地铁是靠什么动力运行的?
2024-08-01 广告
电力。
全世界绝大多数地铁均采电气化提供车辆动力。一般而言,为减低隧道建造成本,地铁隧道必须尽可能小,对于明挖法时代修建的地铁,由于隧道断面多呈方形,因此为了减少开挖面积,此时期地下铁会选择使用第三轨供电方式以缩小隧道断面。
对于衡备现代常用的盾构法建造而言,则多用刚性接触网系统,因为隧道呈现圆形断面,使用刚性接触网并不增加隧道直径,反而是使用第三轨供电可能增加隧道直径。此外,刚性电缆亦可与柔性电缆直接连结。当今世界地铁系统总的来说,接触网系统属于后发致胜,逐渐成为主流系统。
地铁的供电方式主要如下:
1、轨道供电
轨道供电主要为第三轨供电,少数采用第四轨供电。第三轨在原有两轨路线侧边新增轨道带电,车辆则利用集电靴获得电力;电流经车轮和运行轨道回到发电厂。第四轨除了原有车轮支撑导引用轨道外,另外增设两条轨道各供应直流电正负两极,或者供应三相交流电,但不如第三轨式经济,故不常见。
2、架空电缆
电力由架空电缆提供,车辆则利用集电弓获得电力,有时亦会以车轮经过轨道将电流带回发电厂。使用架空电缆供电的地下铁,电缆设置会非常低,几乎触及车顶,以减少隧道高度,从而减低建造成本。
由于上述原因,地下铁均会使用直流供电,减少绝缘距离,隧道可以造得较低。相同等效电压的交流电需要√2倍的绝缘距离。
常见的直流供电有600V、750V、1500V及3kV。交流供电则有15kV及25kV。因此瞎戚,直流供电需要建造更多的变压站。但对比整条铁路采用较大的隧道,建造更多变压站成本较低。
优点和缺点
一、优点
1、节省磨拦陵土地:由于一般大都市的市区地皮价值高昂,将铁路建于地底,可以节省地面空间,令地面地皮可以作其他用途;
2、减少噪音:如果是经过精确设计的地铁系统,无论在地下还是地面,其车外噪音均低于一般公路。
3、减少干扰:由于地铁的行驶路线不与其他运输系统(如地面道路)重叠、交叉,路权专有(不专有的城市轨道交通系统称为轻轨或者有轨电车),因此行车受到的交通干扰较少,可节省大量通勤时间。
4、节约能源:在全球暖化问题下,地铁是最佳大众交通运输工具。由于地铁行车速度稳定,大量节省通勤时间,使民众乐于搭乘,也取代了许多开车所消耗的能源。此项原则上不包含全部或者大部分区间建于地下的地铁系统,地下线路车站的通风环控照明等消耗巨大,一般来说是列车运行能耗的4-6倍。
二、缺点
1、建造成本较高:由于要钻挖地底,并且需要避开或迁移地下先前埋设的管线,使得铁路的建造成本比建于地面高昂。
2、因大部分站点需要明挖法建造,使得建造期间地铁工地附近的道路交通挤塞
3、速度受限:地下隧道如高速行驶会因风阻产生活塞效应,必须控制速度、设置地铁通风口(通风竖井)、或者是隧道内抽成真空才行,后者尚无实例;
也因如此,高速铁路几乎很少有地下化车站,以台湾高铁的北部地下化路段为例,最高速度仅为时速120千米,若是以时速300千米的最高运营速度来行走该路段,活塞效应所造成的风阻力量足以造成高铁桃园站所有玻璃碎裂,直到2011年的改善工程完工才改变此现状。