Điện khí hóa các tuyến đường sắt là một trong những vấn đề quan trọng nhất

Điện khí hóa các tuyến đường sắt là một trong những điều quan trọng nhất và những thay đổi mang tính chuyển đổi mà ngành đường sắt từng trải qua. Lợi ích của nó rất nhiều, bao gồm giảm chi phí vận hành và cải thiện tốc độ dịch vụ. Tuy nhiên, vốn thực hiện rất lớn và tiềm ẩn một số rủi ro. Trong lịch sử, sự kết hợp của nhiều yếu tố đã khiến việc điện khí hóa trở thành một thách thức khó thực hiện, dẫn đến kết quả là chỉ có một số tuyến đường sắt lớn triển khai nó trên quy mô lớn.

Loại điện khí hóa phổ biến nhất là thông qua đường ray điện, cung cấp dòng điện kéo cho đầu máy điện và các thiết bị khác. Những đường ray này thường được làm bằng thép có độ dẫn điện cao được bắt vít vào nhôm để cải thiện độ dẫn điện, với bề mặt hoặc nắp tiếp xúc bằng thép không gỉ để tăng độ bền. Hệ thống này được sử dụng trên Tàu điện ngầm Montreal, Tàu điện ngầm Paris, Tàu điện ngầm Santiago, Tàu điện ngầm thành phố Sapporo và các hệ thống tương tự khác, cũng như trên các đoàn tàu trung chuyển có lốp cao su như của Cơ quan Vận tải Công cộng Hồng Kông.

Ngoài các đường ray điện , một số hệ thống có đường ray thứ ba để phân phối tín hiệu điện nhằm điều khiển hoạt động của tàu. Đường ray thứ ba thường là một khối tiếp xúc kim loại riêng biệt, người điều khiển tàu có thể chuyển sang chế độ chạy điện hoặc chạy dọc. Đường ray thứ ba cũng có thể được sử dụng để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng và thông báo trên sân ga. Đường ray thường được cách nhiệt với đường ray chạy tàu, mặc dù trong một số trường hợp thì không như vậy.

Một số tuyến đường sắt điện đầu tiên được cung cấp năng lượng bởi đường ray thứ ba ở trung tâm , chẳng hạn như Đường sắt điện của Volk ở Brighton, Anh, mở cửa vào năm 1879 và Đường xe điện Giant's Causeway ở Ireland, bắt đầu hoạt động vào năm 1883. Hệ thống này cũng được sử dụng trên một số tuyến đường sắt điện đô thị ban đầu, chẳng hạn như các tuyến bề mặt của Tàu điện ngầm Luân Đôn. Một chiếc "chiếc giày" nặng được treo trên một thanh xà gắn vào giá chuyển hướng của đoàn tàu trượt qua thanh ray thứ ba để thu năng lượng, trong đó thanh ray dương có điện áp gấp đôi dây âm.

Dây điện trên cao là một dạng khác của điện khí hóa đường sắt điện , được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống đi lại ở ngoại ô và trên các hệ thống vận chuyển nhanh chóng hiện đại như Tàu điện ngầm Thành phố New York. Nó cũng được sử dụng trên một số tuyến đường sắt chở khách chính, chẳng hạn như tuyến Brooklyn, Queens và Rockaway chạy bằng điện CSX-Westinghouse của Đường sắt Long Island, có tháp điện trên cao riêng.

Khi một đoàn tàu dừng lại ở một ga, điều quan trọng là phải tránh xa đường ray thứ ba. Nó có thể mang dòng điện một chiều lên tới 650 volt, đủ để giết chết một người trong vòng 5 giây sau khi tiếp xúc. Để tránh bị điện giật, thanh ray thứ ba thường được che hoặc bảo vệ bằng tấm chắn nền, nhưng ngay cả khi tấm chắn này đã được đặt đúng vị trí, bạn vẫn có thể bị điện giật khi chạm vào thanh ray. Cách tốt nhất để tránh điều này là chạy khỏi sân ga càng nhanh càng tốt khi có tàu đang đến gần.