Системы тока.

На системе постоянного тока работают 70 % всех электрифицированных дорог. Напряжение в контактной сети:

- на промышленном транспорте - 1500 В;

- на магистральном – 3000 В;

- на токоприёмниках электровозов, допускаемое напряжение – 2,7 – 4 кВ.

▲ Достоинство – надёжность (из-за отсутствия пульсации тока) и простота конструкции электрических аппаратов.

▼ Недостатки системы:

─ Полярность. Т.к. рельсы невозможно полностью изолировать от земли, то часть тягового тока ответвляется в землю в различных направлениях, за что получил название «блуждающий». Такой ток вызывает электрохимическую коррозию: под воздействием тока происходит отрыв ионов металла, что приводит к появлению сквозных раковин отверстий. Это может появиться на оболочках кабеля, металлических трубопроводах, арматуре железобетонных фундаментов. Особая опасность для подземных хранилищ горючих жидкостей. Он же приводит к уменьшению срока службы рельсов.

Чтобы исключить или хотя бы снизить воздействие блуждающего тока, предпринимается следующее:

1). Стыковые соединения из медного или стального троса. Для электрического соединения рельсов и исключения стыковых разрывов.

2). Применение щебёночного балласта, обладающего хорошими диэлектрическими свойствами.

3). Зазор между подошвой рельса и балластным слоем не должен быть менее 3 мм.

4). Железобетонные шпалы изолируют от рельсов резиновыми прокладками. (Деревянные пропитывали креозотом, который не только предотвращал их гноение, но и был хорошим изолятором).

─ Относительно низкое напряжение (3000кВ), поэтому:

а) – по проводам передаётся большая сила тока, а это возможно при достаточном сечении контактного провода, что приводит к дороговизне, из-за использования цветного металла. Размеры контактного провода увеличивают его вес, поэтому количество опор тоже должно быть увеличено, усложняется анкеровка;

б) – в некоторых случаях, требуется подвеска усиливающего провода, с помощью которого компенсируются потери напряжения и создаётся нужная его величина на токоприёмниках;

в). – для поддержания напряжения, которое падает из-за потерь, тяговые подстанции располагаются чаще, через 15-20 км (иногда 7-10 км).

г). – преобразователи тока – выпрямители, требуют расположения в закрытом помещении.

Номинальное значение напряжения в контактной сети переменного тока на магистральном транспорте 25000 В, максимальное – 27500 В; допустимые значения на токоприёмниках – 21000 В – 29000 В.

▲ Достоинство системы:

─ при большом напряжении, требуется меньшая сила тока, значит сечение проводов в два раза меньше:

а). – меньший расход цветного металла, что сказывается на стоимости контактного провода;

б). – провод легче, значит надо меньше опор, проще анкеровка;

─ из-за большого напряжения, количество подстанций уменьшается, так как потери не будут слишком ощутимыми.

─ из-за отсутствия выпрямителей на подстанции, она может быть размещена под открытым воздухом.

▼ Недостатки системы:

─ ЭПС переменного тока сложнее по конструкции из-за устройств преобразования тока;

─ электромагнитное влияние на металлические сооружения и коммуникации связи, расположенные вдоль дороги. В связи с этим наводится опасное напряжение и в воздушных линиях и средствах автоматики возникают помехи. Поэтому необходимы меры защиты: усиленная изоляция, замена воздушных линий на кабельные. На эти мероприятия может уходить до 25% общей суммы затрат на электрификацию железнодорожных линий.