ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ОТ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ДО ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Контактная сеть служит для подвода электрической энергии к подвижному составу через непосредственные контакты ее с токоприемниками. Скользящий контакт между проводом и токоприемником является важнейшим элементом электрической тяговой системы, от которого зависит надежность экс­плуатационного процесса. В высокоскоростном движении им определяются границы увеличения тяговой мощности. Система токоприемник-контактный провод предназначена для непрерывной передачи необходимой электрической мощности с соблюдением допусков, определяющих качество токосъема. При этом должна гарантироваться надежная работа во всех эксплуатационных режимах [1, c. 24].

Контактные сети не имеют резерва, поэтому от них в значительной степени зависит безопасность движения поездов и требуется высокая надежность, особенно при обеспечении международных перевозок. [2, c. 95]. Необходимо обеспечивать требования надежного и экономичного токосъема (с минимальным износом контактного провода) при условии экологичности (с генерированием минимальных уровней шума, радио и телепомех, незначительной засоренностью почвы вдоль железнодорожных путей) [3, c. 43]. Острота этих требований в основном зависит от мощности и значений тока, снимаемого с проводов токоприемником и скорости движения (условий динамического и аэродинамического взаимодействия токосъемных устройств и воздушных потоков).

В соответствии с программой «Развитие скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России на период 2000-2015 гг.» к 2015 г. протяженность железных дорог в России с эксплуатационными скоростями 160-200 км/ч составит свыше 8 тыс. км [4, c. 28-33].

Повышение скоростей движения электроподвижного состава на дейст­вующих отечественных магистралях является закономерным результатом научно-технического прогресса, позволяющим ускорить перевозки грузов и пассажиров.

Важной государственной экономической задачей является расширение международных перевозок, организация коридоров евроазиатского транзита грузов [5, c. 66]. Электрические сверхмагистрали протяженностью около 10 000 км должны работать с высокой надежностью, обеспечивать минимальное время хода. Для этого необходимо увеличение скоростей движения электроподвижного состава до 160 км/ч.

Повышение скоростей движения предъявляет повышенные требования к качеству токосъема. Это особенно важно для Транссибирской магистрали в связи с осуществлением евразийского транзита без задержек поездов и повы­шением скоростей движения [6, c. 37].

Практическая ценность исследования взаимодействия токоприемника с контактными подвесками заключается в обеспечении надежного и экономичного токосъема при увеличении скоростей движения в результате совершенствования конструкций токоприемников и контактных подвесок. Экономический эффект достигается за счет повышения скоростей движения, уменьшения величины ущерба от повреждений токоприемников и контактной сети, задержки поездов (особенно международных контейнерных) [7, c. 37].

После множества проведенных исследования установлено, что наиболее рациональным путем решения проблемы увеличения скорости ЭПС до 220 км/ч следует считать усовершенствование токоприемников, а также углубленные исследования процессов токосъема в установившемся и переходном режимах. При скоростях выше 220 км/ч необходимо принимать меры и по усовершенствованию контактной сети. В пользу этого утверждения говорит рассмотрение технических аспектов [8, c. 134]. В установившемся режиме неудовлетворительный токосъем может привести:

a)  к катастрофически нарастающему износу контактирующих элементов (при этом движение поездов может продолжаться некоторое время).

b)  к повреждениям узлов контактной сети и токоприемников, ведущим к задержкам поездов [9, c. 57].

Факторы, влияющие на качество токосъема при высоких скоростях дви­жения:

·     Колебания электроподвижного состава со стороны путевой структуры;

·     Нестабильность контактного нажатия и как следствие – отрывы токоприемника (ТКП,) пережоги, повышенный износ (на контактное нажатие влияют динамические и аэродинамические составляющие, пропорциональные квадрату скорости электроподвижного состава (э.п.с.));

·     Высокое значение снимаемого тока;

·     Отрывы ТКП, вызванные параметрическим резонансом, ввиду неравно-эластичной контактной подвески;

·     Использование нескольких токоприемников (движение осуществляется не только электровозной, но и моторовагонной тягой);

·     Специальные требования к конструкциям фиксаторов, воздушных стрелок, секционных изоляторов, сопряжений анкерных участков, КС в искусственных сооружениях и т.д.

Таким образом, совершенно очевидной является актуальность затронутой проблемы. Кроме того, существует еще один фактор, подчеркивающий значимость решения поставленной задачи. С переходом к высоким скоростям движения придется отказаться от большинства секционных изоляторов, предназначенных для меньших скоростей. Приобретение же новых типов изоляторов сопряжено со значительными капиталовложениями. Поэтому необходимо рассмотреть возможности совершенствования и скоростных показателей используемых секционных изоляторов для сохранения их в эксплуатации.