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台灣鐵路架空電車線系統

前台鐵正逐步推動環島鐵路電氣化,除了在十大建設時期即已興建完工的西部鐵路電氣化外,宜蘭線(八堵-蘇澳)、北迴線(蘇澳新站-花蓮)、台東線(花蓮-台東)及屏東線(高雄-潮州)等皆已完成電氣化。尚無電氣化之區間為屏東線及南迴線之潮州至知本,也將納入未來改善的範圍。環島鐵路電氣化完工後,全台灣將僅剩支線鐵路,如:平溪線(三貂嶺-菁桐)、內灣線(竹中-內灣)、集集線(二水-車埕)及深澳線(瑞芳-八斗子)為非電氣化路段。

電氣化鐵路
  如果要納入台灣鐵路局以外的軌道設施,則台灣高速鐵路、台北捷運、機場捷運、台中捷運及高雄捷運、高雄輕軌都可以算是電氣化路線,只是供電的方式不太相同罷了。
  以高雄捷運來說,使用的是不太會影響隧道斷面及淨空的第三軌供電,也就不需要安裝集電弓及構築架空電車線。
 
DSC_0091_tonemapped.png
  比較特別的是高雄輕軌,使用超級電容蓄電並於車站內充電,走行時列車不需要架電設備,靠蓄電池的電力運行至下一站。
 
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  台灣高速鐵路之700T型列車在主線上行駛速度容許在每小時200公里以上,為了防止集電弓離線,因此主線之架空電車線採用複合式。
 
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  台灣高鐵之側線、養護基地及電工基地等線路,因列車行駛速度不快,所以架空電車線採用簡單式。
 
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  這兩種架空電車線的施工及架設方式是不相同的,當然也會影響到興建及維護的成本。不論是簡單式或複合式,其電車線高度約為五公尺(自軌面起算),隧道、跨線橋及飛航管制區另有相關之高度規定。
 
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  台灣目前的電車線系統可以分為鏈式垂懸式、剛性垂懸式及地面第三軌供電,其中鏈式垂懸式還可分為簡單式及複合式,台灣高鐵這兩種皆有使用。
 
wire-supply.png
  至於台灣鐵路局所轄鐵路,因為時速最高為130公里,故以簡單式架空電車線為主,本篇文章亦是以此種架空電車線為探討。

架空電力設備
基本概念  
  其實台鐵的電力設備,簡單地被規範於《鐵路修建養護規則》第二章第十節《電力》及第三章第二節《電力設備之養護》。
  電力設備,指下列各種設備及其附屬裝置(§79):
一、發電設備。
二、輸電設備。
三、變電設備。
四、電車線設備。
  就台鐵而言,電力由台灣電力公司供應,經由輸電設備輸送至各地之變電站,再由變電站轉換成25000伏特之交流高壓電,送至電車線設備。亦可以說,台灣鐵路局本身不具有發電設備及輸電設備,但變電設備及電車線設備則有設置。
 
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  台鐵的架電設備大致如下圖所示,若在常見的雙線區間,其懸臂總成一邊為推式,一邊為拉式。之前TEMU1000(太魯閣自強號)造成三角架損壞,此三角架即是由頂管及斜管組合而成。
 
wire-structure.png
  跨軌地線會和電桿垂直地線接在電桿底座的螺栓上,之後再分歧而出,下圖即為跨軌地線與電桿地線之接合點。
 
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  屏東線鐵路高架化後所使用之300電桿,為白色的圓柱形鋼管,與早期灰色的混凝土桿有很大的不同。
 
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  此外門型架因為必須承載較重之結構,因此使用400之電桿,同樣採用白色之圓柱型鋼管施作而成。
 
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  主吊線,也可以稱為吊架線,由七條連續鎘銅之絞線所撚成,其截面積為49.5mm2。主吊線必須連續抽出,不得接續(銜接)。
 
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  台鐵曾調查其主吊線脫落造成的故障,佔整體電車線故障之五成以上(2006年~2008年,故障率51%),故主吊線強化是其主要課題。強化方式主要是將主吊線抽換成截面積95mm2之硬抽銅絞線(Hard-drawn Copper)。由於主吊線有熱脹冷縮特性,因此截面積取95mm2 ±3。
 
wire-temp2.png
  在主吊線與接觸線之間,呈垂直方向排列之數根吊線稱為副吊線(Dropper),亦有稱為副吊架線者。其材質由細鐵絲所構成,下方有夾頭以夾住接觸線。
 
 
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  在電車線結構最下方,幾乎與主吊線平行的銅線為接觸線(Contact Wire),它會直接與集電弓之碳刷接觸,將高壓電送至車內變壓後供應列車之動力及各機電系統。
 
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  接觸線材質為硬抽銅,根據台灣鐵路局之規格,其外徑為12.24mm±0.16mm,截面積為107mm2±3%。為了使夾頭可以固定住接觸線,其左右兩側偏上方處各有一溝槽,使正面看去並非圓形。
 
overhead-wire.png
  吊橋的吊索並不是直線的,而是呈現「抛物線」之模樣:愈接近橋塔,高度愈高;反之,愈接近橋中心,高度愈低。電車線設備之主吊線亦是如此,如果主吊線為完全的直線,將會與副吊線呈90交角,依三角函數之定義則tan90為無意義,其力量可以主吊線拉斷。
 
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  電車線系統高度,係指電桿支持物等處主吊線與接觸線之高度,目前台鐵對於電車線系統高度,定為120公分。然而在跨站式車站下方、隧道或跨鐵路陸橋下方因淨空不足,其電車線系統高度也會縮小至60公分,甚至以剛性懸掛取代。
 
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  不同的淨空需求,所使用之懸臂組也會不同,以應付隧道、地下化區間或跨站式站房的淨空較不足之處所。
 
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  在國外,如歐陸之德國、法國及俄國,部分車站路段因股道較多,使用軟式的接觸線門架,台灣鐵路局及台灣高鐵目前仍以剛性為主。
 
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  台鐵目前亦有實施剛性懸掛的路段,如南港-汐科車站間新闢之第三軌地下隧道內及北迴鐵路部分隧道內。
使用剛性懸掛之優點:
一、供電效率高、集電弓不易發生離線。
二、不需要施作主吊線及副吊線。
三、不需要施作自動張力裝置,可縮小隧道斷面。
使用剛性懸掛之缺點:
一、施作成本較為高昂。
二、重量較重,支架使用量較多,不適合在地面路段使用。
三、彎道半徑太小則不適用。
四、對集電弓之碳刷磨耗較大。
  台灣鐵路局目前所使用的導電軌為「π」形,外框架為鋁合金所製作,硬抽銅材質之接觸線被框架夾於下方。
 
cable-wire.png
  日本東京的地下鐵,部分隧道因淨空不足,也採用剛性懸掛的方式架電車線,如東京地下鐵日比谷線。
 
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  由於剛性懸掛下方之接觸線長度有限(長度限制1600公尺以下),因此導電軌必須採用漸變之方式(重疊區間),將集電弓以不離線的方式轉換到下一導電軌。兩導電軌之間以跨接電纜相連接,使下一段導電軌可以接續供電。
 
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  電車線依行車速度及次數分類如下(§81):
一、行車速度每小時在一百公里以上及行車次數每天在一百次以上者為第一類。
二、行車速度每小時不及一百公里及行車次數每天不及一百次者為第二類。
  就普遍而言,實施電氣化之幹線屬第一類電車線,不論是東正線或西正線。側線、支線甚至是副正線,因時速較慢,大多被歸類為第二類。典型有道岔之車站就如下圖,包含了正線、副正線及橫渡線。
 
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  電化鐵路變電站之輸入及輸出電壓以電業機構之供電能量及電車線之標稱電壓為原則(§53)。
  目前台鐵電氣化鐵路及台灣高速鐵路所使用之電壓為25000伏特之兩相位交流電,對於施工及列車而言較為單純;至於日本則交流電、直流電皆有使用。常見的單相交流電,其正弦波如下圖所示。
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  架空電車線之高度,自容許變動之兩軌面中心點算起,其高度依下列規定(§55):
一、站內:五公尺。
二、站外:四七公尺。
三、平交道:五四公尺。
前項高度對既設之隧道、橋樑及跨越鐵路之陸橋、天橋,得減至四四二或四五八公尺。架設在平交道之電車線,如因特殊狀況不能保持其規定之淨空高度者,應於平交道兩側設置限高門及警告標誌。
  容許變動之兩軌面中心點算起,指的就是內軌與外軌之間的中心點,軌面則是指鋼軌的踏面,也可稱之為軌道面。
 
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  電化鐵路平交道在特殊情形下所設置的限高門,為鋼材組裝而成,上方會標示著限制高及列車行駛方向LED看板。下圖之平交道限高為四二公尺,較規定之五四公尺低很多。
 
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  電氣化鐵路中,台鐵變電站將電力輸送至電車線系統,並由列車集電弓將電流傳送至車內變壓器供列車動力。電流透過車輪傳送至軌道(迴流軌),再經由連接線接至回流線回到變電站,構成一個完整的迴路。
  迴流線會架設在整個電力系統的外方,包括車站常見的雙柱甚至多柱門型架。如果因地形因素僅能設置單柱門型架,另一側之迴流線會另設鋼架架設在門架外方。
 
 
 
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  以宜蘭線鐵路侯硐至三貂嶺路段為例,由於此段貼近基隆河岸,路幅較窄無法在兩側安裝電桿,只能設置單柱門型架。
 
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  架空電車線對軌道之坡度,在列車容許速度超過每小時一百公里之區間,不得超過千分之四,超過千分之二坡度者,應在坡度區段之兩端設置遞減坡度桿距,其桿距間之遞減坡度以不超過千分之二為準。
  列車速度不超過每小時一百公里之區間,其電車線坡度及遞減坡度桿距間之坡度,以不超過千分之五或千分之二點五為準(§57)。
  由於電車線高度在站內、隧道內、跨鐵路橋或平交道之高度都不相同,因此就會有相對於軌道面之坡度。列車速度快則集電弓在電車線坡度變化過大時易發生離線現象,因此才會有相對坡度不得超過千分之四之規定。遞減坡度桿距係指透過增加電桿的數量,來減緩電車線的坡度變化量。
 
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電車線偏倚量  
  架空電車線與軌道垂直之中心線之左右偏位以零點二公尺為準(§56)
 
Center-alignment.png
  由於集電弓必須與電車線之接觸線直接接觸,若接觸線長時間在集電弓碳刷上固定點摩擦,就會使碳刷損毀。為了防止上述現象,必須將接觸線左右各偏離軌道中心線二十公分,使其能均勻地在集電弓上摩擦,降低碳刷之耗損。即使在直線區段,接觸線也是會左右偏移,而非直線延伸。集電弓升弓後,將以二十公斤的力量施壓於接觸線上。
 
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  在彎道上,電車線系統將呈多邊形彎曲,所有穩定臂之開口全朝彎道方向。為了防止集電弓於彎道上離線,因此電桿的數量會增多,間距亦會縮小,以減緩電車線的彎角變化量。在直線段,主吊線將架設在軌道中心線上;彎道上,主吊線直接架設在接觸線上,因此接觸線對主吊線沒有偏倚量。
 
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  由於軌道中心線與鐵軌之內軌、外軌平行而且呈現曲線,而電車線在每一電桿間仍呈現直線,因此會與軌道中心線產生偏倚量,偏倚量過大,就會造成集電弓離線。在半徑愈小的彎道上,電桿就會愈密集。
 
 
curve-and-wire.png
區分絕緣器
  電車線以變電站及隔開點等中性區作一個供電的區間,以台鐵而言,變電站與隔開點相距二十公里左右,若其中一小部分電車線故障或施工,將會影響到此區間無法正常供電。有鑑於此,因此必須將供電區間再劃分成多個小區域,即使其中一區施工或故障,亦不影響大範圍的供電功能。
  「區分絕緣器」即有區分電車線群之功能,由金屬滑道、FRP絕緣滑道、懸吊設備、...等零組件所構成。由於滑道本身即有絕緣功能,即使絕緣器兩端電車線皆正常供電,絕緣器本身仍是無電狀態。但由於絕緣滑道的長度不長,故對列車機電系統影響不如中性區間明顯。
  區分絕緣器常和中性區間絕緣滑道搞混,但實際上兩者的功能並不相同,也可以由下列方式分辨:
一、長度之差異
  台鐵的中性區間長度通常在五公尺左右,區分絕緣器長度遠短於此長度。
二、所在位置的差異
  區分絕緣器常位於場站內,如車站、調車場等區域;中性區間則位在站外的正線上。
三、告示牌
  區分絕緣器無告示牌,中性區間有預、切、復三面告示牌。
四、功能上之差異
  區分絕緣器用來區分電車線群,中性區間用來區分供電區間,防止相位差造成列車機電系統損毀。
 
 
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  區分絕緣器有各種型式,慢速區間可以使用菱形滑道,但因為沒有消弧角,因此滅弧能力較差。台鐵之區分絕緣器大部分使用消弧區分絕緣器,具有消弧能力佳及維護簡易等優點。
 
 
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  台灣高速鐵路於站內亦設有區分絕緣器,其功能和台鐵相同;不帶電區間由一連串絕緣子構成,與台鐵以FRP構成絕緣滑道不相同。
 
 
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電車線隔離開關
  電車線若有故障或因施工等因素(如更換、路線切換等),為了施工人員之安全,必須要將施工之電車線隔離。隔離開關一般都在站內,搭配著區分絕緣器使用,依工程人員行文請站方申請斷電,再以隔離開關將電車線隔離。隔離開關尚可以切電方式,分成手動及電動。
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  手動之隔離開關會有一個斷電手把,旋轉後可以將電桿頂端之閘柄開啟或關閉,就可以切換電車線的供電或切電。台灣高速鐵路採用日本新幹線的斷電方式,其隔離開關用之導線架於門型架頂部前方。
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自動張力平衡裝置及中心錨結索
自動張力平衡裝置  
  電車線因為銅材質製成,因此容易受到溫度之影響而熱脹冷縮,因此必須加掛張力平衡裝置,使接觸線保持水平。台灣鐵路局電氣化路段,25KV電車線必須保持在1000公斤之張力。
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  台灣高速鐵路及台鐵之電車線系統,皆是以滑車式的自動裝置為主,透過重塊及滑輪組來平衡電車線的張力。日本部分鐵路有施作液壓式張力裝置,結構較為簡單,可以在隧道內或地下化區間等淨空較小、重塊難以懸掛之區間使用。
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  就常見的自動張力平衡裝置來說,重塊的材質可以分為鑄鐵及混凝土塊,早期台鐵是以混凝土塊為主(16.5塊,每塊40公斤重),目前已有部分採用鑄鐵材質。
  為了保持重塊得以垂直升降,因此必須有導桿將重塊固定在特定之移動範圍內而不致於偏離。支索(Guy wire)的作用在於傳導張力至錨錠裝置,再透過錨錠裝置將張力分散於地面。
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  鐵路系統會根據站場、溫度變化量來決定張力平衡裝置的掛載數量。一般取六百公尺及一千公尺為一個分界,低於六百公尺者兩邊不掛重塊;六百公尺以上不足一千公尺者掛單邊;超過一千公尺者,電車線兩端皆附掛重塊。但溫度變化過於劇烈之路段,電車線長度必須縮短。另根據《環島鐵路整體安全系統提昇計畫》之綜合規劃報告第十章《電力號誌》之總述,站內如分段之長度不及800公尺,則簡化為一端固定,一端自動調整方式。
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中心錨結索(Midpoint anchor)
  中心錨結索是一種電車線系統的固定裝置,在台灣鐵路局或台灣鐵路工程局較少有提到,但是中國、德國及其他歐洲國家,對中心錨結索皆有相關的研究及設置。中心錨結索安裝於電車線系統之正中央,此位置至電車線起點及終點之距離皆相等,更可以說中心錨結索正好位於兩張力自動平衡裝置之正中央。
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  若電車線系統因故障、維修或其他原因,可能會造成電車線系統之移位,中心錨結索可以確保整個系統不致發生位移。在直線區段或半徑相同之曲線上,中心錨結索安裝於兩張力裝置之正中央;然而在不同半徑之曲線路段上,中心錨結索會向半徑較小之曲線偏移,如果電車線兩張力裝置距離不長,則可以不裝設。台鐵路線上使用之中心錨結索,為全補償式。
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  中心錨結索具有以下幾種作用:
一、使電車線系統的張力能更加均勻,電車線工作的效能大。
二、受風或集電弓而移位之影響力較小。
三、有效地縮小事故、施工之電車線範圍。
四、維持電車線等高。
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  中心錨結的兩端必須相等,不得有其中一端不相等的情形,為了達到此要求,中心錨結之電桿必須與相鄰之兩電桿等距。
   中心錨結索和自動張力平衡裝置有下列之差異:
一、中心錨結索不需要重塊,結構較為簡單。
二、中心錨結索只有一條連結主吊線之鋼索,不會與接觸線相連接。
三、中心錨結索之長度較短,自動張力平衡裝置長度較長。
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  雖然中心錨結索只和主吊線連結,而且不掛重塊,但仍必須在其兩端設置支索(Guy Wire),以穩定電桿並將張力分散至地面。
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  電車線終端係指電車線系統供電末端,早期屏東線鐵路尚未電氣化至潮州時,在屏東車站南方有設置。在環島鐵路相繼電車化後,正線將很難看到電車線終點,僅能在支線、車線或車場內看見。電車線長度若不長,則終點不設有自動張力平衡裝置,如沙崙支線之沙崙站。
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  電車線終端標示,通常會搭配箭頭以表示電車線終點的方向,若列車繼續行駛可能會失去動力或造成集電弓損壞。
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  由於電車線系統的長度有限,為了能讓電力得以不斷地延續,於是在電車線系統的終端設有重疊區間。重疊區間即是上一段電車線與下一段電車線之疊合部分,利用跨接電纜,將電力傳送至下一段電力系統內。台灣高速鐵路由於採用複合式垂懸架空線,在正線上之重疊區間由五支電桿構成。下圖即為台灣高速鐵路之電車線系統重疊區間,以黃色表示;其中紅色線之部分為下一段電車線系統,黑色線部分為上一段電車線系統(本圖省略垂直吊線、負饋線及地線)。
repeat-zone.png
  台鐵採用簡單式垂懸技術,雖然構造較簡單,但在重疊區間單側仍使用了四支電桿,其中第一支及第四支設有支索、自動張力平衡裝置或電車線終端礙子及錨定裝置。
OVERHEAD-POWER-LINE-TENSIONER.png
  台鐵常見的三滑輪式自動張力平衡裝置,英文單字中的「Anchoring」指的是錨定裝置,「Pulley」即為滑輪組。
Overhead-tensioning.png
  支索下方的錨定裝置,一般都是水泥基座或鋼筋混凝土建成,以支撐電桿並分散應力,台鐵、高速鐵路的錨定裝置功能相同,但施作方式不太一樣。
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中性區間(Neutral Section)
  在探討中性區間之前,先初步了解台灣鐵路局之供電系統。台灣兩大鐵路系統分別為台灣鐵路局及台灣高速鐵路股份有限公司,供電系統上,台鐵使用BT饋電式、台灣高速鐵路採用AT饋電式。
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  台電將電力經由輸電系統輸入台鐵變電站,經轉換成25KV交流電後,為了分辨輸電,於是往南北方向各輸送M相位及T相位之交流電,兩相位之間呈90度交角。
  電化鐵路變電站應考慮路線坡度、彎度及供電區間大小等因素設置,其間距以四十公里為原則《鐵路修建養護規則第五十四條》
  台鐵西部幹線電氣化路段,若包含剛完成電氣化至潮州之屏東線,就有十五座變電站,分別為南港、樹林、內壢、新竹、彰化、石榴、嘉義、善化、岡山、九曲堂、潮州及位於山線之苗栗、豐原,位於海線之後龍、甲南等變電站;其中潮州變電站設在潮州基地內,未來將供應屏東線及南迴線部分電力,南迴線預定在枋山及大武兩地設置變電站。
  在西部幹線電氣化後初期,由彰化及南港遙控各區變電站進行操作,現在則統一由台北車站四樓之台鐵電力調配室負責操控。
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  台鐵之所以必須在各區設置變電站,主要有電力輸送衰減、變電站故障或維修及台電規定等因素。
一、電力輸送衰減:
  只要電力傳送通過介質,一定都會有衰減,並以熱的型態出現,其中銅線的阻抗又較金更高。
二、變電站故障:
  若其中一個變電站故障或維護、施工,則可以調度其他變電站的電力支援,而不會造成全線停擺的情形。
三、台電之規定:
  台鐵之變電站屬二次變電站,依台電規定兩二次變電站之間不得以電源相連接。
 
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  台鐵的變電站,其實與台電的變電站相似,只是規模比較小,變電後的二萬五千伏特高壓電將以饋電線送至電車線系統。
 
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  台灣高速鐵路以更先進的AT饋電式,其變電站輸出50KV 60HZ之高壓電,一端連接電車線系統,一端連接軌道。其電車線仍為25KV 60HZ之高壓電,但因為變電站輸出電壓為50KV,因此電力傳送之距離較遠,以減少變電站之設置數量。
 
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  變電站區域之電力設備單側由三支電桿構成,以岡山變電站為例,其向南方輸送M相位之電力,向北方輸送T相位之電力。三支電桿中,左側的電桿為M相位,最右側的電桿為T相位,中間電桿為不帶電之中性區間。
 
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  兩變電站相隔大約四十公里,當一個變電站輸送M相位的電力向北,北方則會有另一座變電站輸送M相位的電力向南。為了防止波形相位差而造成電力系統損壞,因此必須設置一個不帶電之分隔帶做區隔,這個不帶電區域即為「中性區」。
 
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  台鐵的中性區間可以分成兩種,一種為變電站,一種為隔開點,兩種交錯設置。從電桿結構來看,有饋電線者即為變電站中性區;無饋電線者,即為隔開點中性區。有些因地形或其他因素,導致變電站與其中性區相隔,則以連接線相接(25KV)。由於中性區間不帶電,所以架有FRP絕緣滑道之電桿其三角架不增設礙子,也必須施行接地。
  在日本或歐洲各國的鐵路也設有中性區間,除了用以分隔兩交流電區間外,也分隔交、直流供電區間,必要時,甚至得降弓及升弓以通過中性區。
 
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  中性區間就是一個無帶電的分隔帶,以FRP材質製成,兩端各設有夾頭以夾住帶電之接觸線。金屬滑道設有消弧角,以減少集電弓離開中性區進入供電區所造成的電弧。不過台鐵早期所設置的中性區間,消弧能力較弱。
 
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  台鐵曾經於台南車站南方設有一隔開點,以區分善化變電站及岡山變電站之電力。後來此隔開點遷移至南台南車站北邊(原中華陸橋下),之後又因應地下化工程再度遷移至保安車站北方。此隔開點為台鐵最新式的中性區,設有消弧地線,其滅弧能力較強。此種新型中性區目前已設置在南港變電站、台北、豐原變電站、台中及保安。
 
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  相較之下,原本設於高雄車站南方的傳統中性區間隔開點,其構造就簡單許多,僅有絕緣滑道、金屬滑道及消弧角、隔離開關、...等(此隔開點已遷移至科工館南館附近)。
 
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  當台鐵列車即將進入中性區之前,會依序看到「預」、「切」及「復」三面標示牌,中國及港鐵方面,以「」、「合」兩字標示中性區間之位置。
 
Neutral-Section.png
  《臺灣鐵路管理局行車實施細則》第四百四十四條:
電車線中性區間標誌,依左列方式表示之:
一、預告切斷電力機車開關標誌,晝夜間均用白底橙黃色邊之反光菱形板,中央以橙黃色書寫「預」字。
二、切斷電力機車開關標誌,晝夜間均用白底紅邊之反光菱形板,中央以紅色書寫「切」字。
三、接通電力機車開關標誌,晝夜間均用白底綠邊之反光菱形板,中央以綠色書寫「復」字。
  《臺灣鐵路管理局行車實施細則》第四百四十五條:
  列車遇預告切斷電力機車開關標誌時,司機員應準備切斷電力機車之真空斷流開關;列車遇切斷電力機車開關標誌時,應切斷電力機車之真空斷流開關,俟列車通過接通電力機車開關標誌,司機員應即接通電力機車之真空斷流開關。

  在中性區間標示中,「預」是一單面的牌子、「切」及「復」皆是雙面的牌子。「切」的背面即為「復」;「復」的背面即為「切」。
  「預」會設在中性區間前方220公尺處,為白底橙黃色邊框,並於中央書寫橙黃色之「預」字。當司機員抵達「預」字,覆誦「準備切電」。
 
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  列車進入「切」字告示牌時,司機員覆誦「切電」並斷開真空斷流開關,列車將以慣性通過中性區間,此時空調系統將會暫時停止,甚至客車箱裡的照明系統也會受到影響。
 
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  當列車滑過中性區間後,司機員即接通真空斷流器,列車恢復供電正常行駛,完成中性區間的通過程序。
 
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  目前台鐵新購之列車已裝有自動斷電系統,靠著APC於刷過強力磁鐵後,自動切斷VCB電源。在中性區的起點及終點,每一線路都裝有成對的黃色盒子,裡面即為強力磁鐵。
 
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  以E1000型自強號機車頭來說,其靠近集電弓之後部轉向架下方即裝有中性區間切換感應器(Neutral Section Switch Detector),當此感應器刷過磁鐵後就會切斷VCB。
 
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  至於台鐵相當熱門的車種-TEMU2000(普悠瑪號),其中性區間切換感應器則和一般電聯車相同,安裝在EP車的轉向架上。
 
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  裝有中性區間切換感應器之列車,於刷過強力磁鐵後即切斷VCB電源,並在刷過下一組強力磁鐵後復電。但為了防止機電系統在短時間的切電、復電會損壞,因此列車都裝有繼電器,以緩衝復電的時間,也就是說過了下一組磁鐵後,會等待一段時間再恢復供電。
 
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  當列車由無電之FRP絕緣滑道進入正常供電的區間時,瞬間的高壓電會使集電弓爆出明亮的電弧,在晚上特別明顯。如果旅客是搭乘電聯車系統之EP車,在晚上通過中性區時亦可以清楚地看到閃光。

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寫在後面
  之前曾在「天空部落」發表《淺談台鐵之電氣架電設備》一文,受到不錯的迴響,連養路工程的專書也有引用該文章,使自己感到意外。檢視該文章,發現有一些錯誤及疏漏,尚待修正,於是再發表本文。
  為了讓文章更具可讀性,一些工程用語及計算也就省略了,太艱深可能自己也看不懂。就台灣來說,有關架空系統的探討僅見於台鐵協力廠商的專文中,如世曦工程就有不錯的專題研究,或付費去國家圖書館專研。至於中國方面,相關的題材就很多了,但可能不符合台鐵的相關法規或施工規則,但也可作為參照。
 
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拍攝地點:
一、台灣高速鐵路台南車站。
二、台灣高速鐵路新竹車站。
三、台灣鐵路局岡山變電站。
四、台灣鐵路局九曲堂變電站。
五、台灣鐵路局竹田火車站。
六、台灣鐵路局保安隔開點。
七、台灣鐵路局高雄火車站。
八、台灣鐵路局高雄隔開點。
九、台灣鐵路局沙崙火車站。
十、台灣鐵路局鳳山火車站。
十一、台灣鐵路局左營火車站。
十二、台灣鐵路局左營段。
十三、台灣鐵路局橋頭火車站。
十四、東京地下鐵日比谷線。
參考資料
一、鐵路修建養護規則
二、台灣鐵路局行車實施細則(廢)
三、振興經濟新方案擴大公共建設投資環島鐵路整體系統安全提昇計畫第十章
四、鉄路网
 
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