Принципът на третата релса Le Rail
Третата релса или тяговата релса е техника за събиране на ток, използвана за подаване на електрическа енергия към определени железопътни системи, използвана по-специално в метрото или влаковите мрежи.
Сред многото мрежи, използващи система за трета релса в САЩ, можем да споменем подлезите в Ню Йорк, Лос Анджелис и Вашингтон, BART в Сан Франциско, MBTA в Бостън и SEPTA във Филаделфия и т.н. В Обединеното кралство третата релса се използва от лондонското метро, както и четвърта, за връщане на електрическия ток, който не се прави от работещите релси, а от него, както и от мрежата на южните предградия на Лондон и някои услуги на по-дълги разстояния. В Германия метростанциите от типа U-Bahn и S-Bahn предградията на Хамбург и Берлин също използват третата релса. Същото се отнася за подлезите на Амстердам и Ротердам в Холандия, Брюксел в Белгия, Варшава в Полша, Москва и Санкт Петербург в Русия.
Във Франция тази система се използва в парижкото метро, както и на някои второстепенни линии като линията Saint-Gervais - Vallorcine или тази на Cerdagne (линия, известна като "Жълтия влак"), две планински линии с малък габарит ( метричен габарит) с ниски радиуси и скорости, следователно много подходящ за този тип подаване.
Третата релса се поставя или между ходовите релси, или най-често от външната страна. Електрическият ток се предава на влака посредством плъзгащи се накладки, поддържани в контакт с третата релса.
Третата стоманена шина се използва и до днес, но все повече се заменя с така наречената композитна релса от алуминий и неръждаема стомана.
Новите трети алуминиеви релси, предлагащи съпротивление и по-ниско тегло от стоманената релса, ограничават консумацията на енергия, като намаляват загубите от ефекта на Джоул и позволяват добро захранване на влаковете от последно поколение, изискващи все повече и повече мощност. и т.н.).
Независимо от вида на събиране (странично, отгоре или отдолу), третата релса е фиксирана към земята чрез изолационни опори в керамика или от композитни материали и се доставя от електрическа подстанция.
Електрическото секциониране се извършва чрез рампи, позволяващи на влаковите колектори да напуснат една захранваща релса и да се включат внимателно на следващата. Тези рампи, чийто ъгъл на атака се определя в зависимост от скоростта на влака, също позволяват пунктове за пресичане и прекъсвания на пешеходните прелези.
Третите релси, чиято дължина обикновено варира между 12 и 15 метра, са свързани помежду си посредством рибни плочи, чийто дизайн позволява електрическа непрекъснатост.
В някои мрежи третата релса е покрита със система за покриване, по-рано направена от дърво, а днес от пластмаси и композити. UPVC (поливинилхлоридни) качулки, които са устойчиви на ултравиолетови лъчи и не разпространяват огън, обикновено се инсталират на открито; където покритията от GRP ("подсилена със стъкло пластмаса, подсилена със стъклопласт) са тунели, поради тяхната устойчивост на огън и неразпространението на токсични изпарения.
Анкерните системи и компенсаторите се използват за компенсиране на разширяването на третата релса, причинено от температурни колебания, както и отоплението на релсата поради тока.
Алтернатива на контактната мрежа
Третата релса е алтернатива на системата за електрификация на контактната мрежа, която предава ток към влака чрез пантографи, прикрепени към покривите на превозни средства. Третата релса, както и нейният връх встрани, твърдата контактна мрежа, могат да бъдат разположени в малки тунели поради малкия им отпечатък.
В определени случаи, метро или регионални линии, системата за доставка е смесена, отчасти по трета релса и отчасти по контактна мрежа, като превозните средства трябва да бъдат оборудвани с две текущи системи за събиране. Такъв е случаят например с метрото в Ротердам или метрото в Милано (линия М1 - контактна мрежа в депата, трета релса с връщане по четвърта релса в тунела). Докато контактните системи могат да работят при напрежение до 25 kV или повече, при променлив ток по-малкото изолационно разстояние около захранваната релса налага максимум около 1500 V (1200 V на крайградската мрежа на Хамбург, 1500 V на линията Maurienne в минало). Използването на третата релса не означава непременно това на постоянен ток, но на практика системите от трета релса са използвали постоянен ток, тъй като тя може да носи 41% повече енергия от текущата система, редуващи се при същото пиково напрежение.