第三軌供電，德國的西門子股份公司于1879年的柏林博覽會展示了一列從第三軌取電的樣板列車。
基本概述
不久，很多鐵路和電車系統(tǒng)均應(yīng)用第三軌技術(shù)。位于倫敦的第一條電氣化地鐵在1890年開通時亦是使用第三軌作為供電系統(tǒng)。顧名思義，第三軌供電的概念就是在列車行走的兩條路軌以外，再加上帶電的。這條帶電鋼軌通常設(shè)于兩軌之間或其中一軌的外側(cè)。電動列車的集電裝置在帶電路軌上接觸并滑行，把電力傳到列車上。這種集電裝置在英語稱為shoe，中譯為集電靴（取流靴）。
第三軌早期使用的為低碳鋼軌，如北京市、天津市早期的地鐵，近些年逐步使用鋼鋁復(fù)合軌，國內(nèi)武漢地鐵1號線首次采用，目前在北京、天津、廣州市等地鐵已經(jīng)全面應(yīng)用。目前除廣州地鐵已經(jīng)使用國產(chǎn)化成功的鋼鋁復(fù)合軌。鋼鋁復(fù)合軌用做第三軌，改善了第三軌受流的技術(shù)性能，新建設(shè)的城市軌道交通項目采用鋼鋁復(fù)合軌已成為趨勢。第三軌式接觸網(wǎng)的電壓多采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，為直流600V或750V，我國1969年開通的北京地鐵采用的第三軌受電電壓為直流750V,但也有的國家采用較高的電壓，如西班牙巴塞羅那地鐵就采用了直流1200V。廣州地鐵是國內(nèi)首先采用第三軌1500V直流供電系統(tǒng)的城市軌道交通單位。
受流方式
第三軌受流方式有三種：上接觸式、下接觸式和側(cè)接觸式
美國地鐵大都采用上接觸式，取流靴從上壓向第三軌軌頭，第三軌頂面受流。取流靴的接觸力是由下作用的彈簧的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的，受流平穩(wěn)。施工作業(yè)簡便，可以在軌頭上部通過支架安裝不同類型的防護(hù)板，國內(nèi)北京地鐵也采用此受流方式。側(cè)接觸式就是第三軌軌頭端面朝向走行軌，取流靴從側(cè)面受流，跨座式獨軌車輛就采用側(cè)面接觸式取流，其取流靴裝在轉(zhuǎn)向架下部，國內(nèi)的重慶市輕軌鐵路采用此受流方式。下接觸式的第三軌的軌頭朝下，通過絕緣肩架、橡膠墊、扣板收緊螺栓、支架等安裝在底座上，歐洲國家比較青睞此受流方式。下接觸式的優(yōu)點是防護(hù)罩從上部通過橡膠墊直接固定在第三軌周圍，對人員安全性好，利于防止下雪和冰凍造成的取流困難。但這種方式安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用較高。廣州地鐵4號線亦采用此方式。
廣州地鐵
主要組成部分：絕緣支座、第三軌托架
第三軌扣件緊固件：M12螺栓、螺母及墊片，材質(zhì)為不銹鋼。
第三軌軌絕緣支架由玻璃纖維增強(qiáng)樹脂（GRP玻璃鋼）采用模壓工藝制造。第三軌安裝要點如下：
（1）第三軌托架和絕緣支座通過各自接觸面的齒槽咬合，經(jīng)螺栓連接成為一體，齒槽咬合起到了垂直限位的作用，同時第三軌安裝時可進(jìn)行上下微調(diào)；
（2）第三軌托架與第三軌扣件經(jīng)螺栓連接成為一個整體；
（3）第三軌扣件具有一定特殊結(jié)構(gòu)防止第三軌扣件沿第三軌敷設(shè)方向左右擺動；
（4）絕緣支座的結(jié)構(gòu)應(yīng)具備使整體絕緣支架具有良好的受力性能，滿足各種可能負(fù)荷出現(xiàn)的受力要求。絕緣支座的長孔，可使整體絕緣支架在水平方向30mm的調(diào)整余量，在垂直方向有40mm的調(diào)整余量，從而保證第三軌的相關(guān)安裝距離。
整體絕緣支架高度分為458mm、528mm兩種規(guī)格，應(yīng)能承受氣溫變化及空氣污染，室外能夠承受紫外線，并且應(yīng)能承受由開關(guān)操作或短路引起的過電壓。同時整體絕緣支架表面自潔性好，并可用一般的清潔劑清洗，并對鹽溶液有抗腐蝕能力，不易溶入乙醇、苯、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)溶劑。
防護(hù)罩參數(shù)
在地面段以及高架區(qū)段，因為廣州市地區(qū)常年多雨，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，第三軌直接暴露在外，長久會對接觸軌造成腐蝕和損傷，降低接觸軌的使用壽命，所以在這些區(qū)段采用防護(hù)罩作為保護(hù)。防護(hù)罩分為普通防護(hù)罩、支架防護(hù)罩、電纜接線板防護(hù)罩、特殊中心錨結(jié)防護(hù)罩等幾類。防護(hù)罩厚度為2.8±0.2mm，普通防護(hù)罩單位制造長度4600±5mm。防護(hù)罩的性能要求與絕緣支架的大致相同，具體要求如下：防護(hù)罩表面自潔性好，并可用一般的清潔劑清洗，并對鹽溶液有抗腐蝕能力，不易溶入乙醇、苯、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)溶劑，可以應(yīng)能承受氣溫變化及空氣污染，室外能夠承受紫外線。同時能夠承受由開關(guān)操作或短路引起的過電壓。
優(yōu)點缺點
優(yōu)點
1、裝置帶電軌的成本往往比高架電纜低，因為高架電纜需要支架而帶電路軌不用。實際上，成本問題是很多軌道供電系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)用高架電纜的主因。
2、天災(zāi)對帶電軌的影響較高架電纜少（洪水泛濫除外）。
3、帶電軌比高架電纜更適合安裝于半徑較小的隧道。
4、有些乘客認(rèn)為高架電纜有礙觀瞻，相比之下帶電軌的視覺效果較佳。
缺點
1、暴露戶外的帶電軌道構(gòu)成危險：有些企圖橫過路軌的人便因不幸踏在帶電軌道上而觸電致死。甚至有人因在帶電軌道上小便，電流從軌道經(jīng)過尿液傳到人體而觸電死亡。例如臺北捷運(yùn)淡水線即有平面軌道供電路段，為防止民眾誤踏而加設(shè)嚴(yán)密的鐵絲網(wǎng)
2、電壓問題：帶電軌道的電壓不能太高，否則電流會在路軌間形成電弧。由于電壓不高，故在興建鐵路時每隔一小段便要設(shè)立一個電站，以確保電力供應(yīng)穩(wěn)定──但這樣也加重了成本，因此只適合用在短距離的地下鐵或都市內(nèi)的軌道運(yùn)輸。另外，電壓問題亦使高速列車和貨運(yùn)列車不適合于軌道供電系統(tǒng)，故一般只有速度較低、載重較小的列車（亦即通常用于大眾運(yùn)輸?shù)囊活惲熊嚕┎攀褂密壍拦╇娤到y(tǒng)（但英格蘭東南部的鐵路干線便大規(guī)模地采用軌道供電）
3、限速：由于集電靴在高速之下難以準(zhǔn)確地抓緊帶電軌，故采用軌道供電系統(tǒng)的鐵路限速不能太高。一般而言，采用軌道供電系統(tǒng)的列車的時速上限是約90公里（50英里）
4、電流流失：由于帶電軌道接近地面，故有時電流流失到地面。一些帶電軌道會加上鋁條以減少電流流失（因為鋁的傳電能力比鋼為佳）。然而，由于鋁對熱力的膨脹反應(yīng)與鋼有所不同，為避免損毀帶電軌，帶電軌的兩旁都必須有鋁條栓緊。
5、縫隙問題：在轉(zhuǎn)轍器、平交道等處，帶電軌都必須留下空隙以容許其他路軌穿越其間。一般來說，使用軌道供電的列車都是動車組，列車幾乎一定擁有多于一個集電靴，所以空隙不會構(gòu)成什么問題。但在某些情況下，列車仍有可能因為全部的集電靴都在空隙之中，無法取得電力而不能行動。這時列車需要由其他機(jī)車推動、或接駁緊急用電纜到最近的帶電路軌上，以取得動力。由于這些事故多于繁忙的交匯處發(fā)生，故通常都會導(dǎo)致嚴(yán)重的擠塞及延誤。
參考資料 >