架空線

架空線または架空ワイヤは、電気機関車、電車、トロリーバス、路面電車に電気エネルギーを伝送するために使用される電気ケーブルです。国際鉄道連合がこの技術に対して使用する総称は、架空線です。[ 1 ]^架空架線、架空電車線( OCL )、架空接触システム( OCS )、架空機器( OHE )、架空線設備( OLEまたはOHLE )、架空線( OHL )、架空配線( OHW )、牽引線、トロリー線など、さまざまな名前で知られています。

架空線は、線路上に配置された 1 本以上の電線(または、特にトンネル内のレール)で構成され、線路に沿って一定間隔で設置されたフィーダ ステーションに接続することで高電位に上げられます。フィーダ ステーションには通常、高電圧電力網から電力が供給されます。

架空線から電流を集める電気列車は、パンタグラフ、ボウコレクター、トロリーポールなどの装置を使用します。これらは、最も低い架空線であるトロリー線の下側を押します。集電装置は導電性があり、電流が列車または路面電車に流れ、走行レールの一方または両方の鋼鉄車輪を通ってフィーダーステーションに戻ります。非電気機関車（ディーゼルなど）は、架空線に影響を与えることなくこれらの線路を通過できますが、頭上のクリアランスに問題が生じる可能性があります。列車の代替電力伝送方式には、サードレール、地上電源、バッテリー、電磁誘導などがあります。

ゴムタイヤを備えたバスなどの車両は、車輪を通る電流の戻り経路を提供できないため、代わりに一対の架空電線を使用して電流とその戻り経路の両方を提供する必要があります。

高速電流収集を良好に行うには、トロリ線の形状を規定の範囲内に保つ必要がある。これは通常、トロリ線を2本目の線で支えることで実現される。メッセンジャーワイヤまたはカテナリー。このワイヤは、2 点間に張られたワイヤの自然な経路、カテナリー曲線、「カテナリー」という言葉がこのワイヤ、または場合によってはシステム全体を表すために使用されます。このワイヤは、「ドロッパ」または「ドロップワイヤ」と呼ばれる垂直ワイヤによって一定の間隔でトロリー線に接続されています。滑車、リンク、またはクランプ。システム全体に機械的な張力。

パンタグラフがトロリ線の下を移動すると、パンタグラフの上にあるカーボン インサートが時間の経過とともに摩耗します。直線の線路では、トロリ線は各サポートから次のサポートまで中央の左右にわずかにジグザグに配置されているため、インサートが均等に摩耗し、ノッチができません。曲線では、サポート間の「直線」ワイヤにより、列車が曲線を走行するときに接触点がパンタグラフの表面を横切ります。パンタグラフのヘッドを横切るトロリ線の動きは「スイープ」と呼ばれます。

トロリー柱の場合、架線をジグザグにする必要はありません。路面電車の場合は、渡り線のないトロリー線が使用されます。

車庫エリアには 1 本の電線しか設置されていないことが多く、「簡易設備」または「トロリー線」と呼ばれています。架空線システムが最初に考案されたとき、1 本の電線を使用した低速でのみ良好な電流収集が可能でした。より高速化を可能にするために、次の 2 種類の設備が開発されました。

• ステッチされた機器では、各サポート構造で追加のワイヤを使用し、メッセンジャー/カテナリーワイヤの両側で終端します。
• 複合設備では、メッセンジャー/カテナリー線とトロリー線の間に、「補助線」と呼ばれる 2 番目のサポート線を使用します。ドロッパーはメッセンジャー線から補助線をサポートし、追加のドロッパーは補助線からトロリー線をサポートします。補助線は、導電性が高くても耐摩耗性が低い金属でできており、伝送効率が向上します。

以前のドロッパ ワイヤは、架線とトロリ線を電気的に接続せずにトロリ線を物理的にサポートしていました。最新のシステムでは、電流を流すドロッパが使用されるため、別のワイヤは不要です。

現在の伝送システムは、約 100 年前に始まりました。1970 年代にピレリ建設会社によって、よりシンプルなシステムが提案されました。これは、クリップされた押し出しアルミニウム ビームの各サポートに 2.5 メートル (8 フィート 2 インチ) の長さの 1 本のワイヤが埋め込まれ、ワイヤの接触面が露出しているというものです。ビームをクリップする前よりもいくらか高い張力をかけると、ワイヤのたわみプロファイルが生成され、空気圧サーボ パンタグラフで 3  g の加速度で 400 km/h (250 mph) で簡単に処理できるようになりました。^{[引用が必要]}

電気回路には少なくとも 2 本の導体が必要です。路面電車や鉄道では、回路の片側として架空線を使用し、回路のもう片側として鋼鉄のレールを使用します。トロリーバスやトロリートラックの場合、車両が路面でゴムタイヤを使用するため、戻り電流用のレールはありません。トロリーバスは、戻り用に 2 本目の平行架空線と、各架空線に 1 本ずつ接触する 2 本のトロリー柱を使用します(パンタグラフは、通常、平行架空線と互換性がありません)。回路は、両方の線を使用することで完成します。平行架空線は、三相交流鉄道電化のまれな鉄道でも使用されます。

ソ連では、以下の種類の電線/ケーブルが使用されていました。^[2]トロリ線には、良好な導電性を確保するために冷間引抜銅が使用されました。電線は円形ではなく、ハンガーを取り付けられるように側面に溝があります。サイズは（断面積で）85、100、または150 mm ²でした。電線をより強くするために、0.04%のスズが加えられることもあります。電線はアークによって発生する熱に耐える必要があるため、このような電線は熱的手段で接続してはいけません。

メッセンジャーワイヤー（またはカテナリーワイヤー）は、強度と導電性の両方を備えている必要があります。彼らは、各ケーブル（またはワイヤー）に19本のストランドがあるマルチストランドワイヤー（またはケーブル）を使用しました。ストランドには、銅、アルミニウム、および/または鋼が使用されました。19本のストランドはすべて、必要な特性に基づいて同じ金属または金属の混合物で作ることができます。たとえば、強度のために鋼線が使用され、導電性のためにアルミニウムまたは銅線が使用されました。^[3]別のタイプはすべて銅線のように見えますが、各ワイヤーの内側には強度のために鋼の芯がありました。鋼のストランドは亜鉛メッキされていましたが、より優れた腐食保護のために防錆物質でコーティングすることもできます。

3kVシステムが使用されているスロベニアでは、トロリ線の標準サイズは100 mm 2 と150 mm ²です。架線は70、120、または150 mm ²の銅または銅合金で作られています。小さい断面積は19本のストランドで作られ、大きい断面積は37本のストランドです。幹線の2つの標準構成は、100 mm ^{2のトロリ線2本と120 mm 2}の架線1本または2本で構成され、合計320 mm 2または440 mm ²です。側線にはトロリ線が1本だけ使用されることがよくあります。^[4]

英国およびEU諸国では、トロリ線は通常、他の金属と合金化された銅で作られています。サイズには、断面積が80、100、107、120、および150 mm ²あります。一般的な材料には、通常および高強度銅、銅銀、銅カドミウム、銅マグネシウム、銅スズがあり、それぞれトロリ線の上部ローブに沿った明確な識別溝で識別できます。これらの溝は、上部のアーク上の数と場所が異なります。^[5]銅は優れた導電性のために選択され、他の金属が追加されて引張強度を高めます。材料の選択は、特定のシステムのニーズに基づいて、導電性と引張強度のニーズのバランスを取りながら選択されます。

パンタグラフが架線に機械的振動を引き起こすため、架線は機械的に張られた状態に保たれます。定在波が発生して架線が破損するのを防ぐため、波は列車よりも速く移動する必要があります。線路に張力をかけると、波の移動速度が速まり、重力によるたるみも軽減されます。

中速および高速の場合、ワイヤーは一般に重りで張力をかけられますが、油圧テンショナーが使用される場合もあります。どちらの方法も「自動張力調整」(AT) または「定張力」と呼ばれ、張力が温度にほとんど左右されないことを保証します。張力は通常、ワイヤー 1 本あたり 9 ～ 20  kN (2,000 ～ 4,500  lbf ) です。重りが使用される場合は、マストに取り付けられたロッドまたはチューブ上で重りが上下にスライドし、重りが揺れるのを防ぎます。最近では、スプリング テンショナーが使用され始めています。これらの装置には、カム配置のねじりスプリングが含まれており、一定の張力が適用されます (伸長に比例して張力が変化するのではなく)。メンテナンスを容易にするために、スプリングの硬さを調整するメカニズムを備えた装置もあります。

低速の場合や温度が一定であるトンネルでは、固定終端 (FT) 装置が使用されることがあります。この装置では、架空線の両端にある構造物に電線が直接終端されます。張力は通常約 10 kN (2,200 lbf) です。このタイプの装置は、高温状態ではたるみ、低温状態では張った状態になります。

ATでは、温度変化によって架空線が伸縮し、重りの高さが変化するため、架空線の連続長が制限されます。この動きはアンカー間の距離に比例します。張力長には最大値があります。英国のほとんどの25kV OHL機器では、最大張力長は1,970m（6,460フィート）です。 ^[6]

AT 装置のもう 1 つの問題は、バランス ウェイトが両端に取り付けられている場合、張力長さ全体が線路に沿って自由に移動できることです。これを回避するには、張力長さの中心近くにある中間アンカー (MPA) でメッセンジャー/カテナリー ワイヤを固定して移動を制限します。トロリ線とそのサスペンション ハンガーは、MPA の制約内でのみ移動できます。MPA は、低い橋梁に固定される場合もあれば、垂直のカテナリー ポールまたはポータル カテナリー サポートに固定される場合もあります。張力長さは固定された中心点とみなされ、2 つの半張力長さは温度によって伸縮します。

ほとんどのシステムには、ワイヤーが切れたり張力が失われたりした場合にワイヤーが完全にほどけないようにするためのブレーキが含まれています。ドイツのシステムでは通常、マストにヒンジで接続されたアームに取り付けられた、歯付きリムの付いた単一の大きな張力調整プーリー (基本的にはラチェット機構) を使用します。通常、重りの下向きの引っ張りと張力のかかったワイヤーの上向きの反作用の引っ張りにより、プーリーが持ち上がり、歯がマストのストッパーから十分に離れます。ワイヤーが収縮または拡張して重りが上下に動く間、プーリーは自由に回転できます。張力が失われると、プーリーはマストの方向に倒れ、歯の 1 つがストッパーに引っ掛かります。これにより、それ以上の回転が停止し、損傷が制限され、ワイヤーの損傷していない部分が修理されるまでそのままの状態で保たれます。他のシステムでは、通常、ブロックとタックルの配置で複数の小さなプーリーを使用するさまざまなブレーキ機構を使用します。

停止の範囲を制限し、メンテナンスを可能にするために、ラインはセクションに分割されています。

システム全体を停止せずに架空線の保守ができるように、架空線は「セクション」と呼ばれる電気的に分離された部分に分割されます。セクションは、張力の長さと一致することがよくあります。セクションからセクションへの移行は「セクション ブレーク」と呼ばれ、車両のパンタグラフがいずれかのワイヤと継続的に接触するように設定されます。

弓形コレクターとパンタグラフの場合、2 本の接触線を 2 本または 4 本のワイヤ サポート間の長さにわたって並べて配置することでこれを実現します。新しいワイヤが下がり、古いワイヤが上がることで、パンタグラフが一方から他方へスムーズに移動できるようになります。2 本のワイヤは接触しません (弓形コレクターまたはパンタグラフが両方のワイヤと短時間接触しますが)。通常のサービスでは、2 つのセクションは電気的に接続されています。システムによっては、これはアイソレータ、固定接点、またはブースタ トランスフォーマーになります。アイソレータを使用すると、メンテナンスのためにセクションへの電流を中断できます。

トロリー柱用に設計された架空線では、絶縁体を必要とする中性線セクションを電線間に設けることでこれを実現します。路面電車やトロリーバスの運転手は、絶縁体のアークによる損傷を防ぐために、トロリー柱が通過する前に一時的に電力消費を減らす必要があります。

パンタグラフを装備した機関車は、片側が通電されていないときにセクション ブレークを通過してはなりません。機関車は閉じ込められますが、セクション ブレークを通過すると、パンタグラフが 2 本の架線を短時間ショートします。反対側の線が通電されていない場合、この電圧過渡現象によって電源ブレーカーが落ちる可能性があります。線路が保守中の場合、架線が突然通電されると、けがをする可能性があります。人員を保護するために架線が適切に接地されている場合でも、パンタグラフで発生したアークによってパンタグラフ、架線絶縁体、またはその両方が損傷する可能性があります。

大規模な電化鉄道、路面電車、トロリーバス システムでは、位相の同期を保証せずに、異なる電力網から異なる線路エリアに電力を供給する必要がある場合があります。長距離路線は、さまざまな地点で異なる位相で国の全国電力網に接続される場合があります (セクションによって異なる電圧または周波数で電力が供給される場合もあります)。電力網は通常は同期されますが、イベントによって同期が中断される場合があります。これはDCシステムでは問題になりません。ACシステムでは、鉄道電化システムがさまざまな部分間の「バックドア」接続として機能するため、特に、メンテナンスのために電力が供給されていない電力網のセクションが鉄道変電所から再電力供給され、危険が生じるという点で、安全性に特別な影響があります。

これらの理由から、中性セクションは、全国送電網の異なる地点、異なる位相、または同期されていない送電網から給電されるセクション間の電化に配置されます。同期されていない送電網を接続することは非常に望ましくありません。パンタグラフが両方のセクションを短時間接続するため、単純なセクションブレークではこれを防ぐのに不十分です。^[7]

フランス、南アフリカ、オーストラリア、イギリスなどの国では、中性区間の両側のレールの横にある一対の永久磁石が、列車の台車に取り付けられたトランスデューサーを操作し、機関車または多連装ユニットのパンタグラフ車両が通過するときに大きな電気回路ブレーカーを開閉させます。^{[8]イギリスでは、}自動警報システム（AWS）に似た装置が使用されていますが、一対の磁石が走行レールの外側に配置されています（AWSの磁石がレールの中間に配置されていません）。中性区間に近づくと、線路脇の標識で運転手に牽引力を切ってデッドセクションを惰性で通過するように警告します。

中性セクションまたは位相ブレークは、どちらのグリッドにも属さない短いラインセクションを備えた、背中合わせの 2 つの絶縁ブレークで構成されます。一部のシステムでは、中性セクションの中間点をアースすることで安全性を高めています。中間にアース セクションがあるのは、トランスデューサー制御の装置が故障し、ドライバーも電源をオフにできなかった場合に、パンタグラフが中性セクションを通過するときに発生するアークのエネルギーがアースに伝導され、変電所の遮断器が作動するためです。アークが、メンテナンスのためにデッド セクションに絶縁体をブリッジしたり、異なる位相から給電されるセクションにブリッジしたり、国の全国グリッドの異なる部分の間にバックドア接続を設定したりすることはありません。

ペンシルバニア鉄道では、位相の切れ目は、レンズが付いていて中央のライトがない、放射状の 8 つの位置すべてに位置灯信号面によって示されていました。位相の切れ目がアクティブ (架線セクションの位相がずれている) のときは、すべてのライトが点灯していました。位置灯信号の側面は、もともとペンシルバニア鉄道によって考案され、アムトラックによって継承され、メトロノースによって採用されました。架線サポートからは、ドリルで穴をあけたパターンで「PB」の文字が書かれた金属の標識が吊り下げられていました。

アメリカでは、主にペンシルバニア鉄道によって、特別な種類の位相遮断器が開発されました。その牽引電力網は集中的に供給され、異常な状況によってのみ分割されていたため、通常の位相遮断器は一般に作動していませんでした。常に作動していた位相遮断器は「デッドセクション」と呼ばれ、位相が合うことのない電力システムを分離するためによく使用されていました (たとえば、アムトラックとメトロノースの電化の間のヘルズゲートブリッジの境界)。デッドセクションは常にデッドであるため、運転手にその存在を警告するための特別な信号機は開発されておらず、架線支柱からドリルで穴を開けた文字で「DS」と書かれた金属の標識が吊り下げられていました。

可動架空電力レールのより簡単な代替手段として、ある電圧から別の電圧に切り替えるときや、可動橋で船舶にスペースを提供するときなどに、架空線にギャップが生じることがあります。電車はギャップを滑走しながら通過します。アーク放電を防ぐために、ギャップに到達する前に電源をオフにする必要があり、通常はパンタグラフが下降します。

トンネル内などの限られた空間では、架空線を固定式架空レールに置き換えることができる。初期の例としては、ボルチモア・ベルトラインのトンネルがあり、Π断面のバー（3本の鉄片を木の上に載せて製造）が使用され、溝の内側に真鍮の接点が通っていた。^[9]シンプロントンネルで架空線を高くして背の高い車両を収容できるようにしたとき、レールが使用された。可動橋など、電線に張力をかけることが現実的でない場所でも、固定式架空レールが使用されることがある。現代の使用法では、路面電車、地下鉄、幹線鉄道の地下区間では、トンネル内で固定式架空線を使用し、地上区間では通常の架空線を使用することが非常に一般的である。

固定架空レールを使用する可動橋では、橋の入口（可動橋の前の最後の牽引電流鉄塔）で、架線システムから架空導体レールに移行する必要があります。たとえば、電力供給は、旋回橋の近くの架線システムを通じて行うことができます。架線は通常、メッセンジャーワイヤ（カテナリーワイヤとも呼ばれる）と、パンタグラフと接続する接触線で構成されます。メッセンジャーワイヤはポータルで終端され、接触線はポータルで終端される前に、遷移端部で架空導体レールプロファイルに走ります。遷移端部の架空導体レールと、旋回橋の全スパンを横切る架空導体レールとの間には隙間があります。この隙間は、旋回橋を開閉するために必要です。橋が閉じているときに導体レールを接続するために、モーターを備えた「回転オーバーラップ」と呼ばれる別の導体レールセクションがあります。橋梁が完全に閉じられると、回転オーバーラップのモーターが作動して傾斜位置から水平位置に回転し、遷移端部の導体レールと橋梁を接続して電力を供給します。^[10]

コンビーノスープラと同様に、路面電車の停留所には短い架空導体レールが設置されている。^[11]

路面電車は、約 500 ～ 750 V DCの 1 本の架空線から電力を引き出します 。トロリーバスは、同様の電圧の 2 本の架空線から電力を引き出しますが、トロリーバスの少なくとも 1 本の線は路面電車の線から絶縁されていなければなりません。これは通常、トロリーバスの線が踏切を連続して走り、路面電車の導体が数センチ下を通ることによって行われます。両側のジャンクションの近くで、路面電車の線は、トロリーバスの線と約 50 cm 平行に走る頑丈な棒になります。同様に、両端が角度の付いた別の棒がトロリーバスの線の間に吊り下げられ、上部で路面電車の線に電気的に接続されます。路面電車のパンタグラフは、異なる導体間のギャップを橋渡しし、継続的なピックアップを提供します。

路面電車の線路が交差する場所では、トロリーバスの線路は、下 20 または 30 mm (0.79 または 1.18 インチ) まで伸びる 絶縁材の逆トラフによって保護されています。

1946年まで、スウェーデンのストックホルムにある踏切が、ストックホルム中央駅南側の鉄道と路面電車を結んでいた。路面電車は600～700 V DCで運行され、鉄道は15 kV ACで運行されていた。スイスのオーバーレントフェルデン村では、750 V DCで運行されているメンツィケン・アーラウ・シェフトラント線が15 kV ACでSBB線と交差している。かつてはズーアに2つの線路の間に同様の踏切があったが、2010年に地下道に置き換えられた。ドイツには、路面電車/ライトレールと鉄道の踏切がいくつか現存している。スイスのチューリッヒでは、VBZトロリーバス32番線が1,200 V DCのユトリベルク鉄道線と踏切一部の都市では、トロリーバスと路面電車がプラス（給電）線を共有しています。このような場合は、通常のトロリーバスのフロッグを使用できます。

あるいは、交差点にセクション ブレークを配置して、交差点を電気的に遮断することもできます。

多くの都市にはトロリーポールを使用した路面電車やトロリーバスがありました。絶縁クロスオーバーが使用されていたため、路面電車の運転手はコントローラーをニュートラルにして惰性で通過する必要がありました。トロリーバスの運転手はアクセルから足を離すか、補助動力に切り替える必要がありました。

ビクトリア州メルボルンでは、路面電車の運転手はコントローラーをニュートラルにし、レール間の絶縁体マークで示されるセクション絶縁体を通過して惰力走行します。

メルボルンには、電化された郊外鉄道と路面電車の路線の間に踏切がいくつか残っています。これらの踏切には、鉄道の1500V直流架空電圧と路面電車の650V直流電圧を切り替える機械式の切り替え装置（切替スイッチ）があり、トラムスクエアと呼ばれています。 ^[12]近年、踏切撤去プロジェクトの一環として、このような踏切のいくつかが立体交差化されました。

アテネには、Vas. Amalias Avenue と Vas. Olgas Avenue、および Ardittou Street と Athanasiou Diakou Street の2 か所に、路面電車とトロリーバスの線路が交差する場所があります。これらの場所では、上記の解決策が採用されています。

ローマでは、レジーナ・マルゲリータ通りとノメンターナ通りの交差点で、路面電車とトロリーバスの路線が交差しています。レジーナ・マルゲリータ通りを路面電車が走り、ノメンターナ通りをトロリーバスが走ります。交差点は直交しているため、通常の配置は利用できませんでした。

ミラノでは、ほとんどの路面電車の路線がトロリーバスの環状線と1、2回交差しています。トロリーバスと路面電車の線路は、ステルヴィオ通り、ウンブリア通り、ティバルディ通りなどの通りで並行して走っています。

一部の鉄道では、通常三相電流を運ぶために 2 本または 3 本の架空線が使用されていました。これは、スイスのゴルナーグラート鉄道とユングフラウ鉄道、フランスのプチ トレイン ドゥ ラ ルーヌ、ブラジルのコルコバード ラック鉄道でのみ使用されています。1976 年までは、イタリアで広く使用されていました。これらの鉄道では、2 本の導体が三相交流の 2 つの異なる相に使用され、レールは 3 番目の相に使用されていました。中性線は使用されていません。

一部の三相交流鉄道では、架空線が 3 本使用されていました。これには、1898 年のベルリン - リヒテンベルクのシーメンスの実験鉄道線 (長さ 1.8 キロメートル (1.1 マイル))、1901 年から 1904 年にかけてのマリエンフェルデとツォッセン間の軍用鉄道 (長さ 23.4 キロメートル (14.5 マイル))、および 1940 年から 1949 年にかけてのケルン近郊の石炭鉄道の 800 メートル (2,600 フィート) 区間が該当します。

直流システムでは、 Chemin de fer de la Mureなどの鉄道近くの金属部品のガルバニック腐食を防ぐために、双極架空線が使用されることがありました。

複数の架空線を備えたすべてのシステムは、分岐器での短絡のリスクが高いため、特に高電圧が使用される場合や列車がポイントを高速で通過する場合に使用するのは実用的ではない傾向があります。

ジルタール・チューリッヒ・ユートリベルク鉄道には、異なる電化方式の2つの路線がありました。共通の線路で異なる電気システムを使用できるようにするため、ジルタール線では架線が列車の真上にあり、ユートリベルク線では架線が片側に寄っていました。この構成は2022年夏まで使用されていましたが、それ以降ユートリベルク線は標準の15kV 16.7Hz構成に切り替えられました。^[13]

架線は、パンタグラフを備えた機関車、路面電車、またはライトレール車両に電力を供給するために使用される架線システムです。

単純な架空線では、絶縁されていない電線がクランプで柱に支えられた狭い間隔の横線に取り付けられますが、懸垂線システムでは少なくとも 2 本の電線が使用されます。懸垂線またはメッセンジャー ワイヤは線路構造の間に特定の張力で吊り下げられ、2 本目の電線はメッセンジャー ワイヤによって張力が維持されます。メッセンジャー ワイヤにはクランプとドロッパーと呼ばれる接続ワイヤが頻繁に取り付けられます。2 本目の電線は直線で水平で、線路と平行であり、水面上にある吊り橋の道路のように線路上に吊り下げられます。

架線システムは高速運転に適していますが、建設と保守のコストが低い単純な架線システムは、特に市街地のライトレールや路面電車の路線で一般的です。このような車両には、パンタグラフまたはトロリーポールのいずれかを取り付けることができます。

アメリカ合衆国の北東回廊には、マサチューセッツ州ボストンとワシントン D.C.間の 600 マイル (970 km) にわたってアムトラックの都市間列車用の架線が敷設されています。MARC 、SEPTA、NJ Transit、メトロノース鉄道などの通勤鉄道会社は、この架線を利用してローカルサービスを提供しています。

オハイオ州クリーブランドでは、東海岸とシカゴの間を通過する多数の蒸気機関車による大気汚染を制限することを目的とした市条例により、インターアーバン/ライトレール線とヘビーレール線で同じ架線が使用されている。列車は、ダウンタウンの東約10マイル (16 km) にあるコリンウッド操車場と西側のリンデールで、蒸気機関車から電気機関車に切り替えられた。クリーブランドが空港、ダウンタウン、およびその先を結ぶ高速輸送 (ヘビーレール) 線を建設した際、鉄道が蒸気からディーゼルに切り替えた後に余った電化設備を使用して、同様の架線を採用した。ライトレールとヘビーレールは、クリーブランド・ホプキンス国際空港の レッド (ヘビーレール) ライン、ブルーおよびグリーンインターアーバン/ライトレール線に沿って、クリーブランド・ユニオン・ターミナルからイースト55丁目駅を過ぎたところまで約3マイル (4.8 km) にわたって線路を共有しており、そこで線路は分岐する。

ボストンのブルーラインの一部は北東郊外を通っており、グリーンラインと同様に架空線を使用しています。

シカゴ「L」のイエローラインは、ルートの西半分に架空架線システムを使用し、東半分は第三軌条に移行しました。これは、ルート全体が第三軌条に変更された 2004 年に廃止されました。

カリフォルニア州サンフランシスコ半島では、カルトレイン通勤鉄道システムが、160年の歴史を持つサンフランシスコからサンノゼ半島回廊を2024年9月に完全電化による収益サービスに転換する準備として、2023年に架空連絡システム（OCS）の設置を完了した。

踏切では、高架線の高さにより、道路車両が踏切に衝突する危険が生じる場合があります。踏切の進入路には、運転者に最大安全高さを知らせる警告標識が設置されています。

ほとんどの国では、コンテナ列車を2段積みするには配線が低すぎる。英仏海峡トンネルには、2段積みの車やトラックの輸送に対応するために、架空線の高さを延長したものがある。中国とインドでは、コンテナ列車を2段積みできるように、高架配線とパンタグラフを備えた電化路線を運行している。^{[14] [15] [16]}

強風により電線が揺れ、架空線に悪影響を与える可能性があります。^[17]雷雨により架空線のあるシステム^[18]に落雷すると停電が発生し、電力サージにより列車が停止することがあります。

寒冷または霜の降りる天候では、氷が架空線を覆うことがあります。これにより、集電装置と架空線の間の電気的接触が悪くなり、電気アークや電力サージが発生する可能性があります。^[19]また、氷の被覆により余分な重量が加わり、風にさらされる表面積が増えるため、電線とその支持部にかかる負荷が増加します。

暑い天候では線がたるみ、パンタグラフが絡まると断線の原因となることがあります。同様に、非常に寒い天候では線が収縮して切れることがあります。

架空線を設置する場合、安全な電気的クリアランスを確保するために橋梁の再建が必要になる場合がある。^[20]

架空線路は、ほとんどの電化システムと同様に、同等の非電化システムよりもシステム構築時に多額の資本支出を必要とする。非電化鉄道線路に必要なのは勾配、バラスト、枕木、レールのみであるが、架空システムでは支持構造、線路、碍子、電力制御システム、電力線からなる複雑なシステムも必要であり、これらはすべて保守が必要となる。このため、非電化システムの方が短期的には魅力的であるが、最終的には電化システムで元が取れる。また、1マイル当たりの建設費と保守費が加わるため、既存の長距離鉄道、たとえば北米の都市間の距離がヨーロッパよりはるかに長い場合などでは、架空システムの魅力は薄れる。このような長距離線路には架空線設備への巨額の投資が必要であり、民間鉄道会社が関心を示す可能性は低く、特にエネルギー需要が供給を上回っている地域では、架空線の長い部分に恒久的に通電することは大きな困難を伴う。

架空線は、多くの支持構造物と空中に張り巡らされた複雑な電線やケーブルのシステムにより、 「視覚的な汚染」であると考える人が多い。このような考慮から、可能な限り架空電力線や通信線を地中ケーブルに置き換える動きが進んでいる。この問題は、英国でグレート・ウェスタン本線電化計画、特にゴーリング・ギャップ電化計画で表面化した。独自のウェブサイトを持つ抗議団体が結成された。^[21]

パキスタンのラホール-カネワル線やジンバブエのグウェル-ハラレ線区間のように、貴重な銅線も盗難の対象となる可能性があります。

架空線を備えた最初の路面電車は、 1881年にパリで開催された国際電気博覧会でヴェルナー・フォン・シーメンスによって発表されました。この施設は博覧会の後に撤去されました。1883年10月、オーストリアのメードリングとヒンターブリュールの路面電車で、架空線を備えた最初の常設路面電車サービスが開始されました。路面電車には2本のU字管からなる双極架空線があり、パンタグラフが吊り下げられ、シャトルのように走行していました。1882年4月から6月にかけて、シーメンスはトロリーバスの初期の先駆者であるエレクトロモートで同様のシステムをテストしていました。

より単純で機能的なのは、車両に搭載され、下から線路に押されるパンタグラフと組み合わせた架空線でした。単極線路の鉄道交通用のこのシステムは、 1888 年にフランク J. スプレーグによって発明されました。1889 年からは、バージニア州リッチモンドのリッチモンド ユニオン旅客鉄道で使用され、電気牽引の先駆けとなりました。

• 架空線
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  オーストラリア、クイーンズランド州の架空線
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  スイス連邦鉄道の架空線
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  スイス、ユングフラウ鉄道の架空線（三相）
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  中国の架空線
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  イングランド北西部の架空線
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  デンマーク、ロスキレ近郊の架空線。美観上の理由から、支持構造は中空のCOR-TEN 鋼マストで構築されています。
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  ブリュッセル南線、複数の線路に架けられた架空線。
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  シカゴのイエローライン（「スコーキー・スイフト」）の第三軌条から架空線への供給の移行ゾーン
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  ニュージーランド、オークランドの架空線（25 kV AC）
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  ニュージーランド、ウェリントンの架空線（1500 V DC）
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  エドモントン・ キャピタル・ラインの架空線。
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  キエフの25kV交流架空送電線。
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  サウスエンド・オン・シーのプリトルウェル駅。1950 年代に電化されました。
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  オックスフォードシャーのチョルシー駅。2010 年代に電化された。
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  1987 年 4 月、ケンブリッジの BR クラス 308/1 EMU
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  韓国ソウル地下鉄2号線の架空線（1500V DC）
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  韓国、京義中央線の架空線（25 kV AC）
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  モスクワのエントゥジアトフ高速道路付近で交差する路面電車とトロリーバスの線路

• Cooper, BK (1982 年 2 月～3 月)。「架線とコンタクト ワイヤ」。Rail Enthusiast。EMAP National Publications。pp. 14～16。ISSN 0262-561X。OCLC  49957965  。
• 「ギャリー・キーナー – 鉄道の架空線電化」。2019年2月5日閲覧。
• 「トランスパワーガイド」。2020年7月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年3月6日閲覧。
• Liudvinavičius , Lionginas; Dailydka, Stasys (2016 年 1 月 1 日)。「直流 (DC) と交流 (AC) のカテナリー保守の側面」。Procedia Engineering。134 : 268–275。doi : 10.1016 / j.proeng.2016.01.007。ISSN 1877-7058  。

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• 「[IRFCA] インド鉄道 FAQ: 電気牽引 - I」。irfca.org。2018年 3 月 6 日閲覧。