Hva er en elektrifisert jernbane

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Økningen i volumet av transportert gods og intensiteten i togtrafikken på hovedtransportrutene har ført til fremveksten av elektrifiserte jernbaner. Slike objekter er ganske vanskelige å implementere teknisk. I motsetning til de første elektrifiserte jernbanene, er moderne motorveier komplekse infrastrukturanlegg fra et ingeniørmessig synspunkt og utfører en rekke viktige oppgaver for befolkningen og økonomien i staten. Denne artikkelen beskriver historien til fremveksten og utviklingen av elektrisk jernbanetransport, gir de viktigste tekniske egenskapene og en ide om transformatorstasjonssystemet og lokomotivflåten.

Den elektrifiserte jernbanens tidlige historie

Det første elektriske lokomotivet i historien skylder utseendet sitt til den verdensberømte tyske oppfinneren og forretningsmannenWerner Siemens. Denne prøven ble presentert for hele verden på utstillingen av bragder innen industri og vitenskap i Berlin 31. mai 1879. En elektrifisert jernbane med kontaktnett ble bygget spesielt for å demonstrere egenskapene til et elektrisk lokomotiv. Lengden på denne forsøksstien var litt over 300 meter. Enheten, som ble demonstrert for publikum, kan neppe tilskrives lokomotiver etter moderne standarder. Det var snarere hans modell. Kjøretøyet veide bare 250 kilo, hadde en effekt på tre hestekrefter og kunne nå en hastighet på ikke mer enn 7 kilometer i timen. En ekstra skinne ble brukt for å levere spenning. Det rullende materiellet besto av tre vogner. Tot alt kunne de ikke huse mer enn 18 personer.

Denne nyheten vakte stor interesse fra næringslivsrepresentanter. Allerede i samme 1879 ble det bygget en 2 kilometer lang vei for å levere arbeidere og råvarer til territoriet til en av de franske klesfabrikkene.

Således ble elektrisk jernbanetransport i utgangspunktet brukt i industribedrifter og for transport av passasjerer innenfor byen (trikkelinjer). Men etter bare noen få år åpner trafikken på ruten Likterfelzh - Berlin. Den røde sløyfen fant sted 16. mai 1881.

Elektrifisering av jernbaner i Sovjet-Russland og USSR

I tsar-Russland ble det ikke gitt behørig oppmerksomhet til utviklingen av elektrisk jernbanetransportere. Trikkelinjer ble bygget i større byer. Hovedjernbanelinjene som forbinder de største byene i imperiet ble ikke elektrifisert. I 1880 klarte en vitenskapsmann ved navn Pirotsky å flytte en tung jernbanevogn fra stedet ved hjelp av elektrisitet. Men dette eksperimentet interesserte ingen. Først med fremkomsten av sovjetmakten begynte en diskusjon om utsiktene for utviklingen av denne industrien. På den tiden ble elektriske lokomotiver aktivt introdusert i de fleste land i verden. Elektrifiserte jernbaner var rett og slett avgjørende for å bygge ut. Allerede i 1921 ble en strategisk plan for elektrifisering av alle territorier i landet godkjent. I henhold til den annonserte planen skulle kontaktnettet til elektrifiserte jernbaner strekke seg over de viktigste motorveiene som forbinder store industriregioner og byer.

Allerede i 1926 ble en tjue kilometer lang veistrekning med kontaktelektrisk nett satt i drift. Den koblet hovedstaden i Aserbajdsjan SSR med oljefeltene i Surakhani. I denne delen ble det brukt en likestrøm på 1200 volt. 1929 ble preget av den høytidelige lanseringen av det første elektriske toget fra Moskva til Mytishchi. Disse hendelsene markerte, uten overdrivelse, begynnelsen på en ny æra i historien om utviklingen og industrialiseringen av vårt land.

Etter noen tiår kommer vekselstrøm for å erstatte konstanten. Den 19. desember 1955 ble Mikhailov-Ozherelye-delen av jernbanen satt i drift. Lengden er 85 kilometer. Lokomotiver i denne delen ble drevet av vekselstrømindustriell frekvens (50 Hertz) med en spenning på 22 000 volt. Et år senere ble kontaktledninger forlenget til stasjonen Pavelets 1. Dermed var den totale lengden på denne ruten omtrent 140 kilometer.

Generell informasjon om den russiske jernbanen

Den russiske føderasjonens jernbane er en enorm organisme. Den er delt inn i 17 separate avdelinger. I følge de siste dataene når den totale lengden på opererte veier 86 tusen kilometer. Samtidig er lengden på elektrifiserte jernbaner litt mer enn halvparten av denne verdien (51 %). Ikke alle land kan skryte av en slik indikator. Det skal bemerkes at andelen elektrifiserte jernbaner i Russland utgjør mer enn åtti prosent av den totale gods- og passasjertrafikken. Dette er ganske forståelig. Tross alt, først og fremst er høyt belastede transportmotorveier elektrifisert. Dessuten er det ikke økonomisk lønnsomt å elektrifisere veier med lite trafikk og vil medføre tap. Slike indikatorer kan bare oppnås gjennom hele folkets forente arbeid. Samtidig er det nødvendig med en meget utviklet maskinteknikk og instrumentproduksjon, en utviklet elektroindustri og vitenskapelig potensial.

Den totale lengden på de elektrifiserte delene av jernbanen i vårt land er omtrent 43 tusen kilometer. Samtidig drives 18 tusen kilometer med likestrøm. Følgelig går de resterende 25 tusen kilometerne på vekselstrøm.

Elektrifiseringsfordeler

På bakteppet av et stort antall fordeler og ulemper ved elektrifiserte jernbaner, er alle ulempene rett og slett tapt. For det første er mengden skadelige utslipp mye mindre enn fra diesellokomotiver. Dette har en positiv effekt på miljøet. For det andre er effektiviteten til et elektrisk lokomotiv mye høyere. Dermed reduseres kostnadene for å transportere varer.

Blant annet løser elektrifisert jernbane problemet med å levere strøm til industribedrifter og tettsteder som ligger langs jernbanelinja og ikke langt unna. I følge statistikk for 1975 ble mer enn halvparten av den totale elektrisiteten til kontaktnettverket til jernbanene i USSR brukt på strømforsyningen til disse anleggene som ikke er inkludert i transportinfrastrukturen.

Og dette er ikke en uttømmende liste over fordeler. Det skal også sies at den elektrifiserte jernbanen har mye større kapasitet, pålitelighet og lar deg skape komfortable forhold for transport av passasjerer.

Traksjonsstasjoner: generelle konsepter

Hvis vi forenkler til et minimum, kan trekkstasjonen gis følgende definisjon: en installasjon designet for distribusjon og konvertering av elektrisitet. Med andre ord er trekkrafttransformatoren en nedtrappingstransformator. Hvis lokomotivet går på likestrøm, fungerer transformatorstasjonen som en likeretter. For nettverkelektrifiserte veier på vekselstrøm, er det nødvendig å utstyre trekkstasjoner i en avstand på 50 til 80 kilometer gjennom hele banens del. Overgangen til likestrøm krever bygging av nettstasjoner hver 15.-20. kilometer. I noen unntakstilfeller kan denne avstanden reduseres til 5 kilometer (på spesielt travle motorveier).

T-banen bruker en spesiell type trekkraftstasjoner. Enheter av denne typen konverterer ikke AC til DC, men senker bare likespenningen.

Design av blokker med trekkstasjoner

Traction-stasjonsenheter er et kompleks av celler, paneler og skap. Disse elementene er montert på rammer og koblet sammen med et nettverk av ledninger (både strøm- og kontrollledninger).

Det finnes to typer blokker. I noen blokker er alle elementer montert på en ramme, i andre er hvert element plassert i en forseglet beholder. Blokker av den første typen er beregnet for installasjon i bygninger. Blokker av den andre typen er installert langs friluftsbanen.

Kontaktnettverk

Kontaktnettverket er en svært kompleks ingeniørstruktur. Den inneholder mange elementer: selve ledningen, kabelen (bæreren), kraftoverføringsstenger, stive og fleksible tverrstenger … Det stilles veldig strenge krav til opphenget. Hvis det ikke samsvarer med dem, vil strømmen bli tatt med jevne mellomrom, noe som ikke lar lokomotivet fungere i normal modus og kan føre til en nødsituasjon. Strengt regulert høyde og strekkkraftledninger, maksimal tillatt krumning, spenn og så videre. I vårt land går lokomotiver både på likestrøm og på vekselstrøm. Dette kompliserer selvsagt en del strømforsyningen til elektrifiserte jernbaner. Hvert av disse systemene har sine egne fordeler og ulemper.

Bygging av en enkel kontaktledning

Et enkelt kontaktoppheng er faktisk en ledning festet til støtter. Avstanden mellom disse støttene er vanligvis 30-40 meter. En slik utforming er bare akseptabel på veistrekninger der høyhastighetstrafikk ikke er tillatt (broer, tunneler), samt i kraftlinjer for trolleybuss og trikk.

Fordeler med likestrømskontaktnettverk

Sammenlignet med kontaktnettet på vekselstrøm har kontaktnettet på likestrøm en rekke fordeler. Blant dem er det spesielt nødvendig å avbryte muligheten for å bruke det til lokomotiver med relativt enkelt design og lav vekt. I tillegg er det i slike systemer ingen påvirkning av spenningen som påføres kontaktnettet. Den viktigste fordelen er det høyere driftssikkerhetsnivået sammenlignet med AC-systemer.

Ulemper med DC-kontaktnettverk

Den største ulempen med slike strømforsyningssystemer for elektrifiserte jernbaner er deres høye kostnader. Tross alt krever konstruksjonen deres en mer kompleks og kostbar suspensjon. Kobbertrekktrådhar et mye større tverrsnitt, noe som også øker kostnadene for prosjektet betydelig. En viktig ulempe er den ganske ubetydelige avstanden mellom trekkstasjoner på elektrifiserte jernbaner sammenlignet med kontaktnett på vekselstrøm. I gjennomsnitt varierer den fra 15 (i områder med maksimal togtrafikk) til 20 kilometer. Likestrøm forårsaker blant annet fremveksten av såk alte striestrømmer, som fører til fremvekst og rask korrosjonsødeleggelse av stålkonstruksjoner og støtter.

Opplæringskrav for personell som betjener strømforsyningssystemer

Før en arbeider får lov til å reparere og vedlikeholde overføringslinjer på en elektrifisert jernbane, må han gjennomgå spesiell opplæring. Og dette gjelder ikke bare folk som jobber direkte med den elektriske delen, men også låsesmeder og installatører som utfører service på hele strukturen til overføringslinjer og deres støtter. Alt personell må bestå en kunnskapstest og bekrefte kvalifikasjonsnivået sitt.

Konklusjon

Ankomsten av elektrifiserte jernbaner markerte den raske veksten i industrien på grunn av økt trafikk og økt godsomsetning. Det ble mulig å øke massen av gods som transporteres med ett lokomotiv betydelig.

I tillegg løste det en rekke problemer. Så konvensjonelle diesellokomotiver svikter ofte ved lave temperaturer. Det elektriske lokomotivet fungerer pålitelig under alle værforhold. Dette skapte igjen forutsetningene for aktiv utvikling av de nordlige og fjerne østlige regionene i landet vårt.