第三レール

第三軌条は、活線、電気レール、導体レールとも呼ばれ、鉄道線路のレールの横またはレール間に配置された半連続の剛性導体を通じて、鉄道機関車または列車に電力を供給する方法です。通常、これは大量輸送システムまたは高速輸送システムで使用され、外部環境から完全にまたはほぼ完全に分離された独自の通路に配置されています。第三軌条システムには、通常、直流電力 が供給されます。

路面を走る現代の路面電車システムでは、セグメント化された地上レベルの電源を実装することで、露出した電線による感電の危険を回避しています。各セグメントは、その電力を使用している車両がカバーしている間のみ通電されます。^[1]

第三軌条電化システムは、複線鉄道で使用される第三軌条とは関係ありません。

第三軌条システムは、追加のレール（「導体レール」と呼ばれる）を使用して列車に電気牽引力を供給する手段です。ほとんどのシステムでは、導体レールは走行レールの外側の枕木端に配置されますが、一部のシステムでは中央導体レールが使用されます。導体レールは、上部接触のセラミック 絶縁体（「ポット」と呼ばれる）または下部接触の絶縁ブラケットで支えられており、通常、約 10 フィート（3.0 m）の間隔で配置されます。^{[説明が必要]}

列車にはコレクターシュー（コンタクトシューまたはピックアップシューとも呼ばれる）と呼ばれる金属製の接触ブロックがあり、これが導体レールと接触する。牽引電流は走行レールを通って発電所に戻される。北米では、導体レールは通常、導電性の高い鋼で作られているか、導電性を高めるためにアルミニウムにボルトで固定された鋼でできている。世界の他の地域では、押し出し成形されたアルミニウム導体とステンレス鋼の接触面またはキャップが、電気抵抗が低く、寿命が長く、軽量であることから好まれる技術である。^[2]走行レールは、電気回路の抵抗を最小限に抑えるためにワイヤボンドまたはその他のデバイスを使用して電気的に接続されている。接触シューは、使用される第3レールの種類に応じて、第3レールの下、上、または横に配置できます。これらの第3レールは、それぞれボトムコンタクト、トップコンタクト、またはサイドコンタクトと呼ばれます。

踏切、渡り線、変電所の隙間では、導体レールを中断する必要があります。各セクションの端には、列車の接触シューがスムーズにかみ合うようにテーパー レールが設けられています。

列車とレールの接触位置は様々で、初期のシステムでは上部接触が採用されていたが、後の開発では側面接触や下部接触が採用され、これにより導体レールを覆うことが可能となり、線路作業員が誤って接触するのを防ぎ、また導体レールを霜、氷、雪、落葉から保護することができた。^[3]

• 説明
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  第三レールレイアウト:
  1: カバーボード2: パワー レール3: 絶縁体4: 枕木5: レール
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  トロント地下鉄ブロア・ヤング駅( 1 号線)の第三軌条 (上) 。600 ボルトの直流電圧が供給される第三軌条は、地下鉄車両の動力伝達装置と付属装置に電力を供給します。
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  パリ地下鉄。ゴムタイヤのガイドレールは電流導体としても機能します。水平接触シューは一対のゴム車輪の間にあります。
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  ロンドン・スタンステッド空港のピープルムーバー、レールの切り替えを披露

地面に近い第三軌条システムでは感電の危険があるため、高電圧（1500 V 以上）は安全とはみなされません。したがって、列車に十分な電力を伝送するには非常に高い電流を使用する必要がありますが、その結果、抵抗損失が大きくなり、比較的狭い間隔で給電点（変電所）が必要になります。

電化されたレールでは、線路上に迷い込んだり転落したりする人が感電する恐れがあります。これは、プラットホームのスクリーン ドアを使用することで回避できます。また、駅のレイアウトで許可されている場合は、プラットホームから離れた線路側に導体レールを配置することでリスクを軽減できます。多くのシステムでは使用されていませんが、ブラケットで支えられたカバーボードを使用して第 3 レールとの接触を防ぐことでリスクを軽減することもできます。カバーボードが使用されている場合、レールの上部近くの構造限界が減少します。これにより、荷重限界が減少します。

また、踏切の立体交差が完全に実施されていないと、歩行者が踏切の線路上に歩いて行き、誤って第三軌条に触れる危険性もある。米国では、1992年にイリノイ州最高裁判所が、ケジー駅の踏切で酔っ払った人が排尿しようとして線路上に歩いて行ったのを阻止できなかったとして、シカゴ交通局に対して150万ドルの賠償金を命じる判決を支持した。^[4]

導体レールの端部ランプ（中断されている、または側面が変わる部分）は、シューの機械的衝撃により速度に実質的な制限があり、161 km/h（100 mph）が実用的な第三軌条運転の上限と考えられています。第三軌条列車の世界速度記録は、1988年4月11日にイギリスのクラス442 EMUが達成した175 km/h（109 mph）です。^[5]

異物との衝突が発生した場合、下面走行システムの傾斜した端部ランプにより、第三レールが客車の内部に突き刺さる危険性が高まります。これが、2015年のヴァルハラ列車衝突事故で乗客5人が死亡した原因と考えられています。 ^[6]

地上電源（2003年にボルドーの路面電車で初めて使用）などの現代のシステムでは、電力供給レールをセグメント化し、各セグメントは電力を利用する車両によって完全にカバーされている場合にのみ電力を供給することで安全上の問題を回避しています。^[1]

上部接触式第三軌条システムは、雪が積もったり、再凍結した雪から氷が形成されたりする傾向があり、これにより運行が中断されることがあります。一部のシステムでは、専用の除氷列車を運行し、油性液体または不凍液（プロピレングリコールなど）を導体レールに散布して、凍結の蓄積を防止します。第三軌条を加熱して、氷の問題を軽減することもできます。

架空線設備とは異なり、第三軌条システムは強風や凍結雨の影響を受けにくく、強風や凍結雨により架空線が切断され、すべての列車が運行停止になることはありません。また、雷雨により架空線のあるシステムに落雷すると電力が遮断され、電力サージや電線の破損が発生すると列車が運行停止になることもあります。

列車と線路の形状によっては、踏切や分岐点などの導体レールの隙間により、すべてのピックアップシューが隙間に入り、牽引力が利用できない位置で列車が停止することがあります。このとき、列車は「ギャップ」状態にあると言われます。その場合、別の列車を立ち往生した列車の後ろに移動させて導体レールに押し出すか、ジャンパーケーブルを使用して列車に十分な電力を供給し、接触シューの 1 つを通電中のレールに戻す必要があります。この問題を回避するには、線路を走行できる列車の長さを最低限に抑える必要があります。機関車は、車載ディーゼル エンジンシステムのバックアップを備えているか (英国鉄道クラス 73など)、または車両のシューに接続されています (メトロポリタン鉄道など)。

外部電源から列車に電気を供給するための最初のアイデアは、列車が走る両方のレールを使用するというもので、各レールは各極性の導体となり、枕木によって絶縁される。この方法はほとんどのスケールモデル列車で使用されているが、枕木は絶縁体として優れていないため、大型列車には適さない。さらに、電気接続には絶縁車輪または絶縁車軸が必要であるが、ほとんどの絶縁材料は絶縁目的に使用される金属に比べて機械的特性が劣っており、列車の安定性が低下する。それでも、電車の開発初期には時々この方法が使用されていた。世界最古の電気鉄道であるイギリスのブライトンのフォルクス鉄道は、当初このシステムを使用して 50 ボルトの直流で電化されていた (現在は 3 レール システム)。これを使用した他の鉄道システムには、グロース - リヒターフェルデ路面電車とウンゲラー路面電車がある。

第三軌条は通常、2本の走行レールの外側にあるが、一部のシステムでは、走行レールの間に設置されている。電気は、レールに接触しているスライドシューによって列車に送られる。多くのシステムでは、線路の近くで作業する従業員を保護するために、第三軌条の上に絶縁カバーが取り付けられている。シューが第三軌条の側面（「サイドランニング」と呼ばれる）または底面（「ボトムランニング」または「アンダーランニング」と呼ばれる）に接触するように設計されている場合もあり、保護カバーをその上面に直接取り付けることができる。シューが上面に沿ってスライドする場合、「トップランニング」と呼ばれる。シューが底面に沿ってスライドする場合、積もった雪、氷、または葉の影響を受けにくくなり、^[3]、レールに接触して人が感電する可能性が低くなる。アンダーランニング第三軌条を使用しているシステムの例としては、ニューヨーク都市圏のメトロノース鉄道、^[7]、フィラデルフィアのSEPTAマーケット-フランクフォード線、^[8]、ロンドンのドックランズライトレールがある。^[9]

• コンタクトシューズ
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  メトロノース M8鉄道車両の接触シュー。第三軌条のオーバーランとアンダーランの両方に対応するように設計されている。^[10]
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  SEPTAのノリスタウン高速線の上部接触型第三レールの接触シュー(第三レールは見えません)
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  CTAシカゴ「L」車の第三レールコンタクトシュー

電気牽引列車（遠隔地の発電所で発電され、列車に送られる電力を使用）は、各列車に個別の動力装置を搭載する必要があるディーゼルまたは蒸気ユニットよりも大幅にコスト効率に優れています。この利点は、交通密度の高い都市および高速輸送システムで特に顕著です。

第三軌条との接触に関する機械的な制限のため、この電力供給方法を使用する列車は、架空電線とパンタグラフを使用する列車よりも速度が低くなります。ただし、非常に高速である必要がなく、視覚的な汚染も少ないため、都市部では好まれる場合があります。

第三軌条は架空線に代わるものであり、列車に取り付けられたパンタグラフによって列車に電力を伝送する。架空線システムは交流(AC) を使用して25 kV以上で動作できるが、通電中のレール周囲のクリアランスが狭いため最大約 1200 V がかかる。一部のシステムでは 1500 V (広州地下鉄 4 号線、広州地下鉄5号線、深セン地下鉄3 号線) が使用され、直流(DC) が使用される。^[要出典]一部の路線またはネットワークの列車は両方の電源モードを使用する (以下の § 混合システムを参照)。

世界中の第三軌条システムは直流電源で動いています。その理由の一部は歴史的なものです。初期の牽引エンジンは直流モーターで、当時利用可能な整流装置は大きくて高価で、列車に搭載するには非現実的でした。また、比較的高い電流を伝送するには直流よりも交流の方が損失が大きくなります。^[11]直流システムの変電所は（通常）約2キロメートル（1.2マイル）離して設置する必要がありますが、実際の間隔は線路の収容力、最高速度、サービス頻度によって異なります。

電流損失を減らす（そして、第三軌条電化における大きなコストであるフィーダー/変電所の間隔を広げる）方法の 1 つは、ハイブリッド アルミニウム/スチール設計の複合導体レールを使用することです。アルミニウムは電気の伝導性が高く、ステンレス鋼の走行面は耐摩耗性に優れています。

ステンレス鋼をアルミニウムに接続する方法はいくつかあります。最も古い方法は共押し出し法で、ステンレス鋼をアルミニウムと一緒に押し出します。この方法では、まれに層間剥離 (ステンレス鋼がアルミニウムから分離する) が発生することがありますが、最新の共押し出しレールではこれが解消されていると言われています。2 つ目の方法は、アルミニウムのコアに 2 つのステンレス鋼セクションをキャップとして取り付け、レールの中心線に沿って線状溶接する方法です。アルミニウムの熱膨張率は鋼よりも高いため、良好な電流収集インターフェースを提供するには、アルミニウムと鋼を確実に固定する必要があります。3 つ目の方法は、アルミニウム バス ストリップを鋼製レールのウェブにリベットで固定する方法です。

架空線と同様に、戻り電流は通常、走行レールの一方または両方を通って流れ、地面への漏電は重大とは見なされない。リヨン地下鉄、パリ地下鉄、メキシコシティ地下鉄、サンティアゴ地下鉄、札幌市営地下鉄の一部、モントリオール地下鉄のすべて、および一部の自動ガイドウェイ交通システム（例：アストラム線）のように、列車がゴムタイヤで走行する場合は、電流を供給するために通電レールを設置する必要がある。戻りは、これらのガイドバー間の従来の線路のレールを通じて行われる（ゴムタイヤ式地下鉄を参照）。

いくつかの鋼製車輪システムでは、第三軌条（電流供給、走行レールの外側）と第四軌条（電流戻り、走行レールの中間）を備えた別の設計が使用されている。第四軌条を参照。ロンドン地下鉄は、この中で最大のものである（英国の鉄道電化を参照）。戻り電流を流すために第四軌条を使用する主な理由は、この電流が、電流を流すことを意図していなかった元々の金属製トンネルライニングを流れるのを避けるためであり、そのような電流が流れると、トンネルライニングが電気腐食を起こす可能性がある。

もう一つの4線式レールシステムはミラノ地下鉄のM1線で、電流は側面接触の平らな横棒で引き込まれ、上部接触の中央レールを経由して戻ります。線路の北部の一部のセクションには架空線も設置されており、M2線の列車（パンタグラフと高電圧を使用し、接触シューがない）がM1線にある車両基地にアクセスできるようにしています。車両基地では、M1線の列車は安全上の理由からパンタグラフを使用し、車両基地の近くで営業線から離れて乗り換えが行われます。

第三軌条電化は架空電化よりも視覚的に目立たない。^[12]

いくつかのシステムでは、ルートの一部に第三軌条を使用し、残りの部分に架線やディーゼル動力などの他の動力を使用しています。これらは、異なる動力システム、地方条例、またはその他の歴史的な理由を使用して別々に所有されている鉄道の接続のために存在する場合があります。

イギリスの列車のいくつかのタイプは、オーバーヘッドシステムと第3軌条システムの両方で運行することができ、これにはイギリス国鉄クラス313、319、325、350、365、375 / 6、377 / 2、377 / 5、377 / 7、378 / 2、387、373、395、700、717 EMU 、およびクラス92機関車 が含まれます。

ネットワークレールは世界最大の第三軌条網を運営していると主張している。^[13]

イギリス鉄道の南部地域では、第三軌条による感電の危険を避けるために貨物ヤードに架線が敷かれていた^{[いつ? ] 。 [14]機関車には}パンタグラフとピックアップシュー が取り付けられていた。

英仏海峡トンネルを通るユーロスターの国際高速鉄道サービスに使用されるクラス373 は、ほとんどの行程で 25 kV AC の架空線で走行し、ベルギー高速区間とブリュッセル南駅間のベルギー線では 3 kV DC の区間、季節運行時には南フランスの鉄道線で 1.5 kV DC の区間があります。 当初納入されたクラス 373 ユニットには、ロンドンの郊外通勤線を経由してウォータールーに向かう旅行用に設計された 750 V DCコレクション シューが追加で装備されていました。 サード レールと架空コレクション間の切り替えは、最初はフォークストン近くのコンチネンタル ジャンクションで、後に英仏海峡トンネル鉄道リンクの最初のセクションが開通した後のフォーカム ジャンクションで、走行中に行われました。

デュアル電圧システムは、いくつかの問題を引き起こしました。フランスに入るときにシューを格納しなかったため、線路脇の機器に重大な損傷が発生し、SNCF は、格納されていなかった第 3 軌条シューを折るために、両方のトンネルのカレー側でコンクリート ブロックを 1 組設置しました。英国では、ユーロスターの運転手が第 3 軌条システムに入る前にパンタグラフを格納し忘れ、信号ガントリーとパンタグラフが損傷するという事故が発生しました。

2007 年 11 月 14 日、ユーロスターの旅客業務はセント パンクラス駅に、保守業務はテンプル ミルズ車庫に移管され、750 V DC 第三軌条集電装置は不要となり、第三軌条シューは取り外されました。列車自体には、時速をマイル単位で測定できる速度計は装備されなくなりました(以前は、集電シューが展開されると表示が自動的に変更されていました)。

2009 年、サウスイースタン鉄道は、新型クラス 395 EMU を使用して、セント パンクラス駅から高速鉄道 1 号線を経由して国内サービスの運行を開始しました。これらのサービスは、高速鉄道線でエブスフリート インターナショナルまたはアシュフォード インターナショナルまで運行され、その後、幹線に乗り換えてケント北部と中部にサービスを提供します。その結果、これらの列車は、走行するルートの大半が第三軌条電化であるため、二重電圧に対応しています。

ロンドンでは、ノースロンドン線がリッチモンドとストラットフォード間のアクトンセントラルで第三軌条から架空電化に変更されます。当初は全路線で第三軌条が使用されていましたが、いくつかの技術的な電気接地問題と、貨物と地域ユーロスターサービスのために路線の一部にすでに架空電線があるという事実により、変更が行われました。^[要出典]

またロンドンでは、ウェスト ロンドン線がシェパーズ ブッシュとウィルズデン ジャンクションの間で電力供給を変え、そこでノース ロンドン線と合流します。切り替え地点の南側では、ウェスト ロンドン線は第三軌条電化されており、その北側では架空です。

市内を横断するテムズリンクサービスは、ファリンドンから南へは南部地域の第三鉄道網を走り、北へは架空線を走り、ベッドフォード、ケンブリッジ、ピーターバラへ向かいます。南行きの場合はファリンドン停車中に、北行きの場合は シティ テムズリンク停車中に乗り換えが行われます。

ムーアゲートからハートフォードおよびウェリンまでの郊外サービス路線では、イースト コースト本線区間は 25 kV AC で、ドレイトン パーク鉄道駅で第三軌条への切り替えが行われます。ムーアゲート駅に通じるトンネルのサイズが小さすぎて架空電化ができなかったため、路線のトンネル区間では依然として第三軌条が使用されています。

ノースダウンズ線は、ノースダウンズサービスが独占的に使用している区間では電化されていません。

路線の電化部分は次のとおりです。

• レッドヒルからレイゲートまで –サザン鉄道の列車がレイゲートまで運行できるようになります。これにより、駅のレイアウトによりレッドヒルで列車を終点に引き返す必要がなくなります。引き返すと、ほぼすべての運行路線がブロックされてしまうためです。
• シャルフォード ジャンクションからアルダーショット サウス ジャンクションまで -サウス ウェスタン鉄道のポーツマスおよびアルダーショットの電気サービスと共有される路線。
• ウォキンガムからレディングまで - ウォータールーからのサウス・ウェスタン鉄道の電気サービスと路線を共有します。

ヘルシンキ地下鉄は750Vの直流第三軌条システムを採用している。^[15]ヴオサーリからヴオサーリ港までの区間は電化されていない。フィンランドの鉄道網に接続するのだけが目的であり、その軌間は地下鉄の軌間とわずか数ミリしか違わないからである。この路線は以前、新しい地下鉄列車を電化区間に運ぶディーゼル機関車が使用していた。

ボルドー（フランス）の新しい路面電車は、線路の中央に第三レールを備えた斬新なシステムを採用しています。第三レールは10メートル（32フィート9インチ）間隔で区切られています。+3 ⁄ 4 インチ）の長さの導体と3メートル（9フィート10+絶縁セグメントは、長さ1 ⁄ 8 インチの 2 つのセグメントで構成されています。各導電セグメントは電子回路に接続されており、セグメントが路面電車の真下に完全に収まると (列車から送信されたコード化された信号によって起動) 通電し、再び露出する前にオフになります。このシステム ( Alimentation par Sol (APS) と呼ばれ、「地面を介した電流供給」を意味します) は、市内のさまざまな場所で使用されていますが、特に歴史的中心部で使用されています。その他の地域では、路面電車は従来の架空線を使用しています (地上電力供給も参照)。2006 年夏、フランスの 2 つの新しい路面電車システムが、ネットワークの一部で APS を使用することが発表されました。これらはアンジェとランスで、両方のシステムは 2009 年から 2010 年頃にオープンする予定です。 ^{[更新が必要]}

フランスのキュロ・モダーヌ鉄道は、 1500 V 直流第三軌条で電化され、後に同じ電圧の架空線に切り替えられました。駅には最初から架空線がありました。

シャモニーとモンブラン地方を結ぶフランスの支線（サン＝ジェルヴェ＝ル＝ファイエからヴァロルシーヌまで）は第三軌条（トップコンタクト）でメートル軌間である。この支線はスイスまで続き、一部は同じ第三軌条システムで、一部は架空線となっている。

ピレネー山脈の全長63km（39マイル）のトラン・ジョーヌ線にも第三軌条が採用されています。

パリのサン・ラザール駅から出発する多くの郊外路線では、第三軌条（下部接触）給電が使用されていました。

投資コストを軽減するため、ロッテルダム地下鉄は基本的に第三軌条動力システムだが、地上線路上に建設された一部の郊外支線はライトレール（オランダ語でスネルトラム [nl]と呼ばれる）として提供されており、遮断機と信号機で保護された多数の踏切がある。これらの支線には架線がある。ランドスタッドレール計画では、ロッテルダム地下鉄の列車がハーグとホーランドへの旧幹線鉄道に沿った架線の下を走ることも求められている。

同様に、アムステルダムでは、スネルトラムの1路線が地下鉄の線路に乗り、郊外で地上線となり、そこで標準的な路面電車と線路を共有していました。アムステルダムでは、スネルトラムライトレールは第三軌条を使用し、アムステルダムの路面電車と共有されている従来の路面電車に移動すると架線に切り替わります。アムステルフェーン行きの51番線は、アムステルダム中央駅と南駅の間で地下鉄サービスを運営していました。アムステルダム南駅で、第三軌条からパンタグラフと架線に切り替えました。そこからアムステルフェーン中央駅までは、路面電車5号線と線路を共有していました。この路線のライトレール車両は、600 V DCと750 V DCの両方を使用できました。2019年3月現在、この地下鉄路線は、第三軌条と架線間の切り替えに関する問題もあって廃止されています。 51番線は、アムステルダム中央駅から南駅まで部分的に同じルートを走り、その後アムステルダム・スローテルダイク駅まで地下鉄50番線と同じルートを走る新しい地下鉄線に割り当てられています。

ニューヨーク市では、メトロノース鉄道のニューヘイブン線がグランドセントラル駅を出発し、旧ニューヨーク・セントラル鉄道の第三軌条を使用する電車を運行しているが、ペラムで架線に切り替えて旧ニューヨーク・ニューヘイブン・アンド・ハートフォード鉄道へ出ている。切り替えは「オンザフライ」（速度を上げながら）で行われ、機関士の位置から制御される。

ニューヨーク市の主要2駅、グランド・セントラル駅とペンシルベニア駅では、排気ガスによる健康被害のため、ディーゼル機関車のトンネル内での運行は許可されていない。そのため、メトロノース鉄道、ロングアイランド鉄道、アムトラックのディーゼル機関車は、駅や進入路で第三軌条の電力を利用できるデュアルモード/電気ディーゼル機関車（P32AC-DMとDM30AC ）を使用している。第三軌条で運行する場合、これらの機関車は出力が低いため、オープンエア（トンネル以外）の線路では、第三軌条の電力が利用できる場合でも、エンジンは通常ディーゼルモードで稼働する。^[要出典] ニュージャージー・トランジットは、ペンシルベニア駅への運行に、通常の電気機関車に加えてALP-45DPデュアルモード機関車も使用している。しかし、デュアルモード機関車は、ネットワークの他の多くの場所で利用できる架空電源を使用している。^[16]

ニューヨーク市（マンハッタン島の大部分）とワシントン DC では、かつて地方条例により、電化された路面電車は第 3 軌条から電流を引き、第 4 軌条に電流を戻すことが義務付けられていた。第 3 軌条は両方とも道路の下の連続した地下室に設置され、走行レール間のスロットを通過する集電装置によってアクセスされる。このようなシステムの路面電車が架空線が許可されている地域に入ると、ピットの上で停止し、そこで人が集電装置（プラウ）を外し、運転手がトロリーポールを架空線に設置した。米国では、これらの導管給電式システムはすべて廃止され、交換されるか完全に放棄された。^[要出典]

かつてのロンドンの路面電車システムの一部の区間でも、導管集電システムが使用されており、一部の路面電車車両は、架空と路面下の両方の電源から電力を収集することができました。

ボストンのMBTAブルーラインは、始点のダウンタウンからエアポート駅まで第三軌条電化を使用しており、そこからワンダーランド駅までの残りの区間では架空架線に切り替えられている。ブルーラインの最も外側のセクションは、大西洋に非常に近いところを走っており、水に近い第三軌条に雪や氷が積もる可能性が懸念されていた。ボストン港の下にある1904年のトンネルのクリアランスが狭いため、地下セクションでは架空架線は使用されていない。MBTAオレンジラインのホーカーシドレー01200シリーズ高速輸送車両（基本的にはブルーラインの0600の長いバージョン）は、最近^{[いつ? ]}メンテナンスプログラム中にパンタグラフ取り付けポイントが取り外された。これらのマウントは、オレンジラインが現在の終点より北に延長されていた場合に取り付けられたはずのパンタグラフ用に使用されていた。

二重電源供給方式は、郊外では新しい第三軌条を使用し、ダウンタウンまでは既存の高架路面電車 (トロリー) インフラストラクチャを使用する米国の一部の都市間鉄道でも使用されました。たとえば、シカゴの「L」 イエロー ライン(元々はノース ショア ラインで使用されていた線路を使用) では、ルートの西半分では架空線を使用し、ルートの東半分では第三軌条に移行しました。2004 年には、メンテナンス コストを削減し、車両との互換性を高めるために、全線が第三軌条に切り替えられました。

鉄道は、架空線と第三軌条を同時に使用して電化することができます。これは、たとえば 1940 年から 1955 年にかけてのハンブルク S バーンで行われました。最近の例としては、ベルリン近郊のビルケンヴェルダー駅があり、両側に第三軌条があり、架空線もあります。ニューヨーク市のペン駅の複合施設の大半も、両方のシステムで電化されています。 ^{[引用が必要]}

サードレールの高電圧（1000 ボルト以上）には次のようなものがあります。

• ハンブルクSバーン：1200V、1940年以降
• マンチェスター・ベリー、イギリス: 1200 V (側面接点) ( 1991 年のメトロリンクへの転換まで)
• キュロー - モダーヌ鉄道、フランス: 1500 V、1925 ～ 1976 年
• 広州地下鉄4号線と5号線：1500V
• ベイエリア高速鉄道、サンフランシスコ、1000V ^{[17] [18]}

ナチスドイツでは、高さ3,000 mm（9フィート 10インチ）の鉄道システムが採用されました。+当初計画されていたのは、 1 ⁄ 8 インチ軌間幅の鉄道でした。このブライトスプール鉄道システムでは、レールに取り付けられた特大の対空砲による架線への損傷を避けるため、第三軌条から 100 kV の電圧を取り出して電化することが検討されました。しかし、そのような高電圧を第三軌条に供給するために、レールのすぐ近くに絶縁することは不可能であるため、このような電力システムは機能しませんでした。第二次世界大戦の勃発により、プロジェクト全体はそれ以上進展しませんでした。

第三軌条電化システムは、車載バッテリーを除けば、特に都市部で専用線を使用する鉄道の列車に電力を供給する最も古い手段です。架空電力供給は当初、路面電車のような鉄道でほぼ独占的に使用されていましたが、幹線システムにも徐々に登場しました。

この電力供給方法を使用する実験的な電気列車は、ドイツのシーメンス・ハルスケ社によって開発され、1879年のベルリン産業博覧会で、走行レールの間に第三軌条を備えて展示された。初期の電気鉄道の中には、1883年に開通したブライトンのフォルクス電気鉄道のように、走行レールを電流導体として使用したものもあった。この鉄道は1886年に電力レールが追加され、現在も運行されている。ジャイアンツ・コーズウェイ・トラムウェイはこれに続き、1883年に高架の外側の第三軌条を備え、後に架線に改造された。中央の第三軌条を使用した最初の鉄道は、1885年に開通したアイルランドのベスブルック・アンド・ニューリー・トラムウェイだが、現在はジャイアンツ・コーズウェイ線と同じく廃止されている。

また、1880年代には、第三軌条システムが公共の都市交通で使用され始めた。路面電車が最初にその恩恵を受けた。路面電車は、通常はネットワークの特定の部分で、路面下の導管内の導体を使用した（導管電流収集を参照）。これは最初にクリーブランド（1884年）とデンバー（1885年）で試され、後に多くの大きな路面電車ネットワーク（例：ニューヨーク、シカゴ、ワシントンDC、ロンドン、パリ。すべて閉鎖中）とベルリン（市内の第三軌条システムは、20世紀初頭の大雪の後、廃止された）に広がった。このシステムは、英国の海辺のリゾート地ブラックプールで試されたが、砂や海水が導管に入り込んで故障を引き起こすことが判明し、電圧降下の問題が発生したため、すぐに廃止された。路面電車の線路の一部のセクションでは、今でもスロットレールが見える。

第三軌条は、1890年に開通した世界初の電気地下鉄道、シティ・アンド・サウス・ロンドン鉄道（現在はロンドン地下鉄ノーザン線の一部）に電力を供給した。1893年には、世界で2番目に第三軌条で電力供給される都市鉄道であるリバプール・オーバーヘッド鉄道がイギリスで開通した（1956年に廃止され解体された）。米国で初めて営業運転された第三軌条で電力供給される都市鉄道は1895年のメトロポリタン・ウェスト・サイド・エレベーテッドで、すぐにシカゴ・Lの一部となった。1901年、著名なアフリカ系アメリカ人の発明家であるグランビル・ウッズが、第三軌条システムに対する様々な改良案をカバーする米国特許687,098を取得した。これは、彼が電流分配の第三軌条システムを発明したと主張するために引用されている。しかし、その頃までに、トーマス・エジソンの1882年の米国特許263,132号など、電化された第三軌条システムに関する特許が数多く存在し、第三軌条は、シカゴの残りの高架鉄道やブルックリン・ラピッド・トランジット・カンパニーで使用されているものなど、米国外での開発は言うまでもなく、10年以上にわたって効果的に使用されていました。

パリでは、オルセー駅とCFパリ＝オルレアン鉄道ネットワークの残りの部分を結ぶ幹線トンネルに1900年に第三軌条が登場しました。幹線の第三軌条電化は後に一部の郊外サービスにまで拡大されました。

ウッドフォード牽引システムは、 20世紀初頭の採石場や露天掘りの産業用路面電車で使用されていました。このシステムでは、250ボルトの中央の第三軌条を使用して、遠隔操作の自走式サイドダンプカーに電力を供給していました。^{[19] [20]遠隔操作システムは}鉄道模型のように操作され、第三軌条は複数のブロックに分割されており、制御センターのスイッチで動力、惰力走行、ブレーキに設定できました。

上部接触型または重力型の第三軌条は、最も古い形式の電力収集であると思われる。危険性の少ないタイプの第三軌条の使用を先駆的に始めた鉄道は、ニューヨークのグランド・セントラル駅へのアプローチ部にあったニューヨーク・セントラル鉄道（1907年 - 第三軌条による本線電化のもう1つの例）、フィラデルフィアのマーケット・フランクフォード線（1907年）、ハンブルクのホッホバーン（1912年）で、いずれもウィルガス・スプレイグ方式としても知られる下部接触レールを使用していた。^[21]しかし、ランカシャー・アンド・ヨークシャー鉄道のマンチェスター・ベリー線は1917年に側面接触レールを試した。これらの技術が広く使用されるようになったのは、1920年代初頭と1930年代になってからで、例えばベルリンUバーン、ベルリンSバーン、モスクワ地下鉄などの大型路線で使用された。

1956年、世界初のゴムタイヤ鉄道路線であるパリ地下鉄11号線が開通しました。導体レールは、新しいタイプの線路上で台車を適切な位置に保つために必要な一対のガイドレールに進化しました。このソリューションは、1971年に札幌地下鉄南北線で改良され、中央に配置されたガイド/リターンレールと、従来の鉄道と同様に横方向に配置された1本のパワーレールが使用されました。

2004 年、路面電車の第三軌条技術はボルドーの新しいシステム(2004) に導入されました。これは完全に新しい技術です (下記参照)。

第三軌条システムは時代遅れとは見なされていない。^[要出典]しかし、都市鉄道に架空線を採用することに熱心な国（特に日本、韓国、スペイン）もある。しかし同時に、他の場所では多くの新しい第三軌条システムが構築されており、これには技術的に先進的な国（例：コペンハーゲン地下鉄、台北地下鉄、武漢地下鉄）が含まれる（現在も構築されている）。底部動力鉄道（第三軌条という用語を使用するのは限定的すぎるかもしれない）も、それが大型地下鉄（札幌地下鉄の他の2つの路線を除く）であろうと、小型ピープルムーバー（PM）であろうと、ゴムタイヤ式列車を備えたシステムで通常使用される。新しい電化鉄道システムでは、地域および長距離システムに架空を使用する傾向がある。架空システムよりも低い電圧を使用する第三軌条システムでは、依然として多くの供給ポイントが必要である。

1906 年、ライオネルの電気列車は、機関車に電力を供給するために第 3 の軌条を使用する最初の模型列車になりました。ライオネルの線路は中央に第 3 の軌条を使用し、2 つの外側の軌条は電気的に接続されています。これにより、線路がループするように配置されている場合に通常ショートが発生する 2 軌条の模型列車の問題が解決されました (ループにギャップがあっても、機関車はギャップを横切るときにショートして停止します)。ライオネルの電気列車は交流でも動作します。交流を使用するということは、極性を変更してライオネルの機関車を逆転させることができないことを意味します。代わりに、機関車は始動するたびにいくつかの状態 (前進、中立、後進など) を順番に実行します。

メルクリンの 3 レール トレインは、機関車内のリレーを逆転させるために、列車に電力を供給するために使用される電圧よりも高い電圧の短いパルスを使用します。メルクリンの線路には実際の第 3 レールはありません。代わりに、一連の短いピンが電流を供給し、エンジンの下の長い「シュー」によって取り込まれます。このシューは、常に複数のピンと接触するのに十分な長さです。これはスタッド コンタクト システムとして知られており、屋外の鉄道模型システムで使用すると特定の利点があります。スキー コレクターがスタッドをこするため、本質的に自己洗浄されます。両方の線路レールを並列でリターンに使用すると、線路の汚れによる電流中断の可能性が大幅に低くなります。

今日の多くの鉄道模型セットは、通常、Z、N、HO、または G ゲージ システムに関連付けられている 2 本のレールのみを使用しています。これらは通常、直流 (DC) で駆動され、電流の電圧と極性によって列車の DC モーターの速度と方向が制御されます。例外として、デジタル コマンド コントロール(DCC) が増えています。これは、機関車内でデコードされるデジタル信号とともに、バイポーラ DC が一定電圧でレールに送られるものです。バイポーラ DC は、複数の機関車が同じ線路上にある場合でも、コマンドとコマンド対象の機関車を示すデジタル情報を伝送します。前述の Lionel O ゲージ システムは、3 本の線路と AC 電源の実装により、今日でも人気があります。

一部の鉄道模型は、実物大の鉄道模型の第 3 レール構成をリアルに模倣していますが、ほとんどすべての鉄道模型は第 3 レールから電力を供給しません。

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• トーマス・エジソンの第三軌条特許（1882年）
• ワイヤーなしのライトレール - ボルドーの路面レベルの第三軌条を備えた新しい路面電車に関する論文 (国立アカデミーの交通研究委員会による)
• 英国の第 3/第 4 レール設計の詳細。
• モリソン・クヌーセン 1992