troisième rail - Third rail


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Troisième rail (en haut) à la station Bloor-Yonge (ligne 1) à Toronto, ON. pour la Toronto Transit Commission . Sous tension à 600 volts en courant continu, le troisième rail fournit l' énergie électrique au groupe motopropulseur, et ancillaires des voitures de métro.
Une classe britannique 442 troisième rail électrique à unités multiples dans Battersea . Ceci est la classe la plus rapide du troisième rail UEM dans le monde, avec une vitesse maximale autorisée de 100 mph (160 km / h).
Paris Metro . Les rails de guidage des lignes à bandage de caoutchouc sont également des conducteurs de courant. L'horizontal collecteur de courant se trouve entre la paire de roues en caoutchouc.
London Stansted Airport personnes déménageur avec alimentation électrique de rail central
London Stansted Airport personnes déménageur, montrant commutateur rail
Une image d'un métro de New York E-train de prendre contact avec le troisième rail. Le rail dans le premier plan est le troisième rail pour trains dans la direction opposée.

Un troisième rail est un procédé de fourniture d' énergie électrique à une locomotive de chemin de fer ou du train, par l' intermédiaire d' un conducteur rigide semi-continu placé à côté ou entre les rails d'une voie ferrée . Il est généralement utilisé dans un transport en commun ou le transport rapide du système, qui a des alignements dans ses propres couloirs, entièrement ou presque entièrement séparés de l'environnement extérieur. Les systèmes de troisième rail sont toujours alimentés par un courant continu d' électricité.

Le système de troisième rail d'électrification est sans rapport avec le troisième rail utilisé dans deux jauges chemins de fer.

La description

Les systèmes de troisième rail sont un moyen de fournir de l' énergie électrique de traction pour les trains utilisant un rail supplémentaire (appelé un « rail conducteur ») à cette fin. Sur la plupart des systèmes, le rail conducteur est placé sur la couchette se termine en dehors des rails de roulement, mais dans certains systèmes , un rail conducteur central est utilisé. Le rail conducteur est supporté sur des isolateurs en céramique (appelés « pots ») ou des supports isolés, typiquement à des intervalles d'environ 10 pieds (3 mètres).

Les trains ont des blocs de contact métalliques appelées chaussures de collecteur (ou des chaussures ou des chaussures de contact de prise) qui entrent en contact avec le rail conducteur. Le courant de traction est renvoyé à la centrale par l'intermédiaire des rails de roulement. Aux États-Unis, le rail conducteur est généralement en acier à haute conductivité ou en acier boulonné à l'aluminium pour augmenter la conductivité. Dans le reste du monde, des conducteurs en aluminium extrudé avec surface de contact de l'acier inoxydable ou le capuchon, est la technologie préférée en raison de sa résistance électrique plus faible, longue durée de vie, et un poids plus léger. Les rails de roulement sont connectées électriquement en utilisant des liaisons par fils ou d'autres dispositifs, pour minimiser la résistance dans le circuit électrique. chaussures de contact peuvent être positionnés au-dessous, au-dessus ou à côté du troisième rail, en fonction du type de troisième rail utilisé; ces troisièmes rails sont désignés sous le fond contact, top contact, ou sur le côté contact, respectivement.

Les rails conducteurs doivent être interrompus au passage à niveau , des croisements et des sous- stations lacunes. Rails coniques sont prévus aux extrémités de chaque section, afin de permettre un engagement en douceur des sabots de contact du train.

La position de contact entre le train et le rail varie: certains des systèmes plus anciens utilisés sommet contact, mais des développements ultérieurs utilisent côté ou de contact avec le fond, ce qui a permis à la barre conductrice à recouvrir, la protection des travailleurs de voie de contact accidentel et la protection du rail conducteur de la neige et la chute des feuilles.

Avantages et inconvénients

Une chaussure de contact pour le haut contact troisième rail sur SEPTA de Norristown ligne à grande vitesse (troisième rail non visible sur la photo)

sécurité

Parce que troisième systèmes ferroviaires présentent un choc électrique risque à proximité du sol, des tensions élevées (supérieures à 1500 V) ne sont pas considérés comme sûrs. Il faut donc utiliser un courant très élevé pour transférer la puissance adéquate, conduisant à hautes pertes résistives , et nécessitant des points d'alimentation relativement rapprochés ( de sous- stations électriques ).

Le rail électrifié menace électrocutions de quiconque errant ou de tomber sur les pistes. Cela peut être évité en utilisant des portes palières , ou le risque peut être réduit en plaçant le rail conducteur sur le côté de la piste loin de la plate - forme, quand on les laisse par la mise en page de la station. Le risque peut également être réduit en ayant un isolé panneau de support pour protéger le troisième rail de contact, bien que de nombreux systèmes n'utilisent pas un.

Dans certains systèmes modernes tels que l' alimentation par le sol (première utilisée dans le tramway de Bordeaux ), le problème de sécurité est évitée en séparant le rail d'alimentation en petits segments, dont chacun est seulement alimenté lorsqu'il est complètement couvert par un train.

Il y a aussi un risque de piétons marchant sur les voies à des passages à niveau . Aux États - Unis, une 1992 Cour suprême de l' Illinois décision a confirmé un verdict de 1,5 million $ par rapport au Chicago Transit Authority pour ne pas arrêter une personne en état d' ébriété de marcher sur les pistes à un passage à niveau dans une tentative d'uriner. Le métro de Paris a des signes d'avertissement graphiques pointant le danger d'électrocution à partir urinant sur rails tiers, les précautions que Chicago n'avait pas.

Les rampes d'extrémité des rails conducteurs (où ils sont interrompus, ou changer de côté) présentent une limite pratique à la vitesse due à l'impact mécanique de la chaussure, et 160 km / h (99 mph) est considérée comme la limite supérieure du troisième rail pratique opération. Le record du monde de vitesse pour un troisième train ferroviaire est de 174 km / h (108 mph) atteint le 11 Avril 1988 par un britannique de classe 442 UEM .

En cas de collision avec un objet étranger, les rampes d'extrémité biseautées des systèmes en cours d' exécution de fond peuvent faciliter le risque d'avoir le troisième rail pénétrer à l'intérieur d'une voiture de tourisme. On pense avoir contribué à la mort de cinq passagers dans l' accident de train Valhalla 2015.

Des effets météorologiques

Systèmes ferroviaires tiers utilisant un contact haut sont sujettes à des accumulations de neige ou de glace formés de neige recongelés, et cela peut interrompre les opérations. Certains systèmes fonctionnent trains dédiés de dégivrage pour déposer un liquide huileux ou d' antigel (tels que le propylene glycol ) sur le rail conducteur pour éviter l'accumulation gelé. Le troisième rail peut également être chauffé pour atténuer le problème de la glace.

Contrairement à des systèmes tiers ferroviaires, l' équipement de ligne aérienne peut être affectée par des vents violents ou la pluie verglaçante amenant les fils vers le bas et l' arrêt de tous les trains. Les orages peuvent également désactiver la puissance avec la foudre frappe sur les systèmes avec des câbles aériens , la désactivation des trains en cas de montée subite de puissance ou une rupture dans les fils.

Les lacunes

En raison des lacunes dans le rail conducteur (par exemple, aux passages à niveau et des jonctions) un train peut arrêter en une position dans laquelle l' ensemble de ses chaussures de prise de puissance sont des lacunes, de sorte qu'aucune force de traction est disponible. Le train est alors dit « entaillé ». Un autre train doit alors être mis en place derrière le train bloqué pour le pousser sur le rail conducteur ou un câble de raccordement peut être utilisé pour fournir assez de puissance pour le train pour obtenir un de ses chaussures de contact de retour sur le troisième rail. Éviter ce problème , il faut une longueur minimale de trains qui peuvent être exécutés sur une ligne. Ont soit eu Locomotives la sauvegarde d'un bord moteur diesel système (par exemple, classe British Rail 73 ) ou ont été connectés à chaussures sur le matériel roulant (par exemple Metropolitan Railway ).

rails de roulement pour l'alimentation

La première idée pour amener l' électricité à un train à partir d' une source externe est à l'aide de deux rails sur lesquels un train circule, de sorte que chaque rail est un conducteur pour chaque polarité, et est isolé par les traverses . Cette méthode est utilisée par la plupart échelle modèles réduits de trains , mais il ne fonctionne pas si bien pour les grands trains que les traverses ne sont pas bons isolants. Par ailleurs, la connexion électrique nécessite des roues ou essieux isolés isolés, mais la plupart des matériaux d'isolation thermique ont des propriétés mécaniques médiocres en comparaison avec les métaux utilisés dans ce but, conduisant à un véhicule ferroviaire moins stable. Néanmoins, il a été parfois utilisé au début du développement des trains électriques. Le plus ancien chemin de fer électrique dans le monde, le chemin de fer de Volk à Brighton, en Angleterre a été électrifié à 50 Volts DC en utilisant ce système (il est maintenant un système ferroviaire trois). D' autres systèmes ferroviaires qui l' utilisaient était le Gross-Lichterfelde Tramway et le Ungerer Tramway .

Contact Chaussures

Chaussure de contact sur Metro-North autorail M8 , conçu pour les sur- et sous-troisième rail en cours d' exécution.

Le troisième rail est généralement situé à l' extérieur des deux rails de roulement, mais sur certains systèmes , il est monté entre eux. L'électricité est transmise au train au moyen d'un patin de glissement , qui est maintenu en contact avec le rail. Sur de nombreux systèmes, un couvercle isolant est prévu au- dessus du troisième rail pour protéger les employés qui travaillent à proximité de la piste; Parfois , la chaussure est conçue pour communiquer avec le côté (appelé « roulement latéral ») ou en bas (appelée « bas en cours d' exécution » ou « sous-exécution ») du troisième rail, permettant au capot de protection destiné à être monté directement sur sa surface supérieure. Lorsque les lames de chaussures le long de la surface supérieure, elle est appelée « top fonctionnement ». Lorsque les lames de chaussures le long de la surface inférieure, il est moins affectée par l'accumulation de la neige, la glace ou les feuilles, et réduit les chances d'une personne électrocuté en entrant en contact avec le rail. Des exemples de systèmes utilisant la sous-troisième rail en cours d' exécution comprennent Metro-North dans la région métropolitaine de New York ; la SEPTA Market Line-Frankford à Philadelphie ; et de London Docklands Light Railway .

Considérations électriques et technologies de remplacement

des systèmes de traction électrique (là où l'énergie électrique est générée à une station d'alimentation à distance et transmis aux trains) sont considérablement plus rentable que les unités diesel ou à vapeur, où les unités de puissance séparés doivent être effectués sur chaque train. Cet avantage est particulièrement marqué dans les systèmes de transport urbain et rapide avec une forte densité de trafic.

En raison des limitations mécaniques sur le contact au troisième rail, les trains qui utilisent cette méthode d'alimentation atteignent des vitesses inférieures à celles utilisant des fils électriques aériens et un pantographe . Néanmoins, ils peuvent être préférées à l' intérieur des villes comme il n'y a pas besoin d' une vitesse très élevée et ils causent moins de pollution visuelle .

Le troisième rail est une alternative aux lignes aériennes qui transmettent la puissance aux trains au moyen de pantographes fixés sur les trains. Considérant que les systèmes de caténaire peuvent fonctionner à 25 kV ou plus, en utilisant un courant alternatif (AC), la clairance inférieure autour d' un rail conducteur impose un maximum d'environ 1500 V ( ligne 4, Guangzhou Metro , ligne 5, Guangzhou Metro , ligne 3, Shenzhen Metro ), et en courant continu est utilisé (DC). Les trains sur certaines lignes ou réseaux utilisent les deux modes d'alimentation (voir § Systèmes mixtes ci - dessous).

Tous les troisièmes systèmes ferroviaires partout dans le monde sont sous tension avec alimentations en courant continu. Certaines des raisons sont historiques. Les moteurs de traction précoces sont moteurs à courant continu, et alors disponible matériel rectifiant était grand, coûteux et peu pratique d'installer à bord des trains. En outre, la transmission des courants relativement élevés requis entraîne des pertes plus élevées avec AC que DC. Un système pour les postes DC devront être ( en général) à environ 2 kilomètres (1,2 mi) à part, bien que l'espacement réel dépend de la capacité de charge; la fréquence de service et de la vitesse maximale de la ligne. Le Docklands Light Railway (DLR) utilise un troisième rail qui est petite en section par rapport à l'habitude; donc moins de postes sont nécessaires. Le DLR a pu le faire (dans les années 1980) parce qu'il était une construction totalement nouvelle avec des trains sur mesure et n'a pas eu besoin d'une connexion formelle à un troisième système ferroviaire existant « lourd ».

Un procédé pour réduire les pertes de courant (et donc d'augmenter l'espacement de ligne d'alimentation / sous-stations, un coût majeur dans la troisième électrification ferroviaire) consiste à utiliser un rail conducteur composite d'une conception en aluminium / acier hybride. L'aluminium est un meilleur conducteur de l'électricité, et une surface de roulement en acier inoxydable donne une meilleure usure.

Il y a plusieurs façons de fixer l'acier inoxydable à l'aluminium. Le plus ancien est un procédé de co-extrusion, où l'acier inoxydable est extrudé avec l'aluminium. Cette méthode a subi, dans des cas isolés, à partir de-laminage (où l'acier inoxydable se sépare de l'aluminium); ce qui est dit avoir été éliminé dans les derniers rails de co-extrudé. Un deuxième procédé est un noyau en aluminium, sur lequel deux sections d'acier inoxydable sont montés en un capuchon soudé et linéaire le long de la ligne centrale du rail. Parce que l' aluminium a un plus coefficient de dilatation thermique que l' acier, l'aluminium et l' acier doit être verrouillé positivement pour fournir une bonne interface de collection actuelle. Une troisième méthode rivets bandes de bus d'aluminium à l'âme du rail d'acier. La photo ci - dessous droit d'une chaussure de voiture de Chicago L représente un tel rail, montrant les bandes de bus d'aluminium remplissant l'espace en dessous de la surface de contact du rail.

Retour mécanismes actuels

Comme dans le cas des câbles aériens, le courant de retour circule habituellement par un ou les deux rails de roulement, et une fuite à la terre n'est pas considéré comme grave. Où les trains circulent sur les pneus en caoutchouc, comme sur les parties du métro de Lyon , Paris Métro , métro de Mexico , Santiago Metro , Sapporo Municipal Subway , et sur tous les métro de Montréal et des transports en commun Guidages automatisé des systèmes (par exemple , la ligne Astram ), un rail en direct doit être fourni pour alimenter le courant. Le retour est effectué par l'intermédiaire des rails de la voie classique entre ces barres de guidage ( voir métro sur pneu ).

Une autre conception, un troisième rail (d'alimentation en courant, en dehors des rails de roulement) et un quatrième rail (de retour de courant, à mi - distance entre les rails de roulement), est utilisé par quelques systèmes de roues d'acier; voir quatrième rail . Le métro de Londres est le plus grand de ceux - ci, (voir l' électrification ferroviaire en Grande - Bretagne ). La principale raison d'utiliser le quatrième rail pour transporter le courant de retour est d'éviter ce courant circulant dans les garnitures de tunnel métallique d' origine qui ont jamais été destinés à transporter le courant, et qui souffrirait la corrosion électrolytique doit ces courants dans les flux.

Un autre système à quatre rail est la ligne M1 du Milan Metro , où le courant est établi par une barre latérale, plat avec contact latéral, avec retour par l' intermédiaire d' un rail central de contact supérieure. Le long de certaines sections sur la partie nord de la ligne d' une ligne aérienne est également en place, pour permettre aux trains de la ligne M2 (que pantographes d'utilisation et une tension plus élevée, et ne pas avoir des chaussures de contact) pour accéder à un dépôt situé sur la ligne M1. Dans les dépôts, la ligne M1 trains utilisent pantographes pour des raisons de sécurité, avec une transition fait près des dépôts loin des pistes de revenus.

considérations esthétiques

L' électrification du troisième rail est visuellement moins que l' électrification importune les frais généraux. En 2011, la verdure et l' esthétique ont inspiré le Bangalore Metro en Inde d'intégrer un troisième système ferroviaire.

systèmes mixtes

Plusieurs systèmes utilisent un troisième rail pour une partie de la route, et une autre force motrice tels que les frais généraux chaînette ou de puissance diesel pour le reste. Ceux - ci peuvent exister en raison de la connexion des chemins de fer séparément appartenant en utilisant les différents systèmes moteurs, les ordonnances locales, ou d' autres raisons historiques.

Royaume-Uni

Plusieurs types de trains britanniques ont été en mesure de fonctionner sur les deux systèmes ferroviaires aériens et troisième, y compris la classe British Rail Class 313 , 319 , 325 , 350 , 365 , 375/6 , 377/2 , 377/5 , 377/7 , 378 / 2 , 387 , 373 , 395 et 700 émeus, ainsi que la classe 92 locomotives.

Sur la région sud du chemin de fer britannique, les chantiers de fret avaient des câbles aériens pour éviter les risques d'un troisième rail. Les locomotives ont été équipées d'un pantographe , ainsi que des chaussures de pick-up.

Eurostar / High Speed ​​1

La classe 373 utilisés pour les services internationaux exploités par Eurostar via le tunnel sous la Manche utilise la collecte tête à 25 kV AC pour la plupart de son voyage, avec des sections de 3 kV DC sur les lignes belges entre la section à grande vitesse belge et de la gare de Bruxelles - Midi ou 1,5 kV DC sur le sud des lignes françaises pour les services saisonniers. Initialement livré, la classe 373 unités ont été en outre équipés de 750 V DC chaussures de collection , conçus pour le voyage à Londres via les lignes de banlieue à Waterloo . Un commutateur entre troisième rail et la collecte a été réalisée en tête lors de l' exécution à la vitesse, au départ à Continental Junction près de Folkestone, et plus tard à Fawkham Junction après l'ouverture de la première section du tunnel sous la Manche Rail Link . Entre la gare Kensington Olympia et dépôt Pôle Nord plus basculements étaient nécessaires.

Le double système a causé quelques problèmes. Le défaut de se rétracter les chaussures en entrant en France a causé de graves dommages aux équipements au sol, ce qui conduit à la SNCF d'installer une paire de blocs de béton à la fin Calais des deux tunnels pour rompre la troisième chaussures de chemin de fer si elles n'avaient pas été escamotée. Un accident est survenu au Royaume-Uni lorsque le conducteur n'a pas réussi à se rétracter Eurostar le pantographe avant d'entrer dans le troisième système de rail, endommageant un portique de signal et le pantographe.

Le 14 Novembre 2007, les opérations de passagers d'Eurostar ont été transférés à la gare St Pancras exploitation et d' entretien au dépôt Temple Mills rend l'équipement de collecte troisième rail 750 V CC redondant et conduit à son retrait de la flotte. Toutes les limites de vitesse sur les lignes anglaises Eurostar sont affichés en km / h et les panneaux Lineside sur les sections non à grande vitesse sont des chiffres blancs sur fond noir ( au lieu des chiffres noirs standards du Royaume - Uni sur un fond blanc) comme un rappel. Les trains eux - mêmes ne sont plus équipés d'un compteur de vitesse capable d'indiquer en miles par heure (l'indication utilisée pour changer automatiquement lorsque les chaussures de collection ont été déployés).

En 2009, du Sud - Est a commencé à fonctionner des services domestiques sur High Speed 1 trackage de St Pancras en utilisant sa nouvelle classe 395 EMU. Ces services fonctionnent sur la ligne à grande vitesse en ce qui Ebbsfleet International ou Ashford International , avant de transférer aux lignes classiques pour servir au nord et au milieu Kent. En conséquence, ces trains sont bi - tension activé, comme la majorité des routes sur lesquelles elles opèrent sont troisième rail électrifié.

North London Line

A Londres, la North London Line change son alimentation une fois entre Richmond et Stratford à Acton Central . La route était à l' origine troisième rail tout au long , mais plusieurs problèmes de mise à la terre électrique techniques, ainsi qu'une partie de la route étant également couvert par des fils déjà électriques généraux prévus pour le fret et tractés électrique Eurostar régional des services a conduit au changement.

Line West London

Toujours à Londres, la ligne London West alimentation change entre Bush Shepherd et Willesden Junction , où il rencontre la ligne nord de Londres. Au sud du point de passage, la charge maximale est troisième rail électrifié, au nord de là, il est en tête .

Thameslink

La croix-ville Thameslink service fonctionne sur le réseau ferroviaire troisième région du Sud de Farringdon et au sud ligne aérienne vers le nord à Bedford . Le passage se fait tout en stationnaire à Farringdon en direction du sud, et à la ville Thameslink en se dirigeant vers le nord.

Ville du Nord

Sur la Moorgate aux liaisons des services de banlieue Hertford et Welwyn, la East Coast Main Line sections sont 25 kV AC, avec un passage à la troisième rail faite à la gare Drayton Parc . Un troisième rail est encore utilisé dans la section du tunnel de la route, parce que la taille des tunnels menant à Moorgate était trop petite pour permettre l' électrification au- dessus.

Ligne North Downs

Redhill avec le diesel de classe 166 service dirigé par First Great Western à Reading comme ligne North Downs a seulement troisième électrification ferroviaire sur les tronçons communs.

La ligne North Downs n'est pas électrifiée sur les parties de la ligne où le service North Downs a l' usage exclusif.

Les parties électrifiées de la ligne sont

Redhill Reigate - Permet des services ferroviaires du sud de courir à Reigate. Cela évite d'avoir à tourner des services se terminant à Redhill où en raison de la mise en page de la station, le renversement bloquerait presque toutes les lignes de course.
Shalford Junction à Aldershot South Junction - ligne partagée avec South West Trains services électriques Portsmouth et Aldershot.
Wokingham à la lecture - ligne partagée avec South West Trains services électriques de Waterloo.

Suède

Le métro de Stockholm est desservie par un troisième système ferroviaire.

France

Le nouveau tramway à Bordeaux (France) utilise un nouveau système avec un troisième rail au centre de la piste. Le troisième rail est séparé en 10 m (32 ft 10 in) de longueur conductrice et 3 m (9 pieds) 10 dans de longs segments d'isolement. Chaque segment conducteur est relié à un circuit électronique qui rendra le segment en temps réel une fois qu'il se trouve entièrement sous le tramway (activé par un signal codé envoyé par le train) et mettre hors service avant qu'elle ne soit exposée à nouveau. Ce système (appelé « Alimentation par Sol » (APS), ce qui signifie « l' alimentation en courant par terre ») est utilisé dans divers endroits de la ville mais surtout dans le centre historique: ailleurs les tramways utilisent les classiques lignes aériennes , voir aussi au niveau sol alimentation . En été 2006 , il a été annoncé que deux nouveaux systèmes de tramways français utiliseraient APS sur une partie de leurs réseaux. Ceux - ci seront Angers et Reims , les deux systèmes devraient ouvrir autour de 2009-2010.

Les Français chemin de fer Culoz-Modane a été électrifié avec un troisième rail 1500 V DC, converti plus tard à des fils aériens à la même tension. Les stations avaient des câbles aériens depuis le début.

La ligne de branche française qui sert Chamonix et la région du Mont Blanc ( Saint-Gervais-le-Fayet à Vallorcine ) est le troisième rail (contact supérieur) et le calibre du compteur. Elle se poursuit en Suisse, en partie avec le même troisième système de rail, en partie avec une ligne aérienne.

Le long de 63 km (39 mi) Train Jaune ligne dans les Pyrénées dispose également d' un troisième rail.

Pays-Bas

Pour atténuer les coûts d'investissement, la Rotterdam Metro , essentiellement un système de troisième rail alimenté, a été donné quelques branches périphériques construites sur la surface en train léger sur rail (appelé sneltram en néerlandais), avec de nombreux passages à niveau protégés par des barrières et des feux de circulation. Ces branches ont des câbles aériens. De même, à Amsterdam une route « sneltram » continue métro pistes et passe à la surface d' alignement dans les banlieues, qu'il partage avec les trams standard. Dans la plupart des développements récents, le RandstadRail projet nécessite également des trains de Rotterdam Metro pour fonctionner sous des fils sur leur chemin le long de l'ancienne ligne ferroviaire principale à La Haye.

Sneltram est exploité par GVB à Amsterdam lightrail avec un troisième rail de commutation et aux frais généraux sur le tramway traditionnel partagé avec tramways à Amsterdam . Ligne 51 à Amstelveen dirige le service de métro entre Amsterdam Centraal et Station Zuid. A Amsterdam Zuid , il passe du troisième rail à pantographe et la caténaire . De là à Amstelveen Centrum il partage sa piste avec la ligne de tramway 5. Les véhicules légers sur rail sur cette ligne sont capables d'utiliser les deux 600 V CC et 750 V DC.

Russie et ancien SU

Dans tous les passages souterrains des pays post-soviétiques , le rail de contact est fait à la même norme. En particulier, parce que carbone impuretés augmentent la résistance électrique , tous les troisièmes rails sont fabriqués en utilisant l' acier à faible teneur en carbone.

Peut-être que dans certains metros de l'ancien profil Union soviétique et de la section de rail conducteur sont les mêmes paramètres de voie classique.

La nature, la durée de pré-installation de la barre conductrice est de 12,5 mètres (41 pieds). Pendant l'installation, les segments de rail de contact sont soudées ensemble pour produire des rails conducteurs de longueur variable. Dans les sections courbes avec un rayon de 300 mètres (980 pieds) ou plus, lignes droites, et des tunnels, le rail de contact est soudée sur une longueur de 100 mètres (330 pieds); à la course de la surface, 37,5 mètres (123 pieds); et, sur les virages serrés et les chemins de parc, 12,5 mètres (41 pieds).

Troisième post-soviétiques installations ferroviaires utilisent le système de contact avec le fond (Wilgus-Sprague); sur le dessus du rail est enveloppe en matière plastique à haute résistance avec une intégrité structurale suffisante pour supporter le poids d'un homme. La tension est de 825 volts DC .

États Unis

Troisième rail de zone de transition de câble aérien sur la Skokie Swift

À New York, les trains électriques qui doivent utiliser le troisième rail sortant Grand Central Terminal sur l'ancien New York Central Railroad (maintenant Chemin de fer Metro-North switch) aux lignes aériennes à Pelham quand ils ont besoin d'opérer à partir sur l'ancien New York, New Haven et Hartford Railroad (maintenant de Metro North New Haven ligne ) ligne Connecticut . Le commutateur est fait « à la volée », et contrôlé à partir de la position de l'ingénieur.

Aussi à New York où l' échappement diesel présenterait un danger pour la santé dans les zones de la station de métro Metro-North , Long Island Rail Road et Amtrak utilisent des locomotives diesel spéciales qui peuvent également être alimentés électriquement par troisième rail. Ce genre de locomotive (par exemple General Electric P32AC-DM ou l'EMD DM30AC de LIRR), peut effectuer une transition entre les deux modes tout en cours. Le système auxiliaire de troisième rail ne soit pas aussi puissant que le moteur diesel, etc. air libre (non-tunnel) trackage les moteurs fonctionnent généralement en mode diesel, même lorsque la troisième puissance de rail est disponible.

Dans New York City , et à Washington, DC , les ordonnances locales une fois électrifiées requis les chemins de fer de la rue pour tirer le courant d'une troisième rail et le retour du courant à un quatrième rail, tous deux installés dans une voûte continue sous la rue et accessible au moyen d'un collecteur qui passe à travers une fente entre les rails de roulement. Lorsque ces systèmes sur les tramways entrés sur le territoire où les lignes aériennes ont été autorisés, ils se sont arrêtés sur une fosse où un homme détaché le collecteur ( charrue ) et le motoriste placé un poteau de chariot sur les frais généraux. Aux États - Unis, tous ces aliments conduit les systèmes alimentés ont été abandonnées, et soit remplacé ou abandonné tout à fait.

Certaines sections de l'ancien système de tramway Londres ont également utilisé la conduite collection actuelle du système, aussi avec certains qui pourraient recueillir tramcars pouvoir des deux sources aériennes et sous-route.

La ligne bleue de Boston MBTA utilise troisième électrification ferroviaire depuis le début de la ligne du centre - ville à l' aéroport gare, où il passe à la caténaire pour le reste de la ligne au pays des merveilles . La section la plus externe de la ligne bleue passe très près de l' océan Atlantique , et il y avait des préoccupations au sujet de la neige possible et l' accumulation de glace sur un troisième rail si près de l'eau. Caténaire n'est pas utilisé dans la partie souterraine, en raison des dégagements serrés dans le tunnel 1904 sous le port de Boston. Le MBTA de ligne orange Hawker Siddeley voitures de série de transport rapide 01200 (essentiellement une version plus longue de les Blue de ligne de 0600) ont récemment leurs points de montage pantographe enlevés lors d' un programme d'entretien; ces supports auraient été utilisés pour pantographes qui aurait été installé a la ligne orange été étendue au nord de son terminus actuel.

Méthode d'alimentation double a également été utilisé sur certains américains interurbaines chemins de fer qui ont fait usage de troisième rail les plus récents dans les banlieues et les infrastructures existantes tramway en tête (chariot) pour atteindre le centre - ville, par exemple , le Skokie Swift à Chicago.

Bay Area Rapid Transit dans et autour de San Francisco utilise 1000 V DC .

L'utilisation simultanée avec fil aérien

Un chemin de fer peut être électrifiée avec un fil de tête et un troisième rail en même temps. Ce fut le cas, par exemple, le S-Bahn de Hambourg entre 1940 et 1955. Un exemple moderne est la gare Birkenwerder près de Berlin, qui a troisième rails des deux côtés et des câbles aériens. La plupart des Penn Station complexe à New York est également électrifiés avec les deux systèmes. Toutefois, ces systèmes ont des problèmes avec l'interaction des différentes alimentations électriques. Si une alimentation est DC et l'autre AC, un prémagnétisation indésirable des transformateurs à courant alternatif peut se produire. Pour cette raison, double électrification est généralement évitée.

conversions

En dépit de diverses possibilités techniques pour le matériel roulant fonctionnant avec deux modes de collecte de puissance, le désir d'assurer la compatibilité complète des réseaux entiers semble avoir été l'incitation pour les conversions de troisième rail d'alimentation en tête (ou vice versa).

Couloirs de banlieue à Paris de la gare Saint-Lazare , Gare des Invalides (deux CF Ouest) et Gare d'Orsay ( CF PO ), ont été électrifiées à partir de 1924, 1901, 1900 , respectivement. Ils ont tous changé aux fils aériens par étapes après ils sont devenus une partie d'un vaste projet d'électrification à grande échelle de la SNCF réseau dans les années 1960 et 70.

Dans la région de Manchester, le L & YR de Bury ligne a été électrifiée avec des fils aériens (1913), puis a changé au troisième rail (1917, voir aussi l' électrification des chemins de fer en Grande - Bretagne ), puis de nouveau en 1992 aux fils aériens dans le cadre de son adaptation pour le Manchester Metrolink . Tramways dans les rues du centre-ville, portant des chaussures de collection en saillie de leurs boggies, étaient considérés comme trop dangereux pour les piétons et la circulation automobile pour tenter la technologie bi-mode (à Amsterdam et Rotterdam sneltram véhicules aller à la surface dans les banlieues, et non pas dans les zones centrales occupées). La même chose est arrivé à la West Croydon - Wimbledon ligne dans le Grand Londres ( à l' origine électrifiée par le chemin de fer du Sud ) lorsque Tramlink a ouvert ses portes en 2000.

Trois lignes sur cinq constituant le coeur de Barcelone Metro réseau a changé à l' alimentation en tête de troisième rail. Cette opération a également été fait par étapes et terminé en 2003.

La transition a eu lieu en face dans le sud de Londres. South London ligne du LBSCR réseau entre Victoria et London Bridge a été électrifié avec chaînette en 1909. Le système a ensuite été étendu à Crystal Palace, Coulsdon Nord et Sutton. Au cours de l' électrification ferroviaire troisième ligne principale dans le sud - Angleterre, les lignes ont été converties en 1929.

Les raisons de la construction de la tête alimenté Tyne & Wear Metro réseau à peu près sur les lignes du troisième rail à long-gone Tyneside électrique système dans la région de Newcastle sont susceptibles d'avoir des racines dans l' économie et la psychologie plutôt que dans la poursuite de la compatibilité. Au moment de l'ouverture de métro (1980), le troisième système ferroviaire avait déjà été retiré des lignes existantes, il n'y avait pas de véhicules légers sur rail troisième rail sur le marché et cette dernière technologie est limitée au stock ferroviaire lourd beaucoup plus coûteux. De plus , le changement en cours loin de l' image a été souhaitée: les souvenirs de la dernière étape de fonctionnement de l' installation électrique Tyneside étaient loin d'être favorables. Ce fut la construction du système à partir de zéro après 11 ans de service diesel inefficace.

La première alimentation en tête des trains électriques allemands est apparu sur la Hamburg-Altonaer Stadt- und Vorortbahn en 1907. Trente ans plus tard, l'opérateur ferroviaire principale ligne, Deutsche Reichsbahn , influencé par le succès du troisième rail Berlin S-Bahn , a décidé pour changer ce qui a été maintenant appelé Hamburg S-Bahn à la troisième rail. Le processus a débuté en 1940 et ne fut achevée qu'en 1955.

En 1976-1981, le troisième rail de Vienne U-Bahn U4 ligne substitué la Donaukanallinie et Wientallinie du Stadtbahn , construit c1900 et le premier électrifié avec des fils aériens en 1924. Cela faisait partie d'un grand projet de construction du réseau consolidé U-Bahn. L'autre électrique Stadtbahn ligne, dont la conversion en actions de chemin de fer lourd a été rejeté, fonctionne toujours en fils avec des voitures de train léger sur rail (comme U6), mais il a été complètement modernisé et étendu de manière significative. Comme les plates - formes sur le Gürtellinie ne convenaient pas à élever sans beaucoup intervention dans historique Otto Wagner architecture de la station de la ligne resterait de toute façon incompatible avec le reste du réseau U-Bahn. Par conséquent, une tentative de conversion au troisième rail aurait été inutile. A Vienne, paradoxalement, les fils ont été retenus pour des raisons esthétiques (et économiques).

Les anciennes lignes à l'ouest du Oslo T-bane système ont été construits avec des lignes aériennes tandis que les lignes orientales ont été construites avec un troisième rail, bien que l'ensemble du système a depuis été converti en troisième rail. Avant la conversion, les maintenant à la retraite OS T1300 et OS T2000 peuvent fonctionner sur les deux systèmes de trains.

La partie ouest de la Skokie Swift du Chicago « L » a changé de fil caténaire à la troisième rail en 2004, ce qui rend pleinement compatible avec le reste du système.

tensions non standard

Certains élevés troisième tensions de rail (1200 volts et plus) comprennent:

En Allemagne , au début du IIIe Reich , un système ferroviaire avec 3 mètres (9,8 pieds) de largeur de la jauge a été prévu. Pour ce breitspurbahn système de chemin de fer, l' électrification avec une tension de 100 kV prises à partir d' un troisième rail a été considéré, afin d'éviter d' endommager les câbles aériens sur rails de grandes dimensions canons anti-aériens. Toutefois , un tel système d'alimentation n'aurait pas fonctionné, car il est impossible d'isoler un troisième rail pour de telles tensions à proximité des rails. L'ensemble du projet n'a pas progressé tout fait suite à l'apparition de la Seconde Guerre mondiale.

L'histoire

Avec les systèmes ferroviaires troisième et quatrième surface de contact un « sabot » lourd suspendu à une poutre en bois fixé sur les bogies recueille puissance par glissement sur la surface supérieure du rail électrique. Cette vue montre une classe de British Rail 313 train.
Le métro utilise un système à quatre rail où les deux rails conducteurs sont en direct par rapport aux rails de roulement et le rail positif a deux fois la tension du rail négatif. Arcs comme celui - ci sont normales et se produisent lorsque les chaussures de collecte d'énergie électrique d'un train qui tire la puissance atteignent l'extrémité d'une section de rail conducteur.
Rail conducteur sur la MBTA Red Line à South Station à Boston , composé de deux bandes d'aluminium sur un rail en acier pour aider à la chaleur et la conduction électrique
Piste de Singapour LRT ; le troisième rail est sur le côté droit

systèmes d'électrification du troisième rail sont, à l'exception des batteries à bord, les plus anciens moyens d'alimentation en énergie électrique des trains sur les voies ferrées en utilisant leurs propres couloirs, en particulier dans les villes. alimentation frais généraux a d'abord été presque exclusivement utilisé sur les chemins de fer comme tramway, mais il est apparu aussi lentement sur les systèmes canalisation principale.

Un train électrique expérimental utilisant cette méthode d'alimentation a été développé par la firme allemande de Siemens & Halske et montré à l' Exposition industrielle de Berlin de 1879 , avec son troisième rail entre les rails de roulement. Certains des premiers chemins de fer électriques ont utilisé les rails de roulement comme conducteur de courant, comme le 1883 ouvert Electric Railway de Volk à Brighton. Il a été donné un rail de puissance supplémentaire en 1886, et fonctionne toujours. Le pont - jetée de Tramway de géant suivi, équipé d'un rail surélevé troisième à l' extérieur en 1883, converti plus tard fil aérien. Le premier chemin de fer à utiliser le troisième rail central était le Bessbrook et Newry Tramway en Irlande, a ouvert en 1885 , mais maintenant, comme la ligne Chaussée des Géants, fermé.

De plus dans les années 1880, les systèmes de troisième rail ont commencé à être utilisé dans les transports publics urbains . Tramways étaient les premiers à en bénéficier: ils ont utilisé des conducteurs dans le conduit en dessous de la surface de la route (voir la collection actuelle Conduit ), généralement sur certaines parties des réseaux. Ce fut d' abord essayé à Cleveland (1884) et à Denver (1885) et la propagation plus tard à de nombreux grands réseaux de tramway (par exemple New York, Chicago, Washington DC, Londres, Paris, qui sont tous fermés) et Berlin (le troisième système ferroviaire dans la ville a été abandonnée dans les premières années du 20ème siècle après fortes chutes de neige.) le système a été jugé dans la station balnéaire de Blackpool , au Royaume - Uni , mais a été rapidement abandonnée que le sable et l' eau salée a été trouvé pour entrer dans le conduit et provoquer des pannes, et était un problème avec une chute de tension . Certaines sections de voies ferrées ont encore l'emplacement de rails visibles.

Un troisième rail alimentaient premier chemin de fer électrique souterraine du monde, la Railway City & South London , qui a ouvert en 1890 (maintenant partie de la ligne nord du métro de Londres). En 1893, deuxième chemin de fer de la ville à propulsion troisième rail ouvert en Grande - Bretagne, le monde du chemin de fer aérien Liverpool (fermé 1956 et démantelé). Le premier chemin de fer de la ville à propulsion troisième rail États - Unis dans l' utilisation des revenus a été le 1895 Metropolitan West Side Elevated , qui devint bientôt partie du Chicago « L » . En 1901, Granville Woods , un éminent inventeur afro-américain, a obtenu un brevet US 687098 , couvrant diverses améliorations proposées à la troisième systèmes ferroviaires. Cela a été cité à prétendre qu'il a inventé le troisième système ferroviaire de distribution du courant. Cependant, à cette époque il y avait eu de nombreux autres brevets pour les systèmes de troisième rail électrifié, dont Thomas Edison est le brevet américain 263132 de 1882, et troisième rails avait été utilisé avec succès depuis plus d' une décennie, dans des installations dont le reste de Chicago ' elevateds', ainsi que ceux utilisés dans Brooklyn Rapid Transit Company , pour ne pas mentionner le développement en dehors des États - Unis.

Dans Paris , un troisième rail est apparu en 1900 dans le tunnel principal ligne reliant la gare d'Orsay au reste du réseau CF Paris-Orléans. Électrification troisième rail principal en ligne a ensuite été étendu à certains services de banlieue.

Le système de transport Woodford a été utilisé sur les tramways industriels , en particulier dans les carrières et les mines à ciel ouvert dans les premières décennies du 20ème siècle. Cela permet une auto-propulsée télécommandées troisième rail central 250 volts pour alimenter dump côté voitures . Le système de commande à distance a été utilisé comme un chemin de fer miniature , avec le troisième rail divisé en plusieurs blocs qui peuvent être configurés pour pouvoir, côte, ou du frein par des commutateurs dans le centre de contrôle.

Type Top contact ou la gravité troisième rail semble être la plus ancienne forme de collecte d'énergie. Les chemins de fer de pionnier dans l' utilisation de types moins dangereux de troisième rail ont été le New York Central Railroad sur l'approche de New York , du Grand Central Terminal (1907 - un autre cas d'électrification de la canalisation principale du troisième rail), Philadelphie Market Street Métro-Elevated (1907) et le Hochbahn à Hambourg (1912) - avaient tous rail de contact avec le fond, aussi connu comme le système Wilgus-Sprague. Cependant, Manchester-Enterrez la ligne du chemin de fer Lancashire & Yorkshire rail de contact latéral essayé en 1917. Ces technologies apparues dans une utilisation plus large qu'au tournant des années 1920 et dans les années 1930, par exemple, des lignes à grande profil du U- Berlin Bahn , le S-Bahn Berlin et le métro de Moscou . Le S-Bahn Hamburg a utilisé un contact latéral troisième rail à 1200 V CC depuis 1939.

En 1956 , la première ligne de chemin de fer en caoutchouc tyred du monde, la ligne 11 du métro de Paris , a ouvert. Le rail conducteur a évolué en une paire de rails de guidage nécessaires pour maintenir le bogie dans une position appropriée sur le nouveau type de piste. Cette solution a été modifié sur la ligne 1971 Namboku de Sapporo métro , où un rail de guidage placé en position centrale / retour a été utilisé plus un rail d'alimentation placé latéralement comme sur les chemins de fer classiques.

Sapporo métro avec un rail de guidage placé en position centrale / retour

La technologie de troisième rail au niveau des lignes de tramway de la rue a récemment été relancé dans le nouveau système de Bordeaux (2004). Ceci est une technologie entièrement nouvelle (voir ci - dessous).

Les systèmes de troisième rail ne sont pas considérés comme obsolètes. Il existe, cependant, des pays ( en particulier le Japon , la Corée du Sud , Espagne ) plus désireux d'adopter le câblage aérien pour leurs chemins de fer urbains. Mais en même temps, il y avait (et sont encore) beaucoup de nouveaux systèmes ferroviaires troisième construits ailleurs, y compris les pays technologiquement avancés (par exemple Copenhague Metro , Taipei Metro , Wuhan Metro ). Chemins de fer alimentés en bas (il peut être trop spécifique à utiliser le terme « troisième rail ») sont aussi généralement utilisé avec des systèmes ayant des trains tyred caoutchouc, que ce soit un métro lourd (sauf deux autres lignes de Sapporo Subway ) ou une petite capacité personnes déménageur (PM). De nouveaux systèmes ferroviaires électrifiés ont tendance à utiliser les frais généraux pour les systèmes régionaux et longue distance. Les systèmes de troisième rail en utilisant des tensions plus faibles que les systèmes généraux nécessitent encore beaucoup plus de points d'approvisionnement.

modèle railroading

En 1906, les Lionel trains électriques est devenu le premier modèle des trains d'utiliser un troisième rail pour alimenter la locomotive. Piste Lionel utilise un troisième rail dans le centre, tandis que les deux rails extérieurs sont connectés électriquement ensemble. Cela a résolu le problème des trains miniatures à deux rails présentent lorsque la piste est disposée en boucle sur lui - même, comme d' ordinaire ce qui provoque un court-circuit. (Même si la boucle était Gapped BLAST , la locomotive créerait un court et arrêter en traversant les espaces.) Trains électriques Lionel fonctionnent également sur le courant alternatif. L'utilisation d' un courant alternatif signifie qu'une locomotive Lionel ne peut pas être inversée par changement de polarité; à la place, les séquences de locomotive parmi plusieurs états (marche avant, neutre, vers l' arrière, par exemple) à chaque fois qu'il est démarré.

Märklin trains de trois rails utilisent une courte pointe de tension continue pour inverser un relais à l'intérieur de la locomotive alors qu'il est arrêté. La piste de Märklin ne dispose pas d' un troisième rail réel; à la place, une série de broches courtes fournissent le courant, repris par une longue « chaussure » sous le moteur. Cette chaussure est assez long pour être toujours en contact avec plusieurs broches. Ceci est connu comme le système de contact de goujon et présente certains avantages lorsqu'il est utilisé sur les systèmes ferroviaires de modèle extérieur. Le collecteur de ski frotte sur les goujons et , par conséquent intrinsèquement auto nettoie. Lorsque les deux rails de la voie sont utilisés pour le retour en parallèle , il y a beaucoup moins de chance d'interruption de courant en raison de la saleté sur la ligne.

De nombreux modèles Bruin utilisent aujourd'hui seulement deux rails, généralement associés à Z, N, HO ou systèmes G-Gauge. Ceux - ci sont typiquement alimentés par un courant continu (DC) lorsque la tension et la polarité des commandes actuelles , la vitesse et la direction du moteur à courant continu dans le train. Une exception est de plus en plus le contrôle de commande numérique (DCC), où bipolaire à courant continu est délivré à des rails à une tension constante, avec des signaux numériques qui sont décodés à l'intérieur de la locomotive. L'information numérique bi-polaire DC porte pour indiquer la commande et la locomotive qui est commandé, même lorsque plusieurs locomotives sont présents sur la même piste. Le système Lionel susmentionné O-Gauge reste populaire aujourd'hui aussi bien. Avec ses trois voie ferrée et la mise en œuvre de courant alternatif.

Certains chemins de fer modèles simulent de façon réaliste les troisièmes configurations ferroviaires de leurs homologues en taille réelle, bien que la plupart ne tirent pas le pouvoir du troisième rail.

Voir également

Références

Liens externes