Эксплуатационная готовность системы тягового электроснабжения

Длительная эксплуатационная готовность оценивается как вероятность того, что система при определенных условиях будет в полном объеме выполнять свои задачи.

На практике решающим фактором является длительность перерыва в подаче электроэнергии на электроподвижной состав. В связи с этим были проведены исследования, целью которых было определение влияния перерывов в питании от контактной сети на маршрутную скорость поезда. На основе этих исследований предложено в качестве допустимого считать 2-минутный перерыв в подаче напряжения из системы тягового электроснабжения на электроподвижной состав.

Структура системы д ля оценки надежности системы тягового электроснабжения железных дорог целесообразно представить структуру системы таким образом, чтобы были видны как взаимосвязи в системе, так и параметры отдельных ее элементов. Упрощенно ее можно рассматривать как последовательную систему, которая может быть полностью выведена из строя при отказе одной из составляющих. Таким образом, данные о выходах из строя отдельных частей и их элементов могут являться основой для оценки надежности всей системы в целом.

Система тягового электроснабжения рассчитана таким образом, чтобы в нормальных условиях был возможен режим движения с интервалом следования поездов Ј 2 мин. Основными критериями оценки при этом являются: допустимое падение напряжения, токовые нагрузки в контактной сети и мощность тяговой подстанции.

Элементы системы тягового электроснабжения после выхода из строя ремонтируются и затем используются дальше до достижения предельного срока, который, как правило, превышает нормативный. Такие элементы системы электроснабжения, как электростанции, линии электропередачи и распределительные устройства, всегда имеют резервы и поэтому обладают высокой эксплуатационной готовностью.

Контактная сеть

Контактная сеть - система устройств, предназначенных для передачи электрической энергии от электрических станций через тяговые подстанции электровозам, моторным вагонам, трамваям или троллейбусам. Передача электрической энергии осуществляется через скользящий контакт между контактным проводом или контактным рельсом и токосъёмником (токоприёмником) подвижного состава. Контактный провод располагается, как правило, над рельсовым путём или вдоль трассы безрельсового транспорта, а рельс - на уровне ходовых частей подвижного состава. Контактный провод прикрепляют к поддерживающим конструкциям - обычно к опорам контактной сети, реже к стенам домов и др. строениям (трамвайные и троллейбусные сети) при помощи гибких элементов (тросов и проволок), располагаемых вдоль контактного провода (цепные контактные подвески) или поперёк него (простые контактные подвески). Опоры К. с. могут быть железобетонными, стальными и деревянными. Крепление контактных подвесок к опорам осуществляют с помощью арматуры и изоляторов.

Для надёжной работы и удобства обслуживания контактной сети делят на секции. В отдельные секции выделяют перегоны и промежуточные станции, а на крупных станциях - группы электрифицированных путей. При ремонте, требующем снятия напряжения, отключают только одну секцию, не нарушая питания электроэнергией др. участков. Ж.-д. опоры К. с. используют также для подвески проводов, по которым подаётся электроэнергия к линейным ж.-д. потребителям, а также для размещения др. проводов, например телеуправления тяговыми подстанциями, всевозможными переключающими устройствами в схеме секционирования и др.

По техническим и экономическим причинам контактная сеть сооружается без резервирования. Если она находится в нерабочем состоянии, то и вся система тягового электроснабжения не работает, если нельзя использовать соседний электрифицированный путь или объездные участки.

Сама контактная сеть как система с точки зрения надежности состоит примерно из двух десятков элементов, которые соединены последовательно. При отказе одного из них выходит из строя вся система.

Выходы из строя контактной сети характеризуются разными причинами. Некоторые из них связаны с техническими параметрами элементов системы, но большая часть представляет собой внешние факторы, связанные с эксплуатацией, логистикой и окружающей средой. Согласно данным об отказах элементов контактной сети на железных дорогах Европы, приведенным в технической литературе, на 100 км пути в год приходится от 3 до 5 повреждений.

Если проанализировать причины выхода контактной сети из строя, то становится очевидным абсолютное преобладание внешних факторов. В связи с этим предлагается следующая классификация причин отказов:

· l _ОК - дефекты конструкции;

· l _OI - дефекты монтажа и недостатки в текущем содержании;

· l _O = l _ОК + l _ОI - выходы из строя контактной сети;

· l _B - эксплуатационные нагрузки;

· l _А - внешние причины;

· l _St = l _O + l _А + l _B - конкретные случаи выходов из строя, связанные с определенными участками контактной сети;

· l _U - отсутствие напряжения из-за выпадения подстанции или отказа силовых выключателей;

· l _Sy = l _St +l _U - выходы из строя всей системы тягового электроснабжения.

Анализ основных причин выхода из строя контактной сети показывает, что здесь большую роль играет влияние реального эксплуатационного процесса. Отказы вследствие влияния второстепенных внешних факторов могут в значительной степени зависеть от места воздействия основной причины и отражаются на величине показателя l _St. Таким образом, для контактных сетей одной и той же конструкции l _St в значительной степени зависит от географического положения линии.