السكة الثالثة


السكة الثالثة ، والمعروفة أيضاً بسكة التوصيل أو السكة الكهربائية أو سكة الطاقة ، هي وسيلة لتزويد قاطرة أو قطار بالكهرباء ، عبر موصل صلب شبه متصل يوضع بجانب أو بين قضبان السكة الحديدية . تُستخدم عادةً في أنظمة النقل الجماعي أو النقل السريع ، التي تتميز بمسارات خاصة بها، معزولة كلياً أو شبه كلياً عن البيئة الخارجية. وتُزود أنظمة السكة الثالثة عادةً بالتيار المستمر .
تتجنب أنظمة الترام الحديثة التي تسير في الشوارع خطر الإصابة بالصعق الكهربائي الناتج عن السكة الكهربائية المكشوفة من خلال تطبيق نظام إمداد طاقة مجزأ على مستوى الأرض ، حيث يتم تزويد كل جزء بالكهرباء فقط أثناء وجود مركبة تستخدم طاقته. [ 2 ]
نظام السكة الثالثة للكهرباء لا علاقة له بنظام السكة الثالثة المستخدم في خطوط السكك الحديدية ذات المقياس المزدوج .
يرتبط هذا النظام عمومًا بجهد منخفض (نادرًا ما يتجاوز 750 فولتًا)، ويُستخدم بشكل أقل بكثير في الخطوط الرئيسية مقارنةً بالخطوط الهوائية التي تسمح، بفضل جهدها الأعلى، بمسافة أكبر بين المحطات الفرعية. ولأسباب تتعلق بالسلامة، تُفصل أنظمة السكة الثالثة عادةً بشكل كامل عن مستوى الأرض . وقد وجدت السكة الثالثة مكانتها في أنظمة المترو، حيث يُعدّ صغر حجم النفق أهم من تقليل عدد المحطات الفرعية؛ ومع ذلك، تستخدم بعض الخطوط الرئيسية السكة الثالثة، مثل خطوط جنوب إنجلترا ، وخطوط ميرسيريل ، وسكة حديد لونغ آيلاند ، وخطوط هدسون وهارلم التابعة لسكك حديد مترو نورث ، وخطوط ميتري وسارمينتو وأوركيسا في بوينس آيرس الكبرى .
وصف
تُعدّ أنظمة السكة الثالثة وسيلةً لتزويد القطارات بالطاقة الكهربائية اللازمة للجر، وذلك باستخدام سكة إضافية (تُسمى "سكة التوصيل") لهذا الغرض. في معظم الأنظمة، تُوضع سكة التوصيل على نهايات العوارض الخشبية خارج سكك التشغيل، ولكن في بعض الأنظمة تُستخدم سكة توصيل مركزية. تُثبّت سكة التوصيل على عوازل خزفية (تُعرف باسم "الأغطية") عند نقطة التلامس العلوية، أو على دعامات معزولة عند نقطة التلامس السفلية، وعادةً ما تكون المسافة بينها حوالي 3 أمتار (10 أقدام) .
تحتوي القطارات على كتل تلامس معدنية تُسمى "أحذية التجميع" (وتُعرف أيضًا باسم " أحذية التلامس" أو "أحذية الالتقاط")، والتي تتصل بقضيب التوصيل. ويعود تيار الجر إلى محطة التوليد عبر قضبان التشغيل. في أمريكا الشمالية، يُصنع قضيب التوصيل عادةً من الفولاذ عالي التوصيلية ، أو من الفولاذ المُثبَّت بالألمنيوم لزيادة التوصيلية. أما في باقي أنحاء العالم، فتُفضَّل الموصلات المصنوعة من الألمنيوم المبثوق، ذات سطح أو غطاء تلامس من الفولاذ المقاوم للصدأ، نظرًا لمقاومتها الكهربائية المنخفضة، وعمرها الطويل، ووزنها الخفيف. [ 3 ] تُوصَّل قضبان التشغيل كهربائيًا باستخدام وصلات سلكية أو أجهزة أخرى، لتقليل المقاومة في الدائرة الكهربائية. ويمكن وضع أحذية التلامس أسفل أو أعلى أو بجانب القضيب الثالث، وذلك حسب نوع القضيب الثالث المُستخدم: ويُشار إلى هذه القضبان الثالثة على التوالي باسم "التلامس السفلي" أو "التلامس العلوي" أو "التلامس الجانبي".
يجب فصل قضبان التوصيل عند معابر السكك الحديدية ، والتقاطعات ، وفجوات المحطات الفرعية . وتُزوَّد نهايات كل قسم بقضبان مخروطية الشكل لتسهيل تلامس أحذية التلامس الخاصة بالقطار بسلاسة.
يختلف موضع التلامس بين القطار والسكك الحديدية: فقد استخدمت بعض الأنظمة الأولى التلامس العلوي، لكن التطورات اللاحقة استخدمت التلامس الجانبي أو السفلي، مما مكّن من تغطية سكة التوصيل، وحماية عمال السكك الحديدية من التلامس العرضي وحماية سكة التوصيل من الصقيع والجليد والثلج وتساقط الأوراق. [ 4 ]
معرض
- الأوصاف

السكة الثالثة (في الأعلى) في محطة بلور-يونغ ( الخط 1 ) في مترو أنفاق تورنتو . يتم تزويد السكة الثالثة بالطاقة الكهربائية بجهد 600 فولت تيار مستمر، وهي توفر الطاقة الكهربائية لقطار الطاقة ، والأجهزة المساعدة لعربات المترو.
مترو باريس . تعمل قضبان التوجيه على الخطوط ذات الإطارات المطاطية أيضاً كموصلات للتيار . يقع حذاء التلامس الأفقي بين زوج العجلات المطاطية.- قطار نقل الركاب في مطار لندن ستانستيد ، يظهر مفتاح تحويل السكة الحديدية

المزايا والعيوب
مقياس الهيكل
بالنسبة لنفس حجم المركبة، يتطلب تزويد السكك الحديدية بالكهرباء عبر السكة الثالثة عرضًا رأسيًا أصغر مقارنةً بتزويدها بالكهرباء عبر الخطوط العلوية. [ 5 ] يكتسب هذا الاعتبار أهمية خاصة بالنسبة لخطوط السكك الحديدية تحت الأرض في المدن ، حيث يسمح العرض الأصغر للهيكل بمقاطع عرضية أصغر للأنفاق، مما يوفر تكاليف الإنشاء.
أمان

نظراً لأن أنظمة السكة الثالثة، القريبة من الأرض، تُشكل خطراً للصعق الكهربائي ، فإن الفولتية العالية (أكثر من 1500 فولت) لا تُعتبر آمنة. ولذلك، يجب استخدام تيار عالٍ جداً لنقل الطاقة الكافية إلى القطار، مما يؤدي إلى خسائر مقاومة عالية ، ويتطلب نقاط تغذية متقاربة نسبياً ( محطات فرعية كهربائية ).
يشكل السكة المكهربة خطرًا على جميع مستخدميها. ويمكن الحد من هذا الخطر باستخدام أبواب شبكية على الرصيف ، أو بوضع قضيب التوصيل على جانب السكة بعيدًا عن الرصيف، إذا سمح تصميم المحطة بذلك، أو بتغطية قضيب التوصيل بلوح خشبي مدعوم بأقواس. مع ذلك، غالبًا ما يتعذر استخدام الألواح الخشبية لأنها تقلل من سُمك الهيكل بالقرب من أعلى القضيب، وبالتالي تقلل أيضًا من سُمك التحميل . ولا تُغطى القضبان الثالثة في قطارات الأنفاق "L" في شيكاغو و MBTA .
كما يوجد خطر عبور المشاة للسكك الحديدية عند التقاطعات ولمسهم للقضيب الثالث، ما لم يتم تطبيق نظام الفصل بين مستويات السكك الحديدية بشكل كامل. في الولايات المتحدة، أيدت محكمة إلينوي العليا في عام 1992 حكماً بتعويض قدره 1.5 مليون دولار أمريكي ضد هيئة النقل في شيكاغو لتقاعسها عن منع شخص مخمور من عبور السكك الحديدية عند تقاطع محطة كيدزي في محاولة واضحة للتبول. [ 6 ]
تُشكّل نهايات قضبان التوصيل (عند انقطاعها أو تغيير اتجاهها) حدًا عمليًا للسرعة نظرًا للتأثير الميكانيكي للوصلة، وتُعتبر سرعة 161 كم/ساعة (100 ميل/ساعة) الحد الأقصى العملي لتشغيل السكة الثالثة. وقد سُجّل الرقم القياسي العالمي لسرعة قطار يعمل على السكة الثالثة عند 175 كم/ساعة (109 ميل/ساعة) في 11 أبريل 1988 بواسطة قطار كهربائي بريطاني من الفئة 442. [ 7 ]
في حال اصطدام القطار بجسم غريب، قد تُسهّل الحواف المشطوفة لأنظمة السكك الحديدية السفلية خطر اختراق السكة الثالثة لداخل عربة الركاب. ويُعتقد أن هذا قد ساهم في وفاة خمسة ركاب في حادث قطار فالهالا عام 2015. [ 8 ]
تتجنب الأنظمة الحديثة، مثل نظام تزويد الطاقة على مستوى الأرض (الذي استخدم لأول مرة في ترام بوردو عام 2003)، مشكلة السلامة عن طريق تقسيم السكة الكهربائية، حيث يتم تزويد كل جزء بالطاقة فقط عندما يكون مغطى بالكامل بواسطة المركبة التي تستخدم طاقته. [ 2 ]
تأثيرات الطقس
تُعدّ أنظمة السكة الثالثة التي تستخدم التلامس العلوي عرضةً لتراكم الثلوج أو الجليد المتكون من الثلوج المتجمدة، مما قد يُعطّل العمليات. تُشغّل بعض الأنظمة قطارات مخصصة لإزالة الجليد، حيث تقوم بوضع سائل زيتي أو مانع للتجمد (مثل البروبيلين جليكول ) على سكة التوصيل لمنع تراكم الجليد. كما يُمكن تسخين السكة الثالثة للتخفيف من مشكلة الجليد.
على عكس معدات الخطوط العلوية، فإن أنظمة السكة الثالثة لا تتأثر بالرياح القوية أو الأمطار المتجمدة ، التي قد تتسبب في سقوط الأسلاك العلوية وبالتالي تعطيل جميع القطارات. كما يمكن أن تتسبب العواصف الرعدية في انقطاع التيار الكهربائي نتيجة الصواعق على الأنظمة ذات الأسلاك العلوية ، مما يؤدي إلى تعطيل القطارات في حال حدوث ارتفاع مفاجئ في التيار أو انقطاع في الأسلاك.
الفجوات
بحسب تصميم القطار والسكك الحديدية، قد تسمح الفجوات في قضيب التوصيل (مثلًا عند التقاطعات والتقاطعات) بتوقف القطار في وضع تكون فيه جميع نقاط توصيل الطاقة في هذه الفجوات، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي. يُقال حينها إن القطار "متوقف في فجوة". يجب حينها سحب قطار آخر خلف القطار المتوقف لدفعه إلى قضيب التوصيل، أو قد يُستخدم كابل توصيل لتزويد القطار بالطاقة الكافية لإعادة إحدى نقاط التوصيل إلى القضيب الكهربائي. لتجنب هذه المشكلة، يجب أن يكون طول القطارات التي يمكن تشغيلها على الخط دنيا. وقد زُوّدت القاطرات إما بنظام محرك ديزل احتياطي (مثلًا، قطارات الفئة 73 التابعة للسكك الحديدية البريطانية )، أو تم توصيلها بنقاط توصيل الطاقة الموجودة على عربات القطار (مثلًا، قطارات متروبوليتان ).
قضبان توصيل الطاقة
كانت الفكرة الأولى لتزويد القطار بالكهرباء من مصدر خارجي هي استخدام كلا القضيبين اللذين يسير عليهما القطار، حيث يمثل كل قضيب موصلاً لقطبية معينة، ويتم عزله بواسطة العوارض الخشبية . تُستخدم هذه الطريقة في معظم نماذج القطارات المصغرة ؛ إلا أنها لا تُجدي نفعاً مع القطارات الكبيرة لأن العوارض الخشبية ليست عازلاً جيداً. علاوة على ذلك، يتطلب التوصيل الكهربائي عجلات أو محاور معزولة، لكن معظم مواد العزل ذات خصائص ميكانيكية ضعيفة مقارنة بالمعادن المستخدمة لهذا الغرض، مما يؤدي إلى انخفاض استقرار القطار. مع ذلك، استُخدمت هذه الطريقة أحياناً في بداية تطوير القطارات الكهربائية. أقدم خط سكة حديد كهربائي في العالم، وهو خط سكة حديد فولك في برايتون، إنجلترا، كان يعمل في الأصل بجهد 50 فولت تيار مستمر باستخدام هذا النظام (وهو الآن نظام ثلاثي القضبان). ومن أنظمة السكك الحديدية الأخرى التي استخدمته خط ترام غروس-ليشتنفيلد وخط ترام أونغيرر .
تلامس الحذاء
عادةً ما يقع القضيب الثالث خارج قضيبَي التشغيل، ولكن في بعض الأنظمة يُركّب بينهما. تُنقل الكهرباء إلى القطار بواسطة قاعدة انزلاقية تُثبّت على القضيب. في العديد من الأنظمة، يُزوّد القضيب الثالث بغطاء عازل لحماية العاملين بالقرب من السكة؛ أحيانًا تُصمّم القاعدة لتلامس جانب القضيب الثالث (وتُسمى "التشغيل الجانبي") أو أسفله (وتُسمى "التشغيل السفلي")، مما يسمح بتركيب الغطاء الواقي مباشرةً على سطحه العلوي. عندما تنزلق القاعدة على السطح العلوي، يُشار إليها بـ"التشغيل العلوي". أما عندما تنزلق على السطح السفلي، فإنها تتأثر بشكل أقل بتراكم الثلج أو الجليد أو الأوراق، [ 4 ] مما يقلل من احتمالية تعرض الشخص للصعق الكهربائي نتيجة ملامسته للقضيب. من أمثلة الأنظمة التي تستخدم قضيبًا ثالثًا سفليًا: مترو نورث في منطقة نيويورك الكبرى ؛ [ 9 ] وخط سيبتا ماركت-فرانكفورد في فيلادلفيا ؛ [ 4 ] وسكة حديد دوكلاندز الخفيفة في لندن . [ 10 ]
معرض أحذية كونتاكت

حذاء تلامس للسكك الحديدية الثالثة ذات التلامس العلوي على خط نورستاون فائق السرعة التابع لهيئة النقل في جنوب شرق بنسلفانيا (السكك الحديدية الثالثة غير مرئية)
الاعتبارات الكهربائية والتقنيات البديلة
تُعدّ القطارات الكهربائية (التي تستخدم الطاقة الكهربائية المولدة في محطة توليد طاقة بعيدة والمُرسلة إلى القطارات) أكثر فعالية من حيث التكلفة بكثير من القطارات التي تعمل بالديزل أو البخار، حيث يتطلب الأمر حمل وحدات طاقة منفصلة على كل قطار. وتبرز هذه الميزة بشكل خاص في أنظمة النقل الحضري والسريع ذات الكثافة المرورية العالية.
بسبب القيود الميكانيكية على التلامس مع السكة الثالثة، تصل القطارات التي تستخدم هذه الطريقة في تزويد الطاقة إلى سرعات أقل من تلك التي تستخدم الأسلاك الكهربائية العلوية وجهاز تجميع التيار . ومع ذلك، قد تُفضّل هذه القطارات داخل المدن لعدم الحاجة إلى سرعات عالية جدًا ، ولأنها تُسبب تلوثًا بصريًا أقل .
السكة الثالثة بديلٌ للخطوط العلوية التي تنقل الطاقة إلى القطارات عبر أجهزة تجميع التيار المتصلة بها. في حين أن أنظمة الأسلاك العلوية تعمل بجهد 25 كيلوفولت أو أكثر باستخدام التيار المتردد ، فإن المساحة الضيقة حول السكة الحاملة للتيار تفرض حدًا أقصى يبلغ حوالي 1200 فولت، مع استخدام بعض الأنظمة لجهد 1500 فولت ( الخط 4، مترو قوانغتشو ، الخط 5، مترو قوانغتشو ، الخط 3، مترو شنتشن )، ويُستخدم فيها التيار المستمر . تستخدم القطارات على بعض الخطوط أو الشبكات كلا نمطي تزويد الطاقة (انظر قسم الأنظمة المختلطة أدناه).
تُغذّى جميع أنظمة السكك الحديدية الثالثة في العالم بتيار مستمر. ويعود بعض أسباب ذلك إلى عوامل تاريخية، حيث كانت محركات الجرّ القديمة تعمل بالتيار المستمر، وكانت معدات التقويم المتوفرة آنذاك كبيرة الحجم ومكلفة وغير عملية للتركيب على متن القطارات. كما أن نقل التيارات العالية نسبيًا المطلوبة يؤدي إلى خسائر أكبر في التيار المتردد مقارنةً بالتيار المستمر. [ 12 ] يجب أن تكون المسافة بين المحطات الفرعية لنظام التيار المستمر (عادةً) حوالي كيلومترين (1.2 ميل) ، مع العلم أن المسافة الفعلية تعتمد على سعة النقل والسرعة القصوى وتواتر الخدمة للخط.
إحدى طرق تقليل فقد التيار (وبالتالي زيادة المسافة بين خطوط التغذية/المحطات الفرعية، وهو عامل رئيسي في تكلفة كهربة السكك الحديدية الثالثة) هي استخدام سكة موصلة مركبة بتصميم هجين من الألومنيوم والفولاذ. يتميز الألومنيوم بموصلية أفضل للكهرباء، كما أن سطح التلامس المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ يوفر مقاومة أفضل للتآكل.
توجد عدة طرق لربط الفولاذ المقاوم للصدأ بالألومنيوم. أقدمها طريقة البثق المشترك، حيث يُبثق الفولاذ المقاوم للصدأ مع الألومنيوم. وقد عانت هذه الطريقة، في حالات نادرة، من انفصال الطبقات (انفصال الفولاذ المقاوم للصدأ عن الألومنيوم)؛ ويُقال إن هذه المشكلة قد تم التغلب عليها في أحدث قضبان البثق المشترك. أما الطريقة الثانية فهي استخدام قلب من الألومنيوم، يُركّب عليه قطعتان من الفولاذ المقاوم للصدأ كغطاء، ثم تُلحمان خطيًا على طول الخط المركزي للقضيب. ولأن معامل التمدد الحراري للألومنيوم أعلى من معامل التمدد الحراري للفولاذ، يجب تثبيت الألومنيوم والفولاذ بإحكام لتوفير سطح تلامس جيد لتجميع التيار. أما الطريقة الثالثة فتعتمد على تثبيت شرائح موصلات الألومنيوم على جسم قضيب الفولاذ.
آليات التيار العائد
كما هو الحال مع الأسلاك العلوية، يمر تيار العودة عادةً عبر أحد أو كلا قضيبَي السكة، ولا يُعتبر التسرب إلى الأرض مشكلةً خطيرة. أما في القطارات التي تسير على إطارات مطاطية، كما هو الحال في أجزاء من مترو ليون ، ومترو باريس ، ومترو مكسيكو سيتي ، ومترو سانتياغو ، ومترو سابورو ، وفي جميع أنحاء مترو مونتريال وبعض أنظمة النقل الآلية (مثل خط أسترام )، فيجب توفير سكة كهربائية لتغذية التيار. وتتم عودة التيار عبر قضبان المسار التقليدي بين هذه القضبان الموجهة ( انظر : مترو الإطارات المطاطية ).
يُستخدم تصميم آخر، يتضمن سكة ثالثة (لتغذية التيار، خارج سكك التشغيل) وسكة رابعة (لإعادة التيار، في منتصف المسافة بين سكك التشغيل)، في بعض أنظمة السكك الحديدية ذات العجلات الفولاذية. يُعد مترو أنفاق لندن أكبر هذه الأنظمة (انظر: كهربة السكك الحديدية في بريطانيا العظمى ). والسبب الرئيسي لاستخدام السكة الرابعة لنقل تيار العودة هو تجنب مرور هذا التيار عبر البطانات المعدنية الأصلية للأنفاق، والتي لم تُصمم أصلًا لنقل التيار، والتي ستتعرض للتآكل الكهروكيميائي في حال مرور مثل هذه التيارات فيها.
يُعدّ خط مترو ميلانو M1 نظامًا آخر بأربعة قضبان ، حيث يُسحب التيار بواسطة قضيب جانبي مسطح ذي تلامس جانبي، ويعود عبر قضيب مركزي ذي تلامس علوي. يوجد أيضًا خط علوي في بعض أقسام الجزء الشمالي من الخط، لتمكين قطارات خط M2 (التي تستخدم أجهزة تجميع التيار الكهربائي وجهدًا أعلى، ولا تحتوي على أحذية تلامس) من الوصول إلى مستودع يقع على خط M1. في المستودعات، تستخدم قطارات خط M1 أجهزة تجميع التيار الكهربائي لأسباب تتعلق بالسلامة، ويتم التحويل بالقرب من المستودعات بعيدًا عن مسارات القطارات الرئيسية.
الاعتبارات الجمالية
يُعدّ نظام الكهربة بالسكك الحديدية الثالثة أقل وضوحاً من الناحية البصرية مقارنةً بنظام الكهربة العلوي. [ 13 ]
الأنظمة المختلطة
تستخدم العديد من أنظمة السكك الحديدية سكة ثالثة لجزء من المسار، ومصادر طاقة أخرى مثل الأسلاك العلوية أو محركات الديزل للجزء المتبقي. وقد يعود ذلك إلى ربط خطوط سكك حديدية مملوكة بشكل منفصل تستخدم أنظمة طاقة مختلفة، أو إلى قوانين محلية، أو لأسباب تاريخية أخرى.
المملكة المتحدة
وقد تم تشغيل العديد من أنواع القطارات البريطانية على كل من أنظمة السكك الحديدية العلوية والثالثة، بما في ذلك قطارات السكك الحديدية البريطانية من الفئات 313 و 319 و 325 و 350 و 365 و 375/6 و377/2 و377/5 و 377 /7 و 378/2 و 387 و 373 و395 و 700 و 717 ، بالإضافة إلى قاطرات الفئة 92 .
تزعم شركة "نتورك ريل" أنها تدير أكبر شبكة سكك حديدية ثالثة في العالم. [ 14 ]
في المنطقة الجنوبية من خطوط السكك الحديدية البريطانية، كانت ساحات الشحن مزودة بأسلاك علوية لتجنب مخاطر الصعق الكهربائي التي قد تنجم عن السكة الثالثة. [ 15 ] وقد زُودت القاطرات بجامع تيار كهربائي بالإضافة إلى أحذية التقاط التيار.
يوروستار/السرعة العالية 1
تستخدم قطارات الفئة 373، المُخصصة لخدمات السكك الحديدية الدولية فائقة السرعة التي تُشغلها شركة يوروستار عبر نفق المانش، أسلاكًا علوية بجهد 25 كيلوفولت تيار متردد في معظم مسارها، مع وجود أقسام بجهد 3 كيلوفولت تيار مستمر على الخطوط البلجيكية بين قسم القطارات فائقة السرعة في بلجيكا ومحطة بروكسل ميدي، أو بجهد 1.5 كيلوفولت تيار مستمر على خطوط السكك الحديدية في جنوب فرنسا للخدمات الموسمية. عند تسليمها، زُوّدت وحدات الفئة 373 أيضًا بأجهزة تجميع بجهد 750 فولت تيار مستمر ، مُصممة للرحلة في لندن عبر خطوط الضواحي إلى واترلو . كان يتم التحويل بين نظام السكة الثالثة والتجميع العلوي أثناء السير بسرعة عالية، بدايةً عند تقاطع كونتيننتال بالقرب من فولكستون، ولاحقًا عند تقاطع فوكهام بعد افتتاح القسم الأول من خط سكة حديد نفق المانش . بين محطة كينسينغتون أولمبيا ومستودع نورث بول ، كانت هناك حاجة إلى مزيد من التحويلات.
تسبب نظام الجهد المزدوج في بعض المشاكل. فقد أدى عدم سحب أجهزة تجميع التيار عند دخول فرنسا إلى أضرار جسيمة في معدات جانب السكة، مما دفع شركة السكك الحديدية الفرنسية (SNCF) إلى تركيب كتلتين خرسانيتين عند مدخل كاليه لكلا النفقين لكسر أجهزة تجميع التيار في حال عدم سحبها. ووقع حادث في المملكة المتحدة عندما لم يقم سائق قطار يوروستار بسحب جهاز تجميع التيار قبل دخول نظام السكة الثالثة، مما أدى إلى تلف جسر الإشارات وجهاز تجميع التيار.
في 14 نوفمبر 2007، نُقلت عمليات نقل الركاب في قطارات يوروستار إلى محطة سانت بانكراس ، وعمليات الصيانة إلى مستودع تمبل ميلز ، مما جعل معدات تجميع التيار المستمر على السكة الثالثة ذات جهد 750 فولت غير ضرورية، وتم إزالة أجهزة تجميع التيار. ولم تعد القطارات مزودة بمقياس سرعة قادر على قياس السرعة بالأميال في الساعة (وهو المؤشر الذي كان يتغير تلقائيًا عند تشغيل أجهزة التجميع).
في عام ٢٠٠٩، بدأت شركة ساوث إيسترن تشغيل خدمات محلية على خط السكك الحديدية عالي السرعة ١ انطلاقًا من محطة سانت بانكراس باستخدام قطاراتها الكهربائية الجديدة من الفئة ٣٩٥. تعمل هذه القطارات على خط السكك الحديدية عالي السرعة حتى محطة إيبسفليت الدولية أو محطة أشفورد الدولية ، قبل أن تنتقل إلى الخطوط الرئيسية لخدمة شمال ووسط مقاطعة كينت. ونتيجة لذلك، فإن هذه القطارات مزودة بنظام جهد مزدوج، حيث أن معظم المسارات التي تسلكها مزودة بنظام السكة الثالثة الكهربائية.
خط شمال لندن
في لندن، يتحول خط شمال لندن من نظام السكة الثالثة إلى نظام كهربائي علوي بين ريتشموند وستراتفورد في محطة أكتون المركزية . كان الخط بأكمله يستخدم في الأصل نظام السكة الثالثة، ولكن العديد من المشاكل التقنية المتعلقة بتأريض الكهرباء، بالإضافة إلى وجود أسلاك كهربائية علوية بالفعل على جزء من الخط مخصصة لخدمات الشحن وخدمات قطارات يوروستار الإقليمية ، أدت إلى هذا التغيير.
خط غرب لندن
وفي لندن أيضاً، يتغير مصدر الطاقة لخط غرب لندن بين محطتي شيبردز بوش وويليسدن جانكشن ، حيث يلتقي بخط شمال لندن. جنوب نقطة التحويل، يكون خط غرب لندن مزوداً بنظام السكة الثالثة الكهربائية؛ أما شمالها، فيكون نظامه هوائياً.
ثاميسلينك
يسير قطار ثاميسلينك العابر للمدينة على شبكة السكك الحديدية الثالثة في المنطقة الجنوبية من فارينغدون جنوبًا ، وعلى خط علوي شمالًا إلى بيدفورد وكامبريدج وبيتربورو . ويتم تغيير الخط أثناء توقف القطار في فارينغدون عند التوجه جنوبًا، وفي محطة سيتي ثاميسلينك عند التوجه شمالًا.
مدينة نورثرن
في خطوط خدمة الضواحي الممتدة من مورغيت إلى هيرتفورد وويلوين، تعمل أقسام الخط الرئيسي للساحل الشرقي بتيار متردد 25 كيلوفولت، مع تحويل إلى السكة الثالثة في محطة درايتون بارك . ولا تزال السكة الثالثة مستخدمة في قسم النفق من الخط، لأن حجم الأنفاق المؤدية إلى محطة مورغيت كان صغيرًا جدًا بحيث لا يسمح بتمديد التيار الكهربائي العلوي.
خط نورث داونز

خط نورث داونز غير مكهرب في تلك الأجزاء من الخط التي تستخدمها خدمة نورث داونز حصرياً.
الأجزاء المكهربة من الخط هي:
- خط ريد هيل إلى ريغيت – يسمح هذا الخط لخدمات السكك الحديدية الجنوبية بالوصول إلى ريغيت. وهذا يوفر عناء تغيير مسار الخدمات التي تنتهي رحلاتها في ريد هيل، حيث أن تصميم المحطة كان سيؤدي إلى إغلاق معظم خطوط السير.
- خط سكة حديد شالفورد جانكشن إلى خط سكة حديد ألدرشوت الجنوبي – خط مشترك مع خدمات السكك الحديدية الجنوبية الغربية الكهربائية بين بورتسموث وألدرشوت.
- خط ووكينغهام إلى ريدينغ – خط مشترك مع خدمات السكك الحديدية الجنوبية الغربية الكهربائية من واترلو.
فرنسا
يستخدم خط الترام الجديد في بوردو (فرنسا) نظامًا مبتكرًا مزودًا بسكة ثالثة في منتصف المسار. تُقسّم هذه السكة إلى جزأين: جزء موصل بطول 10 أمتار (32 قدمًا و 9 بوصات و 3 / 4 بوصة) وجزء عازل بطول 3 أمتار (9 أقدام و10 بوصات و 1 / 8 بوصة) . يرتبط كل جزء موصل بدائرة إلكترونية تُفعّل التيار الكهربائي فيه بمجرد مروره بالكامل أسفل الترام (عن طريق إشارة مشفرة يرسلها القطار)، وتُطفئه قبل أن يتعرض للضوء مرة أخرى. يُستخدم هذا النظام (المسمى " التغذية عبر الأرض" (APS)) في مواقع مختلفة حول المدينة، وخاصة في مركزها التاريخي؛ أما في باقي المناطق، فتستخدم الترامات خطوط الكهرباء العلوية التقليدية (انظر أيضًا: التغذية الكهربائية من مستوى الأرض ). في صيف عام 2006، أُعلن عن استخدام نظامي ترام فرنسيين جديدين لنظام APS في جزء من شبكتيهما. وهما أنجيه وريمس ، ومن المتوقع افتتاح كلا النظامين في الفترة ما بين 2009 و2010 .
تم تزويد خط سكة حديد كولوز-مودان الفرنسي بالكهرباء باستخدام سكة ثالثة بجهد 1500 فولت تيار مستمر، ثم تم تحويلها لاحقًا إلى أسلاك علوية بنفس الجهد. وكانت المحطات مزودة بأسلاك علوية منذ البداية.
الخط الفرعي الفرنسي الذي يخدم شامونيه ومنطقة مون بلان ( من سان جيرفيه لو فاييه إلى فالورسين ) يعمل بنظام السكة الثالثة (التلامس العلوي) وبمقياس متر واحد. ويمتد الخط في سويسرا، جزئياً بنفس نظام السكة الثالثة، وجزئياً بخط علوي.
كما يضم خط قطار جون الذي يبلغ طوله 63 كم (39 ميلاً) في جبال البرانس سكة حديد ثالثة.
استخدمت العديد من خطوط الضواحي التي كانت تنطلق من محطة باريس سان لازار التغذية بالسكك الحديدية الثالثة (التلامس السفلي).
هولندا
للتخفيف من تكاليف الاستثمار، يضم مترو روتردام ، وهو نظام يعمل بنظام السكة الثالثة، أقسامًا على فروع خارجية مبنية على مسارات سطحية كقطارات خفيفة (تُسمى "سنلترام" باللغة الهولندية)، مع العديد من التقاطعات المحمية بحواجز وإشارات مرور. هذه الفروع مزودة بأسلاك علوية. كما يتطلب مشروع "راندستاد ريل" أن تسير قطارات مترو روتردام تحت أسلاك على طول خطوط السكك الحديدية الرئيسية السابقة المؤدية إلى لاهاي وهوك أوف هولاند.
وبالمثل، في أمستردام، كان أحد خطوط قطار سنلترام يسير على مسارات المترو ثم ينتقل إلى مسار سطحي في الضواحي، حيث يتشارك المسارات مع الترام العادي. في أمستردام ، يستخدم قطار سنلترام الخفيف سكة ثالثة ويتحول إلى أسلاك علوية عند انتقاله إلى مسار الترام التقليدي المشترك مع الترام في أمستردام . كان الخط 51 المتجه إلى أمستلفين يُشغّل خدمة المترو بين محطة أمستردام المركزية ومحطة زويد. في محطة زويد، كان يتحول من السكة الثالثة إلى نظام البانتوغراف والأسلاك العلوية. ومن هناك إلى محطة أمستلفين المركزية، كان يتشارك مساراته مع خط الترام 5. كانت عربات القطار الخفيف على هذا الخط قادرة على استخدام كل من 600 فولت تيار مستمر و750 فولت تيار مستمر. اعتبارًا من مارس 2019، تم إيقاف تشغيل خط المترو هذا، جزئيًا بسبب مشاكل تتعلق بالتحويل بين السكة الثالثة والأسلاك العلوية. تم تخصيص رقم الخط 51 لخط مترو جديد يسير جزئياً على نفس المسار من محطة أمستردام المركزية للسكك الحديدية إلى محطة زويد، ثم يتبع نفس مسار خط المترو 50 إلى محطة أمستردام سلوترديك للسكك الحديدية .
الولايات المتحدة

في مدينة نيويورك، يُشغّل خط نيو هيفن التابع لشركة مترو نورث للسكك الحديدية قطارات كهربائية تنطلق من محطة غراند سنترال ، مستخدمةً السكة الثالثة على خط سكة حديد نيويورك سنترال سابقًا ، ثم تتحول إلى خطوط علوية في بيلهام للوصول إلى خط سكة حديد نيويورك، نيو هيفن وهارتفورد سابقًا . ويتم هذا التحويل أثناء سير القطار (بسرعة عالية)، ويُتحكم به من موقع السائق.
لا تسمح المحطتان الرئيسيتان في مدينة نيويورك - محطة غراند سنترال ومحطة بنسلفانيا - بتشغيل قاطرات الديزل داخل أنفاقهما نظرًا للمخاطر الصحية الناجمة عن عوادمها. ولذلك، تستخدم خدمة الديزل على خطوط مترو نورث، وسكك حديد لونغ آيلاند ، وأمتراك قاطرات ثنائية الوضع/كهربائية-ديزل ( P32AC-DM و DM30AC ) التي يمكنها استخدام الطاقة الكهربائية من السكة الثالثة في المحطات ومداخلها. عند تشغيلها بالطاقة الكهربائية من السكة الثالثة، تكون هذه القاطرات أقل قوة، لذا تعمل عادةً في وضع الديزل على المسارات المكشوفة (غير الأنفاق)، حتى في حال توفر الطاقة الكهربائية من السكة الثالثة. كما تستخدم هيئة النقل في نيوجيرسي قاطرات ALP-45DP ثنائية الوضع للوصول إلى محطة بنسلفانيا إلى جانب أسطولها الكهربائي المعتاد. مع ذلك، تستخدم قاطراتها ثنائية الوضع مصدر الطاقة العلوي، نظرًا لتوافره في أماكن أخرى على معظم شبكتها. [ 16 ]
في مدينة نيويورك (في معظم جزيرة مانهاتن ) وواشنطن العاصمة، كانت القوانين المحلية تشترط سابقًا على خطوط الترام الكهربائية سحب التيار من سكة ثالثة وإعادته إلى سكة رابعة، وكلاهما مثبت في قبو متصل أسفل الشارع، ويتم الوصول إليهما عبر مُجمِّع يمر عبر فتحة بين سكتي الترام. عندما كانت عربات الترام على هذه الأنظمة تدخل مناطق يُسمح فيها بخطوط الكهرباء العلوية، كانت تتوقف فوق حفرة حيث يقوم عامل بفصل المُجمِّع ( المحراث ) ويضع سائق الترام عمودًا على الخط العلوي. في الولايات المتحدة، تم إيقاف جميع هذه الأنظمة التي تعمل بالطاقة الكهربائية عبر قنوات، واستُبدلت أو أُهملت تمامًا.
كما استخدمت بعض أقسام نظام الترام السابق في لندن نظام تجميع التيار عبر الأنابيب ، بالإضافة إلى بعض عربات الترام التي يمكنها جمع الطاقة من مصادر علوية وتحت الطريق.
يستخدم الخط الأزرق التابع لهيئة النقل في بوسطن (MBTA) نظام السكة الثالثة الكهربائية من بداية الخط في وسط المدينة وحتى محطة المطار ، حيث يتحول إلى نظام التغذية العلوية (الكاتيناري) لبقية الخط حتى محطة وندرلاند . يمر الجزء الخارجي من الخط الأزرق بالقرب من المحيط الأطلسي ، وكانت هناك مخاوف بشأن احتمال تراكم الثلوج والجليد على السكة الثالثة بالقرب من الماء. لا يُستخدم نظام التغذية العلوية في الجزء تحت الأرض بسبب ضيق المساحة في نفق عام 1904 أسفل ميناء بوسطن. أُزيلت نقاط تثبيت البانتوغراف من عربات النقل السريع من طراز هوكر سيدلي 01200 التابعة للخط البرتقالي (وهي في الأساس نسخة أطول من عربات الخط الأزرق 0600) خلال برنامج صيانة في منتصف عمرها الافتراضي؛ وكان من المفترض استخدام هذه النقاط لتثبيت البانتوغرافات التي كان سيتم تركيبها لو تم تمديد الخط البرتقالي شمال محطته الحالية.
استُخدمت طريقة التغذية المزدوجة أيضًا في بعض خطوط السكك الحديدية بين المدن الأمريكية ، والتي اعتمدت على نظام السكة الثالثة الأحدث في المناطق الضواحي، بالإضافة إلى البنية التحتية القائمة للترام (الترولي) للوصول إلى وسط المدينة. على سبيل المثال، استخدم خط "إل" الأصفر في شيكاغو (الذي يستخدم مسارات كانت في الأصل تابعة لخط نورث شور ) أسلاكًا علوية في النصف الغربي من المسار، ثم تحول إلى نظام السكة الثالثة في النصف الشرقي. وتم تحويل الخط بأكمله إلى نظام السكة الثالثة في عام 2004 بهدف خفض تكاليف الصيانة وتحسين التوافق مع عربات القطارات.
دول ما بعد الاتحاد السوفيتي
في الدول التي كانت جزءًا من الاتحاد السوفيتي سابقًا ، يُطلق على السكة الثالثة اسم سكة التوصيل. تُصنع هذه السكة وفقًا لمعيار موحد من الفولاذ منخفض الكربون لتحسين خصائصها الموصلة. يُجمع التيار من الأسفل، وتُغطى السكة الثالثة من الأعلى بغلاف بلاستيكي. يبلغ الطول القياسي لسكة التوصيل 12.5 مترًا. في المقاطع المستقيمة والمنحنية التي يزيد نصف قطرها عن 300 متر في الأنفاق، تُلحم سكك التوصيل على شكل سلاسل بطول 100 متر؛ أما في المقاطع فوق سطح الأرض، فيبلغ طول السلسلة 37.5 مترًا؛ وفي مسارات الساحات والمنحنيات التي يقل نصف قطرها عن 300 متر، يبلغ الطول 12.5 مترًا. تُثبّت السكة الثالثة نفسها باستخدام دعامات.
الاستخدام المتزامن مع الأسلاك العلوية
يمكن تزويد خط السكة الحديدية بالكهرباء باستخدام سلك علوي وقضيب ثالث في آن واحد. كان هذا هو الحال، على سبيل المثال، في قطار هامبورغ إس-بان بين عامي 1940 و1955. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك محطة بيركنفيردر للسكك الحديدية بالقرب من برلين، والتي تحتوي على قضبان ثالثة على كلا الجانبين وأسلاك علوية. كما أن معظم مجمع محطة بن في مدينة نيويورك مزود بالكهرباء باستخدام كلا النظامين.
الفولتية غير القياسية
تتضمن بعض الفولتيات العالية للسكك الحديدية الثالثة (1000 فولت فأكثر):
- قطار هامبورغ إس بان : 1200 فولت، منذ عام 1940
- مانشستر - بوري ، إنجلترا: 1200 فولت (ملامسة جانبية) (حتى تحويل مترولينك إلى 750 فولت علوي في عام 1991)
- سكة حديد كولوز-مودان ، فرنسا: 1500 فولت، 1925–1976
- خطي مترو قوانغتشو 4 و 5 : 1500 فولت
- هيئة النقل السريع لمنطقة الخليج ، سان فرانسيسكو : 1000 فولت [ 17 ] [ 18 ]
- خط مترو باريس رقم 18 : 1500 فولت
في ألمانيا النازية ، خُطط لإنشاء نظام سكك حديدية بعرض 3000 ملم ( 9 أقدام و 10 بوصات و 1 / 8 بوصة ) . ولإنجاح هذا النظام، تم التفكير في تزويده بالكهرباء بجهد 100 كيلوفولت من سكة ثالثة، وذلك لتجنب تلف الأسلاك العلوية بفعل المدافع المضادة للطائرات الضخمة المثبتة على القضبان. إلا أن هذا النظام لم يكن ليُجدي نفعًا، إذ يستحيل عزل السكة الثالثة لمثل هذه الفولتية العالية بالقرب من القضبان. ولم يتقدم المشروع قيد التنفيذ بسبب اندلاع الحرب العالمية الثانية.
تاريخ

تُعد أنظمة التزويد الكهربائي بالسكك الحديدية الثالثة، إلى جانب البطاريات الموجودة على متن القطارات، أقدم وسيلة لتزويد القطارات بالطاقة الكهربائية على خطوط السكك الحديدية التي تستخدم مساراتها الخاصة، لا سيما في المدن. وكان التزويد الكهربائي العلوي يُستخدم في البداية بشكل حصري تقريبًا على خطوط السكك الحديدية الشبيهة بالترام، على الرغم من ظهوره تدريجيًا على خطوط السكك الحديدية الرئيسية.
طوّرت شركة سيمنز وهالسكه الألمانية قطارًا كهربائيًا تجريبيًا يستخدم هذه الطريقة لتزويد الطاقة، وعُرض في معرض برلين الصناعي عام 1879 ، حيث وُضع قضيب ثالث بين قضيبَي السير. استخدمت بعض خطوط السكك الحديدية الكهربائية المبكرة قضيبَي السير كموصل للتيار، كما هو الحال في خط سكة حديد فولكس الكهربائي في برايتون الذي افتُتح عام 1883. أُضيف إليه قضيب طاقة إضافي عام 1886، ولا يزال يعمل حتى اليوم. تبعه خط ترام جاينتس كوزواي ، الذي زُوّد بقضيب ثالث خارجي مرتفع عام 1883، ثم حُوّل لاحقًا إلى سلك علوي. كان خط ترام بيسبروك ونيوري في أيرلندا أول خط سكة حديد يستخدم القضيب الثالث المركزي ، وقد افتُتح عام 1885، ولكنه مغلق الآن، مثل خط جاينتس كوزواي.

في ثمانينيات القرن التاسع عشر، بدأ استخدام أنظمة السكة الثالثة في النقل الحضري العام . وكانت الترامات أول من استفاد منها، حيث استخدمت موصلات في قنوات تحت سطح الطريق (انظر تجميع التيار في القنوات )، عادةً في أجزاء مختارة من الشبكات. جُرِّب هذا النظام لأول مرة في كليفلاند (1884) ودنفر (1885)، ثم انتشر لاحقًا إلى العديد من شبكات الترام الكبيرة (مثل نيويورك، وشيكاغو، وواشنطن العاصمة، ولندن، وباريس، وجميعها مغلقة الآن)، وبرلين (حيث تم التخلي عن نظام السكة الثالثة في المدينة في أوائل القرن العشرين بعد تساقط ثلوج كثيفة). جُرِّب النظام في منتجع بلاكبول الساحلي في المملكة المتحدة، ولكن سرعان ما تم التخلي عنه بعد اكتشاف دخول الرمال والمياه المالحة إلى القنوات وتسببها في أعطال، بالإضافة إلى مشكلة انخفاض الجهد . ولا تزال بعض أجزاء مسار الترام تحتفظ بقضبانها القديمة ظاهرة.
زوّد السكة الثالثة أول خط سكة حديد كهربائي تحت الأرض في العالم، وهو خط سكة حديد مدينة وجنوب لندن ، الذي افتُتح عام 1890 (ويُعدّ الآن جزءًا من خط نورثرن في مترو أنفاق لندن). وفي عام 1893، افتُتح ثاني خط سكة حديد في العالم يعمل بنظام السكة الثالثة في بريطانيا، وهو خط سكة حديد ليفربول العلوي (أُغلق عام 1956 وفُكّك). وكان أول خط سكة حديد في الولايات المتحدة يعمل بنظام السكة الثالثة ويُستخدم تجاريًا هو خط متروبوليتان ويست سايد المرتفع الذي افتُتح عام 1895 ، والذي سرعان ما أصبح جزءًا من خط مترو شيكاغو "L". وفي عام 1901، مُنح غرانفيل وودز ، وهو مخترع أمريكي من أصل أفريقي بارز، براءة اختراع أمريكية رقم 687,098 ، تغطي تحسينات مُقترحة لأنظمة السكة الثالثة. وقد استُشهد بهذه البراءة للادعاء بأنه هو مخترع نظام السكة الثالثة لتوزيع التيار الكهربائي. ومع ذلك، بحلول ذلك الوقت كانت هناك العديد من براءات الاختراع الأخرى لأنظمة السكك الحديدية الثالثة المكهربة، بما في ذلك براءة اختراع توماس إديسون الأمريكية رقم 263132 لعام 1882، وكانت السكك الحديدية الثالثة قيد الاستخدام بنجاح لأكثر من عقد من الزمان، في منشآت تشمل بقية "القطارات المرتفعة" في شيكاغو، بالإضافة إلى تلك المستخدمة في شركة بروكلين للنقل السريع ، ناهيك عن التطوير خارج الولايات المتحدة.
في باريس ، ظهر خط سكة حديد ثالث عام 1900 في نفق الخط الرئيسي الذي يربط محطة غار دورسيه ببقية شبكة قطارات باريس-أورليان. وتم توسيع نطاق كهربة الخط الرئيسي باستخدام خط السكة الثالث لاحقاً ليشمل بعض خدمات الضواحي.
استُخدم نظام وودفورد للنقل على خطوط الترام الصناعية ، وتحديدًا في المحاجر ومناجم التعدين السطحي في العقود الأولى من القرن العشرين. اعتمد هذا النظام على سكة ثالثة مركزية بجهد 250 فولت لتشغيل عربات تفريغ جانبية ذاتية الدفع يتم التحكم بها عن بُعد . [ 19 ] [ 20 ] كان نظام التحكم عن بُعد يُشغَّل كنموذج مصغر لخط سكة حديد ، حيث قُسِّمت السكة الثالثة إلى عدة أقسام يمكن ضبطها لتشغيل أو إيقاف أو كبح العربات بواسطة مفاتيح في مركز التحكم.
يبدو أن السكة الثالثة ذات التلامس العلوي، أو ما يُعرف بنظام السكة الثالثة بالجاذبية، هي أقدم أشكال تجميع الطاقة. ومن بين خطوط السكك الحديدية الرائدة في استخدام أنواع أقل خطورة من السكة الثالثة، خط سكة حديد نيويورك المركزي على الطريق المؤدي إلى محطة غراند سنترال في نيويورك (1907 - وهي حالة أخرى من حالات كهربة الخطوط الرئيسية باستخدام السكة الثالثة)، وخط ماركت-فرانكفورد في فيلادلفيا (1907)، وخط هوخبان في هامبورغ (1912)، حيث كان لكل منها سكة تلامس سفلية، تُعرف أيضًا بنظام ويلغوس-سبراغ. [ 21 ] مع ذلك، جرب خط مانشستر-بوري التابع لسكك حديد لانكشاير ويوركشاير سكة التلامس الجانبي في عام 1917. ولم تنتشر هذه التقنيات على نطاق أوسع إلا في مطلع عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين، على سبيل المثال، في خطوط ذات مقطع عرضي كبير مثل مترو برلين (U-Bahn) وقطار برلين السريع (S-Bahn) ومترو موسكو . ويستخدم قطار هامبورغ السريع (S-Bahn) سكة ثالثة ذات تلامس جانبي بجهد 1200 فولت تيار مستمر منذ عام 1939.
في عام 1956، افتُتح أول خط سكة حديد في العالم بإطارات مطاطية، وهو الخط 11 لمترو باريس . تطور قضيب التوصيل ليصبح زوجًا من قضبان التوجيه اللازمة للحفاظ على وضع العربة في مكانها الصحيح على هذا النوع الجديد من المسارات. عُدِّل هذا الحل في خط نامبوكو لمترو سابورو عام 1971 ، حيث استُخدم قضيب توجيه/إرجاع مركزي بالإضافة إلى قضيب طاقة جانبي كما هو الحال في خطوط السكك الحديدية التقليدية.
في عام 2004، تم تطبيق تقنية السكة الثالثة في خطوط الترام في نظام بوردو الجديد . وهذه تقنية جديدة كلياً (انظر أدناه).
لا تُعتبر أنظمة السكة الثالثة قديمة. مع ذلك، توجد دول (خاصةً اليابان وكوريا الجنوبية وإسبانيا ) أكثر حرصًا على اعتماد الأسلاك العلوية لسككها الحديدية الحضرية. لكن في الوقت نفسه، تم (ولا يزال) بناء العديد من أنظمة السكة الثالثة الجديدة في أماكن أخرى، بما في ذلك دول متقدمة تقنيًا (مثل مترو كوبنهاغن ومترو تايبيه ومترو ووهان ) . تُستخدم السكك الحديدية التي تعمل بالطاقة من الأسفل (قد يكون استخدام مصطلح السكة الثالثة مُحددًا جدًا ) عادةً مع الأنظمة التي تستخدم قطارات ذات إطارات مطاطية، سواءً كان مترو ثقيلًا (باستثناء خطين آخرين من مترو سابورو) أو قطار نقل ركاب صغير السعة. تميل أنظمة السكك الحديدية الكهربائية الجديدة إلى استخدام الأسلاك العلوية للأنظمة الإقليمية والبعيدة المدى. لا تزال أنظمة السكة الثالثة التي تستخدم فولتيات أقل من أنظمة الأسلاك العلوية تتطلب نقاط تغذية أكثر بكثير.
نماذج السكك الحديدية
في عام ١٩٠٦، أصبحت قطارات ليونيل الكهربائية أول قطارات نموذجية تستخدم سكة ثالثة لتشغيل القاطرة. يستخدم مسار ليونيل سكة ثالثة في المنتصف، بينما تكون السكة الخارجية متصلة كهربائيًا. وقد حلّ هذا مشكلة القطارات النموذجية ذات السكة المزدوجة عندما يكون المسار ملتفًا على نفسه، حيث يتسبب ذلك عادةً في حدوث ماس كهربائي. (حتى لو كانت الحلقة مفتوحة، فإن القاطرة ستحدث ماسًا كهربائيًا وتتوقف عند عبورها الفجوات). تعمل قطارات ليونيل الكهربائية أيضًا بالتيار المتردد. استخدام التيار المتردد يعني أنه لا يمكن عكس اتجاه قاطرة ليونيل بتغيير القطبية؛ بدلاً من ذلك، تنتقل القاطرة بين عدة حالات (للأمام، والحيادي، والخلفي، على سبيل المثال) في كل مرة يتم تشغيلها.
تستخدم قطارات ماركلين ثلاثية القضبان نبضة قصيرة بجهد أعلى من جهد تشغيل القطار، لعكس عمل مرحل داخل القاطرة. لا يحتوي مسار ماركلين على قضيب ثالث فعلي؛ بل يوفر التيار سلسلة من الدبابيس القصيرة، التي يمتصها "موصل" طويل أسفل المحرك. هذا الموصل طويل بما يكفي ليكون على اتصال دائم بعدة دبابيس. يُعرف هذا بنظام التلامس بالدبابيس ، وله مزايا معينة عند استخدامه في أنظمة السكك الحديدية النموذجية الخارجية. يحتك جامع التيار الكهربائي بالدبابيس، وبالتالي ينظف نفسه تلقائيًا. عند استخدام كلا قضيبَي المسار للعودة بالتوازي، تقل احتمالية انقطاع التيار بسبب الأوساخ على الخط بشكل كبير.
تستخدم العديد من مجموعات قطارات النماذج اليوم سكتين فقط، وعادةً ما ترتبط بأنظمة Z أو N أو HO أو G. وتُغذى هذه القطارات عادةً بالتيار المستمر (DC)، حيث يتحكم جهد التيار وقطبيته في سرعة واتجاه محرك التيار المستمر في القطار. ويُعدّ نظام التحكم الرقمي بالأوامر (DCC) استثناءً متزايدًا، حيث يُزوَّد السكة بتيار مستمر ثنائي القطب بجهد ثابت، بالإضافة إلى إشارات رقمية تُفكَّك شفرتها داخل القاطرة. ويحمل التيار المستمر ثنائي القطب معلومات رقمية لتحديد الأمر والقاطرة التي يتم التحكم بها، حتى عند وجود عدة قاطرات على نفس المسار. ولا يزال نظام Lionel O-Gauge المذكور آنفًا شائعًا حتى اليوم أيضًا، بفضل مساره الثلاثي ونظام الطاقة بالتيار المتردد.
تحاكي بعض نماذج السكك الحديدية بشكل واقعي تكوينات السكة الثالثة لنظيراتها بالحجم الكامل، على الرغم من أن جميعها تقريبًا لا تستمد الطاقة من السكة الثالثة.
انظر أيضاً
- تجميع التيار في القناة
- التجارب الأولية للكهرباء نيويورك نيو هامبشاير
- مصدر الطاقة على مستوى الأرض
- عازل (كهرباء)
- سكة حديدية خفيفة# مصدر طاقة على مستوى الأرض
- المحرك الخطي
- قائمة أنظمة النقل بالسكك الحديدية التي تستخدم السكة الثالثة
- قائمة أنظمة كهربة السكك الحديدية
- قائمة أنظمة السكك الحديدية في الضواحي والقطارات المحلية
- سيارة كهربائية متصلة بالإنترنت
- قضبان التوصيل العلوية
- كهربة السكك الحديدية في بريطانيا العظمى
- مترو ذو إطارات مطاطية
- نظام الاتصال بالدبابيس
- السكة الثالثة (سكة نموذجية)
مراجع
- ↑ بيكر، مايكل (1987). خط واترلو إلى ويموث . ويلينغبورو: باتريك ستيفنز. ص 187. ISBN 0-85059-835-4.
- 1 2 كريستيلر، راينهارد (17 يونيو 2020). "تقنيات إمداد الطاقة المبتكرة لأنظمة الجر في النقل العام" . النقل الحضري . تم الاسترجاع في 8 فبراير 2022 .
- ↑ فورمان، كيث ج. (16 أبريل 2013). تقنية الموصلات المصنوعة من الألومنيوم/الفولاذ المقاوم للصدأ: دراسة حالة لاعتمادها في الولايات المتحدة . مؤتمر السكك الحديدية المشترك لعام 2013 بين معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات والجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين.
- 1 2 3 ميدلتون، ويليام د. (4 سبتمبر 2002). "توحيد معايير السكك الحديدية - ملاحظات حول كهربة السكة الثالثة" (ملف PDF) . نشرة الجمعية التاريخية للسكك الحديدية والقاطرات . 27 (4): 10-11 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 16 مارس 2009. تم الاطلاع عليه في 16 أكتوبر 2025 .
- ^ فيليبوفيتش، زاركو (2015). Elektrische Bahnen (بالألمانية) (5 ed.). برلين هايدلبرغ: سبرينغر فيوeg. ص. 175. ردمك 978-3-642-45227-7.
- ↑ Lee v. Chicago Transit Authority , 152 Ill.2d 432, 605 NE2d 493 (1992).
- ↑ "مقال عن الفئة 442 - السنوات الأولى" . extra.southernelectric.org.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يونيو 2021 .
- ↑ "التحقيق في حادثة مترو نورث" . صحيفة نيويورك تايمز . 4 فبراير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 فبراير 2015 .
- ↑ "تم تصميم السكة الثالثة في مترو نورث لأغراض السلامة" .
- ↑ "القطارات: سكة حديد دوكلاندز الخفيفة: TheTrams.co.uk" .
- ↑ "جامعات التيار ذات السكة الثالثة" . schunk-carbontechnology.com .
- ↑ ياداف، أنيل. "خيارات الجر: التيار المتردد العلوي مقابل التيار المستمر على السكة الثالثة" . مؤرشف من الأصل في 6 سبتمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 3 سبتمبر 2018 .
- ↑ صحيفة بيزنس ستاندرد، أبريل 2016
- ↑ "السكك الحديدية الثالثة - شبكة السكك الحديدية" . Networkrail.co.uk . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 سبتمبر 2022 .
- ↑ دان، بيب (2013). دليل مواصفات قاطرات الخطوط الرئيسية للسكك الحديدية البريطانية . دار كراوود للنشر المحدودة. ص 145. ISBN 978-1-84797-547-8.
- ↑ "بدأت هيئة النقل في نيوجيرسي بالولايات المتحدة الأمريكية اختبار قاطرات ثنائية الطاقة" . railway-technology.com . 7 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 5 سبتمبر 2021 .
- ↑ حقائق النظام
- ↑ "أنواع عربات نظام النقل السريع لمنطقة خليج سان فرانسيسكو" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أغسطس 2009 .
- ↑ FE Woodford، نظام النقل الكهربائي: التحكم في السيارات عن بعد من محطة مركزية، ملحق مجلة ساينتفك أمريكان، العدد 2115 ، 15 يوليو 1916؛ الصفحة 40.
- ↑ محجر ومصنع يعملان بالكهرباء لإنتاج الحجر المكسور في غاري، إلينوي، أخبار الهندسة، المجلد 62، العدد 17 ؛ 21 أكتوبر 1909؛ الصفحات 421-428.
- ↑ كوداهي، برايان ج. (2003). قرن من مترو الأنفاق: الاحتفال بمرور 100 عام على إنشاء خطوط السكك الحديدية تحت الأرض في نيويورك . نيويورك: مطبعة جامعة فوردهام . ص 202. ISBN 9780823222957.
روابط خارجية
- براءة اختراع توماس إديسون للسكك الحديدية الثالثة (1882)
- قطار خفيف بدون أسلاك - حلم أصبح حقيقة؟ - ورقة بحثية حول ترام بوردو الجديد المزود بسكة ثالثة على مستوى الشارع (من إعداد مجلس أبحاث النقل التابع للأكاديميات الوطنية)
- تفاصيل تصميم السكة الثالثة والرابعة في المملكة المتحدة.
- موريسون-كنودسن 1992
- توزيع الطاقة الكهربائية
- النقل بالسكك الحديدية الكهربائية
