鉄道システムで使用される高圧線とは何ですか?

鉄道高電圧ライン 地域や国を越えて商品や人々を輸送する鉄道システムに動力を供給する上で重要な役割を果たす. 高電圧 (HV) 行, 通常、25kV〜50kVの範囲です, 電車を効率的かつ確実に運転するために必要な大量の電力を供給するために不可欠です. この記事では, Veriケーブルでは、高電圧ラインの種類を探索します 鉄道システムで使用されます, 彼らの利益, そして、それらがより広いインフラストラクチャにどのように適合するか.

鉄道における高電圧電力の重要性

の詳細に飛び込む前に 鉄道高電圧ライン, 現代の鉄道輸送にそのような電力が必要な理由を理解することが重要です. 鉄道, 特に電化されたもの, エネルギーの高需要消費者です. までの速度で機関車を実行します 300 km/h (186 MPH), 重い貨物を運ぶ, または地域輸送システムをサポートするには、大量の電力が必要です. 鉄道システムは、これらの要求を処理するために高電圧ラインを搭載した専門の電気グリッドインフラストラクチャに依存しています.

電化鉄道の利点:

• エネルギー効率: 電車は、ディーゼル駆動の列車よりも効率的に電気エネルギーを動かして変換します, 燃料消費と排出量の削減.
• 環境への影響の減少: 電化は化石燃料への依存を減らします, 鉄道輸送をより環境に優しいオプションにする.
• 運用コストの削減: 電気はディーゼル燃料よりも安い傾向があります, その結果、長期節約が行われます.
• 速度と信頼性の向上: 電車はディーゼル列車よりも早く加速して減速することができます, スケジューリングの改善と遅延の削減.

鉄道システムで使用される高電圧ラインの種類

世界中のさまざまな鉄道システムは、歴史的な開発などの要因に応じて、さまざまなタイプの電化システムを使用しています, インフラストラクチャー, 特定の地域のニーズ. 最も一般的な高電圧システムには含まれます:

1. AC電化システム

鉄道を感電するために最も広く使用されているシステムの1つは、交互の電流です (交流) 電化, 多くの場合、高電圧を利用して、最小限の損失で長距離にわたって電気を送信します.

• 25KV AC単相, 50 Hz: 高速鉄道および地域の列車ネットワークのために世界中で最も一般的に使用されるシステム. これは、ヨーロッパの電化鉄道の基準です, 中国, そして他の国. 25kV ACシステムは効率的なエネルギー伝達を可能にし、通常、高速とより重い負荷をサポートする能力により、高速レールで使用されます.

それがどのように機能するか: 電力は地元の発電所で生成されます, 変圧器を介して高電圧に上昇しました, そして、に送信されました 高電圧ラインによる鉄道変電所. そこから, 踏み下げて、頭上の接触線またはカテナリーワイヤに供給されます.

• 利点:
  • 変電所間の距離が長くなります.
  • 高速および重い貨物鉄道線に適しています.
  • 全国の高電圧グリッドと簡単に統合できます.

2. 1.5KVおよび3KV DC電化

いくつかの古いシステムまたは都市交通ネットワークはまだ直接的な電流に依存しています (直流) 電化. DCシステムはACシステムよりも低い電圧を使用する傾向があります, それらは、操作に必要な電流の量により、まだ高電圧として分類されています.

• 1.5kV DC: オランダのような国で一般的です, 日本, フランスの一部, 特に 古い鉄道システム.
• 3kV DC: 主にベルギーで使用されています, イタリア, ポーランド, スペインの一部. 1.5kVシステムと比較して、より長い距離とより大きな負荷に対してより高い効率を提供します.

それがどのように機能するか: DCシステムは、カテナリーまたは3番目のレールを介して電車に直接電力を供給します, そして、電車のオンボード機器はこの電力を使用可能なエネルギーに変換します.

• 利点:
  • よりシンプルなインフラストラクチャ.
  • 都市交通機関または古いシステムにより適しています.
  • 密集した鉄道交通を備えた短い距離に最適です.

3. 15kV AC, 16.7 Hz電化

このタイプの 鉄道高電圧ライン ヨーロッパの一部で広く使用されています, 特にドイツで, オーストリア, スイス, とスウェーデン. 15kVシステムは、一般的な電源グリッドよりも低い周波数で動作するために注目に値します, 鉄道のニーズにより直接対応できるように.

それがどのように機能するか: より低い周波数は、機器の摩耗を減らし、連続に適しているため、鉄道システムに最適です, 重荷操作.

• 利点:
  • Ideal for mountainous terrain and long distances.
  • Offers improved performance over long distances.
  • Minimizes energy losses over extended routes.

4. Third Rail Electrification

Though not as commonly associated with long-distance high-speed trains, third rail electrification is another method used in some rail systems, particularly urban transit networks like subways and commuter trains.

• 750DCで: Common for urban rail networks such as the New York City Subway, the London Underground, and some regional rail networks.
• 1.5kV DC Third Rail: A higher voltage third-rail system that is used in some suburban and regional train systems.

それがどのように機能するか: Electricity is transmitted via a third rail running alongside the tracks, which trains draw power from through a contact shoe. While not as efficient as overhead catenary systems, 3番目のレール電化は、ラインを流れる電流の量により、依然として高電圧システムと見なされます.

• 利点:
  • 簡単にインストールしてメンテナンスします, 特に短い距離の場合.
  • 人口密集した都市部に最適です 架空線 非現実的かもしれません.

高電圧鉄道電化のコンポーネント

高電圧鉄道システムは、安全かつ効率的に動作するためにいくつかの重要なコンポーネントに依存しています. これらのコンポーネントは、配布に役立ちます, ステップダウン, 列車に届けられる電力を規制します.

1. オーバーヘッドカテナリーシステム

電化鉄道の最も目に見える部分はカテナリーです, またはオーバーヘッドワイヤシステム, 列車が電気を引きます. カテナリーワイヤーは、トラックに沿って配置されたマストまたはポールによってサポートされ、高電圧電気を列車のパンタグラフに伝達します.

• パンタグラフ: 電車の屋根に取り付けられた機械装置, オーバーヘッドワイヤーと接触し、電車の電気システムに電力を引き出すために使用されます.
• サポート構造: マスト, テンショナー, カテナリーワイヤを一定の高さと緊張に保持するその他のサポートインフラストラクチャ, パントグラフとの信頼できる接触を確保します.

2. 変電所

鉄道ネットワークに給餌する高電圧電力線は、しばしば国家グリッドレベルから電力を下げる変電所を通過します (多くの場合、数百キロボルト) 鉄道電化に必要なレベルに (通常、25kV以下).

• トランス: 電圧を適切なレベルに上げたり、踏み込んだりします.
• 整流器: 直接電流が使用されるシステムでACをDCに変換します.
• 回路ブレーカーとスイッチ: 過負荷または短絡の場合に電気の流れを破ってシステムを保護します.

3. 制御システム

最新の鉄道電化システムには、電力フローを管理する高度な制御および監視システムが組み込まれています, 安定した効率的な操作を確保します. これらのシステムは障害を検出できます, 需要に基づいて配電を調整します, 列車と通信してエネルギーの使用量を最適化することもできます.

高電圧鉄道ラインの安全上の考慮事項

関係する高電圧のため, 鉄道電化システムは、事故を防ぎ、列車とメンテナンスワーカーの両方の安全な運用を確保するために、厳格な安全プロトコルに従う必要があります.

• 断熱と接地: 高電圧ラインは完全に断熱されています, 電車やインフラストラクチャは、電気ショックを防ぐために接地されています.
• 自動停電: 障害または緊急事態が発生した場合, さらなる損傷を防ぐために、電源を自動的にまたは手動で遮断できます.
• 安全障壁: 特に都市部で, サードレールシステム, カテナリーラインは、不正アクセスや偶発的な接触を防ぐために、物理的な障壁によってしばしば保護されています.

鉄道の高電圧ラインのグローバルアプリケーション

の用法 鉄道高電圧ライン グローバルな現象です, 多くの国が特定のニーズに合わせてさまざまなシステムを採用しています.

例えば:

• 中国: 25kV AC電化ラインの広範なネットワークで高速鉄道セクターを支配します.
• ヨーロッパ: フランスのような国 (TGV) とスペイン (アベニュー) また、高電圧ACラインに大きく依存して高速列車に耐える.
• 北米: アムトラックのAcela Expressは、米国北東部でのサービスに25kV ACおよび12.5kV ACオーバーヘッドラインを使用しています.

高電圧ラインは、最新の鉄道システムの重要なコンポーネントです. 高速列車の電源から地域の通勤システムへ, これらの行は、世界中の鉄道ネットワークの効率的で信頼できる操作を保証します. ACまたはDCを使用するかどうか, オーバーヘッドカテナリー, またはサードレールシステム, の慎重な管理 鉄道高電圧ライン 持続可能な将来には不可欠です, 効率的な輸送.

さまざまな電化システムとその利点を理解することにより, 鉄道をスムーズに走らせ、輸送の未来を前進させる上でのこれらのインフラストラクチャの重要性を理解することができます.