi các hệ thống đường dây trên không được hình thành lần đầu tiên, bộ sưu tập hiện tại tốt chỉ có thể ở tốc độ thấp, sử dụng một dây duy nhất. Để cho phép tốc độ cao hơn, hai loại thiết bị bổ sung đã được phát triển:
- Thiết bị khâu sử dụng một dây bổ sung ở mỗi cấu trúc hỗ trợ, được kết thúc ở hai bên của dây messenger / dây xích.
- Thiết bị hợp chất sử dụng dây hỗ trợ thứ hai, được gọi là "phụ trợ", giữa dây messenger / dây xích và dây tiếp xúc. Các ống nhỏ giọt hỗ trợ phụ từ dây messenger, trong khi các ống nhỏ bổ sung hỗ trợ dây tiếp xúc từ phụ. Dây phụ có thể là một kim loại dẫn điện tốt hơn nhưng ít bị mài mòn hơn, tăng hiệu quả truyền dẫn.
Dây nhỏ giọt trước đó cung cấp hỗ trợ vật lý cho dây tiếp xúc mà không cần nối dây và dây tiếp xúc bằng điện. Các hệ thống hiện đại sử dụng các ống nhỏ giọt hiện tại, loại bỏ sự cần thiết của các dây riêng biệt.
Hệ thống truyền tải hiện tại bắt nguồn từ khoảng 100 năm trước. Một hệ thống đơn giản hơn đã được đề xuất vào những năm 1970 bởi Công ty Xây dựng Pirelli, bao gồm một dây duy nhất được nhúng ở mỗi giá đỡ 2,5 mét (8 ft 2 in) trong một chùm nhôm được cắt, ép với mặt tiếp xúc với dây. Một sự căng thẳng hơi cao hơn so với sử dụng trước khi cắt các tia mang lại một hồ sơ chệch hướng cho dây mà có thể dễ dàng xử lý ở mức 250 dặm một giờ (400 km / h) của một thước sao đồ servo khí nén với chỉ 3 g tăng tốc. [[19659028] cần dẫn nguồn ]
Đối với xe điện, một dây tiếp xúc không có dây messenger được sử dụng.
Đường dây trên không song song [ chỉnh sửa ]
Một mạch điện cần ít nhất hai dây dẫn. Xe điện và đường sắt sử dụng đường dây trên không làm một bên của mạch và đường ray thép làm phía bên kia của mạch. Đối với một xe đẩy, không có đường ray có sẵn cho dòng trở lại, vì các phương tiện sử dụng lốp cao su trên mặt đường. Xe đẩy sử dụng đường dây trên không song song thứ hai để quay trở lại và hai cực xe đẩy, một dây tiếp xúc với mỗi dây trên không. Mạch được hoàn thành bằng cách sử dụng cả hai dây. Các dây dẫn trên cao song song cũng được sử dụng trên các tuyến đường sắt hiếm với điện khí hóa đường sắt AC ba pha.
Căng thẳng [ chỉnh sửa ]
Dây catenary được giữ trong lực căng cơ vì máy đo góc gây ra dao động cơ học trong dây và sóng phải truyền nhanh hơn tàu để tránh tạo ra sóng đứng sẽ gây đứt dây. Căng thẳng dòng làm cho sóng di chuyển nhanh hơn.
Đối với tốc độ trung bình và cao, dây thường được căng bằng trọng lượng hoặc đôi khi bằng bộ căng thủy lực. Một trong hai phương pháp được gọi là "căng tự động" (AT) hoặc "căng thẳng không đổi" và đảm bảo rằng lực căng hầu như không phụ thuộc vào nhiệt độ. Căng thẳng thường nằm trong khoảng từ 9 đến 20 kN (2.000 đến 4.500 lbf) trên mỗi dây. Khi trọng lượng được sử dụng, chúng trượt lên xuống trên một thanh hoặc ống gắn vào cột buồm, để ngăn chúng lắc lư.
Đối với tốc độ thấp và trong các đường hầm nơi nhiệt độ không đổi, có thể sử dụng thiết bị chấm dứt cố định (FT), với các dây kết thúc trực tiếp trên các cấu trúc ở mỗi đầu của đường dây trên không. Độ căng thường khoảng 10 kN (2.200 lbf). Đây là loại thiết bị chùng xuống trong những ngày nóng và căng thẳng vào những ngày lạnh.
Với AT, chiều dài liên tục của đường dây trên không bị hạn chế do sự thay đổi vị trí của trọng lượng với nhiệt độ khi đường dây trên không mở rộng và co lại. Chuyển động này tỷ lệ thuận với chiều dài căng, khoảng cách giữa các neo. Độ dài căng thẳng có tối đa. Đối với hầu hết các thiết bị OHL 25 kV ở Anh, độ dài căng thẳng tối đa là 1970m. [ cần trích dẫn ]
Một vấn đề khác với thiết bị AT là đến cả hai đầu, toàn bộ chiều dài căng thẳng được tự do di chuyển dọc theo đường ray. Để tránh điều này một neo giữa (MPA), gần trung tâm của chiều dài căng thẳng, hạn chế chuyển động của dây truyền tin / dây xích bằng cách neo nó; dây tiếp xúc và móc treo của nó chỉ có thể di chuyển trong các ràng buộc của MPA. MPA đôi khi được cố định vào các cây cầu thấp, mặt khác được neo vào các cột dây xích dọc hoặc các giá đỡ dây xích cổng thông tin. Một chiều dài căng thẳng có thể được coi là một điểm trung tâm cố định, với hai nửa chiều dài căng thẳng mở rộng và co lại với nhiệt độ.
Hầu hết các hệ thống bao gồm một phanh để ngăn chặn dây hoàn toàn làm sáng tỏ nếu dây bị đứt hoặc căng thẳng bị mất. Các hệ thống của Đức thường sử dụng một ròng rọc căng thẳng lớn (về cơ bản là cơ cấu bánh răng) với vành có răng, được gắn trên một cánh tay có bản lề. Thông thường lực kéo xuống của trọng lượng và lực kéo lên phản ứng của dây căng được nâng ròng rọc để răng của nó rõ ràng là dừng lại trên cột buồm. Ròng rọc có thể xoay tự do trong khi trọng lượng di chuyển lên hoặc xuống khi dây co lại hoặc giãn ra. Nếu căng thẳng bị mất, ròng rọc rơi trở lại cột buồm, và một trong những răng của nó bị kẹt lại với điểm dừng. Điều này dừng quay thêm, hạn chế thiệt hại và giữ cho phần không bị hư hại của dây cho đến khi nó có thể được sửa chữa. Các hệ thống khác sử dụng các cơ cấu phanh khác nhau, thường có nhiều ròng rọc nhỏ hơn trong một khối và sắp xếp giải quyết.
Các dòng được chia thành các phần để giới hạn phạm vi ngừng hoạt động và cho phép bảo trì.
Ngắt phần [ chỉnh sửa ]
Để cho phép bảo trì đường dây trên không mà không phải tắt toàn bộ hệ thống , dòng được chia thành các phần tách biệt bằng điện được gọi là "phần". Các phần thường tương ứng với độ dài căng thẳng. Quá trình chuyển đổi từ phần này sang phần khác được gọi là "ngắt phần" và được thiết lập sao cho bản sao lưu của xe tiếp xúc liên tục với dây.
Đối với người thu thập cung và máy đo góc, điều này được thực hiện bằng cách có hai dây tiếp xúc chạy cạnh nhau trên chiều dài giữa 2 hoặc 4 dây hỗ trợ. Một cái mới rơi xuống và cái cũ tăng lên, cho phép máy quay phim chuyển từ cái này sang cái khác một cách trơn tru. Hai dây không chạm nhau (mặc dù bộ thu cung hoặc thước sao tiếp xúc ngắn với cả hai dây). Trong dịch vụ bình thường, hai phần được kết nối điện; tùy thuộc vào hệ thống, đây có thể là bộ cách ly, tiếp điểm cố định hoặc Máy biến áp tăng áp). Bộ cách ly cho phép dòng điện đến phần bị gián đoạn để bảo trì.
Trên các dây trên cao được thiết kế cho các cực của xe đẩy, điều này được thực hiện bằng cách có một phần trung tính giữa các dây, yêu cầu một chất cách điện. Người lái xe điện hoặc xe đẩy phải tắt nguồn khi cực của xe đẩy đi qua, để tránh làm hỏng hồ quang đối với chất cách điện.
Đầu máy xe lửa được trang bị Pantograph không được chạy qua ngắt quãng khi một bên bị mất năng lượng. Đầu máy sẽ bị kẹt lại, nhưng khi nó đi qua đoạn thì phá vỡ quần lót ngắn gọn hai đường dây xích. Nếu đường ngược lại bị mất năng lượng, điện áp thoáng qua này có thể ngắt bộ ngắt nguồn. Nếu đường dây đang được bảo trì, chấn thương có thể xảy ra do dây xích đột nhiên được cấp năng lượng. Ngay cả khi dây xích được nối đất đúng cách, vòng cung được tạo ra trên thước sao đồ có thể làm hỏng ống lồng, chất cách điện dây xích hoặc cả hai.
Phần trung tính (ngắt pha) [ chỉnh sửa ]
Đôi khi, trên hệ thống đường sắt, xe điện hoặc xe điện lớn hơn, nó là cần thiết để cấp nguồn cho các khu vực khác nhau của đường ray từ các lưới điện khác nhau, mà không đảm bảo đồng bộ hóa các pha. Các hàng dài có thể được kết nối với lưới điện quốc gia của đất nước tại các điểm khác nhau và các giai đoạn khác nhau. (Đôi khi các phần được cấp nguồn với điện áp hoặc tần số khác nhau.) Các lưới có thể được đồng bộ hóa trên cơ sở bình thường, nhưng các sự kiện có thể làm gián đoạn đồng bộ hóa. Đây không phải là một vấn đề cho các hệ thống DC. Các hệ thống AC có một ý nghĩa an toàn đặc biệt ở chỗ hệ thống điện khí hóa đường sắt sẽ hoạt động như một kết nối "Cửa sau" giữa các bộ phận khác nhau, dẫn đến, trong số những thứ khác, một phần của lưới điện được khử điện để bảo trì được cấp điện lại từ trạm biến áp đường sắt tạo nguy hiểm.
Vì những lý do này, phần Trung tính được đặt trong điện khí hóa giữa các phần được cung cấp từ các điểm khác nhau trong lưới điện quốc gia, hoặc các pha khác nhau hoặc lưới không được đồng bộ hóa. Nó là rất không mong muốn để kết nối lưới đồng bộ. Một phần ngắt đơn giản là không đủ để bảo vệ chống lại điều này vì máy sao lưu kết nối ngắn gọn cả hai phần.
Ở các quốc gia như Pháp, Nam Phi và Vương quốc Anh, một cặp nam châm vĩnh cửu bên cạnh đường ray ở hai bên của phần trung tính vận hành đầu dò gắn trên bogie trên tàu khiến một bộ ngắt mạch điện lớn mở ra và đóng lại khi đầu máy hoặc phương tiện ghi hình của nhiều đơn vị vượt qua chúng. [2] Ở Anh, thiết bị tương tự AWS được sử dụng, nhưng với các cặp nam châm được đặt bên ngoài đường ray đang chạy (trái ngược với đến các nam châm AWS được đặt giữa đường ray). Các dấu hiệu đường thẳng trên phương pháp tiếp cận phần trung tính cảnh báo người lái xe tắt nguồn lực kéo và bờ biển qua phần chết.
Một phần trung tính hoặc ngắt pha bao gồm hai phần cách điện back-to-back với một phần ngắn của dòng không thuộc lưới. Một số hệ thống tăng mức độ an toàn bằng nửa pint của phần trung tính được nối đất. Sự hiện diện của phần nối đất ở giữa là để đảm bảo rằng bộ máy điều khiển đầu dò không hoạt động, và người lái xe cũng không tắt điện, năng lượng trong vòng cung được đánh bởi máy đo tốc độ khi truyền đến phần trung tính được dẫn đến trái đất , vận hành các bộ ngắt mạch trạm biến áp, thay vì hồ quang hoặc bắc cầu cách điện vào một phần bị chết để bảo trì, một phần được cung cấp từ một pha khác hoặc thiết lập kết nối Backdoor giữa các phần khác nhau của lưới điện quốc gia.
Trên Đường sắt Pennsylvania, các pha bị phá vỡ được biểu thị bằng một mặt tín hiệu ánh sáng vị trí với tất cả tám vị trí xuyên tâm có thấu kính và không có đèn trung tâm. Khi ngắt pha được kích hoạt (các phần dây xích lệch pha), tất cả các đèn đều sáng. Khía cạnh tín hiệu ánh sáng vị trí ban đầu được phát minh bởi Đường sắt Pennsylvania và được tiếp tục bởi Amtrak và được áp dụng bởi Metro North. Dấu hiệu kim loại được treo từ các giá đỡ dây xích với chữ "PB" được tạo bởi một mẫu lỗ khoan.
Phần chết [ chỉnh sửa ]
Một thể loại phá pha đặc biệt được phát triển ở Mỹ, chủ yếu là Đường sắt Pennsylvania. Do mạng lưới lực kéo của nó được cung cấp tập trung và chỉ được phân chia theo các điều kiện bất thường, nên các pha ngắt thông thường thường không hoạt động. Các pha phá vỡ luôn được kích hoạt được gọi là "Các phần chết": chúng thường được sử dụng để phân tách các hệ thống điện (ví dụ: ranh giới Cầu Cổng địa ngục giữa điện khí hóa của Amtrak và Metro North) sẽ không bao giờ cùng pha. Vì một phần chết luôn luôn chết, không có khía cạnh tín hiệu đặc biệt nào được phát triển để cảnh báo các trình điều khiển về sự hiện diện của nó và một ký hiệu kim loại có chữ "DS" trong các chữ cái lỗ khoan được treo từ các giá đỡ dây xích.
Gaps [ chỉnh sửa ]
Thỉnh thoảng có thể xuất hiện những khoảng trống trên đường dây trên không, khi chuyển từ điện áp này sang điện áp khác hoặc để giải phóng mặt bằng cho tàu tại các cầu có thể di chuyển, vì rẻ hơn thay thế cho đường ray điện trên không di chuyển. Tàu điện chạy dọc bờ biển. Để ngăn chặn hồ quang, phải tắt nguồn trước khi đạt khoảng cách. Thông thường các pantograph phải được hạ xuống quá.
Đường ray dây dẫn trên cao [ chỉnh sửa ]
Với giải phóng mặt bằng hạn chế như trong các đường hầm, dây trên không có thể được thay thế bằng một đường ray trên cao cứng nhắc. Một ví dụ ban đầu là trong các đường hầm của Đường vành đai Baltimore, nơi sử dụng thanh phần ∏ (được chế tạo từ ba dải sắt và gắn trên gỗ), với tiếp điểm bằng đồng thau chạy bên trong rãnh. [19659075] Khi đường dây trên cao được nâng lên trong Đường hầm Simplon để chứa vật liệu lăn cao hơn, một đường ray đã được sử dụng. Một đường ray trên cao cứng nhắc cũng có thể được sử dụng ở những nơi căng dây là không thực tế, ví dụ như trên các cây cầu có thể di chuyển.
Trong một cây cầu có thể di chuyển sử dụng đường ray trên cao cứng nhắc, cần phải chuyển từ hệ thống dây xích vào đường ray dây dẫn trên cao tại cổng cầu (bài cuối cùng trước khi di chuyển cầu). Ví dụ, việc cung cấp năng lượng có thể được thực hiện thông qua hệ thống dây xích gần cầu xoay. Dây catenary thường bao gồm dây messenger (còn được gọi là dây catenary) và dây tiếp xúc nơi nó gặp ống phóng điện. Dây messenger được kết thúc tại cổng thông tin, trong khi dây tiếp xúc chạy vào cấu hình đường ray dây dẫn trên cao ở phần cuối chuyển tiếp trước khi nó bị ngắt tại cổng. Có một khoảng cách giữa đường ray dây dẫn trên cao ở phần cuối chuyển tiếp và đường ray dây dẫn trên cao chạy qua toàn bộ nhịp của cầu xoay. Khoảng trống là cần thiết cho cầu xoay được mở và đóng. Để kết nối các đường ray dây dẫn với nhau khi cầu được đóng lại, có một phần đường ray dây dẫn khác gọi là "chồng chéo quay" được trang bị một động cơ. Khi cầu được đóng hoàn toàn, động cơ của chồng chéo quay được vận hành để biến nó từ vị trí nghiêng sang vị trí nằm ngang, nối các thanh dẫn ở phần cuối chuyển tiếp và cầu với nhau để cung cấp năng lượng. [4]
Đường ray dây dẫn trên cao ngắn được lắp đặt tại các trạm dừng xe điện như đối với Combino Supra. [5]
Crossings [ chỉnh sửa ]
dây dẫn xe điện
dây xe buýt cách điện
]
Xe điện lấy năng lượng từ một dây trên không ở khoảng 500 đến 750 V. Xe điện kéo từ hai dây trên không ở một điện áp tương tự, và ít nhất một trong các dây của xe đẩy phải được cách điện với dây điện. Điều này thường được thực hiện bởi các dây xe đẩy chạy liên tục qua đường ngang, với các dây dẫn xe điện thấp hơn vài cm. Gần ngã ba ở mỗi bên, dây xe điện biến thành một thanh rắn chạy song song với dây xe điện trong khoảng nửa mét. Một thanh khác có góc tương tự ở hai đầu của nó được treo giữa các dây xe điện, được kết nối điện ở trên với dây điện. Pantograph của xe điện thu hẹp khoảng cách giữa các dây dẫn khác nhau, cung cấp cho nó một chiếc bán tải liên tục.
Khi dây điện đi qua, dây xe điện được bảo vệ bởi một máng đảo ngược của vật liệu cách điện kéo dài 20 hoặc 30 mm (0,79 hoặc 1,18 in) bên dưới.
Cho đến năm 1946, một đường ngang ở Stockholm, Thụy Điển đã kết nối tuyến đường sắt phía nam Ga Trung tâm Stockholm và một xe điện. Đường xe điện hoạt động trên 600-700 V DC và đường sắt trên 15 kV AC. Tại làng Oberentfelden của Thụy Sĩ, xe điện WSB hoạt động ở 750 V DC vượt qua đường SBB ở 15 kV AC; đã từng có một giao cắt tương tự giữa WSB và SBB tại Suhr, điều này đã được thay thế bằng một đường chui vào năm 2010. Một số giao cắt giữa xe điện / đường sắt nhẹ và đường sắt đang tồn tại ở Đức. Tại Zürich, Thụy Sĩ, tuyến xe điện VBZ 32 có giao cắt ngang với tuyến đường sắt 1.200 V DC Uetliberg; tại nhiều nơi, các tuyến xe điện băng qua đường xe điện. Ở một số thành phố, xe đẩy và xe điện có chung một dây (thức ăn) tích cực. Trong những trường hợp như vậy, một con ếch xe đẩy bình thường có thể được sử dụng.
Ngoài ra, các phần ngắt có thể được đặt tại điểm giao nhau, do đó giao cắt bị chết điện.
Úc [ chỉnh sửa ]
Nhiều thành phố có xe điện và xe đẩy sử dụng cực xe đẩy. Họ đã sử dụng các bộ giao cắt cách điện, yêu cầu các tài xế xe điện đưa bộ điều khiển vào trung tính và đi qua. Người điều khiển xe đẩy phải nhấc chân ga hoặc chuyển sang nguồn phụ.
Tại Melbourne, Victoria, các tài xế xe điện đưa bộ điều khiển vào trung tính và bờ biển thông qua các chất cách điện phần, được biểu thị bằng các dấu cách điện giữa các đường ray.
Melbourne có ba điểm giao cắt giữa đường sắt ngoại ô điện và đường xe điện. Họ có các sắp xếp chuyển đổi cơ học (công tắc chuyển đổi) để chuyển đổi trên 1.500 V DC trên đường sắt và 650 V DC của xe điện, được gọi là Quảng trường xe điện. [6] Các đề xuất đã được tiến hành để phân loại các điểm giao cắt này hoặc chuyển hướng các tuyến xe điện .
Hy Lạp [ chỉnh sửa ]
Athens có hai đường dây điện tram và trcarbus, tại Vas. Đại lộ Amalias và Vas. Đại lộ Olgas, và tại đường Ardittou và đường Athanasiou Diakou. Họ sử dụng giải pháp nêu trên.
Ý [ chỉnh sửa ]
Tại Rome, tại giao lộ giữa viale Regina Margherita và qua Nomentana, các tuyến xe điện và xe đẩy đi qua: xe điện trên viale Regina Margherita và xe đẩy Sự giao thoa là trực giao, do đó sự sắp xếp điển hình là không có sẵn.
Tại Milan, hầu hết các tuyến xe điện đều đi qua tuyến xe điện tròn một hoặc hai lần. Dây điện và xe điện chạy song song trên các đường phố như viale Stelvio và viale Tibaldi.
Nhiều đường dây trên không [ chỉnh sửa ]
Một số đường sắt sử dụng hai hoặc ba đường dây trên không, thường để mang dòng điện ba pha. Điều này chỉ được sử dụng trên Đường sắt Gornergrat và Đường sắt Jungfrau ở Thụy Sĩ, Tàu hỏa de la Rhune ở Pháp và Đường sắt Rack Corcovado ở Brazil. Cho đến năm 1976, nó đã được sử dụng rộng rãi ở Ý. Trên các đường ray này, hai dây dẫn được sử dụng cho hai pha khác nhau của AC ba pha, trong khi đường ray được sử dụng cho pha thứ ba. Các trung tính đã không được sử dụng.
Một số đường sắt AC ba pha sử dụng ba dây dẫn trên cao. Đây là một tuyến đường sắt thử nghiệm của Siemens tại Berlin-Lichtenberg vào năm 1898 (dài 1,8 km), tuyến đường sắt quân sự giữa Marienfelde và Zossen trong khoảng thời gian từ 1901 đến 1904 (dài 23,4 km) và một đoạn đường sắt dài 800 mét gần Cologne giữa năm 1940 và 1949.
Trên các hệ thống DC, đôi khi các đường dây lưỡng cực đôi khi được sử dụng để tránh sự ăn mòn điện của các bộ phận kim loại gần đường sắt, chẳng hạn như trên Chemin de fer de la Mure.
Tất cả các hệ thống có nhiều đường dây trên không có nguy cơ ngắn mạch cao tại các công tắc và do đó có xu hướng không thực tế khi sử dụng, đặc biệt khi sử dụng điện áp cao hoặc khi tàu chạy qua các điểm ở tốc độ cao.
Sihltal Zürich Uetliberg Bahn có hai dòng với điện khí hóa khác nhau. Để có thể sử dụng các hệ thống điện khác nhau trên các tuyến đường được chia sẻ, đường Sihltal có dây trên cao ngay phía trên tàu, trong khi đường Uetliberg có dây trên không ở một bên.
Catenary trên cao [ chỉnh sửa ]
Một dây xích là một hệ thống dây dẫn trên cao được sử dụng để cung cấp điện cho đầu máy, xe điện (xe điện) hoặc xe điện nhẹ được trang bị một thước sao đồ.
Không giống như các dây trên không đơn giản, trong đó dây không cách điện được gắn bằng kẹp với các dây đeo có khoảng cách gần nhau được hỗ trợ bởi các cực, hệ thống dây xích sử dụng ít nhất hai dây. Dây catenary hoặc dây messenger được treo ở một lực căng cụ thể giữa các cấu trúc đường dây và dây thứ hai được giữ căng bằng dây messenger, được gắn với nó theo các khoảng thường xuyên bằng kẹp và dây kết nối được gọi là ống nhỏ giọt . Dây thứ hai thẳng và ngang, song song với đường ray, lơ lửng trên nó khi đường của cây cầu treo bị ngập nước.
Hệ thống dây xích phù hợp với các hoạt động tốc độ cao trong khi các hệ thống dây đơn giản, ít tốn kém để xây dựng và bảo trì, là phổ biến trên các tuyến đường sắt nhẹ hoặc xe điện (xe điện), đặc biệt là trên đường phố thành phố. Những chiếc xe như vậy có thể được trang bị một cột phóng xạ hoặc cực xe đẩy.
Hành lang Đông Bắc tại Hoa Kỳ có dây xích trong vòng 600 dặm (970 km) giữa Boston, Massachusetts và Washington, DC cho tàu hỏa giữa các thành phố của Amtrak. Các cơ quan đường sắt đi lại bao gồm MARC, SEPTA, NJ Transit và Metro-North Railroad sử dụng dây xích để cung cấp dịch vụ địa phương.
Tại Cleveland, Ohio, các tuyến đường sắt liên đô thị / đường sắt nhẹ và tuyến đường sắt nặng sử dụng cùng một dây dẫn trên cao, do một sắc lệnh của thành phố nhằm hạn chế ô nhiễm không khí từ số lượng lớn các chuyến tàu hơi nước đi qua Cleveland giữa bờ biển phía đông và Chicago. Tàu chuyển từ hơi nước để đầu máy xe lửa điện tại đường sắt bãi Collinwood khoảng 10 dặm (16 km) về phía đông của Downtown và tại Linndale ở phía tây. Khi Cleveland xây dựng tuyến vận chuyển nhanh (đường sắt hạng nặng) giữa sân bay, trung tâm thành phố và xa hơn nữa, nó đã sử dụng một dây xích tương tự, sử dụng thiết bị điện khí hóa còn sót lại sau khi đường sắt chuyển từ hơi nước sang diesel. Ánh sáng và nặng đường sắt phần kéo tàu khoảng 3 dặm (4,8 km) dọc theo Cleveland Hopkins Sân bay Quốc tế Hồng (đường sắt nặng) dòng, Blue và tuyến đường sắt liên đô thị / ánh sáng màu xanh lá cây giữa Cleveland ga Union và chỉ cần qua trạm Street East 55th, nơi các dòng tách rời.
Một phần của Boston, Massachusetts Blue Line qua vùng ngoại ô phía đông bắc sử dụng các tuyến trên cao, cũng như Green Line.
Chiều cao [ chỉnh sửa ]
Chiều cao của hệ thống dây điện trên cao có thể tạo ra các mối nguy hiểm tại các điểm giao nhau, nơi nó có thể bị xe cộ đâm vào. Dấu hiệu cảnh báo được đặt trên các phương pháp tiếp cận, tư vấn cho lái xe về chiều cao an toàn tối đa.
Hệ thống dây điện ở hầu hết các quốc gia quá thấp để cho phép các chuyến tàu container xếp chồng đôi. Đường hầm Kênh có một đường dây trên cao kéo dài để chứa các phương tiện vận chuyển xe hơi và xe tải có chiều cao gấp đôi. Ấn Độ đang đề xuất một mạng lưới các tuyến chỉ vận chuyển hàng hóa sẽ được điện khí hóa với hệ thống dây và máy đo chiều cao thêm.
Các sự cố với thiết bị trên cao [ chỉnh sửa ]
Thiết bị đường dây trên cao có thể bị ảnh hưởng bất lợi bởi gió mạnh làm cho dây bị cuốn. [7] Bão điện có thể đánh sập điện. trên các hệ thống [8] (trang 65) với dây dẫn trên cao, dừng các chuyến tàu sau khi tăng điện.
Trong thời tiết lạnh hoặc băng giá, băng có thể phủ lên các đường trên cao. Điều này có thể dẫn đến tiếp xúc điện kém giữa bộ thu và đường dây trên không, dẫn đến tăng điện và tăng điện. [9]
Thiết bị đường dây trên cao có thể yêu cầu tái thiết các cây cầu để cung cấp giải phóng điện an toàn [19659134].
Thiết bị trên không, giống như hầu hết các hệ thống điện khí hóa, đòi hỏi chi phí vốn lớn hơn khi xây dựng hệ thống so với hệ thống phi điện tương đương. Trong khi một tuyến đường sắt thông thường chỉ yêu cầu cấp, dằn, quan hệ và đường ray, một hệ thống trên cao cũng đòi hỏi một hệ thống phức tạp gồm các cấu trúc hỗ trợ, đường dây, cách điện, hệ thống điều khiển điện và đường dây điện, tất cả đều cần bảo trì. Điều này làm cho các hệ thống phi điện trở nên hấp dẫn hơn trong thời gian ngắn, mặc dù cuối cùng các hệ thống điện có thể tự trả tiền. Ngoài ra, chi phí xây dựng và bảo trì thêm mỗi dặm làm cho các hệ thống trên không kém hấp dẫn trên các tuyến đường sắt đường dài, chẳng hạn như ở Bắc Mỹ, nơi khoảng cách giữa các thành phố thường lớn hơn nhiều so với ở châu Âu. Các đường dài như vậy đòi hỏi đầu tư lớn vào thiết bị đường dây trên không, và những khó khăn lớn phải đối mặt với việc cung cấp năng lượng cho các phần dây dài trên cơ sở vĩnh viễn, đặc biệt là ở các khu vực nơi nhu cầu năng lượng đã vượt xa nguồn cung.
Nhiều người coi đường dây trên không là "ô nhiễm thị giác", do có nhiều cấu trúc hỗ trợ và hệ thống dây và cáp phức tạp lấp đầy không khí. Những cân nhắc như vậy đã thúc đẩy việc thay thế đường dây trên không và đường dây liên lạc bằng dây cáp chôn nếu có thể. Vấn đề đã đến với người đứng đầu ở Vương quốc Anh với sơ đồ điện khí hóa Great Western Main Line, đặc biệt là thông qua Goring Gap. Một nhóm phản đối với trang web riêng của họ đã được thành lập [11].
Lịch sử [ chỉnh sửa ]
Xe điện đầu tiên có dây chuyền trên cao được trình bày bởi Werner von Siemens tại Triển lãm điện quốc tế ở Paris 1881: việc lắp đặt đã bị gỡ bỏ sau sự kiện đó. Vào tháng 10 năm 1883, dịch vụ xe điện vĩnh viễn đầu tiên có tuyến trên cao là trên xe điện Mödling và Hinterbrühl ở Áo. Các xe điện có các đường dây trên không lưỡng cực, bao gồm hai ống chữ U, trong đó các ống phóng điện treo và chạy như con thoi. Vào tháng 4 đến tháng 6 năm 1882, Siemens đã thử nghiệm một hệ thống tương tự trên Electromote của mình, tiền thân của xe điện.
Đơn giản hơn và nhiều chức năng hơn là một dây trên cao kết hợp với một ống phóng điện do phương tiện mang lại và ấn vào đường dây từ bên dưới. Hệ thống này, dành cho giao thông đường sắt với một đường đơn cực, được Frank J. Sprague phát minh vào năm 1888. Từ năm 1889, nó được sử dụng tại Đường sắt hành khách của Liên minh Richmond ở Richmond, Virginia, tiên phong về lực kéo điện.
Xem thêm [ chỉnh sửa ]
Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]
Đọc thêm [
Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]