/
Tags: электротехника железнодорожный транспорт
ISBN: 5-89035-206-7
Text
www. rzd. wms ite.ru
B.C. Почаевец
СРЕДНЕЕ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
ВВЕД
АЛЬНОСТЬ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ
ЕЛЕЗН0Д0Р0ЖН0М ТРАНСПО
дательство
АРШРУТ
• £
\n\n\n. rzd .wmsite.ru
В.С. Почаевец
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
Электроснабжение на железнодорожном
транспорте
Утверждено
Управлением кадров и учебных заведений
Федерального агентства железнодорожного
транспорта в качестве учебного пособия
для студентов техникумов и колледжей
железнодорожного транспорта
Москва
2005
УДК 621.331:621.311
ББК 39.217
П65
П65 Почаевец В.С. Введение в специальность Электроснабжение на
железнодорожном транспорте: Учебное пособие для техникумов
и колледжей ж.-д. транспорта. — М.: Маршруг. 2005. — 139 с.
ISBN 5-89035-206-7
В учебном пособии изложены основные сведения о железнодорож-
ном транспорте, его роли в единой транспортной системе России, при-
ведены исторические данные о развитии железнодорожного транспор-
та, описаны основные устройства и технические средства железных до-
рог, дана классификация подвижного состава. Рассмотрены системы,
сооружения и устройства электроснабжения железных дорог, структу-
ра дистанции электроснабжения, вопросы технической эксплуатации
электрооборудования.
Предназначено для студентов техникумов и колледжей железно-
дорожного транспорта и может быть использовано для профессиональ-
ной подготовки персонала дистанций электроснабжения.
УДК 621.331:621.311
ББК 39.217
Рецензенты: вед. специалист технического отдела ЦЭ ОАО
«РЖД» Г. В. Зимакова, преподаватель Московского колледжа ж.-д.
транспорта В. В. Ковалева.
www. rzd .wmsite.ru
ISBN 5-89035-206-7
© Почаевец В.С., 2005
© УМЦ по образованию на железно-
дорожном транспорте, 2005
© Издательство «Маршрут», 2005
От автора
Дисциплина «Введение в специальность» является новой для
специальности Электроснабжение на железнодорожном транспор-
те. Ее изучение позволяет студентам первого курса техникумов и
колледжей получить представление о будущей специальности, оз-
накомиться с основными устройствами железнодорожного транс-
порта, сгруктурол управления различными подразделениями.
Понимая значение этой дисциплины, автор стремился в дос-
тупной форме кратко изложить необходимые сведения об истории
развития железных дорог России, а также об основных техничес-
ких средствах, обеспечивающих движение поездов. Более подроб-
но в книге изложен материал о хозяйстве электроснабжения желез-
ных дорог, рассмотрены вопросы организации работ по эксплуа-
тации оборудования устройств электроснабжения, обеспечения
безопасности производства работ в электроустановках.
В книге нашли отражение вопросы реформирования железно-
дорожного транспорта, формирования в рамках ОАО «РЖД» са-
мостоятельных структурных подразделений для осуществления
отдельных видов деятельности на железнодорожном транспорте,
создания дочерних компаний и обществ ОАО «РЖД». Эти процес-
сы находятся в постоянном развитии, поэтому относящийся к ним
учебный материал требуется постоянно обновлять, используя ин-
формацию из периодических источников.
Автор выражает глубокую благодарность за замечания и пред-
ложения, способствовавшие повышению качества рукописи, рецен-
зентам Г.В. Зимаковой и В.В. Ковалевой.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
1.1. Роль железных дорог в единой транспортной системе
России
Перевозки пассажиров и грузов в России, как и во всем мире,
осуществляются различными, тесно связанными и взаимодейству-
ющими между собой видами транспорта, образующими единую
транспортную систему (ЕТС) России. Базовой основой ЕТС явля-
ются сети железнодорожных, автомобильных, водных, трубопро-
водных, воздушных путей сообщения. Их общая протяженность в
России превышает 2 млн км. Кроме того, в состав ЕТС входят ли-
нии электропередачи (ЛЭП), которые предназначены для транс-
портировки электрической энергии.
Структура ЕТС страны представлена на рис. 1.1. Все виды
транспорта можно разделить на 4 группы:
• магистральный общего пользования;
• муниципальный общего пользования;
• технологический специализированный необщего пользования;
• транспортные средства личного и коллективного пользова-
ния.
Каждый вид транспорта занимает определенную долю в об-
щей структуре перевозок грузов и пассажиров, которая зависит от
наличия его в том или ином районе, его качества, скорости и на-
дежности, а также его возможностей обеспечивать сохранность
грузов, безопасность пассажиров и регулярность перевозок.
Вместе с тем ни один вид транспорта нельзя признать полнос-
тью автономным, независимым от других, поскольку в определен-
ных пунктах сети он, как правило, стыкуется с другими видами транс-
порта, которые обеспечивают продолжение перевозок людей и гру-
зов до конечного пункта их назначения. Например, чтобы отпра-
вить какой-либо груз железнодорожным, водным или воздушным
транспортом, его сначала нужно подвезти автомобильным транс-
портом к станции, порту или аэропорту отправления, перегрузить
Автобусы Трамваи Троллейбусы ч Речные суда Наземные городские железные дороги Метрополитен Канатно- подвесные дороги Монорельсовые дороги
Муниципальный общего пользования
Рис. 1.1. Структурная схема видов транспорта
на соответствующий магистральный транспорт, который продол-
жит перевозку этого груза, а затем в месте назначения вновь пере-
грузить на автомобильный транспорт и доставить получателю.
Таким образом, ЕТС позволяет осуществлять комбинирован-
ное использование различных видов транспорта на основе их вза-
имодействия. Широкое развитие контейнерных, паромных пере-
возок, создание судов «река—море» послужили активному объе-
динению видов транспорта в единую транспортную систему. Раз-
личные виды транспорта функционируют в едином экономическом
и правовом пространстве, поэтому необходима увязка и согласова-
ние их действий, а также координирующих и контролирующих фун-
кций государства на федеральном и региональном уровне.
Главными координаторами при реализации программы оптими-
зации всего перевозочного процесса являются Федеральное агентство
железнодорожного транспорта Министерства транспорта и Откры-
тое акционерное общество «Российские железные дороги» (ОАО
«РЖД»). На них возложена разработка методов управления и плани-
рования грузовых и пассажирских перевозок. Они имеют право да-
вать распоряжения, координирующие основные вопросы транспорт-
ной политики, а управления (департаменты) министерства и ОАО
«РЖД» — контролировать работу подчиненных транспортных пред-
приятий и давать им рекомендации и методические указания.
Органами, проводящими единую политику в области транс-
порта на уровне регионов, являются периферийные звенья Мини-
стерства транспорта и ОАО «РЖД».
Региональные транспортные органы решают вопросы плани-
рования и оперативного управления перевозками, обеспечивают
сотрудничество, координацию, разграничение и выполнение задач,
стоящих перед различными видами транспорта. Кроме того, реги-
ональные органы решают также вопросы развития промышленно-
го транспорта, находящегося в ведении нетранспортных мини-
стерств и ведомств, и его интеграции в единую транспортную сис-
тему региона. Общее руководство перевозками в регионе (облас-
ти, крае, республике) осуществляет Управление транспорта при
администрации региона. Переход транспортных предприятий в
различные формы собственности и на рыночные отношения зна-
чительно усложняет процесс управления их взаимодействием.
Ведущее место в единой транспортной системе России зани-
мают железные дороги. Они имеют важнейшее социально-эконо-
мическое и оборонное значение, обеспечивают связь между отдель-
ными территориальными регионами страны и связывают Россию
с зарубежными странами.
Железнодорожный транспорт в наибольшей степени соответ-
ствует требованиям массовых перевозок и является основой еди-
ной транспортной системы России, что объясняется его универсаль-
ностью, способностью функционировать круглосуточно, незави-
симо от времени года и атмосферных явлений. Это особенно важ-
но для России с ее бескрайними просторами и разными климати-
ческими зонами в условиях, когда источники сырья и обрабатыва-
ющие предприятия разделены порой тысячами километров.
Железнодорожный транспорт в значительной мере способству-
ет освоению новых районов и их природных богатств. Особенно это
касается Сибири и Дальнего Востока, где железнодорожная сеть
менее развита и ее конфигурация вытянута в основном в широтном
направлении. Особая роль в осуществлении перевозок по железным
дорогам этой части России принадлежит Транссибирской магист-
рали (Транссиб), которая дает возможность прямым железнодорож-
ным путем доставить груз или пассажира из любого европейского
города до берегов Тихого океана в два-три раза скорее и дешевле,
чем морским путем вокруг Индии.
Изучается возможность строительства в будущем железнодо-
рожного тоннеля длиной 12 км под Татарским проливом на ост-
ров Сахалин, что позволит почти на 1 тыс. км сократить путь для
завоза на остров товаров и продовольствия. Большой интерес к
строительству тоннеля проявляет Япония, которая предлагает по-
строить железнодорожный мост между островами Сахалин и Хок-
кайдо. Японские острова Хоккайдо и Хонсю уже связаны железно-
дорожным тоннелем протяженностью 55 км. Это позволит реали-
зовать идею создания супермагистрали Дублин—Токио (рис. 1.2)
протяженностью 20 тыс. км, которая обеспечит прямое железно-
дорожное сообщение от Великобритании до Японии через всю
Европу и Азию. Транспортировка грузов из Европы в страны Азии
через Россию позволит существенно повысить эффективность ра-
боты российских железных дорог (РЖД). Однако пока, при совре-
менном состоянии российских железных дорог, строительство тонне-
ля на остров Сахалин признано нецелесообразным из-за больших
эксплуатационных расходов.
В России наиболее густая и разветвленная сеть железных до-
рог сосредоточена в ее европейской части, где железнодорожные
Дублин
Рис. 1.2. Схема предполагаемой супермагистрали Дублин—Токио
линии расположены в основном по радиально-кольцевой схеме:
железные дороги лучеобразно расходятся от Москвы по 12 направ-
лениям и на некотором расстоянии от нее соединяются кольцевы-
ми линиями.
К началу 2004 г. железные дороги России занимали первое
место в мире по протяженности электрифицированных магист-
ралей (более 40 тыс. км); второе место (после США) — по эксплу-
атационной длине железных дорог (более 85 тыс. км) и третье
место — по перевозкам грузов и грузообороту (после США и Ки-
тая), а также по перевозкам пассажиров (после Японии и Индии).
Железные дороги являются универсальным видом транспор-
та для перевозок всех видов грузов. Однако их строительство
требует больших капитальных вложений. Высока также доля рас-
ходов на содержание всех железнодорожных устройств, причем
половина этих расходов не зависит от размеров (частоты) дви-
жения поездов, что, в свою очередь, влияет на эффективность
работы железнодорожного транспорта: перевозка грузов на
сравнительно большие расстояния для него экономически бо-
лее выгодна, чем на малые.
Автомобильный транспорт — наземный безрельсовый широ-
ко распространенный вид транспорта, который получил преиму-
щественное развитие по сравнению с другими видами транспорта,
так как обладает большой маневренностью, значительными ско-
ростями передвижения. По сути, это единственный вид транспор-
та, который способен осуществлять перевозки грузов и пассажи-
ров по схеме «от двери до двери», минуя перегрузки и пересадки.
Вместе с тем автомобильный транспорт (в сопоставлении с
другими видами) характеризуется сравнительно высоким удельным
расходом жидкого топлива и большей трудоемкостью обслужива-
ния, приходящимися на одного пассажира или единицу груза. Кро-
ме того, автотранспорт оказывает значительное отрицательное
* экологическое воздействие на окружающую природную среду.
Наиболее экономичным автотранспорт оказывается при корот-
копробежных перевозках благодаря значительно меньшим расхо-
дам на погрузочно-разгрузочные операции по сравнению с желез-
нодорожным и водным транспортом. Предельное расстояние ра-
ционального применения автотранспорта зависит от рода груза,
типа подвижного состава, степени его использования, уровня ме-
ханизации погрузочно-разгрузочных работ, состояния автодорог
и других факторов.
При перевозках на средние и большие расстояния преимуще-
ства автотранспорта теряются вследствие более высокой себесто-
имости перевозок, чем при других видах транспорта.
С ростом автомобильного парка страны возникает необходимость
в прокладке новых автомобильных дорог, однако темпы их строи-
тельства продолжают отставать от темпов автомобилизации России.
Внутренний водный транспорт (речной и озерный) требует
сравнительно небольших затрат на освоение путей сообщения.
Средняя себестоимость перевозок по внутренним водным путям
примерно такая же, как на железных дорогах, однако по скорости
доставки грузов речной транспорт уступает железнодорожному. Он
особенно важен для тех регионов, где сеть сухопутных видов транс-
порта недостаточна.
Роль внутреннего водного транспорта в ЕТС страны в значи-
тельной мере определена географией водных путей и сезонностью
их использования. Так, абсолютное большинство российских рек
течет в меридиальном направлении, тогда как основные грузопо-
токи и пассажиропотоки страны имеют широтное направление.
К недостаткам, ограничивающим использование речных путей,
относится их извилистость, приводящая к увеличению длины пути,
а также мелководье некоторых рек в конце лета и прекращение су-
доходства в зимнее время. Навигационный период южных рек со-
ставляет 240—270, а северных — 120—150 дней в году. Этот период
увеличивается при использовании ледоколов, но при этом снижает-
ся безопасность и повышается стоимость доставки грузов и пасса-
жиров. Речной транспорт применяют преимущественно для перево-
зок между пунктами, расположенными на речных путях, а также в
смешанных железнодорожно-водных сообщениях. Протяженность
внутренних водных путей России составляет примерно 100 тыс. км.
Морской транспорт имеет для России исключительно важное
значение. Он призван обеспечивать ее устойчивые и эффективные
внешние экономические связи, независимость внешней торговли,
государственную стратегию судоходства в Мировом океане, под-
держивать национальную безопасность страны и нормальную жиз-
недеятельность тех ее регионов, для которых морские перевозки
являются основным или единственным способом сообщений.
Морской транспорт имеет свои особенности. Скорость движе-
ния морских судов выше, чем речных. Хотя по регулярности пере-
возок морской транспорт уступает железнодорожному (так как
некоторые порты замерзают в зимнее время), в некоторых случаях
его преимущества перед другими видами транспорта неоспоримы.
Например, в конце 2002 г. морской паром «Георг Отс» связал Санкт-
Петербург и Калининград, минуя все таможенные и пограничные
барьеры, возникшие для наземного транспорта после разделения
Калининградской области и России рядом границ.
В России, начиная с времен правления Петра I, на протяже-
нии трех столетий морской транспорт был ее гордостью, объек-
том повышенного внимания и интенсивного развития. Однако в
1980—1990 гг. эффективность работы морского транспорта резко
снизилась, многие области его деятельности отошли к зарубеж-
ным морским компаниям. Отечественный флот переживает сегод-
ня техническое и моральное старение и требует значительных вло-
жений, прежде всего для обновления и пополнения состава судов,
модернизации и развития портового хозяйства.
Воздушный транспорт выполняет различные функции. Одна-
ко самая главная его задача — перевозка пассажиров и срочных
грузов, потому что это самый скоростной вид транспорта, обеспе-
чивающий беспосадочные полеты на большие расстояния.
Важным преимуществом воздушных путей сообщения являет-
ся возможность быстро осуществить регулярную связь между лю-
быми районами страны по кратчайшему расстоянию. В малоосво-
енных районах, не имеющих наземных и водных видов транспор-
та, в труднодоступных горных районах воздушный транспорт не-
редко служит единственным средством сообщения.
Воздушный транспорт требует меньших удельных капита-
ловложений по сравнению с другими видами транспорта, одна-
ко уступает им по удельному расходу топлива и себестоимости
перевозок. Регулярность воздушных сообщений зависит от ме-
теорологических условий. Этот вид транспорта используется
преимущественно для пассажирских перевозок. На доставку пас-
сажиров приходится 80 % всей работы воздушного транспорта
и только 20 % Л на доставку грузов, так как средняя себестои-
мость воздушных перевозок грузов в 30—40 раз выше, чем по
железным дорогам. Воздушный транспорт используют, как пра-
вило, для перевозки срочных грузов: почты, скоропортящихся
продуктов, ценных и легких товаров.
Авиация решает не только транспортные задачи. Ее широко
используют в сельском и лесном хозяйстве, геологоразведочных и
поисково-спасательных работах, полярных экспедициях, метеоро-
логии, при оказании срочной медицинской помощи, в строитель-
стве (например, ЛЭП) и других отраслях.
Трубопроводный транспорт — узкоспециализированный вид
транспорта для перемещения главным образом жидких и газооб-
разных материалов (продуктов). В зависимости от рода транспор-
тируемого продукта различают водоводы, газопроводы, нефтепро-
воды, нефтепродуктопроводы и др. Нефтепродуктопроводы слу-
жат для перекачки только светлых нефтепродуктов (например, бен-
зина, керосина, дизельного топлива). Мазут и другие темные неф-
тепродукты по трубопроводам не перекачивают.
Нефть и нефтепродукты являются главными грузами трубопро-
водного транспорта, так как стоимость их транспортировки по
трубопроводам большого диаметра в среднем в 2—3 раза дешевле,
чем по железным дорогам. По трубопроводам перемещается более
95 % добываемой нефти. Стоимость сооружения 1 км нефтепрово-
да почти в 2 раза меньше стоимости строительства 1 км железно-
дорожной линии, причем нефтепровод может быть проложен по
наиболее короткому направлению. Благодаря высокой герметич-
ности трубопроводов обеспечивается сокращение потерь нефти в
1,5 раза по сравнению с железнодорожным и в 2,5 раза по сравне-
нию с водным транспортом.
По трубопроводам возможна также транспортировка твердых
продуктов — угля, руды и др. в потоке газа или жидкости с исполь-
зованием действующих газо- и нефтепроводов.
В перспективе возможно сооружение систем трубопроводного
контейнерного пневмотранспорта, по которым в потоке газа (воз-
духа), создаваемого компрессорными станциями, перемещаются
одиночные или объединенные в составы контейнеры на колесах, за-
полненные различными грузами, со скоростью от 15 до 30 км/ч.
Промышленный транспорт представляет собой сложный ком-
плекс технических средств и технологий для выполнения транспорт-
ных, погрузочно-разгрузочных и складских работ в различных сфе-
рах производства. В зависимости от специфики производства ис-
пользуют разные виды промышленного транспорта: железнодорож-
ный, автомобильный, конвейерный, гидравлический, канатно-под-
весной и др., а также их комбинации.
По месту эксплуатации на территориях предприятий промыш-
ленный транспорт подразделяют на внутренний — внутрицеховой,
межцеховой, карьерный, шахтный, а также внешний, который свя-
зывает предприятия с магистральным транспортом общего пользо-
вания. При этом на крупных предприятиях металлургии, машино-
строения, топливно-энергетического комплекса, химической и неф-
техимической промышленности роль внешнего промышленного
транспорта, как правило, выполняет железнодорожный.
Большой объем перевозок приходится также на промышлен-
ный автомобильный транспорт, обладающий высокой универсаль-
ностью и маневренностью, то есть способностью быстро собирать
и развозить грузы по всей территории предприятия.
1.2. Развитие железнодорожного транспорта
России
Железнодорожный транспорт является основой транспортной
системы России, так как он просто не имеет альтернативы в услови-
ях, когда источники сырья и предприятия обрабатывающей промыш-
ленности страны разделены порой тысячами километров. В начале
XXI в. железнодорожный транспорт России перевозил 88 % всего
добытого угля, 94 % руды, 88 % черных металлов, 79 % удобрений,
66 % лесных грузов. Кроме того, для многих миллионов пассажиров
железные дороги страны предоставляют возможность сравнитель-
но дешевых, безопасных и не зависящих от погоды поездок.
Но так было не всегда. До середины XIX в. все перевозки в
России осуществлялись водным и гужевым транспортом. Реки
были основными транспортными артериями страны. Предше-
ственниками железных дорог являются деревянные лежневые до-
роги, впервые примененные русскими умельцами на рудниках в
XVIII в. В 1764 г. талантливый русский изобретатель Козьма Фро-
лов на Колывано-Вос’.ресенских заводах на Алтае проложил ко-
лею из деревянных рельсов в виде лежней, имевших форму жело-
ба, для передвижения вагонеток с рудой при помощи водяного
колеса и канатов.
Первая чугунная дорога — «рельсовый колейный путь» —
длиною 174 м была построена в 1788 г. на Александровском пу-
шечном заводе в Петрозаводске изобретателем А.С. Ярцевым, а в
1810 г. по проекту горного инженера Петра Фролова (сына Козь-
мы Фролова) проложена на Алтае чугунная рельсовая дорога по-
чти двухкилометровой длины. Это была первая в России рельсо-
вая дорога с конной тягой, имевшая инженерные сооружения: на-
сыпи, выемки, водоотводы и мосты. Аналогичные дороги были
построены во Франции через 13, а в Америке — через 17 лет.
Первая в России железная дорога с паровой тягой построена в
1834 г. на Нижне-Тагильском горном заводе заводчиков Демидо-
вых крепостными механиками отцом и сыном Е.А. и М.Е. Черепа-
новыми. Первый русский паровоз, или, как тогда его называли на
Урале, «сухопутный пароход», построенный для этой дороги, мог
везти состав весом 3,3 т со скоростью 15 км/ч по чугунной дороге
длиной 854 м. Кроме груза он мог перевозить до 40 пассажиров. Вто-
рой паровоз Черепановых, построенный в 1835 г., мог перевозить
до 17 т груза, а протяженность дороги была увеличена до 3,5 км.
В 1809 г. в России был создан Корпус инженеров путей со-
общения для проектирования, строительства и эксплуатации
дорог и гидротехнических сооружений. В том же году был обра-
зован Институт Корпуса инженеров путей сообщения (в даль-
нейшем Петербургский институт инженеров путей сообщения,
затем Ленинградский институт инженеров железнодорожного
транспорта, с 1993 г. Петербургский государственный универ-
ситет путей сообщения).
Первая в России железная дорога общего пользования протя-
женностью 27 км была построена между Петербургом и Царским
Селом в 1837 г. с продолжением в следующем году до Павловска.
Дорога не имела существенного экономического значения, однако
показала возможность и целесообразность применения в России
нового для того времени вида транспорта — железнодорожного.
Железнодорожный транспорт прошел большой и трудный путь
становления. Исторически прослеживается 11 этапов его развития.
1-й этап (1809—1842 гг.) — прокладка первых железных до-
рог для развития промышленности, земледелия и торговли России.
2-й этап (1843—1864 гг.) — создание сети железных дорог
как основы социально-экономического развития России, нача-
ло отечественного паровозо- и вагоностроения. Началом этого
этапа является строительство Петербург-Московской железной
дороги, которое продолжалось с 1843 по 1851 г. Строящаяся
линия была разделена на два самостоятельных строительных
участка: Петербург—Бологое, которым руководил выдающий-
ся ученый и организатор строительства профессор Института
Корпуса путей сообщения П.П. Мельников, и Москва — Боло-
гое, которым руководил талантливый строитель профессор того
же института Н.О. Крафт.
Дорога строилась с двух сторон навстречу и вводилась в эк-
сплуатацию поэтапно, что давало возможность ускорить и уде-
шевить строительство, а также создать условия для предвари-
тельного обучения эксплуатационного персонала. Автором про-
екта и руководителем всей стройки, а также генератором мно-
гих технических идей является основатель русской школы же-
лезнодорожного строительства П.П. Мельников. Разработанные
им принципы ведения изысканий, проектирования и организа-
ции строительства железных дорог широко использовались в
последующие годы и были признаны наиболее эффективными.
За выдающуюся научную и инженерную деятельность в 1858 г.
Павел Петрович Мельников был избран почетным членом Пе-
тербургской академии наук.
3-й этап (1865—1899 гг.) — создание Министерства путей
сообщения России, интенсивное железнодорожное строительство.
В июне 1865 г. Главное управление путей сообщения было преоб-
разовано в Министерство путей сообщения, первым министром пу-
тей сообщения был назначен П.П. Мельников. Министерство со-
средоточило свое внимание на практическом осуществлении пла-
на создания сети железных дорог. В эти годы были сооружены и
введены в эксплуатацию крупнейших железнодорожные линии:
Москва—Курск—Ростов-на-Дону—Владикавказ; Москва—Смо-
П.П. Мельников
(1804—1880)
ленск—Брест; Москва—Воронеж;
Москва—Рязань—Сызрань; Моск-
ва—Ярославль; Курск—Киев—
Жмеринка—Одесса; Орел— Ви-
тебск—Рига и др. Построенные ма-
гистрали обеспечили транспорт-
ные связи между крупнейшими го-
родами в центре страны, соедини-
ли центральный экономический
район России с важнейшими тор-
говыми портами на Балтийском и
Черном морях. Ежегодный при-
рост протяженности железнодо-
рожной сети в среднем составлял
около 2 тыс. км.
4-й этап (1900—1916гг.) —
строительство новых и увеличе-
ние провозной способности экс-
плуатируемых железнодорожных магистралей. К началу XX в.
Россия имела железнодорожную сеть протяженностью свыше
52 тыс. км, наблюдался также ее интенсивный прирост. К 1913 г. про-
тяженность железнодорожной сети составила уже свыше 70 тыс. км.
Продолжалось начатое в 1891 г. строительство Транссибирс-
кой магистрали, куда из центральной России переселяются ты-
сячи квалифицированных рабочих и служащих. Участок
Транссиба между Челябинском и Владивостоком был закончен
в 1916 г. Магистраль соединила центральную часть России с Даль-
ним Востоком, ее протяженность в 1916 г. составляла 7420 км. Ве-
ликий сибирский путь — своеобразный памятник мужеству, та-
ланту, мастерству инженерно-технических работников и рядо-
вых строителей. Многие станции на Транссибе названы в их
честь, имена многих строителей навечно закреплены в назва-
ниях станций.
5-й этап (1917—1927 гг.) — железные дороги в годы ре-
волюции и гражданской войны. С конца апреля 1917 г. разруха
на транспорте нарастала быстрыми темпами. К ноябрю резко
сократилась погрузка вагонов: до 250 тыс. (в ноябре 1916 г. —
около 600 тыс. вагонов). Почти треть паровозов была негодна
к эксплуатации.
После Октябрьской революции для управления железны-
ми дорогами был создан Народный комиссариат путей сооб-
щения (НКПС), входящий в состав Совета Народных Комиссаров
(Совнаркома). В 1921 г. в структуру НКПС включены управле-
ния морским, речным, железнодорожным и местным транспор-
том, преобразованные в 1923 г. в центральные правления (желез-
нодорожного — ЦУЖел, речного — ЦУРек, морского — ЦУМор
и местного транспорта — ЦУ МТ).
Работа по восстановлению и развитию железных дорог, осо-
бенно в 1923—1926 гг., дала положительные результаты. По пере-
возкам пассажиров довоенный уровень (1913 г.) был достигнут в
1924/25 хозяйственном году, а по грузообороту — в 1925/26 г.
В 1926 г. закончилось восстановление железных дорог, транспорт
по большинству основных показателей превзошел довоенный уровень.
6-й этап (1928—1940 гг.) — реконструкция железнодорож-
ного транспорта в годы первых пятилеток, создание ремонтной
базы отрасли.
После восстановления железных дорог началась реконструк-
ция наиболее важных линий, получившая значительное развитие в
годы первой пятилетки (1928—1932 гг.). Для освоения требуемого
уровня перевозок планировалось построить железнодорожные ли-
нии, главным образом в районах Урала, Сибири и Казахстана; элек-
трифицировать ряд железнодорожных участков; ввести новые ло-
комотивы и большегрузные вагоны; оборудовать автоблокиров-
кой наиболее загруженные линии.
В 1926 г. в СССР электрифицирован участок железной дороги
Баку—Сабунчи—Сураханы, в 1929 г. переведена на электротягу в Рос-
сии пригородная линия Москва—Мытищи протяженностью 17 км.
Намечена электрификация 475 км линий с наиболее густым пасса-
жирским потоком и 3065 км для грузового движения.
В 1932 г. введен в эксплуатацию магистральный участок с гру-
зовым движением на электрической тяге Хашури—Зестафони За-
кавказской железной дороги через Сурамский перевал, где один
электровоз заменил 3—4 паровоза, при этом значительно возрос-
ла скорость движения поездов. Средства, вложенные в строитель-
но-монтажные работы по электрификации участка, окупились в
первые 4 года эксплуатации.
К концу первой пятилетки (на начало 1933 г.) общая протя-
женность электрифицированных линий составила 129 км, а к нача-
лу 1941 г. — 1865 км, или 1,7 % всей протяженности сети железных
дорог. Были развернуты работы по электрификации ряда приго-
родных участков в Московском и Ленинградском узлах, электри-
фицировались линии с горным профилем на Урале, в Закавказье и
Донбассе.
В эти же годы началось строительство новых магистралей:
Москва—Донбасс, предназначенной для перевозки донецкого угля
в Москву, районы Центра и на север страны; Байкало-Амурской
магистрали для освоения природных богатств территорий, лежа-
щих к северу от Транссиба и других участков железнодорожной
сети на Дальнем Востоке, в Сибири, Казахстане и других районах
страны. Эксплуатационная длина железнодорожной сети возрос-
ла с 76 тыс. км в начале 1928 г. до 106 тыс. км в 1941 г., а протяжен-
ность двухпутных участков — до 28,5 тыс. км.
7-й этап (1941—1945 гг.) — работа железных дорог в годы
Великой Отечественной войны — самый тяжелый период в их ис-
тории. В начале войны железнодорожный транспорт сыграл реша-
ющую роль в массовой эвакуации населения и предприятий из за-
падных районов страны на Урал, в Сибирь, Среднюю Азию и на
Дальний Восток. Передислокация более 2,5 тыс. предприятий, обо-
рудования и миллионов людей, главным образом по железным
дорогам, не имела себе равных в истории.
Большую роль железнодорожный транспорт сыграл также
во всех наступательных и оборонительных операциях, в том чис-
ле в обороне Москвы и в битве за Сталинград. За годы войны на
фронт было доставлено 19,7 млн вагонов, из них 9,8 млн с войс-
ками и 9,9 млн с воинскими грузами, на что потребовалось бо-
лее 440 тыс. поездов.
По мере освобождения территорий страны от оккупации начина-
лось восстановление разрушенных железных дорог, темпы которого в
ходе войны возросли с 4—5 км в сутки в 1942 г. до 15—16 км —в 1945 г.
В годы войны выполнены большие объемы работ по строи-
тельству новых и достройке начатых в мирное время железнодо-
рожных линий, в том числе в прифронтовых районах. Всего было
построено почти 10 тыс. км новых линий, восстановлено почти
90 тыс. км главных путей (в том числе за рубежом более 36 тыс. км)
и около 30 тыс. км станционных (за рубежом 11,5 тыс. км). Создан-
ные коммуникации позволяли обеспечить потребности фронта и
новых промышленных центров в тылу.
8-й этап (1946—1953 гг.) — восстановление и дальнейшее
развитие железнодорожного транспорта в послевоенной пятилет-
ке было направлено на коренное переоснащение железных дорог,
замену старой техники, которая уже не отвечала уровню развития
науки и техники. Техническая отсталость железных дорог прояви-
лась прежде всего в применении малоэкономичной паровозной
тяги, имеющей крайне низкий коэффициент полезного действия.
9-й этап (1954—1988 гг.) — повышение технической осна-
щенности железнодорожного транспорта, внедрение прогрессив-
ных технологий с целью превращения отечественных железных
дорог в одну из крупнейших транспортных систем мира.
Исходя из потребностей хозяйства страны в перевозках, в 1956 г.
было принято решение «О Генеральном плане электрификации
железных дорог». К началу 1956 г. протяженность электрифициро-
ванных линий достигла 5,4 тыс. км. В конце 1956 г. был введен в
эксплуатацию первый опытный участок переменного тока Ожере-
лье—Павелец протяженностью 137 км. С этого времени электри-
фикация транспорта на однофазном переменном токе напряжени-
ем 25 кВ получила широкое развитие.
К концу 1960 г. протяженность электрифицированных линий
достигла почти 14 тыс. км, в 1966 г. была завершена электрифика-
ция 25 тыс. км железных дорог (в том числе 8 тыс. км — на пере-
менном токе). Еще через 5 лет в 1971 г. протяженность электрифи-
цированных линий составила 34 тыс. км, из них 12,5 тыс. км — на
переменном токе.
В 1970—1980-х годах продолжается строительство новых желез-
нодорожных линий. Байкало-Амурская магистраль (БАМ), проклад-
ка которой начата в довоенные годы, стала всенародной стройкой с
1974 по 1984 г., когда на всем ее протяжении было открыто рабочее
движение. Трасса является вторым железнодорожным выходом к
тихоокеанским портам и сокращает дальность перевозок в эти рай-
оны на 400—500 км. БАМ проходит через территорию, богатую по-
лезными ископаемыми, и может способствовать освоению этих бо-
гатств (рис. 1.3). Дорога включает в себя главный ход — от Усть-
Кута до Комсомольска-на-Амуре (3145 км) и так называемый «ма-
лый БАМ», идущий от станции Бамовская на главном ходу Транс-
сибирской магистрали до станции Беркакит, Нерюнгри и далее на
север. На пересечении главного хода и «малого БАМа» находится
станция Тында — центральный транспортный узел магистрали.
10-й этап (1989—1998 гг.) — работа железных дорог в ус-
ловиях перехода к рыночной экономике.
В 1989 г. протяженность железных дорог на территории бывше-
го СССР составила 148 тыс. км, в том числе электрифицированных
магистралей — 54 тыс. км. Из них более половины электрифициро-
вано по системе однофазного переменного тока. Завершен перевод
железных дорог на прогрессивные виды тяги — электрическую и
тепловозную. Проведены работы по техническому переоснащению
всех отраслей железнодорожного хозяйства, усилению верхнего строе-
ния пути, увеличился объем контейнерных и пакетных перевозок.
В 1992 г. протяженность железных дорог и электрифицирован-
ных магистралей, находящихся в ведении МПС, заметно уменьши-
лась в результате отделения значительной части территории при
распаде СССР. В этот период резко замедлилось развитие всех от-
раслей хозяйства, в том числе и железнодорожного транспорта.
Только в 1999 г. впервые за последние 10 лет был отмечен рост
перевозок на 13,2 % к уровню 1998 г.
11-й этап (с 1999 г.) — рост объема перевозок, развитие
интенсивных и ресурсосберегающих технологий перевозок.
В 1998 г. Правительством РФ была принята Концепция струк-
турной реформы федерального железнодорожного транспорта на
период 2000—2005 гг. В декабре 2000 г. МПС России принята Про-
грамма электрификации участков железных дорог и перевод грузо-
потоков с тепловозных ходов на электрифицированные. Одним из
итогов реализации Программы явилось завершение электрифика-
ции Транссибирской магистрали в декабре 2002 г., в результате чего
она стала самой длинной электрифицированной железнодорожной
Рис. 1.3. Схема Байкало-Амурской магистрали
линией в мире. В честь этого события на станции Ружино Дальнево-
сточной железной дороги сооруж ?на памятная стела.
Завершение электрификации Транссиба особенно важно в связи
с прогнозируемым увеличением объема перевозок через порты
Дальнего Востока, а также с учетом возможного соединения в бу-
дущем железных дорог Северной и Южной Кореи и выходом их на
Транссиб через пограничную станцию Хасан.
Учитывая рост протяженности электрифицированных линий с
предельными сроками их службы, МПС России принята Программа
обновления и развития хозяйства электроснабжения на 2000—2005 гг.,
в которой предусмотрено выполнение работ по модернизации мораль-
но устаревших и физически изношенных устройств электроснабже-
ния. Аналогичные программы по модернизации и замене изношен-
ных устройств и оборудования разработаны и выполняются и в дру-
гих хозяйственных отраслях железнодорожного транспорта.
1.3. Организация управления железнодорожным
транспортом
Мировой опыт свидетельствует, что основная проблема управ-
ления транспортом в условиях рыночной экономики заключается
в обеспечении рационального соотношения между воздействием
государства на деятельность транспортных предприятий (компа-
ний) и степенью их самостоятельности. От этого соотношения за-
висит решение многих вопросов экономической, социальной и тех-
нической политики на транспорте.
Специфика работы железных дорог, связанная с необходимос-
тью обеспечения регулярного движения поездов на огромной тер-
ритории страны в различных климатических условиях и четкого
взаимодействия всех звеньев железнодорожного конвейера, требу-
ет особой структуры управления. Такая структура построена в Рос-
сии на принципах, сочетающих единое централизованное руковод-
ство с предоставлением определенных прав линейным предприя-
тиям и организациям, размещенным на территории страны.
Структура управления железнодорожным транспортом приведе-
на на рис. 1.4. Управление этим сложным комплексным механизмом
производится централизованно, по четырехступенчатой системе.
<L>
«Юка» ovo iRd’-iiuE
(уд) njodoif
ВИНЭ1ГЯВС1иХ
irdBuuy
(^9) njodor
БИНЭКЭПХО
xpdruuy
Рис. 1.4. Структурная схема управления железнодорожным транспортом
Единое централизованное руководство отраслями железнодо-
рожного транспорта обеспечивает Министерство транспорта и
ОАО «РЖД».
Возглавляет ОАО «РЖД» президент, который совместно с со-
ветом директоров рассматривает важнейшие вопросы транспорт-
ной политики. Научно-технический совет осуществляет разработ-
ку решений важнейших проблем развития транспорта и представ-
ляет министру рекомендации по их реализации. Через вице-прези-
дентов осуществляется руководство работой департаментов. В непос-
редственном подчинении президента ОАО «РЖД» находятся 17 на-
чальников железных дорог (по числу дорог).
Производственно-территориальный принцип управления ос-
нован на разделении всей железнодорожной сети на железные до-
роги. Руководство каждой из них осуществляет Управление дороги,
возглавляет которое начальник железной дороги.
К началу 2004 г. железнодорожная сеть РФ состояла из 17 же-
лезных дорог. Наибольшую протяженность имеет Октябрьская же-
лезная дорога (10,2 тыс. км). За ней по протяженности следуют: Мос-
ковская железная дорога (9,1 тыс. км), Свердловская (7,1 тыс. км), Се-
веро-Кавказская (6,5 тыс. км), Северная и Дальневосточная, имеющие
протяженность по 6 тыс. км, Западно-Сибирская (5,9 тыс. км), Горь-
ковская (5,4 тыс. км), Южно-Уральская и Куйбышевская (по 4,8 тыс.
км), Юго-Восточная (4,3 тыс. км), Приволжская (4,2 тыс. км), Вос-
точно-Сибирская (3,8 тыс. км), Забайкальская (3,4 тыс. км), Красно-
ярская (3,2 тыс. км), Сахалинская (1 тыс. км) и Калининградская же-
лезная дорога (0,6 тыс. км). Причем последние две дороги отделены
от общей железнодорожной сети Татарским проливом (Сахалинская)
и государственными границами (Калининградская).
Начальник дороги через аппарат управления дороги, включаю-
щий заместителей начальника дороги и производственные отделы и
службы, осуществляет общее руководство работой, проводит в
жизнь государственную политику в области транспорта. В непос-
редственном подчинении начальника дороги находятся начальни-
ки отделений.
Основными структурными подразделениями железной дороги
являются отделения дороги, число которых на сети дорог составля-
ет 64. Аппарат отделения дороги осуществляет общее руководство
работой находящихся в его границах линейных предприятий (стан-
ции, вокзалы, депо, различные дистанции и др.).
В центральном аппарате ОАО «РЖД» имеются департаменты
по основным направлениям деятельности, частично представленные
на рис. 1.5. В управлениях железных дорог этим департаментам соот-
ветствуют службы дорог, которые осуществляют руководство анало-
гичными отделами отделении дороги и линейными предприятиями.
От слаженного взаимодействия всех подразделений железно-
дорожного транспорта зависит обеспечение перевозок пассажиров
и грузов в соответствии с графиками движения поездов и беспере-
бойная, безаварийная работа.
Четкая работа всех звеньев железнодорожного транспорта и
безопасность движения поездов достигаются выполнением Правил
технической эксплуатации (ПТЭ) железных дорог Российской Фе-
дерации. Соблюдение работниками всех предприятий и подразде-
лений железнодорожного транспорта ПТЭ играет огромную роль
в обеспечении безопасности на железной дороге. Эти Правила ус-
танавливают порядок работы железных дорог и всех работников
железнодорожного транспорта, обеспечивающих движение поез-
дов, от рабочего до министра.
Управление перевозками на железнодорожном транспорте осу-
ществляет Департамент перевозок в ОАО «РЖД» и службы пере-
возок (Д) в управлениях дорог. Эти службы организуют движение
поездов и работу локомотивов, использование вагонов, железно-
дорожных путей, устройств сигнализации и связи, вычислительной
техники; в процессе руководства перевозочным процессом они
объединяют и координируют работу других служб.
Оперативно-распорядительный отдел службы перевозок осу-
ществляет круглосуточный контроль за движением поездов и ис-
пользованием локомотивов. В него входят дежурные помощники
начальника отдела по направлениям (диспетчерским кругам) и,
кроме того, дежурный помощник по эксплуатации локомотивов.
В отделе перевозок отделения дороги диспетчерский аппарат
во главе со старшим диспетчером входит в оперативный сектор,
которым руководит заместитель начальника отдела по оператив-
ной работе. В диспетчерскую смену входят поездные участковые
диспетчеры, каждый из которых руководит движением в пределах
„ ОАО «РЖД» Департаменты Департаменты Другие депар- таменты
Материально- технического обеспечения их
Сигнализации, связи и вычис- лительной техники ЦШ
Вагонного хозяйства цв
Пути ЦП
Электрифика- ции и электро- снабжения цэ
Локомотив- ного хозяйства ЦТ
Контейнерных перевозок и коммерческой работы ЦМ
Пассажирский цл
Перевозок ЦД
— Другие службы
— Материально- технического обеспечения ХН
— 1 Службы Сигнализации, связи и вычис- лительной техники Ш
— — Вагонного хозяйства В
£ о §"
ОС ГЗ X с
— СО о о Электро- снабжения Э
— Локомотив- ного хозяйства т
— 1 Службы Контейнерных перевозок и коммерческой раооты М
— — Пассажирский Л
— ► I1еревозок Д
। । | 1 I 1"' 1 "I г 1 1 L 1 Отделение доЬоги | ~ ' I I । । Отделы । । 1 । Отделы । । Г 1 1 1 1 1 1 111 Другие отделы
Материально- технического обеспечения НОДХ
Сигнализации, свя 1и и вычис- лительной техники НОДШ
Вагонного хозяйства НОД В
Пути НОДП
Электро- снабжения НОДЭ
Локомотив- ного хозяйства НОДТ
Контейнерных перевозок и коммерческой работы НОДМ
Пассажирский нодл
Перевозок ПОДИ
зиятия | 1 1 ! Другие пред- приятия
Дистанция сигнализации, связи и вычислительной техники ШЧ
Вагонное депо вчд
Дистанция пути ПЧ
| | | | Линейные предп^
Дистанция электроснаб- жения ЭЧ
Локомотив- ное депо ТЧ
Механизиро- ванная дистанция погрузочно- разгрузочных рабо г МЧ
Вокзал ЯВОК
Станция дс
Рис. 1.5. Структура административного и оперативно-технического подчинения на железнодорожном транспорте
—*- административное подчинение; оперативно-техническое подчинение
определенного диспетчерского круга; локомотивный диспетчер, а
также энерго диспетчер, осуществляющий оперативное руководство
системой железнодорожного электроснабжения. Сменой руково-
дит дежурный по отделению. Примерная структурная схема опе-
ративного руководства движением поездов на отделении дороги
приведена на рис. 1.6.
Основной линейной производственной единицей службы пе-
ревозок является станция, оперативное руководство работой ко-
торой осуществляет дежурный по станции. Он находится в опера-
тивном подчинении поездного диспетчера. Энергодиспетчер руко-
водит работой тяговых подстанций, районов контактной сети и
электроснабжения, дежурные которых находятся в его оператив-
ном подчинении. Локомотивный диспетчер осуществляет руковод-
ство работой дежурных по депо.
Автоматизированная система управления железнодорожным
транспортом (АСУЖТ) внедряется на сети железных дорог. Цель
и задачи системы — совершенствование управления эксплуатаци-
онной системой железных дорог, контроль, учет, планирование, ре-
Рис. 1.6. Структурная схема диспетчерского управления движением на
отделении дороги
гулирование и анализ деятельности предприятий железнодорож-
ного транспорта.
В структурном отношении АСУЖТ делится на три иерархи-
ческих уровня. На высшем уровне решаются задачи управления в
масштабе сети железных дорог с уточнением заданий по дорогам.
К среднему уровню относятся вопросы планирования и управле-
ния в пределах железной дороги с определением заданий для отде-
лений дороги. На низшем уровне решаются технологические зада-
чи на линейных предприятиях.
В АСУЖТ входит ряд систем управления перевозками пасса-
жиров и грузов, работой станций, узлов и участков, эксплуатацией
и ремонтом пути, устройствами электроснабжения, локомотивным
и вагонным хозяйствами. Развитие этих систем, их модернизация,
перевод на современную техническую базу, широкое использова-
ние во всех системах микропроцессоров и компьютерной техники,
создание на их основе автоматизированных рабочих мест (АРМ)
работников различных служб транспорта является неотъемлемым
условием развития АСУЖТ в целом. Система внедряется и совер-
шенствуется по мере развития средств вычислительной техники и
передачи информации, математического, технологического и про-
граммного обеспечения, подготовки квалифицированных кадров.
В соответствии с этим развивается техническая база АСУЖТ —
единая сеть вычислительных центров, оснащенных электронными
вычислительными машинами (ЭВМ). Для высшего уровня создан
Главный вычислительный центр (ГВЦ), на дорогах —- информаци-
онно-вычислительные центры (ИВЦ), для крупных железнодорож-
ных узлов предусмотрены узловые вычислительные центры (УВЦ).
Все центры связаны между собой прямыми каналами связи, обеспе-
чивающими качественную передачу информации с высокой скорос-
тью. Для связи ИВЦ с отделениями дорог, крупными узловыми и
стыковыми станциями, депо, со станционными технологическими
центрами (СТЦ) обработки поездной информации и с другими же-
лезнодорожными подразделениями организуются средне- и
низкоскоростные каналы связи. На уровне линейных предприятий,
а также локальных автоматизированных систем, ограниченных тер-
риторией станций и узлов, создаются локальные вычислительные
сети (ЛВС), выполняемые на базе персональных ЭВМ (ПЭВМ) и стан-
дартного сетевого оборудования.
Создание очень мощных вычислительных комплексов, предусмот-
ренных Программой информатизации железнодорожного транспор-
та России на 1996—2005 гг., реализация новых принципов организа-
ции вычислительной сети и системы передачи данных (СПД) позво-
ляют на новом уровне решать задачи сбора, обработки и предостав-
ления информации пользователям. Сеть передачи данных должна
стать единой для железных дорог России и открытой для санкциони-
рованного подключения заинтересованных пользователей.
Предусмотрено ускоренное создание современных магистраль-
ных сетей оперативно-технологических линий связи, в том числе
спутниковых и волоконно-оптических (ВОЛС). Так, цифровая
транспортная волоконно-оптическая сеть, созданная ОАО «РЖД»
совместно с компанией «ТрансТелеКом», представляет собой мощ-
ную коммуникационную систему (рис. 1.7). Вдоль железных дорог
строится и вводится в эксплуатацию сеть волоконно-оптических
кабелей (ВОК), общая протяженность которой составит примерно
35 тыс. км. ВОК подвешивают на опорах контактной сети. Все уча-
стки строительства волоконно-оптической сети состыкованы меж-
ду собой в 2004 г. Для возможности поэтапного введения участков
ВОЛС в общую сеть принято решение соединить их между собой
спутниковыми каналами связи после ввода в эксплуатацию цент-
ральной станции спутниковой связи в Санкт-Петербурге. Волокон-
но-оптическая сеть «ТрансТелеКом» будет сопряжена также с меж-
дународными ВОЛС на железнодорожных станциях Санкт-Петер-
бург, Красное, Белгород, Адлер, Наушки, Владивосток, Находка
и др. (см. рис. 1.7).
Одной из важнейших систем, входящих в АСУЖТ, является
автоматизированная система управления локомотивным хозяй-
ством (АСУТ), которая осуществляет централизованный учет ло-
комотивного парка по его использованию и состоянию, планиру-
ет работу локомотивов и локомотивных бригад, техническое со-
держание и ремонт локомотивов.
Система управления устройствами электроснабжения (АСУЭ)
является функциональной подсистемой АСУЖТ. Наряду с задача-
ми оптимального управления АСУЭ решает задачи, связанные со
сбором, обработкой информации, планированием и прогнозиро-
ванием состояния оборудования и технологических процессов.
Этапы реорганизации структуры управления железнодорожным
транспортом. В середине 1998 г. Правительством РФ было принято
постановление «О концепции структурной реформы федерального
железнодорожного транспорта». Согласно постановлению функции
железных дорог как Федеральных государственных унитарных пред-
приятий (ФГУП) должны быть ограничены в основном оказанием
услуг по пользованию инфраструктурой отрасли, включающей путь
и путевое хозяйство, станционное и локомотивное хозяйства, систе-
му железнодорожного электроснабжения, сигнализации и связи, ин-
формационного обеспечения перевозок, а также объекты техничес-
кого обслуживания подвижного состава в пути следования.
Реализация рада мероприятий данной концепции позволила уже
на этапе 1998—2000 гг. уменьшить почти на 40 % транспортную со-
ставляющую в конечной цене промышленной продукции, однако не-
гативная тенденция активного старения основных производственных
фондов сохранилась. Решение этой проблемы за счет внутренних
средств отрасли привело бы к резкому росту стоимости перевозок (и
тарифов), сокращению эксплуатационных расходов, сбоям в работе
железных дорог и к снижению безопасности движения поездов.
В целях повышения устойчивости работы железнодорожного
транспорта, безопасности и улучшения качества оказываемых ус-
луг, формирования единой эффективной транспортной системы
страны, а также для снижения совокупных народнохозяйственных
затрат на перевозки грузов железнодорожным транспортом и удов-
летворения растущего спроса на услуги, оказываемые на железно-
дорожном транспорте, Правительство РФ в мае 2001 г. приняло
постановление «О Программе структурной реформы на железно-
дорожном транспорте». Реформирование в соответствии с этим
постановлением планируется на срок с 2001 по 2010 г. в три этапа.
Первый этап (2001—2002 гг.) — разделение на железнодо-
рожном транспорте функций государственного регулирования и
хозяйственного управления, создание открытого акционерного об-
щества «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»).
Второй этап (2003—2005 гг.) — реорганизация ОАО
«РЖД» путем выделения в дочерние акционерные общества само-
стоятельных структурных подразделений, осуществляющих отдель-
ные виды предпринимательской деятельности на железнодорож-
ном транспорте (пассажирские перевозки дальнего следования, спе-
циализированные грузовые перевозки, перевозки пассажиров в при-
городном сообщении, услуги по ремонту технических средств и про-
изводству запасных /астей, а также иные виды деятельности, не
связанные с перевозками), привлечение инвестиций для развития
железнодорожного транспорта (рис. 1.8).
Третий этап (2006—2010 гг.) — продолжение привлечения
инвестиций для развития железнодорожного транспорта путем про-
дажи пакета акций дочерних обществ открытого типа ОАО «РЖД».
Предусматривается также переход значительной части локомоти-
вов, грузовых вагонов в частную собственность, развитие конку-
ренции в сфере грузовых и дальних пассажирских перевозок, уве-
личение числа компаний, осуществляющих пригородные перевоз-
Рис. 1.8. Структура управления пассажирскими перевозками дальнего
следования в конце второго этапа реформирования
ки, принадлежащих частично или полностью субъектам РФ (обла-
стям, краям, республикам) или муниципальным властям.
Высшие и средние специальные учебные заведения сохраняют
при этом статус государственных учреждений образования, а так-
же бюджетный источник финансирования. В ОАО «РЖД» предпо-
лагается создание фонда финансовой поддержки вузов, технику-
мов и колледжей, аналогичного существовавшему в МПС, для ук-
репления и развития их материально-технической и учебно-лабо-
раторной базы и поддержки собственных учреждений ОАО «РЖД»
по переподготовке кадров.
Предусматривается сохранение в системе железнодорожного
транспорта учреждений здравоохранения, связанных с медицин-
ским обеспечением безопасностью перевозок, оказанием квалифи-
цированной медицинской помощи работникам железнодорожно-
го транспорта, предупреждением производственного травматизма
и профессиональных заболеваний.
Таким образом, осуществление Программы структурной ре-
формы железнодорожного транспорта послужит стимулом его пе-
рехода на новую ступень развития.
1.4. Устройства и технические средства
железных дорог
Бесперебойное движение поездов на железнодорожном гране-
порте обеспечивает комплекс технических средств, в который вхо-
дят железнодорожные пути и путевое хозяйство, станции, разъез-
ды и другие раздельные пункты, а также средства регулирования
движением на путях и др. устройства.
1.4.1. Путь и путевое хозяйство
Железнодорожный путь — это комплекс сооружений, предназ-
наченный для пропуска по нему поездов с установленной скорос-
тью. От состояния пути зависит непрерывность и безопасность дви-
жения поездов.
Железнодорожный путь работает в условиях постоянного воз-
действия атмосферных и климатических факторов, воспринимает
большие нагрузки от проходящих поездов. При этом все элементы
железнодорожного пути должны обеспечивать безопасное и плав-
ное движение пассажирских и грузовых поездов с наибольшими
скоростями, установленными для данного участка. Железнодорож-
ный путь состоит из нижнего и верхнего строений.
Нижнее строение пути включает земляное полотно и искусст-
венные сооружения (мосты тоннели, виадуки, подпорные стены
и др.). Земляное полргно представляет собой специально от-
сыпанное или выработанное грунтовое основание железнодорож-
ного пути в форме насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки и т.д.
Верхняя часть земляного полотна называется основной площад-
кой, которая может быть выше (насыпь) или ниже (выемка) поверх-
ности земли. Основная площадка служит основанием для балласт-
ной призмы, на которую укладывают рельсо-шпальную решетку.
Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговеч-
ным, требующим минимума расходов на его устройство, содержа-
ние и ремонт, обеспечивающим возможность широкой механиза-
ции работ. Выполнение этих требований достигается правильным
выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением при
строительстве, приданием земляному полотну очертаний, способ-
ствующих отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.
При несоблюдении правил сооружения и эксплуатации зем-
ляного полотна, а также при нарушении устойчивости земной по-
верхности или стихийных явлениях происходит изменение формы,
так называемая деформация земляного полотна.
Деформации и повреждения основной площадки земляного по-
лотна проявляются в виде углублений и пучин. Углубления на основ-
ной площадке образуются при вдавливании балластного слоя в зем-
ляное полотно. При недостаточной толщине балластного слоя (на
рис. 1.9 он отмечен точками) или низкой несущей способности грунта
основной площадки образуются углубления, называемые балластны-
Рис. 1.9. Деформации основной площадки земляного полотна
ми корытами (рис. 1.9, а). Если не принять своевременных мер, то бал-
ластные корыта увеличиваются, образуя балластные ложа (б),
мешки (в и гнезда (г). При выпучивании грунта вверх вследствие замер-
зания задержавшейся в нем или поступающей из нижних более теплых
слоев воды образуются пучины.
Для предупреждения деформаций основной площадки насыпи
отсыпают однородным грунтом с высокой несущей способностью,
тщательно уплотняют их, не допускают попадания в тело земляного
полотна воды, обеспечивают достаточную толщину балластного
слоя. Пучины ликвидируют понижением уровня грунтовых вод ниже
глубины промерзания, устройством мелиорационных и дренажных
устройств для отвода воды, а также отеплением земляного полотна
укладкой противопучинных шлаковых и асбестовых подушек.
Искусственные сооружения предназначены для пе-
ресечения железной дорогой водных преград, автомобильных и дру-
гих железных дорог, глубо-
ких ущелий, горных хребтов,
застроенных городских тер-
риторий, а также для обеспе-
чения безопасного перехода
людей через железнодорож-
ные пути и устойчивости зем-
ляного полотна в сложных
геологических условиях.
Наиболее распростра-
ненными видами искусствен-
ных сооружений являются
мосты и водопропускные
трубы (рис. 1.10), укладывае-
мые под насыпями на неболь-
ших водотоках и суходолах
доя пропуска талых и ливне-
вых вод. Иногда для этих це-
лей сооружают малые мосты
длиной до 25 м (рис. 1.11).
Средние мосты длиной
от 25 до 100 м и большие —
Рис. 1.11. Малый мост
от 100 до 500 м строятся при пересечении железной дорогой зна-
чительных водных преград. Такие мосты (рис. 1.12) состоят из про-
летных строений 3, являющихся основанием для пути. Береговые
опоры моста называются устоями 7, а промежуточные — «быка-
ми» 5. Опорами мост разделяется на пролеты. Пролетные строе-
ния укладывают на опоры через неподгчжные 2 и подвижные 4
опорные элементы, которые позволяю пролетному строению не-
сколько перемещаться при изменениях температуры и изгибать-
ся под нагрузкой. При этом с одной стороны пролета устанавли-
вают неподвижные, а с противоположной — подвижные опорные
элементы. Длиной моста L называется расстояние между задни-
ми гранями его береговых устоев.
Пролетные строения состоят из ферм, имеющих верхний и ниж-
ний пояса, на которые укладывают мостовое полотно. В зависи-
мости от расположения мостового полотна (проезжей части) на
уровне верхнего или нижнего пояса мост называют либо «с ездой
поверху» (рис. 1.13, а), либо «с ездой понизу» (рис. 1.13, б). При
пересечении железной дорогой многоводных рек обычно строят
многопролетные мосты с ездой посередине (рис. 1.13, в).
В качестве материала для сооружения мостов используют-
ся дерево, камень, металл и железобетон. Деревянные и камен-
ные мосты в настоящее время не строятся. Средние и большие
мосты сооружают в основном из металла; они составляют око-
ло 70 % общей протяженности всех мостов на сети железных
Рис. 1.12. Схема моста:
L — полная длина моста; /р — расчетный пролет; /| + /2 + /3 — отверстие
моста; ГВВ — горизонт высоких вод; ГМВ — горизонт меженных
(средних) вод
a
в
Рис. 1.13. Конструкции мостов с ездой поверху (а), понизу (б) и посередине (в)
дорог. Малые мосты собирают, как правило, из железобетон-
ных конструкций.
Для обеспечения безопасности людей, пересекающих железную
дорогу в населенных пунктах, строятся пешеходные мосты (рис. 1.14),
обычно возле вокзалов и остановочных пунктов пригородных линий.
При пересечении железной дорогой глубоких оврагов, лощин,
горных ущелий и нецелесообразности устройства высоких насы-
пей возводят виадуки, (рис. 1.15) — сооружения мостового типа на
Рис. 1.14. Пешеходный мост
Рис. 1.15. Виадук
высоких опорах, а при пересече-
нии водовода с железной доро-
гой акведуки — водопроводные
сооружения в виде моста или эс-
такады с лотком или грубой.
Подобные сооружения — эс-
такады (рис. 1.16) устраивают на
подходах к большим мостам че-
рез реки с широкими поймами, а
также в городах взамен больших
насыпей, так как они меньше
стесняют улицы и не препятству-
ют проезду и проходу под ними.
Рис. 1.16. Эстакада на подходах к большому мосту
Рис. 1J 7. Тоннель
Рис. 1.18. Галерея
Тоннели (рис. 1.17) строят в горной местности, их прокладка
зачастую обходится дешевле, чем строительство глубоких вые-
мок, виадуков или длинных обходов. Противообвальные галереи
(рис. 1.18) сооружаются в горных условиях для защиты железно-
дорожных путей и поездов от камнепадов и селевых потоков.
Путепроводы предназначены для независимого и безопасного про-
пуска транспорта в разных уровнях в местах пересечения железных и
автомобильных дорог (рис. 1.19) или двух железнодорожных линий.
Дюкеры (рис. 1.20) сооружают для пропуска под железнодорож-
ным путем потоков воды. Они представляют собой два колодца,
расположенных с обеих сторон железнодорожного пути и соеди-
ненных трубой. Дюкеры устраивают при сооружении каналов, во-
Рис. 1.19. Путепровод
Рис. 1.20. Дюкер
допровода, канализации, когда обычную трубу проложить невоз-
можно из-за расположения пути в неглубокой выемке.
Верхнее строение пути служит для направления движения под-
вижного состава, восприятия нагрузки от его колес и передачи ее
на нижнее строение.
Верхнее строение пути (рис. 1.21) представляет собой комплекс-
ную конструкцию, включающую рельсы 7, шпалы 2, рельсовые скреп-
ления 5, щебеночный балласт 4, песчаную подушку 5, а также про-
тивоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья
и др. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсо-шпальную
(путевую) решетку. При этом шпалы заглубляются в балластный
слой, укладываемый на основную площадку земляного полотна.
Верхнее строение пути работает в сложных условиях, подвер-
гаясь воздействиям проходящих поездов, атмосферных осадков,
ветра, изменениям температуры. При этом оно должно быть дос-
таточно прочным, устойчивым, долговечным и экономичным.
Рельсы предназначены для направления движения колес подвиж-
ного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы.
Кроме того, рельсы используются как проводники сигнальных токов
автоблокировки, а также в качестве элементов тяговых сетей на элек-
трифицированных участках железных дорог. Для надежной работы
Рис. 1.21. Элемен-
ты верхнего
строения пути
они должны быть прочными, долговечными, износоустойчивыми,
достаточно твердыми, но не хрупкими, чтобы выдерживать ударно-
динамические нагрузки. Материалом для рельсов служит высокопроч-
ная углеродистая сталь. В зависимости от массы и поперечного про-
филя рельсы подразделяются на типы Р50, Р65, Р75. Буква «Р» озна-
чает «рельс», а число — округленную массу в килограммах одного
метра рельса. Высота и ширина головки 1 и подошвы 5, а также тол-
щина шейки 2 (рис. 1.22) каждого типа рельсов стандартизованы.
Шпалы являются основным видом подрельсовых оснований и
служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на бал-
ластный слой. По условиям эксплуатации шпалы должны быть
прочными и упругими, а также дешевыми. Материалом шпал слу-
жит дерево и железобетон. В некоторых тропических странах в ка-
честве шпал используют металлические брусья. Около 90 % всех
шпал на железных дорогах мира составляют деревянные, пропи-
танные масляным антисептиком для защиты от загнивания. Дос-
тоинством деревянных шпал является легкость, упругость, удобство
крепления к ним рельсов, а их недостатком — сравнительно неболь
шой срок службы (15—18 лет) из-за износа, растрескивания и гние
ния, а также значительный
расход дефицитной деловой
древесины. Начиная с 1956 г.
на железных дорогах страны
получили широкое примене-
ние железобетонные шпалы с
предварительно напряженной
арматурой, предохраняющей
шпалы от появления трещин
во время эксплуатации. Дос-
тоинством таких шпал являет-
ся долговечность (40—50 лет),
обеспечение высокой устой-
чивости пути, плавность дви-
жения поездов, экономия дре-
весины.
Рельсовые скрепления слу-
Рис. 1.22. Поперечный профиль рельса
жат для прикрепления рельсов
к шпалам и скрепления их в рельсовые плети. Они делятся на про-
межуточные, обеспечивающие надежную и достаточно упругую
связь рельсов со шпалами или с другим подрелъ лэвым основани-
ем, и стыковые — для продольного соединения рельсовых звеньев
между собой в месте их стыка.
Промежуточные скрепления могут быть трех основных ви-
дов: нераздельные, смешанные и раздельные. При нераздельном
скреплении (рис. 1.23, а) рельс 1 и подкладки 3, на которые они
опираются, крепятся к шпалам 4 одними и теми же костылями 2.
При смешанном скреплении (рис. 1.23, б) подкладки, кроме того,
крепятся к шпалам дополнительными костылями 5. При раздель-
ном скреплении (рис. 1.24) рельс 11 крепится к металлическим
подкладкам 8 жесткими или упругими клеммами 2 и клеммными
Рис. 1.23. Промежуточные костыльные скрепления для деревянных шпал:
а — нераздельное; б — смешанное
Рис. 1.24. Раздельное
скрепление типа КБ
для железобетонных
шпал
прижимными болтами 7, а подкладки к шпалам — закладными
болтами 4 или шурупами с помощью плоских 9 и пружинных
двухвитковых 10 шайб. В гнезде шпалы закладной болт удержи-
вается анкерной шайбой 5 и изолируется от подкладки изолиру-
ющей втулкой 3. Прокладки 6 и резиновая подкладка 7 умень-
шают жесткость и служат электроизоляцией рельсов от шпал 12
при электрической тяге и автоблокировке.
Стыковые скрепления соединяют рельсы в непрерывную нить.
Места соединений рельсов называются рельсовыми стыками. По
расположению относительно стыковых шпал различают стыки на
весу, на шпале и на сдвоенных шпалах. Стандартным на железных
дорогах России принят стык на весу (рис. 1.25, а). Основными эле-
ментами стыковых скреплений являются накладки 7, болты 3 с гай-
ками 4 и пружинные шайбы 2 (рис. 1.25, б). Стандартные двухголо-
вые четырех- и шестидырные накладки имеют достаточную проч-
ность и простую конструкцию и не подвержены изломам. Так как с
изменением температуры длина рельсов меняется, то между их тор-
цами в стыках оставляют зазор, наибольшая величина которого
во избежание сильных ударов по рельсам колесных пар подвижно-
го состава не должна превышать 21 мм.
Под действием сил, которые создаются при движении поездов
по рельсам и особенно при торможении на затяжных спусках, мо-
жет происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или
вместе со шпалами по балласту, которое называется угоном пути.
На двухпутных участках угон происходит по направлению движе-
ния, а на однопутных линиях может быть двусторонним. Наилуч-
Рис. 1.25. Стандартный стык на весу рельсов типа Р65:
а — общий вид; б — поперечный разрез
Рис. 1.26. Пружинный
противоугон
ший способ Предотвращения угона
пути — укладка его на щебеночном
балласте и применение раздельных
промежуточных скреплений, которые
обеспечивают достаточное сопротив-
ление продольному перемещению
рельсов и не требуют дополнительно-
го закрепления.
При нераздельном и смешанном
скреплениях для предотвращения уго-
на пути применяют противоугоны.
Наиболее простыми являются пружин-
ные противоугоны (рис. 1.26), пред-
ставляющие собой пружинную скобу, защемленную на подошве рель-
са и упирающуюся в шпалу. Применяют также самозаклинивающи-
еся противоугоны, состоящие из скобы и клина с упором, который
прижимается к шпале и при перемещении рельса заклинивается. Пру-
жинные противоугоны легче клиновых, состоят из одной детали, хо-
рошо работают как на однопутных, так и на двухпутных линиях,
уход за ними легче и требует меньших трудозатрат.
Устройство рельсовой колеи тесно связано с конструкцией и
размерами колесных пар подвижного состава. Колесная пара
(рис. 1.27) состоит из стальной оси 7, на которую наглухо наса-
жены колеса 3, имеющие для предотвращения схода с рельсов
направляющие гребни 2. Поверхности катания колес подвижно-
го состава места соприкосновения их с рельсами имеют в сред-
Рис. 1.27. Колесная
пара на рельсовой
колее
ней части небольшую коничность, которая обеспечивает более
равномерный износ колес; большее сопротивление горизонталь-
ным силам, направленным поперек пути; меньшую чувствитель-
ность к его неисправностям, а также препятствует появлению на
поверхности катания желоба, затрудняющего прохождение ко-
лесных пар по стрелочным переводам. Для обеспечения лучше-
го контакта рельсы также устанавливаются с небольшим накло-
ном внутрь колеи (с так называемой подуклонкой).
Расстояние между внутренними головками рельсов называет-
ся шириной колеи, которая складывается из расстояния между ко-
лесами (1440 ± 3 мм), двух толщин гребней и зазора между колеса-
ми и рельсами, необходимого для свободного прохождения колес-
ных пар. Ширина колеи на прямых участках пути и кривых радиу-
сом 350 м и более должна быть 1520 мм с допусками в сторону уши-
рения 8 мм и в сторону сужения 4 мм. Верх головок рельсов нитей
пути на прямых участках должен быть расположен на одном уров-
не. На прямых участках пути разрешается содержать одну рельсо-
вую нить на 6 мм выше другой.
При сооружении пути стыки на обеих рельсовых нитях распо-
лагают точно один против другого, что по сравнению с расположе-
нием стыков со смещением (вразбежку) уменьшает число ударов
колесных пар о рельсы, а также позволяет заготовлять и менять рель-
со-шпальную решетку звеньями с помощью путеукладчиков.
Расстояния между осями смежных путей (междупутья) опреде-
ляются условиями обеспечения безопасности людей, находящихся
на них. На прямых участках перегонов двухпутных линий расстоя-
ние между осями путей должны быть на менее 4100 мм (рис. 1.28).
Расстояние между осями второго и третьего путей на трехпутных и
четырехпутных линиях — 50 тыс. мм (см. рис. 1.28) позволяет оста-
вить на междупутье инвентарь и инструмент при ремонтных рабо-
тах в случае проследования по этим путям поездов. На кривых уча-
стках размеры междупутья, а также расстояния между осью пути и
различными строительными конструкциями зависят от радиуса
кривой, скорости движения, месторасположения кривой (перегон
или станция) и других факторов.
Путевое хозяйство включает в себя железнодорожный путь со
всеми его сооружениями и устройствами, а также производствен-
Рис. 1.28. Расстояния между осями путей на прямых участках перегона
ные предприятия и подразделения, предназначенные для обеспе-
чения содержания пути и путевых устройств в постоянной исправ-
ности и безопасного и плавного движения поездов с наибольшими
скоростями, установленными для данного участка.
Путевым хозяйством железных дорог руководит Департамент
пути и сооружений ОАО «РЖД» (см. рис. 1.5), на дорогах — службы
пути, а на отделениях дорог — отделы пути. Линейными предприя-
тиями путевого хозяйства являются дистанции пути (ПЧ), дистан-
ции лесозащитных насаждений и путевые машинные станции (ПМС).
Дистанции пути, в свою очередь, делятся на участки, возглавляемые
начальниками участков. Содержание и ремонт пути осуществляется
бригадами монтеров пути с использованием высокопроизводитель-
ных специализированных путевых машин и комплексов.
Капитальный ремонт пути и другие капитальные работы обыч-
но выполняют ПМС, а в отдельных случаях — ремонтные колон-
ны дистанций пути.
Текущее содержание пути является одним из основных видов
путевых работ. Цель текущего содержания — предупреждение по-
явления расстройств пути, выявление и устранение неисправнос-
тей и вызывающих их причин, обеспечение постоянной исправно-
сти всех элементов пути.
Надзор за состоянием пути осуществляется обходчиками же-
лезнодорожных путей и искусственных сооружений, дежурными
по переездам. Текущие и периодические осмотры осуществляют-
ся начальником дистанции пути, его заместителями, начальника-
ми участков, дорожными мастерами и бригадирами монтеров
пути и искусственных сооружений. Для производства работ по
текущему содержанию пути в графике движения поездов должны
предусматриваться «окна», т.е. перерывы в движении продолжи-
тельностью от 2 до 4 ч.
1.4.2. Раздельные пункты
Раздельные пункты делят железнодорожные линии на перегоны
и блок-участки, что необходимо для обеспечения безопасного дви-
жения по участку заданного числа поездов. Между двумя смежны-
ми раздельными пунктами может находиться только один поезд.
Разъезды — раздельные пункты на однопутных линиях, имею-
щие путевое развитие для скрещения и обгона поездов.
Обгонные пункты — раздельные пункты на двухпутных лини-
ях, имеющие путевое развитие, которое допускает обгон поездов,
а в необходимых случаях — перевод поезда с одного главного пути
на другой.
Путевые посты — раздельные пункты без путевого развития,
предназначенные для регулирования движения поездов при полу-
автоматической блокировке.
Проходные светофоры также являются раздельными пунктами
на участках, оборудованных автоблокировкой. Каждый светофор
на таком участке является границей перегона (или блок-участка) и
в зависимости от сигнального показания разрешает или запреща-
ет поезду проследовать с одного блок-участка на другой.
Станции — раздельные пункты, имеющие путевое развитие, ко-
торое позволяет выполнять операции по приему, отправлению, скре-
щению и обгону поездов, а также операции по приему, выдаче грузов
и обслуживанию пассажиров, а при развитых путевых устройствах —
маневровую работу по расформированию и формированию поездов
и технические операции с поездами, вагонами и локомотивами.
На сети железных дорог России насчитывается около 7 тыс.
железнодорожных станций. Они имеют огромное значение в рабо-
те железнодорожной сети, являясь основными производственно-
хозяйственными линейными предприятиями, через которые осу-
ществляется непосредственная связь железных дорог с клиентурой
при организации перевозок грузов, пассажиров и багажа. По ха-
рактеру работы станции делятся на про межуточные, участковые,
сортировочные, пассажирские и грузовые.
Промежуточные станции предназначены для скрещения, об-
гона и пропуска поездов, а также для выполнения работ по погруз-
ке-выгрузке грузов; посадке-высадке пассажиров; по приему, хра-
нению и выдаче багажа. Число приемо-отправочных путей на про-
межуточных станциях составляет от двух до четырех (без главных)
в зависимости от размеров движения.
Участковые станции размещаются на границах участков, на
которые разделены железнодорожные линии, для организации об-
служивания поездов и работы локомотивных бригад, техническо-
го осмотра, экипировки и ремонта подвижного состава, расфор-
мирования и формирования сборных и участковых поездов. На
большинстве железнодорожных линий расстояния между участко-
выми станциями с основным депо при электрической тяге состав-
ляют 700—1000 км, а при тепловозной тяге — 500—800 км.
Участковые станции предназначены для выполнения следую-
щих работ:
- приема и отправления транзитных пассажирских и грузовых
поездов со сменой локомотивов и локомотивных бригад или со
сменой только локомотивных бригад;
- технического и коммерческого осмотров вагонов и их ремон-
та, технического осмотра, экипировки и ремонта локомотивов;
- расформирования и формирования составов сборных и уча-
стковых поездов;
- обслуживания пассажиров, приема и выдачи багажа и почты;
- погрузки и выгрузки грузов.
Сортировочные станции предназначены для массового расфор-
мирования и формирования грузовых поездов. На них распреде-
ляют (сортируют) вагоны по пунктам назначения и формируют из
них поезда, идущие на большие расстояния без переработки в пути.
Сортировочные станции устраивают в районах массовой по-
грузки и выгрузки грузов, на подходах к крупным промышленным
центрам, в узловых пунктах железных дорог, где перекрещивают-
ся большие вагонопотоки. Для выполнения сортировочной рабо-
ты на этих станциях сооружают сортировочные парки, горки, вы-
тяжные пути. Для выполнения операций с поездами предусматри-
ваются отдельные парки приема поездов, поступающих в перера-
ботку; парки отправления сформированных поездов, а также спе-
циальные парки или пути для приема и отправления транзитных
грузовых поездов. Парки приема, сортировки и отправления со-
вместно с горкой образуют сортировочную систему.
Пассажирские станции выполняют работу по обслуживанию
пассажиров (продажу билетов, посадку и высадку пассажиров,
прием, хранение, выдачу багажа и ручной клади, прием и от-
правление почты), осуществляют подготовку пассажирского под-
вижного состава к перевозкам и организуют движение пассажир-
ских поездов. Пассажирские станции располагаются в крупных
городах и промышленных центрах со значительным объемом
пассажирских перевозок.
В зависимости от характера выполняемых работ различают:
- собственно пассажирские станции, на которых осуществля-
ются операции по обслуживанию и пропуску пассажирских поез-
дов, а также все операции по оформлению проезда пассажиров и
провозки багажа;
- технические пассажирские станции, предназначенные для эки-
пировки, ремонта, дезинфекции и отстоя пассажирских составов, на-
чинающих и заканчивающих свое следование на данной станции;
- объединенные пассажирские станции, выполняющие все
операции по обслуживанию как пассажиров, так и пассажирских
составов.
Грузовые станции предназначены для массовой погрузки и
выгрузки вагонов; их устраивают в крупных промышленных и на-
селенных пунктах. В зависимости от назначения и характера вы-
полняемой работы грузовые станции подразделяют на неспециа-
лизированные (общего пользования), служащие для погрузки и
выгрузки всех видов грузов, и специализированные (необщего
пользования) — для отдельных видов грузов, которые обычно рас-
полагают в районах добычи полезных ископаемых, заготовки сы-
рья, древесины или в больших городах — для обслуживания круп-
ных предприятий.
К числу грузовых относятся также портовые станции, обслу-
живающие морские и речные порты при перевалке грузов с желез-
ной дороги на водный транспорт и обратно. S
Железнодорожный узел является пунктом примыкания (слия-
ния) или пересечения нескольких железнодорожных линий. В его
составе, как правило, имеются специализированные станции и дру-
гие раздельные пункты.
Железнодорожный узел обычно располагается вблизи круп-
ных населенных пунктов и является частью комплексного транс-
портного узла (стыкового пункта), в котором сходятся или пере-
секаются маршруты различных видов транспорта, выполняющих
совместные операции по обслуживанию транзитных, местных и
городских перевозок. В транспортный узел, помимо железных
дорог, могут входить морской и речной порты, аэропорты, авто-
мобильные дороги, сеть промышленного и трубопроводного
транспорта.
В транспортном узле происходит массовая пересадка пассажи-
ров и передача грузов с одного вида транспорта на другой. Стыко-
выми пунктами железнодорожного и других видов транспорта яв-
ляются также пассажирские и грузовые станции.
1.4.3. Системы регулирования и обеспечения безопасности
движения поездов
Для регулирования и обеспечения безопасности движения
поездов по перегонам и станциям предназначены железнодорож-
ные системы автоматики и телемеханики. Их применение позво-
ляет увеличить пропускную способность железнодорожных ли-
ний и станций, перерабатывающую способность сортировочных
узлов, а также повысить производительность и культуру труда
работников железнодорожного транспорта.
Комплекс технических средств железнодорожной автоматики
принято называть устройствами сигнализации, централизации и
блокировки (СЦБ).
Сигнализация — единая система сигналов и технических средств
для передачи приказов, относящихся к движению поездов и манев-
ровой работе на станциях.
Централизация — комплекс технических средств управления
сигналами и стрелками на станциях или участках из одного пунк-
та (центра) управления.
Блокировка (путевая) — система автоматики, обеспечивающая
разграничение поездов во время движения на железнодорожном
участке в соответствии с показаниями сигналов.
Сигнал — условный видимый или звуковой знак, с помо-
щью которого подается определенный приказ, подлежащий бес-
прекословному выполнению.
Видимые сигналы подаются светофорами, дисками, щитами,
фонарями, флагами, сигнальными указателями и знаками. В зави-
симости от сигнальных приборов, которыми их подают, они под-
разделяются:
- на постоянные — светофоры, устанавливаемые в определен-
ных местах железнодорожного пути;
- переносные — щиты, флаги, фонари на шестах, предназна-
ченные для временного ограждения тех или иных участков пути и
подвижного состава на станционных путях и перегоне при вынуж-
денной остановке;
- ручные — флаги, диски, посредством которых подают раз-
личные команды и указания поездам.
Звуковые сигналы выражаются числом и сочетанием звуков раз-
личной продолжительности. Они подаются свистками локомоти-
вов, дрезин, ручными свистками, духовыми рожками, сиренами,
гудками и петардами. Звуковые сигналы подаю г по возможности
так, чтобы не создавать шума в населенных пунктах, поэтому они
слышны на сравнительно небольшом расстоянии.
Основными сигнальными цветами на транспорте являются крас-
ный, желтый и зеленый. Их выбор не случаен: установлено, что
при одинаковой силе света красный огонь лучше виден и искажа-
ется меньше, чем другие огни, поэтому он принят в качестве сигна-
ла остановки. Желтый цвет близок к красному, виднее зеленого,
разрешает движение, но требует снижения скорости. Зеленый огонь
светофора разрешает движение с установленной на данном участ-
ке скоростью.
Светофор — основной сигнальный оптический прибор на
железнодорожном транспорте, регулирующий движение поездов
цветом одного или нескольких огней как днем, так и ночью. По
конструкции светофоры могут быть линзовыми или прожекторны-
ми. Прожекторные светофоры по расходу электроэнергии более
экономичны, чем линзовые, но менее надежны в эксплуатации.
Преимущественное распространение поэтому получили линзовые
светофоры (рис. 1.29, а, б). Их размещают либо на низком фунда-
менте (маневровые светофоры), либо на металлической или желе-
зобетонной мачте 4 (проходные), на которой крепят головку 1 све-
тофора, снабженную фоновым щитком 3 для улучшения видимос-
ти сигналов и козырьками 2, защищающими фонари от попадания
грязи, снега, солнечных лучей и света локомотивных прожекторов
(во избежание искажения сигнальных показаний). Для каждого цве-
та (огня) светофор имеет отдельный линзовый комплект (рис. 1.29, в)
с лампами накаливания 9 мощностью 15, 25 и 35 Вт, напряжением
12 В (на рис. 1.29 — три комплекта). Каждый линзовый комплект
отделен от других комплектов светофорной головки перегородка-
ми, благодаря чему исключается появление ложного сигнала от со-
седней горящей лампы. В металлическом корпусе 8 линзового ком-
плекта крепятся внутренняя цветная 5 и наружная бесцветная 6 лин-
зы, а также рассеивающее стекло 7, отклоняющее лучи на 10—20°
в горизонтальной плоскости, благодаря чему сигнальные огни све-
а
На перегоне
не менее 2750
На станции
не менее 2450
Рис. 1.29. Линзовый светофор:
а — вид вдоль пути; б — вид сбоку; в — линзовый комплект
тофоров видны в любых точках кривых на расстоянии не менее
тормозного пути.
Системы интервального регулирования движения поездов одно-
временно обеспечивают безопасность движения поездов и необхо-
димую пропускную способность железнодорожной магистрали.
На первых железных дорогах, когда между станциями не было
средств связи для передачи сообщений об отправлении и прибы-
тии поездов, их движение осуществляли по следующему принци-
пу: один поезд от другого, движущегося в том же направлении,
отделяли промежутком времени. При таком способе задержка по-
езда в пути создавала опасность наезда на него идущего сзади со-
става. С ростом интенсивности движения поездов было выработа-
но правило, по которому на перегоне должен находиться только
один поезд, для чего между станциями, ограничивающими перего-
ны, были устроены линии связи для передачи сведений об отправ-
лении и о прибытии поездов, а также для согласования очереднос-
ти их пропуска по перегону.
К основным средствам интервального регулирования движе-
ния поездов относятся: автоматическая блокировка (АБ) — в со-
ставе диспетчерской централизации или самостоятельно; полуав-
томатическая блокировка (ПАБ) для участков с неинтенсивным
движением; автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС);
автоматическая переездная сигнализация (АПС) и авто шлагбаумы.
Автоматическая блокировка (рис. 1.30, а) является наиболее со-
вершенным современным средством регулирования движения по-
ездов 7. При автоблокировке железнодорожные пути перегона де-
лятся на блок-участки с помощью изолирующих стыков 5, возле
которых устанавливаются проходные автоматически действующие
светофоры 4, связанные между собой рельсовыми цепями (РЦ).
Длина блок-участка равна расстоянию между смежными светофо-
рами, причем она должна быть не менее тормозного пути при слу-
жебном торможении поезда, двигающегося с максимальной разре-
шенной скоростью, и составляет 1000—2600 м. При трехзначной
автоблокировке каждый светофор может подавать один из трех сиг-
налов: зеленый — разрешающий движение, когда впереди свобод-
ны не менее двух блок-участков; желтый — разрешающий движе-
ние с ограниченной скоростью (впереди свободен только один блок-
Рис. 1.30. Устройство автоблокировки:
а — общий вид; б — схема рельсовой цепи блок-участка
участок); красный — запрещающий движение (поезд должен оста-
новиться перед светофором). Интервал времени между поездами
при этой системе составляет 8—10 мин и менее.
Одной из разновидностей АБ является кодовая, которая обыч-
но применяется на электрифицированных участках. В кодовой ав-
тоблокировке (см. рис. 1.30, а) для связи между сигналами, подава-
емыми смежными проходными светофорами, используются рель-
совые цепи, проводниками в которых служат рельсовые нити 6, раз-
деляемые на блок-участки изолирующими стыками. При этом для
пропуска тягового тока через изолирующие стыки 8 устанавлива-
ют путевые дроссель-трансформаторы 7, соединяемые между со-
бой средними точками.
С одного конца блок-участка специальным прибором (рис. 1.30, б)
(кодовым трансмиттером) в рельсовую цепь посылаются комбина-
ции импульсов тока, которые на другом его конце (в начале каж-
дого блок-участка, где установлен проходной светофор) воспри-
нимаются путевым реле. Дешифратор преобразует воспринимае-
мые путевым реле комбинации импульсов в сигнал светофора, со-
ответствующий каждой из комбинаций. Зеленому огню соответ-
ствует комбинация, содержащая три импульса, желтому огню —
два, красному — один. Совокупность таких комбинаций, отлича-
ющихся числом импульсов тока, называется числовым кодом, а ав-
тоблокировка — числовой кодовой. Если блок-участок свободен,
то импульсы от кодового трансмиттера поступают в путевое реле,
которое с помощью дешифратора переключает светофор на соот-
ветствующий сигнальный огонь. Если блок-участок занят хотя бы
одной колесной парой (рельсовая цепь замкнута), то путевое реле
шунтируется, ток в него не поступает, на светофоре загорается крас-
ный огонь. После освобождения поездом этого блок-участка к его
светофору начинают поступать сигналы с кодовыми комбинация-
ми из двух импульсов и на нем вместо красного загорится желтый
огонь. При этом в рельсовую цепь предыдущего блок-участка пой-
дут сигналы с комбинациями из трех импульсов и на его светофоре
желтый огонь сменится зеленым.
Электрическая энергия для питания устройств АБ (см. рис. 1.30, а)
подается по линиям электропередачи напряжением 10 (6) кВ, рас-
положенным вдоль железнодорожной линии. У каждой сигналь-
ной установки на опоре высоковольтной линии 2 размещается
однофазный трансформатор 3, понижающий напряжение до
ПО...220 В, которое подается кабелем в релейный шкаф 5 для
питания устройств АБ.
Полуавтоматическая блокировка используется в качестве сред-
ства интервального регулирования движения поездов на участках
с неинтенсивным движением. Полуавтоматической она называет-
ся потому, что часть действий по изменению показаний сигналов
светофоров производится автоматически при воздействии колес-
ных пар поездов на рельсовые цепи, а часть — вручную диспетче-
ром (дежурным по станции), занятым приемом, отправлением и
пропуском поездов.
Для разрешения поезду занять перегон дежурный по станции
отправления открывает выходной светофор нажатием кнопки на
пульте. На однопутных участках это возможно только при получе-
нии разрешающего сигнала от дежурного по станции, на которую
отправляется поезд, а на двухпутных — после получения разбло-
кирующего сигнала о прибытии ранее отправленного поезда.
Закрывается светофор автоматически под воздействием поезда.
При этом на перегоне может находиться только один поезд, так
как на аппаратах обеих станций появляются указатели занятости
перегона и исключается возможность отправления другого поезда
на занятый перегон. Если перегон длинный, то его разделяют блок-
постом с установкой проходного светофора, который открывает-
ся дежурным по блок-посту.
Устройствами полуавтоматической блокировки оборудовано
около 25 тыс. км сети железных дорог России (около четвертой
части ее общей протяженности).
Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) служит для
постоянной передачи на локомотив показаний путевого светофо-
ра. АЛС дополняет автоблокировку, особенно в условиях плохой
видимости из-за тумана, дождя, снегопада и в других сложных ус-
ловиях, когда машинист не всегда может различить показания све-
тофора своевременно. Локомотивный светофор, находящийся в
кабине машиниста (рис. 1.31), дублирует показания (цвет огня) пу-
Рис. 1.31. Устройство автоматической локомотивной сигнализации
тевого светофора, к которому приближается локомотив, получая
их по тем же рельсовым цепям, что и устройства АБ.
Кроме того, локомотивная АЛС взаимодействует с устройства-
ми автостопа, расположенными на путях между рельсами, кото-
рые автоматически останавливают поезд, если машинист своевре-
менно не принимает мер к торможению и остановке поезда перед
закрытым светофором.
Автоматическая переездная сигнализация служит для регули-
рования движения автотранспортных средств через переезды (ме-
ста пересечения в одном уровне автомобильных и железных до-
рог). Преимущественное право движения на переездах предостав-
ляется железнодорожному транспорту. Как правило, переезды с
интенсивным движением со стороны автомобильной дороги обо-
рудуют автоматической переездной светофорной сигнализацией
и автоматическими шлагбаумами, перекрывающими проезжую
часть автодороги. Нормальное положение автоматических шлаг-
баумов — открытое, при этом светофоры автоматической свето-
форной сигнализации не горят, движение автотранспорта по пе-
реезду разрешается.
При подходе поезда к переезду в момент вступления его на уча-
сток приближения начинается подача запрещающих сигналов: све-
товых (на светофорах в сторону автодороги загораются два попе-
ременно мигающих красных огня) и звуковых (звонок или ревун)
для оповещения пешеходов.
Затем по истечении 7—8 с после начала подачи сигналов на про-
езжую часть дороги начинает опускаться заградительный брус шлаг-
баума, который перекрывает движение автотранспорта. После про-
следования поездом переезда заградительные брусья поднимаются,
подача звуковых сигналов прекращается, красные огни светофоров
гаснут, движение автотранспорта по переезду возобновляется.
Устройства автоматики и телемеханики на станциях служат для
управления стрелками и сигналами, а также для разрешения или
запрещения приема и отправления поездов по станции.
Основными техническими средствами управления и контроля
за передвижением поездов на станциях служат устройства электри-
ческой централизации стрелок и сигналов (ЭЦ); диспетчерской цен-
трализации (ДЦ) и горочной автоматической централизации (ГАЦ).
Электрическая централизация стрелок и сигналов обеспечивает
возможность управления ими с одного поста на станции с исполь-
зованием для этого электрической энергии. При этом осуществля-
ется непрерывный контроль положения стрелок и сигналов. Уст-
ройства ЭЦ автоматически исключают перевод стрелок под соста-
вом, а также открытие светофоров, разрешающих движение по
выбранному маршруту, если стрелки на станции не переведены в
надлежащее положение, а светофоры «враждебных» (пересекаю-
щихся) маршрутов не закрыты.
Диспетчерская централизация предназначена для управления
движением поездов на участке (диспетчерском «круге») из одного
пункта с использованием телеуправления и телесигнализации. При
этом операции по приему и отправлению поездов со всех станций
участка производит диспетчер по системам телеуправления (без уча-
стия дежурного по станции), а регулирование следования поезда по
перегонам осуществляется автоматически по сигналам АБ. ДЦ по-
зволяет повысить пропускную способность, участковую скорость и
безопасность движения поездов.
Горочная автоматическая централизация применяется на
крупных станциях, где производится расформирование и форми-
рование поездов на сортировочных горках. Управление центра-
лизованными стрелками, сигналами и замедлителями для тормо-
жения вагонов на спусках ведут с одного горочного поста. ГАЦ
обеспечивает автоматический перевод стрелок для каждого отце-
па, скатывающегося с горки по заданному маршруту на подго-
рочный путь при формировании составов.
Железнодорожная связь является неотъемлемой частью орга-
низации движения поездов и работы линейных подразделений.
Различают виды связи: телефонную, телеграфную и радиосвязь.
Связь МПС делится на магистральную, дорожную, отделен-
ческую и местную (станционную). К магистральной сети относит-
ся связь министерства с управлениями дорог, а также между управ-
лениями дорог; дорожная сеть организуется в пределах дорог; от-
деленческая служит для управления работой в границах отделений;
местная сеть обеспечивает служебные переговоры работников раз-
личных служб, находящихся в одном пункте.
На всех участках движения должны быть организованы: поезд-
ная диспетчерская, поездная межстанционная, постанционная, ли-
нейно-путевая, стрелочная связь и поездная радиосвязь. Кроме того,
на электрифицированных участках устанавливается энергодиспет-
черская связь для оперативного руководства работой дистанций
электроснабжения.
Наибольшее распространение получила проводная телефон-
ная связь с использованием воздушных и кабельных линий, а так-
же ВОЛС, о которых дана подробная информация в п. 1.3.
Для передачи письменных сообщений и распоряжений приме-
няют телеграфную связь обычно с использованием буквопечатаю-
щих телеграфных аппаратов. Информационную телеграфную связь
о подходах поездов и грузов организуют между информационным
центром отделения и сортировочными станциями своего и сосед-
них отделений, а также между информационным центром, грузо-
выми станциями и предприятиями-грузополучателями.
Радиосвязь дает возможность вести переговоры с работника-
ми, находящимися в движении на перегонах и станциях (машини-
стами локомотивов, составителями и осмотрщиками поездов,
работниками ремонтных бригад и др.). Различают радиосвязь по-
ездную, станционную и ремонтно-оперативную. Поездную радио-
связь осуществляют по радио или проводам. Она обеспечивает
двустороннюю связь между машинистами локомотивов и поезд-
ным диспетчером, дежурными на ближайших станциях, а также
машинистов встречных поездов между собой. Станционную ра-
диосвязь используют для двусторонней связи машинистов манев-
ровых и горочных локомотивов с дежурными по станции, горке,
маневровым диспетчером, составителями поездов. Ремонтно-опе-
ративная связь предназначена для управления ремонтными ра-
ботами на перегонах.
Радиорелейная связь служит для одновременной передачи боль-
шого числа телефонных разговоров и телевизионных программ.
Приемопередающие станции располагаются вдоль железнодорож-
ной линии на расстоянии 50—60 км. Ультракороткие волны пере-
даются с одной антенны на другую в виде направленного пучка,
состоящего из 6—8 высокочастотных стволов, в каждом из кото-
рых можно с помощью аппаратуры уплотнения получить несколь-
ко сотен телефонных каналов.
1.5. Подвижной состав железных дорог
Подвижной состав (ПС) является важнейшей составной час-
тью технических средств железных дорог. Он представляет собой
подвижные железнодорожные единицы, предназначенные для пе-
ревозки грузов и пассажиров по железным дорогам.
1.5.1. Общие сведения о подвижном составе
Подвижной состав подразделяют на самоходный, к которому
относят все локомотивы и автовагоны (авто- и мотодрезины, авто-
мотрисы и т.п.), несамоходный (грузовые и пассажирские вагоны),
а также моторвагонный (электро-, дизель- и турбопоезда).
На рис. 1.32 приведена схема классификации подвижного со-
става, которая дает общее представление о разнообразии видов
ПС в зависимости от назначения, принципа работы и конструк-
тивного исполнения.
Движение поездов на железных дорогах осуществляется с по-
мощью тягового подвижного состава (ТПС), к которому относят-
ся локомотивы и моторвагонный подвижной состав. Последний
состоит из моторных и прицепных вагонов.
Вагоны — самая многочисленная часть ПС на железных доро-
гах. Вагонный парк состоит из двух основных групп вагонов —
пассажирских и грузовых.
Пассажирские вагоны могут быть дальнего следования, межоб-
ластного и пригородного сообщений. Вагоны дальнего следова-
ния подразделяют по планировке на купейные и некупейные, ку-
пейные — в свою очередь, могут быть мягкие и жесткие. Вагоны
межобластного сообщения используются для перевозки пассажи-
ров на расстояние до 700 км и оборудуются мягкими креслами для
сидения. Вагоны пригородного сообщения предназначены для пе-
ревозки пассажиров до 150 км. Кроме указанных на рис. 1.32 пас-
сажирских вагонов существуют специальные: служебные, санитар-
ные, вагоны-лаборатории и др.
Моторвагонный подвижной состав состоит из пассажирских
вагонов электропоездов, дизель-поездов. Он включает в себя так-
же автомотрисы и дрезины, которые используются главным обра-
зом для служебных поездок.
co
Рис. 1.33. Классификация подвижного состава
Парк грузовых вагонов состоит из универсальных и специаль-
ных вагонов. К универ сальным вагонам относятся крытые, полува-
гоны, платформы и изотермические вагоны. Крытые вагоны пред-
назначены для перевозки разнообразных грузов, их сохранности и
защиты от атмосферных воздействий. На платформах перевозятся
длинномерные, громоздкие и тяжеловесные грузы. Полувагоны
являются наиболее распространенным видом вагонов грузового
парка. Они служат в основном для перевозки массовых навалоч-
ных, сыпучих грузов, таких как каменный уголь, руда, щебень и
др. Изотермические вагоны применяются для перевозки скоропор-
тящихся в летнее время грузов (мяса, рыбы, фруктов и др.) и гру-
зов, боящихся замерзания в зимнее время (овощей, фруктов, мине-
ральной воды и др.).
Специальные вагоны предназначаются для грузов, требующих
особых условий перевозки. Цистерны, представляющие собой спе-
циальные металлические сварные резервуары, используются для пе-
ревозки жидких грузов. Хопперы являются разновидностью полу-
вагонов и служат для перевозки сыпучих и пылевидных грузов (щеб-
ня, песка, цемента и др.). Хопперы для перевозки цемента и других
грузов, боящихся воздействия атмосферных осадков, выполняются
закрытыми. Думпкары (самосвалы) применяются для перевозки сы-
пучих грузов и их автоматической разгрузки. Транспортерами пе-
ревозят громоздкие и тяжеловесные машины и оборудование, для
которых не могут быть использованы другие вагоны.
Приведенная классификация видов вагонов не является исчер-
пывающей, она дает лишь общее представление о разнообразии
типов вагонов парка.
Локомотивы представляют собой единицы подвижного соста-
ва, снабженные тяговыми устройствами (двигателями), и предназ-
начены для передвижения поездов или отдельных вагонов по же-
лезнодорожным путям. Сила тяги, которая вызывает перемещение
поезда, появляется в результате взаимодействия колес локомотива
или моторного вагона с рельсами при передаче вращающего мо-
мента от двигателя к колесным парам. По роду выполняемой ра-
боты все локомотивы делятся на грузовые, пассажирские и манев-
ровые. По виду первичного источника энергии двигателя локомо-
тивы могут быть электрическими и тепловыми. К электрическим
относятся электровозы переменного и постоянного тока. Тепло-
вые локомотивы преобразуют тепловую энергию, получаемую при
сжигании топлива, в механическую для движения поездов. Паро-
возы, которые в настоящее время практически не применяются,
работали в основном на твердом топливе. На тепловозах и мото-
возах устанавливают двигатели внутреннего сгорания на жидком
топливе, а на газотурбовозах — газотурбинные установки.
1.5.2. Тяговый подвижной состав
К тяговому подвижному составу (ТПС) относятся локомоти-
вы и моторвагонный подвижной состав.
Паровозы, тепловозы и газотурбовозы являются автоном-
ными локомотивами, то есть механическая энергия для движе-
ния поезда вырабатывается в результате сгорания топлива на
самом локомотиве.
Тепловозы различают по виду работы (грузовые, пассажирские,
маневровые) и типу передачи (электрическая, механическая, гид-
равлическая). Эти различия отражаются в буквенном обозначении
серий тепловозов: сначала идет общая для всех типов тепловозов
буква «Т»; затем буква «Э» или «Г», обозначающие соответствен-
но электрическую или гидравлическую передачу, и далее буква «П»
или «М» — пассажирский или маневровый.
Так, тепловоз серии ТЭП10 представляет собой пассажирский
локомотив с электрической передачей, цифра 10 соответствует ну-
мерации выпуска. Маневровый тепловоз ТЭМ15 с электрической
передачей выпущен на Брянском машиностроительном заводе в
1988 г. Двухсекционные грузовые тепловозы обычно имеют в обо-
значении серии цифру 2, например 2ТЭ116.
На рис. 1.33 показано размещение оборудования на двухсек-
ционном грузовом тепловозе с электрической передачей серии
2ТЭ10В. В кабине машиниста располагается пульт управления 1 и
ручной тормоз 2 (рядом с креслом машиниста). Первичным двига-
телем на тепловозе является дизель 8, который приводит во враще-
ние тяговый генератор 7 постоянного тока. Тяговые электродви-
гатели 17 преобразуют электрическую энергию в механическую и
приводят во вращение колесные пары, каждая из которых имеет
Рис. 1.33. Размещение оборудования на тепловозе 2ТЭ10В
индивидуальный привод от своего тягового двигателя. На глав-
ной раме 18, представляющей собой жесткую и прочную сварную
конструкцию, размещаются кабина, кузов, а также силовое и
вспомогательное оборудование тепловоза. Рама опирается на две
трехосные тележки 19 с роликовыми буксами. Сзади кабины раз-
мещены две высоковольтные камеры, в которых установлена элек-
троаппаратура для регулирования скорости и изменения направ-
ления движения тепловоза. Холодильник 75 служит для охлажде-
ния смазочных материалов (масла) и воды, циркулирующих в сис-
темах дизеля. Холодильник 6 поддувочного воздуха охлаждает по-
даваемый вентилятором 4 воздух для обдува тягового генератора.
Выделяющиеся при сжигании топлива газы отводятся в окружаю-
щую среду через выпускную трубу 9. Вентилятор 3 используется
для вентиляции кузова тепловоза. Секции холодильника 75 охлаж-
дает вентилятор 13, лопасти которого смонтированы на подпятни-
ке 12 и связаны карданным валом 14 с гидроприводом 16, приводя-
щим вентилятор во вращение. Турбокомпрессор 10 обеспечивает
сжатым воздухом тормозную систему поезда и пневматические ус-
тройства тепловоза. Топливный бак 20 подвешен под главной ра-
мой тепловоза. Дешифратор 21, применяемый в устройствах АЛС,
располагается под кабиной машиниста.
Пневматическое оборудование тепловоза включает компрес-
сор, воздушные резервуары 77, воздухопровод тормозной магист-
рали и пневмосистемы, обслуживающей аппараты управления,
блокировки, аппаратной камеры, противопожарную установку,
песочницу, свисток и тифоны 5.
Двухсекционные тепловозы имеют по одной кабине на каж-
дой секции, расположенной на противоположной от межсекцион-
ного сочленения стороне; односекционные магистральные тепло-
возы — две кабины; маневровые, как правило, — одну кабину.
2004 г. является годом 80-летия отечественного тепловозо-
строения. 6 ноября 1924 г. состоялась первая опытная поездка теп-
ловоза Щэл1 с электрической передачей.
Развитие транспортной техники привело к созданию локомо-
тивов и моторных вагонов неавтономной тяги. В отличие от авто-
номного ТПС здесь электрическая энергия поступает на локомо-
тив (электровоз) или моторный вагон электропоезда от внешних
источников. На самом локомотиве или моторном вагоне осуще-
ствляется лишь преобразование электрической энергии в механи-
ческую энергию движения поезда. Неавтономный ТПС получает
электрическую энергию от энергетической системы через тяговые
подстанции и контактную сеть, расположенную над железнодорож-
ными путями. При электрической тяге мощность локомотивов не
ограничена первичным двигателем (дизелем, газовой турбиной),
как при автономной, поэтому электровозы могут иметь мощность
значительно большую, чем автономные локомотивы.
Электровозы по конструкции проще, а по стоимости дешев-
ле, чем тепловозы, имеют значительно больший срок службы, их
ремонт проще и дешевле. При торможении электровозы могут воз-
вращать в тяговую сеть часть энергии движения поезда (рекупе-
ративное торможение). Провозная способность электрифициро-
ванных линий значительно превышает провозную способность
линий с автономной тягой. Вместе с тем введение электрической
тяги требует больших капитальных вложений на сооружение кон-
тактной сети, тяговых подстанций, линий электропередачи. Од-
нако эти затраты сравнительно быстро окупаются на дорогах с
большой интенсивностью движения. Поэтому электрическая тяга
нашла широкое применение на наиболее грузонапряженных и
тяжелых по профилю пути линиях, а также в пригородном пасса-
жирском сообщении.
Электровозы, эксплуатируемые на железных дорогах России,
различают по роду тока (переменный и постоянный), виду работы
(пассажирские, маневровые и грузовые), типу передачи и осевым
характеристикам.
Серии электровозов обозначаются комбинациями букв и цифр.
Цифры позволяют судить о числе осей и роде тока, а в некоторых
случаях и о нагрузке колесной пары на рельсы. Так, для серии элек-
тровозов однофазного переменного тока принята следующая систе-
ма обозначений: четырехосные — от ВЛ40 до ВЛ59; шестиосные —
от ВЛ60 до ВЛ79; восьмиосные — от ВЛ80 до ВЛ99.
Электровозы постоянного тока обозначают: восьмиосные —
от ВЛ8 до ВЛ 18; шестиосные — от ВЛ 19 до ВЛ39.
Эксплуатируются также пассажирские электровозы чешского
производства серии ЧС.
a
6
Рис. 1.34. Электровозы серии ВЛ-10 (а) и ВЛ-80 (б)
На рис. 1.34 представлены электровозы серии ВЛ-10 (рис. 1.34,я),
ВЛ-80 (рис. 1.34, б). Расположение оборудования на электровозе ВЛ-10
показано на рис. 1.35. Кузов восьмиосного электровоза состоит из
двух секций (на рис. 1.35 показана одна), сообщающихся между со-
бой переходом. Каждая секция имеет кабину машиниста, где распо-
лагается аппаратура управления на пульте 7 и кресло машиниста 2.
В средней части кузова размещается высоковольтная камера, в кото-
рой установлена электрическая аппаратура: быстродействующий
выключатель 3; блоки индуктивных шунтов 4 и резисторов 5; блоки
пусковых резисторов 6 и ослабления возбуждения 8. На кузове каж-
дой секции располагается токоприемник 7, который служит для со-
единения электрооборудования электровоза с контактным проводом.
Мотор-вентилятор 9 обеспечивает воздушное охлаждение тяговых
электродвигателей 11 и пусковых резисторов 6 в процессе работы.
Мотор-компрессор 10 питает сжатым воздухом пневматические уст-
ройства электровоза и тормозную систему поезда.
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Рис. 1.35. Расположение оборудования на электровозе ВЛ-10
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Рис. 1.36. Расположение основного оборудования на кузове электровоза
переменного тока:
1 — пульт управления; 2 — кабина машиниста; 3 — токоприемник; 4 — аппа-
раты управления; 5, 7 — выпрямительные установки; 6 — трансформатор с
переключателем ступеней; 8 — блок системы управления; 9 — распредели-
тельный щит; 10 — мотор-компрессор; 11 — межсекционное соединение
Электровозы переменного тока дополнительно оборудованы
понижающим трансформатором 6 (рис. 1.36) с переключателем сту-
пеней и выпрямительными установками 5 и 7, необходимыми для
преобразования переменного тока в постоянный.
В ряде случаев целесообразно применять электровозы двой-
ного питания, которые могут работать на участках как постоянно-
го, так и переменного тока. К ним относятся восьмиосные элект-
ровозы ВЛ-82 и модернизированные ВЛ-82М .
Электропоезда для пригородного пассажирского сообщения
состоят из моторных и прицепных электровагонов. Мощность мо-
торного вагона рассчитана на передвижение совместно с одним или
двумя прицепными вагонами. В зависимости от размера пассажи-
ропотоков такие поезда формируются из 4, 6, 8, 10 и 12 вагонов.
Все современные электропоезда имеют широкие раздвижные вход-
ные двери, управляемые машинистом с помощью сжатого возду-
ха. Посадка и высадка пассажиров из вагонов производится обыч-
но с использованием высоких платформ. На участках с низкими
платформами используются электропоезда с подножками.
Электрическое оборудование электропоездов в основном анало-
гично оборудованию электровозов. Для увеличения площади пассажир-
ского помещения оборудование размещается под кузовом и частично
на крыше вагона. Управляется электропоезд из кабины машиниста.
Применение на электровозах и тепловозах тяговых электро-
двигателей дает возможность использовать как индивидуальный,
так и групповой привод. При индивидуальном приводе каждая
движущая колесная пара соединена со своим тяговым двигателем
зубчатой передачей. При групповом приводе движущие колесные
пары, размещенные в одной жесгкой раме, соединяются между со-
бой промежуточными зубчатыми передачами.
Если число колесных пар не превышает шести, локомотив
обычно выполняют с одним кузовом и называют односекцион-
ным. При большом числе колесных пар кузов локомотива ока-
зывается слишком длинным и тяжелым, что сильно усложняет
его конструкцию и затрудняет прохождение криволинейных уча-
стков железнодорожных путей. Поэтому такие локомотивы
обычно выполняют не с одним, а с двумя или даже тремя само-
стоятельными кузовами (секциями), соединенными между собой
автосцепкой или специальными шарнирными соединениями.
Такие локомотивы называют двух- или трехсекционнъши. В ряде
случаев конструкция локомотива позволяет каждой его секции
самостоятельно водить поезда.
Расположение колесных пар в экипаже локомотива, род при-
вода от тяговых электродвигателей к колесным парам и способ
передачи тягового усилия принято выражать осевой характерис-
тикой, в которой цифрами показывается число колесных пар, знак
«+» указывает, что тележки шарнирно сочлененные, а «-» —несоч-
лененные (не связаны шарниром, поэтому тяговое усилие от дви-
жущих колесных пар к локомотиву передается непосредственно че-
рез рамы тележек). Если движущие колесные пары имеют индиви-
дуальный привод, то к цифре, показывающей число осей, добавля-
ется индекс «О». Так, электровоз с осевой характеристикой 30+-30
представляет собой локомотив с двумя сочлененными трехосными
тележками и с индивидуальным приводом движущих колесных пар.
Тепловоз с осевой характеристикой 2 (30-30) является двухсекци-
онным локомотивом, каждая секция которого имеет две трехос-
ные несочлененные тележки с индивидуальным приводом движу-
щих колесных пар и может работать самостоятельно. Если же сек-
ции такого тепловоза не могут работать самостоятельно, то осе-
вая характеристика будет иметь вид 30-30-30-30.
1.5.3. Вагоны
Современный вагонный парк характеризуется большим мно-
гообразием типов и конструкций вагонов. Это вызвано необходи-
мостью удовлетворения требований, возникающих при перевозке:
защита грузов от атмосферных воздействий и сохранение их каче-
ства; максимальное использование грузоподъемности и универсаль-
ности подвижного состава; обеспечение безопасности, удобства,
комфортных условий в пути следования для пассажиров.
Каждый вагон независимо от его назначения и грузоподъем-
ности имеет общие конструктивные элементы: ходовые части, вос-
принимающие нагрузку от вагона и обеспечивающие безопасное и
плавное его движение; кузов, предназначенный для размещения
пассажиров или грузов; раму, воспринимающую нагрузку от кузо-
ва и находящегося в нем груза и передающую на ходовые части
усилия, действующие на вагон; а также ударно-тяговые устройства
и тормозное оборудование.
К ходовым частям вагона относятся колесные пары, буксы с
подшипниками и рессорное подвешивание. У многоосных вагонов
(начиная от 4 осей) все эти части объединены в тележки.
Колесная пара (см. рис. 1.27), состоящая из оси и двух наглухо
закрепленных на ней колес, воспринимает все нагрузки, передаю-
щиеся от вагона на рельсы. Поверхность катания колес имеет ко-
ническую форму, что способствует сохранению во время движе-
ния среднего положения колесной пары в колее и предотвращает
образование неравномерного проката по ширине колес. С внут-
ренней стороны по отношению к колее поверхность катания огра-
ничена гребнем, не допускающим сход колесной пары с рельсов.
Буксы служат для передачи давления от вагона на шейки осей,
а также для ограничения колебаний и перемещений колесной пары
при движении в поперечном и продольном направлениях. В зави-
симости от конструкции буксы имеют либо роликовые подшипни-
ки, либо подшипники скольжения.
Рессорное подвешивание представляет собой систему упругих
элементов и гасителей колебаний, расположенных между рамой
вагона и колесной парой и предназначенных для смягчения ударов
и уменьшения колебаний вагонов при прохождении по неровнос-
Рис. 1.37. Схема расположения
балок на раме и кузове вагона
тям пути. В качестве упругих элементов применяют винтовые пру-
жины, листовые и пневматические рессоры, а также резинометал-
лические элементы. Конструкция гасителей колебаний позволяет
им способствовать погашению или уменьшению амплитуды коле-
бания вагона или его частей.
Рама вагона является основанием кузова и состоит из жестко
связанных между собой продольных и поперечных балок. К раме
крепятся ударно-тяговые устройства и тормозное оборудование.
Кузов и рама вагона схематично представлены на рис. 1.37.
Вагон имеет металлическую сварную раму со специальными уси-
ливающими элементами: хребтовой балкой 2, воспринимающей
продольные силы Тс, и шкворневыми балками 7, передающими
нагрузку на тележки вагона и воспринимающими реакцию пути /?.
По торцам хребтовой балки размещены концевые поперечные
(буферные) балки 5, в средней части — промежуточные попе-
речные балки 4, Концевые и промежуточные поперечные балки
связаны продольными боковыми балками 5, являющимися так-
же нижними элементами боковых стен кузова. В концевых час-
тях полых хребтовых балок размещаются ударно-тяговые при-
боры, а к середине шкворневых балок снизу крепятся пятники с
отверстиями для шкворня. Пятник опирается на подпятник над-
рессорной балки тележки, который поворачивается на шкворне
относительно кузова.
Форма кузова вагона зависит от его назначения и различна по
конструкции. Боковые стены кузова опираются на раму, имеют
стальную обрешетку, к которой крепится деревянная или металли-
ческая (в цельнометаллических вагонах) обшивка.
Все грузовые вагоны последних лет постройки имеют метал-
лический кузов. Металлическая обрешетка стен, жестко связан-
ных с рамой вагона, вместе с ней составляет несущую конструк-
цию. В пассажирских вагонах цельнометаллические боковые сте-
ны, пол и крыша являются несущими элементами. Для придания
большей жесткости стенам вагона их изготовляют из гофриро-
ванных стальных листов. Изотермические вагоны, шести- и вось-
миосные и некоторые другие полувагоны делают с цельнометал-
лическими кузовами.
Ударно-тяговые устройства служат для сцепления
вагонов и локомотивов, удержания их на определенном рассто-
янии друг от друга, смягчения и передачи от одного вагона дру-
гому растягивающих и сжимающих усилий, возникающих при
перемещении подвижного состава.
В качестве ударно-тягового устройства на ПС используется ав-
томатическая сцепка (автосцепка). Сцепление вагонов между со-
бой или с локомотивом происходит автоматически при нажатии
или соударении, расцепление — при повороте рукоятки, располо-
женной сбоку вагона или локомотива. Автосцепка относится к типу
нежестких устройств, так как ее конструкция допускает относитель-
ное перемещение корпусов сцепляющихся элементов в вертикаль-
ной и горизонтальной плоскости. По этой причине автосцепку
нельзя приспособить для автоматического соединения тормозной
магистрали, а также электрической цепи поезда и труб отопления
из-за смещения ее корпусов при сцепке.
Тормозное оборудование подвижного состава обес-
печивает уменьшение скорости движения поезда или его остановку.
Основным видом торможения поезда является фрикцион-
ное пневматическое, при котором тормозные колодки давле-
нием воздуха на поршень тормозного цилиндра отжимаются
от поверхности катания колес и удерживаются в таком поло-
жении при движении поезда, а при выпуске воздуха (постепен-
ном или полном) из тормозной магистрали прижимаются к ним
мощными прижимами и тормозят колеса. Для обеспечения сжа-
тым воздухом автотормозной системы на локомотивах установ-
лены компрессоры. Запас сжатого воздуха, необходимый в
большом количестве при зарядке и отпуске тормозов, накап-
ливается в главных резервуарах. В кабине машиниста разме-
щены: кран машиниста, предназначенный для управления все-
ми тормозами поезда, и отдельно вспомогательный кран для
управления тормозом локомотива.
Компрессор с главным резервуаром связан трубопроводом, а
главный резервуар соединен с краном машиниста питательной
магистралью. От крана машиниста отходит магистральный возду-
хопровод, соединенный с помощью гибких рукавов с магистралью
состава, образуя общую тормозную сеть поезда. Для разобщения
магистрального воздухопровода у каждого локомотива и вагона
имеются концевые краны.
Пневматические тормоза делятся на автоматические и неавто-
матические. Автоматические тормоза ПС должны обеспечивать
остановку поезда при экстренном торможении на расстоянии не
более тормозного пути. Ручные тормоза необходимы для удержа-
ния поезда на месте в случае остановки его на уклоне при неисправ-
ности автоматических тормозов.
Грузовые вагоны различных видов представлены на рис. 1.38.
Крытые вагоны (рис. 1.38, а) имеют в каждой из боковых стен раз-
движные двери и два люка с металлическими крышками, которые
служат для освещения и вентиляции, а также для загрузки вагонов
сыпучими грузами.
Полувагоны (рис. 1.38, б) служат для перевозки сыпучих и дру-
гих грузов, для чего в полу кузова вдоль боковых стен предусмот-
рены разгрузочные люки, через которые сыпучий груз самотеком
разгружается по обе стороны полувагона. Двери, расположенные
в торцевой части полувагона, нужны для загрузки полувагона длин-
номерными грузами или самоходным транспортом.
На платформах (рис. 1.38, в) перевозят длинномерные, гро-
моздкие и тяжеловесные грузы. Платформы обычно имеют не-
высокие откидные металлические борта с приспособлениями для
установки стоек, необходимых при перевозке бревен, досок,
столбов и т.п. Для перевозки крупнотоннажных контейнеров вы-
пускаются специальные четырехосные платформы (рис. 1.38, г),
оборудованные специальными устройствами для установки и
a
Рис. 1.38. Виды вагонов (начало):
а — крытый вагон; б — полувагон; в — платформа
Рис. 1.38. Виды вагонов (продолжение):
г — специальная платформа для перевозки контейнеров; д — специаль-
ная платформа для перевозки легковых автомобилей
крепления контейнеров. Строят также специальные четырехос-
ные двухъярусные платформы для перевозки легковых автомо-
билей (рис. 1.38, Э).
2. УСТРОЙСТВО и эксплуатация систем
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
2.1. Схемы электроснабжения подвижного состава
Потребление электроэнергии железнодорожным транспортом
составляет более 5 % от общего электропотреблени57 России; из них
около 80 % идет на тягу поездов, остальные 20 % — эксплуатаци-
онные и прочие нужды. Кроме того, железные дороги отпускают
электроэнергию посторонним (нетранспортным) потребителям, доля
которой составляет треть от их общей переработки электроэнергии.
Степень надежности электроснабжения потребителя определя-
ется его категорией. Устройства электрической тяги железнодорож-
ного транспорта должны обеспечиваться питанием от энергосис-
тем как потребители 1-й категории, к которой относятся электро-
приемники, нарушение электроснабжения которых связано с опас-
ностью для жизни людей, повреждением оборудования, массовым
браком продукции, и перерыв в подаче электроэнергии таким по-
требителям может быть допущен только на время автоматическо-
го переключения питания.
Кроме того, в составе электроприемников 1-й категории выде-
ляют потребителей особой группы, к которой относят особых по-
требителей (главным образом, нетяговых), таких как центральные
посты диспетчерской сигнализации; дорожные и отделенческие
центры управления движением; посты электрической централиза-
ции с числом стрелок 30 и более; узлы связи и радиорелейные стан-
ции; приемные и передающие радиоцентры КВ радиосвязи и т.п.
К потребителям 1-й категории также относятся: вокзалы, уст-
ройства СЦБ и связи, сортировочные горки, компрессорные и на-
сосные станции, освещение платформ, привокзальных площадей,
территории главных путей железнодорожных узлов и станций.
Категорийность остальных электроприемников устанавливает-
ся в соответствии с действующими требованиями МПС. Обычно они
имеют категорию не ниже второй, по которой перерыв питания до-
пускается на время, необходимое для включения резервного пита-
ния дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.
Наибольшее распространение в России получили две системы
электрической тяги магистральных железных дорог: постоянного
тока напряжением 3 кВ и переменного однофазного тока частотой
50 Гц напряжением 25 кВ.
Для питания электрической тяги (рис. 2.1) используют различ-
ные системы тягового электроснабжения (СТЭ), которые не следу-
ет путать с системами электрической тяги.
Одним из важнейших устройств СТЭ являются тяговые под-
станции (ТП), которые подают ток для питания электроподвижно-
го состава (ЭПС) по питающим линиям (ПЛ) и контактной сети
(КС); возвращается ток на подстанцию по тяговому рельсу и отса-
сывающей линии (ОЛ). Нейтральная вставка (НВ) обеспечивает
электрическое разделение двух участков контактной сети. На НВ
напряжение отсутствует, и ЭПС проходит ее по инерции. В свою
очередь, СТЭ получает питание от системы внешнего электроснаб-
жения (СВЭ), которая на рис. 2.1 представлена двумя электростан-
циями — тепловой (ТЭС) и атомной (АЭС), районными подстанци-
ями (РП) и двумя линиями электропередачи ЛЭП-110 и ЛЭП-500 кВ.
В нашей стране используют три вида систем тягового электро-
снабжения:
систему постоянного тока напряжением 3 кВ;
систему однофазного переменного тока 25 кВ;
систему однофазного переменного тока 2 х 25 кВ.
Рис. 2.1. Схема элект-
роснабжения подвиж-
ного состава
СВЭ{
ГЭС АЭС
ЛЭП-500 кВ
За рубежом находят применение и другие системы, например
система тягового электроснабжения пониженной частоты 162/3 Гц
напряжением 15 кВ, применяемая в Германии, Швейцарии, Шве-
ции, Норвегии. При этом страны, уже имеющие у себя сеть дорог,
электрифицированных по такой системе, продолжают развивать
ее и дальше; другие же страны эту систему не применяют.
Основными параметрами СТЭ железных дорог являются: мощ-
ность тяговых подстанций и расстояние между ними, а также пло-
щадь сечения проводов контактной сети.
Электроподвижной состав постоянного юка значительно
проще и дешевле ЭПС переменного, однако при этом тяговые
подстанции постоянного тока значительно сложнее, дороже и
располагаются гораздо чаще, чем ТП переменного. Контактная
сеть постоянного тока из-за большого сечения проводов также
значительно тяжелее и требует более мощных опорных конст-
рукций для ее подвески над железнодорожными путями. Расход
материалов на сооружение КС постоянного тока гораздо выше,
чем переменного.
2.2. Система тягового электроснабжения
постоянного тока напряжением 3 кВ
Первый отечественный электрифицированный участок желез-
ной дороги (на территории бывшего СССР) Баку—Сабунчи—Сух-
раханы протяженностью 19 км, о котором говорилось ранее, имел
напряжение в контактной сети 1,2 кВ постоянного тока. Электри-
фикация железных дорог России началась в 1929 г. также с исполь-
зованием системы постоянного тока напряжением 1,5 кВ (участок
Москва—Мытищи). В настоящее время эксплуатационная длина
электрифицированных на постоянном токе железнодорожных ли-
ний составляет около 20 тыс. км, для питания которых смонтиро-
вано около 1 тыс. ТП. Общая протяженность железнодорожных
линий страны, электрифицированных на постоянном и перемен-
ном токе, более 40 тыс. км.
Общий вид системы электроснабжения участка железной дороги,
электрифицированной на постоянном токе, представлен на рис. 2.2.
Электроэнергия, вырабатываемая генераторами электростан-
Рис. 2.2. Система электроснабжения электрифицированной железной
дороги постоянного тока
ции 7, поступает на повышающий трансформатор 2 подстанции и
далее через высоковольтный выключатель 3 в линию электропере-
дачи 4 и далее на тяговую подстанцию, которая преобразует трех-
фазный переменный ток в постоянный для питания ЭПС. На вводе
тяговой подстанции установлены разрядники 72 для защиты ее обо-
рудования от перенапряжений. Через высоковольтный выключа-
тель 77 электроэнергия поступает на тяговый трансформатор 70,
который понижает переменное напряжение до необходимого уров-
ня. Далее электроэнергия подается на выпрямитель 9, расположен-
ный в здании 5 тяговой подстанции, после чего выпрямленный ток
через высоковольтную ячейку 6 постоянного тока с быстродейству-
ющими выключателями и разъединителями поступает по питаю-
щей линии 8 в контактную сеть 13 и через токоприемник 14 элект-
ровоза на его тяговые двигатели. Возвращается электрический ток
на подстанцию по тяговому рельсу и отсасывающей линии 7.
На рис. 2.3 приведена схема участка железной дороги, элект-
рифицированной на постоянном токе напряжением 3 кВ.
Тяговая подстанция получает электроэнергию по ЛЭП ПО кВ.
Трансформатор (Т) понижает напряжение 110 до 10 кВ для питания
трансформатора собственных нужд (Тсн) преобразовательных агрега-
тов и электроснабжения нетяговых потребителей (НП), а также линей-
ЛЭП-ИОкВ
Тяговая подстанция
ктп
ИС4
№
СТА
СТА Р
3.3 кВ
М
Рельс
Станция
Перегон
Релейный
шкаф СЦБ
Контактная
сеть
Рис. 2.3. Упрощенная схема питания тяги и нетяговых потребителей от
ТП постоянного тока
10 кВ I
вл ПЭ 10 кВ
НП
ПА
сн
ИС2
СЦБ|
ВЛ С ЦБ 10 кВ
ных потребителей, расположенных вдоль участка железной дороги по
воздушной линии продольного электроснабжения (ВЛ ПЭ) 10 кВ.
Собственные нужды подстанции включают в себя устройства
управления, сигнализации, защиты, отопления, освещения, венти-
ляции и др. От шин собственных нужд 0,4 кВ питаются также уст-
ройства сигнализации, централизации, блокировки (СЦБ) перего-
нов и станций через повышающий трансформатор ТСцБ.
Трехфазная воздушная линия ВЛ СЦБ 10 кВ служит исключи-
тельно для питания сигнальных точек автоблокировки (светофо-
ров) и постов электрической централизации (ЭЦ) и прокладывает-
ся вдоль железной дороги от одной тяговой подстанции до другой.
К ней подключаются через однофазные трансформаторы (ТСТд)
релейные шкафы СЦБ, обеспечивающие питание сигнальных ламп
светофоров. При отключении питания релейного шкафа через ТСТд
в работу автоматически включается резервный трансформатор
(Тстд р)> питающийся от ВЛ ПЭ 10 кВ.
Вдоль трассы железной дороги расположено много нетяговых
потребителей электрической энергии, как железнодорожных (пу-
тевые механизмы и инструменты, линейно-путевые здания, осве-
щение станций, переездов и других объектов и т.д.), так и посто-
ронних (промышленные и сельскохозяйственные объекты, распо-
ложенные вблизи железной дороги). Для питания таких потреби-
телей, как указывалось выше, вдоль железной дороги на опорах
контактной сети прокладывается ВЛ ПЭ 10 кВ. Для понижения на-
пряжения 10 кВ до уровня, необходимого потребителю, использу-
ются трансформаторы (Тктп) комплектных трансформаторных
подстанций (КТП) в однофазном или трехфазном исполнении.
Основным потребителем электроэнергии тяговой подстанции
является ЭПС. Для его питания на ТП применяются преобразова-
тельные агрегаты, состоящие из трансформатора (ТПА), понижа-
ющего переменное напряжение до 3 кВ, и выпрямителя UD, пре-
образующего переменный ток в постоянный, который, в свою оче-
редь, подается на шины 3,3 кВ ТП.
Тяговая сеть перегона между подстанциями состоит из контакт-
ной сети и рельса. Контактная сеть соединена питающей линией че-
рез быстродействующий выключатель QF3 с шиной «плюс» посто-
янного тока 3,3 кВ, а рельсы — отсасывающей линией с шиной «ми-
На рис. 2.4 приведена схема участка железной дороги, электрифи-
цированного на переменном токе напряжением 25 кВ. К ЛЭП ПО кВ,
питающей ТП, подключен трехобмоточный трансформатор Т, по-
нижающий напряжение 110 до 27,5 кВ для питания тяги и до 35 кВ
(или 10 кВ) для питания НП. Напряжение с трансформатора Т по-
дается на шины А, В, С 27,5 кВ и используется для питания ЭПС
через тяговую сеть.
Для равномерной загрузки всех трех фаз системы внешнего
электроснабжения напряжение в тяговую сеть станции и перего-
нов подается от разных фаз трансформатора: контактная сеть пе-
регона слева от станции получает питание от шины фазы В через
выключатель Q1 (при этом тяговый рельс подключен к шине фазы
С, которая на подстанции заземляется), контактная сеть станции
получает питание также от шины фазы В через выключатель Q2, а
перегон справа питается от фазы А через выключатель Q3.
Тяговая подстанция
35 (10) кВ
< ТА
ДПР
Тяговая подстанция
UD м
ЭПС_
LR
СН
0,4 кВ|
ВЛ СЦБ 10 кВ ш
wr
ЛЭП-110 кВ
1НП
( Н
04
25 кВ
Станция
Рельс
Перегон
Рис. 2.4. Упрощенная схема питания тяги и нетяговых потребителей от
ТП однофазного переменного тока 25 кВ
Релейный
шкаф СЦБ
Контактная сеть станции отделяется от перегона слева изоли-
рующим сопряжением (ИС), а от перегона справа — нейтральной
вставкой (НВ), состоящей из двух ИС. Нейтральная вставка позво-
ляет токоприемнику ЭПС переходить с фазы В станции на фазу А
перегона, не создавая короткого замыкания между фазами, так как
изолирующие сопряжения НВ перекрываются токоприемником
поочередно.
После подачи напряжения в тяговую сеть выключателями Q1,
Q2, Q3 машинист может, подняв токоприемник электровоза и вклю-
чив выключатель Q5, подать напряжение на первичную обмотку
тягового трансформатора электровоза Тэ. Напряжение, снимаемое
со вторичной обмотки Тэ, выпрямляется выпрямителем UD и через
сглаживающий реактор LR подводится к тяговым двигателям М,
вращение которых приводит ЭПС в движение.
От шин 27,5 кВ ТП получают питание также нетяговые потре-
бители. Для этого через выключатель Q4 к шинам А и В подключе-
ны два провода, проложенные на опорах контактной сети с поле-
вой стороны, третьим проводом этой системы является рельс. Та-
кая система получила название ДПР (два провода—рельс). Пони-
жающие трансформаторы Тктп потребителей подключаются к
проводам ДПР и рельсу, понижают напряжение до величины, не-
обходимой потребителю.
Трансформатор собственных нужд Тси подстанции (питание
цепей управления, сигнализации, защиты, автоматики, освещения,
отопления, вентиляции) также подключен к шинам 27,5 кВ. От шин
СП через трансформатор ТСцБ напряжение подается в линию ВЛ
СЦБ 10 кВ. В качестве резервного источника питания устройств
СЦБ используются трансформаторы TV, подключенные к одному
из проводов линии ДПР и рельсу.
Система электроснабжения на переменном токе имеет и ряд
недостатков. Один из них заключается в значительном электромаг-
нитном влиянии тяговой сети на линии связи, проходящие вдоль
железных дорог, что вынуждает выполнять их не воздушными, как
на постоянном токе, а кабельными и приводит к увеличению сто-
имости электрификации железных дорог.
Возникают также проблемы несимметрии токов и напряжений
как в тяговой, так и во внешней системе электроснабжения из-за
того, что электровозы потребляют однофазный ток, а линии элек-
тропередачи трехфазные. Так как перегоны, прилегающие к стан-
ции, на которой находится тяговая подстанция, питаются от раз-
ных фаз системы внешнего электроснабжения, то появляется необ-
ходимость монтажа НВ (см. рис. 2.6) у каждой подстанции. Это, в
свою очередь, порождает другую проблему — вероятность пере-
жога контактного провода, так как при переходе токоприемника
на нейтральную вставку прекращения протекания тока через дви-
гатели ЭПС сразу не происходит, за токоприемником тянется элек-
трическая дуга, которая за доли секунды может пережечь контакт-
ный провод. Во избежание этого машинист обязан отключить ток
на подъезде к НВ; однако преждевременное отключение тока мо-
жет вызвать остановку поезда под ней. Следовательно, проезд ней-
тральной вставки требует от машиниста большого внимания, а сами
вставки увеличивают вероятность пережога контактного провода.
К недостаткам системы переменного тока можно также отнес-
ти усложнение конструкции и удорожание электровозов, так как
на них перенесены с ТП постоянного тока тяговые трансформато-
ры Тэ и выпрямители UD.
Система однофазного переменного тока 2х25кВ
появилась в результате стремления существенно повысить пе-
редаваемую по тяговой сети электрическую мощность и одно-
временно использовать стандартный ЭПС на напряжение 25 кВ.
При этой системе электроэнергия от ТП к ЭПС передается в
два этапа: сначала от подстанции до автотрансформаторных
пунктов (АТП) напряжением 50 кВ, затем от АТП до ЭПС на-
пряжением 25 кВ.
На рис. 2.5 приведена схема участка железной дороги, элект-
рифицированного по системе 2x25 кВ. К ЛЭП НО кВ на ТП под-
ключены однофазные трансформаторы Т1 и Т2, понижающие на-
пряжение до 55 кВ. Вторичные обмотки трансформаторов подклю-
чены к шинам РУ-55 кВ: Т1кК1иП1,Т2кК2и П2. Средние точки
этих обмоток соединены между собой, заземлены и подключены к
рельсам. Таким образом, между рельсами и шинами К1, Ш, К2,
П2 напряжение составляет 27,5 кВ, а между шинами К1 и Ш, а так-
же между К2 и П2 — 55 кВ. Шины К1 и К2 служат для питания
контактного провода на станции и перегонах слева и справа от стан-
ЛЭП-НОкВ
Рис. 2.5. Упрощенная схема питания тяги и нетяговых потребителей от
ТП переменного тока системы 2 х 25 кВ
ции, а к шинам П1 и П2 подключены питающие провода, проло-
женные на опорах контактной сети этих же перегонов.
Контактная сеть станций питается непосредственно от шин К1
(без АТП), а на межподстанционной зоне (между двумя ТП) на пе-
регонах (на расстоянии 8—15 км) располагаются автотрансформа-
торные пункты АТП1, АТП2 и т.д., подключенные к проводам кон-
тактной сети и питающему проводу, которые получают напряже-
ние 50 кВ от ТП и питают ЭПС напряжением 25 кВ.
Питание контактной сети перегонов осуществляется через двух-
фазные выключатели Q1 и Q3, а питание станции — через одно-
фазный выключатель Q2. Система ДПР для питания НП, располо-
женных вдоль железной дороги, подключена к шинам ТП через
выключатель Q4; ее провода закрепляются на опорах контактной
сети с полевой стороны, как и питающие провода П1 и П2. К про-
водам системы ДПР и рельсу подключаются трансформаторы
ТКтП’ котоРые понижают напряжение до величины, необходимой
потребителю. К системе ДПР подключаются также трансформа-
торы TV резервного питания релейных шкафов СЦБ, основное пи-
тание которых осуществляется от ВЛ СЦБ 10 кВ через трансфор-
матор ТСТА сигнальной точки. ВЛ СЦБ 10 кВ подключается, в свою
очередь, к шинам СН ТП через повышающий трансформатор ТСцБ.
На шины СН 0,4 кВ электроэнергия поступает через трансформа-
тор Тсн напряжением 27,5 кВ от шин П1 и П2 распределительного
устройства (РУ) 55 кВ и от средних точек трансформаторов Т1 и
Т2. Подключение Тсн и проводов ДПР может осуществляться и к
другим шинам РУ-55 кВ, например П1 и К2 при условии, что меж-
ду ними напряжение 27,5 кВ.
Перегон слева от ТП и КС станции получают питание от транс-
форматора Т1 и отделяются друг от друга ИС. Перегон справа от
ТП получает питание от трансформатора Т2, который подключен
в отличие от Т1 к другим фазам ЛЭП-110 кВ, поэтому КС станции
отделяется от перегона НВ, обеспечивающей переход токоприем-
ника ЭПС с одной фазы КС на другую без короткого замыкания
между фазами. Более подробно процесс этого перехода описан в
пояснении к рис. 2.4.
ЭПС, находящийся между двумя автотрансформаторными
пунктами АТП1 и АТП2, получает от них ток, цепь прохождения
которого показана на рис. 2.5 пунктирной линией со стрелками.
Когда же ЭПС располагается между ТП и АТП1, то питается от
них. При этом ток подстанции идет от трансформатора Т2 через
полюс выключателя Q3, контактный провод, токоприемник, вык-
лючатель электровоза Q5, первичную обмотку трансформатора Тэ,
колесную пару, рельс, отсасывающую линию на среднюю точку вто-
ричной обмотки трансформатора Т2.
Система 2 х 25 кВ по сравнению с системой однофазного пере-
менного тока 25 кВ обеспечивает меньшие нагрузки на провода
контактной сети; снижение потерь напряжения и энергии в тяго-
вой сети; уменьшение влияния на воздушные линии связи; увели-
чение расстояния между ТП до 80—90 км, что дает возможность
располагать их в наиболее удобных для эксплуатации местах.
Положительные свойства этой системы дают возможность при-
менять ее для усиления устройств электроснабжения при возраста-
ющем грузопотоке без увеличения числа ТП, для электрификации
линий, пролегающих в малонаселенных районах страны.
2.4. Тяговые подстанции
Тяговые подстанции получают электрическую энергию от си-
стемы внешнего электроснабжения, преобразуют ее в вид, необ-
ходимый для питания ЭПС, нетяговых железнодорожных потре-
бителей и потребителей электроэнергии прилегающих районов.
Тяговые подстанции классифицируются по роду тока; конструк-
тивному исполнению; размещению оборудования; способам управ-
ления и обслуживания, а также по схеме присоединения к ЛЭП.
По роду тока ТП подразделяются на подстанции постоянного
и переменного тока. Последние, в свою очередь, делятся на ТП од-
нофазного тока напряжением 27,5 кВ и 2 х 27,5 кВ.
По конструктивному исполнению различают ТП стационарные
и передвижные. Передвижные монтируются на железнодорожных
платформах и в крытых вагонах и используются при капитальном
ремонте стационарных подстанций или для усиления их мощности.
По способам размещения оборудования подстанции делятся
на закрытые, открытые и смешанные. Обычно на ТП электротех-
ническое оборудование напряжением до 10 кВ располагают в по-
мещениях или специальных металлических шкафах, а от 27,5 кВ и
выше — на открытой территории.
По способу управления подстанции подразделяются на теле-
механизированные, с автотелеуправлением и нетелемеханизирован-
ные. На всех ТП управление оборудованием осуществляется как
устройствами автоматики, так и персоналом дистанционно со щита
управления или вручную.
По способу обслуживания различают: ТП без дежурного пер-
сонала, с дежурством на дому и с постоянным дежурным персона-
лом на подстанции.
По способу присоединения к ЛЭП подстанции подразделяют-
ся на опорные, промежуточные и тупиковые (рис. 2.6). Опорные
тяговые подстанции ОпТП! и ОпТП2 получают электроэнергию
ОпТП! ТрТП1 ОтТП ТрТП2 ОпТП2 ТТП
Рис. 2.6. Схемы присоединения
тяговых подстанций к питающей
сети
от районных подстанций РП1 и РП2 или от электростанций, час-
тично ее перерабатывают, а часть передают на другие ТП. Между
опорными ТП располагаются промежуточные подстанции, кото-
рые делятся на транзитные (ТрТШ и ТрТП2) и отпаечные (ОтТП).
Тупиковые подстанции (ТТП) получают энергию от ОпТП или от
районных подстанций. Каждая ТП получает электроэнергию, как
правило, по двум линиям электропередачи, что обеспечивает дос-
таточно высокую надежность их электроснабжения.
Тяговые подстанции постоянного тока на протяжении дли-
тельного периода электрификации значительно видоизменились.
Поэтому находящиеся в эксплуатации подстанции отличаются
большим разнообразием в зависимости от питающего напряже-
ния (6; 10; 35; НО; 220 кВ); года постройки ( здания одноэтажные
и двухэтажные); применяемых выпрямителей (внутренней уста-
новки с принудительным охлаждением, наружной с естественным
охлаждением); типа подстанции, способа подключения ее к пита-
ющей электросети и от других факторов.
Несмотря на значительные конструктивные различия ТП, они
имеют много общего. Территория подстанций ограждается забо-
ром, к ней прокладывается подъездной железнодорожный путь.
РУ-110 и 35 кВ подстанций постоянного и переменного тока так-
же выполняются по одним требованиям. Поэтому для получения
представления о конструкциях ТП можно ограничиться рассмот-
рением компоновки одной из них.
На рис. 2.7 приведен общий вид транзитной подстанции
(ТрТП) постоянного тока, включаемой в рассечку ЛЭП 110 кВ.
На ТП установлены два трехобмоточных трансформатора 27,
которые понижают напряжение до 10 и 35 кВ. РУ-10 кВ закры-
того типа (ЗРУ) размещено в здании подстанции, РУ-35 кВ от-
крытого типа (ОРУ) расположено на территории подстанции
рядом с ОРУ-110 кВ. Напряжение 110 кВ подается на ТП по двум
вводам, провода 1 которых крепятся гирляндами изоляторов к
ригелям порталов на железобетонных опорах 3. ОРУ-110 кВ
имеет рамную конструкцию, основу которой составляют опо-
ры, установленные в два ряда и связанные металлическими и же-
лезобетонными поперечинами 10, а понизу — металлическими
швеллерными перемычками. Образуемая таким образом жест-
кая рама служит для размещения всего оборудования на высоте,
не требующей ограждения, за исключением выключателя 11 и
разрядников 12, установленных на низких фундаментах. Между
жесткими поперечинами 5 натягиваются соединительные про-
вода (ошиновка), изолированные от поперечин гирляндами изо-
ляторов 6. От прямых ударов молнии оборудование ОРУ защи-
щается молниеотводами 4 и 33, смонтированными частично на
опорах рамной конструкции.
Между вводами подстанции выполнены ремонтная перемыч-
ка 7 с двумя разъединителями (на рис. 2.7 не показаны) и рабочая
перемычка с выключателем И и разъединителями 9. Трансфор-
маторы напряжения 8, установленные на раме, присоединяются к
вводам с другой стороны от рабочей перемычки. В рабочем по-
ложении ремонтная перемычка отключена, а рабочая — включе-
на. Таким образом, линия электропередачи, в рассечку которой
включена подстанция, соединена через рабочую перемычку, обес-
печивающую возможность перетоков (транзита) электроэнергии
в обе стороны. Присоединения трансформаторов являются про-
должением вводов 1. Провода 2 присоединений крепятся гирлян-
дами 6 изоляторов к П-образным опорным конструкциям 27.
Подключение трансформаторов 21 осуществляется через разъе-
динители 13 и отделители 16, установленные на раме 14. На этой
же раме установлен короткозамыкатель 75, ножи которого нахо-
дятся в разомкнутом состоянии.
Закрытое РУ-10 кВ, расположенное в одноэтажном здании 32
подстанции, составлено из камер 29 и прислонено к стенке. Пита-
ние в ЗРУ подается по вводам 25 от понижающих трансформато-
ров. Сборные шины 30 РУ-10 кВ секционируются выключателем.
От каждой секции через проходные изоляторы подается напряже-
ние по присоединениям 7 7 на преобразовательный трансформатор
20, к которому подключен выпрямитель 18, состоящий из шести
шкафов. Через проходные изоляторы проходной плиты 24 пита-
ние подается на трансформаторы собственных нужд, установлен-
ные за стеной здания 32.
РУ-3,3 кВ закрытого типа смонтировано в здании подстанции
напротив РУ-10 кВ и состоит из камер 31 заводского изготовле-
ния. В этом же ряду располагается камера фильтр-устройства 36, а
реакторы сглаживающего устройства смонтированы в отдельном
шкафу (реакторной) 35. Опоры 39, установленные вдоль забора
подстанции, служат для крепления проводов фидерных линий 41,
42, 43, 44 контактной сети, рельсовый фидер 40 крепится натяжной
гирляндой изоляторов к опоре, ближайшей к реакторному шкафу.
В здании подстанции расположены также помещения щитовой 37,
дизель-генераторное 38, аккумуляторной батареи и др.
ОРУ-35 кВ получает питание от трансформаторов 21 по вво-
дам 19 через выключатель в ячейке 26 и присоединение 34 к транс-
форматору. Шины 60 РУ-35 кВ выполнены гибкими проводами,
которые крепятся гирляндами изоляторов 47 к П-образным опор-
ным конструкциям, состоящим из двух опор 46 и поперечины 48.
В каждой отходящей линии 61 монтируется ячейка 59 заводского
изготовления, состоящая из выключателя, трансформатора тока и
двух разъединителей. Аналогичную ячейку устанавливают в цент-
ре ОРУ-35 кВ и для секционного выключателя.
Понижающие трансформаторы располагают перед зданием
подстанции возле подъездных путей 22 и 23 на таком расстоянии
от них, которое обеспечивает возможность выгрузки и погрузки
трансформаторов краном на железнодорожном ходу с платформ,
на которых они транспортируются (рис. 2.8). На платформе-транс-
портере 3 трансформатор 1 устанавливается на опорные деревян-
ные брусья 4 и закрепляется стальными упорами. Кроме того, во
Рис. 2.8. Трансформатор на восьмиосном транспортере
избежание опрокидывания трансформатор закрепляют четырьмя
расчалками (растяжками) 2 за подъемные крюки.
Подъездные пути используются также для установки вагонов
62 (см. рис. 2.7) и платформ с оборудованием масляного хозяйства
дистанции электроснабжения, а также для передвижных тяговых
подстанций и трансформаторов.
2.5. Контактная сеть
Контактная сеть электрифицированных железных дорог работа-
ет в тяжелых условиях: резкие изменения температуры воздуха, ветер,
дождь, гололед, нагрев проводов тяговыми токами. В то же время
контактная сеть не имеет резерва, поэтому к ее надежности предъяв-
ляются особые требования. По конструкции контактные сети посто-
янного тока 3 кВ и переменного тока 25 кВ имеют много общего и
отличаются главным образом уровнем изоляции. На участках пере-
менного тока площадь поперечного сечения проводов КС меньше, а
изоляция выше вследствие более высокого напряжения в сети.
2.5.1. Контактные подвески
Контактная сеть железных дорог состоит из контактной под-
вески и опорных (поддерживающих) конструкций, а также из вспо-
могательных узлов и устройств (усиливающих и экранирующих
проводов, секционных изоляторов, воздушных стрелок и др.).
На электрифицированных дорогах применяют простые и цеп-
ные контактные подвески. Простая подвеска состоит из одного про-
вода, подвешенного на конструкциях или на опорах, расположен-
ных на расстоянии 30—40 м друг от друга. Ее используют в иску-
ственных сооружениях (тоннелях) железных дорог, где скорость
движения не превышает 35—40 км/ч, а также в трамвайных и трол-
лейбусных сетях.
Для обеспечения хорошего токосъема токоприемник ЭПС при
движении по контактному проводу в пролете между опорами дол-
жен сохранять неизменное по высоте положение и постоянное на-
жатие на провод. Для выполнения этого требования служит цеп-
ная подвеска, один пролет которой (системы постоянного тока) по-
Рис. 2.9. Пролет цепной контактной подвески постоянного тока
казан на рис. 2.9. Несущий трос (НТ) подвески крепится через гир-
лянду изоляторов (ГИ) к консоли (К), закрепленной на опоре (О).
Контактный провод (КП) с помощью струнок (С) подвешивается к
НТ. Конструкция струнок вместе с другими устройствами должна
обеспечить беспровесное положение КП. С помощью фиксаторов
(Ф) контактный провод фиксируется на консолях опор.
На опорах контактной сети постоянного тока подвешивают
также провода ВЛ ПЭ 10 кВ с полевой стороны железной дороги
на деревянных кронштейнах, к которым их крепят с помощью шты-
ревых изоляторов. К этим линиям присоединяют электроприемни-
ки железнодорожных нетяговых потребителей, расположенных
вдоль железной дороги.
Для защиты контактной сети от токов короткого замыкания и
обеспечения безопасности людей при их прикосновении к металли-
ческим частям, которые могут оказаться под напряжением вследствие
нарушения изоляции, опоры заземляют на рельс. Стальной заземля-
ющий провод (ЗП) диаметром 10—12 мм прокладывается вдоль опо-
ры и соединяет все металлические части и конструкции, расположен-
ные ближе 5 м от проводов контактной сети, с тяговым рельсом.
Для людей опасность представляет также движущийся подвиж-
ной состав, поэтому при работах, связанных с перемещением вдоль
железнодорожных путей, необходимо находиться от крайнего рель-
са на расстоянии не менее 2 м.
Пересечения линий электропередачи и контактной сети осу-
ществляется в середине пролета. При этом расстояние между несу-
щим тросом и проводами ЛЭП должно составлять 2—5 м в зависи-
мости от напряжения.
Наибольшее распространение получила полукосая подвеска
(рис. 2.10), у которой КП расположен зигзагообразно относитель-
но оси пути, а НТ — над осью пути. Нормальный зигзаг на прямых
участках пути составляет 300 мм. Зигзаги, направленные от опор,
называются плюсовыми, а к опорам — минусовыми. Полукосая
подвеска обеспечивает равномерный износ пластин токоприемни-
ка ЭПС благодаря поперечному смещению КП относительно сред-
ней точки токоприемника в процессе движения ЭПС.
Подвеску разбивают на отдельные анкерные участки длиной
1200—1600 м, контактные провода которых механически не связа-
ны между собой. Контактный провод в конце каждого участка зак-
репляют (анкеруют) на анкерных опорах, несущие тросы могут
анкероваться через 7 км. При некоторой средней температуре КП
располагается беспровесно и обеспечивает хороший токосъем. При
изменении температуры меняется длина НТ и КП, их натяжение и
стрелы провесы; условия токосъема при этом ухудшаются. Для со-
— Рельс
Ось
пути
— Рельс
Рис. 2.10. Расположение проводов полукосой подвески в плане
Рис. 2.11. Анкеровка про-
водов полукомпенсиро-
ванной цепной подвески
хранения нормального токосъема применяют несколько спосо-
бов анкеровки КП и НТ на анкерных опорах.
Подвеска, у которой НТ и КП крепятся к анкерной опоре жест-
ко, называется некомпенсированной и допускает скорости движения
до 60 км/ч.
В полукомпенсированной цепной подвеске (рис. 2.11) несущий трос
анкеруется на анкерной опоре жестко, а контактный провод — че-
рез грузовые компенсаторы (ГК). На рис. 2.12 показан анкерный уча-
сток с двусторонней компенсацией КП. Для предотвращения угона
или перетягивания КП под действием разности масс грузов компен-
саторов на разных анкерных опорах в середине анкерного участка
его жестко фиксируют на несущем тросе отрезком вспомогательно-
го троса длиной 15—20 м, называемым средней анкеровкой. Сред-
1200-1600 м
Рис. 2.12. Схема анкерного участка с двусторонней компенсацией
контактного провода
няя анкеровка позволяет уменьшить зону разрушения контактной
сети при обрыве КП в любой части анкерного участка.
Благодаря наличию средней анкеровки и компенсаторов при
изменении температуры контактный провод получает возможность
продольного перемещения вдоль пути от средней анкеровки. Не-
сущий же трос так перемещаться не может, поэтому возникает пе-
рекос струн. Для уменьшения влияния перекоса струн и улучшения
токосъема устанавливают вместо коротких струн в последних от
средней анкеровки пролетах скользящие струны, перемещающие-
ся вдоль НТ вместе с КП.
Полукомпенсированная цепная подвеска с простыми опорны-
ми струнами применяется на железных дорогах, так как она про-
ста по конструкции и обеспечивает бесперебойный токосъем при
скоростях до 70 км/ч.
Улучшить работу подвески можно путем замены обычных
струн у опор (см. рис. 2.9) на рессорные (PC). При этом струны
вверху крепят не к НТ, а к отрезку вспомогательного троса (ВТ)
длиной 12—14 м, закрепленному на несущем тросе на расстоянии
6—7 м с каждой стороны опоры, и располагают их с обеих сторон
консоли симметрично.
Полукомпенсированная подвеска с рессорными струнами, до-
пускающая скорость до 120 км/ч, широко распространена на же-
лезных дорогах.
Компенсированной цепной подвеской называют такую, в кото-
рой и НТ и КП имеют компенсаторы; может быть отдельный ком-
пенсатор на каждый провод (рис. 2.13) или один компенсатор для
Рис. 2.13. Схема компенсированной цепной подвески
обоих проводов. Струны такой подвески при изменении темпера-
туры сохраняют вертикальное положение, смещаясь вправо или вле-
во вместе с контактным проводом и несущим тросом.
На рис. 2.14 показан способ крепления НТ и КП компенси-
рованной подвески при анкеровке на один общий трехблочный
грузовой компенсатор через коромысло. Величину натяжения
КП и НТ регулируют изменением плеч на коромысле и количе-
ством грузов ГК.
Блок компенсатора (БК) состоит из ролика (Р), укрепленного
на вилке (В) и вращающегося в шариковых подшипниках (ШП).
Смазка к подшипникам поступает через масленку (М), установлен-
ную на конце вала ролика. Трехблочные компенсаторы позволя-
ют иметь вес груза, составляющий 25 % от натяжения, которое нуж-
но создать в анкеруемых проводах. Грузы набирают из отдельных
железобетонных элементов массой 25 кг каждый. Максимальные
перемещения грузов при температурных изменениях не должны
превышать расстояний а (между грузом и роликом) и b (между гру-
зом и землей), величина которых определяется по специальным
таблицам. Минимальная величина а и b составляет 200 мм.
Рис. 2.14. Анкеровка проводов компенсированной цепной подвески
Чтобы обеспечить продольное перемещение проводов ком-
пенсированной подвески при изменениях температуры, несущий
трос подвешивают на поворотных консолях. Для устройства сред-
ней анкеровки одну консоль в середине анкерного участка выпол-
няют неповоротной и закрепляют жестко двумя оттяжками за со-
седние опоры. Таким образом создается средняя анкеровка ком-
пенсированной подвески, которая допускает скорость движения
поездов до 140 км/ч.
Двойная цепная подвеска отличается от одинарной наличием
вспомогательного провода, расположенного между несущим тро-
сом и контактным проводом. Его подвешивают к несущему тросу
на струнах нормальной длины, а контактный провод к вспомога-
тельному тросу — на коротких струнах.
Двойная цепная рессорная подвеска с пружинно-масляными
амортизаторами между несущим тросом и вспомогательным про-
водом дает возможность получить удовлетворительный токосъем
при скоростях 200 км/ч и выше.
Современные российские скоростные подвески допускают ско-
рости 160 и 200 км/ч. Они используются на Московском железнодо-
рожном узле (КС-160) и на Октябрьской железной дороге между
Москвой и Санкт-Петербургом (КС-200). Эти подвески вертикаль-
ные, компенсированные, с раздельной анкеровкой несущего троса и
двойного контактного провода, с удлиненными до 20 м рессорными
вспомогательными тросами и мерными струнами, поддерживающи-
ми контактные провода. Они подвешиваются на изолированных
горизонтальных консолях с подкосами и с закреплением несущего
троса над консолью. Усиливающий провод размещается на крон-
штейнах со стороны пути. Натяжение НТ марки М-120 составляет
18 кН, одного КП марки МФ-120 (сечением 120 мм2) — 12 кН. Уко-
роченные анкерные участки имеют длину до 1400 м.
2.5.2. Поддерживающие конструкции и опоры
контактной сети
Для поддержания проводов контактной сети на определенной
высоте и в нужном положении относительно оси пути предназначены
жесткие и гибкие поперечины, опоры и консоли. Консоли устанавли-
вают на перегонах и отдельных путях станций. На станциях и много-
путных перегонах устанавливают жесткие и гибкие поперечины.
Жесткие поперечины представляют собой металличес-
кие фермы (ригели), закрепленные на двух железобетонных опо-
рах, расположенных по обе стороны путей (рис. 2.15). Ригельная
конструкция обеспечивает перекрытие до восьми железнодорож-
ных путей. При необходимости на опорах жесткой поперечины кре-
пят консоли (К) с внешней стороны и число путей, обслуживаемых
данной поперечиной, увеличивается еще на один-два. Ширина и
высота ригелей, перекрывающих от пяти до восьми путей, состав-
ляют соответственно 740 и 1200 мм. В новой подвеске КС-200 при-
меняются ригели с другими размерами.
Несущий трос контактной подвески крепится к ригелю через
гирлянду изоляторов. Фиксация контактных проводов осуществ-
ляется фиксаторами (Ф), укрепленными на фиксирующем тросе
(ФТ), натянутом между опорами (О). При необходимости изоля-
ции подвесок путей друг от друга в ФТ врезаются изоляторы (И).
При анкеровке проводов подвески на опорах жестких поперечин
применяют оттяжки, располагаемые вдоль пути.
Длина ригелей составляет от 16,1 до 44,2 м, собираются они из
отдельных блоков. Ригельные конструкции на станциях могут ис-
пользоваться для установки прожекторов, освещающих железно-
дорожные пути в ночное время.
Жесткие поперечины просты по конструкции и экономич-
ны, но при них невозможно проверить состояние точек подве-
Рис. 2.15. Жесткая поперечина
шивания несущего троса и очистить изоляторы без снятия на-
пряжения с контактной сети.
Гибкие поперечины позволяют проводить работы без
снятия напряжения с контактной сети. Они представляют собой сис-
тему тросов, натянутых между металлическими опорами, установлен-
ными по обе стороны пути (рис. 2.16). Поперечный несущий трос
(ПНТ) воспринимает все вертикальные нагрузки от цепных подвесок
и собственного веса поперечины. Верхний фиксирующий трос (ВФТ)
фиксирует положение несущего троса подвески, а нижний фиксирую-
щий трос (НФТ) — положение контактного провода. Фиксация КП
осуществляется фиксатором (Ф), закрепленным на НФТ. Во все тро-
сы у опор врезаны изоляторы (И). В нижний фиксирующий трос с
каждой стороны врезаются по два изолятора с короткой вставкой
между ними. Эта вставка длиной 1 м соединяется для выравнивания
потенциалов электрическими соединителями (ЭС) с ВФТ и ПНТ.
В результате образуется нейтральная вставка, которая в необходи-
мых случаях может быть присоединена к контактным подвескам или
к заземленным металлическим опорам. Такое присоединение позво-
ляет проводить работы без снятия напряжения с контактной сети на
подвесках, гибкой поперечине и протирать изоляторы на ней с изоли-
рованных площадок. Для секционирования контактной сети в НФТ в
соответствующем межпутье врезают изоляторы. Такая изолирован-
Рис. 2.16. Гибкая поперечина (в скобках даны размеры в мм для участков
постоянного тока, без скобок — для переменного)
ная гибкая поперечина применяется на участках дорог, где из-за боль-
ших размеров движения не представляется возможным снимать на-
пряжение со всей контактной сети для выполнения ремонтных работ.
На некоторых участках дорог эксплуатируются неизолированные
гибкие поперечины, в которых изолирован только НФТ. Для произ-
водства работ на ВФТ и ПНТ необходимо снимать напряжение со всей
КС, что связано с остановкой движения поездов. При необходимости
такие неизолированные поперечины переоборудуют в изолированные.
Из-за больших сложностей при монтаже и эксплуатации гиб-
кие поперечины применяют сравнительно редко.
Опоры контактной сети изготовляют из металла или
железобетона. Металлические опоры применяют главным образом
для гибких поперечин на станциях (см. рис. 2.16). Они имеют ре-
шетчатую конструкцию из стальных уголков и швеллеров, к кото-
рым удобно крепить различные конструкции и детали. Соедине-
ние решетки с угловыми стойками секций осуществляют сваркой.
По высоте опоры собирают из нескольких поясов (секций): высо-
той 15 м — из трех, а высотой 20 м — из четырех. Для удобства
транспортировки опоры выполняют разъемными; соединение час-
тей опоры при монтаже можно выполнять как на болтах, так и свар-
кой. Наверху опор устанавливают оголовки, а внизу — основания
(башмаки) с отверстиями для анкерных болтов, с помощью кото-
рых осуществляют соединение опор с фундаментами. Срок служ-
бы металлических опор достигает 50 лет.
Однако применение металлических опор связано с большим
расходом металла, а для защиты от коррозии их периодически не-
обходимо красить.
Наибольшее распространение получили железобетонные опоры,
при использовании которых значительно снижается расход металла.
Для обеспечения высокой надежности эксплуатации в любых
атмосферных условиях в течение длительного времени для изготов-
ления опор контактной сети применяют бетон высокой плотности и
прочности, для чего во время бетонирования уплотняют бетонную
смесь с помощью центрифугирования или вибрирования. Бетон хо-
рошо работает на сжатие, а при растяжении начинает трескаться.
Поэтому металлическую арматуру опор перед бетонированием рас-
тягивают, а после бетонирования и «схватывания» бетона отпуска-
ют, что приводит к сжатию бетона опоры арматурой. Такая конст-
рукция железобетонной опоры обеспечивает прочность бетона на
растяжение и изгиб на все время эксплуатации. Все опоры, предназ-
наченные для установки консолей, выполняются конической фор-
мы, их диаметр к основанию увеличивается. Такие опоры имеют
отверстия для крепления консолей и кронштейнов со специальными
изолирующими втулками конической формы, предназначенными для
изоляции деталей болтового крепления от арматуры. Заземление
опор на линиях переменного тока выполняют специальным провод-
ником, уложенным в стенке опоры, а на линиях постоянного тока
заземляющий проводник укладывают по внешней поверхности опо-
ры (см. рис. 2.9). Сверху и снизу опор устанавливают заглушки для
предотвращения попадания влаги во внутреннее пространство опо-
ры; кроме того, нижняя заглушка увеличивает площадь поверхнос-
ти опирания на грунт.
При высоком уровне грунтовых вод или при высокой насыпи
применяют опоры с двутавровыми, трехлучевыми или свайными
фундаментами. Опоры устанавливают на фундаменты также в тех
случаях, когда на опорах кроме контактной подвески и усиливаю-
щих проводов размещаются другие провода (питающие, линий ДПР
и др.). На рис. 2.17 приведена схема расположения проводов на кон-
сольной железобетонной опоре КС перегона однопутного участка,
электрифицированного по системе 2 х 25 кВ, с изолированными кон-
солями (ИК). Все размеры на рис. 2.17 указаны в метрах. Высота
опоры принята относительно условного обреза фундамента (УОФ).
Расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опоры
КС на перегонах и станциях, называемое габаритом (Г), должно
быть не менее 3,1 м. На существующих электрифицированных ли-
ниях, а также в особо стесненных условиях на вновь электрифици-
руемых линиях габарит установки опор допускается не менее 2,45 м
на станциях и 2,75 м на перегонах.
Высота подвески КП над уровнем головки рельса (УГР) долж-
на быть не ниже 6,25 м на станциях и 5,75 м на перегонах.
Консоли служат для крепления несущих тросов контактных
подвесок, выполняются в виде кронштейнов с тягами. Консоли
бывают однопутные, двухпутные и многопутные, а по форме пря-
мые и наклонные. Наклонные консоли (К) (см. рис. 2.9) могут быть
Рис. 2.17. Схема расположения проводов на консольной опоре контакт-
ной сети однопутного участка переменного тока системы 2 х 25 кВ
только однопутными. Преимуществом их является меньшая, чем
при прямой консоли, высота опоры. При достаточной высоте опор
устанавливают прямые консоли. Обычно их выполняют поворот-
ными и изолированными (ИК) (см. рис. 2.17).
Консоли изготовляют из уголковой или швеллерной стали.
С полевой стороны на опорах КС размещают кронштейны, на ко-
торых подвешивают питающие провода системы электроснабже-
ния 2 х 25 кВ и линий ДПР (см. рис. 2.17). Для изготовления изоли-
рованных консолей используются стальные трубы, которые удер-
живаются с помощью тяг в наклонном положении. От опоры НК и
тяга изолируются стержневыми изоляторами. В растянутые тяги
врезают гирлянды подвесных изоляторов.
На переходных опорах сопряжений анкерных участков уста-
навливают по две консоли, и каждая ветвь контактной подвески
подвешивается на отдельной консоли.
2.5.3. Секционирование контактной сети
Контактная сеть делится на отдельные участки (секции), элект-
рически изолированные один от другого изолирующими сопряже-
ниями или секционными изоляторами. Изоляция секций нарушает-
ся при проходе токоприемника ЭПС по границе их раздела. Если
такое замыкание недопустимо (при питании смежных секций от раз-
ных фаз), то секции разделяют друг от друга нейтральной вставкой.
Электрическое соединение отдельных секций осуществляют вклю-
чением секционных разъединителей, установленных на стыках сек-
ций. Секционирование КС необходимо также для обеспечения на-
дежной работы, оперативного технического обслуживания и ремонта
контактной сети с отключением напряжения. Схема секционирова-
ния контактной сети предусматривает такое взаимное расположе-
ние секций, при котором отключение одной из них в наименьшей
степени влияет на организацию движения поездов. Секционирова-
ние контактной сети может быть продольным и поперечным. •
При продольном секционировании осуществляют продольное
разделение участка контактной сети у всех тяговых подстанций и
постов секционирования (ПС) с помощью изолирующих сопряже-
ний и нейтральных вставок. В отдельные продольные секции вы-
деляют контактную сеть перегонов, станций, разъездов и обгон-
ных пунктов. Посты секционирования (ПС) располагают в середи-
не участка между двумя тяговыми подстанциями для соединения
секций контактных подвесок путей двухпутного участка при нор-
мальной работе и разделения их при коротком замыкании на од-
ной из них. Пункты параллельного соединения (ППС) располага-
ют между ТП и ПС на двухпутных участках для соединения подве-
сок двух путей в общую сеть. При коротком замыкании на подвес-
ке одного из путей ППС отключается, разделяя подвески путей.
ПС и ППС обеспечивают более экономичное использование сече-
ния проводов контактных подвесок, снижение в них потерь элект-
роэнергии. Секционируют также контактную сеть в протяженных
тоннелях и на некоторых местах с ездой понизу.
При поперечном секционировании контактную сеть каждого из
главных путей выделяют в отдельную секцию с помощью секцион-
ных изоляторов. На станциях, имеющих значительное путевое раз-
витие, применяют дополнительное поперечное секционирование.
Количество поперечных секций определяется количеством и назна-
чением отдельных путей. Например, на крупных станциях, имею-
щих несколько групп (парков) электрифицированных путей, кон-
тактная сеть каждой группы (парка) путей образует самостоятель-
ную поперечную секцию.
Поперечное секционирование с обязательным заземлением
контактной сети отключаемой секции предусматривается для пу-
тей, на которых возможно нахождение людей на крышах локомо-
тивов или вагонов, и путей, вблизи которых постоянно работают
какие-либо подъемно-транспортные механизмы. К ним относятся
погрузочно-разгрузочные пути, а также пути отстоя и экипировки
ЭПС и др. Для обеспечения безопасности людей, работающих в
указанных местах, соединение этих секций с другими осуществля-
ют с помощью секционных разъединителей с заземляющими но-
жами, которые заземляют отключаемые секции при отключении
разъединителей. ------
На рис. 2.18 приведена схема питания и секционирования стан-
ции двухпутного электрифицированного участка переменного тока.
На схеме показаны семь секций КС — четыре (I, II, III, IV) на пере-
гонах, примыкающих к станции, и три (V, VI, VII) на станции (одна
с обязательным заземлением при отключении разъединителя Р).
На станции расположена тяговая подстанция 7, от которой
отходят пять фидеров — четыре для контактной сети перегонов и
один для станции. Контактная сеть путей левого перегона и стан-
ции получает питание от одной фазы РУ 25 кВ, а правого перего-
Рис. 2.18. Схема питания и секционирования станции
на — от другой. Поэтому продольное секционирование контакт-
ной сети с левой стороны станции осуществлено с помощью изо-
лирующих сопряжений 2, а с правой стороны — нейтральными
вставками 4. Поперечное секционирование КС выполнено секци-
онными изоляторами 3.
На схеме все секционные разъединители показаны кружками;
при этом разъединители с дистанционным управлением обо-
значаются двумя кружками разных диаметров, а разъединители
с ручным управлением — одним. Разъединители, имеющие при нор-
мальном режиме работы КС включенное положение, на схеме за-
чернены (см. рис. 2.18). Фидерные секционные разъединители с дис-
танционным управлением Ф1, Ф2, Ф31, Ф32, Ф4, Ф5 на схеме нор-
мально включены, и через них от ТП питается КС шести секций.
Седьмая секция (VII) — пути для погрузки и выгрузки вагонов —
получает питание только при включении секционного разъедините-
ля Р с ручным приводом от ТП через фидерный разъединитель Ф31.
Для ремонта одной из фидерных линий с левой стороны стан-
ции линию обесточивают на ТП и отключают секционный разъе-
динитель Ф1 или Ф2. Чтобы сохранить питание КС перегона и обес-
печить движение поездов, включают продольный секционный
разъединитель А или Б. Для ремонта фидера с правой стороны стан-
ции его также обесточивают на ТП и отключают секционный разъе-
динитель Ф4 или Ф5, а для восстановления питания КС перегона
включают поперечный секционный разъединитель П с дистанци-
онным управлением. При этом по оставшемуся в работе фидеру
будут получать питание контактные подвески обеих путей перего-
на. Разъединители В и Г служат для подачи питания на НВ при
остановке под одной из них электровоза. Питание на НВ подается
со стороны станции или перегона в зависимости от принятого на-
правления движения поездов, показанного на схеме стрелками.
На рис. 2.19, а показана установка разъединителей РНД-35/1000
и РСУ-3000/3,3 на опоре КС. Разъединитель типа РНД-35/1000 (см.
рис. 2.19, а) наружной установки двухколонковый (две колонки
стержневых изоляторов) рассчитан на напряжение 35 кВ и ток 1000 А.
Колонки изоляторов, на которых закреплены контактные ножи,
связаны между собой тягой, обеспечивающей одновременный по-
ворот изоляторов и ножей в разные стороны в горизонтальной
1300
Рис. 2.19. Установка разъединителя КС переменного тока типа РНД-35/1000 (а) и постоянного тока типа
РСУ-3000/3,3 (б) на опоре
плоскости. При этом происходит замыкание или размыкание но-
жей и соответственно включение или отключение разъединителя.
Переключение разъединителя происходит при повороте вала, свя-
занного соединительными муфтами с приводом. На рис. 2.19, а по-
казан универсальный моторный привод типа УМП-П, позволяю-
щий переключать разъединитель дистанционно с диспетчерского
пункта. Устанавливаются разъединители на опорах КС, как пра-
вило, на специальных выносных кронштейнах. На таких же крон-
штейнах внизу опоры закрепляются приводы разъединителей,
соединенные с валами или рычагами управления разъединителей
системой трубчатых валов, жестких или тросовых тяг.
Секционный разъединитель типа РСУ-3000/3,3 (рис. 2.19, б) на
3 тыс. А и 3,3 кВ переключается при повороте одного из изоляторов
с контактным ножом в вертикальной плоскости. Такой поворот про-
исходит при перемещении тяги, связанной с рычагом управления,
под действием ручного или моторного привода, позволяющего уп-
равлять разъединителем на месте его установки или дистанционно
(моторный привод) с дежурного пункта КС, от дежурного по стан-
ции или по телеуправлению с энергодиспетчерского пункта отделе-
ния дороги. На головках изоляторов разъединителя укреплены рога,
между которыми происходит разрыв электрической дуги, возника-
ющей при отключении разъединителя. Провода, идущие от разъе-
динителя к контактной подвеске и питающей линии (шлейфы), присо-
единяют к головке изолятора с помощью зажимов, которые позволя-
ют подключить до четырех медных проводов сечением до 120 мм2
каждый. При этом для подключения контактов подвижного изоля-
тора обязательно применяют гибкие провода.
2.5.4. Провода и тросы контактной сети
Контактный провод осуществляет непосредственный контакт
с токоприемником ЭПС в процессе токосъема. Поэтому он дол-
жен иметь высокую механическую прочность, быть износоустой-
чивым, не подверженным коррозии и обладать хорошей электри-
ческой проводимостью.
Наибольшее распространение на электрифицированных лини-
ях получили контактные провода марки МФ, что значит «медный
Рис. 2.20. Профили сечения контактных проводов и тросов:
а — фасонный; б — фасонный овальный сечением 100 мм2; в — трос
(провод)
фасонный». Фасонными эти провода (рис. 2.20, а) называют из-за
двух продольных пазов, необходимых для захвата проводов зажи-
мами при подвеске. Контактный провод марки МФ выполняют из
меди, прокатанной в холодном состоянии. Такую технологию из-
готовления проводов применяют для придания им большей меха-
нической прочности. Основные размеры КП марки МФ-100 (сече-
нием 100 мм2) приведены на рис. 2.20, а. Для таких проводов очень
опасно возникновение электрической дуги во время токосъема.
Провода с площадью сечения 100, 120 и 150 мм2 подвешивают
на перегонах и главных путях станций, а 85 мм2 — на второстепен-
ных станционных путях. Для улучшения качества токосъема при
токах свыше 1000 А используют двойной КП, состоящий из двух
контактных проводов, входящих в одну подвеску.
Для уменьшения ветровых отклонений контактных подвесок
применяют фасонный овальный КП, основные размеры которого
(марки МФО-100) приведены на рис. 2.20, б.
Несущие тросы цепных подвесок выполняют из медных, брон-
зовых и биметаллических многопроволочных проводов, свитых из
7 или 19 (рис. 2.20, в) проволок, одна из которых является цент-
ральной. Каждый последующий ряд проволок навивают в обрат-
ном направлении по отношению к предыдущему, причем наруж-
ный повив всегда делают правым.
На главных путях линий, электрифицированных на постоян-
ном токе, применяют медные несущие тросы марки М-95 и М-120
сечением 95 и 120 мм2. Эти провода свивают из твердотянутых про-
волок, изготовленных из чистой меди. На всех путях линий пере-
менного тока и на станционных путях линий постоянного тока
применяют биметаллические несущие тросы сечением 70 и 95 мм2.
Эти провода свиты из отдельных биметаллических проволок, каж-
дая из которых состоит из стальной сердцевины, покрытой тон-
ким слоем меди. Биметаллические провода имеют высокую меха-
ническую прочность и не подвержены коррозии на воздухе. С це-
лью экономии меди в качестве несущих тросов применяют также
биметаллические сталеалюминиевые провода, изготовленные по
типу сталемедных.
На станционных путях, где производятся маневровые работы,
могут использоваться стальные несущие тросы марки С-70 сечени-
ем 70 мм2. Основным недостатком стальных проводов является их
подверженность коррозии, несмотря на то что они изготовляются
из оцинкованных проволок. В эксплуатационных условиях их не-
обходимо покрывать антикоррозионной смазкой.
В качестве усиливающих, питающих и отсасывающих наиболь-
шее распространение получили многопроволочные алюминиевые
провода марки А, которые свивают (аналогично медным) из от-
дельных твердотянутых алюминиевых проволок (см. рис. 2.20, в).
Алюминиевые провода хорошо противостоят коррозии, но
их механическая прочность и электрическая проводимость
ниже, чем у медных. Алюминий легче меди примерно в 3 раза,
поэтому при площади сечения алюминиевого провода, эквива-
лентной по проводимости площади сечения медного, его по весу
требуется примерно в 2 раза меньше, чем медного, так как про-
водимость алюминия в 1,65 раза меньше проводимости меди.
Нагрузки на опорные и поддерживающие конструкции при этом
уменьшаются.
На линиях, электрифицированных на переменном токе, для
питания линейных нетяговых потребителей широко используются
линии ДПР, выполняемые сталеалюминиевыми проводами марки
АС сечением обычно 35 и 50 мм2.
Для изготовления различных электрических соединителей и
подключения секционных разъединителей к проводам контактной
сети применяют многожильные голые гибкие медные провода мар-
ки МГГ.
2.6. Структура дистанции электроснабжения
Основной производственной единицей на железных дорогах,
обеспечивающей все виды электроснабжения железнодорожного
транспорта, является дистанция электроснабжения (ЭЧ), которая
административно подчиняется отделению железной дороги, а ее
техническое руководство осуществляет служба электроснабжения
дороги (Э). Количество дистанций электроснабжения на начало
XXI в. составило по сети железных дорог России 165 единиц.
2.6.1. Подразделения дистанции электроснабжения
Дистанция электроснабжения — линейное предприятие желез-
ной дороги, осуществляющее через свои сети и подстанции элект-
роснабжение всех железнодорожных, а также близлежащих посто-
ронних потребителей электроэнергии.
В состав ЭЧ входят районы контактной сети (ЭЧК), тяговые
подстанции (ЭЧЭ), посты секционирования (ПС) и пункты парал-
лельного соединения (ППС), районы электроснабжения (ЭЧС),
ремонтно-ревизионный участок (РРУ), энергодиспетчерская груп-
па (ЭЧЦ), лаборатории, мастерские, базы по ремонту автотранс-
порта и др.
Район контактной сети (ЭЧК) — производственное подразде-
ление дистанции электроснабжения, выполняющее техническое
обслуживание и ремонт контактной сети, фидерных линий, питаю-
щих секции контактной сети, ВЛ ПЭ и ВЛ СЦБ. Эксплуатацион-
ная длина КС, обслуживаемой одним ЭЧК, составляет 25—50 км
(50 км для ЭЧК, дежурный пункт которого расположен примерно
посредине этого участка). На территории дежурного пункта ЭЧК
находятся помещения для персонала, мастерские, гараж для авто-
мотрисы и автолетучки, кладовые для материалов, приспособле-
ний и инструментов. Количество ЭЧК по сети железных дорог со-
ставляет 955 единиц.
Тяговая подстанция (ЭЧЭ) магистральной железной дороги —
электроустановка, которая служит для преобразования получае-
мой электроэнергии и питания ею ЭПС и других потребителей.
Количество тяговых подстанций составляет 1367, из них 400 — пе-
ременного тока. Более подробные сведения о тяговых подстанци-
ях приведены в п. 2.4.
Район электроснабжения (ЭЧС) — производственное подраз-
деление дистанции электроснабжения, обслуживающее трансфор-
маторные подстанции и электрические сети, предназначенные для
питания, как правило, железнодорожных нетяговых потребите-
лей. Персонал ЭЧС обеспечивает содержание оборудования и
электрических сетей в соответствии с действующими правилами
и нормами, проводит профилактические и ремонтные работы,
испытания электрооборудования, капитальный ремонт и замену
устаревшего или вышедшего из строя оборудования. Работники
ЭЧС осуществляют эксплуатацию и техническое обслуживание
установок наружного освещения станционных путей железнодо-
рожного узла, контролируют расход и оплату электроэнергии
потребителями, а также выполняют ряд специальных работ в элек-
троустановках потребителей. В аварийных ситуациях в ЭЧС созда-
ются аварийно-восстановительные бригады по заранее разработан-
ным схемам оповещения.
В состав ЭЧС входят мастерские, оснащенные специальным
оборудованием. На крупных узлах и станциях, как правило, име-
ются центральные распределительные пункты (ЦРП), на которых
организовано круглосуточное дежурство электротехнического пер-
сонала, обеспечивающего контроль за работой электроустановок
района электроснабжения, осуществляющего необходимые пере-
ключения электроустановок с использованием дистанционного и
телемеханического управления.
Ремонтно-ревизионный участок (РРУ) — производственное
подразделение, осуществляющее плановые профилактические ре-
визионные, испытательные и наладочные работы устройств и обо-
рудования тяговых подстанций, постов секционирования и пунк-
тов параллельного соединения контактной сети. Работы осуществ-
ляют группы специалистов, специализирующиеся на ремонте и
наладке преобразовательной техники, релейной защиты, устройств
автоматики и телемеханики, обслуживании масляного хозяйства,
проводящие испытания, проверку, ремонт и регулировку измери-
тельных приборов.
В распоряжении этих групп находятся специальные прибо-
ры, аппаратура, испытательные стенды, химическая лаборато-
рия и лаборатория по проверке и наладке приборов релейной
защиты, автоматики и телемеханики, стационарные и передвиж-
ные лаборатории высоковольтных испытаний и проверки состо-
яния кабельных линий.
В РРУ осуществляются испытания электротехнических защит-
ных средств (перчаток, диэлектрических ковриков и т.д.) и высо-
ковольтных приспособлений (указателей напряжения, изолирую-
щих штанг, клещей и т.п.) для всех подразделений дистанции элек-
троснабжения, а также для других организаций. Специалисты РРУ
выполняют монтаж и наладку вновь устанавливаемого оборудо-
вания или его капитальный ремонт, а также восстановление по-
врежденного оборудования.
Энергодиспетчерская группа — производственное подразде-
ление дистанции электроснабжения, осуществляющее централи-
зованное оперативное руководство работой персонала ЭЧК,
ЭЧЭ и ЭЧС в процессе эксплуатации, а также при выполнении
ревизионных, ремонтных и восстановительных работ. Дежурный
энергодиспетчер, пользуясь устройствами автоматики, телеме-
ханики и дистанционного управления, а также с помощью де-
журного персонала на объектах производит необходимые пере-
ключения, контролирует работу оборудования и поддерживает
оптимальный режим работы, создает безопасные условия для
ремонтного персонала.
Энергодиспетчер принимает заявки на производство работ,
проверяет достаточность и правильность мер безопасности при
подготовке рабочего места, допускает бригады к работе, органи-
зует предоставление «окон» в движении поездов и оформление зап-
рещений движения при работах с полным или частичным снятием
напряжения с контактной сети.
При отказах в системе электроснабжения дежурный энергодис-
петчер организует сбор бригад, доставку их к месту проведения
работ, принимает решения, направленные на быстрейшее восста-
новление движения поездов.
2.6.2. Структура управления дистанцией
электроснабжения
Дистанция электроснабжения относится к сложным системам,
состоящим из организационно-экономической и технической сис-
тем управления. Основной технологический процесс дистанции
заключается в переработке электроэнергии, получаемой от систе-
мы внешнего электроснабжения, и передаче ее потребителям, ос-
новным из которых является электрическая тяга поездов.
Оперативное управление режимом работы устройств электро-
снабжения заключается в приеме, запоминании, преобразовании и
передаче информации о состоянии устройств, а также принятии
управляющих решений на основании поступающей и хранящейся
информации.
Технологический процесс, обеспечивающий надежную рабо-
ту устройств электроснабжения, заключается в проведении техни-
ческого обслуживания и планово-предупредительных ремонтов
этих устройств. Таким образом, функционирование дистанции элек-
троснабжения сводится к четырем основным процессам: электро-
снабжение, производство планово-предупредительных ремонтов,
оперативное и административное управление.
Структура управления дистанцией электроснабжения, пред-
ставленная на рис. 2.21, соответствует дистанции средней протя-
женности со средним количеством работающих. Распределение обя-
занностей и функций между отдельными звеньями управления в
каждом конкретном случае могут отличаться.
Структура управления дистанцией является многоуровневой:
содержит четыре уровня управления и один подуровень. Вне уров-
ней управления находится учетно-контрольная группа начисления
и выдачи заработной платы (бухгалтерия), которая подчиняется
машинно-счетной станции. Старший экономист, исполняющий
функции бухгалтера, и инспектор по кадрам подчиняются непос-
редственно начальнику дистанции.
Непосредственно начальнику дистанции, который относится
к первому уровню управления, подчиняются два заместителя, глав-
ный инженер и энергодиспетчерская группа, относящиеся ко вто-
рому уровню управления. Каждый заместитель управляет, как пра-
Рис. 2.21. Структура управления дистанцией электроснабжения
вило, группой однородных подразделений и обеспечивает органи-
зацию эксплуатации устройств электроснабжения. Им непосред-
ственно подчиняются начальники соответствующих подразделений:
районов контактной сети, районов электроснабжения, тяговых
подстанций, ремонтно-ревизионного участка, автохозяйства и ма-
стерских, а также инженеры технического отдела, обеспечивающие
техническое управление соответствующими подразделениями ди-
станции. Главный инженер непосредственно занимается организа-
цией капитального ремонта и строительства, а также обеспечива-
ет выполнение требований охраны труда при производстве работ
всеми подразделениями дистанции. Главному инженеру непосред-
ственно подчиняется инженер по технике безопасности (ТБ) и стар-
ший инженер технического отдела.
Энергодиспетчерская группа, возглавляемая старшим энерго-
диспетчером (ЭЧЦС), осуществляет оперативное управление тех-
нологическими процессами электроснабжения и производством
планово-предупредительных ремонтов. Структурная схема опера-
Рис. 2.22. Структура оперативно-
го управления дистанцией
электроснабжения
тивного управления дистанцией
электроснабжения представлена
на рис. 2.22. Энергодиспетчер
(ЭЧЦ) в период дежурства являет-
ся единоличным оперативным ру-
ководителем и несет полную от-
ветственность за осуществляемое
им управление дистанцией элект-
роснабжения. В оперативном под-
чинении ЭЧЦ находится опера-
тивный и оперативно-ремонтный
персонал, обслуживающий уст-
ройства электроснабжения, а так-
же персонал, выполняющий стро-
ительные, монтажные, ремонтные
и наладочные работы в этих устройствах. Энергодиспетчер имеет се-
лективную связь с линейным оперативным и оперативно-ремонт-
ным персоналом, а также прямую телефонную связь с поездным
диспетчером (ДНЦ) и диспетчерским персоналом энергосистемы
(РДП). Управление устройствами системы электроснабжения осу-
ществляет оперативный персонал соответствующих подразделений
дистанции или ЭЧЦ по системе телеуправления (ТУ).
Энерго диспетчерская группа размещается на энерго диспетчер-
ском пункте, который, как правило, находится в отделении дороги
в непосредственной близости от поездных диспетчеров. Энерго дис-
петчерский пункт может иметь один или несколько энергодиспет-
черских кругов, каждый из которых оперативно управляется де-
журным энергодиспетчером. Количество диспетчерских кругов
определяется размерами дистанции электроснабжения и количе-
ством устройств электроснабжения в ее границах.
Старший энерго диспетчер анализирует правильность действия
дежурных ЭЧЦ по обеспечению безопасных условий производства
работ и движения поездов в сложных метеорологических услови-
ях. Кроме того, ЭЧЦС согласовывает с дежурным по отделению
дороги и поездными диспетчерами планы ремонтных работ, свя-
занных с движением поездов. ЭЧЦС участвует также в анализе при-
чин отклонений от нормального режима работы оборудования,
разработке рациональных схем электроснабжения, вносит измене-
ния в техническую документацию, имеющуюся на энергодиспет-
черском пункте.
На подуровне второго уровня находится старший инженер,
инженеры технического отдела (техотдела) и инженер по технике
безопасности. Старший инженер подчиняется непосредственно
главному инженеру и руководит инженерами техотдела, обеспечи-
вая управление организацией капитальных ремонтов и строитель-
ства по всем подразделениям дистанции. За инженерами техотдела
закрепляют группы однородных подразделений, они могут также
выполнять определенные функции. В состав техотдела входят: ин-
женер по районам электроснабжения, инженер по тяговым подстан-
циям, инженер по контактной сети, инженер по линиям автобло-
кировки и продольного электроснабжения. Каждый инженер техот-
дела подчиняется старшему инженеру отдела и соответствующему
заместителю начальника дистанции. Инженеру по технике безопас-
ности в вопросах охраны труда подчиняются все начальники под-
разделений и их персонал. —
К третьему уровню управлению относятся начальники подраз-
делений дистанции, осуществляющие административно-техничес-
кое управление персоналом подразделений. Они планируют рабо-
ту персонала и несут ответственность за содержание устройств элек-
троснабжения, закрепленных за ними, и обеспечение безопас-
ных условий производства работ.
На четвертом уровне управления находится оперативный и
ремонтный персонал производственных подразделений, принима-
ющий непосредственное участие в производстве работ, как прави-
ло, на обслуживаемых ими устройствах.
2.6.3. Штат персонала дистанции
Среднесписочная численность работников хозяйства электроснаб-
жения по сети дорог составляет около 50 тыс. человек, из них пример-
но 45 тыс. заняты непосредственно эксплуатационной работой, в том
числе более половины занимаются эксплуатацией КС и ТП.
Штат персонала одной дистанции в среднем составляет
350—400 человек. Ведущими специалистами дистанции электро-
снабжения являются электромеханики. Старший электромеханик —
непосредственный организатор и руководитель производствен-
ного процесса на определенном участке. Он единолично руково-
дит работой бригады электромехаников и электромонтеров. Рас-
поряжения и указания администрации передаются рабочим через
бригадира, которым является старший электромеханик или, где
его нет, электромеханик. Все распоряжения старшего электроме-
ханика являются обязательными для выполнения его подчинен-
ными. Старшие электромеханики имеют, как правило, среднее
техническое образование, то есть являются выпускниками техни-
кумов и колледжей.
Основными обязанностями старшего электромеханика как ру-
ководителя, являются:
- организация правильной технической эксплуатации обору-
дования и устройств электроснабжения;
- обеспечение строгого соблюдения технологии обслуживания
и ремонта оборудования и устройств электроснабжения;
- обеспечение выполнения плановых заданий;
- организация производства работ при соблюдении правил
охраны труда;
- контроль за своевременным началом и окончанием работы,
правильным использованием рабочего времени, выполнением смен-
ных заданий, качеством работы.
Непосредственными исполнителями работ по эксплуатацион-
ному обслуживанию устройств электроснабжения являются элект-
ромонтеры. Количество и состав ремонтных бригад зависят от
объема работ, которые необходимо производить в процессе эксп-
луатации устройств электроснабжения.
За оперативно-ремонтным персоналом закрепляются отдель-
ные электроустановки или их группы. Например, персонал каж-
дой ТП имеет право производить работы только на обслуживае-
мой им подстанции и прикрепленных к ней постах секционирова-
ния и пунктах параллельного соединения (ППС). Оперативные пе-
реключения указанный персонал производит только в пределах
определенной зоны обслуживания.
Персонал ремонтно-ревизионного участка, состоящий в основ-
ном из электромехаников, имеет право производить работы в уст-
ройствах электроснабжения всех ТП, ПС и ППС, а также в других
электроустановках дистанции электроснабжения совместно с их
оперативно-ремонтным персоналом.
Оперативно-ремонтный персонал района контактной сети име-
ет право выполнять работы на устройствах КС, ВЛ СЦБ 10 кВ и
ВЛ ПЭ 10 кВ, закрепленных за данным районом КС. Цри устране-
нии возникших повреждений персонал может работать на устрой-
ствах, обслуживаемых другими ЭЧК, совместно с их персоналом
Устройства электроснабжения района контактной сети обслу-
живаются штатом электромонтеров во главе с начальником райо-
на и электромехаником. Штат подсчитывают исходя из норм рас-
хода трудовых затрат на текущее обслуживание и ремонт КС. Ко-
личество и состав ремонтных бригад зависят от протяженности КС
района. При определении численности дежурного персонала учи-
тывается способ организации дежурства (круглосуточное или де-
журство на дому).
Примерный штат района контактной сети с одной или двумя
ремонтными бригадами: начальник района — 1; старший элект-
ромеханик — 1; электромеханик — 1-2; дежурный электромеха-
ник — 4-5; электромонтер 6-го разряда — 1-2; то же 5-го разряда
2-4; то же 4-го разряда — 4-6; то же 3-го разряда — 4-6; дежурный
электромонтер 5-го разряда — 4-5; дежурный машинист автомот-
рисы — 4-5; водитель автолетучки — 1; уборщица — 1.
Обычно численность персонала района контактной сети со-
ставляет 25—30 человек.
В состав штата ЭЧК входят также электромеханик и группа
электромонтеров автоблокировки и энергетики в количестве трех-
пяти человек. Они занимаются обслуживанием ВЛ СЦБ 10 кВ ВЛ
ПЭ 10 кВ и КТП, расположенных вдоль железнодорожных линий
в пределах района КС.
На дежурном пункте района, как правило, дежурит один ма-
шинист автомотрисы (водитель автодрезины), имеющий право ра-
боты на КС. При дежурстве в два и более лица старшим в смене
назначается дежурный электромеханик.
Основной обязанностью дежурного персонала является обес-
печение готовности всех восстановительных средств с запасом
материалов, запчастей, деталей и конструкций, проверка состо-
яния устройств в пределах станции, где расположен дежурный
пункт, и быстрое устранение поврежденной КС и линий элект-
роснабжения. При возникновении повреждений дежурный элек-
тромеханик совместно с энергодиспетчером определяет объем
повреждения, организует сбор бригады электромонтеров в со-
ставе, необходимом для его устранения, подготовляет к выезду
восстановительные средства.
По указанию начальника района дежурный персонал выпол-
няет работы по эксплуатационному обслуживанию и подготовке
материалов для ремонта, принимает участие в работах с ремонт-
ными бригадами для приобретения необходимых навыков.
В обязанности ремонтных бригад входит выполнение работ по
эксплуатационному обслуживанию, состоящему из основных ви-
дов планово-предупредительного ремонта: техническое обслужи-
вание, текущий и капитальный ремонты КС, ВЛ СЦБ 10 кВ и ВЛ
ПЭ 10 кВ в пределах закрепленной зоны обслуживания. Состав
бригады зависит от характера и категории работ, условий и места
выполняемых работ и колеблется от двух до десяти человек. От-
ветственным за безопасное и качественное выполнение работ на-
значается электромонтер высшей квалификации, наиболее опыт-
ный из состава бригады.
Эксплуатационный персонал ЭЧК привлекается также к над-
зору за производством работ других организаций вблизи действу-
ющих устройств КС и ЛЭП. При необходимости для возможности
выполнения этих работ по приказу энергодиспетчера производит-
ся снятие напряжения с устройств и их заземление.
Численность персонала ТП зависит от многих факторов. На
каждой подстанции руководство осуществляет ее начальник. При
кустовом методе обслуживания ТП, ПС и ППС на одного началь-
ника может приходиться от одной до четырех подстанций посто-
янного тока и 1-2 — переменного. В состав штата куста обычно
входит старший электромеханик, 1-2 электромеханика и 2-3 элект-
ромонтера. Численность персонала, обслуживающего одну ТП, со-
ставляет 4-5 человек.
Численность персонала районов электроснабжения определя-
ется исходя из объема работ, который зависит от количества и слож-
ности электроустановок и сетей. Обычно она составляет 20—30 че-
ловек. В состав персонала входит начальник района, электромеха-
ники (включая старшего), мастера, инженеры, техники, бригади-
ры, электромонтеры, контролеры, машинисты автомотрис, води-
тели автомашин и тракторов, крановщики.
Численность персонала энергодиспетчеров определяется исхо-
дя из числа диспетчерских кругов, зависящих от количества подраз-
делений ЭЧ и средних нормативов загрузки одного диспетчера по
этим подразделениям. Обычно численность энергодиспетчерского
персонала дистанции электроснабжения составляет 9—12 человек.
2.7. Техническая эксплуатация устройств
электроснабжения
Согласно ПТЭ железных дорог все сооружения и устройства
железнодорожного транспорта должны содержаться в исправном
состоянии. Предупреждением появления каких-либо неисправнос-
тей и обеспечение длительных сроков службы сооружений и уст-
ройств является главной задачей их технической эксплуатации.
2.7. L Основные требования к устройствам
электроснабжения и нормы их содержания
Устройства электроснабжения должны обеспечивать перебой-
ное и надежное электроснабжение ЭПС и устройств СЦБ, связи и
вычислительной техники, а также всех остальных потребителей
железнодорожного транспорта.
Перерыв в электроснабжении автоматической и полуавто-
матической блокировки допускается на время переключения пи-
тания с основной системы на резервную, которое не должно пре-
вышать 1,3 с.
Уровень напряжения на токоприемнике ЭПС должен быть не
менее 21 и не более 29 кВ при переменном токе и не менее 2,7 и не
более 4 кВ при постоянном.
Высота подвески КП над УГР должна быть на перегонах и
станциях не ниже 5750 мм, а на переездах — не ниже 6000 мм.
Во всех случаях она должна быть выше 6800 мм. В исключи-
тельных случаях высота подвески КП может быть уменьшена
до 5675 мм при электрификации на переменном токе и до 5550
мм — на постоянном.
Расстояние от оси крайнего пути до опор на перегонах и станциях
должно быть не менее 3100 мм, в особо стесненных условиях оно до-
пускается не менее 2450 мм — на станциях и 2750 мм — на перегонах.
Номинальное напряжение переменного тока на устройствах
СЦБ должно быть ПО, 220 или 380 В. Отклонение от указанных
величин номинального напряжения допускается в сторону умень-
шения не более 10 %, а в сторону увеличения — не более 5 %. Тяго-
вые подстанции и ЭПС линий, электрифицированных на постоян-
ном токе, должны иметь защиту от проникновения в КС токов,
нарушающих нормальное действие устройств СЦБ и связи.
Деятельность оперативно-ремонтного персонала электроуста-
новок заключается в проверке состояния устройств электроснаб-
жения; проведении работ, направленных на поддержание этих уст-
ройств в рабочем состоянии, при котором выдерживаются все нор-
мативные параметры и показатели работы. При возникновении
аварийных ситуаций персонал осуществляет их устранение, восста-
новление поврежденных устройств и включение их в работу в ми-
нимально возможное время.
Наиболее сложными и трудоемкими являются работы на кон-
тактной сети, которые в необходимых случаях могут проводиться
под напряжением и без закрытия путей перегонов и станций для
движения поездов.
При производстве работ, препятствующих проходу поездов,
место работ должно быть ограждено сигналами остановки в соот-
ветствии с требованиями ПТЭ железных дорог и Инструкции по
сигнализации на железных дорогах РФ. Работы на КС с изолирую-
щих съемных вышек (рис. 2.23) без перерыва движения поездов про-
изводятся только в светлое время суток. Для своевременного
освобождения пути около вышки постоянно должны находиться
не менее четырех человек. Передвигать вышку на двухпутном уча-
стке необходимо навстречу правильному движению поездов с од-
новременным передвижением сигналистов, ограждающих вышку.
Работы на тяговых подстанциях, пунктах питания, постах секци-
онирования проводятся, как правило, со снятием напряжения и за-
землением отключенных токоведущих частей. В отличие от работ на
КС эти работы не связаны с движе-
нием поездов, что значительно уп-
рощает организацию ремонтных
работ, позволяет производить их
меньшим числом работников, по-
высить производительность труда
и качество выполненных работ.
Исправность и работоспособ-
ность оборудования электроуста-
новок обеспечивается системой
планово-предупредительных ре-
монтов (ППР), предусматриваю-
щей все необходимые виды техни-
ческого обслуживания и ремонтов
с установленной периодичностью.
При этой системе регламентиру-
ются объемы, нормы и периодич-
ность видов технического обслу-
живания и ремонта, в том числе
осмотров, опробований, испыта-
ний (проверок), текущих ремон-
Рис. 2.23. Работа на контактной
сети с изолирующей съемной
вышки
тов, капитальных и внеочередных
(для некоторых типов оборудова-
ния) ремонтов.
Осмотры для большинства
оборудования планируются как самостоятельные операции. Во
время осмотра проверяют состояние оборудования, выявляют
дефекты, нарушения требований техники безопасности, уточня-
ют состав и объем работ, подлежащих выполнению при очеред-
ном ремонте.
Эксплуатационное опробование необходимо для определения
исправности и работоспособности коммутационного оборудова-
ния, защит и устройств автоматики и телемеханики после любого
вида ремонта и испытаний.
Испытания (проверки) проводятся с целью выявления скры-
тых дефектов оборудования в период между двумя очередными ре-
монтами.
Ремонты подразделяются на плановые, которые намечаются
заранее, и неплановые, которые проводятся для устранения послед-
ствий отказов в работе оборудования и защит, повреждений обо-
рудования. К плановым ремонтам относятся:
- текущий ремонт, который обеспечивает поддержание обору-
дования в работоспособном состоянии путем чистки, проверки,
наладки и замены быстроизнашиваемых частей;
- внеочередной ремонт, который производится при выработ-
ке оборудованием нормированного механического или коммута-
ционного ресурса;
- капитальный ремонт, который выполняется с целью восста-
новления исправности и полного ресурса оборудования, при этом
производится полная разборка или вскрытие оборудования, вос-
становление или замена изношенных деталей, наладка и полная
программа испытаний.
Оперативное обслуживание КС, ТМ, ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ 10 кВ и
сетей районов электроснабжения предусматривает контроль за их
работой и восстановление при повреждениях. Оно может быть в виде
круглосуточного сменного дежурства на объектах (районах) контакт-
ной сети, электроснабжения и тяговых подстанциях или односмен-
ной работы только днем, но с возможностью вызова в любое время
суток персонала указанных подразделений для устранения отказов
и повреждений устройств. Все дежурства осуществляются согласно
графику, утвержденному начальником тяговой подстанции, района
контактной сети или района электроснабжения.
Дежурный ТП докладывает энерго диспетчеру о всех отклоне-
ниях от нормального режима работы оборудования и срабатыва-
нии устройств релейной защиты, принимает меры по восстановле-
нию нормального режима работы подстанции и затем сообщает
об этом энергодиспетчеру.
Дежурство в районах контактной сети и районах электроснаб-
жения имеет целью обеспечить содержание в постоянной готовно-
сти аварийно-восстановительных средств и организацию быстро-
го восстановления поврежденных устройств, а также организацию
бесперебойного питания потребителей электроэнергии, контроль
за работой устройств электроснабжения и выполнение оператив-
ных переключений при необходимости.
Дежурный персонал по административно-техническим воп-
росам подчинен начальникам соответствующих линейных под-
разделений, а по оперативным вопросам — энергодиспетчеру.
Энергодиспетчер в период дежурства является единоличным опе-
ративным руководителем ЭЧ в пределах диспетчерского круга.
Его распоряжение может быть отменено только старшим энер-
годиспетчером или начальником ЭЧ. При получении извещения
о повреждении устройств энергодиспетчер обязан определить
характер и объем повреждения, после чего совместно с поезд-
ным диспетчером устанавливает порядок пропуска поездов и
принимает меры по скорейшему устранению повреждения и вос-
становлению нормальной работы.
Для этого диспетчеру необходимо организовать сбор и отправ-
ление к месту повреждения бригады электромонтеров, используя
при этом аварийно-восстановительные автолетучки, дрезины и
попутные поезда. После прибытия восстановительной бригады на
место энергодиспетчер должен поддерживать постоянную связь с
руководителем работ. По окончании работ он извещает поездно-
го диспетчера о снятии ограничений или об отмене запрещения на
пропуск поездов.
2.7.2. Машины и механизмы для монтажных
и ремонтных работ
Капитальный ремонт устройств электроснабжения в услови-
ях эксплуатации железных дорог — сложный и трудоемкий про-
цесс. Для его проведения нужна тщательная, продуманная подго-
товка. Сокращению времени производства ремонтных работ,
улучшению их качества способствуют индустриальные методы
ремонта, при которых широко применяются средства механиза-
ции. Они значительно облегчают выполнение трудоемких работ,
улучшают условия труда.
Для рытья котлованов и установки опор при капитальном ре-
монте устройств электроснабжения используют бурильно-крано-
вые установки, для рытья траншей под кабели — траншеекопате-
ли, а для выполнения верховых работ — телескопические вышки
(например, МШТС).
a
Монтажная
Рис. 2.24. Машина с шарнирной стре-
лой на автомобильном МШТС-2А
(а) и железнодорожном ходу
МШТС-2ПМ (0
Машина с шарнирной
стрелой МШТС-2А (рис.
2.24, а) изготовляется на базе
автомобильного шасси.
Стрела машины установлена
на поворотном круге, кото-
рый позволяет поворачи-
ваться стреле на 360°. Нижнее
колено стрелы оборудовано
крановым устройством гру-
зоподъемностью 2 т. Элект-
ромонтеры располагаются в
монтажных корзинах. Управ-
ление стрелой осуществляет-
ся с пульта, расположенного
на поворотном круге. Маши-
на МШТС-2А имеет аутриге-
ры с гидравлическим управ-
лением, которые обеспечива-
ют ее устойчивое положение
при производстве верховых
работ. Машина может быть
использована при работах в
открытых электроустанов-
ках, на линиях электропере-
дачи и на контактной сети
при наличии хороших
подъездов к опорам с поле-
вой стороны.
Аналогичная машина
МШТС-2ПМ (рис. 2.24, б) на
железнодорожном ходу при-
меняется при ремонтных и
монтажных работах на кон-
тактной сети. Она является
самоходной, может передви-
гаться со скоростью 7-8 км/ч,
что вполне достаточно для выполнения работ на перегоне и стан-
ции. Доставляют машину к месту работы автомотрисой.
Для работ на контактной сети широко используют дрезины с
двигателями внутреннего сгорания автомобильного типа. Наиболь-
шее распространение получила монтажно-восстановительная дре-
зина ДМС (рис. 2.25), которая используется для монтажных, ре-
монтных и восстановительных работ. На ее платформе установле-
на подъемная вышка с изолированной рабочей площадкой, рас-
считанная на 5 человек с инструментами и материалами.
Применяются также грузовые дрезины, предназначенные для
погрузочно-разгрузочных работ и перевозки грузов. На таких дре-
зинах установлены краны с горизонтальной стрелой.
Более совершенными, чем дрезины, являются автомотрисы. На
рис. 2.26 представлена автомотриса АГВ, имеющая кран грузоподъ-
емностью 3 т со стрелой, поворачивающейся на 180°. Подъем изо-
лированной площадки осуществляется с помощью гидравлическо-
го привода и двух шарнирно соединенных рам. Поворот площад-
ки от нормального положения может осуществляться в обе сторо-
ны на 90°. Вход на рабочую площадку возможен только через две
изолированные нейтральные площадки.
Рис. 2.25. Монтажно-восстановительная дрезина типа ДМС
Изолированная площадка
Рис. 2.26. Автомотриса типа АГВ
Широко используется на контактной сети дизельная монтаж-
ная автомотриса АДМС (рис. 2.27). Она представляет собой само-
ходный двухосный экипаж. На передней консоли рамы располо-
жена кабина, в которой можно перевозить до 9 человек, включая
машиниста и его помощника, а на задней установлен двигатель, с
которого вращающий момент на колеса передается с помощью
гидропередачи и карданного привода. На раме автомотрисы уста-
новлена монтажная площадка и механизм ее подъема.
Для раскатки проводов контактной подвески применяют рас-
каточные платформы, изготовленные главным образом на базе
четырехосных грузовых платформ (рис. 2.28). Платформа обору-
дована рамой с гнездами для установки осей барабанов с провода-
ми в два ряда. В середине платформы имеется проход для обслу-
живания барабанов. Всего на платформе может быть размещено
до 18 барабанов с проводами.
Платформа имеет также четыре лестницы с ограждениями
для подъема на нее, откидные боковые борта, а также поручни,
приваренные к раме. Пол в проходе, расположенном в средней
части платформы, приподнят для удобства работы с барабана-
ми. Под полом в проходе расположены ящики с откидными
крышками для хранения валов барабанов, крепежных деталей и
узлов тормозных устройств.
Рис. 2.27. Дизельная монтажная автомотриса типа АДМС
Рис. 2.28. Раскаточная четырехосная платформа
Для установки барабанов на платформе имеются подшип-
ники скольжения, которые крепят к раме болтами. В зависимос-
ти от размеров устанавливаемых барабанов подшипники мож-
но переставлять, для чего в них предусмотрены соответствую-
щие отверстия.
Тормоза барабанов состоят из двух соединенных шарнирно
половин. Платформа снабжена десятью комплектами тормозов,
которые устанавливают на барабанах с проводами, подлежащи-
ми раскатке, а затем переставляют на другие барабаны. Для рас-
катки проводов на обочину пути на платформе имеется специ-
альная стрела, которую можно установить на любом торце плат-
формы. Торцевые борта платформы при работе откидывают, зак-
репляют в таком положении на кронштейнах и устанавливают
на них ограждения из уголков со съемной цепочкой в средней
части. На торцевых ограждениях закрепляют направляющие
ролики, используемые при раскатке провода по оси железнодо-
рожного пути.
Раскатку НТ и КС подвески производят в «окна». Подготови-
тельные работы начинают с погрузки автокраном барабанов с тро-
сом и проводом. При этом оси барабанов надежно закрепляют в
гнездах, расположенных на раме платформы.
Раскатку производят с одной или нескольких раскаточных
платформ, перемещаемых автомотрисой или дрезиной (двумя при
большой массе груза).
Монтаж проводов ВЛ 10 кВ на опорах КС производится с
полевой стороны с помощью машины МШТС-2А или авто-
мотрисы с выдвижной изолирующей монтажной площадкой
(рис. 2.29). Площадка, на которой находятся электромонтеры
с инструментами и необходимыми материалами, разворачи-
вается перпендикулярно оси пути и с помощью двух гидро-
подъемников поднимается на нужную высоту. Бригада элект-
ромонтеров состоит из трех-четырех человек. Она осуществ-
ляет все работы на высоте, связанные с установкой кронштей-
нов и консолей, армированием их изоляторами и монтажом
контактной подвески.
Рис. 2.29. Монтаж конструкций на опорах контактной сети с выдвижной
изолирующей монтажной площадки
2.73. Обеспечение безопасности при эксплуатации
устройств электроснабжения
В отношении мер безопасности работы подразделяются на
выполняемые:
- со снятием напряжения и заземлением;
- под напряжением (на контактной сети);
- вблизи частей, находящихся под напряжением;
- вдали от частей, находящихся под напряжением.
До начала выполнения работ всех категорий необходимо от-
четливо представлять, в каких опасных сочетаниях могут находить-
ся разнопотенциальные элементы электроустановки и какие меры
безопасности необходимо при этом выполнять.
К организационным мероприятиям относятся:
- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем
работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- допуск к работе, включающий инструктаж выдающим наряд про-
изводителя работ и инструктаж производителем работы бригады;
- надзор во время работы;
- оформление перерывов в работе, переходов на другое рабо-
чее место, окончания работы.
Допуск к работе осуществляется производителем работ после
того, как выполнены все необходимые мероприятия по обеспече-
нию безопасности работающих непосредственно на месте работы.
О начале и об окончании всех работ на участке железной до-
роги должен быть уведомлен энергодиспетчер.
При подготовке рабочего места со снятием напряжения долж-
ны быть в указанном порядке выполнены следующие технические
мероприятия:
• произведены необходимые отключения и приняты меры,
препятствующие подаче напряжения на место работы вслед-
ствие ошибочного и самопроизвольного включения коммута-
ционных аппаратов;
• на приводах ручного и ключах дистанционного управления
коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещаю-
щие плакаты;
• проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях,
которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения
электрическим током;
• наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там,
где они отсутствуют, установлены переносные заземления), шун-
тирующие штанги или перемычки;
• вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены
при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением
токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписываю-
щие плакаты;
• освещено место работы в темное время суток.
При производстве работ на контактной сети предварительно
выполняются мероприятия по закрытию путей перегонов и стан-
ций для движения поездов, выдаче предупреждений на поезда и
ограждению места работ.
Для защиты электроустановок и эксплуатационного персона-
ла от пожаров предусматривают мероприятия:
технические, заключающиеся в соблюдении противопожарных
норм при сооружении .зданий, выборе и монтаже электрооборудо-
вания, устройств молниезащиты;
эксплуатационные, предусматривающие правильное техничес-
кое обслуживание и содержание зданий и территорий;
организационные, заключающиеся в организации обучения
персонала противопожарным правилам, издании необходимых
инструкций;
режимные, запрещающие применение открытого огня, куре-
ние, производство сварочных работ в пожароопасных местах.
В электроустановках должны быть средства пожаротушения,
которые применяются обслуживающим персоналом для ликвида-
ции возгорания до прибытия пожарных.
При тушении пожара необходимо помнить о возможности
поражения электрическим током. При невозможности отключения
напряжения для гашения огня необходимо пользоваться углекис-
лотными огнетушителями и другими средствам, не проводящими
электрический ток.
Рекомендуемая литература
1. Горошков Ю.И., Бондарев Н.А. Контактная сеть. — М.:
Транспорт, 1990. — 399 с.
2. Дворовчикова Т.В., Зимакова А.Н. Электроснабжение и кон-
тактная сеть электрифицированных железных дорог. — М.: Транс-
порт, 1989. — 166 с.
3. Единая транспортная система / Под ред. В.Г. Галабурды. —
М.: Транспорт, 1999. — 303 с.
4. Железнодорожный транспорт: Энциклопедия. — М.: Боль-
шая Российская энциклопедия, 1994. — 599 с.
5. Железные дороги. Общий курс / Под ред. М.М. Уздина. —
М.: Транспорт, 1991. — 295 с.
6. Общий курс железных дорог / Под ред. В.Н. Соколова. —
М.: УМК МПС России, 2002. — 296 с.
7. Почаевец В.С. Электрические подстанции. — М.: Желдориздат,
2001. —512 с.
8. Правила технической эксплуатации железных дорог Россий-
ской Федерации. ЦРБ-756. — М.: Транспорт, 2000. — 190 с.
9. Реформирование железнодорожного транспорта: политика
кадрового обеспечения. — М.: УМК МПС России, 2002. — 330 с.
10. Фрайфельд А.В., Бондарев Н.А., Марков А.С. Устрой-
ство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных
линий. — М.: Транспорт, 1987. — 336 с.
11. Шишкина Л.Н. Транспортная система России. — М.:
Желдориздат, 2001. — 208 с.
Содержание
От автора..................................................3
1. Общие сведения о железнодорожном транспорте.............4
1.1. Роль железных дорог в единой транспортной системе России.4
1.2. Развитие железнодорожного транспорта России...........13
1.3. Организация управления железнодорожным транспортом..22
1.4. Устройства и технические средства железных дорог.....33
1.5. Подвижной состав железных дорог......................60
2. Устройство и эксплуатация систем электроснабжения
железных дорог...........................................76
2.1. Схемы электроснабжения подвижного состава............76
2.2. Система тягового электроснабжения постоянного тока
напряжением 3 кВ.........................................78
2.3. Системы тягового электроснабжения однофазного
переменного тока.........................................83
2.4. Тяговые подстанции...................................89
2.5. Контактная сеть......................................94
2.6. Структура дистанции электроснабжения................113
2.7. Техническая эксплуатация устройств электроснабжения.123
Рекомендуемая литература.................................136