架空電纜 (鐵路)

架空電纜（又稱高架電纜，高架路線），是憑藉電杆支撐，架設於電力驅動交通工具行走軌跡上方半空，在與其接觸連接時用以向其直接供電的特殊形式的輸電路線。在電氣化鐵路和城市軌道交通系統中，架空電纜一般只有1根接觸導線（簡稱電車線），電力機車或動力車通過集電弓取電，再通過金屬輪軌回流到電網中；而在無軌電車等使用膠輪的系統中，架空電纜有一正一負2根互相平行的電車線，通過2根集電竿取電並形成通路。

分段絕緣

架空電纜並非是一條完整的閉合線路，而是人為地劃分為很多區段，而每一區段則以分段絕緣器（直流電適用；部分地區俗稱「龍蝦位」）或中性區（交流電適用）隔開。設置分段絕緣的主要用意是：假若某一路段電力供應有故障或因需要進行維修而斷電，那麼，所影響的範圍只是該區域，分段絕緣器後的另一區域則不會受斷電影響。車輛在駛經分段絕緣時，集電器會有一瞬間同時接觸兩個區段之電力，直接把它們短路，但由於集電器駛過區段絕緣器只需很短時間，該直接短路對車輛而言沒有影響，只是偶爾在集電器上產生火花，但這屬於正常。

中性區

中性區（又稱「中性區」）大量存在於交流供電的鐵路系統中，不過在交直流分段，或是不同電壓分段的路段也會設置中性區。中性區是一段不帶電的架空電纜，長度大約是十米。因為電源供應未必只得一個，而是可能由多個饋電網供電。雖然每個電網的供電電壓大致相同，但每個電網未必是同相的，它們有可能是異相的。若不設有中性區，集電弓會由異相的電源供電而導致車內一些靈敏性較高的電力設備受損。換句話說，中性區就是一段約十米長，不帶電的架空電纜，用以隔開由不同饋電網所供應不同相位的電源。

車輛在進入中性區前，必須把列車裝在集電弓前的真空斷路器打開，以防止列車突然進入0V時所產生的電弧。真空斷路器打開後，列車立即失去外部電力供應，但乘客沒有覺得不妥，是因為車內的非動力設備此時由後備電池供電。牽引電動機在真空斷路器打開後無電力供應，車輛會以慣性衝過中性區。車輛過了中性區後，真空斷路器將會閉合，全車的電力裝置恢復由架空電纜供電。至於因電源制式不同而設的中性區，除了打開真空斷路器外，還必須根據下一路段電壓指式按下對應按鈕或是扳動手柄切換列車供電電路。

安全距離

基於安全考慮，架空電纜（或相關外露帶電裝置）必須與鄰近人員保持最少安全距離。以港鐵的規定為例，安全距離如下：

25千伏工頻交流電：2.75米
1500伏/750伏直流電/其他高壓電：2米

懸吊類型

架空電纜的懸吊類型大致為三種：簡單懸吊，鏈形懸吊，剛性懸吊。其中簡單懸吊和鏈形懸吊都是彈性懸吊（或柔性懸吊）。

相應的，架空電纜也根據懸吊類型分別稱為柔性電纜和剛性電纜。

簡單懸吊

簡單懸吊只有導線，沒有承力線，優點是結構簡單、支柱高度低、支撐點承受的負荷較輕、成本較低，一般運用於隧道等低淨空的場合。在無軌電車和有軌電車中，也廣泛使用簡單懸吊。其缺點是跨度小，懸吊點有硬點，且在運行中導線會上下振盪，不適用於高速鐵路。

鏈形懸吊

鏈形懸吊將導線和承力線之間用懸索連接起來，解決了簡單懸吊中跨度小和硬點的問題，因此在城市軌道交通及長距離、高速度、大跨度的電氣化鐵路中大量使用。

鏈形懸掛是三種懸掛方式裏受到隧道淨空限制最大的懸掛方式。

其電阻一般要討論接觸線材質的成分及截面積數值。

剛性懸吊

剛性懸吊是以硬質的金屬條（通常是銅條）代替軟質的導線的新型懸吊方式。隨着材料科學和結構力學的發展，剛性懸吊利用了軌道供電的接觸面積大、電阻少（每公里0.0135 Ω）的優點，而克服了鋼軌過重無法懸吊的缺點。城市軌道交通從地下路線開到地上路線時可以直接過渡至鏈形懸吊，不用更換列車（而部分地面路段亦可使用剛性懸吊電纜，例如港鐵屯馬綫紅磡站地面路段）；而在一條路線當中，亦可兼容現存鏈形懸吊及剛性懸吊（例如港鐵港島綫西延、觀塘綫延綫、屯馬綫（顯徑站至紅磡站）及東鐵綫過海段（紅磡站至金鐘站），新建隧道路段使用剛性懸吊電纜，而現存地面及隧道路段仍能使用鏈形懸吊電纜）。同時，由於剛性懸吊使用集電弓，沒有使用集電靴的第三軌容易脫落的缺點，穩定性更高。但缺點是由於金屬條與集電弓炭條的接觸面積接大，集電弓炭條的損耗也較大。

與軌道供電的比較

與軌道供電相比，架空電纜受到隧道淨空的限制比較大，在城市地鐵的運用當中會受到土建成本的壓力。因此目前已有的城市軌道交通當中，軌道供電仍然佔有較大的比例。另外，高架電纜可能會使部分人產生視覺上的心理障礙，也會對景觀造成一定的負面影響。而當遭遇風災時，也容易因為高架電纜被風吹倒毀壞而使列車班次發生嚴重誤點或取消，必須花費大量時間進行維修。例如港鐵近年的多宗車務延誤個案均是由架空電纜導致的。因此自港島線西延起，近年的新建地底線路架空電纜改以剛性懸掛，提高供電穩定度。

由於第三軌有觸電的風險，只能用於封閉路線，因此不適合用於與其他交通路線相交的鐵路運輸系統中。另一方面，高速鐵路為了高速客運和貨運重載的需要，會使用更高的電壓，如25 kV的供電系統，如果使用軌道供電會形成電弧，集電弓在列車高速運行的時候也能更穩定靈活地與架空電纜接觸，集電靴則有比較高的機會導致脫離供電軌道。

參考文獻

參見