Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Электроподвижной состав»

Я.Ю. Бобровников

Электрические железные дороги

Рекомендовано методическим советом ДВГУПС в качестве учебного пособия для студентов

специальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог»

Хабаровск

Издательство ДВГУПС

2010

УДК 625.1 (075.8)

ББК О 20 я 73

Б 725

Рецензенты:

Кафедра “Электроподвижной состав”

Иркутского государственного университета путей сообщения

(заведующий кафедрой ЭПС ИрГУПС кандидат технических наук, доцент

В.В. Макаров)

Первый заместитель начальника службы локомотивного хозяйства

Двост. ж.д. – филиала ОАО «РЖД» А.Б. Горовой

	Бобровников, Я.Ю.
Б 725	Электрические железные дороги: учебное пособие / Я.Ю. Боб­ровников. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2010. – 79 с. : ил.

Учебное пособие соответствует ГОС ВПО направления подготовки дипломированных специалистов 190300 «Подвижной состав железных дорог», специальности 190303 «Электрический транспорт железных дорог».

рассматриваются вопросы назначения транспорта и основных показателей его работы, взаимодействия электроподвижного состава и устройств системы электроснабжения, устройство железнодорожного пути, автоматики, СЦБ и связи, устройства и работа раздельных пунктов, назначение графика движения поездов.

Предназначено для студентов первого и второго курсов дневной формы обучения и студентов ИИФО, изучающих дисциплину «Электрические железные дороги».

УДК 625.1 (075.8)

ББК О 20 я 73

© ДВГУПС, 2010

Введение

Во всем мире общая протяженность железных дорог приблизилась к 1 млн. км (954,6 тыс. км); из них 25 % электрифицировано, а 75 %, т. е. примерно 714 тыс. км, рабо­тает на тепловозной тяге. Мировой объем перевозок между этими видами тяги распределяется примерно одинаково, т. е. по 50 %. Следовательно, при меньшей протяженности электрифици­рованных железных дорог средняя грузонапряженность на них в 3 ра­за выше, чем на линиях с тепловозной тягой.

Протяженность электрифицированных железных дорог различна на разных континентах и в регионах мира. Наибольший ее удельный вес в общей протяженности таких линий мира приходится на страны Западной, Центральной, Восточной Европы (45,7 %) и страны СНГ (24,3 %), около 20 % – на страны Юго-Восточной Азии (Япония, Китай, Индия) и 8 % – на Африку (в основном ЮАР). Контрастом являются Северная и Южная Америка, где элек­трифицированные железные дороги составляют 1,7 %.

На электрифицированных железных дорогах мира лидирует систе­ма переменного тока – 55,1 % их общей протяженности; на постоян­ном токе работает 43 % электрифицированных линий. Примерно на 2 % линий используются другие системы тягового электроснабжения как переменного (50 кВ, 50 или 60 Гц; 11–13 кВ, 25 Гц; 15 кВ, 20 Гц), так и постоянного тока (0,75 и 0,6 кВ – в основном на городских же­лезных дорогах). Общая протяженность таких линий в мире составля­ет 4,5 тыс. км., на них «электровозная» часть локомотива (25 % мощности) подклю­чается к «тепловозной», что позволяет преодолевать подъем без сниже­ния скорости. Протяженность электрифицированной части линии может составлять 10–20 % ее общей длины.

Исходя из очевидных преимуществ электрической тяги перемен­ного тока, не случайно в ряде стран начали переводить отдельные «старые» участки с постоянного на переменный ток (Франция, Ин­дия и др.). Пример подала Россия, где впервые в мировой практике в 1996 г. был осуществлен такой перевод протяженного магистраль­ного участка Транссибирской магистрали Зима–Слюдянка (длина 386 км), работающего в условиях высокой грузонапряженности. Провода контактной сети перемен­ного тока были расположены на вновь установленных опорах. В 2001 г. на Российских железных дорогах был осуществлен перевод с постоянного тока на переменный еще одного участка Мурманск–Лоухи Октябрьской железной доро­ги.

Электрификация железных дорог позволяет на 20–30 % поднять нормы массы и скорости движения поездов, пробег локомотивов, снизить потребность в локомотивах и локомотивных бригадах, а также уменьшить не только в 1,4–1,5 раза удельный расход условного топлива на измеритель перевозочной работы, но и в 2–3 раза снизитьремонтно-эксплуа­та­ционные расходы на содержание локомотивов. Совокупность этих факторов обеспечивает в 1,5–2 раза меньшую себестоимость перевозок на электрической тяге, в отличие от тепловозной. Отмечено существенное преимущество электрической тяги в снятии проблем загрязнения окружающей среды, которые характерны при тепловозной тяге.

В соответствии с принятой Программой повышения массы и длины грузовых поездов на ряде направлений сети железных дорог России (2005) ожидается существенное увеличение грузопотока, которое потребует организации движения поездов массой 6000–9000 тонн, а на отдельных специализированных линиях от 10–12 тыс. и до 18 тыс. тонн, что повлечет на таких линиях значительный рост энергопотребления. Повышения энергетических возможностей системы тягового электроснабжения требует и высоко­скоростное движение (скорость 300–350 км/ч); такие поезда по­требляют примерно столько же энергии, сколько тяжеловесные.

Существующие системы тягового электроснабжения не всегда в состоянии обеспечить передачу электроэнергии необходимой мощ­ности для поездов повышенной массы. В связи с этим следует изыскивать возможности дальнейшего повышения энергетической эффективности эксплуати­руемых систем тягового электроснабжения.

в России до 2010 г., согласно принятым планам, предполагается электрифицировать примерно 8 тыс. км железных дорог, создать элек­трифицированные протяженные транспортные коридоры, заведомо ориентированные на маршрутизированное движение поездов повы­шенной массы и длины.