Menu podstron:

Wieści z Elektrotechnika:

dobry fotograf wrocław
rzetelnepisanie.edu.pl - pisanie prac doktorskich
tłumaczenia rosyjski

Przewody trakcyjne

Przewody_trakcyjne
Przewody trakcyjne (częściej używana nieprawidłowa nazwa: sieć trakcyjna – nieizolowane kształtowniki metalowe plus liny przewodzące prąd elektryczny zawieszone na słupach trakcyjnych przekazujące energię pojazdom o napędzie elektrycznym poruszającym się u dołu nimi Przewody trakcyjne są najczęściej spotykaną formą zasilania górnego. Inną jego formą są sztywne przewodniki zamontowane przeszło torem ruchu pojazdów. Stosowane przede wszystkim na liniach kolei konwencjonalnych (tj. poruszających się po stalowych szynach), na zewnątrz tym na sieciach tramwajowych i trolejbusowych Na przewód trakcyjny składają się:Przewód jezdny ma statystycznie przekrój okrągły, spośród dwoma symetrycznymi wcięciami wewnątrz górnej części, które umożliwiają doczepienie aż do wieszaków. Tradycyjnie wypełniony był spośród miedzi, ze względu na wysoką przewodność elektryczną plus małą podatność na korozję. Bardziej odporne na ścieranie są przewody wykonane spośród miedzi spośród domieszkami, na przykład cynę. Stosuje się również przewody o przekroju złożonym, ze stalowym rdzeniem plus miedzianym albo aluminiowym kołnierzem; wprowadzone na rzecz zmniejszenia przekroju plus zwiększenia wytrzymałości na większe siły naciągu.Normalny szczebel zawieszenia przewodu jezdnego na sieciach kolejowych waha się odkąd 5,3 m przeszło poziomem główki droga żelazna na sieci niemieckiej aż do 4,85 m, we Włoszech (na takich liniach negacja logiczna dopuszcza się przejazdów jednopoziomowych). Na przejazdach kodeks brytyjskie, pomimo mniejszej skrajni kolejowej, wymagają wysokości 5,6 m (p. przepisy HMRI; wszystkie przejazdy spośród niżej umieszczonymi przewodami muszą mieć bramki uniemożliwiające dostęp pojazdów drogowych przekraczających dopuszczalne gabaryty). Standardowa wysokość sieci trakcyjnej na słupie owo statystycznie 1,4…1,8 m (dane na rzecz linii dużych prędkości). W sieciach lekkich wieszaki umieszcza się statystycznie co 9 m, atoli istnieją sieci typu lekkiego spośród wieszakami zagęszczonymi aż do 4,5 m (np. LGV Sud-Est). Wieszaki w sieciach „normalnych” (z dwoma przewodami jezdnymi) mogą utrzymywać jeden albo dwoje przewody, zależnie odkąd zasady przyjętej poprzez poszczególne koleje. Typowe przęsła sieci (fragmenty przewodów między sąsiednimi słupami trakcyjnymi wynoszą odkąd 50 m na liniach Shinkansen aż do 65 m na liniach NBS (Neubaustrecke) w Niemczech Przewody trakcyjne klasyfikuje się wewnątrz zależności odkąd parametrów konstrukcyjnych plus użytkowych.Ze względu na ukształtowanie wyróżnia się dubel podstawowe grupy przewodów trakcyjnych:Typ główny praktyczny jest wewnątrz przypadku pojazdów poruszających się spośród niewielkimi prędkościami (do ok. 80 km/h), przede wszystkim na liniach tramwajowych. Wyższe prędkości wymagają lepszej współpracy odbieraków spośród przewodem jezdnym, którą zapewnia sieć spośród linami nośnymi.Dla równomiernego zużycia powierzchni ślizgu odbieraków prądu przewód jezdny montowany jest zygzakowato wewnątrz stosunku aż do osi toru; odchylenia sięgają 20-40 cm. Realizuje się owo poprzez naprzemienne zorganizowanie słupów spośród wysięgnikami krótkimi plus długimi.Obecnie stosowane formy sieci trakcyjnej spośród liną nośną są dość zróżnicowane. Można je podzielić na trzy główne grupy:Pod względem zdolności aż do kompensacji różnic naciągu związanych ze zmianami temperatury, sieci spośród liną nośną można podzielić na trzy grupy:Najprostszą formą kompensacji, stosowaną na niektórych sieciach tramwajowych, było ręczne naprężanie sieci zbyt pomocą śruby rzymskiej, dokonywane nieco chłosta aż do roku. Samoczynna kompensacja, niezbędna na sieciach kolejowych i współczesnych tramwajowych, uzyskiwana jest statystycznie poprzez naprężanie lin obciążnikami (w Polsce zwanymi potocznie dropsami ze względu na kształt) zawieszonymi obok słupach trakcyjnych Trwają prace przeszło naprężaczami różnorodnej konstrukcji Cięższe sieci konstrukcji złożonej są względnie sztywne i nie dopuszczają dużych odkształceń powodowanych przesuwaniem się odbieraków. Wymagają one też większych naciągów: na włoskiej Direttissimie stosuje się naciąg 2×33,9 kN (sieć zdwojona), na sieci Shinkansen aż 54 kN. Dla porównania, sieć lekka na LGV Sud-Est ma naciąg 14 kN, na niemieckich NBS-ach – 15 kN, na LGV Atlantique – 20 kN. Wobec większej podatności sieci lekkich na odkształcenia pionowe, pantografy szybkich pociągów TGV plus ICE dociskane są siłą 130-250 N, na przestrzeni w charakterze wewnątrz przypadku pociągów Shinkansen siła docisku wynosi 70-80 N.Podatność na unicestwienie sieci trakcyjnej obok wysokich prędkościach pociągów maleje razem ze wzrostem siły naciągu i zmniejszaniem przekroju przewodu jezdnego. Przy przewodzie całkowicie miedzianym dopuszczalna prędkość negacja logiczna może być znacząco wyższa odkąd 500 km/h. Dlatego ważnym czynnikiem umożliwiającym przyrost dopuszczalnej prędkości jest wstęp wewnątrz dużej mierze wytrzymałych materiałów (trwają prace przeszło stopami aluminium, stopami miedzi i przekrojami złożonymi).Sieci spośród dwoma oddzielnymi przewodami jezdnymi stosowane są głównie tam, dokąd niezbędne jest postępowanie górą przewodu "powrotnego" – a więc przede wszystkim na liniach trolejbusowych (w układzie prostym albo spośród linami nośnymi). Innym powodem stosowania wielu przewodów jezdnych może być (obecnie wybitnie rzadkie) zasilanie wielofazowe. Kolej Jungfraubahn jest jednym spośród ostatnich zachowanych przykładów tego typu elektryfikacji (p. fot.).Sieć prądu stałego natomiast sieć prądu przemiennego Spośród różnych systemów elektryfikacji napięciem przemiennym, współcześnie najkorzystniejszy tanio na rzecz sieci dalekobieżnych jest organizm ~25 kV 50 Hz – stosuje się go np. na większości budowanych współcześnie linii dużych prędkości. Sieć górna na rzecz tego systemu charakteryzuje się najlżejszą konstrukcją i przekrojem przewodu jezdnego rzędu ok. 150 mm²; jest owo statystycznie "sieć lekka". Ponieważ prąd stały – ze względu na wyższe natężenia – wymaga większych przekrojów (300-500 mm²), stosuje się podwójny przewód jezdny spośród zagęszczonym układem wieszaków – "sieć normalna". Takie rozwiązanie przyjęto na rzecz sieci PKP w Polsce (napięcie stałe 3000 V). Dla napięcia stałego 1500 V stosuje się w tym miejscu i ówdzie pośredni przewód nośny, utrzymujący dwoje przewody jezdne – "sieć złożona" (np. na części sieci SNCF). W Tokio, dokąd poruszenie podmiejski jest wyjątkowo intensywny, nieco sieci kolejowych (zelektryfikowanych napięciem stałym 1500 V) stosuje dwoje równoległe przewody trakcyjne sieci lekkiej założone wewnątrz jednym rzędzie siebie (sieć zdwojona). Podobne rozwiązanie stosuje się na też na niektórych magistralach kolei włoskich FS (napięcie stałe 3000 V). Tym niemniej, na mniej obciążonych liniach stosuje się sieć lekką poniekąd obok zasilaniu napięciem stałym 1500 V – np. na kolei aglomeracyjnej w Melbourne, azali w Kapsztadzie.Wyjątkowo duże obciążenie japońskich linii dużych prędkości Shinkansen było niechybnie przyczyną, że pomimo zasilania ich napięciem zmiennym 25 kV 50 Hz, zastosowano sieć złożoną spośród dodatkową liną prowadzoną równolegle tuż przeszło (pojedynczym) przewodem jezdnym (z wyjątkiem Nagano Shinkansen, który ma sieć lekką). Jednak na europejskich liniach dużych prędkości, również zasilanych napięciem jednofazowym, większość przewodów trakcyjnych jest typu lekkiego (z wyjątkiem Włoch, dokąd stosuje się prąd stały .Rzadsze rozlokowanie podstacji (na sieciach interurbans w USA stosowano np. 40-60 km obok prądzie przemiennym przy 15-30 km obok stałym) jest również pewnym uproszczeniem konstrukcji sieci górnej, choć styczność dwu sekcji obok prądzie przemiennym jest spośród większym natężeniem wielopłaszczyznowy niż obok prądzie stałym – negacja logiczna może następować zwieranie obu fragmentów sieci np. odbierakiem prąd stały dopuszcza krótkotrwałe elektrotechnika .php'>zwarcia międzysekcyjne – p. fot).Sieć na rzecz odbieraków rolkowych a sieć na rzecz odbieraków ślizgaczowych. Sieć na rzecz odbieraków rolkowych (a tym spośród większym natężeniem na rzecz odbieraków spośród "łyżką" – w charakterze w  trolejbusach jest trudniejsza w budowie i utrzymaniu odkąd sieci na rzecz pantografów albo odbieraków "lirowych". Wymaga pani łagodnego profilowania łuków, użycia specjalnych elementów na skrzyżowaniach, a szczególnie rozjazdach. Dodatkowo – rozjazdy na rzecz odbieraków "łyżkowych", w przeciwieństwie aż do rozjazdów stosowanych na rzecz odbieraków rolkowych, wymagają zwrotnic. Pojazdy spośród odbierakami ślizgaczowymi (pantografy, lirowe, ramkowe) mogą w zasadzie poruszać się korzystając spośród sieci na rzecz odbieraków rolkowych, te drugie negacja logiczna mogą pomimo owo korzystać spośród sieci zbudowanej na rzecz tych pierwszych. Obecnie odbieraki rolkowe albo odbieraki spośród łyżką (i dostosowane aż do nich przewody trakcyjne są rzadkością, atoli eksploatuje się je nadal m.in. na sieciach tramwajowych w Toronto, Rydze, Filadelfii, Nowym Orleanie, San Francisco, Lizbonie Zasilanie górne ze sztywnych przewodników. Sztywne przewodniki dają negacja logiczna jeno pewne oszczędności na wymiarach światła tunelu, atoli również – obok zasilaniu napięciem stałym najczęściej stosowanym na SKM o intensywnym ruchu – spośród powodzeniem zastępują podwójny przewód jezdny. Na taki organizm zasilania przebudowano całą podstawową sieć metra barcelońskiego – co ciekawe, również na odcinkach odkrytych. Korzystają też nich los podziemne zasilane silnikiem liniowym, na rzecz których sprężanie wymiarów tunelu była ważnym argumentem doboru technologii napędzania, np. miarka Nagahori-tsurumi-ryokuchi metra w Osace. Sztywne przewodniki stosuje się też spośród reguły na elektronika .php'>mostach zwodzonych – w Polsce np. na kolejowym moście na Regalicy w Szczecinie (przewód trakcyjny podnoszony razem spośród elektronika .php'>mostem ze względów bezpieczeństwa jest uziemiony – maszynistę obowiązuje przejście rozpędem spośród ograniczoną prędkością). Sztywne przewodniki można też stosować obok ograniczeniach podyktowanych konstrukcjami budowlanymi, np. wewnątrz niskich budynkach stacyjnych. Współczesną formą sztywnego zasilania górnego są dwoje aluminiowe profile obejmujące przewód jezdny.Oszczędności na kosztach budowy tunelu związane spośród użyciem "trzeciej szyny" w zamian zasilania górnego negacja logiczna były na tak wiele duże, no tak aby stosować ją tam, dokąd odcinki podziemne stanowią jeno względnie nieduży element sieci, a  zasilanie górne jest niezbędne na pozostałych trasach. Dotyczy owo przede wszystkim sieci tramwajowych. Ze względów bezpieczeństwa, na stacjach wyposażonych w niskie perony, przewody trakcyjne są lepszą formą zasilania Wystające spośród boku wózków odbieraki dolne mogłyby być dodatkowym źródłem zagrożenia w ruchu ulicznym i na niskich peronach. Istnieje spośród tej przyczyny pokaźna partia podziemnych linii tramwajowych spośród zasilaniem górnym, przede wszystkim w miastach niemieckich.Drugą grupę stanowią te podziemne SKM, których pociągi przechodzą na zelektryfikowane górą linie własnych albo obcych sieci, i w przypadku których negacja logiczna zdecydowano się na wstęp dwusystemowego zasilania pomimo że pociągi mają głównie aż do dyspozycji linie we własnych korytarzach. Należy aż do nich przede wszystkim większość linii metra tokijskiego. Pierwszą linię tego typu zbudowano w tym miejscu w 1960 r. Grupa ta obejmuje też pokaźną liczbę podziemnych linii średnicowych albo końcówek śródmiejskich kolei sieci krajowej (np. na sieciach S-Bahn) albo prywatnych kolei aglomeracyjnych (gł. w Japonii).Trzecią grupą są te SKM wydzielone odkąd innych typów kolei, w których względy bezpieczeństwa, a nawet stosunek o niższych kosztach utrzymania tras, przeważyły w doborze sieci górnej w charakterze systemu zasilania Poniżej znajduje się wykaz najważniejszych systemów drugiej i trzeciej grupy.ArgentynaAustraliaAustriaBelgiaChileChinyDaniaFrancjaHiszpaniaIndieJaponiaKorea PołudniowaMeksykNiemcyNorwegiaPolskaPortugaliaStany ZjednoczoneSzwajcariaSzwecjaTajwanTurcjaUkrainaWęgryWenezuelaWielka BrytaniaWłochyKonwersje zasilania spośród przewodów trakcyjnych na "trzecią szynę" (i odwrotnie) i charakterystyczne przypadki podwójnego zasilania (dolnego i górnego) opisano w haśle Trzecia szyna.Podwójna elektryfikacja tego samego toru występuje statystycznie spośród udziałem "trzeciej szyny". Jest pomimo owo również możliwa dwusystemowa elektryfikacja siecią górną. W Zurychu Sihltal-Uetliberg-Bahn eksploatuje linię kolei górskiej Uetlibergbahn (formalnie miarka S10 sieci S-Bahn), zasilanej napięciem stałym 1200 V i linię podmiejską Sihltalbahn (linia S4), zasilanej napięciem jednofazowym 15 kV 16,7 Hz, połączoną spośród systemem kolei krajowych. Obie los używają tych samych torów odkąd stacji Zürich Selnau aż do stacji Zürich Giesshübel (ok. 1,1 km). Przewody trakcyjne dwóch systemów biegną równolegle, Sihltalbahn ma zasilanie w osi toru, a oś przewodów trakcyjnych (i pantografów) kolei Uetlibergbahn została przesunięta 1300 mm na bok (p. fot.). Na trasie znajdują się skrzyżowania sieci trakcyjnych obu systemów elektryfikacji Zasilanie górne, pomimo że pojawia się dość wcześnie, przyjmowało się na kolejach początkowo dość powoli. Główną przyczyną był nieobecność efektywnego sposobu pobierania poprzez wehikuł prądu spośród sieci górnej. Toteż tam, dokąd los dysponowały własnym korytarzem, a zwłaszcza miały torowisko bezkolizyjne w stosunku aż do sieci drogowej, chętniej stosowano "trzecią szynę", oznacza owo zasilanie dolne. Zasilanie dolne kolei typu tramwajowego było wysoko trudniejsze w budowie (np. kanały poduliczne), albo wybitnie zawodne (system kontaktów jezdniowych) – spośród tej przyczyny owo właśnie tramwaje stały się początkowo polem rozwoju zasilania górnego Zasilanie ze sztywnych przewodników wyprzedziło pojawienie się zasilania spośród wiotkich przewodów trakcyjnych Jedną spośród wczesnych form zasilania górnego były rury metalowe, o średnicy ok. 20-25 cm, ze szczeliną odkąd dołu. Jadący wehikuł ciągnął poruszający się w rurach trzpień, aż do którego był podłączony wiotkim przewodem. Zwykle stosowano zasilanie dwubiegunowe spośród dwóch równoległych rur. Były one podczepione aż do lin nośnych. System obrobiony został poprzez firmę Siemensa i zaprezentowany po uderzenie główny na Wystawie Elektrycznej w Paryżu w 1881 r. Na kolei sieci krajowej sztywne przewodniki zastosowano po uderzenie główny na średnicy śródmiejskiej Baltimore Belt Line kolei Baltimore & Ohio Railroad (USA) i stosowano poprzez krótki okres po elektryfikacji w 1895 r. Jako przewodu jezdnego używano metalowego profilu w kształcie litery "Z", a lokomotywy były wyposażone w specjalne odbieraki (później wprowadzono "trzecią szynę").Jak wspomniano wyżej, sztywne przewodniki w charakterze zasilanie górne są współcześnie często stosowane zwłaszcza w tunelach. Ich zastosowanie w charakterze podstawowego typu sieci zasilającej zależy często odkąd preferencji poszczególnych kolei: kolej podziemna barcelońskie TMB używa ich współcześnie na wszystkich liniach, na przestrzeni w charakterze kolej podziemna madryckie stosuje sieć trakcyjną spośród wiotkich przewodników.KALENDARIUMZasilanie spośród przewodów trakcyjnych musiało być początkowo dość skomplikowane, np. organizm Charlesa J. Van Depoele'a, w którym pobór prądu odbywał się obok pomocy rodzaju wózka (trolley) obejmującego przewód bocznymi rolkami (Patent nr 336453). Mimo że odbieraki tego typu zostały naprędce wyparte poprzez nowsze i sprawniejsze konstrukcje wzięła się odkąd nich jedna spośród dwóch amerykańskich nazw tramwaju – trolley Zasilanie spośród przewodów trakcyjnych zostało wysoko uproszczone po wynalezieniu odbieraka rolkowego (trolley pole, Frank J. Sprague, zastosowany na linii tramwajowej Franklin Street Railway w Richmond, 1888) i odbieraka ślizgaczowego, np. typu "lira" (Bügelstromabnehmer, Werner von Siemens, ok. 1890). Odbierak ze ślizgaczem negacja logiczna musiał kształtem przypominać liry, mógł być też prostokątny (np. na linii Sztokholm - Djursholm, na kolejach zasilanych trójfazowo – wzornik spośród dodatkowymi ramkami, stosowano też je aż do niedawna na tramwajach rzymskich). Technologie rolkową i ślizgaczową łączyła wspólna idea: połączenie odbieraka spośród przewodem jezdnym miał się realizować dzięki usprężynowaniu konstrukcji samego odbieraka. Jak wspomniano wyżej, obie technologie wymagały pomimo owo różnych typów sieci trakcyjnej Wynalazek odbieraka pantografowego, ukończony na początku XX w., negacja logiczna miał, w charakterze się zdaje, większego wpływu na ukształtowanie samej sieci trakcyjnej dostosowanej aż do odbieraków ślizgaczowych.Pierwotną formą przewodów trakcyjnych (wyjąwszy niektóre wieloprzewodowe rozwiązania na rzecz wózków odbierających prąd) była sieć prosta. Użyto jej poniekąd na całkowicie odrębnej linii metra (tramwaju podziemnego?) Földalatti w Budapeszcie – spośród bliżej zresztą nieznanych powodów, albowiem wagony negacja logiczna mogły korzystać spośród sieci na ulicznej trasie aż do zajezdni, ze względu na jej niskie zawieszenie. Także bez lin nośnych obywał się cały chociaż organizm kolejowy północnych Włoch zelektryfikowany napięciem trójfazowym (od ok. 1903 r., ostatnia miarka funkcjonowała aż do 1976 r.). Sieć trakcyjna miała dwa, oczywiście oddalone, przewody jezdne, które i zdwajano na spośród większym natężeniem obciążonych liniach Zasilanie dwubiegunowe (dwa przewody trakcyjne , przed pojawiło się na liniach trolejbusowych bywało stosowane na niektórych sieciach tramwajowych, jeśli gród negacja logiczna dopuszczało użycia w tym celu szyn jezdnych, np. w Tokio, Cincinnati, Hawanie (sieć dwubiegunowa). Jego odmianą było zasilanie bez przewodu "zerowego", np. takie, które istniało na kolejce Tábor - Bechyně w Czechach (František Křižík): jeden przewód +700 V, pozostały –700 V.W USA kolejki interurbans w większości używały sieci prostej. Wyjątkowo stosowano przewód trakcyjny spośród boku toru (zdarzało się owo także na sieciach niektórych tramwajów europejskich) – było owo możliwe, jeśli używano odbieraków rolkowych. Wczesne kolejki, poniekąd na trasach jednotorowych, miały sieć zawieszoną na poprzecznych linach umocowanych aż do słupów trakcyjnych ustawionych po obu stronach toru. Słupy trakcyjne spośród wieszakami pojawiły się ociupinę później. Zazwyczaj te sieci interurbans, które zasilane były napięciem zmiennym, używały pantografów (wyjątkowo odbieraków "lirowych"). Przewody trakcyjne na rzecz napięcia zmiennego były w większości budowane spośród liną nośną (catenary overhead). Można podejrzewać, że w tym miejscu tego typu sieci pojawiły się po uderzenie pierwszy.Wraz ze wzrostem prędkości pociągów, w charakterze też obok dużym zapotrzebowaniu na prąd (które pojawiało się obok dużych prędkościach i obok ciężkim ruchu kolejowym), sieć linia prosta stawała się niewystarczająca. Już wczesne elektryfikacje jednofazowym napięciem zmiennym kolei sieci krajowej w Szwajcarii i w Niemczech posługiwały się siecią spośród linami nośnymi. Tak wyglądały m.in. przewody trakcyjne na linii Spiez - Fruchtigen (pierwszym odcinku Lötschbergbahn) zelektryfikowanej w 1910 r. Pierwszy porządek jednofazowej elektryfikacji sieci kolei pruskich w Niemczech Środkowych i na Śląsku (l. 1911-20) wprowadził sieć spośród liną nośną (Kettenwerk) wg formuły lekkiej skompensowanej (firma AEG), lekkiej półskompensowanej (z trójkątnymi wieszakami; biznes BEW – Berliner Elektricitäts-Werken) i złożonej półskompensowanej (z drugą, pośrednią liną nośną; biznes Siemens-Schuckert). W kolejnych etapach elektryfikacji Deutsche Reichsbahn oparła się wewnątrz końcu na modelu BEW – sieć lekka półskompensowana, pomimo owo spośród udziałem prostych wieszaków (z wyjątkiem środka rozpiętości przęsła).Wyjątkowym rozwiązaniem sieci spośród linami nośnymi były te, które miały przekrój odwróconego trójkąta – oznacza owo spośród dwiema równoległymi linami nośnymi. Być może na kolejach sieci krajowej najwcześniej, albowiem w 1907 r., zastosowała je na swojej głównej trasie New York, New Haven & Hartford Railroad. Dwa lata później pojawia się ono na nieco lat na niektórych liniach londyńskich kolei London, Brighton & South Coast. Doświadczenie pokazało jednak, że sieć była nadto sztywna, ze względu czego typu tego negacja logiczna kontynuowano obok dalszych elektryfikacjach w Ameryce.KALENDARIUMDalszy postęp w  elektryfikacji siecią napowietrzną kolei sieci krajowej i lokalnych pozamiejskich: