تجميع التيار في القناة

نظام تجميع التيار عبر الأنابيب هو نظام قديم كان يُستخدم في بعض خطوط الترام الكهربائية لتمرير التيار إلى عربات الترام عبر "أنبوب"، وهو عبارة عن نفق صغير تحت الطريق. أما الأنظمة الحديثة فتُصنف ضمن مصطلح إمداد الطاقة على مستوى الأرض .

يتألف النظام بشكل أساسي من قناة محفورة تحت الطريق؛ توضع القناة إما بين قضبان السكة، على غرار كابلات عربات التلفريك ، ^{[ 3 ]} أو أسفل أحد القضبان؛ وتتصل العربة بـ"محراث" يمر عبر القناة وينقل الطاقة من سكتين كهربائيتين على جانبي القناة إلى محرك العربة الكهربائي. ^{[ 4 ]} وكان يتم تركيب المحاريث وفصلها يدويًا عن العربات عند تغيير خطوط السكك الحديدية. ^{[ 3 ]}

أثبتت أنظمة تجميع التيار عبر المواسير أنها أكثر تكلفة وتعقيدًا وعرضة للمشاكل من الأسلاك العلوية. وعندما انتشرت خطوط السكك الحديدية الكهربائية في الشوارع، اقتصر استخدام المواسير على المدن التي لم تسمح باستخدام الأسلاك العلوية، بما في ذلك لندن وباريس وبرلين ومرسيليا وفيينا وبودابست وبراغ ومانهاتن وواشنطن العاصمة . [ 5 ^{] وظل} نظاما المواسير في بوردو وواشنطن آخر الأنظمة العاملة حتى تم إيقاف تشغيلهما في ^عامي 1958 ^{[ 6 ]} و 1962 ^{[ 2 ]} على التوالي .

لعقود طويلة، لم يُعاد استخدام أنظمة "التزويد بالطاقة بدون أسلاك علوية"، مثل نظام تجميع التيار عبر الأنابيب، لعدم استيفائها معايير السلامة الحديثة. ^{[ 6 ]} تستخدم الأنظمة الحديثة، المسماة بأنظمة التزويد بالطاقة الأرضية ، سكة مجزأة مستوية مع سطح الطريق بدلاً من الأنابيب، ولا يتم تزويد أجزاء السكة بالطاقة إلا عند مرور مركبة مناسبة فوقها. كان نظام Alstom APS أول نظام تجاري حديث للتزويد بالطاقة الأرضية، وقد تم تركيبه تجاريًا لأول مرة في بوردو . ^{[ 7 ] [ 8 ]} لم تُسجل الحكومة الفرنسية أي حوادث صعق بالكهرباء أو حوادث كهربة على أي خط ترام في فرنسا منذ عام 2003 ^{[ 9 ]} وحتى 31 ديسمبر 2021. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

في عام 1885، كانت بلاكبول من أوائل الأماكن التي استخدمت نظام تجميع التيار الكهربائي عبر الأنابيب. ^{[ 12 ]} وفي العام نفسه، قامت دنفر، كولورادو ، ثاني مدينة في العالم تُشغّل خط سكة حديد كهربائي ، بتركيب هذا النظام أيضاً. وتم استبدال هذا النظام الضخم بعد ثلاث سنوات.

في عام 1885 أيضًا، استُخدم نظام أنابيب كهربائية في أول خط ترام كهربائي في بريطانيا، في منتجع بلاكبول الساحلي . استُبدلت الأنابيب بنظام كهربائي علوي، نظرًا لتسرب الرمال والمياه المالحة إليها وتسببها في أعطال، بالإضافة إلى مشكلة انخفاض الجهد. ومع ذلك، لا يزال الخط قائمًا حتى اليوم كجزء من ترام بلاكبول ، ولا تزال بعض أجزاء السكة تحتفظ بفتحة الأنابيب حتى أعمال التجديد في عام 2012. كما لا تزال العربة رقم 4 من خط الأنابيب الأصلي موجودة، وهي محفوظة في متحف الترام الوطني في كريتش ، ديربيشاير . ^{[ 13 ]}

شهدت مدينة نيويورك أكبر تركيب لعربات الترام المجهزة بأنابيب، وذلك بسبب حظر استخدام الأسلاك العلوية في جزيرة مانهاتن ، على الرغم من أن بعض خطوط الترام القادمة من برونكس كانت تدخل المناطق الشمالية من مانهاتن باستخدام الأسلاك العلوية. كما دخلت خطوط الترام القادمة من بروكلين وكوينز مانهاتن باستخدام الأسلاك، لكنها لم تسلك شوارع المدينة. وكان السبب الرئيسي لاعتماد أنظمة الأنابيب في البداية هو لأسباب جمالية، كبديل للأسلاك العلوية التي كانت تُعتبر في كثير من الأحيان مشوهة للمنظر.

انخفضت تكلفة إنشاء خطوط الكابلات في نيويورك حيثما أمكن تحويل غرف الكابلات من خطوط الترام المعلقة المتوقفة عن العمل. أما التكلفة الباهظة لبناء خطوط جديدة فقد منحت نيويورك ميزة امتلاكها أحد آخر خطوط الترام التي تجرها الخيول في البلاد: خط شارع بليكر ، الذي استمر تشغيله حتى عام 1917.

في بعض الصور القديمة، يمكن رؤية فتحتين بين القضبان. في مدينة نيويورك، كانت إحدى الفتحتين تُستخدم أحيانًا لخط الكابلات والأخرى للسيارات الكهربائية. وفي بعض الأحيان، كان خطان متنافسان يتشاركان مسارًا واحدًا، ولكل منهما فتحة مستقلة لعرباتهما. في لندن ، كانت تُستخدم فتحتان أحيانًا على امتداد مسار واحد في طريق ضيق، بحيث تستخدم السيارات في كل اتجاه مسارين منفصلين. يُعرف هذا النوع من المسارات باسم مسار القناة المزدوجة، وقد وُجدت أمثلة عليه في طريق يورك، واندزورث، وشارع لندن، غرينتش. ^{[ 14 ]}

في مدينة نيويورك، كان جسر كوينزبورو بين مانهاتن وكوينز مزودًا بمسارات خارجية مزودة بقنوات لعربات مانهاتن بالإضافة إلى الأسلاك العلوية. سمحت هذه القنوات بوصول العربات إلى محطة كوينز بلازا دون الحاجة إلى إزالة المحراث ورفع الأعمدة. وفي السنوات اللاحقة، أُزيلت القنوات ولم يتبق سوى أسلاك الترام.

في لندن، أجرت هيئة ترامواي مجلس مقاطعة لندن تجربةً على نظام الأنابيب الجانبية ، حيث وُضعت الأنابيب في أحد القضبان الجانبية. وقد جُرّب هذا النظام على طول طريق كينغزلاند بين طريق بنتلي وساحة باسينغ في هوكستون ، إلا أن ضغوط وزن العربات أضعفت الأنابيب، لذا لم يُجرّب في أماكن أخرى. ^{[ 14 ]}

في وسط بروكسل، تم تزويد بعض خطوط الترام بقنوات، وتم تحويل آخرها إلى نظام التشغيل العلوي خلال الحرب العالمية الثانية .

التركيبات الهجينة

كانت واشنطن العاصمة تمتلك شبكة واسعة من خطوط المواسير لتجنب الأسلاك، وفقًا لقانون صدر عام 1889. استخدمت بعض الخطوط أسلاكًا علوية عند اقترابها من المناطق الريفية أو الضواحي . امتد آخر خط من هذا النوع إلى كابين جون، ميريلاند . كان مُجمِّع التيار الكهربائي، المعروف باسم "المحراث"، مُثبَّتًا أسفل العربة على وصلة أمام العربة الخلفية مباشرةً في عربات الترام من نوع PCC . كان يحتوي على كابلين بموصلات أنثوية للتوصيل بكابلات مماثلة في النظام الكهربائي للعربة. كان يُعيَّن عامل عند كل نقطة تحويل من الأسلاك العلوية للترام إلى المواسير لإزالة وصلات الكابلات من العربة وتخزين المحراث، الذي لم يكن يبقى مع العربة، بل يُعاد تركيبه في عربة قادمة تعمل على الأسلاك العلوية. كان الجزء السفلي من "لوحة" المحراث يُسحب بواسطة العربة المتحركة داخل تجويف المواسير. وبسبب هذا الاستخدام، كانت العديد من عربات الترام في واشنطن مزودة بأعمدة ترام ، تُخفَّض أثناء تشغيلها في الجزء المركزي من المدينة. عندما تصل العربات إلى نقطة التحول إلى التشغيل العلوي، تتوقف فوق حفرة مخصصة لفكّ الثلج ، حيث تُفصل محاريث الأنابيب وتُرفع أعمدة العربة، وتُجرى العملية العكسية في الرحلات القادمة. وكلمة "حفرة" هنا تعني ما يُشابه حفر حلبات السباق، وليس انخفاضًا في الطريق.

في المملكة المتحدة، كانت لندن تمتلك شبكة ترام هجينة ذات طابقين: حيث استُخدمت الأسلاك العلوية في الأجزاء الخارجية وأنابيب التوصيل في الوسط. عند التحويل من أنابيب التوصيل إلى الأسلاك العلوية، في حفرة التحويل، كانت العملية آلية إلى حد كبير. كان الموصل يضع عمود العربة على السلك، ومع تحرك الترام للأمام، ينحرف مسار أنابيب التوصيل جانبًا إلى خارج مسار السير، مما يؤدي إلى إخراج المحراث تلقائيًا - وكان يُقال إن الترام "يُطلق المحراث". أما عند التحويل من الأسلاك العلوية إلى أنابيب التوصيل، فكانت العملية أكثر تعقيدًا بعض الشيء. كان الترام يتوقف بجانب عامل الحراثة، الذي كان يُدخل شوكة محراث ذات شعبتين فوق المحراث في جزء قصير من أنبوب توصيل غير مُكهرب وفي مسار المحراث أسفل وسط الترام. ومع تقدم الترام للأمام، كان مسار أنابيب التوصيل يتحرك أسفل الترام، حاملًا المحراث إلى موضعه. ^{[ 15 ]} قام الموصل بإنزال عمود العربة وتخزينه. كانت مهمة عامل المحراث تتطلب مهارة عالية، لأنه إذا لم يضع شوكة المحراث في مكانها الصحيح، فقد تعلق هي أو المحراث في قناة المحراث، مما يتسبب في تأخيرات طويلة. تطلبت بعض تصميمات الترام وضع حامل إضافي مع المحراث، وكثيراً ما تسبب ذلك في مشاكل لعمال المحراث غير المعتادين على هذا التصميم (خاصةً إذا تم تحويل مسار الترام عن مساره المعتاد).

تم وضع مسار قناة جديد في عام 1951 لمهرجان بريطانيا، الذي أحيا ذكرى المعرض الكبير لعام 1851. تم سحب آخر ترام في يونيو 1952 وتم إزالة جميع المسارات تقريبًا بحلول السبعينيات، على الرغم من أنه لا يزال من الممكن رؤية جزء قصير عند مدخل نفق ترام كينغزواي السابق .

• مقالات مصورة عن قنوات لندن ومترو أنفاق كينغزواي.
• معلومات وصور وبعض المقاطع الصوتية حول نظام إمداد الطاقة على مستوى الأرض المستخدم حاليًا في بوردو، فرنسا.