Электрификация железных дорог как средство тяги появилась в конце девятнадцатого века, хотя эксперименты с электрическими рельсами были проведены еще в середине XIX века. Томас Дэвенпорт в Брэндоне, штат Вермонт, построил круговую модель железной дороги, по которой ездили локомотивы, работающие от аккумуляторов в 1834 году. Роберт Дэвидсон из Абердина, Шотландия, создал электрический локомотив в 1839 году и запустил его на железной дороге Эдинбург-Глазго со скоростью 4 мили в час. Самые ранние электровозы, как правило, работали от аккумуляторов. В 1880 году Томас Эдисон построил небольшую электрическую железную дорогу, используя динамо-машину в качестве двигателя и рельсы в качестве проводника тока. Электрический ток проходил через металлический обод деревянных колес, и улавливался контактными щетками.
Электрическая тяга имела ряд преимуществ перед преобладавшей в то время паровой тягой, особенно в отношении быстрого ускорения (идеально для городского (метро) и пригородного (пригородного сообщения) и мощности (идеально для тяжелых грузовых поездов, проходящих по горным/холмистым участки). Множество систем появилось в первые двадцать лет двадцатого века.
Поездам часто приходится переходить от одной системы к другой. Один из способов сделать это - это смена локомотивов на станциях переключения. На этих станциях можно переключатся с одного напряжения на другое, и таким образом поезд прибывает с одним локомотивом, а отправляется с другим. Однако зачастую это неудобно и отнимает много времени. Станции переключения имеют очень сложные компоненты и они стоят очень дорого.
Другой способ - использовать мультисистемные локомотивы, которые могут работать при различных напряжениях и токах. В Европе принято использовать четырехсистемные локомотивы (1,5 кВ постоянного тока, 3 кВ постоянного тока, 15 кВ 16⅔ Гц переменного тока, 25 кВ, 50 Гц переменного тока). Эти локомотивы не останавливаться при переходе от одной системы электрификации к другой.
Поезда Eurostar, проходящие через туннель под Ла-Маншем, являются многосистемными.
Электродизельные локомотивы, которые могут работать как электровозы на электрифицированных линиях, но имеют бортовой дизельный двигатель для неэлектрифицированных участков или подъездных путей. использовались в нескольких странах.
В Чехии и Словакии на железных дорогах имеются системы постоянного и переменного тока напряжением 3 000 В и 25 кВ. но нет коммутационных станций - обе системы встречаются в разрывах воздушных проводов. Только два из них (Кутна Гора и Недаконице) находятся на станциях.
Электрификация в Великобритании началась постепенно. Дешевые кредиты для стимулирования экономического развития в 1930-х годах привели к появлению нескольких схем электрификации постоянным током напряжением 1500 В, в основном завершенных после войны, в частности, между Ливерпуль-стрит и Шенфилдом, а также на линии Вудхед.
В некоторых районах, особенно в городских районах восточного Лондона и на пригородных маршрутах вокруг Глазго, использовалось напряжение 6,25 кВ.
Была разработана система, известная как "Автоматическое управление питанием", позволяющая поездам автоматически переключаться во время движения. Все, что нужно было сделать машинисту, это отключить питание и ехать до нейтрального участка; система автоматически открывала выключатель, определяла изменение напряжения и переключала трансформатор на нужное входное напряжение. Эта система оказалась ненадежной.
В Соединенных Штатах компания New Jersey Transit использует мультисистемные локомотивы ALP-44 и ALP-46, а компания Amtrak использует мультисистемные локомотивы AEM-7, HHP-8 и локомотивы Acela на Северо-восточном коридоре между Вашингтоном и Бостоном. В обоих случаях сквозные поезда ходят по более новым сетям 25 кВ 60 Гц, построенным или отремонтированным соответствующими агентствами с момента их создания. реконструированные соответствующими агентствами с 1980-х годов, так и на более старых, 12 кВ 25 Гц, унаследованных от унаследованные от ныне несуществующей Пенсильванской железной дороги.
Итальянские железные дороги имеют две системы с воздушным питанием от катенера: 3 кВ постоянного тока и 25 кВ переменного тока. Система переменного тока 25 кВ используется на новых высокоскоростных линиях.
Испанские железные дороги имеют две системы воздушного питания от катенарного полотна: 3 кВ постоянного тока и 25 кВ переменного тока. Система переменного тока 25 кВ используется на высокоскоростных линиях.
В Индии 1500 В постоянного тока и 25 кВ переменного тока, 50 Гц, используются для поездов на магистральных линиях. Воздушная система 1500 В постоянного тока (отрицательное заземление, положительный катенар) используется вокруг Мумбаи. Район Мумбаи - последний бастион электрифицированных линий постоянного тока напряжением 1500 В на индийских железных дорогах. Система переменного тока 25 кВ с воздушными линиями используется на всей остальной территории страны. Новые локомотивы AC/DC EMU, используемые в Мумбаи, также предназначены для работы как на постоянном, так и на переменном токе.
Метрополитен Калькутты использует тягу постоянного тока напряжением 750 В с третьим рельсом для подачи электроэнергии к электропоездам. В трамваях Калькутты используется постоянный ток напряжением 550 В. В метро Дели на наземных и надземных маршрутах используются воздушные линии переменного тока напряжением 25 кВ, а в подземных тоннелях используется довольно необычный "жесткий катенар", или воздушный рельс.
В Южной Африке имеется двухсистемные пути, как 3 кВ постоянного, так и 25 кВ переменного тока.
Продолжение следует….
Поддержите канал – поставьте лайк.