高架電纜
高架電纜
接觸網供電或架空接觸網,台灣稱高架電纜或架空電纜(架空線),是電氣化鐵路常用的兩種供電網路方式之一(也是公交無軌電車唯一的供電方式);另外一種供電方式是第三軌供電。在鐵路和城市軌道交通系統中,架空接觸網只有導線的一個電極,電力機車通過集電弓取電,再通過金屬輪軌迴流到電網中。在無軌電車等使用膠輪的系統中,架空接觸網有兩根互不接觸的兩根接觸導線(簡稱觸線),通過兩個集電桿取電。
鏈式懸掛架空接觸網的懸掛類型大致為三種:簡單懸掛,鏈式懸掛,剛性懸掛。其中簡單懸掛和鏈式懸掛都是彈性懸掛。
相應的接觸網也根據懸掛類型分別稱為彈性接觸網和剛性接觸網。
簡單懸掛只有導線,沒有承力線,優點是結構簡單,支柱高度低,支撐點承受的負荷較輕,一般運用於隧道等低凈空的場合。在城市輕軌和無軌電車中,也廣泛使用簡單懸掛。其缺點是跨度小,懸掛點有硬點,且在運行中導線會上下振蕩,不適用於高速鐵路。
簡單懸掛
鏈式懸掛將導線和承力線之間用懸索連接起來,解決了簡單懸掛中跨度小和硬點的問題,因此大量使用在長距離、高速度、大跨度的電氣化鐵路中。在城市地鐵中,如果使用鏈式懸掛,運行速度有望達到120km/h以上。
鏈式懸掛
剛性懸掛是以硬質的金屬條(通常是銅條)代替軟質的導線的新型懸掛方式。隨著材料科學和結構力學的發展,剛性懸掛利用了第三軌供電的接觸面積大的優點,而克服了鋼軌過重無法懸掛的缺點。城市軌道交通從地下線路開到地上線路時,直接與彈性懸掛的線路無縫對接,不用更換機車。同時,由於剛性懸掛使用集電弓,沒有使用集電靴的第三軌容易脫落的缺點,可以達到更高的運行速度。但缺點是由於接觸軌與集電弓炭條的接觸面積接大,對集電弓炭條的損耗也較大。
架空接觸網受到隧道凈空的限制比較大,在城市地鐵的運用當中會受到土建成本的壓力。因此目前已有的城市軌道交通當中,第三軌供電仍然佔有較大的份額。然而部分城市軌道交通為了銜接現有的傳統鐵路,仍會採用架空接觸網,例如東京地鐵大部分的路線及首爾地鐵1號線。
但是由於第三軌有觸電的風險,只能用於封閉線路,因此不適用於與其他交通路線相交的鐵路運輸系統中。另一方面,地面重型鐵路系統為了高速客運和貨運重載的需要,會使用更高的電壓,如25千伏的供電系統,這也是第三軌系統所不能承受的。另外,與第三軌相比,架空電纜會可能使部分人產生視覺—心理障礙,對城市景觀造成一定的負面影響。
集電弓集電桿集電靴第三軌