Terceiro trilho

O terceiro trilho ou tracção ferroviária é uma técnica para coleção atual usado para a alimentação em energia elétrica de certos sistemas ferroviário , usado especialmente em redes de metrô ou trem .

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Entre as muitas redes que utilizam um sistema de energia de terceiro trilho nos Estados Unidos , podemos citar os metrôs em Nova York , Los Angeles e Washington , o BART em San Francisco, o MBTA em Boston e SEPTA na Filadélfia ,  etc. No Reino Unido , o terceiro trilho é utilizado tanto pelo metrô de Londres quanto um quarto, para o retorno da corrente elétrica que não é feita pelos trilhos, mas por eles, bem como pela rede dos subúrbios ao sul de Londres e alguns serviços de longa distância. Na Alemanha, as redes de metrô do tipo U-Bahn e os subúrbios do S-Bahn de Hamburgo e Berlim também usam o terceiro trilho. O mesmo se aplica aos metrôs de Amsterdã e Roterdã na Holanda , Bruxelas na Bélgica, Varsóvia na Polônia , Moscou e São Petersburgo na Rússia . Na França, este sistema é usado no metrô de Paris, bem como em algumas linhas secundárias como a linha Saint-Gervais - Vallorcine , ou a de Cerdagne (linha conhecida como " Trem Amarelo "), duas linhas de montanha de pequena bitola ( espaçamento métrico ) com raios e velocidades baixos, portanto muito adequados para este tipo de avanço.

História

Com exceção dos sistemas de acumuladores elétricos a bordo dos trens, a energia elétrica dos trilhos (debaixo do trem) é o sistema de energia elétrica mais antigo usado nas ferrovias . Um trem elétrico experimental usando esta técnica de potência foi desenvolvido pela empresa alemã Siemens & Halske e exibido na Feira de Berlim em 1879 . O uso de trilhos elétricos no transporte público começou na década de 1880 para bondes e ferrovias tradicionais. O primeiro sistema de tubo subterrâneo a usar este trilho elétrico (sob o trem) foi o City & South London Railway , que entrou em serviço em 1890 .

Em 1901 , Granville Woods obteve uma patente cobrindo várias melhorias do terceiro trilho. Embora ele tenha sido o inventor do terceiro trilho (alimentação lateral, ainda usado até hoje), muitas outras patentes sobre esse assunto foram registradas após sua invenção, principalmente por Thomas Edison em 1882 . Thomas Edison, como outros inventores, tentou se apropriar de certas invenções de Granville Woods e, em duas ocasiões, a justiça deu a paternidade da invenção a Granville Woods (apesar da segregação da época).

O terceiro trilho, historicamente feito de aço, está sendo cada vez mais substituído por um trilho de alumínio com superfície de aço inoxidável, sobre o qual se atritam os coletores (borrachas ou almofadas) dos trens.

Entre 1925 e 1930, o Chambery - Modane porção foi electrificada no 3 rd  trilho 1.500 volts CC, no entanto, devido às várias desvantagens, problemas de recolha, em caso de neve ou gelo, a pista é difícil com modernas máquinas de construção, especialmente adaptado. locomotivas e segurança (eletrocuções), esta porção foi reeletrificada para 1.500 volts direto por catenárias convencionais durante a primeira metade da década de 1970. Durante o verão de 1976, a última porção entre Aiguebelle e Epierre foi definitivamente convertida, esta que fechou este ótimo projeto. O PLM havia estabelecido um projeto, na década de 1930, para eletrificar as linhas de Grenoble a Montmelian da mesma forma que a linha de Maurienne, mas a travessia de Grenoble (rota e infraestrutura da época), ainda era inaceitável, a linha do A Cote d'Azur, Marselha-Nice, também teve de ser equipada desta forma.

Aspectos tecnicos

O terceiro trilho é colocado entre os trilhos de corrida ou, na maioria das vezes, do lado de fora. A corrente elétrica é transmitida ao trem por meio de sapatas deslizantes, mantidas em contato com o terceiro trilho.

Em muitos casos, um sistema de manta isolante é fixado acima do trilho para proteger o pessoal que trabalha próximo aos trilhos; em alguns casos, a sapata esfrega na lateral ou na parte inferior do trilho, permitindo que a proteção seja montada diretamente na parte superior do trilho. Quando a sapata desliza na parte inferior do trilho, tem ainda a vantagem de não ser prejudicada pela presença de neve ou folhas mortas.

O terceiro trilho de aço ainda é usado hoje, mas cada vez mais substituído pelo chamado trilho composto, feito de alumínio e aço inoxidável.

Os novos terceiros trilhos de alumínio, que oferecem resistividade e peso menor que um trilho de aço, limitam o consumo de energia reduzindo as perdas por efeito Joule e permitem um bom fornecimento de energia aos trens de última geração, que demandam cada vez mais. Mais potência (eletrônica de bordo , ar condicionado, etc.).

Independentemente do tipo de coletor (lateral, superior ou inferior), o terceiro trilho é fixado ao solo por meio de suportes isolantes de cerâmica ou materiais compostos e alimentados por subestação elétrica .

O seccionamento elétrico é feito por meio de rampas, permitindo que os coletores de trens saiam de um trilho de abastecimento e engatem suavemente no próximo. Nessas rampas, o ângulo de ataque é definido em função da velocidade do trem, também permitem a travessia de desvios e níveis de interrupções nas faixas de pedestres.

Os terceiros carris, cujo comprimento varia geralmente entre 12 e 15  metros , estão ligados entre si por meio de chapas de peixe cujo desenho permite a continuidade eléctrica.

Em algumas redes, o terceiro trilho é coberto por um sistema de capota, antigamente de madeira, e hoje de plástico e compósitos. As coifas de UPVC ( cloreto de polivinila ), que são resistentes aos raios ultravioleta e não propagam fogo, geralmente são instaladas ao ar livre; onde as tampas de GRP (" plástico reforçado com vidro", resina reforçada com fibra de vidro) são instaladas em túneis, por sua resistência ao fogo e à não propagação de vapores tóxicos.

Sistemas de ancoragem e juntas de dilatação são usados ​​para compensar a dilatação do terceiro trilho causada pelas variações de temperatura, bem como o aquecimento do trilho devido à corrente.

Uma alternativa à catenária

O terceiro trilho é uma alternativa ao sistema de eletrificação da catenária , que transmite corrente ao trem por meio de pantógrafos fixados no teto dos veículos. O terceiro trilho, assim como sua contraparte aérea, a catenária rígida , podem ser acomodados em pequenos túneis devido à sua compactação.

Em certos casos, metropolitanos ou linhas regionais, o sistema de abastecimento é misto, parte por terceiro carril e parte por catenária, devendo os veículos estar equipados com dois sistemas de recolha de corrente. É o caso, por exemplo, do metrô de Rotterdam ou do metrô de Milão (linha M1 - catenária em depósitos, terceiro trilho com retorno em quarto trilho em túnel). Embora os sistemas de catenária possam operar em tensões de até 25  kV ou mais, em corrente alternada , a menor distância de isolamento em torno do trilho energizado impõe um máximo de cerca de 1.500  V (1.200 V na rede suburbana de Hamburgo , 1.500 V na linha Maurienne em o passado). O uso do terceiro trilho não implica necessariamente o uso de corrente contínua, mas na prática os sistemas de terceiro trilho têm usado corrente contínua porque ela pode transportar 41% mais energia do que um sistema de corrente, alternando na mesma tensão de pico.

Como no caso de linhas aéreas, a corrente de retorno geralmente flui por um ou ambos os trilhos, com vazamento para o solo não sendo um problema. Quando se trata de metrôs com pneus, como em Montreal ou parcialmente em Paris , barras de força ao vivo são fornecidas para conduzir a corrente. A corrente de tração é devolvida pelos trilhos de corrida tradicionais colocados entre as pistas de corrida. O sistema constituído por um terceiro carril de alimentação, colocado fora dos carris, e um quarto carril, colocado entre eles, garantindo o retorno da corrente de tracção (que apresenta outras vantagens), é utilizado por algumas redes, as mais importantes dos quais é o metrô de Londres .

Quarto trilho

O metrô de Londres é uma das poucas redes no mundo a usar um quarto trilho. Esse trilho adicional garante o retorno da corrente de tração, papel desempenhado pelos trilhos em sistemas de terceiros trilhos. No metrô de Londres, um terceiro trilho convencional com contato superior é colocado ao longo da via e submetido a uma tensão direta de + 420 volts e o quarto trilho, também em contato de cima, é disposto no centro da via entre os trilhos com uma tensão de - 210  V , que fornece uma corrente de tração de 630 volts. Existem dispositivos especiais (conexão elétrica entre o quarto trilho central e os trilhos de rolamento) quando os mesmos trilhos devem ser percorridos por trens de metrô (destinados a 4 trilhos) e conjuntos de trens suburbanos (destinados a três trilhos com corrente de retorno por trilhos de corrida), seção de Gunnersbury a Richmond na linha District, por exemplo.

A vantagem do quarto trilho é que os dois trilhos estão disponíveis exclusivamente para circuitos de via , este sistema também evita o retorno de corrente das paredes do túnel (metálico em Londres no tubo das primeiras linhas) e assim evita danos por eletrólise. Além disso, a redução da tensão em relação ao solo (“potencial de terra”) é de molde a tornar menos perigosa a queda de um passageiro na via.

Implicações

Benefícios

Desvantagens

Os sistemas de terceiro trilho têm algumas desvantagens, incluindo:

Notas e referências

  1. Mercuès. Os passageiros do trem economizaram graças ao terceiro trilho de segurança , em ladepeche.fr de 25 de maio de 2012, consultado em 14 de agosto de 2016.
  2. Como o metrô de Paris se move? , em connancedesenergies.org de 8 de dezembro de 2014, consultado em 14 de agosto de 2016.
  3. Conductor rails , em rehau.com, acessado em 14 de agosto de 2016.

Veja também

Artigos relacionados

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