GOST kontaktna mreža željeznice. Kontaktirajte mrežni uređaj. Bitni elementi. Tramvajske kontaktne mreže

Skup uređaja za prijenos električne energije od vučnih trafostanica do EES-a preko odvodnika struje. Kontaktna mreža dio je vučne mreže i za elektrificirani željeznički promet obično služi kao njezina faza (za izmjeničnu struju) ili pol (za istosmjernu struju); druga faza (ili pol) je željeznička mreža.
Kontaktna mreža može biti izvedena kontaktnom tračnicom ili kontaktnom mrežom. Ruski inženjer F. A. Pirotsky prvi je 1876. godine upotrijebio tračnice za prijenos električne energije do vagona u pokretu. Prva kontaktna mreža pojavila se 1881. u Njemačkoj.
Glavni elementi kontaktne mreže s lančanim ovjesom (često se naziva i nadzemni) su vodovi kontaktne mreže (kontaktna žica, nosivi kabel, armaturna žica itd.), nosači, nosivi uređaji (konzole, fleksibilne prečke i krute prečke) i izolatori. Kontaktne mreže s kontaktnim ovjesima klasificiraju se: prema vrsti elektrificiranog prometa za koji je kontaktna mreža namijenjena - magistralni, uključujući brzi, željeznički, tramvajski i kamenolomski promet, podzemni rudarski promet itd.; prema vrsti struje i nazivnom naponu EPS-a koji se napaja iz kontaktne mreže; o postavljanju kontaktnog ovjesa u odnosu na os tračnice - za središnji (magistralni željeznički promet) ili bočni (industrijski promet) odvod struje; po vrstama kontaktnog ovjesa - kontaktne mreže s jednostavnim, lančanim ili posebnim ovjesom; prema značajkama izvedbe - kontaktne mreže pozornica, postaja, za umjetnost, strukture.
Za razliku od ostalih uređaja za napajanje, kontaktna mreža nema rezervu. Stoga se postavljaju povećani zahtjevi na pouzdanost kontaktne mreže, s obzirom na što se provodi projektiranje, izgradnja i montaža, održavanje kontaktne mreže i popravak kontaktne mreže.
Odabir ukupne površine poprečnog presjeka žica kontaktne mreže obično se provodi pri projektiranju sustava napajanja za vuču. Sva ostala pitanja rješavaju se pomoću teorije kontaktnih mreža, neovisne znanstvene discipline, čije je formiranje uvelike olakšano radom Sov. znanstvenik I.I. Vlasov. Problemi projektiranja nadzemne kontaktne mreže temelje se na: izboru broja i razreda njegovih žica u skladu s rezultatima proračuna sustava napajanja vuče, kao i proračunu vuče, izboru vrste kontaktnog ovjesa u skladu s s maksimalnom brzinom kretanja EPS-a i drugim uvjetima sakupljanja struje; određivanje duljine raspona (uglavnom na temelju uvjeta osiguranja njegove otpornosti na vjetar); izbor vrsta oslonaca i potpornih naprava za hvatanje i postaje; razvoj dizajna kontaktnih mreža u umjetnosti i strukturama; postavljanje oslonaca i izrada planova kontaktne mreže stanica i stupnjeva uz koordinaciju cik-cak žica i vodeći računa o izvedbi zračnih sklopki i elemenata sekcioniranja kontaktne mreže (izolacijski spojevi sidrenih sekcija, sekcijski izolatori i rastavljači) . Prilikom odabira načina izgradnje i postavljanja kontaktne mreže tijekom elektrifikacije željeznica nastojimo osigurati što manji utjecaj na prijevozni proces uz bezuvjetno osiguranje Visoka kvaliteta djela
Glavna proizvodna poduzeća za izgradnju nadzemnih kontaktnih mreža su građevinski i montažni vlakovi i elektroinstalacijski vlakovi. Organizacija i načini održavanja i popravka kontaktne mreže odabiru se iz uvjeta za osiguranje navedenog visoka razina pouzdanost kontaktne mreže uz najmanje troškove rada i materijala, sigurnost rada radnika u područjima kontaktne mreže, te po mogućnosti manji utjecaj na organizaciju prometa vlakova. Proizvodnja, prihvaćanje za rad kontaktne mreže je udaljenost napajanja.
Glavne dimenzije (vidi sliku) koje karakteriziraju položaj kontaktne mreže u odnosu na druge stupove i željezničke uređaje. d., - visinska visina H kontaktna žica iznad razine vrha glave tračnice;


Glavni elementi kontaktne mreže i dimenzije koje karakteriziraju njezino postavljanje u odnosu na druge stalne uređaje glavnih željeznica: Pcs - žice kontaktne mreže; O - kontaktirajte mrežnu podršku; I - izolatori.
udaljenost A od dijelova pod naponom do uzemljenih dijelova konstrukcija i željezničkih vozila; udaljenost G od osi vanjskog kolosijeka do unutarnjeg ruba oslonaca kontaktne mreže u razini glava tračnica.
Poboljšanje dizajna kontaktne mreže ima za cilj povećati njezinu pouzdanost uz smanjenje troškova izgradnje i rada. F.-b. Nosači kontaktne mreže i metalni potporni temelji izrađeni su uzimajući u obzir elektrokorozivni učinak lutajućih struja na njihovu armaturu. Povećanje vijeka trajanja kontaktne žice postiže se, u pravilu, korištenjem karbonskih kontaktnih umetaka na strujnim kolektorima.
Na održavanje kontaktna mreža na domaćim željeznicama. bez rasterećenja naprezanja koriste se izolacijski uklonjivi tornjevi i montažni vagoni. Popis radova koji se izvode pod naponom proširen je zahvaljujući upotrebi dvostruke izolacije na fleksibilnim prečkama, žičanim sidrima i drugim elementima kontaktne mreže.Mnoge kontrolne operacije provode se pomoću njihove dijagnostike, koja je opremljena u laboratorijskim kolima. Učinkovitost sklopke sekcijskih kontaktnih mrežnih rastavljača značajno je povećana zahvaljujući primjeni daljinskog upravljanja. Sve je veća opremljenost elektroenergetskih razmaka specijaliziranim mehanizmima i strojevima za popravak kontaktnih mreža (primjerice za kopanje jama i postavljanje nosača).
Povećanje pouzdanosti kontaktnih mreža olakšano je korištenjem metoda otapanja leda razvijenih u našoj zemlji, uključujući bez prekida prometa vlakova, električnu repelentnu zaštitu, kontaktni ovjes u obliku dijamanta otporan na vjetar, itd. Za određivanje broja područja kontakta mreže i granice uslužnih područja, koncepte operativne duljine i razvedene duljine elektrificiranih kolosijeka, jednake zbroju duljina svih sidrenih dionica kontaktnih mreža unutar određenih granica. Na domaćim željeznicama razvijena duljina elektrificiranih kolosijeka obračunski je pokazatelj za područja elektroenergetskog sustava, udaljenosti napajanja, dionice cesta i više je od 2,5 puta veća od pogonske duljine. Utvrđivanje potreba za materijalima za potrebe popravka i održavanja kontaktne mreže provodi se duž njezine razvučene duljine.

Kontaktna mreža je poseban dalekovod električne energije koji služi za opskrbu električnom energijom električnih željezničkih vozila. Njegova specifičnost je da mora osigurati odvod struje električnim lokomotivama u kretanju. Drugi specifično obilježje kontaktna mreža je da ne može imati rezervu. To postavlja povećane zahtjeve za pouzdanost njegovog rada.
Kontaktna mreža sastoji se od ovjesa kontaktne mreže, nosača kontaktne mreže i uređaja koji podupiru i učvršćuju vodove kontaktne mreže u prostoru. Zauzvrat, kontaktni ovjes formiran je sustavom žica - nosivim kabelom i kontaktnim žicama. Za DC sustav vuče obično postoje dvije kontaktne žice u vješalici i jedan za AC sustav vuče. Na sl. Slika 6 prikazuje opći prikaz kontaktne mreže.

Vučna trafostanica opskrbljuje električna željeznička vozila električnom energijom preko kontaktne mreže. Ovisno o spoju nadzemne kontaktne mreže s vučnim podstanicama i između kontaktnih ovjesa drugih kolosijeka višekolosiječnog odsjeka unutar granica odvojene međutrafostaničke zone, razlikuju se sljedeće sheme: a) odvojeni dvosmjerni;

Riža. 1. Opći pogled na kontaktnu mrežu

b) nodalni; c) paralelni.


A)

V)
Riža. 2. Osnovni strujni krugovi za napajanje kolosiječnih nadzemnih kontakata a) – odvojeni; b) – nodalni; c) – paralelni. PPS bodovi paralelna veza kontaktne suspenzije raznih staza; PS – odjeljak; TP – trafostanica

Odvojeni dvosmjerni krug - strujni krug kontaktne mreže u kojem se energija dovodi u kontaktnu mrežu s obje strane (susjedne vučne podstanice rade paralelno na vučnoj mreži), ali kontaktni privjesci nisu međusobno električno povezani unutar granica međutrafostaničke zone. Opseg primjene takve sheme je napajanje dionica električne željeznice s kratkim međupodstaničkim zonama i relativno ravnomjernom potrošnjom energije u smjerovima.
Nodalni dijagram je dijagram koji se razlikuje od prethodnog po prisutnosti električne veze između ovjesa gusjenice. Takva se komunikacija provodi pomoću takozvanih stupova za presječenje kontaktne mreže. Tehnička oprema stupova za odvajanje kontaktne mreže omogućuje, ako je potrebno, uklanjanje ne samo poprečne veze između ovjesa kolosijeka, već i uzdužne, dijeleći kontaktnu mrežu unutar granica međupodstaničke zone na zasebne električno nepovezane dijelove. Time se značajno povećava pouzdanost sustava napajanja vučom. S druge strane, prisutnost čvora u normalnim načinima rada omogućuje učinkovitije korištenje kontaktnih mreža kolosijeka za prijenos električne energije na električna željeznička vozila, što omogućuje značajne uštede energije u slučaju neravnomjerne potrošnje energije u smjerovima. Posljedično, područje primjene takvog ovjesa su dionice električne željeznice s proširenim međustaničkim zonama i značajnom neujednačenošću potrošnje električne energije u smjerovima.
Paralelni strujni krug je strujni krug koji se od čvornog strujnog kruga razlikuje po velikom broju električnih čvorova između nadzemnih kontakata kolosijeka. Koristi se kada postoji još veća neravnomjernost potrošnje električne energije duž kolosijeka. Ova je shema posebno učinkovita pri vožnji teških vlakova.

Električni željeznički promet je najproduktivniji, ekonomičniji i ekološki najprihvatljiviji. Stoga se od sredine 20. stoljeća do danas aktivno radi na pretvorbi željezničkih pruga na električnu vuču. Trenutno je više od 50% ruskih željeznica elektrificirano. Osim toga, čak i neelektrificiranim dionicama željeznica potrebna je električna energija: ona se koristi za osiguranje funkcioniranja sustava signalizacije, centralizacije, komunikacija, rasvjete, računalne opreme itd.

Električnu energiju u Rusiji proizvode poduzeća u energetskoj industriji. Željeznički promet troši oko 7% električne energije proizvedene u našoj zemlji. Troši se za osiguranje vuče vlakova i napajanje nevučnih potrošača, a to su željeznički kolodvori s pripadajućom infrastrukturom, lokomotivskim, vagonskim i kolosiječnim objektima te uređajima za upravljanje prometom vlakova. Mala poduzeća i naselja koja se nalaze u njegovoj blizini mogu se spojiti na željeznički sustav napajanja.

Prema klauzula 1 Dodatka br. 4 PTE-u U željezničkom prometu mora se osigurati pouzdano napajanje električnom energijom električnih željezničkih vozila, signalno-signalnih uređaja, komunikacijske i računalne opreme. potrošači električne energije I. kategorije, kao i ostali potrošači u skladu s kategorijom koja je za njih utvrđena.

sadrži vanjska mreža (elektrane, trafostanice, električni vodovi) I interne mreže (vučna mreža, vodovi za napajanje signalno-komunikacijskih uređaja, rasvjetna mreža i tako dalje.).

Generira se trofazna izmjenična električna struja napona 6...21 kV i frekvencije 50 Hz. Za prijenos električne energije do potrošača, napon se povećava na 250...750 kV i prenosi na velike udaljenosti koristeći ( Električni vodovi). U blizini mjesta potrošnje električne energije napon se snižava na 110 kV uz pomoć i napaja regionalnim mrežama, na koje su, uz ostale potrošače, priključene elektrificirane željezničke pruge i napajaju nevučne potrošače, čija se struja napaja na napon od 6...10 kV.

dizajniran za opskrbu električnom energijom električnih željezničkih vozila. Sastoji se od kontakt I željezničke žice, predstavljajući redom hraniti I usisni vod. Dionice vučne mreže dijele se na odjeljci (presječen) i povezati se sa susjednim. To omogućuje ravnomjernije opterećenje trafostanica i kontaktnih mreža, što općenito pomaže u smanjenju gubitaka električne energije u vučnoj mreži.

Ruske željeznice koriste dva sustava vučne struje: trajnog I jednofazni izmjenični.

Na željeznicama naelektriziran na DC , obavljaju dvije funkcije: uz pomoć smanjuju napon dovedene trofazne struje i uz pomoć je pretvaraju u istosmjernu struju. Od vučne trafostanice električna energija preko zaštitne prekidač za brzo otpuštanje u kontaktnu mrežu isporučuje - hranilica, a sa tračnica se vraća natrag u trafostanicu.

Glavni nedostaci istosmjernog sustava napajanja su njegov konstantan polaritet, relativno nizak napon u kontaktnoj žici i curenje struje zbog nemogućnosti osiguranja potpune električne izolacije gornjeg ustroja kolosijeka od donjeg (“”). Tračnice, koje služe kao vodiči struje istog polariteta, i podloga predstavljaju sustav u kojem je moguća elektrokemijska reakcija koja dovodi do korozije metala. Zbog toga se smanjuje životni vijek tračnica i metalnih konstrukcija u blizini željezničke pruge. Kako bi se smanjio ovaj učinak, koriste se posebni zaštitni uređaji - katodne stanice I anodni uzemljivači.

Zbog relativno niskog napona u istosmjernom sustavu za dobivanje potrebne snage za vuču željezničkih vozila ( W=UI) vučnom mrežom mora teći velika struja. Da biste to učinili, vučne podstanice postavljaju se blizu jedna drugoj (svakih 10...20 km) i povećavaju površinu poprečnog presjeka, ponekad koristeći dvostruku ili čak trostruku kontaktnu žicu.

Na AC elektrifikacija potrebna snaga se prenosi kontaktnom mrežom na višem naponu ( 25 kV) i, sukladno tome, manja jakost struje u usporedbi sa sustavom istosmjerne struje. Traktorske stanice u ovom slučaju nalaze se na udaljenosti od 50 ... 70 km jedna od druge. Njihova tehnička oprema je jednostavnija i jeftinija nego kod trafostanica istosmjerne struje (nema ispravljača). Osim toga, poprečni presjek žica kontaktne mreže je približno dva puta manji, što omogućuje značajne uštede na skupom bakru. Međutim, konstrukcija AC lokomotiva i električnih vlakova je složenija i njihov je trošak veći.

Spajanje kontaktnih mreža vodova elektrificiranih istosmjernom i izmjeničnom strujom provodi se na posebnim željezničkim kolodvorima -. Na takvim kolodvorima postoji električna oprema koja omogućuje opskrbu istosmjernom i izmjeničnom strujom na istim dionicama kolosijeka. Rad takvih uređaja međusobno je povezan s radom centralizacijskih i signalnih uređaja. Ugradnja docking stanica zahtijeva velika ulaganja. Kada se stvaranje takvih stanica čini nepraktičnim, koriste se dvosustavne koje rade na obje vrste struje. Pri korištenju takvog EPS-a može doći do prijelaza s jedne vrste struje na drugu dok se vlak kreće duž dionice.

Kontaktna mreža- ovo je skup žica, potpornih konstrukcija i druge opreme koja osigurava prijenos električne energije od trafostanica do električnih željezničkih vozila. Glavni zahtjev za projektiranje kontaktne mreže je osiguranje pouzdanog stalnog kontakta žice s pantografom, bez obzira na brzinu vlakova, klimatske i atmosferske uvjete. U kontaktnoj mreži nema duplih elemenata, pa njezino oštećenje može dovesti do ozbiljnog poremećaja utvrđenog voznog reda.

Sukladno namjeni elektrificiranih kolosijeka koriste se jednostavan I lanac zračni lančani ovjesi. Na sporednim kolodvorskim i skladišnim kolosijecima pri relativno maloj brzini može se koristiti (" tramvaj" tipa), koja je slobodno viseća napeta žica, koja je pričvršćena pomoću izolatora na nosače koji se nalaze na udaljenosti od 50...55 m jedan od drugog.

Na velike brzine kretanja, progib kontaktne žice treba biti minimalan. To se postiže dizajnom u kojem je spojena kontaktna žica između nosača potporni kabel koristeći često razmaknute žice žice. Zbog toga udaljenost između površine glave tračnice i kontaktne žice ostaje gotovo konstantna. Za lančani ovjes, za razliku od jednostavnog, potrebno je manje nosača: oni se nalaze na udaljenosti od 65 ... 70 m jedan od drugog. Na brzim dionicama koriste se kod kojih su ovješeni o nosivu užad na uzicama. pomoćna žica, na koji je kontaktna žica također pričvršćena uzicama. U horizontalnoj ravnini, kontaktna žica se nalazi u odnosu na os kolosijeka s odstupanjem od ±300 mm na svakom nosaču. Time se osigurava njegova otpornost na vjetar i ravnomjerno trošenje kontaktnih ploča pantografa. Kako bi se smanjilo progib kontaktne žice tijekom sezonskih promjena temperature, ona se povlači na nosače, koji se nazivaju, i na njih visi kroz sustav. Najveća duljina dionice između nosača sidra ( sidreni dio) postavlja se uzimajući u obzir dopuštenu napetost istrošene kontaktne žice i na ravnim dionicama staze doseže 800 m.

Kontaktna žica izrađena je od tvrdo vučeni elektrolitski bakar poprečni presjek 85 , 100 ili 150 mm 2. Za lakše pričvršćivanje žica pomoću stezaljki, koristite MF.

Za pouzdan rad kontaktne mreže i jednostavnost održavanja, podijeljena je u zasebne odjeljke - odjeljci pomoću zračni raspori I neutralni umeci, i.

Kada uzduž njega prolazi odvodnik struje električnih željezničkih vozila, njegov klizač nakratko električno povezuje obje dionice kontaktne mreže. Ako je to neprihvatljivo zbog uvjeta napajanja sekcija, tada su odvojeni, što se sastoji od nekoliko zračnih raspora smještenih u nizu. Na vodovima elektrificiranim izmjeničnom strujom obvezna je uporaba neutralnih umetaka jer susjedni dijelovi kontaktne mreže mogu se napajati različitim fazama koje dolaze iz elektrane, čije je međusobno električno povezivanje neprihvatljivo. EPS mora raditi u stanju mirovanja i s isključenim pomoćnim strojevima. Za ograđivanje dijelova kontaktne mreže koriste se posebni signalni znakovi "" postavljeni na nosače kontaktne mreže.

Sekcije se spajaju ili odvajaju pomoću sredstava postavljenih na nosače kontaktne mreže. Rastavljačima se može upravljati daljinski putem montiranog na stup električni pogon, spojen na konzolu energetskog dispečera, te ručno koristiti ručni pogon, .

Raspored kolodvorskih kolosijeka s kontaktnim žicama ovisi o njihovoj namjeni i vrsti kolodvora. Iznad skretnica kontaktna mreža ima tzv. kontaktne vodove nastale sjecištem dvaju kontaktnih visilica.

Na magistralnim željeznicama također koriste nosači kontaktne mreže. Udaljenost od osi krajnje staze do unutarnjeg ruba nosača na ravnim dionicama mora biti najmanje 3100 mm. U posebnim slučajevima na elektrificiranim prugama dopušteno je smanjiti navedeni razmak na 2450 mm- na kolodvorima i prije 2750 mm- na izvlačenja. Uglavnom se koristi za izvlačenje pojedinačni konzolni ovjes kontaktne žice. Na kolodvorima (au nekim slučajevima i na pozornicama) koristi se grupna suspenzija kontaktnih žica na i poprečni nosači.

Za zaštitu kontaktne mreže od kratki spoj između susjednih vučnih podstanica nalaze se, opremljene sigurnosni prekidači. Sve metalne konstrukcije koje su u izravnoj interakciji s elementima kontaktne mreže ili se nalaze unutar radijusa od 5 m od njih, tlo(spojen na tračnice). Na vodovima elektrificiranim istosmjernom strujom koriste se posebne diode i iskre. Za zaštitu elemenata i opreme kontaktne mreže od prenapona (na primjer, zbog udara groma), neki su nosači opremljeni lučni rogovi.

Koriste se za električnu izolaciju elemenata kontaktne mreže pod naponom (kontaktne žice, nosivog kabela, uzica, stezaljki) od uzemljenih elemenata (nosači, konzole, prečke i dr.). Prema funkcijama koje obavljaju izolatori se dijele na vješanje, napetost, fiksativ, konzola, po dizajnu - u obliku diska I štap, a prema materijalu od kojeg su izrađene - , i.

Na elektrificiranim željeznicama tračnice nose povratna vučna struja. Kako bi se smanjili gubici električne energije i osigurao normalan rad uređaja automatike i telemehanike na takvim prugama, predviđene su sljedeće značajke gornjeg ustroja kolosijeka:

• Shuntovi su zavareni na glave tračnica s vanjske strane kolosijeka, čime se smanjuje električni otpor spojeva tračnica;
• tračnice su izolirane od pragova gumenim brtvama u slučaju armiranobetonskih pragova i impregnacijom drvenih pragova kreozotom;
• koristite balast od drobljenog kamena koji ima dobra dielektrična svojstva i osigurajte razmak od najmanje 3 cm između baze tračnice i balasta;
• na prugama opremljenim automatskom blokadom i električnom centralizacijom koriste se izolacijski spojevi, a za prolaz vučne struje mimo njih, ili frekvencijski filtri.

Jedan od načina spajanja vodova elektrificiranih različitim vrstama struje je sekcija kontaktne mreže s uključivanjem pojedinih dijelova na napajanje iz istosmjernih ili izmjeničnih vodova. Kontaktna mreža priključnih stanica ima skupine izoliranih odjeljaka: istosmjerne struje, izmjenične struje i preklopne. Električna energija se dovodi do sklopljenih dijelova. Kontaktna mreža se prebacuje s jedne vrste struje na drugu pomoću posebnih motornih pogona instaliranih na točkama grupiranja. Svaka točka se napaja s dva napojna voda: AC i DC iz vučne trafostanice izmjenične struje. Odvodi odgovarajuće vrste struje ove trafostanice također su spojeni na kontaktnu mrežu grla priključne stanice i susjednih odjeljaka.

Kako bi se isključila mogućnost napajanja pojedinih dijelova kontaktne mreže strujom koja ne odgovara željezničkom vozilu koje se tamo nalazi, kao i mogućnost da EPS napusti dijelove kontaktne mreže s različitim strujnim sustavom, sklopke se blokiraju sa svakim drugim i s uređajima električna centralizacija. Kontrola prekidača je uključena jedinstveni sustav rutno-relejna centralizacija upravljanja kolodvorskim skretnicama i signalima. Dežurni službenik postaje, prikupljajući bilo koju rutu, istodobno s postavljanjem strelica i signala na željeni položaj, vrši odgovarajuće prekidače u kontaktnoj mreži.

Centralizacija rute na spojnim stanicama ima sustav za brojanje dolaska i odlaska električnih željezničkih vozila na dionice kolosijeka preklopnih dionica kontaktne mreže, što ga sprječava da bude izložen drugoj vrsti struje. Za zaštitu opreme uređaja za napajanje i istosmjernih električnih željezničkih vozila kada su izloženi izmjeničnom naponu kao posljedici smetnji, dostupna je posebna oprema.

Uređaji za napajanje moraju osigurati pouzdano napajanje:

• električna željeznička vozila za kretanje vlakova s ​​utvrđenim normama težine, brzinama i intervalima između njih s potrebnim obujmom prometa;
• uređaji za signalizaciju, komunikacijska i računalna tehnika kao potrošači električne energije I. kategorije;
• svi ostali potrošači željezničkog prometa prema utvrđenoj kategoriji.

DO uređaji za napajanje vučnih željezničkih vozila gore opisani zahtjevi prikazani su u odnosu na i.

Rezervni izvori napajanja signalnih uređaja mora biti u stalnoj pripravnosti i osigurati nesmetan rad uređaja za signalizaciju i dojavu prijelaza najmanje 8 sati, pod uvjetom da struja nije bila isključena u prethodnih 36 sati.Vrijeme prijelaza s glavnog sustava napajanja na rezervni odn. obrnuto ne smije prelaziti 1,3 s.

Kako bi se osigurala pouzdana opskrba električnom energijom, potrebno je provoditi periodično praćenje stanja konstrukcija i uređaja za napajanje, mjerenje njihovih parametara pomoću dijagnostičkih uređaja i obavljanje planiranih popravaka.

Uređaji za napajanje moraju biti zaštićeni od struja kratkog spoja, prenapona i preopterećenja iznad utvrđenih standarda.

Metalne podzemne konstrukcije (cjevovodi, kabeli i sl.), kao i metalne i armiranobetonske konstrukcije koje se nalaze u području vodova elektrificiranih istosmjernom strujom, moraju biti zaštićene od električne korozije.

Unutar umjetnih građevina, udaljenost od strujnih elemenata pantografa i dijelova kontaktne mreže koji su pod naponom do uzemljenih dijelova konstrukcija i željezničkih vozila mora biti najmanje 200 mm na vodovima elektrificiranim istosmjernom strujom, a ne manje 270 mm- na izmjeničnu struju.

Radi sigurnosti operativnog osoblja i drugih osoba, kao i radi poboljšanja zaštite od struja kratkog spoja, metalni nosači i elementi na koje je ovješena kontaktna mreža, kao i sve metalne konstrukcije koje se nalaze bliže od 5 m od dijelova kontakta mreže, uzemljeni ili opremljeni zaštitnom strujom.

Karelin Denis Igorevich ® Orekhovo-Zuevsky Railway College nazvan po V.I. Bondarenko "2017

UREĐAJI ZA NAPAJANJE STRUJOM

U Ruski elektrificirani željeznički sustav(slika 1) obuhvaća građevine i uređaje koji čine njegov vanjski dio (termo, hidrauličke i nuklearne elektrane, dalekovodi) i vučni dio (vučne podstanice, kontaktna mreža, kolosiječni krug, dovodni i usisni vodovi).

Slika 1 „Opći prikaz elektrificirane istosmjerne željeznice i uređaja koji je napajaju: 1- elektrana; 2 – podizni transformator; 3 – visokonaponski prekidač; 4 – dalekovod; 5 – trafostanica; 6 – blok brzih sklopki i rastavljača; 7 – usisni vod; 8 – dovodni vod; 9 – ispravljač; 10 – vučni transformator; 11 – visokonaponski prekidač; 12 – odvodnik.

Elektrane generirati trofaznu struju s naponom od 220-380 V, koji se zatim povećava u trafostanicama za prijenos na velike udaljenosti.

U blizini mjesta gdje se troši električna energija, napon se smanjuje za trafostanice do 220 kV i napajaju se regionalnim visokonaponskim mrežama na koje su priključeni potrošači električne energije, uključujući vučne trafostanice elektrificiranih željeznica koje napajaju kontaktnu mrežu.

Elektrificirane željeznice Rusi rade na istosmjernu ili jednofaznu izmjeničnu struju.

Relativno nizak napon glavni je nedostatak istosmjernog sustava. Za održavanje potrebne razine napona na strujnim kolektorima lokomotiva, vučne trafostanice nalaze se na udaljenosti od 10-25 km. Na prugama s velikim opterećenjem i intenzivnim putničkim prometom potrebno je ne samo smanjiti udaljenost između trafostanica, već i povećati poprečni presjek kontaktne mreže (visi se dodatna kontaktna žica).

Izmjenične vučne podstanice služe samo za smanjenje napona izmjenične struje primljenog iz električnih mreža na 27,5 kV.

Kontaktna mreža dizajniran je za prijenos električne energije primljene od trafostanica do električnih željezničkih vozila i mora osigurati pouzdano prikupljanje struje pri najvećim brzinama u svim atmosferskim uvjetima.

Postoje različiti dizajni kontaktnih mreža za zemaljski električni transport i podzemnu željeznicu. Naše željeznice su usvojile dizajn (slika 2), čiji su glavni elementi nosači; kontaktni ovjes koji se sastoji od nosivog kabela, kontaktne i armaturne žice; konzole, stezaljke itd.

Sl.2 Izvedba kontaktne mreže na dvokolosiječnoj dionici: 1 – nosivi kabel; 2 – kontaktna žica; 3 – armaturna žica; 4 – struna; 5 – stezaljka; 6 – konzola; 7 – podrška.

Sl.3 Jednolančani ovjes: 1 – konzola; 2 – nosivi kabel; 3 – žice; 4 – izolator; 5 – kontaktna žica; 6 – stezaljka.

Podupirači od armiranog betona ili metala smještene uz željezničku prugu na međusobnoj udaljenosti od 65-80 m.

Konzole su učvršćene na vrhu nosača. Bakreni ili bimetalni nosivi kabel obješen je s njih na izolatore.

Kontaktna žica izrađena od bakra i ovješena na nitima o bimetalni ili bakreni nosivi kabel. Razmak između žica je obično 6-12 m.

Na ravnim dionicama kolosijeka kontaktne žice su postavljene tlocrtno cik-cak u odnosu na os kolosijeka za 300 mm u svakom smjeru (slika 4). Ovo je neophodno kako bi se osiguralo ravnomjerno trošenje obloga kolektora struje električnih željezničkih vozila.

Slika 4 Položaj kontaktne žice na ravnim dionicama

Ovaj raspored kontaktne žice izvodi se pomoću stezaljki koje se nalaze na svakom nosaču. Stezaljke također sprječavaju njihanje kontaktne mreže od bočnog vjetra.

Kako bi se smanjio progib kontaktne žice tijekom sezonskih promjena temperature, ona se povlači na nosače, koji se nazivaju sidra, a na njih se preko sustava blokova i izolatora vješaju kompenzatori opterećenja (slika 5.).

Sl.5 Spajanje dionica sidra: 1.4 – nosači sidra; 2,3 – prijelazni nosači; I, II – kontaktni privjesci spojnih dionica sidra

Visina ovjesa kontaktne žice iznad vrha glave tračnice mora biti najmanje 5750 mm, a ne veća od 6800 mm.

Za pouzdan rad kontaktne mreže i jednostavnost održavanja, ona je podijeljena na zasebne dijelove (odjeljke) pomoću zračnih raspora i neutralnih umetaka (izolacijskih sučelja), kao i sekcijskih i udubljenih izolatora.

Kada strujni odvodnik električnih željezničkih vozila prolazi kroz zračni raspor, on nakratko električno povezuje obje dionice kontaktne mreže. Ako je to neprihvatljivo zbog uvjeta napajanja sekcija, tada su odvojeni neutralnim umetkom, koji se sastoji od nekoliko serijski spojenih praznina (slika 6).

Sl.6 Neutralni umetak: 1 – dodatni kontaktni ovjes; 2,3 – sekcijski rastavljači; 4.5 – signali upozorenja; I, II – kontaktni privjesci spojnih dionica sidra.

Korištenje takvih umetaka potrebno je u područjima izmjenične struje, kada se susjedni dijelovi napajaju iz različitih faza trofazne struje. Duljina neutralnog umetka je postavljena na takav način da u bilo kojem položaju podignutih pantografa električnih željezničkih vozila postoji istovremeni kratki spoj kontaktnih žica neutralnog umetka sa žicama susjednih dionica kontaktne mreže. potpuno isključena.

3.2 ORGANIZACIJA ZA UPRAVLJANJE OPSKRBOM ŽELJEZNICAMA I PODUZEĆE ZA OPSKRBU ELEKTRIČNOM ENERGIJEM

Upravljanje elektroenergetskom industrijom svih željeznica i industrijskih poduzeća željezničkog prometa provodi Odjel za elektrifikaciju i opskrbu električnom energijom JSC Ruske željeznice. Glavne zadaće Odjela su osiguranje nesmetanog rada uređaja za napajanje električnom energijom, razvoj elektroopskrbne baze i izrada planova elektrifikacije željeznica.

Odjel obavlja operativno-tehničko vođenje usluga elektroopskrbe željezničkog prometa, čija je najvažnija zadaća nesmetana opskrba električnom energijom elektrificiranih dionica cesta i potrošača električne energije na svim dionicama željeznice, kao i svih ostalih potrošača. priključen na električnu mrežu ceste.

Službe svoju djelatnost ostvaruju preko linearnih poduzeća – daljina napajanja.

U funkcije udaljenosti napajanja uključuje:

· primanje električne energije iz jedinstvene električne mreže zemlje i dovod iste u kontaktnu mrežu;

Infrastruktura električnih željezničkih vozila mora uključivati ​​kontaktne mreže. Zahvaljujući ovoj odredbi, ostvaruje se opskrba ciljnih pantografa, što zauzvrat pokreće vozila. Postoji mnogo varijanti takvih mreža, ali sve one predstavljaju skup kabela, elemenata za pričvršćivanje i pojačanje koji osiguravaju napajanje iz kontaktne mreže.Također, kontaktna mreža se koristi za servisiranje fiksnih objekata, uključujući razne prijelaze i rasvjetne stanice.

Opće informacije o kontaktnim mrežama

Ovo je dio tehničkog objekta koji je dio kompleksa elektrificiranih pruga i cesta. Glavna zadaća ove infrastrukture je prijenos energije s na električna željeznička vozila. Kako bi se osigurala mogućnost opskrbe opreme energijom iz više trafostanica, kontaktna mreža podijeljena je na nekoliko dionica. Tako se formiraju sekcije od kojih se svaka napaja zasebnim hranilicom iz određenog izvora.

Sekcioniranje se također koristi za olakšavanje operacija popravka. Na primjer, ako je linija oštećena, prijenos električne energije bit će prekinut samo u jednom dijelu. Ako je potrebno, neispravno ožičenje može se spojiti na radnu podstanicu, što će smanjiti vrijeme zastoja. Osim toga, kontaktna mreža željeznica opremljena je posebnim izolatorima. Ova odluka je zbog činjenice da slučajno stvaranje luka tijekom prolaska strujnih kolektora može oštetiti glavni omotač žica.

Izgradnja kontaktnih mreža

Mreže ove vrste predstavljaju cijeli kompleks komponenti električne infrastrukture. Konkretno, tipična struktura ove strukture uključuje energetske kabele, posebne ovjese, armature i posebne dijelove, kao i potporne strukture. Danas se koriste upute prema kojima se dijelovi, armature kontaktne mreže i žice podvrgavaju posebnom postupku termodifuzijskog pocinčavanja. Elementi su izrađeni od niske razine ugljika i podvrgnuti su zaštitnoj obradi kako bi se povećala čvrstoća i trajnost komunikacija.

Značajke nadzemnih kontaktnih mreža

Nadzemne mreže su najčešće zbog uštede prostora i učinkovitije organizacije električnih vodova. Istina, postoje i nedostaci takvog uređaja koji se izražavaju u većim troškovima instalacije i održavanja. Dakle, nadzemna kontaktna mreža uključuje nosivi kabel, armature, žice, strelice s raskrižjima, kao i izolatore.

Glavne značajke dizajna mreža ove vrste svode se na način postavljanja. Komunikacije su obustavljene na posebnim nosačima. U tom slučaju između točaka postavljanja može se primijetiti progib žica. Nemoguće je potpuno eliminirati ovaj nedostatak, ali njegova prisutnost može biti štetna. Na primjer, ako nosač kontaktne mreže dopušta značajno progib, tada pantograf koji se kreće duž kabela na točkama ovjesa može izgubiti kontakt sa svojom linijom.

Željezničke kontaktne mreže

U ovom slučaju govorimo o klasičnoj izvedbi kontaktne mreže. Upravo željeznice koriste najveće količine materijala za elektrifikaciju željezničkih vozila. Sama žica za takve svrhe izrađena je od elektrolitičkog tvrdo vučenog bakra s površinom poprečnog presjeka do 150 mm 2. Što se tiče nosećih elemenata, kontaktna mreža željeznica osigurava se armiranobetonskim ili metalnim instalacijama, čija visina može doseći 15 m. Razmaci od osi vanjskih kolosijeka do vanjskih strana nosača na stanicama i etapama su ne više od 310 cm. Međutim, postoje iznimke - na primjer, u teškim uvjetima, tehnologija omogućuje smanjenje razmaka na 245 cm. Koriste se tradicionalne metode zaštite žica ove vrste - podjela na zasebne dijelove, uporaba izolatora i neutralnih umetaka.

Trolejbuska kontaktna mreža

U usporedbi sa željezničkim prometom, kretanje trolejbusa ne podrazumijeva stalnu električnu vezu s podlogom. Povećavaju se i zahtjevi za agilnošću, što dovodi do promjena u organizaciji infrastrukture elektrifikacije. Ove razlike odredile su glavnu značajku električnih mreža za trolejbuse - prisutnost dvožilnih linija. U ovom slučaju, svaka žica je fiksirana u malim intervalima i opremljena pouzdanom izolacijom. Zbog toga kontaktna mreža postaje složenija kako na ravnim dionicama tako iu područjima odvojaka i raskrižja. Značajke uključuju široku upotrebu presjeka s odgovarajućim izolatorima. Ali u ovom slučaju, omotač ne samo da štiti žice od međusobnog kontakta, već i štiti materijal na mjestima raskrižja. Osim toga, nije dopuštena uporaba lučnih kolektora i pantografa u infrastrukturi trolejbuskih mreža.

Tramvajske kontaktne mreže

Tramvajske kontaktne mreže obično koriste žice izrađene od bakra i sličnih legura. Također nije isključena mogućnost korištenja čelično-aluminijskih žica. Spajanje sekcija s različitim visinama ovjesa provodi se s nagibom ožičenja u odnosu na uzdužni profil staze. U ovom slučaju odstupanje može varirati od 20 do 40%, ovisno o složenosti i uvjetima dionice polaganja linije. Na ravnim dionicama kontaktna mreža tramvaja je postavljena cik-cak. U ovom slučaju, cik-cak korak - bez obzira na vrstu ovjesa - ne prelazi četiri raspona. Također je potrebno zabilježiti količinu odstupanja kontaktnih kabela od osi pantografa - ta vrijednost, u pravilu, nije veća od 25 cm.

Zaključak

Unatoč tehnološkom razvoju sustava elektrifikacije, kontaktne mreže u svojim glavnim konstrukcijskim opcijama zadržavaju tradicionalnu strukturu. Promjene u smislu poboljšanja tehničkih i pogonskih parametara utječu samo na neke aspekte uporabe dijelova. Konkretno, kontaktna mreža se sve više opskrbljuje elementima koji su podvrgnuti toplinskom difuzijskom pocinčavanju. Dodatna obrada nedvojbeno povećava pouzdanost i trajnost vodova, ali u minimalnoj mjeri doprinosi radikalnom tehničkom poboljšanju. Isto vrijedi i za tramvajske i trolejbuske električne mreže, u kojima su, doduše, nedavno značajno poboljšani uređaji za pričvršćivanje, čvrstoća armatura i dijelova visećih konstrukcija.

Tema: koji napon se dovodi u kontaktnu mrežu željeznica, napajanje željeznice.

Željeznički promet troši oko 7% električne energije proizvedene u elektranama u Rusiji. Najviše se troši na kretanje vlakova (njihovu vuču), kao i na nekretnine (spremišta, kolodvori, radionice i sustavi upravljanja prometom željezničkog prometa). Osim toga, obližnja naselja (mala) i industrijska poduzeća mogu se priključiti na željeznički elektroenergetski sustav. Sustav napajanja željeznica (elektrificiranih) sastoji se od vanjskog dijela (električne stanice, trafostanice, električne mreže i dalekovodi) i vučnog dijela (vučne podstanice i vučna električna mreža).

U elektranama (termo, nuklearna, vodena) proizvode trofaznu izmjeničnu električnu struju napona 6-21 kV i standardne frekvencije 50 Hz. Za prijenos električne energije napon u trafostanicama povećava se na 750 kV (vrijednost ovisi o udaljenosti između stanice i potrošača). U blizini samih potrošača, električni napon se smanjuje na 110-220 kV i isporučuje se u regionalne elektroenergetske mreže, na koje su također priključene vučne električne trafostanice željeznica (elektrificirane) i električne trafostanice cesta s gorivom (toplinskom) vučom.

Svaki poremećaj normalnog napajanja željeznica električnom energijom dovodi do prekida u planiranom kretanju željezničkih vozila. Kako bi se osiguralo kvalitetno i pouzdano napajanje vučne elektroenergetske mreže željezničkog prometa, obično se unaprijed predviđa njezino električno spajanje na dva različita izvora električne energije neovisno jedan o drugom. Ponekad je dopušteno napajanje iz 2 vodova s ​​jednim krugom ili jednog dvostrukog kruga.

Dionice električne kontaktne mreže napajaju se iz susjednih vučnih trafostanica. Time se omogućuje ravnomjernije opterećenje vučnih trafostanica i nadzemne kontaktne mreže, čime se smanjuju različiti gubici električne energije u elektrificiranoj vučnoj mreži.

Kao što znate, u Rusiji željeznice koriste 2 sustava napajanja: jednofaznu izmjeničnu struju i istosmjernu struju. Električna vuča na trofaznu izmjeničnu struju nije dobila praktičnu primjenu, jer je tehnički vrlo teško izolirati (zaštititi) obližnje strujne vodove dviju različitih faza nadzemne kontaktne mreže (treća faza su same tračnice).

Željezničko vozilo (električno) opremljeno je posebnim istosmjernim vučnim motorima, budući da predloženi modeli izmjeničnih elektromotora ne ispunjavaju određene zahtjeve za pouzdanost i snagu. Zbog toga se željezničke pruge napajaju jednofaznim sustavom izmjenične struje, a na samim vlakovima (lokomotivama) ugrađena je posebna električna oprema koja jednofaznu izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu.

Vrijednosti nazivnog napona koji se napajaju pantografima željezničkih električnih vozila regulirane su: 25 kV za izmjeničnu struju i 3 kV za istosmjernu struju. U ovom slučaju postoje dopuštene fluktuacije električni napon: s izmjeničnom strujom - 21-29 kV i s istosmjernom strujom - 2,7-4 kV. U određenim područjima može se dopustiti razina električnog napona od najmanje 19 kV za izmjeničnu struju i 2,4 kV za istosmjernu struju.

Na elektrificiranim željeznicama koje rade na istosmjernu struju vučne trafostanice obavljaju 2 zadaće: smanjuju napon trofazne struje i pretvaraju ga u istosmjernu struju. Sva električna oprema za opskrbu izmjeničnom električnom strujom nalazi se na otvorenom prostoru, a ispravljači i dodatni sustavi smješteni su u zatvorenim prostorima. Iz vučnih trafostanica energija ulazi u kontaktnu električnu mrežu kroz opskrbni vod, koji se naziva dovod.

p.s. Opskrba željeznice električnom energijom određena je vlastitim karakteristikama zbog specifičnosti samog ovog prometa. U različitim područjima i za različita vozila, racionalnije je koristiti jednu vrstu električna struja i vrijednosti napona. To je ono što osigurava maksimalnu učinkovitost i pouzdanost napajanja željezničkog prometa.