铁路电气化系统

电气化铁路需要能够时刻满足列车所需的电力供应。供电通常采用沿轨道敷设高空架线（悬链线）或轨道旁敷设第三轨方式实现。交流系统大都使用架空线路，而直流系统一般使用架空线或第三轨。

 

电气化铁路系统使用不同的电压等级向列车供应电能，其中包括直流600V，750V，1500V，3000V， 交流15KV　16⅔Hz 和交流25KV 50Hz。较低的电压通常应用于第三或第四轨铁路系统，电压1000V 以上的因安全因素通常仅限于高空架线。在英国， 直流750V 第三轨供电被广泛应用于极限速度约为145 公里/ 小时的列车线路中。

25KV 的交流电对高速和长途铁路来说是优先选择，在欧洲，印度和美国得到了广泛推广。直流系统在较短的线路，城市系统和轨道交通中是更好的选择。1500V 直流系统通常用于荷兰，日本，印度，法国，新西兰和美国，3000V 直流系统通常用于比利时，意大利，西班牙，波兰和南非。

 

虽然第三轨供电没有要求使用直流电，但实际上所有的第三轨系统都使用直流电，因为在同一峰值电压下直流比交流可多提供41％以上电量。第三轨比高架电缆更加紧凑，可用于小型隧道，这也是其应用于地铁系统的一个重要因素。直流系统仅限于相对低的电压，这就限制了列车的规模，运行速度和列车能提供的空调数量。这也可能是高空架线和高压交流电受欢迎的一个因素，甚至在市中心也被考虑使用。实际上，使用第三轨系统的列车最高时速被限制在每小时100 英里（160 公里/ 小时），因为高于此速度将无法保持列车“集电靴”与铁轨的可靠接触。除了第三轨，第四轨铁路系统也被逐步采用，如伦敦地铁。第四轨用于回流，在原第三轨 和架空网络中此功能由走行轨提供。在伦敦地铁系统中，上触式第三轨安装在轨道旁，提供正420V 直流电压，上触式第四轨位于走行轨之间，提供负210V 直流电压，两者结合可提供630V 直流牵引电压。