Napájacia koľajnica

Napájacia koľajnica alebo prívodná koľajnica alebo tretia koľajnica je vodivá konštrukcia pozdĺž železničnej trate slúžiaca na napájanie hnacieho vozidla elektrickou energiou. Je alternatívou trolejového vedenia.

Napájacia koľajnica (vľavo) s nadol otvoreným ochranným krytom; nižšie je umiestnená jedna z koľajníc, po ktorej jazdí vlak. Systém má spodný odber.

Konštrukcia a umiestnenie

Systém s vrchným odberom používaný v londýnskom metre

Má podobu koľajnice izolovane upevnenej vedľa nosných koľajníc (menej často medzi nimi) v malej výške nad traťou. Na miestach, kde môže dôjsť ku kontaktu s ľuďmi alebo zvieratami, môže byť umiestnená pod uzemneným krytom.

Podľa polohy zberača voči koľajnici rozlišujeme systémy:

• so spodným odberom – pražské metro, viedenské metro,
• s vrchným odberom – juhovýchodné Anglicko, londýnske metro,
• s bočným odberom – S-Bahn v Hamburgu a v Berlíne (na niektorých úsekoch).

História

Sústavy s napájacou koľajnicou sú historicky najstarším spôsobom napájania rušňov. Napájaciu koľajnicu používal Siemensov vláčik na Berlínskej živnostenskej výstave v roku 1879, i prvá elektrifikovaná hlavná trať Baltimore and Ohio Railroad.

Bližšie informácie v hlavnom článku: Rušeň#Elektrické rušne

V počiatkoch elektrickej trakcie sa experimentovalo i s napájaním prostredníctvom traťových koľajníc, napríklad Volkova elektrická železnica v Brightone otvorená v roku 1883. Tieto systémy však boli konštrukčne náročné – vyžadovali izoláciu jednej z koľajníc od podvalov a kolies od zvyšku podvozku a vozidla. Dnes sa používajú najmä na modelových železniciach a niektorých zábavných atrakciách.

Najstaršie systémy s treťou koľajnicou používali vrchný odber prúdu (napr. londýnske metro. Neskôr sa začal používať spodný odber, pretože je bezpečnejší (možnosť inštalácie krytu) a odolnejší proti snehu a mrznúcemu dažďu.

Výhody a nevýhody

V porovnaní s trolejovým vedením má napájacia koľajnica tieto výhody:

• nižšie stavebné náklady, keďže nie sú nutné stĺpy, závesy, laná, závažia a kladkostroje, ktoré nesú a napínajú trolejové vedenie
• menšie opotrebovanie – napájacia koľajnica má väčší prierez než trolej, čo predlžuje interval výmeny z dôvodu prostého úbytku materiálu
• vyššia odolnosť najmä voči poveternostným vplyvom (víchrica, námraza, mrznúci dážď) a sprievodným javom (padajúce vetvy) je daná robustnejšou konštrukciou a umiestnením blízko zemi.
• vzhľad – trolejové vedenie je v krajine oveľa zreteľnejšie ako trať s nízko umiestnenou napájacou koľajnicou.

Medzi nevýhody patrí najmä:

• bezpečnosť – v prípade kontaktu s koľajnicou môže dôjsť k zraneniu alebo usmrteniu človeka či zvieraťa. To limituje použiteľné napätie na 1,5 kV. Z toho vyplývajú nasledujúce dve nevýhody.
• Nutnosť budovať zábrany (kryt, oplotenie tratí...) zvyšuje náklady na stavbu.
• Použitie relatívne nízkeho napätia vyžaduje vysoké hodnoty pretekajúceho elektrického prúdu, ktoré znamenajú vyššie prenosové straty v porovnaní s vysokonapäťovým trolejovým vedením
• Na miestach výhybiek dochádza k prerušeniu napájania, čo môže viesť k uviaznutiu vlaku. Dochádza tu tiež k vzniku elektrického oblúku.
• Kvôli zníženiu opotrebovania pri početných nábehoch zberača na koľajnicu v miestach prerušenia je maximálna rýchlosť obmedzená na 80–100 km/h.

Systémy s vrchným odberom sú náchylnejšie na vplyv poveternostných podmienok, najmä snehu a námrazy, ktoré môžu viesť k narušeniu funkcie.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Napájacia koľajnica