1.2. Общие сведения об электрифицированных железных дорогах мира

Во всем мире общая протяженность железных дорог приблизилась к 1 млн. км; из них 25 % электрифицировано, а 75 % рабо­тает на тепловозной тяге. Мировой объем перевозок между этими видами тяги распределяется примерно одинаково. Следовательно, при меньшей протяженности электрифицированных железных дорог средняя грузонапряженность на них в 3 раза выше, чем на линиях с тепловозной тягой, наряду с невысокой себестоимостью, экологической безопасностью и другими преимуществами [2].

На рис. 1.4 показано процентное отношение протяженности железных дорог по регионам мира:

– Россия имеет 9% и занимает 2-е место по длине железных дорог, после США;

– страны Северной Америки – 29 % (из них на США приходится более 24 %).

Рис. 1.4. Диаграмма протяженности железных дорог в процентах по регионам

В табл. 1.1 приведены основные системы тягового электроснабжения, имеющие наибольшее распространение в мире [1].

Наибольший удельный вес общей протяженности электрифицированных железных дорог мира приходится на страны Западной, Центральной и Восточной Европы и страны СНГ. Также электрифицированный железнодорожный транспорт достаточно развит в Юго-Западной и Юго-Вос­точ­ной Азии (в основном это Япония, Китай и Индия) и на юге Африки (в основном за счет ЮАР). По абсолютной протяженности электрифицированных железных дорог среди стран мира лидирует Россия (40,3 тыс. км), с большим отрывом от Германии (18,8 тыс. км) и ЮАР (16,8 тыс. км). Представляет интерес то, что на 12 стран объединенной Европы приходится почти три четверти общей протяженности электрифицированной железнодорожной сети мира. Примечателен и тот факт, что к настоящему времени у пионеров внедрения электрической тяги (США) протяженность электрифицированных железных дорог составляет около 1 %.

Таблица 1.1

Данные по электрификации железных дорог мира [2]

Страны	Протяженность железных дорог, тыс. км.		Длина электриф. линий, %	Объем перевозок электриф. железных дорог, %	Система тяги
					Переменный ток		Постоянный ток		Др. системы
	общая	электрифициро- ванных			25 кВ, 50 Гц	15 кВ, 16 2/3 Гц	3 кВ	1,5 кВ
Страны Европы	232,90	109,50	47	62,5	26,05	34,73	37,59	8,30	2,80
Россия	86,15	42,90	50,4	84	24,10	0,00	18,80	0,00	0,00
Страны СНГ (без России)	54,24	17,85	33	67,4	9,48	0,00	8,38	0,00	0,00
Страны Северной Америки	266,88	0,92	0,35	–	0,25	0,00	0,42	0,00	0,25
Страны Южной Америки	46,41	2,99	6,4	15,1	1,50	0,00	1,23	0,00	0,26
Страны Азии	195,21	47,11	24,1	53,1	32,14	0,00	4,27	10,21	0,50
Страны Африки	59,43	19,14	32,2	46,6	4,83	0,00	13,30	0,05	0,96
Австралия, Н.Зел	13,41	2,39	33,0	68,8	2,28	0,00	0,00	0,11	0,00
Всего в мире	954,60	242,80	25	50	100,62	34,73	83,98	18,67	4,77

На диаграмме (рис. 1.5) представлено процентное отношение электрифицированных линий по регионам. Видно, что в России 18 % всех электрифицированных линий мира. Тогда как

– в странах Северной Америки менее 1 %;

– в странах Европы 46 %;

– в странах Азии 19 %;

– в СНГ (без России) 7 %.

Рис. 1.5. Диаграмма соотношения электрифицированных дорог в мире [2]

По удельному весу электрической тяги в общем объеме транспортной работы железнодорожного транспорта лидируют Грузия и Армения (100 %), Швейцария (99,0 %) и Швеция (95 %), далее следуют Германия (87,6 %), Великобритания (55 %), Италия (90,7 %), Россия (46,2 %) [4].

На рис. 1.6–1.9 приведена география распространения основных систем тягового электроснабжения, отмечены страны, в которых по данным системам электрифицировано более 1000 км железных дорог.

На гистограмме (рис. 1.10) даны соотношения длины электрифицированных линий к общей длине железных дорог по государствам, имеющим самые протяженные сети железных дорог. Видно, что по абсолютной длине электрифицированных линий Россия на первом месте, на втором Германия на третьем ЮАР.

Рассмотрим, подробней ситуацию на железных дорогах России (табл. 1.1).

Протяженность железных дорог России 86,15 тыс. км. Из них электрифицировано 42,9 тыс. км, а это 50,4 %. Объем перевозок на электрической тяге составляет 84 % от общего объема. значит, грузонапряженность электрических дорог в России в 4,7 раз больше чем дорог на тепловозной тяге.

Электрификации подлежат участки с наибольшей грузонапряженностью, которая характеризуется средним ко­личеством выполненных тонно-кило­метров или приведенных тонно-ки­лометров, приходящихся на 1 км эксплуатационной длины L_экс, и определяется выражением

или (1.1)

Под эксплуатационной длиной по­нимают протяженность железнодо­рожных линий между станциями без учета путей: второго главного, стан­ционных и др.

Рис. 1.6. География распространения системы 1,5 кВ постоянного тока	Рис. 1.7. География распространения системы 15 кВ переменного тока частотой 16 2/3 Гц
Рис. 1.8. География распространения системы 3,3 кВ постоянного тока	Рис. 1.9. География распространения системы 25 кВ переменного тока

Рис. 1.10. Диаграмма соотношения длины электрифицированных железных дорог к их общей длине по странам-лидерам

В России однопутные участки подлежат электрификации, если грузонапряженность составляет 10–20 млн. ткм/км в год. Двухпутные участки должны электрифицироваться, если грузонапряженность составляет 25–45 млн. ткм/км в год.

Ежегодно на тягу поездов в России расходуется примерно 5 % электроэнергии от общего потребления ее в народном хозяйстве, дизельного топлива – 13,4 % общего его расхода. На долю топлива и энергии приходится более 20 % себестоимости перевозок. Эти цифры свидетельствуют о важности бережного отношения к электроэнергии и топливу [3].