ทำไมรถไฟฟ้าบางระบบจ่ายไฟจากรางที่สาม แต่บางระบบใช้สายไฟเหนือหัว?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ยืนรอรถไฟฟ้าแล้วเงยดูเพดาน บางสายมีสายไฟพาดยาวเหนือขบวน แต่อีกสายกลับไม่มี ทั้งที่รถก็วิ่งด้วยไฟฟ้าเหมือนกัน ความต่างอยู่ที่วิธีส่งกระแสเข้ารถ

บางเส้นทางลอดอุโมงค์ บางช่วงวิ่งกลางแจ้ง ทำให้พื้นที่ติดตั้งอุปกรณ์ต่างกัน รถแบบหนึ่งรับไฟจากตัวนำข้างราง อีกแบบแตะสายที่ขึงเหนือหัว ก่อนส่งกระแสไปยังมอเตอร์

โดยทั่วไป รางที่สามเหมาะกับเส้นทางเมืองที่พื้นที่เหนือรถจำกัด ส่วนสายเหนือหัวส่งไฟแรงดันสูงไปได้ไกล แต่การเลือกยังขึ้นกับรูปทางและวิธีเดินรถ

“รางที่สาม” เป็นตัวนำไฟฟ้าข้างหรือระหว่างรางหลัก ตัวรับกระแสใต้โบกี้สัมผัสตัวนำนี้ ส่วนรางวิ่งเป็นทางกลับของกระแส กรมการขนส่งทางรางยก BTS และ MRT สายสีน้ำเงินกับสีม่วงเป็นตัวอย่างระบบ 750 โวลต์กระแสตรงในข้อมูลที่เผยแพร่เมื่อปี 2020

เมื่อไม่ต้องมีเสาและสายเหนือขบวน ระบบนี้จึงเหมาะกับทางเมืองหรืออุโมงค์ที่มีช่องว่างด้านบนจำกัด แต่ต้องออกแบบฉนวนและควบคุมการเข้าถึงเขตราง เพราะตัวนำไฟฟ้าอยู่ใกล้พื้นและแนวทางเดินซ่อมบำรุง

สายเหนือหัวใช้แหนบบนหลังคารถสัมผัสสายไฟ กรมฯ ยก Airport Rail Link เป็นตัวอย่างไฟฟ้ากระแสสลับ 25,000 โวลต์ ส่วน Network Rail ระบุว่าระบบอังกฤษใช้แรงดันเดียวกัน เมื่อส่งกำลังเท่ากัน แรงดันที่สูงขึ้นทำให้ใช้กระแสน้อยลงและลดการสูญเสียตามสาย

ข้อแลกเปลี่ยนคือเสาและสายต้องมีช่องว่างเหนือรถ Network Rail ระบุว่าบางสะพานเตี้ยเกินไปจนต้องปรับ และตำแหน่งเสาขึ้นกับแนวทางกับความเร็ว

ตัวเลขความเร็วยังทับซ้อนกัน เอกสารกรมฯ ปี 2020 ยก 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมงขึ้นไปสำหรับสายเหนือหัวระยะไกล และระบุว่ารางที่สามรองรับได้ถึง 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จึงเป็นแนวทาง ไม่ใช่เส้นแบ่งตายตัว เอกสารเดียวกันระบุสถานีไฟฟ้าย่อยห่างราว 3 ถึง 10 กิโลเมตรสำหรับรางที่สาม และ 30 ถึง 60 กิโลเมตรสำหรับสายเหนือหัว โดยขึ้นกับรูปแบบระบบ

การเลือกจึงเริ่มตั้งแต่แนวอุโมงค์ สะพาน และช่องว่างเหนือรถ ไปจนถึงตำแหน่งสถานีไฟฟ้าย่อยตามเส้นทาง