Введение

Внедрение электротяги, т. е. применение электрической энергии для передвижения транспортных средств, началось в тридцатые годы прошлого столетия. Русский ученый, академик Б. С. Якоби в 1834 г. изобрел первый в мире электродвигатель, пригодный для практического применения. Дальнейшие работы привели Якоби к созданию мощного двигателя, использованного в 1838 г. впервые в мире на р. Неве для лодки с пассажирами на борту. Гребной механизм лодки приводился в действие электродвигателем, получавшим энергию от батареи гальванических элементов. Это был первый в мире электроход. Испытание продолжалось до 1842 г. Широкого распространения этот способ питания электродвигателя не получил из-за большой массы батареи, ее малой мощности, ограниченного радиуса действия, низкого коэффициента полезного действия и малой рентабельности [1].

Однако заманчивая идея применения электрического транспорта с источником энергии, находящимся на подвижном составе, используется и сегодня. Для перевозки на небольшие расстояния грузов и пассажиров используются электрокары и электромобили, электродвигатели которых питаются от аккумуляторных батарей.

Для городского электротранспорта и магистральных железных дорог такой способ питания электродвигателей в силу указанных выше причин оказался неприемлемым. Поиск новых возможных решений был направлен прежде всего на устранение аккумуляторных батарей с электроподвижного состава. Оптимальным оказался способ питания от стационарной электростанции с передачей энергии подвижному составу через дополнительное звено, получившее название электротяговая сеть. В нее входят питающие кабели или воздушные линии положительной и отрицательной полярностей, опорные устройства, контактная и рельсовая сеть.

Трамваи и электрические железные дороги используют для электроснабжения контактный провод и ходовые рельсы в качестве обратного провода.

Система электроснабжения с двумя контактными проводами нашла применение для безрельсового электрического транспорта – троллейбуса.

Контактные сети трамвая и троллейбуса представляют собой сложное техническое сооружение.

Контактные сети подвержены, воздействию атмосферных явлений, связаны с работой расположенных рядом сооружений, принадлежащих разным организациям, нередко повреждаются при дорожно-транспортных происшествиях. Их обслуживание затруднено из-за больших потоков транспорта и пешеходов.

Безаварийная работа системы электроснабжения трамвая в первую очередь зависит от надежности контактной сети. Поэтому перед персоналом, обслуживающим контактные сети трамвая и троллейбуса, стоит ответственная задача – постоянно содержать устройства контактной сети в исправном состоянии.

1 Описание современного состояния системы троллейбусных пассажирских перевозок

В связи с интенсивным развитием легкового автомобильного транспорта возникают сложности в формировании городских территорий. Кроме того, в стесненных условиях городского движения на поездку на легковом автомобиле затрачивается значительное время. Поэтому в последние годы правительства ряда стран, где индивидуальный автомобильный транспорт получил большое развитие, издали законопроекты, акты и решения по государственному финансированию развития общественного транспорта [2].

В настоящий момент значительно увеличилось количество индивидуального автомобильного транспорта, что существенно отразилось на работе систем общественного пассажирского транспорта: увеличились сезонные, месячные и суточные колебания пассажиропотоков, уменьшается общий объем перевозок на нем. Это обстоятельство необходимо учитывать при планировании перевозок массовым пассажирским транспортом [3].

Троллейбусный пассажирские перевозки являются неотъемлемым атрибутом динамично развивающегося города. Данный вид общественного транспорта является лучшим решением для мегаполисов. Троллейбус, в отличие от пассажирского транспорта на ДВС, не производит вредных выбросов в атмосферу, в качестве источника питания использует электрический ток, который в разы дешевле нефтепродуктов, не требует подавления звукового воздействия силовых агрегатов. Кроме того обслуживание троллейбуса заключается лишь в проверке состояния присоединительных элементов. Т.е. отсутствует потребность в использовании любого типа нефтепродуктов для работы силовых агрегатов (моторное масло, трансмиссионное масло, охлаждающее масло).

Однако, троллейбус не столь идеален. К весомым недостаткам троллейбуса можно отнести высокую энергоемкость силовых агрегатов, зависимость от проводной системы и самое главное: низкий КПД системы в целом. Помимо выше перечисленного стоимость троллейбусной системы в разы превышает аналогичные пассажирские автопарки. В итоге, суммарный коэффициент рентабельности троллейной системы не превышает 20 %.

Внутригородские перевозки осуществляются в основном средствами массового пассажирского транспорта: автобусом, троллейбусом, трамваем и метрополитеном, в отдельных случаях – частично железнодорожным и водным транспортом. Роль легкового автомобильного транспорта – такси, ведомственных, личных автомобилей и других транспортных средств – незначительна, на их долю приходится около 5 % всех перевозок [4].

Развитие городского транспорта тесно связано с развитием городов. В настоящее время разрабатываются комплексные схемы развития всех видов городского пассажирского транспорта для городов с численностью населения более 250 тыс. чел. При их разработке учитывается, что пассажирский транспорт будет развиваться в условиях интенсивного роста городов и насыщенности улично-дорожной сети средствами транспорта.

Троллейбусы по своим эксплуатационным показателям немногим отличаются от автобусов, однако для их движения требуется устройство тяговых подстанций и оборудование линий двухпроводной контактной сетью. Троллейбусы используются на внутригородских линиях, имеющих пассажиропотоки средней мощности.

При проектировании троллейбусной сети стремятся до минимума сократить число пересечений линий между собой и с линиями трамвая, т.к. пересечения и воздушные стрелки снижают скорость движения троллейбуса, а иногда вызывают его остановку из-за соскакивания токосъемника. Вместимость подвижного состава троллейбуса 74-139 пассажиров. По условиям надежности токосъема трассы троллейбусных линий прокладывают только по улицам с усовершенствованным капитальным покрытием. Продольный уклон троллейбусной линии не должен превышать 0,07 [4].

По маневренности троллейбусы уступают автобусам, что особенно ощутимо в условиях старых городов с улицами недостаточной ширины. Основное преимущество троллейбуса по сравнению с трамваем в том, что посадки и высадка пассажиров осуществляется непосредственно с тротуара. Кроме того, троллейбус при движении может отклоняться от оси контактного провода до 4,2 метра, что позволяет эксплуатировать его на улицах с интенсивным движением.

Для движения по коротким участкам пути, не оборудованным контактной сетью, а также для поддержания движения при перерывах энергоснабжения на троллейбусах могут быть установлены вспомогательные агрегаты, например, аккумуляторы, суперконденсаторы или двигатели внутреннего сгорания.

Для повышения провозной способности троллейбусных линий применяется подвижной состав с большим количеством пассажиро-мест, например, двухэтажные и сочлененные машины. Провозная способность обычной троллейбусной линии близка к провозной способности автобусной линии и составляет около 5000 пас/ч. На рисунке 1.1 представлен двухэтажный троллейбус,

курсирующий на улицах Лондона.