Was ist eine elektrifizierte Eisenbahn

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Die Zunahme des Transportvolumens und die Intensität des Zugverkehrs auf den Hauptverkehrsachsen hat zur Entstehung der elektrifizierten Eisenbahnen geführt. Solche Objekte sind technisch recht schwierig zu realisieren. Anders als die ersten elektrifizierten Eisenbahnen sind moderne Autobahnen ingenieurtechnisch komplexe Infrastruktureinrichtungen und erfüllen eine Reihe wichtiger Aufgaben für die Bevölkerung und die Wirtschaft des Landes. Dieser Artikel beschreibt die Geschichte der Entstehung und Entwicklung des elektrischen Eisenbahnverkehrs, gibt die wichtigsten technischen Merkmale und eine Vorstellung vom Umspannwerksystem und der Lokomotivflotte.

Frühgeschichte der elektrifizierten Eisenbahn

Die erste elektrische Lokomotive der Geschichte verdankt ihr Erscheinen dem weltberühmten deutschen Erfinder und GeschäftsmannWernerSiemens. Dieses Muster wurde am 31. Mai 1879 auf der Ausstellung der Errungenschaften von Industrie und Wissenschaft in Berlin der ganzen Welt präsentiert. Eine elektrifizierte Eisenbahn mit Kontaktnetz wurde eigens gebaut, um die Leistungsfähigkeit einer Elektrolokomotive zu demonstrieren. Die Länge dieser Versuchsstrecke betrug etwas mehr als 300 Meter. Das der Öffentlichkeit vorgeführte Gerät ist nach modernen Maßstäben kaum Lokomotiven zuzuordnen. Vielmehr war es sein Vorbild. Das Fahrzeug wog nur 250 Kilogramm, hatte eine Leistung von drei PS und konnte eine Geschwindigkeit von nicht mehr als 7 Stundenkilometern erreichen. Zur Spannungsversorgung wurde eine zusätzliche Schiene verwendet. Das rollende Material bestand aus drei Waggons. Insgesamt konnten sie nicht mehr als 18 Personen aufnehmen.

Diese Neuheit stieß bei Wirtschaftsvertretern auf großes Interesse. Bereits im selben Jahr 1879 wurde eine 2 Kilometer lange Straße gebaut, um Arbeiter und Rohstoffe in das Gebiet einer der französischen Bekleidungsfabriken zu bringen.

So wurde der elektrische Schienenverkehr zunächst in Industriebetrieben und für den innerstädtischen Personenverkehr (Straßenbahnlinien) eingesetzt. Doch schon nach wenigen Jahren wird der Verkehr auf der Strecke Likterfelzh - Berlin eröffnet. Die Zeremonie zum Durchschneiden des roten Bandes fand am 16. Mai 1881 statt.

Elektrifizierung der Eisenbahnen in Sowjetrussland und der UdSSR

Im zaristischen Russland wurde der Entwicklung der elektrischen Eisenbahn nicht die gebührende Aufmerksamkeit geschenktTransport. Straßenbahnlinien wurden in den großen Städten gebaut. Die Haupteisenbahnlinien, die die größten Städte des Reiches verbanden, waren nicht elektrifiziert. 1880 gelang es einem Wissenschaftler namens Pirotsky, einen schweren Eisenbahnwagen mit Hilfe von Elektrizität von seinem Platz zu bewegen. Aber dieses Experiment interessierte niemanden. Erst mit dem Aufkommen der Sowjetmacht begann eine Diskussion über die Aussichten für die Entwicklung dieser Industrie. Zu dieser Zeit wurden elektrische Lokomotiven in den meisten Ländern der Welt aktiv eingeführt. Die Entwicklung elektrifizierter Eisenbahnen war einfach unerlässlich. Bereits 1921 wurde ein strategischer Plan zur Elektrifizierung aller Gebiete des Landes genehmigt. Das Kontaktnetz der elektrifizierten Eisenbahnen sollte sich nach dem angekündigten Plan über die wichtigsten Autobahnen erstrecken, die große Industrieregionen und Städte verbinden.

Bereits 1926 wurde ein zwanzig Kilometer langer Abschnitt der Straße mit Kontaktelektronetz in Betrieb genommen. Sie verband die Hauptstadt der SSR Aserbaidschan mit den Ölfeldern von Surakhani. In diesem Abschnitt wurde ein Gleichstrom von 1200 Volt verwendet. Das Jahr 1929 war geprägt vom feierlichen Start des ersten elektrischen Zuges von Moskau nach Mytischtschi. Diese Ereignisse markierten ohne Übertreibung den Beginn einer neuen Ära in der Geschichte der Entwicklung und Industrialisierung unseres Landes.

Nach einigen Jahrzehnten ersetzt Wechselstrom die Konstante. Am 19. Dezember 1955 wurde der Eisenbahnabschnitt Mikhailov-Ozherelye in Betrieb genommen. Seine Länge beträgt 85 Kilometer. Die Lokomotiven in diesem Abschnitt wurden mit Wechselstrom betriebenIndustriefrequenz (50 Hertz) mit einer Spannung von 22.000 Volt. Ein Jahr später wurden die Fahrleitungen bis zur Station Pavelets 1 verlängert, so dass die Gesamtlänge dieser Strecke etwa 140 Kilometer betrug.

Allgemeine Informationen über die Russische Eisenbahn

Die Eisenbahn der Russischen Föderation ist ein riesiger Organismus. Es ist in 17 separate Abteilungen unterteilt. Nach den neuesten Daten beträgt die Gesamtlänge der betriebenen Straßen 86.000 Kilometer. Gleichzeitig beträgt die Länge der elektrifizierten Bahnen etwas mehr als die Hälfte dieses Wertes (51 %). Nicht jedes Land kann sich eines solchen Indikators rühmen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Anteil der elektrifizierten Eisenbahnen in Russland mehr als achtzig Prozent des gesamten Güter- und Personenverkehrs ausmacht. Das ist durchaus verständlich. Denn zunächst einmal werden hochbelastete Verkehrsautobahnen elektrifiziert. Zudem ist die Elektrifizierung von wenig befahrenen Straßen nicht wirtschaftlich und führt zu Verlusten. Solche Indikatoren können nur durch die gemeinsame Arbeit des gesamten Volkes erreicht werden. Gleichzeitig ist ein sehr entwickelter Maschinen- und Gerätebau, eine entwickelte Elektroindustrie und wissenschaftliches Potenzial erforderlich.

Die Gesamtlänge der elektrifizierten Eisenbahnabschnitte in unserem Land beträgt ungefähr 43.000 Kilometer. Gleichzeitig werden 18.000 Kilometer mit Gleichstrom betrieben. Dementsprechend werden die restlichen 25.000 Kilometer mit Wechselstrom gefahren.

Vorteile der Elektrifizierung

Vor dem Hintergrund einer Vielzahl von Vor- und Nachteilen elektrifizierter Bahnen gehen alle Nachteile einfach verloren. Erstens ist die Menge an schädlichen Emissionen viel geringer als bei Diesellokomotiven. Dies wirkt sich positiv auf die Umwelt aus. Zweitens ist der Wirkungsgrad einer E-Lok deutlich höher. Dadurch werden die Kosten für den Warentransport reduziert.

Elektrifizierte Bahnen lösen unter anderem das Problem der Stromversorgung von Industriebetrieben und Siedlungen, die sich entlang der Bahnlinie und nicht weit davon entfernt befinden. Laut Statistik für 1975 wurde mehr als die Hälfte der gesamten Elektrizität des Kontaktnetzes der Eisenbahnen der UdSSR für die Stromversorgung dieser Einrichtungen aufgewendet, die nicht zur Verkehrsinfrastruktur gehören.

Und dies ist keine vollständige Liste der Vorteile. Es sollte auch gesagt werden, dass die elektrifizierte Eisenbahn eine viel größere Kapazität und Zuverlässigkeit hat und es Ihnen ermöglicht, komfortable Bedingungen für den Personentransport zu schaffen.

Bahnunterwerke: allgemeine Konzepte

Wenn wir auf ein Minimum vereinfachen, dann kann das Umspannwerk wie folgt definiert werden: eine Anlage, die für die Verteilung und Umwandlung von Elektrizität bestimmt ist. Mit anderen Worten, das Traktionsunterwerk ist ein Abwärtstransformator. Fährt die Lokomotive mit Gleichstrom, fungiert die Unterstation als Gleichrichter. Für NetzwerkeElektrifizierte Straßen mit Wechselstrom müssen im gesamten Streckenabschnitt Traktionsunterwerke in einer Entfernung von 50 bis 80 Kilometern eingerichtet werden. Die Umstellung auf Gleichstrom erfordert den Bau von Umspannwerken alle 15-20 Kilometer. In Ausnahmefällen kann dieser Abstand auf 5 Kilometer reduziert werden (auf besonders stark befahrenen Autobahnen).

Die U-Bahn verwendet eine spezielle Art von Umspannwerken. Geräte dieses Typs wandeln Wechselspannung nicht in Gleichspannung um, sondern senken nur die Gleichspannung ab.

Entwurf von Umspannwerksblöcken

Traktionsstationen sind ein Komplex aus Zellen, Sch alttafeln und Sch altschränken. Diese Elemente sind auf Rahmen montiert und durch ein Kabelnetzwerk (sowohl Strom- als auch Steuerkabel) verbunden.

Es gibt zwei Arten von Blöcken. Bei einigen Blöcken sind alle Elemente auf einem Rahmen montiert, bei anderen wird jedes Element in einen versiegelten Behälter gelegt. Blöcke des ersten Typs sind für den Einbau in Gebäuden bestimmt. Blöcke des zweiten Typs werden entlang der Freiluftbahnstrecke installiert.

Kontaktnetzwerk

Das Kontaktnetzwerk ist eine sehr komplexe technische Struktur. Es umfasst viele Elemente: den Draht selbst, das Kabel (Träger), Kraftübertragungsmasten, starre und flexible Querstangen … An die Aufhängung werden sehr strenge Anforderungen gestellt. Wenn es ihnen nicht entspricht, wird der Strom intermittierend entnommen, wodurch die Lokomotive nicht im Normalmodus betrieben werden kann und zu einem Notfall führen kann. Streng regulierte Höhe und SpannkraftDrähte, maximal zulässige Krümmung, Spannweiten und so weiter. In unserem Land werden Lokomotiven sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom betrieben. Das erschwert natürlich die Stromversorgung elektrifizierter Bahnen etwas. Jedes dieser Systeme hat seine eigenen Vor- und Nachteile.

Bau einer einfachen Oberleitung

Tatsächlich ist eine einfache Kontaktaufhängung ein Draht, der an Stützen befestigt ist. Der Abstand zwischen diesen Stützen beträgt normalerweise 30-40 Meter. Ein solches Design ist nur auf Straßenabschnitten akzeptabel, auf denen Hochgeschwindigkeitsverkehr nicht erlaubt ist (Brücken, Tunnel), sowie auf Oberleitungsbus- und Straßenbahnstromleitungen.

Vorteile des Gleichstrom-Kontaktnetzes

Im Vergleich zum Kontaktnetz mit Wechselstrom hat das Kontaktnetz mit Gleichstrom eine Reihe von Vorteilen. Darunter ist insbesondere auf die Einsatzmöglichkeit für Lokomotiven mit relativ einfacher Bauweise und geringem Gewicht zu verzichten. Außerdem gibt es bei solchen Systemen keinen Einfluss der an das Kontaktnetzwerk angelegten Spannung. Wichtigster Vorteil ist die höhere Betriebssicherheit gegenüber AC-Systemen.

Nachteile des DC-Kontaktnetzes

Der Hauptnachteil solcher Stromversorgungssysteme für elektrifizierte Bahnen sind ihre hohen Kosten. Schließlich erfordert ihre Konstruktion eine aufwändigere und teurere Aufhängung. Zugdraht aus Kupferhat einen viel größeren Querschnitt, was auch die Kosten des Projekts erheblich erhöht. Ein wesentlicher Nachteil ist die eher unbedeutende Entfernung zwischen Traktionsunterwerken bei elektrifizierten Bahnen im Vergleich zu Kontaktnetzen mit Wechselstrom. Im Durchschnitt reicht sie von 15 (in Gebieten mit maximalem Zugverkehr) bis 20 Kilometer. Gleichströme verursachen unter anderem die Entstehung sogenannter Streuströme, die zur Entstehung und schnellen Korrosionszerstörung von Stahlkonstruktionen und Stützen führen.

Ausbildungsanforderungen an das Personal für die Wartung von Energieversorgungsanlagen

Bevor ein Arbeiter Hochspannungsleitungen einer elektrifizierten Eisenbahn reparieren und warten darf, muss er eine spezielle Ausbildung absolvieren. Und dies gilt nicht nur für Personen, die direkt mit dem elektrischen Teil arbeiten, sondern auch für Schlosser und Installateure, die die gesamte Struktur von Übertragungsleitungen und deren H alterungen warten. Alle Mitarbeiter müssen einen Wissenstest bestehen und ihr Qualifikationsniveau bestätigen.

Schlussfolgerung

Das Aufkommen der elektrifizierten Eisenbahnen markierte das schnelle Wachstum der Industrie aufgrund der Intensivierung des Verkehrs und eines Anstiegs des Frachtumsatzes. Es wurde möglich, die Masse der von einer Lokomotive transportierten Güter erheblich zu erhöhen.

Außerdem hat es eine Reihe von Problemen gelöst. Herkömmliche Diesellokomotiven fallen daher oft bei niedrigen Temperaturen aus. Die E-Lok funktioniert zuverlässig bei jedem Wetter. Damit wurden wiederum die Voraussetzungen für eine aktive Entwicklung der nördlichen und fernöstlichen Regionen unseres Landes geschaffen.