Как работает контактный рельс
07 мая’ 20
Контактный рельс — это часть контактной сети, являющейся комплексом устройств, которые обеспечивают передачу энергии подстанций к токоприемникам состава. Такая сеть применяется не только в метрополитене, но и на железной дороге — для обеспечения движения электровозов и моторных вагонов.
Принцип работы: заключается в скользящем контакте с токоприемником подвижного состава, где контактная сеть является полюсом или фазой в зависимости от вида тока.
Чаще всего контактные рельсы используют в метрополитене. Реже — на открытых участках железной дороги. Для наземной части путей существует ограничение по высоте напряжения — не выше 3000 Вт. Еще одна сфера применения — электрификация устройств на производстве и складах: подъемных кранов, транспорта, осветительных устройств, подвесных дорог.
Что такое контактный рельс
Существует два вида контактных рельсов, различающихся наличием изоляции:
-
нижний — не изолирован;
-
боковой — изолирован.
Изоляция бокового реализована с помощью специального короба, для того чтобы провести ток к составу, используют контактный башмак. То, каким образом снимают ток, влияет на расположение рельса в сети. Основная цель разных видов токосъема — обеспечить надежный контакт токоприемника ходовой части электровозов и вагонов.
При правильном монтаже полностью исключается возможность разрыва цепи, дугообразования, нарушения контакта и искрения. Все это в совокупности обеспечивает безопасность движения в метрополитене и на электрифицированных участках железной дороги. Если правила монтажа не соблюдены, возможно разрушение контактной поверхности.
Токосъем бывает:
-
верхний;
-
нижний;
-
боковой.
Устройство контактного рельса
Контактные рельсы производят из малоуглеродистой стали. Обычно сталь прокатывается и прессуется с алюминием. Такой способ обеспечивает хорошую проводимость тока при максимальной прочности и стойкости к износу. Однако контактные рельсы, материал, из которого они производятся и способ обработки отличаются от обычных. В связи с этим накладываются определенные ограничения для монтажа на открытом пространстве:
-
зимой необходимо постоянно очищать снег;
-
электробезопасность ниже, чем в закрытых помещениях;
-
максимальная скорость состава — всего 120 км/час;
Недостатки для наземного использования становятся преимуществом для контактных рельсов метрополитена:
-
в закрытом помещении служат долго, их легко ремонтировать и обслуживать;
-
низкое сопротивление постоянному току;
-
влияет на размеры тоннелей (их можно сделать меньше).
Стандартная длина контактного рельса — 12,5 метров. В метрополитене их присоединяют друг к другу с помощью сварки, формируя длинные плети не менее ста метров. Этот метод актуален для прямых и кривых участков с радиусом от 300 метров. На открытых участках железной дороги длина плетей уменьшается до 37,5 метров или до 12,5 метров в кривых, чей радиус меньше трехсот метров.
Там, где сварные стыки невозможны, применяют температурные. Для этого концы контактных рельсов соединяют специальными накладками, которые, в свою очередь, крепятся с помощью болтов. Стандартная частота температурных стыков под землей — каждые 100 метров, над землей — каждые 37,5. Специфика соединения состоит в том, что в случае изменения температуры, концы перемещаются в стыке. Это возможно благодаря овальным отверстиям в накладках и самих контактных рельсах и слабой затяжке болтов с одной стороны.
Безопасность электрифицированных участков пути невозможна без частичной или максимальной изоляции контактного рельса. Для этих целей служит защитный короб по всей длине, расположенный со всех сторон, кроме нижней. Для дополнительной безопасности обслуживающего персонала в местах переходов дополнительно монтируют резиновые коврики или диэлектрические полосы. Несмотря на такие меры предосторожности, непосредственно ремонт и обслуживание возможны только при выключенном напряжении в сети или после установки короткозамыкателей.