Strømaftager og tredje skinne er stort set det.

Ingeniørprincipper: begge har en ledende overflade på toget (bevæger sig) i kontakt med den stationære skinne / ledning, i begge tilfælde har du brug for et materiale, der er elastisk og ledende. Kontaktstrimlen er et slidmateriale.

Forskelle:

• ledningsnetledninger er fleksible og vil bevæge sig, når et tog kører under dem. Ved høje hastigheder kan strømaftager oprette bølger i ledningsnet, hvis disse bølger ikke dæmpes tilstrækkeligt, begynder strømaftageren at hoppe.

• tredje skinne er begrænset til lave spændinger for at mindske risikoen for buet mellem skinnerne. De tredje skinnesystemer, jeg kender (Storbritannien), bruger 750 V DC, som begrænser den mængde strøm, du kan trække uden for store tab, så der er ingen tunge eller hurtige tog. Ledningsføring til overhead kan bruge 25 kV, hvilket har meget lavere resistive tab. Flere strømforsyningssystemer er i brug til luftledningssystemer fra 1500V DC til 25 kV AC 50 Hz. Dette patchwork af systemer gør det vanskeligt at køre internationale tog i Europa, selvom det med introduktionen af ​​højeffektiv elektronik er blevet lettere at bygge lokomotiver, der kan køre på 2-4 forskellige systemer.

Denne Wiki-side gør et anstændigt stykke arbejde med at diskutere fordele og ulemper ved tredje jernbanesystemer.

Overheadledningen er mere modtagelige for skader (fra f.eks. faldende træer, køretøjer, der ignorerer højdegrænsen), men har mindre risiko for elektrisk stød på f.eks. planovergange. Elektrocutionsrisiko kan afhjælpes ved at afbryde den tredje skinne ved krydsninger, men det har egne problemer (afbrydelser i strømforsyningen).

Skalering op / ned: Du kan demonstrere de grundlæggende principper. Faktisk er tredje skinne- og køreledning begge tilgængelige i standardskalamodeltog. Fordele og ulemper er sværere at demonstrere i en model:

• skalamodelforbindelse er meget mindre fleksibel end fuld størrelse: trådtykkelsen på skalamodellen er ikke i forhold, så ledningen er meget stivere.
• skalamodeller bruger 12V, som ikke har nogen elektrisk stødsrisiko, og bueskydning er meget mindre problem end i systemet i fuld størrelse.
• På grund af de meget lavere hastigheder og kortere driftstider , slid i en skalamodel er meget mindre et problem end i fuldstørrelsessystemet.
• på grund af den meget lavere vægt er strømafbrydelser mere et problem i skalamodellen end i fuld- størrelsessystem.

Med hensyn til sikkerheden for offentligheden i almindelighed ville en overliggende kabel & strømaftager blive brugt udendørs i det fri for at forhindre nogen, eller nogen form for dyreliv eller forstæder, kæledyr eller husdyr, ved et uheld at blive elektrisk stødt ved at komme i kontakt med en tredje skinne i jordoverfladen.

Hvor et tredje skinnesystem anvendes på jordoverfladen, har en dedikeret skinnekorridor, enten forhøjet eller spærret, som foreslået til maglev -systemer skal bruges til at forhindre problemer forbundet med potentiel elektrocution af mennesker & dyr & efterfølgende problemer, hvis de døde eller tilskadekomne enheder er på skinnerne, når et tog ankommer - såsom mulig afsporing af toget eller yderligere skade for enheden.

Folk med dyr fra & vil sandsynligvis ikke vandre rundt i underjordiske togtunneler, så chancerne for at blive elektrokuteret af en tredje skinne er mindre end på jordens overflade.

Også underjordiske skinnetunneler har begrænset tværsnitsdæmpning ensions - af geotekniske årsager og omkostninger til etablering. Et overliggende elektrisk kabel og strømaftager ville skabe problemer, & skulle være meget kompakt. For at afhjælpe sådanne problemer er det lettere at have en tredje skinne til underjordiske skinnesystemer.

Begreberne og forskellige teknologier har været kendt og forsøgt og dokumenteret i løbet af de sidste 140 år ...

For at give et overblik: For det første skal du bruge to ledere til DC og enfaset AC ( eller "forbindelser") mellem de faste installationer og lokomotivet. For trefaset AC har du brug for tre ledere.

Fordele og ulemper kan ikke opsummeres kort tid - der er for mange aspekter, fra rent elektrisk til vedligeholdelse til sikkerhed til pålidelighed (vejr!) Til økonomisk til æstetisk (se "delt skinne" nedenfor) osv. osv.

Her er, fra mit hoved, næsten et og et halvt dusin varianter:

1. Siemens 'første jernbane brugte begge spor til jævnstrømsforsyning (en ind, en ud). En af ulemperne: Hvis nogen kommer til at stå på begge skinner, så ...

2. To spaltehovedrør (!) - første elektriske sporvogn nær Wien (Mödling til Hinterbrühl) i 1883.

3. Et to-skinnes overliggende spor, hvorpå man kører en lille "bil", der trækkes af lokomotivet.

4. Centreret enkelt overheadledning med kontakt nedenfra (mest brugt i dag). Ulemper er naturligvis problemer med vind; den tynde ledning, som er problematisk især med DC-systemer (se f.eks.Italiens system) udbredelseshastigheden for ledningens bevægelse (som skal være betydeligt højere end togs hastighed - bliver problematisk med højhastighedslinjer som Frankrigs TGV); og refleksionen af ​​ledningens bevægelse ved faste punkter (hele systemet kan modelleres som et bølgeforplantningssystem med "spejle" ved faste punkter - hvilket fører til komplekse og i visse tilfælde farlige bølgefænomener).

5. Enkelt overhead-ledning uden for midten; typisk for minedrift jernbaner, hvor det er muligt at fylde biler ovenfra. Bruges også på en schweizisk linje, fordi centerplaceringen bruges af en hovedlednings luftledning.

6. 3-faset system med to overliggende ledninger, tredje fase via spor. Norditalien havde et stort "trifase" -system i mange årtier, Matterhorn jernbane bruger det indtil nu.

7. 3-faset med 3 ledninger over hinanden, strøm opsamlet sidelæns - brugt ved eksperimentel tysk jernbane, der først nåede mere end 200 km / time i 1903.

8. (Off-center) Tredje skinne på ca. jernbaneniveau med kontakt på oversiden (typisk for det sydlige England).

9. Centreret tredje skinne (mellem spor) med kontakt ovenfra.

10. Tredje skinne på ca. jernbaneniveau , med kontakt på siden (f.eks. S-Bahn Hamburg).

11. Tredje skinne på ca. skinneniveau, med kontakt nedenfra (ny standard for tredje skinner af sikkerhedsmæssige årsager; f.eks. undergrundsbaner i Wien og München).

12. Tredje og fjerde jernbane (London Tube af elektrokemiske årsager).

13. En tredje skinne under en af ​​de løbende skinner, som er delt i midten for at sænke en kontaktsko. Blev brugt i Wien før første verdenskrig på de inderste sporvognslinjer, da kejseren (og andre) ikke ville se luftledninger rent af æstetiske grunde. Der er en video på youtube, der viser streetcars omkring 1910 med dette system.

14. Overhead tredje skinne - brugt f.eks. i Simplon tunnel (af klarhedsårsager med lastbiltransport); ved Salzburgs hovedstation (af æstetiske grunde); på Wien S-Bahn (tror jeg af vedligeholdelsesmæssige årsager).

15. Ved et kabel på en tromle - fungerer kun i ganske korte afstande; typisk f.eks. til kraner.

16. Kontinuerlig induktion - f.eks. Bombardiers "Primove" (spoler aktiveres kun, når køretøjet er over).

17. Induktion ved nogle segmenter eller stop, opbevaret i batterier eller (nyere) kondensatorer. Brugt eksperimentelt i nogle gadebiler.

Selvfølgelig kan du "abstrakte" disse forskellige metoder til "noget rørt højere op; noget rørt noget lavere; et kabel eller induktion ", Hvis du vil. Men det ville være en lægmands idé.

H.M.

Den nyeste generation af tog kan være batteridrevet og oplades kun på eller i nærheden af ​​stationer. Dette er muliggjort af lithium-ion-batterier som dem, der bruges i elbiler kombineret med regenerering, når de bremser.

Fordelen er, at kun en lille del af sporet skal elektrificeres, hvilket sparer infrastrukturomkostninger . Stationer er placeret i befolkningscentre, hvor der allerede er elektricitet.

I skalamodeltog driver de to skinner, der bruges til at køre toget, også toget.

Der er en række skalaer, der bruger denne metode: O, HO, N, Z, G og andre. Nogle bruger en 3. jernbanemodel eller luftledninger enten som en alternativ metode eller til at efterligne de tog, de modellerer. Mærket Lionel bruger typisk et 3 jernbanespor og svarer meget til O-skalaen i størrelse.

Disse tog er ofte små nok til at køre ved hjælp af lav DC-spænding, hvor direkte hudkontakt mellem skinnerne giver enten nej, lille eller minimal stødværdi. Mere avancerede, nyere tog bruger DCC-systemer (Digital Command Control), dette er et vekselstrømssystem, der fungerer både som vekselstrømskilde og har et digitalt signal indlejret i det. Dekoderen i toget afkoder de adresserede kommandoer og konverterer vekselstrøm til jævnstrøm til lokomotivkraft.

Nogle modeller i større målestok, der rent faktisk kan transportere mennesker, bruger en lille gas-, diesel- eller olie-motor. Jeg er sikker på, at du kan bruge en elektrisk motor, såsom noget fra en elbil, så det er bare en mindre teknisk detalje. At få mere spænding og strøm til motoren gennem sporet kan dog være et problem, hvorfor større tog ikke lægger elektricitet gennem de bærende hjul. Jeg kender ikke alle de specifikke detaljer, men at lægge elektricitet gennem en pejling har problemer.

Jeg svarer på denne måde, for ligesom at opskalere noget som dette har ulemper, kan det også være at nedskalere et andet system. Brug af en 3. skinne eller en overliggende vogn fungerer muligvis ikke godt for et mindre system, så det ville være let at overveje at gøre det, jeg har nævnt, kun for senere at finde ud af, at skalering af det igen ikke fungerer som beregnet. Jeg har ikke undersøgt dette, så jeg ved ikke, om der er et afskæringspunkt eller overlapning, hvor et system begynder at fejle, og et andet system pludselig bliver nyttigt. Der kan også være en hastighedsfaktor, hvor en metode med høj hastighed kan være helt forskellig fra en metode med lav eller medium hastighed.

Min hensigt her er at gøre dig opmærksom på et system, der ikke er nævnt af andre, såvel som at fortælle dig, at hvilken type system helt kan afhænge af, hvilken størrelse eller hastighed du vil lave dit projekt, så du får en god idé om, hvilket system der kan fungere bedst til din tilsigtede anvendelse.

Jeg vil foreslå, at du ikke kun spørger, hvilke systemer der findes i øjeblikket, men også spørger, hvad der fungerede for folk i det størrelses- og hastighedsområde, du er ser på. At stille den 2. del af spørgsmålet kan ende med at blive et andet spørgsmål om SE, da du allerede har den første del i dette spørgsmål. At linke eller på anden måde henvise til de to spørgsmål ville være en relevant måde at stille det 2. spørgsmål på.

Jeg så ikke nogen nævne et kølsystem. I dette system, som tidligere blev brugt af DC Transit (DC = District of Columbia, intet at gøre med spænding), strækker en køl sig fra neden under bilen gennem en åbning midt mellem sporene. En sko i bunden af ​​kølen kommer i kontakt med motorskinnen. Dette var designet til den offentlige sikkerhed og fraværet af en ledningskontakt. I nogle henseender skal det svare til nej. 13 anført ovenfor af H.M. Muller.

S-Bahn Berlin og lignende bruger en tredje skinne med skiftende monteringspunkter omkring 60 cm over skinnerne, de kan monteres, så passagererne ikke er i fare - og giver mulighed for lavere togprofil - især når man bygger en sådan jernbane- system i eksisterende bystrukturer. Så vidt jeg ved bruger underjordiske tog i Berlin et lignende system