En los ferrocarriles de Rusia, se utilizan dos sistemas de suministro de energía: constante y monofásico. corriente alterna. La tracción en corriente alterna trifásica no ha ganado popularidad, ya que es técnicamente difícil aislar cables de dos fases poco espaciados red de contactos(tercera fase - rieles).
El material rodante eléctrico está provisto de motores de tracción. corriente continua, ya que los modelos propuestos de motores AC no cumplen con los requisitos de potencia y confiabilidad. Por lo tanto, las líneas ferroviarias se alimentan con un sistema de corriente alterna monofásica y se instalan equipos especiales en las locomotoras que convierten la corriente alterna en corriente continua.
Normas operación técnica se regulan los niveles de tensión nominal en los colectores de corriente del material rodante eléctrico: 3 kV - con corriente continua y 25 kV - con corriente alterna. Al mismo tiempo, se determinan las fluctuaciones de voltaje aceptables desde el punto de vista de garantizar la estabilidad del movimiento: con corriente continua - 2.7 ... 4 kV, con corriente alterna - 21 ... 29 kV. En determinados tramos de vías férreas se permite un nivel de tensión de al menos 2,4 kV para corriente continua y 19 kV para corriente alterna.
Los principales parámetros que caracterizan el sistema de suministro de energía de los ferrocarriles electrificados son la potencia de las subestaciones de tracción, la distancia entre ellas y el área de la sección transversal de la suspensión de contacto.
En los ferrocarriles electrificados con corriente continua, las subestaciones de tracción cumplen dos funciones: reducen la tensión de entrada corriente trifásica y convertirlo a constante. Todos los equipos que suministran corriente alterna se colocan en áreas abiertas, y rectificadores y unidades auxiliares - interior. Desde las subestaciones de tracción, la electricidad ingresa a la red de contacto a través de la línea de suministro: el alimentador.

Las principales desventajas del sistema de suministro de energía de corriente continua son su polaridad, voltaje relativamente bajo y la incapacidad de proporcionar un aislamiento eléctrico completo de la estructura superior de la vía desde la inferior. Los rieles, que sirven como conductores de corriente de diferente polaridad, y la subrasante son un sistema en el que es posible una reacción electroquímica que conduce a la corrosión del metal. Como resultado, se reduce la vida útil de los rieles y estructuras artificiales. Para evitar esto, conviene dispositivos de protección(sistemas de electrodos de tierra de ánodo, estaciones de cátodo, etc.).
Debido al voltaje relativamente bajo (U = 3 kV) en el sistema de corriente continua, se suministra energía al material rodante eléctrico a través de la red de contacto con una corriente de tracción alta. Para esto, las subestaciones de tracción se colocan cerca una de la otra (10 ... 20 km) y se aumenta el área de la sección transversal de los cables de suspensión de contacto.
Con la corriente alterna aumenta la eficiencia del uso de la tracción eléctrica, ya que la potencia requerida se transmite a través de la red de contactos con una intensidad de corriente menor en comparación con un sistema de corriente continua. Las subestaciones de tracción en este caso están ubicadas a una distancia de 40 ... 60 km entre sí. Su tarea es solo reducir el voltaje de PO ... 220 a 25 kV, por lo que su equipo técnico es más simple y económico que el de las subestaciones de tracción de CC. Además, en un sistema de corriente alterna monofásico, el área de la sección transversal de los cables de la red de contactos es aproximadamente dos veces menor. Para acomodar los equipos en las subestaciones de tracción con corriente alterna, se utilizan áreas abiertas. Sin embargo, el diseño de locomotoras y trenes eléctricos con corriente alterna es más complicado y su costo es más alto.
Como consecuencia del impacto del campo electromagnético de corriente alterna sobre las estructuras metálicas y de comunicaciones situadas a lo largo de las vías del tren, aparece en ellas una tensión peligrosa para las personas, y se producen interferencias en las líneas de comunicación y automatización. Por lo tanto, se toman medidas especiales para proteger las estructuras. Costos de medidas de protección tales como mejorar aislamiento electrico entre los raíles y el suelo, la sustitución de líneas aéreas por cable o radioenlace, supondrán el 20...25% del coste total de la electrificación.

El acoplamiento de redes de contacto de líneas electrificadas con corriente continua y alterna se lleva a cabo en estaciones ferroviarias especiales. En algunos casos, cuando la creación de tales estaciones parece poco práctica, se utilizan locomotoras eléctricas de doble potencia, que funcionan tanto con corriente continua como con corriente alterna.

Fin del trabajo -

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CURSO GENERAL DE FERROCARRILES

CURSO GENERAL DE FERROCARRILES ... ESTRUCTURA DE TRANSPORTE FERROVIARIO DIMENSIONES Para un movimiento seguro ...

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ESTRUCTURA DE TRANSPORTE FERROVIARIO
El transporte ferroviario es una economía compleja y diversificada, que incluye vias ferreas, empresas, administrativas y económicas, culturales y domésticas y médicas

Ruta, planta y perfil de vía longitudinal
La vía de la vía férrea caracteriza la posición en el espacio del eje longitudinal de la vía al nivel de los bordes de la subrasante. La proyección de la traza sobre un plano horizontal se denomina plano y el barrido

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Estructuras artificiales, sus tipos y finalidad.
Las estructuras artificiales brindan la oportunidad de que el ferrocarril cruce barreras de agua, otras líneas ferroviarias, caminos, gargantas profundas, cadenas montañosas, áreas urbanas edificadas

capa de balasto
El objetivo principal de la capa de balasto es la percepción de la presión de los durmientes y su distribución uniforme sobre el área principal de la subrasante; asegurando la estabilidad de los durmientes bajo el aire

Sujetadores de rieles. Anti-robo
La vía férrea consiste en dos hilos de riel continuos ubicados a cierta distancia entre sí debido a la fijación de los rieles a las traviesas y los enlaces ferroviarios individuales entre sí.

Camino sin costuras
En la actualidad, la vía sin juntas más perfecta se usa ampliamente en los ferrocarriles. Debido a la eliminación de juntas, el impacto dinámico en el camino se debilita, significativamente la mente

DISPOSITIVO DE VÍA FERROVIARIA. INTERRUPTORES
La disposición del ancho de vía está estrechamente relacionada con el diseño y las dimensiones de los juegos de ruedas del material rodante. El par de ruedas incluye un eje de acero, sobre el cual las ruedas están firmemente montadas, teniendo por

Características del dispositivo de vía en tramos curvos.
En tramos en curva, la disposición de las vías presenta una serie de características, siendo las principales la elevación del carril exterior sobre el interior, la presencia de curvas de transición, el ensanchamiento del ancho de vía en radios pequeños, con

desvíos
La transición del material rodante de una vía a otra se realiza mediante dispositivos de conexión y cruce de vías relacionados con su superestructura. La conexión de las pistas entre sí se realiza mediante flechas.

Protección del camino contra la nieve, la arena y las inundaciones
La operación ininterrumpida del transporte ferroviario en condiciones invernales depende en gran medida de la protección confiable de las vías contra la nieve, así como de su limpieza oportuna de la nieve durante las nevadas y

CONSTRUCCIONES Y DISPOSITIVOS DE SUMINISTRO DE ENERGÍA
El transporte ferroviario consume alrededor del 7% de la energía producida por las centrales eléctricas rusas. Se gasta principalmente en proporcionar tracción a los trenes y alimentar a los consumidores que no son de tracción, que incluyen

RED DE TRACCIÓN
La red de tracción consta de redes de contacto (suministro) y ferroviarias (succión). La red ferroviaria son rieles, y

Comparación de diferentes tipos de tracción.
El movimiento de trenes en el transporte ferroviario se realiza con la ayuda de material rodante de tracción. Incluye locomotoras y material rodante de unidades múltiples. Hasta mediados de la década de 1950. básico

MATERIAL RODANTE ELÉCTRICO
El material rodante eléctrico incluye locomotoras eléctricas y trenes eléctricos. Según el tipo de corriente utilizada, material rodante eléctrico de corriente continua y alterna, así como doble

MATERIAL RODANTE DE TRACCIÓN AUTÓNOMO
El material rodante de tracción autónoma incluye locomotoras diesel, trenes diesel, automotores, locomotoras de motor y locomotoras de turbina de gas. Según su finalidad, las locomotoras diésel se dividen en locomotoras de carga, de pasajeros y de maniobras.

Mantenimiento de locomotoras y organización de su trabajo.
Las locomotoras eléctricas y las locomotoras diesel son atendidas por tripulaciones de locomotoras compuestas por un conductor y su asistente. Los trenes de automóviles, las locomotoras eléctricas de tren y de maniobras y las locomotoras diesel pueden ser atendidas por una máquina

Trenes de rescate y bomberos
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Indicadores técnicos y económicos de los vagones.
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ELEMENTOS PRINCIPALES DE LOS COCHES
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Perfil longitudinal y planta de vía en las estaciones
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En los apartaderos, suele haber una vía principal y una o dos vías de recepción y salida para cruzar y adelantar trenes, un edificio de pasajeros combinado con las dependencias del encargado de la estación, plataformas de embarque

Estaciones de recinto
Organizar el mantenimiento de los trenes y el trabajo de las tripulaciones de locomotoras, la inspección técnica, el equipamiento y la reparación del material rodante, el desmantelamiento y la formación de trenes prefabricados y de distrito.

Estaciones de clasificación
Las estaciones de clasificación son estaciones destinadas a la disolución y formación masiva de trenes de mercancías. Procesa el tránsito y el tráfico local de vehículos desde direcciones convergentes y

Estaciones de pasajeros
Se están construyendo estaciones de pasajeros en grandes ciudades, centros industriales y zonas turísticas. En estas estaciones se prestan servicios a los pasajeros (venta de billetes, embarque y desembarque del pase).

Estaciones de carga
Las estaciones de carga están diseñadas para la carga y descarga masiva de mercancías. Estas estaciones están ubicadas en grandes áreas industriales y pobladas, así como en puertos, y dependiendo del objeto del inciso

Estaciones de transferencia fronterizas interestatales
Con el colapso de la URSS en las fronteras con la CEI y los países bálticos, se hizo necesario construir nuevas estaciones fronterizas interestatales. Estas estaciones están diseñadas para recibir, procesar y enviar

Cruces ferroviarios
Un nudo ferroviario es un punto de unión de al menos tres líneas ferroviarias, en el que existen estaciones especializadas y otros puntos separados conectados por vías de conexión, ambos

Organización de carga y trabajo comercial.
El trabajo de carga se realiza en lugares de uso común y no uso común. Las áreas comunes incluyen almacenes cubiertos y abiertos, así como áreas especialmente asignadas en el territorio del ferrocarril.

Conceptos básicos de la organización del transporte de pasajeros.
El objetivo principal de la organización del transporte de pasajeros es satisfacer las necesidades de movimiento de la población, además de garantizar la seguridad y la calidad del servicio de pasajeros en

El significado del cronograma y los requisitos para el mismo.
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Elementos gráficos
Para elaborar un horario, se deben conocer sus elementos principales: el tiempo de circulación de trenes de varias categorías para acarreos; duración del estacionamiento del tren en las estaciones para usted

El concepto de rendimiento y capacidad de carga de los ferrocarriles.
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Sistema de control de tráfico de trenes
El sistema de control del tráfico de trenes incluye la regulación técnica y la planificación operativa del trabajo operativo, la regulación del transporte y los vehículos, la gestión operativa

Principales indicadores de desempeño
El control sobre la ejecución de los planes de transporte, el análisis del uso de los medios técnicos, la planificación, la contabilidad y la evaluación del trabajo son imposibles sin un sistema de indicadores cuantitativos y cualitativos, que determinan

Pregunta:
¿Por qué algunos trenes eléctricos (trenes eléctricos, tranvías, etc.) funcionan con corriente continua y otros con corriente alterna?

Responder:

El uso de dos tipos de corriente en el sistema de suministro de energía de tracción de los ferrocarriles se ha desarrollado históricamente. Es que en los albores de la electrificación, los ERS utilizaban motores de tracción (TED) exclusivamente de corriente continua. Esto se debe a su caracteristicas de diseño, la posibilidad es suficiente medios simples ajustar la velocidad y el par en un amplio rango, la capacidad de trabajar con sobrecarga, etc. Técnicamente hablando, las características electromecánicas de los motores de CC son ideales para fines de tracción.

Los motores de CA (asíncronos, síncronos) tienen tales características que, sin medios especiales de regulación, su uso para la tracción eléctrica se vuelve imposible. No existían tales medios de regulación en la etapa inicial de electrificación y, por lo tanto, naturalmente, la corriente continua se utilizó en los sistemas de suministro de energía de tracción a un voltaje de primero 1500 y luego 3000 V, o, como dicen los electricistas, 1.5 o 3 kV. Se construyeron subestaciones de tracción, cuyo objetivo es bajar voltaje de corriente alterna red de suministro al valor requerido, y su rectificación, es decir, conversión a constante.

Pero pasaron los años, el volumen de transporte por ferrocarril aumentó y la carga de las redes de tracción creció en consecuencia. La potencia es igual al producto de la corriente y el voltaje. Creció la carga, y también crecieron las pérdidas en la red de tracción. Después de todo, las pérdidas son proporcionales al cuadrado de la corriente, o. Y esto llevó a la necesidad de fortalecer la red de tracción, es decir, se construyeron subestaciones de tracción adicionales, aumentó la sección transversal de los cables. Pero todo esto no resolvió radicalmente el problema. Solo había una salida: reducir la magnitud de la corriente, pero con la misma potencia de carga, esto solo se puede hacer aumentando la magnitud del voltaje. Y luego se levantó problema serio: para motores de CC, una tensión de 3 kV resultó ser casi limitante. Esto se debe a su diseño, la presencia de un colector y cepillos, un devanado de armadura giratoria. Con un aumento en el voltaje, la confiabilidad de la operación de estos nodos ha disminuido significativamente. Los motores de CA para tracción en ese momento eran completamente inadecuados.

Por lo tanto, surgió una contradicción: para el sistema de suministro de energía, el voltaje de 3 kV resultó ser pequeño y para el TED fue imposible aumentarlo. ¡Pero la salida se encontró cambiando a corriente alterna! En el sistema de corriente alterna, se comenzaron a instalar transformadores en el EPS que, como saben, le permiten cambiar simplemente el valor del voltaje, son simples y confiables. Después del transformador, se instala un rectificador y luego, un TED de CC. Al mismo tiempo, se puede reducir significativamente el voltaje en el TED, aumentando así su confiabilidad, y se puede aumentar el voltaje de la red de tracción, reduciendo las pérdidas en la misma.

Así se hizo. Se aumentó la tensión de la red de tracción AC a 25 kV, en las llantas de la subestación de tracción a 27,5 kV. Al mismo tiempo, aumentó la distancia entre las subestaciones de tracción, disminuyó la sección transversal de los cables de la red de tracción y, en consecuencia, el costo del sistema de suministro de energía. En la etapa inicial de la introducción de la corriente alterna, surgieron nuevamente problemas. El hecho es que la técnica rectificadora de esa época era imperfecta. Se utilizaron rectificadores de mercurio para rectificar la corriente alterna. Y estas son unidades bastante complejas, costosas y caprichosas, incluso cuando funcionan en condiciones estacionarias, sin mencionar su instalación en EPS. Esto retrasó aún más la introducción de la corriente alterna.

Con la llegada de los rectificadores de semiconductores, este problema también se resolvió. Mientras se establecía el sistema de corriente alterna, el sistema de corriente continua se introducía rápidamente en la red ferroviaria. Cuando se solucionaron todos los problemas con la corriente alterna, una parte importante de las carreteras ya estaban electrificadas con corriente continua. Así, el sistema de electrificación AC es más avanzado y actualmente se acepta como el principal. De acuerdo con los estándares de diseño, la corriente continua debe usarse para completar la electrificación de direcciones previamente electrificadas con esta corriente y para electrificar secciones adyacentes a dichas direcciones. Además, ahora se ha desarrollado un sistema de suministro de energía de tracción de CA de 2 × 25 kV. Al mismo tiempo, el voltaje de la red de suministro se incrementó a 50 kV y el voltaje en la red de contacto se mantuvo igual a 25 kV. Este sistema electrificó la línea principal Baikal-Amur y varias secciones en el centro de Rusia. En los lugares donde se unen los sistemas de CC y CA, se organizan estaciones de acoplamiento donde se cambian las locomotoras de CA y CC. Además, existen locomotoras eléctricas de doble potencia para AC y DC, pero en nuestro país son de uso limitado. El desarrollo de la tecnología de semiconductores y microprocesadores hizo posible eliminar las restricciones sobre el uso de motores de CA en ERS. Estos motores, especialmente los asíncronos, son sencillos y fiables.

Actualmente, se han producido locomotoras eléctricas y trenes eléctricos con motores de corriente alterna, y se están realizando más investigaciones en esta dirección. ¿Y cómo funcionan las transiciones de una corriente a otra en las secciones límite? a través de locomotoras? No. La red de contactos en la estación de acoplamiento puede cambiar a cualquier tipo de corriente, total o parcialmente. Al mismo tiempo, una locomotora eléctrica, por ejemplo, de corriente continua, se acerca a la estación, se alimenta al COP con corriente continua, arrastra el tren por un camino determinado (si es de pasajeros, entonces a la plataforma ), se desengancha, va a su estacionamiento (donde solo hay corriente continua), después de lo cual la corriente en el CS cambia a una alterna, una locomotora eléctrica alterna sale de su lugar y se une al tren abandonado. También existen locomotoras eléctricas de doble sistema, a las que no les importa qué tipo de corriente conducir. Pero son bastante caros y hay pocos: carga (y en realidad carga-pasajero) VL82 y VL82M en Vyborg y Mineralnye Vody y pasajero EP10 (hasta ahora en una sola copia) en Moscú-Kurskaya (funciona con el tren 061/062 Burevestnik Moscú - Nizhny Novgorod, pero sale periódicamente para la próxima prueba). Un diseño especial en Mineralnye Vody: aunque hay una rama electrificada con corriente continua que sale de la línea de CA, no hay secciones conmutables del COP en la estación. Las vías principales están electrificadas con corriente alterna, y los trenes a Kislovodsk dejan sus vías, donde solo hay corriente continua. Los trenes directos desde el pasaje principal a Kislovodsk (hay pocos) funcionan solo con locomotoras eléctricas de dos sistemas; No hay locomotoras eléctricas de corriente continua en Mineralnye Vody.

Beneficios de la tracción eléctrica variable:
Reducción de la intensidad de corriente en el COP debido al uso de alta tensión de 25 kV. La consecuencia son intervalos más largos entre las subestaciones de tracción y una reducción en el número de subestaciones. Ningún voltaje requerido en una locomotora eléctrica y se puede obtener un tren eléctrico a través de un transformador, el cual tiene una eficiencia cercana al 100% y una confiabilidad muy alta. (con corriente continua, para estos fines, se utilizan convertidores de máquinas eléctricas (motor-generadores) o convertidores estáticos electrónicos, que son costosos y poco confiables. En corriente alterna, se puede transmitir mucha más potencia a una locomotora eléctrica que en corriente continua. Por lo tanto la limitación de 200 km/h para trenes de alta velocidad en corriente continua. AC COP se puede utilizar como energía de respaldo para dispositivos de señalización. En corriente continua, además del VSLSTSB principal, el VLPE también se cuelga en los soportes CC. En corriente alterna, es más fácil extinguir el arco eléctrico que se produce durante el paso de los aisladores seccionales, durante la ruptura de los entrehierros (protección contra rayos), al accionar los seccionadores de mástil, ya que el arco puede apagarse cuando la fase pasa por cero , e independientemente de la presencia de resistencias reactivas en el circuito. (En corriente continua, la presencia de reactancias solo exacerba la situación con el arco). El diseño de las subestaciones de tracción es más sencillo. Es fácil adivinar que un rectificador potente es mucho menos confiable que un rectificador de un orden de magnitud menos de potencia en cada locomotora / automóvil eléctrico. Hay otros pequeños beneficios...

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Para garantizar el mantenimiento del material rodante, el cambio de tripulaciones y locomotoras, el procesamiento de trenes prefabricados y de distrito, las líneas ferroviarias se dividen en secciones, en cuyos límites se ubican las estaciones de distrito. En las estaciones de recinto se realizan las siguientes operaciones básicas: recepción, paso y salida de trenes de pasajeros y mercancías, servicio de pasajeros, operaciones de carga, r...

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Los esfuerzos que toman los trenes de rodaje al desplazarse por la vía férrea se transfieren al bastidor del coche soportado por los bogies. El bastidor del automóvil también se ve afectado por fuerzas externas aplicadas a la carrocería, así como también por fuerzas concentradas transmitidas por dispositivos de choque-tracción (acoplador automático). El marco del automóvil es la base del cuerpo y la estructura de soporte, que consta de estructuras rígidamente interconectadas ...

El sistema actual y la magnitud del voltaje en la red de contacto.

En la red ferroviaria se utilizan dos sistemas de tracción eléctrica: en corriente continua con tensión en la red de tracción 3 kV y en corriente alterna monofásica con tensión 25kV frecuencia estándar 50 Hz. Además, en ambos casos, en las locomotoras eléctricas sólo se utilizan motores de tracción de corriente continua.

El suministro de CC tiene una serie de desventajas: la CC es muy difícil de transformar, es decir, aumentar o disminuir el voltaje sin pérdidas significativas. Cuanto mayor sea la potencia de la locomotora eléctrica, mayor será la pérdida; para prevenirlos, es necesario reducir la distancia entre las subestaciones de tracción y aumentar la sección transversal del hilo de contacto, pero esto conducirá al consumo de cobre. A un voltaje de 3 kV, las subestaciones de tracción se ubican en promedio cada 20-25 km, y el consumo de cobre por kilómetro de la red de contacto alcanza las toneladas 10. Además, parte de la corriente de tracción va al suelo, formando "parásitos corrientes", lo que provoca corrosión electroquímica. Esto reduce la vida útil de los raíles, puentes de hormigón armado, pasos elevados, etc.

El suministro de corriente alterna está desprovisto de estas deficiencias. Para cambiar su tensión basta con disponer de un transformador convencional, por lo que las subestaciones de tracción son más sencillas y económicas. Pero una locomotora eléctrica de CA se creó solo en 1938; se usó un rectificador de mercurio para convertir CA en CC.

En la actualidad se han creado locomotoras eléctricas con rectificadores de semiconductores. VL-60, VL-80k, BL-80T. El uso de una corriente alterna monofásica con un voltaje de 25 kV permitió reducir la sección transversal del cable de contacto a aproximadamente la mitad y aumentar la distancia entre las subestaciones a 40-60 km.

Un aumento adicional en la densidad de carga de los ferrocarriles, un aumento en la masa de los trenes conduciría a un aumento en el voltaje en la red de contacto y la creación de locomotoras eléctricas fundamentalmente nuevas. Este problema se resolvió introduciendo un sistema de alimentación de CA de 2 x 25 kV más económico. Con dicho sistema, se instalan autotransformadores lineales cada 8-15 km. La electricidad desde las subestaciones de tracción hasta los autotransformadores se suministra con una tensión de 50 kV a través de una suspensión de contacto y un cable de alimentación adicional. Desde los autotransformadores hasta las locomotoras eléctricas, la electricidad se transmite con un voltaje de 25 kV. Como resultado, las pérdidas de voltaje se vuelven más pequeñas y la distancia entre las subestaciones adyacentes se puede aumentar hasta 70-80 km.

Una desventaja significativa de la corriente alterna es el efecto electromagnético sobre las estructuras metálicas a lo largo de las vías. Como resultado, se les induce un voltaje peligroso y se producen interferencias graves en los dispositivos de automatización. Por lo tanto, deben utilizarse costosas estructuras de protección.

Hasta 1955, la electrificación de los ferrocarriles se llevó a cabo con corriente continua y, después de 1955, con corriente alterna. La transición de corriente continua a alterna aseguró una reducción en el consumo específico de metales no ferrosos y el costo de mantenimiento de las subestaciones de tracción. A fines de la década de 1970 Se introdujo un nuevo sistema de suministro de energía de 2x25 kV en la sección Vyazma - Orsha, que estabilizó los niveles de voltaje de la red de contacto y redujo significativamente el efecto electromagnético de la tracción eléctrica en los dispositivos de comunicación.

Sistemas de corriente y tensión en la red de contactos.

En 1895, la vía férrea Baltimore-Ohio (EEUU), de 115 km de longitud, fue la primera del mundo en ser electrificada. En él, la energía eléctrica de CC se transmitía a la locomotora eléctrica no a través de un cable de contacto, que apareció mucho más tarde, sino a través de un tercer riel ubicado entre dos rieles de rodadura. El voltaje de CC en el tercer riel era el mismo que en los motores de tracción: 650 V. Los motores eran de baja velocidad, voluminosos y de baja eficiencia.

A mediados del siglo pasado, el físico ruso D. A. Lachinov estableció que cuanto mayor es el voltaje en un circuito eléctrico, menos energía se pierde cuando se transmite a distancia. Por ello, se esfuerzan por tener en la red de contactos la mayor cantidad posible Alto voltaje, buscando formas económicas de convertirlo en un valor adecuado para alimentar motores de tracción.

Un mayor desarrollo de la electrificación de corriente continua siguió el camino de aumentar el voltaje en la red de contacto. En Francia e Inglaterra, en la década de 1920, los ferrocarriles se electrificaron a una corriente continua de 1200 y 1500 V. Posteriormente, en las carreteras francesas se cambió principalmente a un voltaje de 3000 V. Sin embargo, este voltaje no es óptimo ni para motores de tracción ni para el sistema de suministro de energía. Para motores, es grande, ya que el peso aceptable, las dimensiones totales y el costo más bajo se obtienen a un voltaje de aproximadamente 900 V. Para un sistema de alimentación, un voltaje de 3000 V es pequeño, ya que se requiere para ubicar subestaciones de tracción relativamente a menudo, a una distancia de 20 a 25 km entre sí. Sin embargo, este voltaje se usa en carreteras de CC cuando los motores de tracción se alimentan directamente de la red de contacto.

Estas deficiencias determinaron el alto costo del sistema de suministro de energía de CC.

Mientras tanto, la corriente alterna, a diferencia de la corriente continua, tiene la siguiente propiedad importante: su voltaje se puede cambiar de manera bastante simple. Esto requiere un transformador, es decir, un dispositivo que no tiene partes móviles y contiene dos devanados: primario y secundario con un número de vueltas precalculado. Sobre el devanado primario se aplica el voltaje disponible, el voltaje requerido se elimina del devanado secundario.

La posibilidad de utilizar alta tensión en la red de contacto de las carreteras de corriente alterna, lo que conduce a una reducción de las pérdidas de energía en el proceso de transferirla al material rodante eléctrico, y luego bajarla a un valor aceptable para los motores de tracción, puede reducir significativamente el costo. de electrificación ferroviaria. Sin embargo, esto complica el dispositivo del material rodante eléctrico (EPS), ya que es necesario tener en él transductor ajustable corriente alterna a corriente continua, ya que aún no se ha creado un motor de tracción de CA confiable y económico.

El diseño de los colectores actuales y del EPS en su conjunto era muy engorroso. La experiencia operativa reveló deficiencias significativas del sistema actual adoptado, que consistía en la dificultad de regular la velocidad de rotación motores de inducción EPS, y en el campo de la fuente de alimentación, para garantizar el funcionamiento confiable de una red de contacto trifásica, especialmente en flechas aéreas, que son intersecciones aisladas de cables de contacto de diferentes fases. Por lo tanto, a pesar de la simplicidad de las subestaciones de tracción de transformadores trifásicos y la confiabilidad de los motores asíncronos sin escobillas en las locomotoras eléctricas, el sistema de corriente trifásica para tracción no ha recibido distribución. En las carreteras de Italia, se ha sustituido por un sistema de 3000 V CC.

El sistema de tracción sobre corriente monofásica con utilización de motores colectores de tracción sobre material rodante eléctrico surge a principios del siglo XX. Al mismo tiempo, al principio, se utilizó una frecuencia reducida y luego industrial (normal) de la corriente de suministro. En varias secciones de ferrocarriles electrificados en Francia, Turquía y el Congo, se operan motores colectores de CA que funcionan a una frecuencia de 50 Hz. Sin embargo, son más caros y menos fiables que los motores de CC, por lo que dichos motores se utilizan principalmente en el material rodante eléctrico de pasajeros. El uso de frecuencia reducida se debió a la necesidad de asegurar un funcionamiento satisfactorio de los motores colectores.

Sin embargo, en este caso, se requiere la construcción de centrales eléctricas especiales para alimentar las EPS o costosas subestaciones convertidoras. En el primer caso, las subestaciones de tracción son las instalaciones de transformación más sencillas. La electrificación ferroviaria se desarrolló por este camino en Alemania, Austria, Suiza y Noruega, donde los ferrocarriles cuentan con sus propias centrales eléctricas que generan energía eléctrica a una frecuencia de 16 2/3 Hz, y en EE. UU., donde la energía eléctrica se utiliza a una frecuencia de 25 Hz. En Suecia se ha utilizado el suministro de carreteras eléctricas a partir de sistemas trifásicos comunes a través de subestaciones de tracción especiales que convierten la corriente trifásica de frecuencia normal en corriente monofásica de baja frecuencia.

La electrificación de los ferrocarriles de la URSS se inició en corriente continua con una tensión en la red de contacto de 1,2 - 1,5 kV en los tramos suburbanos y de 3 kV en los principales. En las últimas décadas, el desarrollo de la electrificación se realiza principalmente sobre corriente alterna monofásica con una tensión en la red de contacto de 25 kV, y ahora también sobre un sistema de 2x25 kV. Las líneas de CC que operan a un voltaje más bajo se han convertido a 3 kV, con excepción del tramo de vía estrecha de Borjomi a Bakuriani (42 km), donde se utilizan locomotoras eléctricas importadas, diseñadas para ser alimentadas por una red de 1,5 kV.

En la antigua URSS, se llevó a cabo una electrificación compleja, es decir, la electrificación no solo de los ferrocarriles, sino también de las regiones adyacentes. Por lo tanto, no es económicamente factible construir centrales eléctricas especiales o subestaciones convertidoras para obtener corriente de baja frecuencia.

Con tracción en corriente monofásica de frecuencia industrial, la construcción de dispositivos de alimentación ferroviaria requiere la menor inversión de capital en comparación con otros sistemas actuales, pero surgen dificultades con la creación de locomotoras eléctricas simples y confiables. Superando estas dificultades, consistentes en la gran complejidad de los dispositivos de conversión de energía sobre EPS para accionar motores de tracción, se pasó por el camino del desarrollo de locomotoras eléctricas corriente monofásica con convertidores estáticos.

Estudio de factibilidad y experiencia operativa de locomotoras eléctricas monofásicas varios tipos mostró que lo más económico y confiable es una locomotora eléctrica con convertidores estáticos de CA a CC (pulsantes) para alimentar motores de tracción. Por lo tanto, dicho sistema de tracción también se denomina sistema de corriente continua (pulsante) monofásico, lo que enfatiza las condiciones de operación de los motores de tracción.

Los convertidores estáticos de mercurio se utilizaron en EPS hasta mediados del siglo XX. Luego dieron paso a los convertidores de semiconductores de silicio de potencia.

Término semiconductores - convención histórica y no refleja las propiedades de estos elementos. El hecho es que durante mucho tiempo los materiales se dividieron en dos grupos: conductores corriente eléctrica y dieléctricos, es decir, no conductores, aislantes. Hace relativamente poco tiempo (en la primera mitad del siglo XX), se descubrió que elementos como el germanio, el silicio, etc., tienen una propiedad sorprendente: pasan corriente alterna en una dirección y no en la opuesta (inversa) dirección debido a la conductividad despreciable. Se les llamó semiconductores para no cambiar la división de materiales ya establecida en grupos de conductores y dieléctricos.

Los dispositivos ensamblados a partir de elementos semiconductores a menudo se denominan debido a su conducción unidireccional. rectificador, aunque en realidad no producen ninguna "rectificación" de tensión y corriente alterna.

Los semiconductores, que tienen la propiedad de conducción unidireccional, contribuyeron al rápido desarrollo de la tecnología de convertidores y abrieron posibilidades completamente nuevas para el uso de la energía eléctrica en general y en los sistemas de tracción eléctrica en particular.

Basado en la segunda generación de semiconductores - elementos de silicio de potencia controlada, llamados tiristores, Se crearon sistemas pulsados para el control de los modos de funcionamiento de los EPS. En tales sistemas, la energía eléctrica se suministra a los motores de tracción no continuamente, sino en porciones cortas separadas que se suceden rápidamente: pulsos, lo que amplía significativamente las capacidades de ajuste del EPS.

Los más avanzados de estos sistemas se basan en tecnología de microprocesador, es decir, dispositivos de control de programas que contienen el conjunto requerido de microinstrucciones que determinan la secuencia específica de operaciones elementales. Estos dispositivos permiten aumentar significativamente la tracción y el rendimiento energético del EPS y de la tracción eléctrica en general.

La electrificación de los ferrocarriles, siendo parte integrante de la electrificación

cación de toda la economía nacional, aumenta el rendimiento y la capacidad de carga de las líneas ferroviarias, mejora el balance de combustible y energía del país, aumenta la productividad laboral y la cultura laboral general de los trabajadores ferroviarios. Especialmente claramente las ventajas de la tracción eléctrica se manifiestan cuando se implementa a larga distancia.

En los países de la CEI, la longitud de las vías férreas electrificadas por ambos sistemas actuales supera los 53 mil km. Se establece el nivel de tensión nominal en los pantógrafos EPS: 3 kV para corriente continua y 25 kV para corriente alterna.

Los principales parámetros del sistema de suministro de energía de los ferrocarriles electrificados son la potencia de las subestaciones de tracción, la distancia entre ellas y el área de la sección transversal de la suspensión de contacto. La capacidad de carga de los elementos más importantes de la fuente de alimentación (transformadores, rectificadores, red de contacto) depende de la temperatura permisible de su calentamiento, determinada por el valor y la duración del flujo de corriente.

Las subestaciones de tracción en carreteras CC electrificadas realizan dos funciones principales: reducen el voltaje de la corriente trifásica suministrada y la convierten en corriente continua. Para ello se utilizan transformadores, rectificadores y otros equipos. Los rectificadores de semiconductores son ampliamente utilizados, que tienen alta confiabilidad, simplicidad de diseño, mantenimiento y control, compacidad. Todos los equipos de corriente alterna se colocan en áreas abiertas de subestaciones de tracción y rectificadores y unidades auxiliares, en espacios cerrados. Desde las subestaciones de tracción se alimenta energía eléctrica a través de las líneas de suministro hasta la red de contacto. El voltaje relativamente bajo (3 kV) es la principal desventaja del sistema de CC, como resultado de lo cual se suministra energía al material rodante eléctrico a través de la red de contacto (igual al producto del voltaje y la corriente) con una gran corriente de tracción. Para mantener el nivel de voltaje requerido en los colectores de corriente de las locomotoras, las subestaciones de tracción se colocan cerca unas de otras (10–20 km), y para transmitir corrientes altas, es necesario aumentar el área de la sección transversal de los cables de catenaria. .

Con un aumento en el volumen de negocios de carga, se construyen subestaciones de tracción adicionales, se aumenta el área de la sección transversal de la red de contacto (se suspenden los cables de refuerzo, etc.) para que no aumente el número y la masa de los trenes. provocar una caída brusca de la tensión y, en consecuencia, de la velocidad del tren. Una forma radical de eliminar las deficiencias de la fuente de alimentación de CC es crear un sistema de regulación de voltaje en la red de contactos.

Un aumento de potencia en la red de contacto debido a un aumento significativo de la tensión de CC requiere la fabricación y operación de motores de tracción diseñados para una tensión más alta, lo que se asocia con grandes dificultades (el aislamiento de los equipos eléctricos se vuelve muy complicado, existe el peligro de ruptura de la capa de aire ionizado, etc.).

El sistema de corriente monofásica con un voltaje de 25–28 kV se usa ampliamente para la tracción de trenes en los ferrocarriles de los países de la CEI. La corriente alterna permite mejorar significativamente el rendimiento técnico y económico de la tracción eléctrica debido a que la energía se transmite a través de la red de contactos a corrientes más bajas en comparación con el sistema de corriente continua, y asegura el movimiento de trenes pesados a velocidades establecidas con alta carga de línea. Las subestaciones de tracción en este caso se colocan a una distancia de 40 a 60 km entre sí. son esencialmente subestaciones transformadoras, bajando el voltaje de 110–220 a 25 kV. Dado que estas subestaciones no convierten la corriente alterna en corriente continua, no cuentan con unidades rectificadoras y equipos auxiliares asociados. Su construcción y mantenimiento es mucho más sencillo y económico que las subestaciones de tracción CC. Todo el equipo de tales subestaciones se coloca en áreas abiertas, pero el material rodante eléctrico de CA es más complicado.

Aumentar el voltaje reduciría la pérdida de voltaje y electricidad y aumentaría la distancia entre las subestaciones de tracción, sin embargo, esto está asociado con altos costos para reforzar el aislamiento, reemplazar el material rodante eléctrico, etc. distancia de 8-15 km entre sí . Desde las subestaciones de tracción hasta los autotransformadores, se suministra electricidad de 50 kV a través de una suspensión de contacto y un cable de alimentación adicional. Además, desde los autotransformadores hasta el material rodante eléctrico se suministra energía con una tensión de 25 kV.

El uso de un sistema de alimentación de 2x25 kV no provoca cambios en el material rodante eléctrico, pero su desventaja es la necesidad de colgar un cable de alimentación especial.

Las locomotoras con convertidores estáticos y motores de corriente pulsante funcionan con secciones de corriente alterna. Se han creado prototipos de potentes locomotoras eléctricas con motores sin escobillas, motores asíncronos y de válvulas.

Una ventaja importante del material rodante de corriente alterna es la posibilidad de mejorarlo mediante el uso de convertidores de tiristores, sistemas de control electrónico, etc.

La corriente alterna tiene un efecto electromagnético sobre las estructuras metálicas y las comunicaciones ubicadas a lo largo de las vías del tren. Como resultado, se les induce un voltaje peligroso y se producen interferencias en las líneas de comunicación y automatización. Por lo tanto, se aplican medidas especiales para la protección de estructuras, y aerolíneas Las comunicaciones se sustituyen por cable o radioenlace y se reconstruyen las automáticas. En esto se gasta alrededor del 20% al 25% del costo total de la electrificación. Una parte integral de los dispositivos de suministro de energía de los ferrocarriles electrificados son la automatización y la telemecánica.

El atraque de líneas electrificadas con corriente continua y alterna se realiza a través de una red de contactos en estaciones de atraque ferroviarias especialmente equipadas o se utilizan locomotoras eléctricas de doble potencia que funcionan tanto con corriente continua como alterna.

Subestaciones de tracción. El sistema de alimentación de tracción incluye numerosas y diversas instalaciones - subestaciones de tracción, postes de seccionamiento, puntos de conexión en paralelo de redes de contactos bidireccionales, instalaciones de compensación de potencia reactiva en corriente alterna, dispositivos de aumento de tensión en corriente continua, etc. Las más complejas de ellos son subestaciones de tracción. De acuerdo con el tipo de corriente suministrada a la red de contactos, se distinguen las subestaciones de corriente continua y alterna. A veces, en los puntos de unión de secciones electrificadas en varios sistemas actuales, hay subestaciones DC-AC, subestaciones a tope.

Las subestaciones de tracción están conectadas a líneas eléctricas de sistemas de suministro de energía externos con diferentes voltajes (de 6 a 220 kV). Pueden ser de apoyo, intermedios (tránsito y soldadura) y sin salida. A veces, las subestaciones de tracción se combinan con subestaciones del sistema de energía externo, en algunos casos, con puntos de trabajo de la red de contacto. Por regla general, las subestaciones de tracción se construyen estacionarias con celdas abiertas y cerradas (RU), sin embargo, también hay subestaciones móviles que se pueden mover de un lugar de trabajo a otro.

En las primeras subestaciones de tracción de CC en Transcaucasia y los Urales, se instalaron convertidores rotativos de CA a CC (motores-generadores). Posteriormente, fueron reemplazados en todas partes por convertidores estáticos: rectificadores de mercurio. El rápido desarrollo de la tecnología de semiconductores no ha pasado por alto los ferrocarriles eléctricos. A partir de 1964, los rectificadores de mercurio voluminosos e insuficientemente confiables comenzaron a ser reemplazados por semiconductores; el último rectificador de mercurio fue desmantelado en 1972.

Las subestaciones de tracción tienen bastante complejo circuitos electricos. Los principales se considerarán en relación a una subestación de tracción de 25 kV AC (referencia) y una subestación de tracción de 3 kV DC (tránsito). Las subestaciones de tracción a tope no se considerarán por separado, ya que sus circuitos eléctricos incluyen circuitos de subestaciones de CC y CA.

Red de tracción

Por primera vez, la transmisión de energía eléctrica a un automóvil en movimiento fue realizada en 1876 por el ingeniero ruso F. A. Pirotsky. Para ello se utilizaron raíles de rodadura aislados entre sí. A uno de ellos se le dio polaridad positiva, al otro, negativo. Para evitar que los rieles se cerraran a través de los ejes del automóvil, sus ruedas eran de madera y la corriente se recogía mediante cepillos metálicos que se deslizaban a lo largo de los rieles. Posteriormente, para suministrar energía al coche, se empezó a instalar un tercer raíl, llamado de contacto. Primero, este riel se colocó sobre aisladores entre los rieles de rodadura y luego al costado de ellos.

En 1881 apareció la primera suspensión de contacto aéreo, propuesta por la empresa alemana Siemens. La recolección de corriente del cable de suspensión se realizó mediante un rodillo montado en el colector de corriente del automóvil. En los primeros diseños de este tipo, el rodillo se movía a lo largo de la parte superior del cable, en los siguientes, a lo largo de la parte inferior. Luego, en los colectores actuales, las partes que ruedan a lo largo del cable fueron reemplazadas por elementos que se deslizan a lo largo del mismo.

Los principales métodos de recolección actuales, propuestos en el siglo pasado, han llegado hasta nuestros días. Hasta ahora, los elementos de la red de contacto que tienen contacto directo con los colectores de corriente se realizan en forma de rieles de contacto y suspensiones de contacto de aire.

Pero su diseño, por supuesto, ha cambiado significativamente. La figura 2.84 muestra el esquema de recogida actual en los metros domésticos: carril de contacto 4 instalado en el lado del riel de rodadura 2; en el soporte 3 está unido al poste 1 . Pantógrafo 5 toca el riel de contacto desde abajo. Este riel está cubierto con una caja de madera. 7 con aislamiento 6.

La red de tracción está formada por redes de contacto y ferroviarias, líneas de impulsión y aspiración. La red de contactos es un conjunto de cables, estructuras y equipos que proporciona la transferencia de energía eléctrica desde

subestaciones de tracción a colectores de corriente -

apodos de material rodante eléctrico. Está dispuesto de tal manera

zom, que garantiza la recolección ininterrumpida de corriente por parte de las locomotoras a las velocidades más altas en cualquier condición atmosférica.

La red de contacto se realiza en forma de suspensiones de aire. Cuando la locomotora está en movimiento, el colector de corriente no debe salirse del cable de contacto, de lo contrario, se perturba la recolección de corriente y el cable puede quemarse. El funcionamiento fiable de la red de contactos depende en gran medida de la comba del cable y de la presión del pantógrafo sobre el cable.

Suspensiones de contacto con el aire. Se dividen en simples y en cadena. Una suspensión de contacto simple (Figura 2.85) es un cable que cuelga libremente entre puntos de suspensión ubicados en soportes. La distancia entre los ejes de los apoyos se llama longitud del tramo l p, o simplemente lapso. Este hilo entra directamente en contacto con los colectores de corriente del EPS, por lo que se denomina hilo de contacto.

La calidad de la colección actual depende en gran medida del hundimiento del hilo de contacto. pluma de eslinga - esta es la distancia medida en el plano del alambre entre el punto de su suspensión y el punto de mayor flecha. El hundimiento es mayor cuanto mayor es la carga sobre el cable, y menor cuanto más fuerte se tira del cable. A partir de la longitud del vano str-

El pandeo del cable está en una relación cuadrática: por ejemplo, si el tramo se reduce 2 veces, el pandeo se reducirá 4 veces.

Si no se toman medidas especiales para mantener la tensión del cable en un cierto nivel, su tensión y pandeo cambiarán con las fluctuaciones de temperatura y carga. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la longitud del cable, lo que significa que aumenta su pandeo y disminuye la tensión. A medida que desciende la temperatura, disminuye la longitud del cable, lo que provoca una disminución del pandeo y un aumento de la tensión.

El pandeo del cable también cambiará con los cambios en la carga sobre él. Por ejemplo, si se forman depósitos de hielo en el cable, la carga aumentará y el pandeo aumentará. A veces, durante hielo pesado es incluso más que durante temperatura máxima aire. Bajo la presión del viento, la carga que actúa sobre el cable también aumenta y el cable se desvía de la posición vertical. Esta desviación y el pandeo del cable (en el plano de su desviación) serán tanto mayores cuanto más fuerte sea el viento.

Para proveer mejor calidad captación de corriente, suelen tener pequeños descuelgues del hilo de contacto, ya que en este caso el captador de corriente se mueve menos verticalmente y le es más fácil seguir los cambios

Altura del hilo de contacto.

La reducción del pandeo del hilo de contacto se puede lograr reduciendo la carga sobre el hilo, reduciendo la longitud del tramo y aumentando la tensión. Sería mejor reducir la longitud del tramo, pero esto no es deseable, ya que aumentará el número de soportes y, en consecuencia, aumentará el costo de la red de contactos. Es imposible cambiar la carga en el cable, con la excepción de eliminar las formaciones de hielo; está determinado por el peso del cable. Es posible aumentar la tensión del cable, pero solo hasta el límite determinado por el valor máximo permitido en condiciones de operación; está limitado por la resistencia del cable. Por lo tanto, si es necesario reducir significativamente el pandeo del hilo de contacto, es necesario complicar la suspensión del contacto.

Gran importancia para lograr una recolección de corriente ininterrumpida, también tiene una elasticidad uniforme de la suspensión de contacto a lo largo del tramo. Elasticidad La suspensión caracteriza su capacidad de elevarse bajo la influencia del pantógrafo. Cuanto menor sea la diferencia en la altura de elevación del cable de contacto en diferentes lugares del tramo, más suavemente se mueve el pantógrafo y más confiable es su contacto con el cable.

La elasticidad se mide por la relación entre la altura a la que se ha elevado el hilo de contacto y la fuerza de presión del colector de corriente que provocó este aumento. El recíproco de la elasticidad de la suspensión por contacto se denomina rigidez. Rigidez suspensión muestra qué fuerza debe aplicarse a un punto dado para elevar la suspensión en 1 m. La elasticidad de una suspensión de contacto simple a lo largo del tramo es muy desigual: la más grande en el medio del tramo, la más pequeña - en la suspensión puntos.

La presencia de puntos duros en la suspensión de contacto complica la colección actual. pese llame a tal punto en la suspensión, en el que la elasticidad es mucho menor que en el medio del tramo. Con una suspensión de contacto simple, cada punto de suspensión es rígido. Por lo tanto, no es deseable reducir la longitud del tramo, tanto por razones económicas como porque aumenta el número de puntos duros.

Las suspensiones de contacto simple proporcionan una recolección de corriente satisfactoria a velocidades relativamente bajas. Se utilizan principalmente para tranvías y trolebuses. Por lo tanto, una suspensión simple a veces se llama tranvía.

Las suspensiones de contacto de cadena (Figura 2.86) se utilizan en secciones electrificadas principales y suburbanas en todos los países. en ta

En qué suspensión, el cable de contacto en el tramo entre los soportes no cuelga libremente, sino en cables ubicados con frecuencia, los llamados instrumentos de cuerda, que están unidos a otro cable superior llamado cable de transporte. Para que el cable de contacto ocupe una cierta posición con respecto al eje del pantógrafo y no se desvíe de él bajo la influencia del viento en una distancia inaceptable, se instalan en los soportes.

aparatos especiales - abrazaderas

Las ventajas de una suspensión de cadena frente a una simple son las siguientes. En una suspensión de cadena a cierta temperatura y carga, debido a la presencia de un cable transportador, puede configurar cualquier flecha

el peso del cable de contacto seleccionando las longitudes de cuerda apropiadas en el tramo. Es posible lograr el llamado la posición libre del hilo de contacto, en el que los extremos inferiores de todas las cuerdas están a la misma distancia de las cabezas de los rieles de rodadura. En este caso, se considera que el cable de contacto está ubicado en línea recta y su pandeo es igual a cero. Para obtener con una suspensión simple el mismo combado del hilo de contacto que entre los hilos de una suspensión de cadena, es necesario, en otras condiciones idénticas, reducir la luz entre los apoyos a la distancia entre los hilos, que es completamente inaceptable. Las pequeñas flechas de pandeo del cable de contacto permiten suavizar, reducir la rigidez de los puntos cerca de los soportes con una suspensión de cadena, es decir, mejorar la calidad de la colección actual. La elasticidad de la suspensión de la cadena se puede igualar no solo aumentándola en los soportes, sino también bajándola en la parte media del tramo.

Los cambios en el pandeo del hilo de contacto durante la suspensión de la cadena dependen principalmente de los cambios en el pandeo del cable portador, y no de sus dimensiones absolutas. Si eliminamos los cambios en el pandeo del cable portador, entonces podemos suponer que el pandeo del cable de contacto no cambiará.

El pandeo del hilo de contacto entre las cadenas se puede llevar a valores extremadamente pequeños, prácticamente imperceptibles para el colector de corriente, manteniendo una cierta tensión del hilo de contacto y reduciendo la distancia entre las cadenas.

La altura de la suspensión del cable de contacto por encima del nivel de la parte superior del cabezal del relé.

sa debe estar en etapas y estaciones no inferiores a 5750 mm y no debe exceder los 6800 mm. En el plano horizontal, el hilo de contacto se fija con abrazaderas de forma que quede suspendido en zigzag con respecto al eje de la vía con una desviación de ±300 mm en cada apoyo. Debido a esto, el hilo de contacto es suficientemente resistente al viento y no desgasta las placas de contacto de los colectores de corriente.

Con las suspensiones de cadena, como vemos, se mejora notablemente la calidad de la colección actual. Además, es posible realizar luces bastante grandes entre apoyos (alrededor del doble que con suspensiones simples) y asegurar el movimiento de trenes a velocidades muy altas (300 km/h o más).

Los más extendidos son los hilos de contacto con forma de cobre (MF) hechos de cobre electrolítico estirado duro con una sección transversal de 85, 100 y 150 mm 2 (Figura 2.87). Se reemplazan después de 6-7 años o más. El desgaste de los cables de contacto se reduce mediante la lubricación con grafito seco de los patines colectores de corriente, el uso de patines de carbón y cables de contacto de cobre-cadmio y cobre-magnesio resistentes al desgaste.

apoya se utiliza hormigón armado (Figura 2.88)

y metal (Figura 2.89). Distancia del eje

La distancia extrema al borde interior de los soportes de la red de contactos en los acarreos y estaciones debe ser de al menos 3100 mm. Sobre la existencia-

en líneas electrificadas, así como en condiciones especialmente difíciles en líneas recién electrificadas, la distancia desde el eje de vía hasta el borde interior de los apoyos se permite como mínimo de 2450 mm en las estaciones y de 2750 mm en los acarreos.

Los cables bimetálicos tienen una sección transversal de hasta 95 mm 2 y cobre, hasta 120 mm 2. Con la ayuda de aisladores, se suspenden de consolas montadas sobre soportes o de travesaños rígidos y flexibles que bloquean las vías del tren. Las cuerdas de alambre de acero y cobre están hechas de tal manera que no interfieren con el levantamiento del alambre de contacto por los colectores de corriente. Las abrazaderas se hacen ligeras y móviles para que se produzcan golpes cuando pasa el colector de corriente.

En las grandes estaciones, los hilos de contacto se suspenden únicamente en las vías destinadas a la recepción y envío de trenes a tiros con tracción eléctrica, así como en las vías de los depósitos de locomotoras eléctricas y unidades múltiples. En las estaciones intermedias, donde las maniobras son realizadas por locomotoras eléctricas, los ejes de la vía están equipados con una red de contactos. Sobre la red de contactos de interruptores de ferrocarril

tiene flechas de aire formadas por la intersección de dos suspensiones de contacto.

El dispositivo de la red de contactos en puntos separados se muestra en la Figura 2.90.

Figura 2.90 - Dispositivo de red de contacto en un punto separado: cable de soporte transversal 2, superior 4 y más bajo 7 los cables de fijación están unidos a soportes metálicos /; los cables están conectados entre sí por conectores eléctricos 3; las secciones neutras están dispuestas en el cable inferior 5 y

instalar aisladores seccionales 6

Para una operación confiable y facilidad de mantenimiento, la red de contacto se divide en secciones separadas (secciones) utilizando espacios de aire e insertos neutrales (compañeros aislantes), así como aisladores seccionales y de embutir. Cuando el colector de corriente del material rodante eléctrico pasa a través del entrehierro, conecta eléctricamente brevemente ambas secciones de la red de contactos. Si, de acuerdo con las condiciones de potencia de las secciones, esto es inaceptable, entonces están separados por un inserto neutral, que consta de varios espacios de aire conectados en serie. Es obligatorio el uso de dichos insertos en tramos de corriente alterna, cuando tramos adyacentes estén alimentados por distintas fases de una corriente trifásica. La longitud del inserto neutro se establece de tal manera que, con cualquier combinación de pantógrafos elevados del material rodante, el cierre simultáneo de los hilos de contacto del inserto neutro con los hilos de las secciones de la red de contacto adyacentes es completamente excluido. Las secciones separadas se dividen en acarreos y estaciones intermedias, y en estaciones grandes, grupos separados de vías electrificadas. Las secciones se conectan o desconectan con seccionadores seccionales instalados en los soportes de la red de contactos. Los postes de seccionamiento se colocan entre las subestaciones de tracción adyacentes, equipados con interruptores automáticos para proteger la red de contactos de cortocircuitos.

Para la seguridad del personal operativo y otras personas, así como para mejorar la protección contra corrientes cortocircuito conectado a tierra o equipado con dispositivos cierre de protección los soportes y elementos metálicos de los que se suspende la red de contactos, así como todas las estructuras metálicas situadas a menos de 5 m de las partes vivas de la red de contactos.

Para suministrar electricidad a los consumidores ferroviarios lineales y regionales, se suspende una línea eléctrica trifásica especial con un voltaje de 10 kV en los soportes de la red de contacto de las carreteras de CC. Además, en caso de ser necesario, cables de telecontrol para subestaciones de tracción y postes de seccionamiento, alumbrado de baja tensión y lineas de fuerza y etc.

La seguridad del personal de mantenimiento y otras personas y un aumento en la confiabilidad de la protección de la red de contacto contra corrientes de cortocircuito son proporcionados por dispositivos de puesta a tierra que pueden estar energizados debido a fallas en el aislamiento o su contacto con cables rotos. Poniendo a tierra a todos soportes metalicos y estructuras ubicadas a una distancia de al menos 5 m de la red de contacto. En la zona de influencia de la red de contactos AC también se encuentran puestas a tierra todas las estructuras metálicas, sobre las que pueden producirse peligrosas tensiones inducidas.

En los caminos electrificados, los rieles se utilizan para pasar las corrientes de tracción, por lo que la superestructura de la vía en dichos caminos tiene las siguientes características:

unido a las cabezas de los rieles en el exterior de la vía (soldado

ny) conectores a tope hechos de cable de cobre, como resultado de lo cual el resistencia eléctrica juntas de rieles;

Utilice balasto de piedra triturada con buenas propiedades dieléctricas. El espacio entre la suela del riel y el lastre se hace al menos 3 cm;

las traviesas de madera están impregnadas con creosota y las de hormigón armado están aisladas de manera confiable de los rieles con juntas de goma;

los hilos de los rieles están interconectados eléctricamente a ciertas distancias, lo que permite reducir la resistencia a la corriente;

· las líneas equipadas con bloqueo automático y enclavamiento eléctrico tienen juntas aislantes, con la ayuda de las cuales se forman secciones de bloque separadas. Para pasar las corrientes de tracción sin pasar por las juntas aislantes, se instalan transformadores de estrangulamiento o filtros de frecuencia.

Las líneas de abastecimiento y succión (redes) se realizan por aire o por cable. Para proteger las estructuras metálicas subterráneas de daños por corrientes vagabundas, se reduce la resistencia de los circuitos de vía, se mejora su aislamiento del suelo y también se organiza una protección especial.