Система электрификации железной дороги

Неотремонтированный поезд Метро- Каммелл на британском участке железной дороги Коулун-Кантон в Гонконге в 1993 году. Британский участок железной дороги Коулун-Кантон является старейшей железной дорогой в Гонконге . Он начал работать в 1910 году и соединяется с железной дорогой Гуанчжоу-Шэньчжэнь .

Зона перехода от третьего рельса к воздушному проводу на желтой линии Чикаго («Скоки Свифт»)

Подстанция ранней электрификации железной дороги в Дартфорде

Система электрификации железных дорог снабжает электроэнергию на железнодорожные поезда и трамваи без бортового тягача или местного источника топлива. На электрических железных дорогах используются либо электровозы (для перевозки пассажиров или грузов в отдельных вагонах), либо электровозы ( пассажирские вагоны с собственными двигателями), либо и то, и другое. Электроэнергия обычно вырабатывается на крупных и относительно эффективных электростанциях , передается в железнодорожную сеть и распределяется по поездам. Некоторые электрические железные дороги имеют собственные выделенные станции и линии электропередачи., но большинство покупает электроэнергию у электросети . Железная дорога обычно имеет собственные распределительные линии, переключатели и трансформаторы .

Электроэнергия подается на движущиеся поезда с помощью (почти) непрерывного проводника, идущего вдоль пути, который обычно принимает одну из двух форм: воздушная линия , подвешенная на столбах или вышках вдоль пути, или от конструкций или перекрытий туннелей, или третий рельс, установленный на гусеница и контактирует со скользящей « башмаком ». И воздушные провода, и системы третьего рельса обычно используют ходовые рельсы в качестве обратного проводника, но в некоторых системах для этой цели используется отдельный четвертый рельс.

По сравнению с основной альтернативой, дизельным двигателем , электрические железные дороги предлагают значительно лучшую энергоэффективность, меньшие выбросы и более низкие эксплуатационные расходы. Электровозы также обычно тише, мощнее, отзывчивее и надежнее дизелей. У них нет локальных выбросов, что является важным преимуществом в туннелях и городских районах. Некоторые системы электрической тяги обеспечивают рекуперативное торможение, которое превращает кинетическую энергию поезда обратно в электричество и возвращает ее в систему снабжения для использования другими поездами или общей энергосистемой. В то время как тепловозы сжигают нефть, электричество можно вырабатывать из различных источников, включая возобновляемые источники энергии. ^[1]Исторически соображения ресурсной независимости играли роль в решении электрифицировать железнодорожные линии. Швейцарская конфедерация, не имеющая выхода к морю, которая почти полностью лишена месторождений нефти или угля, но имеет изобилие гидроэнергетики, частично электрифицировала свою сеть в ответ на проблемы с поставками во время обеих мировых войн. ^{[2] [3]}

К недостаткам электрической тяги относятся: высокие капитальные затраты, которые могут быть неэкономичными на маршрутах с небольшим движением, относительная недостаточная гибкость (поскольку для электропоездов требуются третьи рельсы или воздушные провода) и уязвимость к перебоям в подаче электроэнергии. ^[1] Электродизельные локомотивы и электродизельные многоблочные агрегаты в некоторой степени смягчают эти проблемы, поскольку они могут работать на дизельной энергии во время простоя или на неэлектрифицированных маршрутах.

В разных регионах могут использоваться разные напряжения и частоты питания, что усложняет обслуживание и требует большей сложности локомотивной мощности. Ограниченные зазоры, доступные под воздушными линиями, могут помешать эффективному обслуживанию контейнеров с двойным штабелем . ^[1] Тем не менее, Индийские железные дороги ^[4] и Китайские железные дороги ^{[5] [6] [7]} управляют двухъярусными грузовыми поездами под воздушными проводами с электропоездами.

Электрификация железных дорог постоянно росла в последние десятилетия, и по состоянию на 2012 год на электрифицированные пути приходится почти треть от общего числа путей во всем мире. ^[8]

Классификация [ править ]

Системы электрификации классифицируются по трем основным параметрам:

• Напряжение
• Текущий
  • Постоянный ток (DC)
  • Переменный ток (AC)
    • Частота
• Контактная система
  • Третий рельс
  • Четвертый рельс
  • Воздушные линии (контактная сеть)
    • Воздушные линии плюс линейный двигатель

Выбор системы электрификации основан на экономических показателях энергоснабжения, технического обслуживания и капитальных затрат по сравнению с доходом, полученным от грузовых и пассажирских перевозок. Для городских и междугородних территорий используются разные системы; некоторые электровозы могут переключаться на другое напряжение питания, чтобы обеспечить гибкость в работе.

Стандартизированные напряжения [ править ]

Шесть наиболее часто используемых напряжений были выбраны для европейской и международной стандартизации. Некоторые из них не зависят от используемой контактной системы, так что, например, 750 В постоянного тока можно использовать либо с третьим рельсом, либо с воздушными линиями.

Есть много других систем напряжения, используемых для систем электрификации железных дорог по всему миру, и список систем электрификации железных дорог охватывает системы как стандартного, так и нестандартного напряжения.

Допустимый диапазон напряжений, разрешенный для стандартизованных напряжений, указан в стандартах BS EN 50163 ^[9] и IEC 60850. ^[10] Они учитывают количество поездов, потребляющих ток, и их расстояние от подстанции.

Постоянный ток [ править ]

Повышение доступности высоковольтных полупроводников может позволить использовать более высокие и более эффективные напряжения постоянного тока, которые до сих пор были практичны только с переменным током. ^[11]

Подвесные системы [ править ]

1500 В постоянного тока используется в Японии, Индонезии, Гонконге] (части), Ирландии, Австралии (части), Франции (также используется переменный ток 25 кВ, 50 Гц ), Новой Зеландии ( Веллингтон ), Сингапуре (на северо-восточной линии MRT ). , США ( район Чикаго в районе Метра-Электрик и междугородная линия South Shore Line и легкорельсовый транспорт Link в Сиэтле , штат Вашингтон). В Словакии есть две узкоколейные линии в Высоких Татрах (одна зубчатая железная дорога ). В Нидерландах он используется в основной системе вместе с 25 кВ на линиях HSL-Zuid и Betuwelijn и 3000 В к югу отМаастрихт . В Португалии он используется на линии Кашкайш и в Дании в пригородной системе поездов S (1650 В постоянного тока).

В Соединенном Королевстве 1500 В постоянного тока использовалось в 1954 году для маршрута через Вудхед через Пеннин (ныне закрытый); в системе использовалось рекуперативное торможение , позволяющее передавать энергию между поднимающимися и спускающимися поездами на крутых подходах к туннелю. Система также использовалась для электрификации пригородов в Ист-Лондоне и Манчестере , которая теперь преобразована в 25 кВ переменного тока. Сейчас он используется только для метро Тайн-энд-Уир . В Индии 1,500 В постоянного тока была первой системой электрификации, запущенной в 1925 году в районе Мумбаи. В период с 2012 по 2016 год электрификация была переведена на 25 кВ 50 Гц переменного тока, что является общенациональной системой.

3 кВ постоянного тока используется в Бельгии, Италии, Испании, Польше, Словакии, Словении, Южной Африке, Чили, северной части Чешской Республики, бывших республиках Советского Союза и Нидерландах. Ранее он использовался Милуоки-роуд от Харлоутона, штат Монтана , до Сиэтла , через континентальный водораздел, включая протяженные ветки и петли в Монтане, а также железной дорогой Делавэр, Лакаванна и Западная железная дорога (теперь транзит Нью-Джерси , преобразованный в 25 кВ переменного тока. ) в США и пригородную железную дорогу Калькутты (Bardhaman Main Line) в Индии, прежде чем она была преобразована в 25 кВ 50 Гц переменного тока .

Напряжение постоянного тока от 600 В до 800 В используется в большинстве трамваев (трамваев), троллейбусных сетях и подземных системах (метро).

Третий рельс [ править ]

В большинстве систем электрификации используются воздушные провода, но третий рельс - это вариант до 1500 В, как в случае с линией метро Шэньчжэня 3 . В системах третьего рельса используется исключительно распределение постоянного тока. Использование переменного тока невозможно, потому что размеры третьего рельса физически очень велики по сравнению с глубиной скин-слоя, через который проходит переменный ток, до 0,3 миллиметра или 0,012 дюйма в стальном рельсе. Этот эффект делает сопротивление на единицу длины неприемлемо высоким по сравнению с использованием постоянного тока. ^[12] Третий рельс более компактный, чем воздушные провода, и может использоваться в туннелях меньшего диаметра, что является важным фактором для систем метро.

Четвертый рельс [ править ]

Лондонское метро в Англии одна из немногих сетей , которые используют систему на четыре рельса. Дополнительный рельс несет электрический возврат, который на третьем рельсе и воздушных сетях обеспечивается ходовыми рельсами. В лондонском метро третий рельс, касающийся верхнего контакта, находится рядом с железнодорожным полотном.+420 В постоянного тока, а четвертый рельс верхнего контакта расположен по центру между ходовыми рельсами на−210 В постоянного тока, которые в совокупности обеспечивают тяговое напряжение630 В постоянного тока. Та же система была использована для Милана «первой подземной линии с, Миланом метро » ы линии 1 , чья более поздних линии используют накладную цепную линию или третий рельс.

Ключевым преимуществом системы с четырьмя рельсами является то, что ни по одной из рельсов нет тока. Эта схема была введена из-за проблем с обратными токами, которые должны проходить по заземленной (заземленной) ходовой шине, протекая вместо этого через железные футеровки туннелей. Это может вызвать электролитическое повреждение и даже искрение, если сегменты туннеля не связаны электрически.вместе. Проблема усугублялась тем, что обратный ток также имел тенденцию протекать по соседним железным трубам, образующим водопроводные и газовые магистрали. Некоторые из них, особенно викторианские магистрали, которые предшествовали лондонским подземным железным дорогам, не были построены для пропускания токов и не имели надлежащих электрических соединений между сегментами труб. Система с четырьмя направляющими решает проблему. Хотя источник питания имеет искусственно созданную точку заземления, это соединение осуществляется с помощью резисторов, которые обеспечивают поддержание паразитных токов заземления на приемлемом уровне. Рельсы, работающие только с электроприводом, могут быть установлены на сильно изолирующих керамических стульях, чтобы минимизировать утечку тока, но это невозможно для беговых рельсов, которые должны быть установлены на более прочные металлические стулья, чтобы выдерживать вес поездов. Тем не мение,эластомерные резиновые прокладки, помещенные между рельсами и стульями, теперь могут частично решить проблему, изолировав ходовые рельсы от обратного тока в случае утечки через ходовые рельсы.

Линейный двигатель [ править ]

Ряд систем с линейными двигателями работает на обычных металлических рельсах и потребляет энергию от воздушной линии или третьего рельса , но приводится в движение линейным асинхронным двигателем, который обеспечивает тягу за счет тяги за « четвертый рельс », расположенный между ходовыми рельсами. Bombardier , Kawasaki Heavy Industries и CRRC производят системы с линейными двигателями.

Метро Гуанчжоу управляет самой длинной такой системой: более 130 км (81 миль) маршрута по линиям 4 , 5 и 6 .

В случае Скарборо Лайн 3 третья и четвертая направляющие находятся вне пути, а пятая направляющая представляет собой алюминиевую плиту между ходовыми направляющими.

Системы с резиновыми шинами [ править ]

Несколько линий метро Paris Métro во Франции работают на четырехканальной энергосистеме. Поезда движутся на резиновых шинах, которые катятся по паре узких роликов, сделанных из стали, местами из бетона . Поскольку шины не проводят обратный ток, две направляющие, расположенные за пределами движущихся « роликов », становятся, в некотором смысле, третьей и четвертой направляющими, каждая из которых обеспечивает 750 В постоянного тока , так что, по крайней мере, электрически это четырехрельсовый система. Каждая колесная пара механической тележки имеет один тяговый двигатель . Боковой скользящий контактный башмакпринимает ток с вертикальной поверхности каждой направляющей шины. Возврат каждого тягового двигателя, а также каждой тележки осуществляется с помощью одного контактного башмака, каждый из которых скользит по каждой из направляющих рельсов . Этот и все другие метрополитены с резиновыми шинами имеют длину 1435 мм ( 4 фута 8 дюймов).  ¹ / ₂  в) стандартная колея дорожкамеждурулонными способамидействовать таким же образом. ^{[13] [14]}

Переменный ток [ править ]

Железные дороги и электроэнергетические компании используют переменный ток по той же причине: чтобы использовать трансформаторы , требующие переменного тока, для получения более высоких напряжений. Чем выше напряжение, тем ниже ток при той же мощности, что снижает потери в линии, что позволяет передавать более высокую мощность.

Поскольку переменный ток используется с высоким напряжением, этот метод электрификации используется только на воздушных линиях , а не на третьих рельсах. Внутри локомотива трансформатор понижает напряжение для использования тяговыми двигателями и вспомогательными нагрузками.

Первым преимуществом переменного тока является то, что в локомотивах переменного тока не требовались резисторы, уменьшающие расход энергии, которые использовались в локомотивах постоянного тока для регулирования скорости: несколько ответвлений на трансформаторе могут подавать различные напряжения. Отдельные обмотки низковольтного трансформатора питают освещение и двигатели вспомогательных механизмов. Совсем недавно разработка полупроводников очень высокой мощности привела к тому, что классический двигатель постоянного тока был в значительной степени заменен трехфазным асинхронным двигателем, питаемым от частотно-регулируемого привода , специального инвертора.который изменяет частоту и напряжение для управления скоростью двигателя. Эти приводы могут одинаково хорошо работать как на постоянном, так и на переменном токе любой частоты, и многие современные электровозы предназначены для работы с различными напряжениями и частотами питания для упрощения трансграничной эксплуатации.

Низкочастотный переменный ток [ править ]

Страны Пять Европы, Германия, Австрия, Швейцария, Норвегия и Швеция, стандартизировали 15 кВ 16 ² ⁄ ₃  Гц (частота сети 50 Гц, деленная на три) однофазного переменного тока. С 16 октября 1995 года, Германия, Австрия и Швейцария изменилась с 16 ² / ₃  Гц до 16,7 Гцкоторая больше не являетсяточности одна треть сетки частот. Это решило проблемы с перегревом вращающихся преобразователей, используемых для выработки части этой энергии из электросети. ^[15]

В Великобритании железная дорога Лондона, Брайтона и Южного побережья стала пионером в области надземной электрификации своих пригородных линий в Лондоне, Лондонский мост в Викторию был открыт для движения 1 декабря 1909 года. От Виктории до Кристал Пэлас через Бэлем и Вест Норвуд открылся в мае 1911 года. Пекхэм. Рай в Вест Норвуд открылся в июне 1912 года. Дальнейшее расширение не было сделано из-за Первой мировой войны. Две линии открылись в 1925 году под Южной железной дорогой, обслуживающей Северный Колсдон и железнодорожную станцию ​​Саттон . ^{[16] [17]}Линии были электрифицированы 6,7 кВ 25 Гц. В 1926 году было объявлено, что все линии должны быть преобразованы в третью рельс постоянного тока, а последняя воздушная линия электропередачи прошла в сентябре 1929 года.

Сравнения [ править ]

AC против DC для магистралей [ править ]

Большинство современных систем электрификации потребляют энергию переменного тока от электросети, которая подается на локомотив, и внутри локомотива, преобразованная и выпрямленная.на более низкое напряжение постоянного тока при подготовке к использованию тяговыми двигателями. Эти двигатели могут быть либо двигателями постоянного тока, которые напрямую используют постоянный ток, либо трехфазными двигателями переменного тока, которые требуют дальнейшего преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток (с использованием силовой электроники). Таким образом, перед обеими системами стоит одна и та же задача: преобразование и транспортировка переменного тока высокого напряжения из электросети в постоянный ток низкого напряжения в локомотиве. Разница между системами электрификации переменного и постоянного тока заключается в том, где переменный ток преобразуется в постоянный: на подстанции или в поезде. Затраты на энергоэффективность и инфраструктуру определяют, какие из них используются в сети, хотя это часто фиксируется благодаря уже существующим системам электрификации.

Как передача, так и преобразование электроэнергии связаны с потерями: омическими потерями в проводах и силовой электронике, потерями магнитного поля в трансформаторах и сглаживающих реакторах (индукторах). ^[18] Преобразование энергии для системы постоянного тока происходит в основном на железнодорожной подстанции, где может использоваться крупное, тяжелое и более эффективное оборудование по сравнению с системой переменного тока, где преобразование происходит на борту локомотива, где пространство ограничено, а потери значительно выше. . ^[19]Однако более высокое напряжение, используемое во многих системах электрификации переменного тока, снижает потери при передаче на большие расстояния, позволяя использовать меньше подстанций или более мощные локомотивы. Кроме того, необходимо учитывать энергию, используемую для продувки воздухом для охлаждения трансформаторов, силовой электроники (включая выпрямители) и другого оборудования для преобразования.

Электричество против дизеля [ править ]

Энергоэффективность [ править ]

Электропоезда не должны нести вес тягачей , трансмиссии и топлива. Частично это компенсируется весом электрооборудования. Регенеративное торможение возвращает мощность в систему электрификации, чтобы ее можно было использовать в другом месте, другими поездами той же системы или вернуть в общую энергосистему. Это особенно полезно в горных районах, где тяжело нагруженные поезда должны спускаться по длинным уклонам.

Электроэнергия центральной станции часто может быть произведена с более высокой эффективностью, чем мобильный двигатель / генератор. В то время как эффективность производства электростанции и выработки тепловоза примерно одинакова в номинальном режиме, ^[20] дизельные двигатели снижают эффективность в неноминальных режимах при малой мощности ^{[21], в} то время как, если электростанции необходимо вырабатывать меньше энергии он отключит свои наименее эффективные генераторы, тем самым повысив эффективность. Электропоезд может экономить энергию (по сравнению с дизелем) за счет рекуперативного торможения и за счет того, что ему не нужно потреблять энергию на холостом ходу, как это делают тепловозы при остановке или движении накатом. Однако электрический подвижной состав может включать охлаждающие нагнетатели при остановке или движении по инерции, потребляя таким образом энергию.

Крупные электростанции, работающие на ископаемом топливе, работают с высоким КПД ^{[22] [23]} и могут использоваться для централизованного теплоснабжения или для производства централизованного охлаждения , что приводит к более высокому общему КПД.

Выходная мощность [ править ]

Электровозы могут быть легко сконструированы с большей выходной мощностью, чем большинство дизельных локомотивов. Для пассажирских перевозок можно обеспечить достаточную мощность дизельными двигателями (см., Например, « ICE TD »), но на более высоких скоростях это оказывается дорогостоящим и непрактичным. Поэтому почти все высокоскоростные поезда - электрические. Высокая мощность электровозов также дает им возможность тащить груз с большей скоростью по уклонам; в условиях смешанного движения это увеличивает пропускную способность, когда можно сократить время между поездами. Более высокая мощность электровозов и их электрификация также могут быть более дешевой альтернативой новой и менее крутой железной дороге, если вес поездов в системе должен быть увеличен.

С другой стороны, электрификация может не подходить для линий с низкой частотой движения, поскольку более низкие эксплуатационные расходы поездов могут быть перевешены высокой стоимостью инфраструктуры электрификации. Таким образом, большинство линий дальнего следования в развивающихся или малонаселенных странах не электрифицированы из-за относительно низкой частоты движения поездов.

Сетевой эффект [ править ]

Сетевые эффекты являются важным фактором электрификации. ^{[ необходима цитата ]} При преобразовании линий в электрические необходимо учитывать соединения с другими линиями. Некоторые электрификации впоследствии были сняты из-за сквозного движения к неэлектрифицированным линиям. ^{[ необходима цитата ]} Если сквозной трафик должен иметь какую-либо выгоду, ^{требуются} трудоемкие переключатели двигателя, чтобы установить такие соединения или дорогие двухрежимные механизмыдолжны быть использованы. В основном это проблема для поездок на дальние расстояния, но на многих линиях преобладает сквозное движение грузовых поездов дальнего следования (обычно перевозящих уголь, руду или контейнеры в порты или из них). Теоретически эти поезда могут значительно сэкономить за счет электрификации, но распространение электрификации на изолированные районы может оказаться слишком дорогостоящим, и, если не электрифицирована вся сеть, компании часто обнаруживают, что им необходимо продолжать использование дизельных поездов, даже если электрифицированы участки. . Растущий спрос на контейнерные перевозки, которые более эффективны при использовании двухъярусного вагонатакже есть проблемы с сетевым эффектом с существующей электрификацией из-за недостаточного зазора между воздушными линиями электропередач для этих поездов, но электрификация может быть построена или модифицирована для обеспечения достаточного зазора за дополнительную плату.

Проблемой, особенно связанной с электрифицированными линиями, являются пробелы в электрификации. Электромобили, особенно локомотивы, теряют мощность при прохождении разрывов в электроснабжении, таких как разрывы фазового перехода в подвесных системах и разрывы в точках в системах третьих рельсов. Это становится неудобством, если локомотив останавливается со своим коллектором на мертвом зазоре, и в этом случае нет мощности для перезапуска. Перебои в питании можно преодолеть с помощью бортовых аккумуляторов или систем мотор-маховик-генератор. ^{[ необходима цитата ]} В 2014 году был достигнут прогресс в использовании больших конденсаторов для питания электромобилей между станциями, что позволило избежать необходимости прокладки воздушных проводов между этими станциями. ^[24]

Затраты на обслуживание [ править ]

Затраты на техническое обслуживание линий могут быть увеличены за счет электрификации, но многие системы требуют меньших затрат из-за меньшего износа более легкого подвижного состава. ^[25] Существуют некоторые дополнительные затраты на техническое обслуживание, связанные с электрооборудованием вокруг пути, таким как электрические подстанции и сам контактный провод, но, при достаточном трафике, сокращение пути и, особенно, более низкие затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию двигателя. значительно превышают затраты на это обслуживание.

Эффект искр [ править ]

На новых электрифицированных линиях часто наблюдается «эффект искры», когда электрификация пассажирских железнодорожных систем приводит к значительному скачку патронажа / доходов. ^[26] Причины могут заключаться в том, что электропоезда считаются более современными и привлекательными для езды ^{[27] [28],} более быстрое и бесперебойное обслуживание, ^[26] и тот факт, что электрификация часто идет рука об руку с общей инфраструктурой и подвижным составом. капитальный ремонт / замена, что приводит к лучшему качеству обслуживания (что теоретически также может быть достигнуто путем выполнения аналогичных обновлений, но без электрификации). Какими бы ни были причины эффекта искры, он хорошо известен на многих маршрутах, электрифицированных на протяжении десятилетий. ^{[26] [27]}

Двухъярусный рельсовый транспорт [ править ]

Из-за ограничения по высоте, накладываемого воздушными проводами, двухъярусные контейнерные поезда традиционно были трудными и редкими для движения под электрифицированными линиями. Однако это ограничение преодолевается железными дорогами Индии , Китая и Африки за счет прокладки новых путей с увеличенной высотой цепной цепи.

Такие установки находятся в Западном выделенном грузовом коридоре в Индии, где высота троса составляет 7,45 метра, что позволяет пропускать двухъярусные контейнерные поезда без необходимости в вагонах-колодцах .

Преимущества [ править ]

• Отсутствие контакта с пассажирами выхлопных газов локомотива
• Более низкая стоимость строительства, эксплуатации и обслуживания локомотивов и нескольких единиц
• Более высокая удельная мощность (без бортовых топливных баков), что приводит к
  • Меньше локомотивов
  • Более быстрое ускорение
  • Высший практический предел мощности
  • Высший предел скорости
• Меньшее шумовое загрязнение (более тихая работа)
• Более быстрое ускорение очищает линии быстрее, чтобы больше поездов на пути в городских железнодорожных сетях
• Снижение потерь мощности на больших высотах ( потери мощности см. В разделе Дизельный двигатель )
• Независимость текущих расходов от колебаний цен на топливо
• Движение к станциям метро, ​​где дизельные поезда не могут работать по соображениям безопасности
• Снижение загрязнения окружающей среды, особенно в густонаселенных городских районах, даже если электричество производится из ископаемого топлива
• Легко компенсирует регенерацию кинетической энергии тормоза с помощью суперконденсаторов
• Более комфортная поездка на нескольких агрегатах, поскольку в поездах нет дизельных двигателей под полом
• Несколько более высокая энергоэффективность ^[29] отчасти из-за рекуперативного торможения и меньших потерь мощности при работе на холостом ходу.
• Более гибкий первичный источник энергии: можно использовать уголь, ядерную или возобновляемую энергию (гидро-, солнечную, ветровую) в качестве первичного источника энергии вместо дизельного топлива.

Недостатки [ править ]

• Стоимость электрификации: для электрификации необходимо построить целую новую инфраструктуру вокруг существующих путей со значительными затратами. Затраты особенно высоки, когда туннели, мосты и другие препятствия должны быть изменены для очистки . Еще одним аспектом, который может повысить стоимость электрификации, являются изменения или модернизация железнодорожной сигнализации, необходимые для новых характеристик движения, а также для защиты схем сигнализации и рельсовых цепей от помех, создаваемых тяговым током. Электрификация может потребовать закрытия линий на время установки нового оборудования.
• Внешний вид: конструкции и кабели воздушной линии могут иметь значительное влияние на ландшафт по сравнению с неэлектрифицированной линией или электрифицированной линией третьего рельса, которая имеет лишь эпизодическое сигнальное оборудование над уровнем земли.
• Хрупкость и уязвимость: воздушные системы электрификации могут серьезно пострадать из-за незначительных механических неисправностей или воздействия сильного ветра, в результате чего пантограф движущегося поезда запутывается в цепной цепи , отрывая провода от их опор. Повреждение часто не ограничивается подачей питания на один путь, но распространяется и на соседние пути, в результате чего весь маршрут блокируется на значительное время. Системы третьего рельса могут быть повреждены в холодную погоду из-за образования льда на контактном рельсе. ^[31]
• Кража: высокая стоимость медного лома и неохраняемые удаленные установки делают воздушные кабели привлекательной целью для воров металлолома. ^[32] Попытки кражи токоведущих кабелей 25 кВ могут закончиться смертью вора от поражения электрическим током. ^[33] В Великобритании кража кабеля считается одним из самых больших источников задержек и сбоев в работе поездов - хотя обычно это касается сигнального кабеля, который также проблематичен для дизельных линий. ^[34]
• Птицы могут садиться на части с разными зарядами, а животные также могут касаться системы электрификации. Мертвые животные привлекают лисиц или других хищников ^[35], создавая риск столкновения с поездами.
• В большинстве железнодорожных сетей мира высота воздушных линий электропередач недостаточна для двухъярусного контейнерного вагона или других необычно высоких грузов. Обновление электрифицированных линий до необходимого расстояния (21 фут 8 дюймов или 6,60 м) для приема двухъярусных контейнерных поездов является чрезвычайно дорогостоящим.

Электрификация мира [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Июль 2017 г. )

По состоянию на 2012 год на электрифицированные пути приходится почти треть от общего числа путей во всем мире. ^[8]

Швейцарская железнодорожная сеть является крупнейшей полностью электрифицированной сетью в мире, и одной из двух для достижения этой цели является Армения. В Китае самая большая протяженность электрифицированных железных дорог: более 100000 км (62000 миль) электрифицированных железных дорог в 2020 году или чуть более 70% сети. ^[36] В ряде стран длина электрификации равна нулю.

Несколько стран объявили о планах электрифицировать всю или большую часть своей железнодорожной сети, например, Индийские железные дороги , Израильские железные дороги и Nederlandse Spoorwegen .

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Источники [ править ]

Английский [ править ]

• Муди, GT (1960). "Первая часть". Southern Electric (3-е изд.). Лондон: Ian Allan Ltd.
• Гомес-Экспозито А., Маурисио Дж. М., Маза-Ортега Дж. М. «Система электрификации железной дороги MVDC на основе VSC» IEEE транзакции по доставке электроэнергии, версия 29, № 1, февраль 2014 г., стр. 422–431. (предполагает 24 кВ постоянного тока)
• (Джейн) Системы городского транспорта
• Хаммонд, Джон Уинтроп (2011) [1941]. Мужчины и вольт; история General Electric . Филадельфия, Пенсильвания, США; Лондон, Великобритания: General Electric Company; JB Lippincott & Co .; Литературное лицензирование, ООО. ISBN 978-1-258-03284-5- через Интернет-архив . Он должен был создать первый двигатель, который работал без каких-либо шестерен, а его якорь был напрямую связан с осью автомобиля.
• Кемпфферт, Вальдемар Бернхард, редактор ; Мартин, Т. Комерфорд (1924). Популярная история американского изобретения . 1 . Лондон, Великобритания; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Сыновья Чарльза Скрибнера . Проверено 11 марта 2017 года - из интернет-архива .
• Мэлоун, Дюма (1928). Сидни Хау Шорт . Словарь американской биографии . 17 . Лондон, Великобритания; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Сыновья Чарльза Скрибнера . Дата обращения 31 мая 2017 .

Русский [ править ]

• Винокуров В.А., Попов Д.А. «Электрические машины железно-дорожного транспорта», Москва, Транспорт, 1986. ISBN 5-88998-425-X , 520 с. 
• Дмитриев В.А. Народнохозяйственная эффективность электрификации железных дорог и применения тепловозной тяги. Москва, Транспорт 1976.
• Дробинский В.А., Егунов П.М. "Как устроен и работает тепловоз" 3-е изд. Москва, Транспорт, 1980.
• Иванова В.Н. (ред.) "Конструкция и динамика тепловозов" (Конструкция и динамика тепловоза). Москва, Транспорт, 1968 (учебник).
• Калинин, В.К. "Электровозы и электропоезда" (Электровозы и электропоезда) Москва, Транспорт, 1991 ISBN 978-5-277-01046-4 
• Мирошниченко, Р.И., "Режимы работы электрифицированных участков", Москва, Транспорт, 1982.
• Перцовский, Л. М .; «Энергетическая эффективность электрической тяги», Железнодорожный транспорт (журнал), №12, 1974 г. с. 39+
• Плакс, А.В. & Пупынин, В. Н., "Электрические железные дороги", Москва "Транспорт" 1993.
• Сидоров Н.И., Сидорожа Н.Н. «Как устроен и работает электровоз» Москва, Транспорт, 1988 (5-е изд.) - 233 стр., ISBN 978-5-277-00191-2 . 1980 (4-е изд.). 
• Хомич А.З. Тупицын О.И., Симсон А.Э. «Экономия топлива и теплотехническая модернизация тепловозов» (Экономия топлива и термодинамическая модернизация тепловозов) - Москва: Транспорт, 1975 - 264 с.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы, связанные с железнодорожным транспортом с электроприводом .

• Железнодорожная техническая веб-страница
• Электрифицированные железные дороги