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集電弓

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一款常見的「Z」字形集電弓
日本新幹線700系列車上的單臂集電弓
使用菱形集電弓的布拉格電車
奧地利電車使用「之」形的集電弓
日本新幹線500系列車使用的T形集電弓可以減低噪音

集電弓,亦稱輸電架、電弓架,是一種讓電氣化鐵路車輛架空電纜取得電力的設備的統稱。

概要[编辑]

集電弓的得名,因為菱形集電弓的形狀從側面看好像是張開的而名。集電弓的英文名稱源自縮放儀(Pantograph),是一種外貌及結構都與菱形集電弓極為相似,用來放大、縮小或臨摹圖樣的復寫工具。

集電弓的升降[编辑]

電力機車電聯車的集電弓的上升動作如下:首先當機車或EMU無任何壓縮空氣時,司機員必須先打電瓶開關閉合,EMU為KEY ON,當電瓶電壓建立後,由輔助風泵開始打氣,當空氣打到約6.5/CM2時,按下集電弓升弓按鈕,此時電力機車或EMU的EP車上集電弓,藉由壓縮空氣的支撐,升弓完成。 而集電弓是由四條控制彈簧,控制其升降壓力,當集電弓降至集電弓座時,其四條壓力彈簧處於伸張的狀態,升弓時,藉壓縮空氣的力量,經由槓桿原理利用支架的動作,將集電弓上推。為避免在升弓時與電車線接觸產生火花,與電車線接觸時,利用彈簧的壓縮的力道,與電車線快速接觸。再來經由真空斷路器閉合,各部位電路查證,查證完成後各動力、輔機裝置開始運作,完成啟動。

集電弓將25kV的高壓電引下來,列車本身卻不會導電的原因,是因為車輛本身都有裝接地線,若漏電時,會經由各接地線,經由車輪回流至軌道,電流不會導至列車上,若是其漏電流量太大,保護裝置會將列車本身電力跳脫,以免車上設備受損。

集電弓的種類[编辑]

雙臂式[编辑]

雙臂式集電弓乃最傳統的集電弓,亦可稱「菱」形集電弓,因其形狀為菱形。但現因保養成本較高,加上故障時有扯斷架空電纜的風險,目前部分新出廠的鐵路車輛,已改用單臂式集電弓;亦有部分鐵路車輛(例如新干线300系以及臺鐵EMU100型電聯車)從原有的雙臂式集電弓,改造為單臂式集電弓。

單臂式[编辑]

除了雙臂式,其後亦有單臂式的集電弓,亦可稱為「之」(Z)(ㄑ)字形的集電弓。此款集電弓的好處是比雙臂式集電弓噪音為低,故障時也較不易扯斷電車線,為目前較普遍的集電弓類型。而依據各鐵路車輛製造廠的設計方式不同,在集電弓的設計上會有些許差異。

垂直式[编辑]

除了上述兩款集電弓,還有某些集電弓是垂直式設計,亦可稱成「T」字形(亦叫作翼形)集電弓,其低風阻的特性特別適合高速行駛,以減少行車時的噪音。所以此款集電弓主要用於高速鐵路車輛。但是由于成本较高,垂直式集電弓已经没有使用(日本新干线500系改造时由垂直式集電弓改为單臂式集電弓)。

石津式[编辑]

日本冈山电气轨道的第六代社长、石津龙辅於1951年发明,又称为「冈电式」、「冈轨式」。

其他[编辑]

集電弓的構造使它在張開時與高架電纜保持輕度的接觸。當列車停駛時,集電弓可以收下來。列車行走時集電弓在架空電纜造成的駐波可能會影響集電的能力,因此某些系統是禁止接連使用集電弓的。

集電弓是從較為簡單的集電桿發展出來的,無軌電車和一些有軌電車,仍然使用集電桿。

電氣化鐵路車輛另一種集電的方式是使用第三軌,此種方式多於用地下鐵路。

地鐵系統[编辑]

很多地下鐵路系統為了減少隧道的建造成本,會使用第三軌供電而不採用高架電纜,以降低隧道鑽掘的高度來節省建造成本。不過亦有使用高架電纜的地下鐵路,它們的架空電纜,一般也非常低矮,接近緊貼車頂,以減低隧道高度來節省建造成本,也因此全世界多数地鐵皆採直流供電,而不使用設備較複雜、車身和架空電纜淨空較高的交流供電。

参考文献[编辑]

外部链接[编辑]


参见[编辑]