Elektrikli demiryolu nedir

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Taşınan mal hacminin artması ve ana ulaşım yolları üzerindeki tren trafiğinin yoğunluğu, elektrikli demiryollarının ortaya çıkmasına neden oldu. Bu tür nesnelerin teknik olarak uygulanması oldukça zordur. İlk elektrikli demiryollarından farklı olarak, modern karayolları mühendislik açısından karmaşık altyapı tesisleridir ve nüfus ve devlet ekonomisi için bir dizi önemli görevi yerine getirir. Bu makale, elektrikli demiryolu taşımacılığının ortaya çıkışı ve gelişiminin tarihini açıklar, temel teknik özellikleri ve trafo merkezi sistemi ve lokomotif filosu hakkında bir fikir verir.

Elektrikli demiryolunun erken tarihi

Tarihin ilk elektrikli lokomotifi, görünümünü dünyaca ünlü Alman mucit ve iş adamına borçludur. Werner Siemens'in fotoğrafı. Bu örnek, 31 Mayıs 1879'da Berlin'deki sanayi ve bilim başarıları sergisinde tüm dünyaya sunuldu. Özellikle bir elektrikli lokomotifin yeteneklerini göstermek için bir temas ağına sahip elektrikli bir demiryolu inşa edildi. Bu deneysel yolun uzunluğu 300 metrenin biraz üzerindeydi. Halka gösterilen cihaz, modern standartlara göre lokomotiflere pek atfedilemez. Aksine, onun modeliydi. Araç sadece 250 kilogram ağırlığındaydı, üç beygir gücündeydi ve saatte 7 kilometreden fazla olmayan bir hıza ulaşabiliyordu. Gerilim sağlamak için ek bir ray kullanıldı. Demiryolu vagonu üç vagondan oluşuyordu. Toplamda 18 kişiden fazlasını ağırlayamazlardı.

Bu yenilik, işletme temsilcilerinden büyük ilgi gördü. Zaten aynı 1879'da, işçileri ve hammaddeleri Fransız giyim fabrikalarından birinin topraklarına ulaştırmak için 2 kilometrelik bir yol inşa edildi.

Böylece başlangıçta elektrikli demiryolu taşımacılığı sanayi işletmelerinde ve şehir içi yolcu taşımacılığında (tramvay hatları) kullanılmaya başlandı. Ancak, sadece birkaç yıl sonra, Likterfelzh - Berlin güzergahındaki trafik açılıyor. Kırmızı kurdele kesme töreni 16 Mayıs 1881'de gerçekleşti.

Sovyet Rusya ve SSCB'de demiryollarının elektrifikasyonu

Çarlık Rusya'sında elektrikli demiryolunun geliştirilmesine gereken özen gösterilmediUlaşım. Büyük şehirlerde tramvay hatları yapıldı. İmparatorluğun en büyük şehirlerini birbirine bağlayan ana demiryolu hatlarına elektrik verilmedi. 1880'de Pirotsky adlı bir bilim adamı, elektrik yardımıyla ağır bir vagonu yerinden oynatmayı başardı. Ancak bu deney kimseyi ilgilendirmedi. Sadece Sovyet gücünün ortaya çıkmasıyla birlikte, bu endüstrinin gelişmesi için beklentiler üzerine bir tartışma başladı. O zaman, dünyanın çoğu ülkesinde elektrikli lokomotifler aktif olarak tanıtıldı. Elektrikli demiryollarının geliştirilmesi hayati önem taşıyordu. Zaten 1921'de, ülkenin tüm bölgelerinin elektrifikasyonu için stratejik bir plan onaylandı. Açıklanan plana göre elektrikli demiryollarının temas ağı, büyük sanayi bölgelerini ve şehirleri birbirine bağlayan en önemli karayollarına uzanacaktı.

Daha 1926 yılında, yolun yirmi kilometrelik bir kısmı kontak elektrik şebekesi ile işletmeye alındı. Azerbaycan SSC'nin başkentini Surakhani'nin petrol sahalarına bağladı. Bu bölümde 1200 voltluk doğru akım kullanılmıştır. 1929, Moskova'dan Mytishchi'ye ilk elektrikli trenin ciddi bir şekilde piyasaya sürülmesiyle kutlandı. Bu olaylar, abartısız bir şekilde, ülkemizin kalkınma ve sanayileşme tarihinde yeni bir dönemin başlangıcına işaret ediyordu.

Birkaç on yıl sonra, sabitin yerini alternatif akım alır. 19 Aralık 1955'te demiryolunun Mihaylov-Özherelye bölümü işletmeye alındı. Uzunluğu 85 kilometredir. Bu bölümdeki lokomotifler alternatif akımla güçlendirildi.22.000 volt voltajlı endüstriyel frekans (50 Hertz). Bir yıl sonra temaslı enerji hatları Pavelets 1 istasyonuna kadar uzatıldı. Böylece bu güzergahın toplam uzunluğu yaklaşık 140 kilometre oldu.

Rus demiryolları hakkında genel bilgiler

Rusya Federasyonu'nun demiryolu devasa bir organizmadır. 17 ayrı bölüme ayrılmıştır. Son verilere göre işletilen yolların toplam uzunluğu 86 bin kilometreye ulaşıyor. Aynı zamanda, elektrikli demiryollarının uzunluğu bu değerin yarısından biraz fazladır (%51). Her ülke böyle bir göstergeyle övünemez. Rusya'daki elektrikli demiryollarının payının, toplam yük ve yolcu trafiğinin yüzde sekseninden fazlasını oluşturduğuna dikkat edilmelidir. Bu oldukça anlaşılabilir bir durumdur. Sonuçta, her şeyden önce, yüksek yüklü ulaşım karayolları elektrikleniyor. Ayrıca, trafiğin az olduğu elektrikli yollar ekonomik olarak uygun değildir ve kayıplara neden olacaktır. Bu tür göstergeler ancak tüm halkın ortak çalışmasıyla elde edilebilir. Aynı zamanda çok gelişmiş bir makine mühendisliği ve alet yapımına, gelişmiş bir elektrik endüstrisine ve bilimsel potansiyele sahip olmak gerekir.

Ülkemizde demiryolunun elektrikli bölümlerinin toplam uzunluğu yaklaşık 43 bin kilometredir. Aynı zamanda 18 bin kilometreye doğru akımla güç sağlanıyor. Buna göre kalan 25 bin kilometre alternatif akımla çalışıyor.

Elektrifikasyonun faydaları

Elektrikli demiryollarının çok sayıda avantaj ve dezavantajının olduğu fonda, tüm dezavantajlar basitçe kaybolur. İlk olarak, zararlı emisyon miktarı dizel lokomotiflerden çok daha azdır. Bunun çevre üzerinde olumlu bir etkisi vardır. İkincisi, bir elektrikli lokomotifin verimliliği çok daha yüksektir. Böylece mal taşıma maliyeti azalır.

Diğer şeylerin yanı sıra, elektrikli demiryolları, demiryolu hattı boyunca ve çok uzak olmayan sanayi kuruluşlarına ve yerleşim yerlerine elektrik sağlama sorununu çözüyor. 1975 istatistiklerine göre, SSCB demiryollarının iletişim ağının toplam elektriğinin yarısından fazlası, ulaşım altyapısına dahil olmayan bu tesislerin güç kaynağına harcandı.

Ve bu, faydaların kapsamlı bir listesi değildir. Elektrikli demiryolunun çok daha büyük bir kapasiteye, güvenilirliğe sahip olduğu ve yolcuların taşınması için konforlu koşullar yaratmanıza olanak tanıdığı da söylenmelidir.

Çekiş trafo merkezleri: genel kavramlar

Asgari düzeyde basitleştirirsek, çekiş trafo merkezine şu tanım verilebilir: elektriğin dağıtımı ve dönüştürülmesi için tasarlanmış bir kurulum. Başka bir deyişle, çekiş trafo merkezi, bir düşürme transformatörüdür. Lokomotif doğru akımla çalışıyorsa, trafo merkezi doğrultucu görevi görür. ağlar için alternatif akımda elektrikli yollar, pistin tüm bölümü boyunca çekiş trafo merkezlerini 50 ila 80 kilometre mesafede donatmak gerekir. Doğru akıma geçiş, her 15-20 kilometrede bir trafo merkezlerinin inşasını gerektirir. Bazı istisnai durumlarda bu mesafe 5 kilometreye kadar düşürülebilir (özellikle yoğun otoyollarda).

Metro, özel tipte bir trafo merkezi kullanır. Bu tür cihazlar AC'yi DC'ye dönüştürmez, sadece DC voltajını düşürür.

Çekiş trafo merkezi bloklarının tasarımı

Çekiş trafo merkezleri, hücreler, paneller ve kabinlerden oluşan bir komplekstir. Bu elemanlar çerçevelere monte edilir ve bir kablo ağı (hem güç hem de kontrol kabloları) ile bağlanır.

İki tür blok vardır. Bazı bloklarda tüm elemanlar bir çerçeveye monte edilirken, diğerlerinde her eleman kapalı bir kap içine yerleştirilmiştir. Birinci tip bloklar, binalara kurulum için tasarlanmıştır. İkinci tip bloklar, açık hava demiryolu hattı boyunca kurulur.

İletişim ağı

İletişim ağı çok karmaşık bir mühendislik yapısıdır. Birçok unsuru içerir: telin kendisi, kablo (taşıyıcı), güç aktarım direkleri, sert ve esnek çapraz çubuklar … Süspansiyona çok katı gereksinimler uygulanır. Bunlara karşılık gelmiyorsa, akım aralıklı olarak alınır, bu da lokomotifin normal modda çalışmasına izin vermez ve acil duruma yol açabilir. Kesin olarak düzenlenmiş yükseklik ve gerilim kuvvetiteller, izin verilen maksimum eğrilik, açıklıklar vb. Ülkemizde lokomotifler hem doğru akım hem de alternatif akım ile çalışmaktadır. Bu, elbette, elektrikli demiryollarının güç kaynağını biraz karmaşıklaştırıyor. Bu sistemlerin her birinin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır.

Basit bir katener yapımı

Aslında, basit bir temaslı süspansiyon, desteklere bağlı bir teldir. Bu destekler arasındaki mesafe genellikle 30-40 metredir. Böyle bir tasarım, yalnızca yüksek hızlı trafiğe izin verilmeyen yol bölümlerinde (köprüler, tüneller) ve ayrıca troleybüs ve tramvay elektrik hatlarında kabul edilebilir.

Doğru akım iletişim ağının avantajları

Alternatif akımdaki kontak ağıyla karşılaştırıldığında, doğru akımdaki kontak ağının bir takım avantajları vardır. Bunlar arasında, nispeten basit bir tasarıma ve düşük ağırlığa sahip lokomotifler için kullanma olasılığını iptal etmek özellikle gereklidir. Ayrıca bu tür sistemlerde kontak şebekesine uygulanan voltajın herhangi bir etkisi yoktur. En önemli avantajı, AC sistemlere kıyasla daha yüksek operasyonel güvenlik seviyesidir.

DC iletişim ağının dezavantajları

Elektrikli demiryolları için bu tür güç kaynağı sistemlerinin ana dezavantajı, yüksek maliyetleridir. Sonuçta, yapıları daha karmaşık ve pahalı bir süspansiyon gerektiriyor. Bakır çekme teliçok daha büyük bir kesite sahiptir, bu da projenin maliyetini önemli ölçüde artırır. Önemli bir dezavantaj, alternatif akımdaki temas ağlarına kıyasla, elektrikli demiryollarındaki cer trafo merkezleri arasındaki oldukça önemsiz mesafedir. Ortalama olarak, 15 (maksimum tren trafiği olan bölgelerde) ile 20 kilometre arasında değişmektedir. Diğer şeylerin yanı sıra, doğru akımlar, çelik yapıların ve desteklerin ortaya çıkmasına ve hızlı korozyon tahribatına yol açan kaçak akımların ortaya çıkmasına neden olur.

Güç kaynağı sistemlerine bakım yapan personel için eğitim gereksinimleri

Bir işçinin elektrikli bir demiryolunun iletim hatlarını tamir etmesine ve bakımını yapmasına izin verilmeden önce, özel eğitimden geçmesi gerekir. Ve bu sadece doğrudan elektrik parçasıyla çalışan insanlar için değil, aynı zamanda tüm iletim hatları yapısına ve desteklerine hizmet eden çilingirler ve montajcılar için de geçerlidir. Tüm personelin bir bilgi testinden geçmesi ve yeterlilik seviyelerini onaylaması gerekmektedir.

Sonuç

Elektrikli demiryollarının ortaya çıkışı, trafiğin yoğunlaşması ve yük devrindeki artış nedeniyle endüstrinin hızlı büyümesine işaret etti. Tek bir lokomotif tarafından taşınan malların kütlesini önemli ölçüde artırmak mümkün hale geldi.

Ayrıca, bir dizi sorunu çözdü. Bu nedenle, geleneksel dizel lokomotifler genellikle düşük sıcaklıklarda arızalanır. Elektrikli lokomotif her türlü hava koşulunda güvenilir şekilde çalışır. Bu da ülkemizin kuzey ve Uzak Doğu bölgelerinin aktif gelişimi için ön koşulları yarattı.