说说这些年的地铁“电事”
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到目前为止，接触网供电和第三轨供电都已经走过了100多年的历史。时至今日，它们仍然是传统电气化铁路，以及城市地铁、轻轨和有轨电车系统仅有的两种供电方式。
2012年12月30日，北京地铁6号线正式开始载客运营。相比于采用6节编组列车的其他线路，8节编组让每一列6号线列车的载客能力骤增1/3。不过，如果您足够细心，或许还会发现这条地铁线路的另一个亮点：它的列车顶部像铁路电力机车一样装有集电弓，从架设在隧道顶部的刚性接触网，也就是一根硬质金属条取得电能，与通过第三轨取电的其他线路判然不同。为什么6号线会如此有“个性”？这要从地铁电气化的时代说起。
电力机车与地铁“联姻”
城市地铁的历史，比电力机车要略长一些。1863年1月10日，世界上第一条地铁线路“大都会线”在英国伦敦开通。这条采用蒸汽机车牵引列车的地铁线，为缓解伦敦拥堵的交通立下了汗马功劳。它大约每15分钟一班的发车间隔，在当年已是不可思议的高效率。但蒸汽机车燃煤排出的浓烟，会对乘客健康造成极大的损害，因此这条线路不得不在沿途开启若干个排风口，以免隧道和车站里乌烟瘴气。
几乎与此同时，以电能驱动交通工具做长途旅行，也成为科学界的研究热点之一。1879年，德国人维尔纳·冯·西门子制成了世界上第一台电力机车。它只有945公斤，体积比今天的微型面包车还小得多，可以拉动3个各装有6个座椅的“车厢”，在长约300米、轨距1000毫米的椭圆形闭合轨道上运行。这个被全世界公认为铁路电力机车，乃至地铁列车和有轨电车“祖师爷”的简陋交通工具，其动力来自行车轨道中间铺设的第三轨。装在车底的取电装置“集电靴”，可以从第三轨上源源不断地取得150伏的直流电。这就是第三轨取电技术在科学史上的首次亮相。两年以后，一条2.45公里长，基于这种供电技术的实验性电气化铁路，在柏林附近的里希特菲尔德建成。
同样是在1881年，以接触网和集电弓形式供电的轨道交通车辆也在法国诞生。1885年，这一系统也进入实际应用阶段，为英国伦敦的有轨电车所用，与西门子的发明平分秋色。
随着电气化铁路技术逐渐成熟，城市地铁也找到了新的动力来源。1890年，伦敦建成了第一条电气化地铁线路“都市与南伦敦线”，并在1905年陆续完成了各条旧线路的电气化改造工作。这些线路无一例外使用了第三轨供电的模式，列车通过集电靴取电。
而在欧洲大陆，第一个拥有电气化地铁的城市是布达佩斯。1896年，为纪念匈牙利人定居布达佩斯1000周年，5公里长、设有11个站点的地铁“黄线”（1号线）作为献礼工程建成通车。用今天的标准来看，这条100多年前的地铁有些像被挪到地下的有轨电车，运力颇为有限。而且，就像人们熟悉的有轨电车一样，它是世界上第一个采用接触网供电的地铁系统。
京津沪的不同选择
到了20世纪，世界各地越来越多的城市开始修建地铁。这两种不同的供电系统也扩展到全世界，平分秋色。
1965年，中国第一个地铁系统在北京开工。这是一项兼顾城市交通的战备工程，旨在预防可能的军事入侵与核战争。1969年国庆节，连接西郊和北京火车站的地铁线路建成通车。
在北京开始建设地铁的年代，建设成本、工期和可靠性成为选择供电系统的主要影响因素。相比于接触网，第三轨的安装工艺相对简单，集电靴对第三轨的磨损也很小，而且第三轨就设在轨道旁边，断电之后，工作人员只需沿轨道步行即可维护。可以说，从安装和维护两方面来看，北京地铁采用第三轨不仅可以节约成本，而且能让地铁系统保持可靠。再加上当时北京地铁主要参照莫斯科、东柏林等城市的地铁系统采用第三轨供电，因而第三轨就成了北京的选择。
在北京之后，天津在1970年开始兴建地铁。最初作为战备工程设计的天津地铁也使用了第三轨供电。当进入1990年，上海成为中国大陆第三个开始兴建地铁的城市。此时，国际局势已经趋于缓和，因而缓解交通拥堵取代了战备，成为地铁系统的主要任务。因此，上海地铁选择了地铁列车中最宽的A型车，采用6节编组，并为扩展成8节编组预留了车站空间。
上海地铁对大编组和高载客量的追求，使接触网供电系统的优势开始显现出来。第三轨供电无法承受太高的电压，因为它距离行车轨道很近，如果电压过高很容易导致两者间的空气被电离，形成电弧。接触网则可以允许更高的电压，从而在电流不变的情况下，使列车可以发挥出更大的功率，并且因为高压输电而节省能源。此外，如果地铁列车在满载时发生故障，带有高压电的第三轨很容易成为乘客逃生的障碍。于是，从提升运能的角度出发，上海地铁选择了接触网供电。
未来趋势：一山容二虎
到目前为止，接触网供电和第三轨供电都已经走过了100多年的历史。时至今日，它们仍然是传统电气化铁路，以及城市地铁、轻轨和有轨电车系统仅有的两种供电方式。
在一个多世纪的时间里，这两种供电方式也在不断地进步。在使用第三轨供电的地铁系统中，以电阻较小的钢铝复合轨取代老式低碳钢轨正成为趋势，改进的集电靴也使列车可以承受的速度稍有提高。而接触网也分化成弹性和刚性两大体系，分别适用于露天、隧道等不同的场合。尺有所短，寸有所长。目前看来，接触网和第三轨这两种供电方式，就技术本身而言无所谓孰优孰劣，成本和服务环境则是主要的筛选标准。在这方面，新近问世的上海地铁16号线列车或许最有发言权。
从龙阳路到滴水湖风景区的16号线，有相当一部分路段临近东海，因而成为上海地铁中唯一一条以第三轨供电的线路。这样设计也是考虑到台风和冻雨等极端天气对线路的影响。上海地铁目前使用的弹性接触网在狂风中极为脆弱，位于海边的线路就更是如此。不过，16号线的列车也安装了作为备份的集电弓，一旦其他线路运力紧张，就可以转换供电模式成为加车。在实用性面前，两种供电模式终于达成了妥协。