最关键核心的问题,你能找到一个更便宜的办法来安全输电吗?
两条轨高低压?你能找到强度足够到能承受变化不断的动载荷而不会有明显形变,还便宜耐用好加工的绝缘材料做车轴吗?
又或者,直接改造车架?车架复杂度直接翻倍?成本啊成本!
第三轨提供高压交流电?想法很好,但是现行用电安全标准不允许。而且那玩意低压都一路火花带闪电的,要用两万多伏的高压交流电真就能放心?
其实地面供电最大的问题是,严重威胁铁路工作人员的人身安全。这么大的国家那么多车站机务段车辆段动车所,有那么多的调车员列检员司机需要经常跨越铁路去上下车辆干活,一接近铁路就有误踩高压轨的危险,每天只因为误踩高压轨形成人体短路报销一个算陆总祖坟冒青烟。就算这样,事故现场也相当惨不忍睹,大概率没有人形,只能从那堆焦炭的样子判断哪是头哪是脚,场面过于刺激,严重影响死者同事的心理健康。站车顶摸接触网被电死之后自然松手,不会形成持续的短路,整个触电时间不会太长。但是脚踩第三轨人给电倒了大概率还能形成短路的通路,巨大的电流一直经过人体形成高热燃烧,直至输电设备保护性跳闸,而短路接触部位的高压轨也给烧蚀得不像样子,还得在同事丧命的现场更换,想想就难受。
总之就安全性能与材料工艺来说,现有线杆挂架吊线的输电方式是最安全的,同时成本也最合适。能淘汰这一套的从来不是什么地面供电,而是能做进车厢的微型核反应堆发电机组。虽然有生之年不可能看见吧。(摆手
用轨道取电的话,那么怎么形成回路呢?架个接触网回流?
现在的电回路是牵引变电站->接触网->受电弓->牵引电气设备->车轮->钢轨->回流线->牵引变电站
如果上面的回路反一下,高压侧在轨道上,那么就是题主想要的"用轨道受电”,那么轨道上面25kv的电压,轨道和大地要做绝缘,转向架和车体和站台之间的绝缘也要保证,否则分分钟电死人,想想都刺激。
第三轨第四轨不谈,第三轨阻力太大,通常限速在120以下了。
1,运行的两根轨道上有轨道电路,和信号系统有关的,功率过大的牵引用电流会影响轨道电路。
2,轨道直接和大地接触,虽然枕木不是良导体但依然会造成很大损耗。
3,目前无法解决高速下使用第三轨的问题(过道岔,电弧,雨雪天气受流不畅等)。
4,安全性问题,就是把供电放到头顶上四五米的接触网每年也能电死电伤好多违规作业和作死爬车顶上的,放轨道上你这掉站台下面就没命了。
5,接触网能提供更大的电压,在根据欧姆定律,在总功率P不变的情况下提高电压可以减小电流,进而减小损耗。
6,弓网关系以及高速下的动力学原理已经很成熟了,碳滑板和接触线的摩擦比第三轨-受电靴之间的摩擦要小。
根据常识总结的这些,不想翻专业资料了……希望能帮到题主。
第三轨电压太低了,只有600~1500V,再高安全间距就做不到了。电压越低,带载能力就差。朝鲜当年选用了DC3kV作为电气化铁路,技术简单,很快就实现了电气化,但是没法运行重载货运。中国选的AC25kV高标准,虽然磕々绊々一直到83年才掌握了电力机车制造技术,但是起点高以后的进步就大,不管是重载货运还是高速客运需要的大功率都能满足。