地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

电气机车,顾名思义就是使用电力做能源的机车。因此我们看到,在高铁列车的铁轨上方,都有一根电线架设在构架上,电力由机车头上的受电弓接受引入机车内,再经过一系列的设备转换,最后由直流电机来驱动机车前进。

由于高铁列车运行路线长,接触网又不能使用过粗的导线,为了减少电力损耗,减少沿途驱动变电站的数量,降低建设和运营成本,因此高铁的接触电压非常高,是交流27.5Kv。

上面说的是高铁机车的供电方式和接触电压,那么在城市轨道交通,比如地铁,使用的是怎样的供电方式呢?

目前我国的地铁,采用的是两种供电方式,一种是和高铁机车,相同的“接触网供电”方式,供电电压为直流1500V。另一种是“第三轨供电”方式,供电电压为750V。

我国地铁使用接触网供电的城市大多集中在南方,而北方地区则使用第三轨供电的城市比较多。但是也有的城市的地铁有两种供电方式,比如上海和武汉等。

接触网供电,大家比较常见,比如高铁机车和某些城市的有轨电车。这种供电方式使用电压是1500V。架空的接触网只有导线的一个电极,通过机车上方的集电弓将电力引进机车,做功后,通过金属轮传导到铁轨,形成工作回路。

无轨电车,因为有轮胎,是绝缘物体,不能导电,因此,接触网是一正一负的两根导线,而受电弓也是两根长长的“辫子”。

下面我们再说说第三轨供电。

第三轨供电,因为没有接触网,电力来源依靠是机车行走的两根铁轨外侧,另外铺设的一根专门用于传输电力的铁轨。这根轨道,平行于机车行走轨道,机车的集电装置--集电靴与其接触滑行,将电力引入机车。一般第三轨供电电压都是750V。

那么,接触网供电与第三轨供电有哪些优缺点呢?

一、接触网供电的优缺点 :

(一)优点

1、不易发生触电事故

接触网架设在空中,距离地面较高,对于人来说安全系数高。

2、受自然灾害影响小

如果发生洪水泛滥,架空线不容易受到影响。

(二)缺点

1、建设成本高

接触网是高架在空中,因此需要大量的悬挂设备,如果是在室外,就需要架设很多构架。另外,采用接触网供电的地铁机车,需要集电弓授电,因此,需要更大的隧道截面积,增加建设成本。

2、施工危险因素多

接触网施工,需要高空作业,因此会产生很多不安全因素。比如高空坠落、物体打击、起重伤害等。

3、不美观

特别是在车站部分,大量的空中缆线和接触网,会影响人们的视觉感官。

二、第三轨供电的优缺点 :

(一)优点

1、建设成本低

总体来看,地铁建设第三轨供电系统的成本相对较低,主要是因为隧道的截面积相对可以小一些,也没有高架设备,这也是很多城市愿意建设这种供电方式的地铁的一个重要原因。

2、施工安全性比较高

因为铺设第三轨是在地面作业,没有高空作业的很多危险因素。比如高空作业容易发生高空坠落、物体打击、起重伤害等事故都可以避免。

3、适用于较小的隧道

因为机车顶部没有集电装置,高度大大降低,因此可以利用截面积比较小隧道。

4、美观

因为没有架空电力线,少了很多架设在空中或者墙壁上的缆线,特别是在车站部分,会使车站更加的整洁美观。

(二)缺点

1、不安全

因为第三轨是安装在距离地面不高的位置,虽然设有保护罩,但是也有触电的危险。实际上因为第三轨而触电的案例真的发生过。比如在台北就有人因为横跨铁路而误踩第三轨触电身亡。也有人因为小便在带电铁轨上而导致触电。

2、运行电压低

因为第三轨距离机车行走铁轨很近,容易引发电弧,因此第三轨供电的电压比较低,都是750V,因此也造成了工作时电压降较大。为了解决这一问题,所以需要增设变压器,以保证供电的稳定性。

3、机车运行速度受限

因为机车的集电靴在与第三轨的滑动中,容易产生接触不良的问题,机车的速度越快,这个问题越严重。因此,采用第三轨供电的机车速度不可过高,一般控制在160公里的速度以下。

4、损失电量

第三轨的材质是钢铁,而钢铁的导电率不如铜或者铝,因此会对地有一定的电流漏泄,会损失电量。

地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

作为铁路工程师,我来回答一下这个问题。

电气化铁路为火车供电方式有两种,一是架空接触网供电,这是绝大多数铁路采用的供电模式,就是在铁路一侧等距离安设混凝土接触网支柱,上面架设接触网导线,火车的车头的受电弓从导线上获取电流,进而驱动火车前进。

(接触网供电制式)

另一种供电方式是第三轨供电,一般用在地铁上面,就是在原有地铁的两条轨道一侧,再加一条带电线路,利用集电靴获得电能,进而驱动地铁列车前进。

对于地铁而言,有两种供电方式可供选择,架空接触网和第三轨供电都是很好的供电制式。而地铁的供电电压采用两种,架空接触网采用直流1500V(DC1500V),第三轨供电采用直流750V(DC750V)。

(地铁第三轨供电原理示意图,左下图可以显示出集电靴获取电流的情景)

由上面数据我们可知,架空接触网供电和第三轨供电具有各自的优点和缺点,分述如下:

1、架空接触网供电的特点

优点:电压高,可以采用DC1500V;安全性比较高、弓网脱离比较方便等优点,该方式比较常用在牵引负荷比较重且直流电压等级较高的系统。

2、第三轨供电的特点

第三轨供电具有整洁美观、维修量小、使用寿命长等优点(北京地铁的第三轨供电可以使用70年)。该方式主要在直流电压等级较低的情况下使用较多。

(地铁第三轨供电制式)

地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

目前中国的地铁受电有两类形式

如北京地铁,广州地铁的。第三轨受电,通过轨道内侧的另一根轨道。来给地铁供电。

再如,目前中车出的地铁列车多为受电弓受电。受电弓受电相比于第三轨受电,安全性来讲大于第三轨,但是从整体使用年限上维护性说。第三轨受电方式使用年限久远,维护方便,简洁。但由于其安全性小于受电弓,故我国目前。地铁受电方式基本都为受电弓受电!

地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

是这样的,目前地铁供电电压主要分为两种,DC750V或DC1500V,一般地铁线路周围分布着一些牵引变电所,这些牵引变电所会将高压的交流电变为750V或1500V的直流电提供给列车使用。

一般使用直流750V的列车采用"第三轨"受流方式,所谓第三轨就是在钢轨旁有一条用来给列车供电的供电轨,列车上也有一种装置叫做"集电靴"的东西,集电靴分布在列车的两侧,看上去像一个一个的小触手,这些小触手搭在第三轨上,通过和第三轨接触边摩擦边取电,这样就可以满足列车运行时连续供电的需求了。

直流1500v供电列车一般采用接触网方式,接触网是一种非常常用的供电方式,地铁线路地面或高架站一般采用柔性接触网,主要由基础、立柱、腕臂、承力索、绝缘子、接触线等组成,地下区间一般采用刚性接触网,由支持和定位装置固定汇流排,汇流排上固定有接触线。

列车车顶安装有受电弓,受电弓上连接有为列车供电的高压母线,当受电弓升起后滑板与接触线接触将电流导入列车母线

地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

目前就两种形式的供电方式!

第一种,就是我们常见的有受电弓的地铁,就像火车一样,在车顶上架设一根高压线,这里供的单相交流电,但是有些地铁火车却不是交流电,而是直流电,不管是用的什么电,都得用受电弓把高压线上电引到车内,然后经过各种处理,反正有点复杂,就不多说了,驱动列车前行!但是这种用受电弓的地铁还是有很多的局限性,所以目前就开始逐步的取消了!

第二种,就是不采用受电弓,而是采用第三轨,也就是说把高压线安装在地面,把以前架空的线拿到地面上来,那么安装在地面,就不需要受电弓了,采用高压滑轨了,第三轨就是高压线,带高压电,那么车上取电就必须做一套装置把第三轨的电取上去,说白它依然是采用受电弓的原理,只是说,当时方式改变了!

地铁列车没有受电弓,是怎样供电的?

地铁的动力来自牵引电机。在地铁运行的时候,牵引电机可以将电能转化为动能,从而带动地铁的轮对运转,让地铁可以前进和后退。提供动力的主要是中间的几个车厢,而其它的车厢是不会提供动力的。

在地铁的头和尾两个车厢上没有安装牵引电机,这种两个车厢不会给地铁提供动力。而它的牵引电机都是安置在中间的几节车厢转向架上,不管地铁是在前进还是在后退,都是通过这几节车厢提供的动力行驶的。地铁轮和钢轨的表面都是光滑的,但是因为地铁重量非常大,就算它们的表面都非常光滑,因为摩擦力增大,所以是不会出现地铁打滑的现象。

地铁的一根车轴重量就达到十吨,而每一个转向车架上都设计了两根车轴,单单是车轴加起来的重量就非常大了。还有车厢、车内和车底的设备、空调等等的重量,整个地铁的总质量就非常大了。质量较大的地铁,和钢轨表面产生的摩擦力就会越大,所以一般情况下不需要担心地铁在钢轨上出现打滑的现象。

不过如果是在下雨或者下雪的天气,对于地铁还是有一定的影响。这时候钢轨和地铁轮对之间的摩擦力会减小,地铁会出现空转打滑的情况,因此我们有时候在下雨或者是下雪的天气会感觉地铁有一定儿波动的情况发生,就是这个原因导致的,不过影响并不会太大,并不会让地铁失控。

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