Системы тока. напряжение в контактной сети

Контактная сеть переменного тока

Большинство железных дорог СССР, электрифицированных впервые после 1960-х годов, ну и современной России, работают на переменном токе напряжением 27 кВольт промышленной частоты. Это очень удобное решение, когда электрическая энергия, получаемая на электростанциях в форме трехфазного переменного тока, пройдя простую трансформацию попадает непосредственно в контактную сеть. Таким образом из-за высокого напряжения итоговая мощность достигается меньшими значениями силы тока, а также переменный ток легко передавать на большие расстояния опять же из-за повышенного напряжения, а еще такой ток легко трансформировать. Однако устройство электроподвижного состава несомненно усложняется, по сравнению с составом постоянного тока. Теперь на электровозах должны устанавливаться трансформаторы и аппараты для преобразования действующего напряжения в пульсирующее или постоянное, для дальнейшего питания коллекторных тяговых электродвигателей, оборотами которых легко управлять.

Тяговые электроподстанции

В чем сложность работы от переменного тока

Тяговые электродвигатели, как главная движущая сила на электроподвижном составе, оборотами которых можно довольно просто управлять меняя напряжение, являются коллекторными и предполагают работу от постоянного тока. Таким образом мы получаем тот самый минус, который является преимуществом контактной сети постоянного тока: необходимость трансформации переменного тока в пульсирующий или постоянный, для управления тяговыми электродвигателями.

Существуют и более простые двигатели переменного тока — асинхронные, которые применяются на вспомогательных машинах электровозов и электропоездов (мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы). Обороты этих двигателей зависят от частоты переменного тока, напомним в промышленной сети она равна 50-и Герцам. Существуют конечно электровозы, использующие подобные электродвигатели в качестве тяговых, однако изменение частоты тока процесс очень сложный, соответственно усложняющий конструкцию тяговых агрегатов и снижающий общую надежность.

Контактная сеть на железной дороге

История создания ЭП1

После развала СССР в 1990-х годах железные дороги России испытывали явный дефицит современных электровозов для эксплуатации в пассажирском движении. Дело в том, что СССР не затачивал производство своих собственных пассажирских локомотивов переменного тока, закупая их у Чехословакии. Известная серия электровозов «ЧС», как для работы на постоянном токе, так и на переменном ЧС4 и ЧС4т, была задействована в загруженном западном и центральном направлениях, а железные дороги Сибири и Дальнего востока обходились морально и физически устаревшими локомотивами ВЛ60ПК.

С развалом СССР стало понятно, что закупать электровозы ЧС дорого, и пришло понимание необходимости разработки собственной модели. Тем более что Новочеркасский электровозостроительный завод — крупнейший производитель электровозов в СССР и теперь России, был готов выполнить такой заказ. В модельном ряду НЭВЗ находился электровоз ВЛ85 — грузовая машина переменного тока, двухсекционная и с шестью осями на секцию. Конструкторы приняли решение использовать эту модель как базовую, и началась работа по созданию нового локомотива. К секции ВЛ85 была добавлена вторая кабина, таким образом получился односекционный шестиосный электровоз, который получил название ВЛ65, где ВЛ — Владимир Ленин, дань так сказать строителю всех заводов СССР, далее «6» — шесть осей, «5» — отсылка к модели ВЛ85. В 1992-м году первый электровоз новой модификации ВЛ65 вышел из ворот НЭВЗа.

Электровоз ВЛ65

Электровоз ЭП1

Конечно ВЛ65 имел ряд недостатков, особенно для работы в пассажирском движении, но самый главный недостаток, который стремились изменить конструкторы в первую очередь — это опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей. Тяжелые электродвигатели создавали значительную динамическую нагрузку на путь, колесную пару и редуктор, так как являлись неподрессоренной массой.

Все недочеты ВЛ65 исправлялись в процессе производства, над улучшением конструкции локомотива велась постоянная работа. Но в итоге, как конечное обновление, в 1998-м году появился первый пассажирский электровоз ЭП1, принявший эстафету от ВЛ65, производство которого было прекращено. После завершения испытаний нового ЭП1 был начат их серийный выпуск, продолжавшийся по 2007-й год. Всего был построен 381 электровоз ЭП1.

Машинное отделение ЭП1

Электровозостроительные предприятия

Электровозы строились и во времена СССР и сейчас электровозостроительными заводами: Новочеркасским (НЭВЗ), Тбилисским (ТЭВЗ), который по понятным причинам мы потеряли. Данными заводами были спроектированы и созданы электровозы, которые наиболее широко работали и работают на отечественных железных дорогах: постоянники – ВЛ8; ВЛ10; ВЛ10У; ВЛ11; ВЛ15; 2ЭС4К и 3ЭС4К «Дончак»; переменники – ВЛ60 (пассажирская модификация ВЛ60 п/к), ВЛ80Т, С, Р, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, 1М, 1П, «Ермаки» — Э5К, 2ЭС5К, 3ЭС5К, 4ЭС5К, электровозы двойного питания – ВЛ82, ВЛ82М и ЭП20 «Олимп». Я не буду показывать здесь экспериментальные электровозы, созданные в единственном или нескольких экземплярах, им на нашем сайте посвящены отдельные статьи, надо просто поискать. С потерей ТЭВЗа в России появились новые электровозостроительные заводы, которые отметились очень мощными грузовыми серийными электровозами, обоих систем тока. Это машиностроительный концерн «Синара – Уральские локомотивы», с заводом, расположенным в городе Верхняя Пышма на Урале. Его продукцию составляют такие электровозы постоянного тока, как 2ЭС6 и 2ЭС10 «Гранит», на котором установлены асинхронные тяговые электродвигатели.

Новочеркасский электровозостроительный завод НЭВЗ

Теперь влился в дружную семью электровозостроительных заводов и наш лидер по производству тепловозов – Коломенский тепловозостроительный завод. Им на базе тепловоза ТЭП 70 БС (кузов, тележки) создан пассажирский электровоз постоянного тока ЭП2К, надо отметить, что это первый отечественный пассажирский электровоз постоянного тока, да это так. Если пассажирские поезда на переменном токе водил ВЛ60 П/К, то всю нагрузку по вождению пассажирских поездов в СССР и по настоящее время приняли на себя наши собратья из ЧССР – «Чехи». Это замечательное семейство пассажирских электровозов постоянного и переменного тока строилось на заводах «Шкода» в Праге (Чехославакия), жалко, что теперь это два разных государства. Эти электровозы достойны уважения, красивые, мощные, скоростные и надежные. Они и по сей день водят пассажирские поезда по железным дорогам России. Практически всем знакома эта марка – «ЧС», выведенная железными буквами на передней части этих электровозов. Познакомимся с ними, постоянники – ЧС1; ЧС2; ЧС2Т; ЧС3; ЧС6; ЧС7; ЧС200 (ЧС3, ЧС6, ЧС7, ЧС200 выполнены двухсекционными); переменники – ЧС4; ЧС4Т и двухсекционный ЧС8.

• Электровоз ЧС4
• Электровоз ЧС2

Помимо электровозов в Чехословакии строились для наших дорог и маневровые, всем известные, тепловозы с электрической передачей: ЧМЭ2; ЧМЭ3; ЧМЭ3Т и ЧМЭ5, они и сейчас производят маневровую работу на многих дорогах России. Да что там говорить, даже на узкоколейных наших железных дорогах работал «чех» — узкоколейный тепловоз ТУ3. Хотя это тепловозное отступление от электровозной темы я сделал специально, для расширения кругозора читателей.

На этом я завершаю тему электровозов, надеюсь, что мое повествование было развернутым и понятным. Теперь путешествуя по железным дорогам нашей великой России, вы нет, нет, да и посмотрите на электровоз, ведущий ваш поезд и уже с определенным пониманием отнесетесь к тому, почему и как вы едете по стальной магистрали. 

Предыдущие части:

• Устройство электровоза (Часть 1)
• Электровозы постоянного тока — Устройство электровоза (Часть 2)
• Электровозы переменного тока — Устройство электровоза (Часть 3)
• Электровозы переменного тока — Устройство электровозов (Часть 4)

Охранные зоны линий электропередач и объектов электросетевого хозяйства. Размеры зон

№160 о порядоке установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства и особых условий использования земельных участков, расположенных в границах таких зон:

1.Требования к границам установления охранных зон объектов электросетевого хозяйства

проектный номинальный класс напряжения до 1 кВ — 2 м

для линий с самонесущими или изолированными проводами, проложенных по стенам зданий, конструкциям и т.д., охранная зона определяется в соответствии с установленными нормативными правовыми актами минимальными допустимыми расстояниями от таких линий.

проектный номинальный класс напряжения 1-20 кВ — 10 м

(5 м — для линий с самонесущими или изолированными проводами, размещенных в границах населенных пунктов).

проектный номинальный класс напряжения 35 кВ — 15 м.

проектный номинальный класс напряжения 110 кВ — 20 м.

Охранные зоны для ВЛ-6 (10) кВ и ВЛЗ-6 (10 кВ):

10 м — воздушная линия, выполненная неизолированным проводником ВЛ-6 (10) кВ при любых условиях прохождения;

5 м — воздушная линия, выполненная изолированным проводником ВЛЗ-6 (10) кВ (только в границах населённого пункта).

2. Установление охранных зон

Охранные зоны устанавливаются для всех объектов электросетевого хозяйства, исходя из требований к границам установления охранных зон согласно приложению.

Границы охранной зоны в отношении отдельного объекта электросетевого хозяйства определяются организацией, которая владеет им на праве собственности или ином законном основании (далее — сетевая организация).

Сетевая организация обращается в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий технический контроль и надзор в электроэнергетике, с заявлением о согласовании границ охранной зоны в отношении отдельных объектов электросетевого хозяйства, которое должно быть рассмотрено в течение 15 дней с даты его поступления в соответствующий орган.

После согласования границ охранной зоны сетевая организация обращается в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий кадастровый учёт и ведение государственного кадастра недвижимости (орган кадастрового учета), с заявлением о внесении сведений о границах охранной зоны в документы государственного кадастрового учета недвижимого имущества, на основании которого указанный федеральный орган исполнительной власти принимает решение о внесении в документы государственного кадастрового учета недвижимого имущества сведений о границах охранной зоны.

Охранная зона считается установленной с даты внесения в документы государственного кадастрового учета сведений о ее границах.

Примечание

1. Не допускается прохождение ЛЭП по территориям стадионов, учебных и детских учреждений.
2. Допускается для ЛЭП (ВЛ) до 20 кВ  принимать расстояние от крайних проводов до границ приусадебных земельных участков, индивидуальных домов и коллективных садовых участков не менее 20 м.
3. Прохождение ЛЭП (ВЛ) над зданиями и сооружениями, как правило, не допускается.
4. Допускается прохождение ЛЭП (ВЛ) над производственными зданиями и сооружениями промышленных предприятий I-II степени огнестойкости в соответствии со строительными нормами и правилами по пожарной безопасности зданий и сооружений с кровлей из негорючих материалов (для ВЛ 330-750 кВ  только над производственными зданиями электрических подстанций.

3. В охранной зоне ЛЭП (ВЛ) запрещается

1. Производить строительство, капитальный ремонт, снос любых зданий и сооружений.
2. Осуществлять всякого рода горные, взрывные, мелиоративные работы, производить посадку деревьев, полив сельскохозяйственных культур.
3. Размещать автозаправочные станции.
4. Загромождать подъезды и подходы к опорам ВЛ.
5. Устраивать свалки снега, мусора и грунта.
6. Складировать корма, удобрения, солому, разводить огонь.
7. Устраивать спортивные площадки, стадионы, остановки транспорта, проводить любые мероприятия, связанные с большим скоплением людей.

Проведение необходимых мероприятий в охранной зоне ЛЭП может выполняться только при получении письменного разрешения на производство работ от предприятия (организации), в ведении которых находятся эти сети.

Нарушение требований «Правил охраны электрических сетей напряжение свыше 1000 В», если оно вызвало перерыв в обеспечении электроэнергией, может повлечь административную ответственность:

физические лица наказываются штрафом в размере от 5 до 10 минимальных размеров оплаты труда;

юридические лица наказываются штрафом от 100 до 200 МРОТ.

Как выбрать место в вагоне?

Если вы садитесь на промежуточной станции, выбирать в большинстве случае не приходится, и вы просто не занимаете свободное место. Но если вы отправляетесь с конечной станции, можете выбрать лучшее место. Воспользуйтесь простыми советами, чтобы сделать поездку максимально комфортной.

Выбирайте место в середине вагона. Во-первых, в тамбурах часто курят, поэтому запах в конце и начале вагона хорошо слышен запах табачного дыма. Если вы не курите, дым будет особенно доставлять неудобства. В середине вагона запах обычно становится неслышен или слабо слышен. К тому же по электричке постоянно снуют торговцы, которые продают различные дешевые товары. Если сядете в начале вагона, придется выслушивать их длинные рекламные монологи.

Выбирайте место «по ходу» движения поезда, если планируете смотреть в окно и любоваться пейзажами. Если сидишь спиной, тогда велик шанс, что памятник архитектуры или красивое место просто промелькнут перед вашими глазами. Существует мнение, что при езде «против движения» начинает кружиться голова, но это больше миф, нежели правда.

Выбирайте не солнечную сторону, особенно летом

Если вы не хотите жариться на солнце, обращайте внимание еще на перроне, с какой стороны светит солнце и выбирайте противоположную сторону. И хотя во время передвижения поезд меняет свое положение, все большую часть дороги будете чувствовать себя комфортно

Если вы путешествуете зимой, лучше выбрать место рядом с печкой, тогда в пути тепло. Если вы не любите, когда напротив сидят соседи, тогда можно сесть в начале вагоне, возле электрошкафа, но учтите, что из недостатка пространства человеку с высоким ростом может быть неудобно.

Реакция организма на излучения от ЛЭП

В некоторых странах люди, весьма чуткие к излучениям высоковольтных линий обладают правом переселиться подальше от проходящих ЛЭП, при этом затраты и поиск жилья оплачивается правительством. У нас деньги тратятся на разработку норм по установке высоковольтных линий.

Замечено, что два человека одного возраста могут ощущать различное воздействие от расположенной рядом высоковольтной линии электропередачи. На одного она может воздействовать угнетающе, а другой в это время будет испытывать прилив сил энергии.

Единственное, что доподлинно известно на настоящий момент, это то, что нет доказательств вредоносного воздействия ЛЭП на организм человека, равно как и доказательств их безвредности. То есть известно их определенное влияние на человека, а в чем оно заключается, это до сих пор загадка.

Жизнь рядом с ЛЭП: опасное соседство

Главная опасность, исходящая от линий электропередач, – это электромагнитные поля. Ученые причисляют их к одному из серьезных видов экологического загрязнения. “Электромагнитный смог” неотступно, а главное, невидимо преследует современного человека: электромагнитные поля во множестве окружают нас практически везде, где бы мы ни находились.

Влияние электромагнитного излучения, если речь идет о низких, не превышающих норму дозах, выражается прежде всего в нарушении работы центральной нервной системы. Это может проявляться как головная боль, нарушение сна, подавленность и усталость.

При высоких, далеких от санитарных норм дозах электромагнитного излучения человек может быть подвержен нарушениям иммунной, эндокринной и репродуктивной систем, а также развитию хронических, в том числе, как предполагают исследователи, и онкологических заболеваний.

Защититься от электромагнитных полей, исходящих от ЛЭП, довольно-таки трудно, тем более если живешь в непосредственной близости от них: С грустью надо признать, что и сегодня еще у нас где-нибудь в пригородной области можно встретить “стихийные поселения” совсем рядом с ними или даже под этими линиями! Многие ухитряются (прежде всего в силу дешевизны такого жилья) строить там дачные участки с небольшими огородиками, видимо, не подозревая об опасности подобного соседства. Да и в городской зоне нередко встречаются дома, построенные рядом с этими линиями: некоторые сегодняшние застройщики недалеко ушли в плане экологической и социальной сознательности от иных советских чиновников. Поэтому наилучший способ защиты в данном случае – просто не жить в непосредственной близости от ЛЭП. Так, если ваш дом по каким-либо причинам расположен в небезопасной близости от этих линий (санитарные нормы безопасного расположения см. ниже), лучшим из возможных решений стал бы переезд в более безопасную зону.

Но все-таки защита возможна. Для этих целей применяются специальные защитные экраны, выполненные из материалов, препятствующих распространению электромагнитных полей. Конечно, экранирование стоит недешево, и компаний, занимающихся их установкой, очень мало на нашем рынке, но они все же существуют, стоит только поискать. Например, установкой таких экранов занимаются некоторые компании, предоставляющие услуги экологической экспертизы.

При типовой городской застройке такие экраны, конечно, не предусмотрены, поэтому даже и не стоит спрашивать о возможности их наличия в местном ДЭЗе. Их нужно устанавливать самостоятельно.
“Предупрежден – значит защищен”, посему лучшее, что можно посоветовать в данном случае, – это, как всегда, предупредительные меры.

А это прежде всего соблюдение санитарно-защитных норм при постройке жилья, которые предлагают оптимальное для относительной безопасности расстояние жилых объектов от линий электропередач, в зависимости от мощности каждой из ЛЭП.

Так, по СанПиН N 2971-84, если напряжение ЛЭП составляет 330 кВ, то это расстояние (протяженность санитарно-защитной зоны) должно быть равным 20, при напряжении 500 кВ безопасное расстояние равняется 30, при 750 кВ – 40 м, а при 1150 – 55 м.

Для плотно застроенных городов, где распространены также линии меньшей мощности, существуют свои нормы удаленности жилых построек от ЛЭП.

Как же определить мощность каждой конкретной ЛЭП? Ее можно вычислить по количеству проводов или по числу изоляторов в гирлянде, в зависимости от мощности напряжения линии.

Так, если ЛЭП состоит всего из одного провода, то мощность ее равна менее 330 кВ. Если проводов два, то мощность такой линии равна 330 кВ, три – 500 кВ, четыре – 750 кВ. Линия, содержащая от 6 до 8 проводов, имеет мощность 1150 кВ.

Напряжение маломощных ЛЭП можно определить по числу изоляторов в гирлянде: 15 шт. – 220 кВ, 6-8 шт. – 110 кВ, 3-5 шт. – 35 кВ, 1 шт. – 10 кВ.

Кабели для железнодорожного транспорта

На железных дорогах применяются:

• силовые 15%,
• сигнально-блокировочные 20%,
• контрольные 15% кабели,
• кабели связи 20%
• прочие виды кабелей и проводов: авиационные, станционные, управления и т.д.

В производственных и станционных помещениях метро используются небронированные кабели, в остальных случаях – бронированные.

Одной из важных задач крупных российских производителей в сфере кабельной промышленности является обеспечение качественной КПП транспортной инфраструктуры. Переход к цифровой экономике на транспорте не возможен без применения новейших средств автоматизации и мониторинга кабельно-проводниковой продукции.

Организации, входящие в Объединение производителей, поставщиков и потребителей алюминия и в проект «Кабель без опасности», в частности – крупнейшее кабельное предприятие Центральной части РФ ГК «Москабельмет», постоянно предлагают инновационные решения, такие как силовой кабель нового поколения ТЭВОКС, разработанный специально для нужд Московского Метрополитена, что подтверждают подписанные с ОАО «Метрогипротранс» специальные технические условия.

Характеристики отечественной кабельной продукции

Высококачественный кабель, аналогов которого нет на рынке, изготовлен из отечественного сырья и по многим параметрам превосходит существующие аналоги с изоляцией из сшитого полиэтилена и этиленпропиленовой резины. В рамках Международного конкурса разработок, проводимого Министерством энергетики, силовой кабель ТЭВОКС был признан инновационной продукцией, направленной на развитие топливно-энергетического комплекса России.

Кабельная промышленность — это динамично развивающаяся отрасль, и развитие данной сферы, во многом определяет эволюцию железнодорожного транспорта за счет производства уникальной продукции, от качества которой зависит безопасность движения на железных дорогах. Согласно стандарту Международной Электротехнической Комиссии (МЭК) для кабелей, применяемых в Метрополитене, выделение дыма не должно приводить к снижению светопропускания в камере более 40%.

При горении кабель должен выделять минимальное количество хлора и других коррозионно-активных продуктов. Развитие системы Московского метрополитена до 2020 г. предполагает строительство 55 станций, 126 км путей и 6 электродепо, что подразумевает широкое применение надежной кабельной продукции, в частности силового кабеля среднего напряжения марки ТЭВОКС, срок эксплуатации которого превышает 30 лет. Гарантийный срок на инновационный кабель составляет 10 лет, что в 2 раза больше аналогичных предложений на отечественном рынке.

Специалисты ГК «Москабельмет» разработали кабель с системой мониторинга кабельной линии, который за счет включения в конструкцию волоконно-оптического датчика, позволяет определять место пробоя в кабельной линии с точностью до одного метра, что особенно актуально в условиях ограниченного времени, например, для Метрополитена, где время технологического окна составляет всего 2 часа. В ГК «Москабельмет» проводят испытания выпускаемой КПП. Проверке подлежат все элементы конструкции готового кабеля, в том числе толщина изоляции, которая должна быть равномерной по всей длине кабеля.

Особенности электрички

Электропоезд (так еще называют электрички) внешне похож с пассажирским поездом, но при этом имеет ряд отличий. Электрички предназначены для перевозки пассажиров на пригородных маршрутах. Они курсируют между районами, иногда между областями.

Для движения электропоездов необходимо электричество. В связи с этим они могут передвигаться только по электрифицированным путям. Питание обеспечивается от линий постоянного или переменного тока. Количество вагонов может быть от 4 до 14. Обычно используется парное количество. Необходимое число вагонов рассчитывается для каждого направления отдельно в зависимости от пассажиропотока.

Электричка приводится в движение мотовагонами. Они размещаются с обеих сторон. Если вагонов много, с каждой стороны может быть несколько мотовагонов.

Весомое отличие электропоезда заключается в том, что он способен разгоняться до большой скорости на коротких дистанциях.

Контактная сеть постоянного тока

Исторически сложилось так, что первые электровозы, несшие службу в Сурамском перевале СССР, были предназначены для питания постоянным током с напряжением до полутора тысяч Вольт. Соответственно вся транспортная инфраструктура создавалась под постоянный ток, и дальнейшая разработка электровозов велась также под систему питания постоянным током, а далее уже созданная инфраструктура играла ведущую роль в формировании технических требований для локомотивостроительных предприятий. Тем временем железные дороги развивались и, если пренебречь исторической точностью, так как наш материал не про историю, Московская железная дорога с некоторым количеством других железных дорог СССР, преимущественно в центральноевропейском районе, обзавелись инфраструктурой для питания электроподвижного состава постоянным током. Только вот напряжение с 1,5 кВольт было увеличено до 3 кВольт.

Такое повышение было сделано не с проста. Все дело в объемах перевозок, точнее в их постоянном росте. Развитие отраслей народного хозяйства требовали от железных дорог постоянного увеличения пассажиро- и грузо- потоков, и электровозы должны были перевозить все больший и больший вес, а для этого нужны высокие значения силы тока.

Профиль контактного провода

Исходя из законов электротехники мы знаем, что электрическая мощность равна произведению силы тока и действующего напряжения, для повышения мощности электровоза нам нужно либо повысить напряжение, либо силу тока, ну или и то и другое. При действующем напряжении даже 3000 Вольт сила тока должна постоянно расти, а это приводит к повышенному нагреву проводов, а значит контактный провод должен быть достаточного сечения. А еще постоянный ток чувствителен к длине токоведущей линии: чем расстояние больше, тем заметнее сопротивление проводника съедает часть полезного напряжения. А еще исходя из высоких токов при пробуксовке колес локомотива высок риск локального нагрева в месте контакта токоприемника с контактным проводом, что может вызвать прогорание последнего. Также есть и значительное ограничение по количеству одновременно движущихся составов на участке, обслуживаемом одной электроподстанцией, так как она должна выдавать сумму и без того высоких токов.

Минусы контактной сети постоянного тока

Постоянный ток для нужд железнодорожного движения обладает сплошными недостатками, и однозначно является менее пригодным вариантом. На сегодняшний день вся электрификация железных дорог осуществляется только переменным током, за исключением уже исторически сложившихся инфраструктур под постоянный ток. Со временем, я думаю, все железные дороги в России перейдут на переменный ток, но пока существует огромное количество единиц подвижного состава, а это и электровозы и электропоезда, заточенных под постоянный ток, что делает экономически нецелесообразным переход на переменный ток на таких дорогах.

Если обобщить уже сказанное, то электрификация постоянным током имеет следующие минусы:

• Необходимость использования высоких значений силы тока, для получения адекватной мощности;
• Требуется размещение электропитающих подстанций на расстоянии 50 километров друг от друга, ведь на больших расстояниях сопротивление контактного провода заметно снижает действующее напряжение, что сразу сказывается на мощности;
• Заметное снижение мощности на участках движения нескольких поездов, требующих высокой мощности;
• Дороговизна инфраструктуры, необходимость использования контактного провода с большим сечением;
• Высокое влияние токов Фуко на элементы инфраструктуры.

Из плюсов можно отметить лишь простоту устройства электроподвижного состава, простоту регулирования работы тяговых двигателей.

Воздушные линии

Согласно устоявшемуся определению, воздушная линия электропередач — это устройство, предназначенное для передачи или распределение электроэнергии по проводам, находящимся в воздухе. Кабеля этой сети закреплены на опорах с помощью кронштейнов, изоляторов и арматуры. Отдельные участки воздушных линий (ВЛ) могут проходить по мостам или путепроводам. Состоят такие конструкции из следующих элементов:

• Провода. Прочные изолированные кабеля, изготовленные из меди, стали, алюминия или их сплавов-проводников. Могут состоять из нескольких жил. Отличаются друг от друга параметрами сечения, бывают изолированными и неизолированными. Провода для ВЛ обязательно должны быть прочными и устойчивыми к механическим воздействиям.
• Опоры. Изготавливают из металла, железобетонных блоков, дерева или композитных материалов. Обеспечивают необходимое расстояние между проводами и землёй. Состоят из фундамента, стойки, подкосов и растяжек. Особенности строения конструкций зависят от предназначения (некоторые из них перенаправляют ток, замыкают электросеть, служат в качестве проводников и так далее). Высота самых больших опор может достигать до 300 метров. Их стараются максимально адаптировать под местность, учитывая все особенности ландшафта.
• Траверсы. Особые элементы арматуры, задача которых — закрепить провода так, чтобы обеспечить соблюдение нужного расстояния между разноимёнными фазами. Бывают разных форм и размеров — всего насчитывается около 20 разновидностей весом от 10 до 50 кг. Определить тип можно по маркировке. Поверхность изделий окрашена или оцинкована.
• Изоляторы. Нужны для обеспечения надёжного и безопасного крепления проводов. Должны быть прочными и теплостойкими. Различаются по назначению и способу крепления к траверсам — точную модель можно узнать, посмотрев на маркировку. Изготавливаются из изолирующих материалов, таких как фарфор, стекло и различные полимеры.
• Другая арматура. К ней относятся зажимы, подвесы, крепёжный устройства, планки, распорки прочие детали. Они могут использоваться уменьшения вибрации линии, предотвращения изломов и каких-либо других целей.
• Изоляционные и защитные механизмы. Среди них можно выделить гирлянды изоляторов, заземляющие контуры, молниеотводы, вентильные разрядники, гасители вибрации и прочие структуры.

Вам это будет интересно Как сделать трансформатор 220 на 12 вольт своими руками

Согласно действующему регламенту, все ВЛ должны проходить техобслуживание раз в полгода и каждый год осматриваться электриками и инженерами. Иногда проводятся также внеочередные проверки сети — это происходит в связи с пожарами, наводнениями, сильными похолоданиями и прочими природными и техногенными авариями, а также после аварийного выключения. Во время осмотров происходит устранение таких проблем:

• наличие на проводах посторонних предметов;
• обрывы, перегорания или другие повреждения отдельных проводков;
• отклонения в регулировке стрел провеса на более чем 5% от проектных;
• механические повреждения или перекрытие изоляторов, разрядников, гирлянд и прочих функциональных элементов;
• поломки опор.

Кроме того, рабочие обязаны следить за соблюдением правил, относящихся к охранной зоне объекта. У обычных ЛЭП она ограничивается 2 метрами вокруг сооружения, но у высоковольтных линий может достигать 10—55. В охранной зоне запрещается высаживать деревья и кустарники, выбрасывать мусор, проводить земляные работы и возводить любые сооружения, ограничивающие доступ к ВЛ. Любое строительство в этой области необходимо согласовывать с ответственными лицами обслуживающего предприятия.

Нейтральная вставка

Воздушный промежуток может разделять секции только с одинаковым напряжением, совпадающим, в том числе, по фазе (если речь о переменном токе), по этому в основном он применяется в сетях с постоянным током. В нашей стране электричество, вырабатываемое электростанциями, поставляется по трехфазной системе, соответственно на железнодорожные электроподстанции приходит также трехфазный ток. Возникает задача по балансировке нагрузки между фазами, необходимо сделать так, чтобы три фазы были нагружены равномерно. В качестве решения применяется секционирование для разделения фаз. Один участок работает на фазе А, следующий участок работает уже на фазе В.

Если мы для такого секционирования будем применять воздушный промежуток, то неизбежно получим мощнейшее межфазное замыкание, когда токоприемник соединит две секции. Естественно это невозможно, и применяется не один воздушный промежуток, а сразу два, и называется такая схема — нейтральной вставкой.

Нейтральная вставка ограждается специальными знаками заранее, и электроподвижной состав следует через неё с опущенными токоприемниками. После проследования второго воздушного промежутка через 50 метров устанавливают знак «Включить ТОК» для электровозов, а через 200 метров «Включить ТОК» для моторвагонного подвижного состава.

У электропоезда могут быть подняты по одному токоприемнику на каждом моторном вагоне, при этом все токоприемники объединены одной токоведущей шиной. Длина нейтральной вставки всегда больше, чем расстояние между двумя токоприемниками первого и последнего моторного вагона эксплуатируемых электропоездов. Это сделано для повышения безопасности, чтобы предотвратить межфазное замыкание, если вдруг машинист не предпримет меры и не опустит токоприемники.

Интересный вопрос, а что же будет, если поезд остановится посреди нейтральной вставки?

Конечно остановка посреди нейтральной вставки запрещена, но может произойти такая ситуация: кто-нибудь из пассажиров поезда сорвет стоп-кран, и придется «повиснуть», как говорят локомотивщики, посреди нейтральной вставки. Для исключения таких негативных сценариев энергодиспетчер всегда имеет возможность подключить изолированный участок к контактному проводу одной из двух секций, в сторону следования поезда. Таким образом будет временно подано напряжение, и локомотив или моторвагонный состав сможет выбраться.

Похожие записи:

Способы проверки заземления Обжимаем сетевой кабель самостоятельно, с инструментом и без него Полезные статьи » как выбрать распределительный щит Термогенератор своими руками: инструкция по изготовлению преобразователя тепловой энергии в электрическую Подключение сип провода к дому Микросхемы к561ид1 к176ид1(cd4028a, cd4028)