1.5. Этапы развития контактных сетей электрического транспорта

Почти сразу же после появления первых электродвигателей (1831 – 1832 гг.) начались попытки применить электрическую энер­гию для транспорта, вначале автономного.

В 1834 – 1835 гг. американец Девенпорт построил несколько вагонов, автономно передвигавшихся от энергии батарей гальва­нических элементов. Подобные опыты проводили Беккер и Стратинг в Германии, Ботто в Турине (Италия). В 1838 г. Р. Давидсон совершил поездку на двухосной тележке (5 т) на участке Глазго – Эдинбург. В 1845 г. профессор Паж достиг скорости 30 км/ч на участке Вашингтон – Бладенсбург.

В 1834 г. русский физик Б. С. Якоби построил электродвигатель с постоянными магнитами и установил его на лодку (бот) для вращения гребных колес. Для питания двигателя электроэнергией на лодке были размещены 320 медно-цинковых гальванических элементов (0,5 л.с.). Лодка смогла плыть по Неве против течения со скоростью более 4 км/ч.

После появления генератора электрической энергии системы Лэдда в 1867 г. и системы 3. Грамма в 1877 г. стала возможной неавто­номная электрическая тяга с контактной сетью. В 1876 г. русский военный инженер Ф. А. Пироцкий оборудовал вагон Петербургс­кой конной железной дороги двигателем с зубчатой тяговой переда­чей к колесной паре. Реборды колес были изолированы от своих цен­тров и снимали ток с ходовых рельсов. Рельсы были уложены на просмоленную парусину, используемую в качестве изоляции, и под­ключены как прямой и обратный провода к генератору мощностью 6 л.с., вращаемого паровой машиной (локомобилем). Во время ис­пытаний в Дегтярном переулке вагон успешно возил груз 7 т (40 пас­сажиров), используя для токосъема принцип контактных рельсов.

В 1879 г. на Берлинской промышленной выставке В. Сименс де­монстрировал электровоз мощностью 3 л.с., получавший питание напряжением 130 В от шины, уложенной между рельсами на изоля­торах, с помощью щетки-токоприемника. Была применена ремен­ная передача от двигателя к колесной паре. Подобную же систему испытывал Т. А.Эдисон в Менло-Парке, а в 1881 г. она начала ра­ботать на железной дороге между Берлином и Лихтерфельде длиной 2,45 км при напряжении 160 В. Так успешно утвердилась сис­тема токосъема с жестким контактным токопроводом.

В 1882 г фирмой Сименс-Гальске был построен опытный участок под Берлином с первыми верхними гибкими контактными провода­ми, выполненными в виде подвешенных к стальным тросам двух труб с прорезями в нижней части. В трубы помещались токоприемники (челноки-скользуны), от которых по двум гибким проводам напряже­ние подавалось к подвижной единице. Это был первый троллейбус.

В 1884 г. по этой системе была выполнена первая линия Франк­фурт-на-Майне – Оффенбах напряжением 300 В. Но система была сложна на воздушных стрелках и пересечениях. В 1885 г. на трам­вайной линии в Канзас-Сити (США) на воздушной контактной под­веске вместо трубок был использован круглый медный провод, к которому прижимался токосъемный ролик-«троллей», затем был применен валик и, наконец, скользящий контакт.

В России первый трамвай был пущен на Александровском спуске в Киеве в 1892 г. военным инженером А. Е. Струве. Линия была обо­рудована простой контактной подвеской. В начале XX в. трамвай с нормальной узкой колеёй распространился по России, в том числе в 32 городах были проложены узкоколейные линии. Лишь из-за войны с Германией не была достроена первая пригородная линия России – «Оранэла» – от Санкт-Петербурга до Ораниенбаума (г. Ломоносов).

Одновременно с трамваем в мире интенсивно развивались при­городные и междугородные пассажирские электрические железные дороги, но лишь в 1895 г. на линии Балтимор – Огайо был элект­рифицирован тоннель, использовавшийся для грузового движения.

Первым пригородным участком железной дороги в СССР стал Баку – Сабунчи – Сурханы протяженностью 19 км, электрифици­рованный в 1926 г. на постоянном токе 1200 В с применением цеп­ной некомпенсированной контактной подвески. В 1929 г. с приго­родного участка Москва – Мытищи протяженностью 17,7 км на­чал электрификацию железных дорог на постоянном токе 1650 В На­родный комиссариат путей сообщения СССР.

Первый в СССР участок магистральной железной дороги Хашури – Зестафони (Сурамский перевал) протяженностью 63 км был электрифицирован в 1932 г. на постоянном токе 3000 В. В разных частях участка были применены цепные некомпенсированная и по­лукомпенсированная контактные подвески.

В 1935 г. была пущена первая линия метрополитена в Москве длиной 11,6 км – тринадцать станций (от Сокольников до Парка культуры с ответвлением на Смоленскую). Токосъем обеспечивался с нижней поверхности подошвы третьего жесткого контактного рельса на постоянном токе напряжением 800 В.

Таким образом в СССР (России) в начале 30-х гг. был создан технический фундамент для расширения полигона электрифика­ции железных дорог и совершенствования контактных сетей на базе современных научных достижений.

Вклад российских (советских) ученых и инженеров в развитие кон­тактных сетей. Проектирование, строительство и эксплуатацию са­мой протяженной сети электрифицированных железных дорог в Рос­сии (СССР) обеспечил коллектив высококвалифицированных инже­неров и ученых страны. Большинство из них прошли обучение в ву­зах железнодорожного транспорта и учились по учебникам «Кон­тактная сеть», написанными в период с 1938 по 1994 гг. профессора­ми К. Г. Марквардтом и И. И. Власовым, пользовались их справоч­никами по электрификации и электроснабжению электрических же­лезных дорог, научными трудами по контактным сетям.

Константин Густавович Марквардт (1904 – 1998) – ученый в области электроснабжения электрических железных дорог, док­тор технических наук, профессор. С 1947 по 1983 гг. – заведую­щий кафедрой «Электроснабжение электрических железных до­рог» Московского института инженеров железнодорожного транспорта, руководитель большого числа аспирантов, почетный профессор Московского университета путей сообщения (МИИТ). Им написаны учебники и научные труды по электроснабжению железных дорог, организации учебного процесса и др.

Иван Иванович Власов (1900 – 1966) – ученый в области электрифи­кации железных дорог, доктор технических наук, профессор. За годы ра­боты во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодо­рожного транспорта (ВНИИЖТ) в качестве руководителя лаборатории контактной сети внес большой вклад в развитие теории и совершенство­вания конструкций контактной сети. Участник строительства первых электрифицированных участков железных дорог в стране. Им написаны труды по конструированию и монтажу контактной сети, токосъему. Он является автором 60 научных работ, учебников, в том числе для вузов.

Сергей Михайлович Сердинов (1909 – 1989) – инженер-электрик, с 1958 г. –

первый заместитель, а с 1959 по 1980 г. – начальник Главного управления электрификации и энергетического хозяйства МПС CCCP. Под его руководством осуществлялось выполнение Генерального плана электрификации железных дорог (1956 – 1970 гг.), в результате чего за 15 лет было электрифицировано свыше 28,5 тыс. км железных дорог и дос­тигнуты наивысшие объемы и темпы электрификации в мире. По его инициативе была разработана и внедрена система электрификации железных дорог на переменном токе 25 кВ и ее разновидность 2х25 кВ, а также различные способы усиления устройств электроснабжения, созданы новые системы телеуправ-

Иван Иванович Константин Густавович

Власов Марквардт

ления и автоматики и др.

Леонид Осипович Грубер (1907 – 1995) – инженер-электрик, организатор и руководитель электромонтажных работ при осуще­ствлении Генерального плана электрификации железных дорог, главный инженер Главтрансэлектромонтажа Министерства транс­портного строительства СССР (1954 – 1980 гг.). Под его непосред­ственным руководством были электрифицированы крупнейшие сверхмагистрали СССР: Москва – Байкал, Ленинград – Ленинакан, Москва – Свердловск, Москва – Чоп и др. Автор учебников и фундаментальных трудов по электрификации железных дорог, разработчик новых методов и технологий монтажа контактной сети и тяговых подстанций, один из создателей отечественной школы электрификаторов железных дорог.