Rețeaua de contact GOST a căii ferate. Contactați dispozitivul de rețea. Elemente esentiale. Rețele de contact cu tramvaiul

Un set de dispozitive pentru transmiterea energiei electrice de la substațiile de tracțiune la EPS prin colectoare de curent. Rețeaua de contact face parte din rețeaua de tracțiune și pentru transportul feroviar electrificat servește de obicei ca fază (pentru curent alternativ) sau pol (pentru curent continuu); cealaltă fază (sau pol) este rețeaua feroviară.
Rețeaua de contact poate fi realizată cu o șină de contact sau o catenară. Șinele de rulare au fost folosite pentru prima dată pentru a transmite electricitatea unui vagon în mișcare în 1876 de către inginerul rus F.A. Pirotsky. Prima catenară a apărut în 1881 în Germania.
Elementele principale ale unei rețele de contact cu suspensie catenară (numită adesea deasupra capului) sunt firele de rețea de contact (sârmă de contact, cablu de susținere, sârmă de armare etc.), suporturi, dispozitive de susținere (console, traverse flexibile și traverse rigide) și izolatori. Rețele de contact cu suspensii de contact se clasifică: după tipul de transport electrificat căruia îi este destinată rețeaua de contact - magistrală, inclusiv transport de mare viteză, feroviar, tramvai și în carieră, transport minier subteran etc.; după tipul de curent și tensiunea nominală a EPS alimentat de la rețeaua de contact; privind amplasarea suspensiei de contact față de axa căii ferate - pentru colectarea curentului central (transport feroviar principal) sau lateral (transport industrial); după tipuri de suspensie de contact - rețele de contact cu suspensie simplă, în lanț sau specială; în funcție de caracteristicile implementării - rețele de contact de etape, stații, pentru arte, structuri.
Spre deosebire de alte dispozitive de alimentare, rețeaua de contact nu are rezervă. Prin urmare, se impun cerințe sporite privind fiabilitatea rețelei de contact, ținând cont de care se realizează proiectarea, construcția și instalarea, întreținerea rețelei de contact și repararea rețelei de contact.
Alegerea suprafeței totale a secțiunii transversale a firelor rețelei de contact este de obicei efectuată la proiectarea unui sistem de alimentare cu energie de tracțiune. Toate celelalte probleme sunt rezolvate folosind teoria rețelei de contact, o disciplină științifică independentă, a cărei formare a fost în mare măsură facilitată de munca lui Sov. savantul I.I.Vlasov. Problemele de proiectare ale rețelei aeriene de contact se bazează pe: selectarea numărului și claselor firelor sale în conformitate cu rezultatele calculelor sistemului de alimentare cu energie de tracțiune, precum și calculele de tracțiune, selectarea tipului de suspensie de contact în conformitate cu cu viteza maximă de deplasare a EPS și alte condiții de colectare a curentului; determinarea lungimii travei (în principal pe baza condiției asigurării rezistenței sale la vânt); selecția tipurilor de suporturi și dispozitive de susținere pentru transporturi și stații; dezvoltarea de proiecte de rețele de contact în arte și structuri; amplasarea suporturilor și întocmirea planurilor pentru rețeaua de contact a stațiilor și etajelor cu coordonarea zigzagurilor de fire și ținând cont de implementarea întrerupătoarelor de aer și a elementelor de sectionare a rețelei de contact (legături izolante ale tronsoanelor de ancorare, izolatoare secționale și deconectatoare). Atunci când alegem metode de construcție și instalare a rețelei de contact în timpul electrificării căilor ferate, ne străduim să ne asigurăm că acestea au cel mai mic impact posibil asupra procesului de transport cu prevederi necondiționate. Calitate superioară lucrări
Principalele întreprinderi de producție pentru construcția rețelelor aeriene de contact sunt trenurile de construcții și instalații și trenuri de instalații electrice. Organizarea și metodele de întreținere și reparare a rețelei de contact sunt selectate din condițiile de asigurare a celor specificate nivel inalt fiabilitatea rețelei de contact la cele mai mici costuri cu forța de muncă și materiale, siguranța muncii pentru lucrătorii din zonele rețelei de contact și, eventual, un impact mai mic asupra organizării traficului trenurilor. Producția, acceptarea pentru funcționarea rețelei de contact este distanța de alimentare.
Dimensiunile principale (vezi figura) care caracterizează amplasarea rețelei de contact față de alte posturi și dispozitive feroviare. d., - înălțimea de suspendare H fir de contact deasupra nivelului vârfului capului șinei;


Elementele principale ale rețelei de contact și dimensiunile care caracterizează amplasarea acesteia față de alte dispozitive permanente ale principalelor căi ferate: Buc - fire de rețea de contact; O - contacteaza suportul retelei; Și - izolatori.
distanța A de la părțile sub tensiune la părțile împământate ale structurilor și materialului rulant; distanța Г de la axa căii exterioare până la marginea interioară a suporturilor rețelei de contact la nivelul capetelor șinei.
Îmbunătățirea designului rețelei de contact are ca scop creșterea fiabilității acesteia, reducând în același timp costurile de construcție și exploatare. F.-b. Suporturile rețelei de contact și fundațiile de susținere metalice sunt realizate ținând cont de efectul electrocoroziv al curenților vagabonzi asupra armăturilor acestora. Creșterea duratei de viață a firului de contact se realizează, de regulă, prin utilizarea inserțiilor de contact de carbon pe colectoarele de curent.
La întreținere rețeaua de contact pe căile ferate interne. fără ameliorarea tensiunilor, se folosesc turnuri detașabile izolante și vagoane de asamblare. Lista lucrărilor efectuate sub tensiune a fost extinsă datorită utilizării dublei izolații pe traverse flexibile, ancore de sârmă și alte elemente ale rețelei de contact Multe operațiuni de control sunt efectuate prin intermediul diagnosticării acestora, care sunt echipate în mașini de laborator. Eficiența de comutare a deconectatoarelor de rețea de contact secțional a crescut semnificativ datorită utilizării telecontrolului. Dotarea distanțelor de alimentare cu mecanisme și mașini specializate pentru repararea rețelelor de contact (de exemplu, pentru săparea gropilor și instalarea suporturilor) este în creștere.
Creșterea fiabilității rețelelor de contact este facilitată de utilizarea metodelor de topire a gheții dezvoltate în țara noastră, inclusiv fără întrerupere a circulației trenurilor, protecție electrică respingătoare, suspensie de contact rezistentă la vânt în formă de diamant etc. Pentru a determina numărul de zone de contact rețelele și limitele zonelor de serviciu, conceptele de lungime operațională și lungimea desfășurată a căilor electrificate, egală cu suma lungimilor tuturor secțiunilor de ancorare ale rețelelor de contact în limitele specificate. Pe căile ferate interne, lungimea dezvoltată a căilor electrificate este un indicator contabil pentru regiunile sistemului electric, distanțele de alimentare cu energie, secțiunile de drum și este de peste 2,5 ori mai mare decât lungimea operațională. Determinarea necesarului de materiale pentru nevoile de reparație și întreținere a rețelelor de contact se realizează pe lungimea extinsă.

O rețea de contact este o linie specială de transport de energie care servește la furnizarea de energie electrică a materialului rulant electric. Caracteristica sa specifică este că trebuie să asigure colectarea curentului locomotivelor electrice în mișcare. Al doilea caracteristică specifică reteaua de contacte este ca nu poate avea rezerva. Acest lucru impune cerințe crescute privind fiabilitatea funcționării sale.
Rețeaua de contact constă dintr-o suspensie de cale catenară, suporturi de rețea de contact și dispozitive care susțin și fixează firele rețelei de contact în spațiu. La rândul său, suspensia de contact este formată dintr-un sistem de fire - un cablu de sprijin și fire de contact. Pentru un sistem de tracțiune DC există de obicei două fire de contact în suport și unul pentru un sistem de tracțiune AC. În fig. Figura 6 prezintă o vedere generală a rețelei de contact.

Substația de tracțiune furnizează materialul rulant electric cu energie electrică prin intermediul rețelei de contact. În funcție de conexiunea rețelei aeriene de contact cu stațiile de tracțiune și între suspensiile de contact ale altor căi ale unui tronson cu mai multe căi în limitele unei zone separate de inter-stații, se disting următoarele scheme: a) bidirecțional separat;

Orez. 1. Vedere generală a rețelei de contact

b) nodal; c) paralel.


A)

V)
Orez. 2. Circuite de alimentare de bază pentru contactele aeriene de cale a) – separate; b) – nodal; c) – paralel. puncte PPS conexiune paralelă suspensii de contact ale diferitelor căi; PS – stâlp de secţionare; TP – stație de tracțiune

Circuit separat cu două sensuri - un circuit de alimentare catenară în care energia este furnizată rețelei de contact din ambele părți (substațiile de tracțiune adiacente funcționează în paralel pe rețeaua de tracțiune), dar pendantele de contact nu sunt conectate electric între ele în limitele limitelor a zonei inter-substaţii. Domeniul de aplicare al unei astfel de scheme este alimentarea cu energie a secțiunilor unei căi ferate electrice cu zone scurte între stații și un consum de energie relativ uniform pe direcții.
Diagrama nodală este o diagramă care diferă de cea anterioară prin prezența unei conexiuni electrice între suspensiile căilor. O astfel de comunicare se realizează folosind așa-numitele posturi de secționare a rețelei catenare. Dotarea tehnică a stâlpilor de secţionare a reţelei de contact permite, dacă este necesar, eliminarea nu numai a conexiunii transversale dintre suspensiile căilor, ci şi a celei longitudinale, împărţind reţeaua de contact în limitele zonei intersubstaţiilor în secţiuni separate neconectate electric. Acest lucru crește semnificativ fiabilitatea sistemului de alimentare cu energie de tracțiune. Pe de altă parte, prezența unui nod în modurile normale permite o utilizare mai eficientă a rețelelor de contact de șine pentru transmiterea energiei electrice către materialul rulant electric, ceea ce asigură economii semnificative de energie în cazul unui consum neuniform de energie pe direcții. În consecință, domeniul de aplicare al unei astfel de suspensii îl reprezintă secțiuni ale unei căi ferate electrice cu zone extinse între stații și denivelări semnificative ale consumului de energie pe direcții.
Un circuit paralel este un circuit care diferă de un circuit nodal într-un număr mare de noduri electrice între contactele aeriene ale căilor. Se folosește atunci când există denivelări și mai mari în consumul de energie electrică de-a lungul pistelor. Această schemă este eficientă în special atunci când conduceți trenuri grele.

Transportul feroviar electric este cel mai productiv, economic și prietenos cu mediul. Prin urmare, de la mijlocul secolului al XX-lea și până în prezent, s-au desfășurat lucrări active de transformare a liniilor de cale ferată la tracțiune electrică. În prezent, peste 50% din căile ferate rusești sunt electrificate. În plus, chiar și tronsoane neelectrificate ale căilor ferate au nevoie de energie electrică: aceasta este utilizată pentru a asigura funcționarea sistemelor de semnalizare, centralizare, comunicații, iluminat, echipamente informatice etc.

Energia electrică în Rusia este generată de întreprinderile din industria energetică. Transportul feroviar consumă aproximativ 7% din energia electrică produsă la noi. Acesta este cheltuit pentru furnizarea de tracțiune a trenurilor și pentru alimentarea consumatorilor care nu sunt de tracțiune, care includ gările cu infrastructura lor, locomotivele, instalațiile pentru vagoane și șine, precum și dispozitivele de control al traficului feroviar. Întreprinderile mici și localitățile situate în apropierea acestuia pot fi conectate la sistemul de alimentare cu energie feroviară.

Conform clauza 1 din Anexa nr.4 la PTEÎn transportul feroviar trebuie asigurată alimentarea cu energie fiabilă a materialului rulant electric, a dispozitivelor de semnalizare, a echipamentelor de comunicații și informatice. consumatori de energie electrică categoria I, precum și alți consumatori în conformitate cu categoria stabilită pentru aceștia.

cuprinde rețea externă (centrale electrice, posturi de transformare, linii de înaltă tensiune) Și rețele interne (reteaua de tractiune, linii de alimentare cu energie electrică pentru dispozitive de semnalizare și comunicație, reteaua de iluminat si etc.).

Se generează un curent electric alternativ trifazat cu o tensiune de 6...21 kV și o frecvență de 50 Hz. Pentru a transfera energie electrică către consumatori, tensiunea este crescută la 250...750 kV și transmisă către distante lungi folosind ( Linii de înaltă tensiune). În apropierea locurilor de consum de energie electrică, tensiunea se reduce la 110 kV cu ajutorul și se alimentează rețelelor regionale, la care, alături de alți consumatori, sunt conectate și căi ferate electrificate și alimentează consumatorii netracțiuni, al căror curent este furnizat la o tensiune de 6...10 kV.

concepute pentru a furniza energie electrică materialului rulant electric. Se compune din a lua legaturaȘi fire de șină, reprezentând respectiv hrănireȘi Conducta de aspirație. Secțiunile rețelei de tracțiune sunt împărțite în secțiuni (secţionate) și conectați-vă la cele vecine. Acest lucru permite ca substațiile și rețelele de contact să fie încărcate mai uniform, ceea ce ajută, în general, la reducerea pierderilor de energie electrică în rețeaua de tracțiune.

Căile ferate rusești utilizează două sisteme de curent de tracțiune: permanentȘi monofazat alternant.

Pe căile ferate electrizat la DC , îndeplinesc două funcții: reduc cu ajutor tensiunea curentului trifazat furnizat și îl transformă în curent continuu cu ajutor. De la substația de tracțiune electricitate prin protecția întrerupător cu eliberare rapidă furnizat rețelei de contact de către - alimentator, iar din șine se întoarce înapoi la stația de tracțiune.

Principal dezavantajele sistemului de alimentare cu curent continuu sunt polaritatea sa constantă, tensiunea relativ scăzută în firul de contact și scurgerea curentului din cauza incapacității de a asigura izolarea electrică completă a structurii superioare a căii de rulare față de cea inferioară (""). Șinele, care servesc drept conductoare de curent de aceeași polaritate, și stratul drumului reprezintă un sistem în care este posibilă o reacție electrochimică, ducând la coroziunea metalelor. Ca urmare, durata de viață a șinelor și a structurilor metalice situate în apropierea căii ferate este redusă. Pentru a reduce acest efect, se folosesc dispozitive speciale de protecție - stații catodiceȘi conductoare de împământare a anodului.

Datorită tensiunii relativ scăzute din sistemul DC pentru a obține puterea necesară pentru materialul rulant de tracțiune ( W=UI) prin reţeaua de tracţiune trebuie să circule un curent mare. Pentru a face acest lucru, stațiile de tracțiune sunt amplasate aproape una de alta (la fiecare 10...20 km) și măresc aria secțiunii transversale, uneori folosind fir de contact dublu sau chiar triplu.

La electrificare AC puterea necesară este transmisă prin rețeaua de contact la o tensiune mai mare ( 25 kV) și, în consecință, o putere de curent mai mică în comparație cu un sistem de curent continuu. Statiile de tractiune in acest caz sunt situate la o distanta de 50...70 km una de alta. Dotarea lor tehnică este mai simplă și mai ieftină decât cea a substațiilor de tracțiune DC (nu există redresoare). În plus, secțiunea transversală a firelor rețelei de contact este de aproximativ două ori mai mică, ceea ce permite economii semnificative la cuprul scump. Cu toate acestea, proiectarea locomotivelor cu curent alternativ și a trenurilor electrice este mai complexă, iar costul acestora este mai mare.

Îmbinarea rețelelor de contact a liniilor electrificate cu curent continuu și alternativ se realizează la gările speciale -. La astfel de stații există echipamente electrice care permit alimentarea cu curent continuu și alternativ în aceleași secțiuni ale șinelor stației. Funcționarea unor astfel de dispozitive este interconectată cu funcționarea dispozitivelor de centralizare și semnalizare. Instalarea stațiilor de andocare necesită investiții mari. Când crearea unor astfel de stații pare nepractică, se folosesc cele cu două sisteme care funcționează pe ambele tipuri de curent. Când se utilizează un astfel de EPS, poate avea loc o tranziție de la un tip de curent la altul în timp ce trenul se deplasează de-a lungul porțiunii.

Rețeaua de contact- este un set de fire, structuri de susținere și alte echipamente care asigură transmiterea energiei electrice de la stațiile de tracțiune la materialul rulant electric. Principala cerință pentru proiectarea rețelei de contact este asigurarea unui contact constant fiabil al firului cu pantograful, indiferent de viteza trenurilor, de condițiile climatice și atmosferice. Nu există elemente duplicat în rețeaua de contact, astfel încât deteriorarea acesteia poate duce la o perturbare gravă a programului de tren stabilit.

În conformitate cu scopul căilor electrificate, acestea folosesc simpluȘi lanţ suspensii catenare aeriene. Pe liniile secundare ale stației și depourilor, la o viteză relativ mică, poate fi utilizat (" tramvai tip "), care este o sârmă tensionată liber suspendată, care se fixează cu izolatoare pe suporturi amplasate la o distanță de 50...55 m unul de celălalt.

La viteze mari mișcare, căderea firului de contact ar trebui să fie minimă. Acest lucru se realizează printr-un design în care este atașat firul de contact dintre suporturi cablu suport folosind fire des distanțate siruri de caractere. Din acest motiv, distanța dintre suprafața capului șinei și firul de contact rămâne aproape constantă. Pentru o suspensie cu lanț, spre deosebire de una simplă, sunt necesare mai puține suporturi: acestea sunt amplasate la o distanță de 65...70 m unul de celălalt. Pe secțiunile de mare viteză se folosesc în care sunt suspendate de cablul de susținere pe șiruri. fir auxiliar, de care se atașează și firul de contact cu șiruri. În plan orizontal, firul de contact este situat în raport cu axa căii cu o abatere de ±300 mm la fiecare suport. Aceasta îi asigură rezistența la vânt și uzura uniformă a plăcilor de contact ale pantografelor. Pentru a reduce slăbirea firului de contact în timpul schimbărilor sezoniere de temperatură, acesta este tras pe suporturi, care sunt numite, și suspendat la acestea prin sistem. Cea mai mare lungime a secțiunii dintre suporturile de ancorare ( secțiune de ancorare) se stabilește ținând cont de tensiunea admisă a firului de contact uzat și pe tronsoane drepte ale căii ajunge la 800 m.

Firul de contact este realizat din cupru electrolitic trasat dur secțiune transversală 85 , 100 sau 150 mm 2. Pentru ușurința de fixare a firelor folosind cleme, utilizați MF.

Pentru funcționarea fiabilă a rețelei de contact și ușurința întreținerii, este împărțită în secțiuni separate - secțiuni prin utilizarea goluri de aerȘi inserții neutre, și.

Când colectorul de curent al materialului rulant electric trece de-a lungul acestuia, derapajul său conectează electric pentru scurt timp ambele secțiuni ale rețelei de contact. Dacă acest lucru este inacceptabil din cauza condițiilor de alimentare cu energie a secțiunilor, atunci acestea sunt separate, care constă din mai multe goluri de aer situate în serie. Utilizarea inserţiilor neutre este obligatorie pe liniile electrizate cu curent alternativ, deoarece secțiunile adiacente ale rețelei de contact pot fi alimentate de diferite faze provenite de la centrala electrică, a căror conexiune electrică între ele este inacceptabilă. EPS-ul trebuie să funcționeze în modul de funcționare și cu mașinile auxiliare oprite. Pentru a îngrădi secțiunile rețelei de contact, se folosesc semne speciale de semnal „”, instalate pe suporturile rețelei de contact.

Secțiunile sunt conectate sau deconectate folosind mijloace amplasate pe suporturile rețelei de contact. Separatoarele pot fi controlate fie de la distanță folosind un stâlp montat acționare electrică, conectat la consola dispecerului de energie și folosind manual acționare manuală, .

Dispunerea liniilor de stație cu fire de contact depinde de scopul acestora și de tipul stației. Deasupra turnurilor, rețeaua de contact are așa-numitele linii de contact formate prin intersecția a două pandantive de contact.

Pe căile ferate principale se folosesc și suporturi catenare. Distanța de la axa căii extreme până la marginea interioară a suporturilor pe secțiuni drepte trebuie să fie de cel puțin 3100 mm. În cazuri speciale pe liniile electrificate, este permisă reducerea distanței specificate până la 2450 mm- la statii si inainte 2750 mm- la trageri. Folosit în principal la transporturi suspensie individuală în consolă a firului de contact. În stații (și în unele cazuri și pe scene) se folosește suspensie de grup de fire de contact pe și traverse.

Pentru a proteja rețeaua de contact de scurt circuitîntre posturile de tracțiune adiacente sunt amplasate, echipate întrerupătoare de siguranță. Toate structurile metalice care interacționează direct cu elementele rețelei de contact sau situate pe o rază de 5 m față de acestea, sol(conectat la șine). Pe liniile electrizate cu curent continuu se folosesc diode si scantei speciale. Pentru a proteja elementele și echipamentele rețelei de contact de supratensiuni (de exemplu, din cauza fulgerelor), unele suporturi sunt echipate cu coarne arcuite.

Sunt utilizate pentru izolarea electrică a elementelor de rețea de contact sub tensiune (fir de contact, cablu de sprijin, șiruri, cleme) de elementele împământate (suporturi, console, traverse etc.). În funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc, izolatorii sunt împărțiți în agăţat, tensiune, fixativ, consolă, de proiectare - în formă de discȘi tijă, iar în funcție de materialul din care sunt realizate - , și.

Pe căile ferate electrificate, șinele transportă curent de tracțiune inversă. Pentru a reduce pierderile de energie electrică și a asigura funcționarea normală a dispozitivelor de automatizare și telemecanică pe astfel de linii, sunt prevăzute următoarele caracteristici ale suprastructurii căii:

• Shunturile sunt sudate la capetele șinei din exteriorul căii, reducând rezistența electrică a îmbinărilor șinei;
• șinele sunt izolate de traverse folosind garnituri de cauciuc în cazul traverselor din beton armat și impregnarea traverselor de lemn cu creozot;
• utilizați balast din piatră zdrobită, care are proprietăți dielectrice bune și asigurați un spațiu de cel puțin 3 cm între baza șinei și balast;
• pe liniile dotate cu blocare automată și centralizare electrică se folosesc îmbinări izolante, iar pentru a trece curentul de tracțiune ocolindu-le, sau filtre de frecventa.

Una dintre modalitățile de conectare a liniilor electrificate folosind diferite tipuri de curent este de a secționa rețeaua de contact cu comutarea secțiunilor individuale la alimentare de la surse DC sau AC. Rețeaua de contact a stațiilor de andocare are grupe de secțiuni izolate: curent continuu, curent alternativ și comutabil. Electricitatea este furnizată la secțiunile comutate prin. Rețeaua de contacte este comutată de la un tip de curent la altul utilizând motorizări speciale instalate la punctele de grupare. Fiecare punct este alimentat cu două linii de alimentare: AC și DC de la substația de tracțiune AC. Alimentatoarele de tipul adecvat de curent ale acestei substații sunt, de asemenea, conectate la rețeaua de contact a gâturilor stației de andocare și a secțiunilor adiacente.

Pentru a exclude posibilitatea de a furniza secțiuni individuale ale rețelei de contact cu curent care nu corespunde materialului rulant situat acolo, precum și posibilitatea ca EPS să părăsească secțiunile rețelei de contact cu un sistem de curent diferit, comutatoarele sunt blocate cu fiecare altele și cu dispozitivele centralizare electrică. Controlul comutatorului este inclus în sistem unificat centralizarea traseului-releu a controlului comutatoarelor și semnalelor stației. Ofițerul de serviciu al postului, adunând orice traseu, concomitent cu setarea săgeților și semnalelor în poziția dorită, efectuează comutatoarele corespunzătoare în rețeaua de contact.

Centralizarea rutelor la stațiile de legătură are sistem de numărare a sosirii și plecării materialului rulant electric pe secțiuni ale căii de cale a secțiunilor comutabile ale rețelei de contact, ceea ce îl împiedică să fie expus la un alt tip de curent. Pentru a proteja echipamentele dispozitivelor de alimentare cu energie electrică și materialul rulant electric DC atunci când sunt expuse la tensiune de curent alternativ ca urmare a oricărei perturbări, sunt disponibile echipamente speciale.

Dispozitivele de alimentare trebuie să asigure o sursă de alimentare fiabilă:

• material rulant electric pentru circulatia trenurilor cu standarde de greutate stabilite, viteze si intervale intre acestea cu volumele de trafic cerute;
• dispozitive de semnalizare, comunicații și tehnologie informatică ca consumatori de energie electrică de categoria I;
• toţi ceilalţi consumatori de transport feroviar în conformitate cu categoria stabilită.

LA dispozitive de alimentare pentru material rulant de tracțiune cerinţele descrise mai sus sunt prezentate în raport cu şi.

Surse de rezervă de alimentare cu energie pentru dispozitivele de semnalizare trebuie să fie în permanentă pregătire și să asigure funcționarea neîntreruptă a dispozitivelor de semnalizare și a alarmelor de trecere timp de cel puțin 8 ore, cu condiția ca alimentarea să nu fi fost întreruptă în ultimele 36 de ore.Timpul de tranziție de la sistemul principal de alimentare la cel de rezervă sau invers nu trebuie să depășească 1,3 s.

Pentru a asigura o alimentare fiabilă cu energie, trebuie efectuată monitorizarea periodică a stării structurilor și a dispozitivelor de alimentare cu energie, parametrii acestora trebuie măsurați cu ajutorul dispozitivelor de diagnosticare și trebuie efectuate lucrări de reparații programate.

Dispozitivele de alimentare cu energie electrică trebuie să fie protejate de curenții de scurtcircuit, supratensiuni și suprasarcini peste standardele stabilite.

Structurile subterane metalice (conducte, cabluri etc.), precum și structurile metalice și din beton armat situate în zona liniilor electrificate cu curent continuu, trebuie protejate împotriva coroziunii electrice.

În cadrul structurilor artificiale, distanța de la elementele purtătoare de curent ale pantografului și părțile rețelei de contact care sunt sub tensiune până la părțile împământate ale structurilor și materialului rulant trebuie să fie de cel puțin 200 mm pe linii electrificate cu curent continuu, si nu mai putin 270 mm- pe curent alternativ.

Pentru siguranța personalului de exploatare și a altor persoane, precum și pentru îmbunătățirea protecției împotriva curenților de scurtcircuit, a suporturilor metalice și a elementelor de care este suspendată rețeaua de contact, precum și a tuturor structurilor metalice situate la mai puțin de 5 m de părțile contactului reţea, sunt împământate sau echipate cu dispozitive de curent rezidual.sub tensiune.

Karelin Denis Igorevich ® Colegiul Feroviar Orekhovo-Zuevsky numit după V.I. Bondarenko „2017

DISPOZITIVE DE ALIMENTARE

ÎN Sistemul feroviar rusesc electrificat(Fig. 1) cuprinde structurile și dispozitivele care alcătuiesc partea exterioară a acesteia (centrale termice, hidraulice și nucleare, linii electrice) și partea de tracțiune (substații de tracțiune, rețea de contact, circuit de cale, linii de alimentare și de aspirație).

Fig. 1 „Vedere generală a căii ferate DC electrificate și a dispozitivelor care o alimentează: 1- centrală electrică; 2 – transformator step-up; 3 – comutator de înaltă tensiune; 4 – linie electrică; 5 – stație de tracțiune; 6 – bloc de întrerupătoare și deconectatoare de mare viteză; 7 – conductă de aspirație; 8 – linie de alimentare; 9 – redresor; 10 – transformator de tracțiune; 11 – comutator de înaltă tensiune; 12 – opritor.

Centrale electrice generează curent trifazat cu o tensiune de 220-380 V, care este apoi crescut la substații pentru transmisie pe distanțe mari.

În apropierea locurilor unde se consumă energie electrică, tensiunea este redusă cu posturi de transformare până la 220 kV și sunt alimentate rețelelor regionale de înaltă tensiune la care sunt conectați consumatorii de energie electrică, inclusiv substațiilor de tracțiune ale căilor ferate electrificate care alimentează rețeaua de contact.

Căi ferate electrificate Rușii funcționează pe curent alternativ continuu sau monofazat.

Tensiune relativ scăzută este principalul dezavantaj al unui sistem DC. Pentru a menține nivelul de tensiune necesar la colectoarele de curent ale locomotivelor, stațiile de tracțiune sunt amplasate la o distanță de 10-25 km. Pe liniile cu încărcături grele și trafic intens de călători, este necesar nu numai reducerea distanței dintre substații, ci și creșterea secțiunii transversale a rețelei de contact (este atârnat un fir de contact suplimentar).

Substații de tracțiune AC servesc doar la reducerea tensiunii de curent alternativ primite de la rețelele electrice la 27,5 kV.

Rețeaua de contact este conceput pentru a transmite energia electrică primită de la substațiile de tracțiune către materialul rulant electric și trebuie să asigure o captare fiabilă a curentului la cele mai mari viteze în orice condiții atmosferice.

Există diferite modele de catenare pentru transport electric terestre și metrouri. Căile ferate noastre au adoptat un design (Fig. 2), ale cărui elemente principale sunt suporturi; suspensie de contact, formată dintr-un cablu de sprijin, fire de contact și de armare; console, cleme etc.

Fig.2 Construcția unei rețele de contact pe secțiune cu două căi: 1 – cablu suport; 2 – fir de contact; 3 – sarma de armare; 4 – sfoară; 5 – clemă; 6 – consola; 7 – sprijin.

Fig.3 Suspensie cu lanț simplu: 1 – consolă; 2 – cablu suport; 3 – șiruri; 4 – izolator; 5 – fir de contact; 6 – clemă.

Suporturi din beton armat sau metalice situate de-a lungul căii ferate la o distanță de 65-80 m una de alta.

Consolele sunt fixate în partea de sus a suporturilor. Un cablu de sprijin din cupru sau bimetalic este suspendat de ele pe izolatoare.

Fir de contact realizate din cupru si suspendate prin sfori de un cablu suport bimetalic sau de cupru. Distanța dintre corzi este de obicei de 6-12 m.

Pe secțiunile drepte ale căii, firele de contact sunt amplasate în zig-zag plan față de axa căii cu 300 mm în fiecare direcție (Fig. 4). Acest lucru este necesar pentru a asigura uzura uniformă a căptușelilor colectoarelor de curent ale materialului rulant electric.

Fig.4 Amplasarea firului de contact pe secțiuni drepte

Această aranjare a firului de contact se realizează cu ajutorul clemelor amplasate pe fiecare suport. Clemele împiedică, de asemenea, rețeaua de contact să balanseze din cauza vântului lateral.

Pentru a reduce slăbirea firului de contact în timpul schimbărilor sezoniere de temperatură, acesta este tras pe suporturi, care se numesc ancore, iar compensatoarele de sarcină sunt suspendate de acestea printr-un sistem de blocuri și izolatori (Fig. 5.).

Fig.5 Racordarea secțiunilor de ancorare: 1.4 – suporturi de ancorare; 2,3 – suporturi tranzitorii; I, II – pandantive de contact ale secțiunilor de ancorare împerecheate

Înălțimea suspensiei firului de contact deasupra vârfului șinei trebuie să fie de cel puțin 5750 mm și să nu depășească 6800 mm.

Pentru funcționarea fiabilă a rețelei de contact și ușurința întreținerii, aceasta este împărțită în secțiuni (secțiuni) separate folosind goluri de aer și inserții neutre (interfețe izolatoare), precum și izolatori secționali și mortare.

Când colectorul de curent al materialului rulant electric trece prin spațiul de aer, acesta conectează electric pentru scurt timp ambele secțiuni ale rețelei de contact. Dacă acest lucru este inacceptabil din cauza condițiilor de alimentare a secțiunilor, atunci acestea sunt separate printr-o inserție neutră, care constă din mai multe goluri conectate în serie (Fig. 6).

Fig.6 Inserție neutră: 1 – suspensie de contact suplimentară; 2,3 – separatoare secţionale; 4.5 – semnale de avertizare; I, II – pandantive de contact ale secțiunilor de ancorare împerecheate.

Utilizarea unor astfel de inserții este necesară în zonele de curent alternativ, când secțiunile adiacente sunt alimentate de la diferite faze de curent trifazat. Lungimea inserției neutre este stabilită astfel încât, în orice poziție a pantografelor ridicate ale materialului rulant electric, scurtcircuitarea simultană a firelor de contact ale inserției neutre cu firele secțiunilor adiacente ale rețelei de contact să fie complet exclus.

3.2 ORGANIZAREA DE GESTIUNE A ALIMENTĂRII FERATELOR ȘI ÎNTREPRINDEREA DE ALIMENTARE ELECTRICĂ

Conducerea industriei de alimentare cu energie electrică a tuturor căilor ferate și întreprinderilor industriale de transport feroviar este realizată de Departamentul de Electrificare și Alimentare cu energie electrică al JSC Căile Ferate Ruse. Principalele sarcini ale Departamentului sunt asigurarea funcționării neîntrerupte a dispozitivelor de alimentare cu energie, dezvoltarea bazei de alimentare cu energie și elaborarea planurilor pentru electrificarea căilor ferate.

Departamentul asigură managementul operațional și tehnic al serviciilor de alimentare cu energie feroviară, a căror sarcină cea mai importantă este furnizarea neîntreruptă de energie electrică a secțiilor de drum electrificate și consumatorilor de energie electrică din toate sectoarele căii ferate, precum și tuturor celorlalți consumatori. conectat la rețeaua electrică a drumului.

Serviciile își desfășoară activitățile prin întreprinderi liniare - distanțe de alimentare cu energie.

ÎN funcții de distanță de alimentare include:

· primirea energiei electrice din rețeaua electrică unificată a țării și alimentarea acesteia către rețeaua de contact;

Infrastructura materialului rulant electric trebuie să includă rețele de contact. Datorită acestei prevederi se realizează furnizarea de pantografe țintă care, la rândul lor, pune în mișcare vehiculele. Există multe varietăți de astfel de rețele, dar toate reprezintă un set de cabluri, elemente de fixare și de întărire care furnizează energie din rețeaua de contact.De asemenea, rețeaua de contact este folosită pentru deservirea obiectelor fixe, inclusiv a diferitelor treceri și stații de iluminat.

Informații generale despre rețelele de contact

Aceasta face parte dintr-o structură tehnică care face parte dintr-un complex de piste și drumuri electrificate. Sarcina principală a acestei infrastructuri este de a transfera energie de la materialul rulant electric. Pentru a asigura posibilitatea alimentării cu energie a echipamentelor din mai multe substații, rețeaua de contact este împărțită în mai multe secțiuni. Astfel, se formează secțiuni, fiecare dintre acestea fiind alimentată de un alimentator separat de la o anumită sursă.

Secționarea este folosită și pentru a facilita operațiunile de reparații. De exemplu, dacă o linie este deteriorată, transmisia de energie va fi întreruptă doar într-o singură secțiune. Dacă este necesar, cablurile defectuoase pot fi conectate la o substație de lucru, ceea ce va reduce timpul de nefuncționare. În plus, rețeaua de contact a căilor ferate este prevăzută cu izolatori speciali. Această decizie se datorează faptului că formarea accidentală a unui arc în timpul trecerii colectoarelor de curent poate deteriora mantaua principală a firelor.

Construirea rețelelor de contact

Rețelele de acest tip reprezintă un întreg complex de componente ale infrastructurii electrice. În special, o structură tipică a acestei structuri include cabluri de alimentare, suspensii speciale, fitinguri și piese speciale, precum și structuri de susținere. Astăzi, se folosesc instrucțiuni, conform cărora piesele, fitingurile de rețea de contact și firele sunt supuse unei proceduri speciale de galvanizare prin difuzie termică. Elementele sunt fabricate din carbon scăzut și sunt supuse unui tratament de protecție pentru a crește rezistența și durabilitatea comunicațiilor.

Caracteristicile rețelelor aeriene de contact

Rețelele aeriene sunt cele mai comune datorită economiei de spațiu și organizării mai eficiente a liniilor electrice. Adevărat, există și dezavantaje ale unui astfel de dispozitiv, care se exprimă în costuri mai mari de instalare și întreținere. Deci, rețeaua de contact aeriană include un cablu de susținere, fitinguri, fire, săgeți cu intersecții și, de asemenea, izolatori.

Principalele caracteristici de proiectare ale rețelelor de acest tip se reduc la metoda de plasare. Comunicațiile sunt suspendate pe suporturi speciale. În acest caz, pot fi observate fire lăsate între punctele de instalare. Este imposibil să eliminați complet acest defect, dar prezența lui poate fi dăunătoare.De exemplu, dacă suportul rețelei de contact permite o scădere semnificativă, atunci pantograful care se deplasează de-a lungul cablului în punctele de suspensie poate pierde contactul cu linia sa.

Rețele de contact feroviar

În acest caz vorbim despre designul clasic al rețelei de contact. Căile ferate sunt cele care utilizează cele mai mari volume de materiale pentru electrificarea materialului rulant. Firul în sine în astfel de scopuri este fabricat din cupru electrolitic dur trasat, cu o suprafață în secțiune transversală de până la 150 mm 2. În ceea ce privește elementele de susținere, rețeaua de contact a căilor ferate este asigurată de instalații din beton armat sau metal, a căror înălțime poate ajunge la 15 m. Golurile de la axa căilor exterioare până la laturile exterioare ale suporturilor la stații și etape sunt nu mai mult de 310 cm.Cu toate acestea, există excepții - de exemplu, în condiții dificile, tehnologia permite reducerea decalajului la 245 cm.Se folosesc metode tradiționale de protecție a firelor de acest tip - împărțirea în secțiuni separate, utilizarea de izolatoare și inserții neutre.

Rețea de contact troleibuze

Față de transportul feroviar, deplasarea unui troleibuz nu presupune o legătură electrică constantă cu suprafața. Cerințele de agilitate sunt, de asemenea, în creștere, ceea ce conduce la schimbări în organizarea infrastructurii de electrificare. Aceste diferențe au determinat principala caracteristică a rețelelor electrice pentru troleibuze - prezența liniilor cu două fire. În acest caz, fiecare fir este fixat la intervale mici și prevăzut cu izolație fiabilă. Ca urmare, rețeaua de contact devine mai complexă atât pe tronsoane drepte, cât și în zonele de ramificații și intersecții. Caracteristicile includ utilizarea pe scară largă a secționării cu izolatori corespunzători. Dar, în acest caz, mantaua nu numai că protejează firele de contactul între ele, dar protejează și materialul în punctele de intersecție. În plus, nu este permisă utilizarea colectoarelor de curent de arc și a pantografelor în infrastructura rețelelor de troleibuze.

Rețele de contact cu tramvaiul

Rețelele de contact cu tramvaiul folosesc de obicei fire din cupru și aliaje similare. De asemenea, nu este exclusă posibilitatea de a folosi fire de oțel-aluminiu. Împerecherea secțiunilor cu înălțimi diferite de suspensie se realizează cu o pantă de cablare în raport cu profilul longitudinal al căii. În acest caz, abaterea poate varia de la 20 la 40%, în funcție de complexitatea și condițiile secțiunii de așezare a liniei. Pe tronsoane drepte, rețeaua de contact cu tramvaiul este situată în zig-zag. În acest caz, pasul în zig-zag - indiferent de tipul de suspensie - nu depășește patru trave. De asemenea, este necesar să se remarce cantitatea de abatere a cablurilor de contact față de axa pantografului - această valoare, de regulă, nu este mai mare de 25 cm.

Concluzie

În ciuda dezvoltării tehnologice a sistemelor de electrificare, rețelele de contact în principalele lor opțiuni de proiectare păstrează structura tradițională. Modificările în ceea ce privește îmbunătățirea parametrilor tehnici și operaționali afectează doar unele aspecte ale utilizării pieselor. În special, rețeaua de contact este din ce în ce mai alimentată cu elemente care au suferit galvanizare prin difuzie termică. Prelucrare suplimentară fără îndoială crește fiabilitatea și durabilitatea liniilor, dar contribuie la îmbunătățirea tehnică radicală într-o măsură minimă. Același lucru este valabil și pentru rețelele electrice de tramvai și troleibuze, în care, totuși, dispozitivele de fixare, rezistența fitingurilor și părțile structurilor suspendate au fost îmbunătățite semnificativ recent.

Subiect: ce tensiune este furnizată rețelei de contact a căilor ferate, alimentarea cu energie a căilor ferate.

Transportul feroviar consumă aproximativ 7% din energia electrică generată de centralele electrice din Rusia. Cea mai mare parte este cheltuită pentru circulația trenurilor (tracțiunea acestora), precum și pentru bunuri imobiliare (depouri, gări, ateliere și sisteme de control al traficului pentru transportul feroviar). În plus, așezările (mici) și întreprinderile industriale din apropiere pot fi conectate la sistemul de alimentare cu energie feroviară. Sistemul de alimentare cu energie electrică a căilor ferate (electrificate) este format dintr-o parte exterioară (stații electrice, posturi electrice de transformare, rețele electrice și linii de transport a energiei electrice) și o parte de tracțiune (substații de tracțiune și rețea electrică de tracțiune).

La centralele electrice (termice, nucleare, de apă) produc curent electric alternativ trifazat cu o tensiune de 6-21 kV și o frecvență standard de 50 Hz. Pentru transmiterea energiei electrice, tensiunea la substații este crescută la 750 kV (valoarea depinde de distanța dintre stație și consumator). În apropierea consumatorilor înșiși, tensiunea electrică este redusă la 110-220 kV și alimentată la rețelele electrice regionale, la care sunt conectate și stații electrice de tracțiune ale căilor ferate (electrificate) și posturi electrice de drumuri cu tracțiune pe combustibil (termic).

Orice întrerupere a alimentării normale a căilor ferate conduce la întreruperi în circulația planificată a materialului rulant. Pentru a asigura o alimentare fiabilă de înaltă calitate a rețelei de energie de tracțiune a transportului feroviar, este de obicei furnizată în prealabil pentru conectarea sa electrică la două surse diferite de energie electrică independente una de cealaltă. Uneori este permisă alimentarea de la 2 linii de alimentare cu un singur circuit sau un dublu circuit.

Secțiuni ale rețelei electrice de contact sunt alimentate de la stații electrice de tracțiune învecinate. Acest lucru face posibilă încărcarea mai uniformă a substațiilor electrice de tracțiune și a rețelei aeriene de contact, ceea ce ajută la reducerea diferitelor pierderi de energie electrică în rețeaua de tracțiune electrificată.

După cum știți, în Rusia, căile ferate folosesc 2 sisteme de alimentare: curent alternativ monofazat și curent continuu. Tracțiunea electrică pe curent alternativ trifazat nu a câștigat acceptare practică, deoarece este foarte dificil din punct de vedere tehnic să izolați (protejați) firele de alimentare din apropiere a două faze diferite ale rețelei de contact aeriene (a treia fază sunt șinele în sine).

Materialul rulant (electric) este prevăzut cu motoare speciale de tracțiune DC, deoarece modelele propuse de motoare electrice AC nu îndeplinesc anumite cerințe de fiabilitate și putere. Din acest motiv, liniile de cale ferată sunt alimentate cu un sistem monofazat de curent alternativ, iar pe trenurile (locomotive) propriu-zise sunt instalate echipamente electrice speciale, care transformă curentul alternativ monofazat în curent continuu.

Se reglementează valorile tensiunii nominale furnizate pantografelor de material electric rulant: 25 kV pentru curent alternativ și 3 kV pentru curent continuu. În acest caz, există fluctuații permise tensiune electrică: cu curent alternativ - 21-29 kV si cu curent continuu - 2,7-4 kV. În anumite zone, poate fi permis un nivel de tensiune electrică de cel puțin 19 kV pentru curent alternativ și 2,4 kV pentru curent continuu.

Pe căile ferate electrificate care funcționează în curent continuu, stațiile electrice de tracțiune electrică îndeplinesc 2 sarcini: reduc tensiunea curentului trifazat și o transformă în curent continuu. Toate echipamentele electrice care furnizează curent electric alternativ sunt amplasate într-un spațiu deschis, iar redresoarele și sistemele suplimentare sunt amplasate în spații închise. Din stațiile electrice de tracțiune, energia intră în rețeaua electrică de contact prin linia de alimentare, care se numește alimentator.

P.S. Alimentarea cu energie a căilor ferate este determinată de propriile caracteristici datorită specificului acestui transport în sine. În diferite zone și pentru diferite vehicule, este mai rațional să folosiți un singur tip curent electricși valorile tensiunii. Acesta este ceea ce asigură eficiența și fiabilitatea maximă a alimentării cu energie a transportului feroviar.