Kas yra elektrifikuotas geležinkelis

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Padidėjęs gabenamų krovinių kiekis ir traukinių eismo intensyvumas pagrindiniais transporto maršrutais lėmė elektrifikuotų geležinkelių atsiradimą. Tokius objektus gana sunku techniškai įgyvendinti. Skirtingai nuo pirmųjų elektrifikuotų geležinkelių, šiuolaikiniai greitkeliai yra sudėtingi infrastruktūros objektai inžineriniu požiūriu ir atlieka daug svarbių užduočių gyventojams ir valstybės ekonomikai. Šiame straipsnyje aprašoma elektrinio geležinkelių transporto atsiradimo ir raidos istorija, pateikiamos pagrindinės pastočių sistemos ir lokomotyvų parko techninės charakteristikos bei idėja.

Ankstyvoji elektrifikuoto geležinkelio istorija

Pirmasis elektrinis lokomotyvas istorijoje atsidūrė pasaulinio garso vokiečių išradėjui ir verslininkuiWerneris Siemensas. Šis pavyzdys visam pasauliui pristatytas 1879 m. gegužės 31 d. Berlyne vykusioje pramonės ir mokslo pasiekimų parodoje. Specialiai elektrinio lokomotyvo galimybėms pademonstruoti buvo nutiestas elektrifikuotas geležinkelis su kontaktiniu tinklu. Šio eksperimentinio tako ilgis siekė kiek daugiau nei 300 metrų. Įrenginys, kuris buvo demonstruojamas visuomenei, vargu ar gali būti priskirtas lokomotyvams pagal šiuolaikinius standartus. Greičiau tai buvo jo modelis. Transporto priemonė svėrė vos 250 kilogramų, turėjo trijų arklio galių galią ir galėjo pasiekti ne didesnį nei 7 kilometrų per valandą greitį. Įtampai tiekti buvo naudojamas papildomas bėgis. Riedmenis sudarė trys vagonai. Iš viso jose tilps ne daugiau kaip 18 žmonių.

Ši naujovė sulaukė didelio verslo atstovų susidomėjimo. Jau tais pačiais 1879 m. buvo nutiestas 2 kilometrų kelias darbininkams ir žaliavoms pristatyti į vienos iš Prancūzijos drabužių gamyklų teritoriją.

Todėl iš pradžių elektrinis geležinkelių transportas buvo naudojamas pramonės įmonėse ir keleiviams vežti miesto viduje (tramvajaus linijos). Tačiau jau po kelerių metų atsidaro eismas maršrutu Likterfelžas – Berlynas. Raudonojo kaspino perkirpimo ceremonija įvyko 1881 m. gegužės 16 d.

Sovietų Rusijos ir SSRS geležinkelių elektrifikavimas

Carinėje Rusijoje nebuvo skiriamas deramas dėmesys elektrinio geležinkelio plėtraitransporto. Didžiuosiuose miestuose buvo nutiestos tramvajaus linijos. Pagrindinės geležinkelio linijos, jungiančios didžiausius imperijos miestus, nebuvo elektrifikuotos. 1880 m. mokslininkas, vardu Pirotskis, elektros pagalba sugebėjo perkelti sunkų geležinkelio vagoną iš savo vietos. Tačiau šis eksperimentas niekam neįdomus. Tik atėjus sovietų valdžiai prasidėjo diskusijos apie šios pramonės plėtros perspektyvas. Tuo metu elektriniai lokomotyvai buvo aktyviai pristatyti daugumoje pasaulio šalių. Elektrifikuoti geležinkeliai buvo tiesiog gyvybiškai svarbūs plėtrai. Jau 1921 metais buvo patvirtintas strateginis visų šalies teritorijų elektrifikavimo planas. Pagal paskelbtą planą elektrifikuotų geležinkelių kontaktinis tinklas turėjo nusidriekti virš svarbiausių greitkelių, jungiančių didelius pramonės regionus ir miestus.

Jau 1926 metais buvo pradėta eksploatuoti dvidešimties kilometrų kelio atkarpa su kontaktiniu elektros tinklu. Jis sujungė Azerbaidžano SSR sostinę su Surakhanio naftos telkiniais. Šiame skyriuje buvo naudojama 1200 voltų nuolatinė srovė. 1929 m. buvo pažymėti iškilmingu pirmojo elektrinio traukinio iš Maskvos į Mitiščius paleidimu. Šie įvykiai, be perdėto, pažymėjo naujos eros mūsų šalies raidos ir industrializacijos istorijoje pradžią.

Po kelių dešimtmečių pastovią srovę pakeičia kintamoji srovė. 1955 m. gruodžio 19 d. pradėtas eksploatuoti geležinkelio ruožas Michailovas-Ožerelija. Jo ilgis – 85 kilometrai. Šios atkarpos lokomotyvai buvo varomi kintamąja srovepramoninis dažnis (50 Hertz), kurio įtampa yra 22 000 voltų. Po metų kontaktinės elektros linijos buvo pratęstos iki stoties Pavelets 1. Taigi bendras šio maršruto ilgis buvo apie 140 kilometrų.

Bendra informacija apie Rusijos geležinkelį

Rusijos Federacijos geležinkelis yra didžiulis organizmas. Jis padalintas į 17 atskirų skyrių. Naujausiais duomenimis, bendras eksploatuojamų kelių ilgis siekia 86 tūkstančius kilometrų. Tuo pačiu metu elektrifikuotų geležinkelių ilgis yra šiek tiek daugiau nei pusė šios vertės (51%). Ne kiekviena šalis gali pasigirti tokiu rodikliu. Pažymėtina, kad elektrifikuotų geležinkelių dalis Rusijoje sudaro daugiau nei aštuoniasdešimt procentų viso krovinių ir keleivių srauto. Tai visai suprantama. Juk visų pirma labai apkrauti transporto greitkeliai elektrifikuojami. Be to, elektrifikuoti kelius, kuriuose eismas mažas, ekonomiškai nenaudinga ir bus patirta nuostolių. Tokie rodikliai gali būti pasiekti tik bendru visų žmonių darbu. Tuo pačiu metu būtina turėti labai išvystytą mechaninę inžineriją ir prietaisų gamybą, išvystytą elektros pramonę ir mokslinį potencialą.

Bendras elektrifikuotų geležinkelio ruožų ilgis mūsų šalyje yra apie 43 tūkst. Tuo pačiu metu nuolatine srove maitinama 18 tūkstančių kilometrų. Atitinkamai, likę 25 tūkstančiai kilometrų važiuojama kintama srove.

Elektrifikavimo privalumai

Atsižvelgiant į daugybę elektrifikuotų geležinkelių privalumų ir trūkumų, visi trūkumai tiesiog prarandami. Pirma, kenksmingų išmetamųjų teršalų kiekis yra daug mažesnis nei iš dyzelinių lokomotyvų. Tai turi teigiamą poveikį aplinkai. Antra, elektrinio lokomotyvo efektyvumas yra daug didesnis. Taigi sumažėja prekių gabenimo išlaidos.

Be kita ko, elektrifikuoti geležinkeliai išsprendžia pramonės įmonių ir gyvenviečių, esančių palei geležinkelio liniją ir netoli nuo jos, aprūpinimo elektros energija problemą. Remiantis 1975 metų statistika, daugiau nei pusė visos SSRS geležinkelių kontaktinio tinklo elektros energijos buvo išleista šių į transporto infrastruktūrą neįtrauktų objektų maitinimui.

Ir tai nėra baigtinis privalumų sąrašas. Taip pat reikia pasakyti, kad elektrifikuotas geležinkelis turi daug didesnį pralaidumą, patikimumą ir leidžia sukurti patogias sąlygas keleiviams vežti.

Traukos pastotės: bendrosios sąvokos

Jei supaprastinsime iki minimumo, tada traukos pastotei galima suteikti tokį apibrėžimą: įrenginys, skirtas elektros paskirstymui ir konvertavimui. Kitaip tariant, traukos pastotė yra žeminamasis transformatorius. Jei lokomotyvas dirba nuolatine srove, pastotė veikia kaip lygintuvas. TinklamsElektrifikuotų kintamosios srovės kelių, traukos pastotes būtina įrengti 50–80 kilometrų atstumu visoje trasos atkarpoje. Pereinant prie nuolatinės srovės, pastotes reikia statyti kas 15-20 kilometrų. Kai kuriais išskirtiniais atvejais šis atstumas gali būti sumažintas iki 5 kilometrų (ypač judriuose greitkeliuose).

Metro naudoja specialaus tipo traukos pastotes. Šio tipo įrenginiai nekeičia kintamosios srovės į nuolatinę, o tik sumažina nuolatinės srovės įtampą.

Traukos pastočių blokų projektavimas

Traukos pastočių blokai yra elementų, skydų ir spintų kompleksas. Šie elementai montuojami ant rėmų ir sujungiami laidų tinklu (ir maitinimo, ir valdymo laidais).

Yra dviejų tipų blokai. Vienuose blokuose visi elementai montuojami ant rėmo, kituose kiekvienas elementas dedamas į sandarų indą. Pirmojo tipo blokeliai skirti montuoti pastatuose. Antrojo tipo blokai įrengti palei geležinkelio liniją po atviru dangumi.

Susisiekite su tinklu

Kontaktų tinklas yra labai sudėtinga inžinerinė struktūra. Jį sudaro daugybė elementų: pati viela, kabelis (nešiklis), elektros perdavimo stulpai, standūs ir lankstūs skersiniai… Pakabai keliami labai griežti reikalavimai. Jei jis jų neatitinka, tada srovė bus imama su pertraukomis, o tai neleis lokomotyvui veikti įprastu režimu ir gali sukelti avarinę situaciją. Griežtai reguliuojamas aukštis ir įtempimo jėgalaidai, didžiausias leistinas kreivumas, tarpatramiai ir pan. Mūsų šalyje lokomotyvai dirba tiek nuolatine, tiek kintamąja srove. Tai, žinoma, šiek tiek apsunkina elektrifikuotų geležinkelių energijos tiekimą. Kiekviena iš šių sistemų turi savų privalumų ir trūkumų.

Paprasto kontaktinio tinklo statyba

Tiesą sakant, paprasta kontaktinė pakaba yra viela, pritvirtinta prie atramų. Atstumas tarp šių atramų paprastai yra 30-40 metrų. Tokia konstrukcija priimtina tik kelių ruožuose, kuriuose greitas eismas neleidžiamas (tiltuose, tuneliuose), taip pat troleibusų ir tramvajų elektros linijose.

Nuolatinės srovės kontaktinio tinklo privalumai

Palyginti su kintamosios srovės kontaktiniu tinklu, nuolatinės srovės kontaktinis tinklas turi daug privalumų. Tarp jų ypač svarbu atšaukti galimybę jį naudoti gana paprastos konstrukcijos ir mažo svorio lokomotyvams. Be to, tokiose sistemose neturi įtakos kontaktiniam tinklui tiekiama įtampa. Svarbiausias pranašumas yra aukštesnis eksploatavimo saugos lygis, palyginti su kintamosios srovės sistemomis.

Nuolatinės srovės kontaktinio tinklo trūkumai

Pagrindinis tokių elektrifikuotų geležinkelių maitinimo sistemų trūkumas yra didelė jų kaina. Juk jų konstrukcijai reikia sudėtingesnės ir brangesnės pakabos. Varinė traukimo vielaturi daug didesnį skerspjūvį, o tai taip pat žymiai padidina projekto kainą. Svarbus trūkumas yra gana nereikšmingas atstumas tarp elektrifikuotų geležinkelių traukos pastočių, palyginti su kontaktiniais tinklais kintama srove. Vidutiniškai jis svyruoja nuo 15 (vietovėse, kuriose vyksta didžiausias traukinių eismas) iki 20 kilometrų. Be kita ko, nuolatinės srovės sukelia vadinamųjų svyruojančių srovių atsiradimą, dėl kurių plieninės konstrukcijos ir atramos greitai sunaikinamos korozijos metu.

Maitinimo sistemas aptarnaujančio personalo mokymo reikalavimai

Prieš leidžiant darbuotojui remontuoti ir prižiūrėti elektrifikuoto geležinkelio perdavimo linijas, jis turi būti specialiai apmokytas. Ir tai galioja ne tik tiesiogiai su elektros dalimi dirbantiems žmonėms, bet ir š altkalviams bei montuotojams, aptarnaujantiems visą perdavimo linijų konstrukciją ir jų atramas. Visi darbuotojai privalo išlaikyti žinių patikrinimą ir patvirtinti savo kvalifikacijos lygį.

Išvada

Elektrifikuotų geležinkelių atsiradimas pažymėjo spartų pramonės augimą dėl intensyvėjančio eismo ir išaugusios krovinių apyvartos. Atsirado galimybė gerokai padidinti vienu lokomotyvu vežamų krovinių masę.

Be to, ji išsprendė daugybę problemų. Taigi įprasti dyzeliniai lokomotyvai dažnai sugenda esant žemai temperatūrai. Elektrinis lokomotyvas veikia patikimai bet kokiomis oro sąlygomis. Tai savo ruožtu sudarė prielaidas aktyviai vystytis mūsų šalies šiauriniams ir Tolimųjų Rytų regionams.