科普│地鐵的真相——不可觸碰的「第三軌」

2021-02-11 地鐵從業者

  日常生活中不難聽到這樣的新聞:地鐵某線乘客跳下站臺觸電死亡、地鐵某線有乘客異物掉下站臺導致起火;當然也聽到過這樣的新聞:地鐵某線候車乘客掉下站臺所幸無列車經過被工作人員及時解救.

  那麼,問題來了。

  為何人掉下站臺後會觸電身亡呢?難道鐵軌有電麼?為何有人掉下站臺又可以被成功解救?這又是怎麼一回事?

  今天,真相君為大家逐步揭曉其中的秘密。

  作為城市公共運輸運輸工具,地鐵與我們平時乘坐的火車均屬於鐵路軌道交通系統。眾所周知,只要是鐵路系統都是通過兩根平行的鐵軌最為列車運行的載體為列車提供運行條件的。

  而地鐵的鐵軌除了在承重強度和設計速度等方面和普通火車的鐵軌有所區別外,在其他方面和火車的鐵軌幾乎是一樣的。

  有一點,地鐵的鐵軌和火車的鐵軌是一樣的,都是不帶電的。大家什麼時候聽說有人在火車道上臥軌身亡的呢?如果有,那一定是被壓shi的,而不是被電shi的!

  那麼,掉下地鐵站臺的乘客觸電身亡又是什麼原因呢?

  原因如是:地鐵作為城市軌道交通系統,它的供電系統是與一般鐵路中的電力機車有明顯區別的。例如,我們日常乘坐的高鐵電力機車供電系統的接觸網,它的電壓一般可以達到幾萬伏特,而地鐵的系統的供電要小的多,一般為千伏左右。而且二者的供電系統也大相逕庭,鐵路是採用專有的線路供電,而地鐵則是採用城市用電。

  鑑於上述等一些差異,地鐵在供電系統設計上與一般鐵路也有了明顯的區別。有的地鐵線路的供電系統沿襲的一般鐵路的設計:採用接觸網供電,列車通過受電弓與接觸網接觸或得電能。而有的地鐵線路則採用了一種完全不同於一般鐵路的供電方式。

  於是,地鐵系統的第三軌誕生了。

  而這個第三供電軌則是下面我們要說的乘客觸電的罪魁禍首。那麼第三軌究竟長得什麼樣子的呢?

  筆者也為大家找了一些第三供電軌的圖片。下面的圖片是三軌與鐵軌在線路中的分布關係和基本原理圖。


  

  第三軌的基本結構如下。

  列檢庫中的第三軌。


  

  看完三軌的基本結構,那麼列車是如何與三軌接觸並獲得電能的呢?請看下面圖片中列車的受電裝置——受流器,又稱「受電靴」。


  

  結合上圖不難理解:列車運行時的受電原理其實很簡單,列車運行的過程中,列車的受流器與第三軌接觸或得電能。

  下面是受流器的高清大圖。


  

  需要注意的是:列車運行過程中,這個受流器也是帶電的,千萬不可觸碰,危險程度等同於第三軌。


  

  近距離觀察受流器。


 

  相信通過上面的幾幅圖片,大家已經基本明白了地鐵列車的是如何通過第三軌進行受電運行的了。

  那麼第三軌究竟危險程度有多大呢?第三軌採用的是直流電壓,一般大小在700V左右,可以說是非常危險的。

  如果有金屬等鐵器接觸第三軌,嚴重時會產生電弧,甚至會導致火災發生。筆者曾經親身經歷過,某條地鐵線路現場施工過程中,通信專業由於操作不當導致通信線纜與受流器及第三軌接觸產生電弧,導致將很粗的通信線纜燒斷,場景觸目驚心。

  所以,第三軌是非常危險的,尤其是施工人員中進入軌旁作業的人員,千萬不要觸碰。如果是乘客不小心掉下站臺,首先要保證遠離第三軌,在想其他的方式進行自保,萬不可輕舉妄動。

  當然,並非國內的所有地鐵都是採用這種供電方式。採用第三軌供電的方式在北方的地鐵線路中比較常見,北京地鐵中除北京6號線及14號線外(採用受電弓和接觸網的方式受電),其餘地鐵線路基本均是採用這種第三軌供電的方式。

  採用第三軌供電的方式主要優點是成本低且便於維護,缺點是高架路段可能會受到雨水影響。如果雨水過大淹沒了第三軌,整個供電系統將無法正常工作。當年721北京遭遇大規模降水的時候,北京亦莊線被迫停運,原因與此有很大關係。

  處於這個考慮,在多雨的南方一般採用受電弓方式供電。尤其是上海地鐵,採用受電弓供電的方式就非常常見了。

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