Cучасні елементи конструкції контактної мережі

ВСТУП

Розвиток транспорту - це не тільки підвищення пропускної спроможності та впровадження нових технологій перевезення  вантажів. Крім цих, безсумнівно, важливих напрямків розвитку, на сучасному  етапі для українських залізниць  не менш актуальними є проекти, спрямовані на підвищення ефективності та зниження собівартості перевезення вантажів і пасажирів, а також зменшення  залежності від імпорту енергоресурсів, ціна яких так нестабільна на світових ринках.

     Реалізація  проектів електрифікації залізниць,  які дозволять суттєво підвищити  ефективність перевезення вантажів, а також зміцнять позиції залізниці,  як найбільш екологічного виду  транспорту, є одним з пріоритетних  напрямків модернізації залізничної  інфраструктури.

Електрифікація залізничного транспорту - невід'ємна частина електрифікації господарства країни. Пристрої електропостачання  електрифікованих залізниць, від яких отримує харчування не тільки тяга, а й інші районні споживачі, прилеглі до залізниці, в тому числі і не тягові споживачі залізничного транспорту, є складовою частиною енергопостачальної системи.

Основним елементом системи  тягового електропостачання є контактна  мережа. Будівництво і модернізація контактної мережі в даний час  має здійснюватися за типовими проектами.

До завершення розробки всіх модифікацій контактних підвісок повинні  застосовуватися діючі типові рішення. Конструкції контактних підвісок відповідно до Правил технічної експлуатації залізниць  повинні відповідати вимогам, що забезпечують пропуск пасажирських поїздів зі швидкістю руху 140 км / год і враховувати можливість перспективного підвищення швидкостей руху на окремих напрямках до 200 км / год і збільшення пасажироообігу.

Всі знову розроблені конструкції контактної мережі, вузли та арматура до дозволу на їх застосування повинні піддаватися випробуванням за затвердженою Департаментом електрифікації та електропостачання методикою. Модернізація контактної мережі проводиться для оновлення основних фондів, відновлення ресурсу постійних елементів і підвищення технічних показників контактної підвіски. Основні цілі проведення модернізації:

- Збільшення швидкості  пересування пасажирських і вантажних  поїздів;

- Підвищення ресурсу основних  елементів і їх зближення для  створення передумов при подальшій  експлуатації проведення комплексних  видів капітального ремонту;

- Підвищення надійності  і стійкості роботи за рахунок  застосування виробів та вузлів  з поліпшеними властивостями;

- Зниження витрат на  обслуговування за рахунок виключення  або збільшення періодичності  робіт з діагностики, оглядам,  ремонту;

- Збільшення терміну служби  контактного проводу за рахунок  підвищення показників якості  струмознімання;

- На основі аналізу  роботи контактної мережі усунення  причин порушень в роботі контактної  мережі внаслідок неврахування  при проектуванні місцевих особливостей  кліматичних умов, стану земляного  полотна, інженерно-геологічних  умов і забезпечення стійкості опор контактної мережі.

1.ВПРОВАДЖЕННЯ  ШВИДКІСНОГО РУХУ ЕЛЕКТРОПОЇЗДІВ  НА ЕЛЕКТРИФІКОВАНИХ ДІЛЯНКАХ  В УКРАЇНІ

 

     Залізнична мережа України органічно вписується в європейську мережу через Польщу, Словаччину, Угорщину, Румунію, Молдову. Потенційні можливості країни у справі залучення додаткових міжнародних транспортних потоків досить великі. Обсяг відповідних перевезень уже найближчим часом може бути збільшено на 25...30 %. Однак вигідне, з погляду транспортних перевезень, геополітичне розташування України зараз не використовується повною мірою, тому важливим завданням є інтеграція залізничного транспорту в загальноєвропейську транспортну систему шляхом приведення українських дільниць пан-європейських транспортних коридорів у відповідність з міжнародними технічними параметрами. Перш за все це стосується підвищення швидкості руху поїздів до 160...200 км/год.

Згадана проблема є складною і багатоплановою. Її розв'язання може відбуватися в такій послідовності: дослідження наявного закордонного досвіду і передумов в Україні щодо організації швидкісного руху поїздів; розробка нормативно-технічної бази для проектування реконструкції залізниць; визначення першочергових напрямків і оптимальне розподілення інвестицій на об'єкти(дільниці), що підлягають реконструкції.

Оскільки мережа Українських  залізниць взаємодіє з мережею  інших країн, насамперед Росії і  Польщі, то підготовленість сусідніх регіонів до впровадження швидкісного руху має для України неабияке значення.

У Росії розроблено і прийнято Концепцію організації швидкісного  і високошвидкісного руху, яка  передбачає узгоджені з білоруською  та українською мережами поетапні підвищення на існуючих залізничних лініях швидкостей руху пасажирських поїздів до 160...200 км/год, а в подальшому — перехід на спорудження спеціалізованих високошвидкісних магістралей (ВШМ) зі швидкістю руху поїздів до 350 км/год. Визначений у Росії полігон швидкісного руху має 10 пріоритетних напрямків, один з них — український: Москва— Суземка, який стикується з транспортним коридором Зернове—Київ.

Міністерство транспорту та зв'язку України і Міністерство транспорту Російської Федерації спільним рішенням від 3 вересня 2004 року затвердили Концепцію інтеграції транспортних систем Російської Федерації та України, яка передбачає, зокрема, розвиток швидкісного пасажирського руху на напрямку Київ — Москва.

Польські залізниці в  рамках найважливіших міжнародних угод АОС і АСТС передбачають модернізацію коридору Е-30 , що є також «Критським» транспортним коридором № 3, частина якого проходить територією України. Технічні параметри коридору мають забезпечувати рух пасажирських поїздів зі швидкістю 160 км/год і вантажних — не менше 120 км/год при максимальному осьовому навантаженні 22,5 кН. Усі роботи з реконструкції існуючих і будівництва нових об'єктів залізничного транспорту намічено виконати поетапно до 2010 р. Модернізацію дільниці Краків — Пшемишль — Медика заплановано на період після 2005 р., передбачено модернізувати прикордонний перехід Медика — Мостиська. Не виключено, що роботи з модернізації прикордонного переходу буде включено у план модернізації всього напрямку Пшемишл — Львів.

Програмами розвитку залізниць  Чехії передбачено упровадження швидкісного руху в напрямку України: (Ширидинг) — Хеб —Пльзень — Прага — Колин —Острава. На частині коридору, що проходить територією Чехії, передбачається до 2010 р. модернізувати лінію для забезпечення швидкостей руху 140...160 км/год.

Словацька Республіка намічає  впровадити до 2010 р. швидкісний рух (до 160 км/год) за маршрутом: кордон з Чехією — Жиліна — Попрад —Татри—Кошице—Чієрна над Тисоу —(Чоп).

Програмами розвитку залізниць  Угорщини намічено впровадження швидкісного руху в напрямку України: (Відень)—Хедьюшхалом —Будапешт— Мішкольц—Захонь—(Чоп). Максимальні швидкості руху на цій лінії становитимуть 140...160 км/год. Повну реконструкцію відповідно до положень європейських угод СМЗ уже виконано на ділянці Хедьюшхалом— Будапешт, яка є складовою частиною «Критського» коридору №4, де можливе курсування швидкісних пасажирських поїздів у напрямку Відня зі швидкістю 160 км/год.

Румунські залізниці визначили  впровадження швидкісного руху (до 140 км/год) у на- пряку України: Бухарест—Унгени.

Швидкісну мережу Молдови  у напрямку України визначено проектом модернізації колійної інфраструктури Унгени—Кишинів—Бендери—(Роздільна) з виходом до Києва (швидкість руху до 160 км/год). Термін впровадження швидкісного руху — 2005 р., однак роботи на цих напрямках не провадяться.

При розгляді питання передумови впровадження швидкісного руху поїздів в Україні було проаналізовано основні технічні показники транспортних коридорів (технічне оснащення, параметри плану й профілю, вантажонапруженість) і їх відповідність європейським вимогам, а також тенденції зростання маршрутних швидкостей, стан колійної інфраструктури, і зроблено відповідні прогнози розвитку рухомого складу.

Розвиток швидкісного  руху в післявоєнний період здійснювався із застосуванням нових видів  тяги. На початку 70-х років на дільниці Дніпродзержинськ—Новомосковськ Придніпровської залізниці було проведено випробування швидкісного вагона-лабораторії з реактивною тягою, на якому було досягнуто швидкість 250 км/год . Більшої швидкості розвинути не вдалося через обмеження сили тяги двигунів і довжини прямої ділянки. До початку XXI століття це залишалося рекордом швидкості на залізницях України і держав СНД.

Швидкісний рух на тому чи іншому напрямку визначається двома категоріями швидкостей — максимальною і маршрутною. Перша характеризує рівень інфраструктури залізниць і рухомого складу, друга визначає кінцевий результат перевезень (час доставки вантажів і пасажирів).

Аналіз графіків руху швидкісних поїздів між обласними центрами показав, що на сьогодні маршрутна швидкість становить (0,48...0,53) , що є низьким показником у порівнянні з європейськими залізницями, де співвідношення маршрутної і максимальної швидкості становить 0,7...0,9.

В Україні найбільша маршрутна  швидкість становить 92 км/год, яка  досягається швидкісним поїздом  на напрямку Дніпропетровськ—Київ.

Порівняльні дані про маршрутні  швидкості Таблиця 1.1

			Маршрутна
Держава	Поїзд	Ділянка	швидкість,
			км/год
Росія	ЕР200	Санкт-Петербург—Москва	134,0
Польща	3	Варшава—Заверче	131,0
Словаччина	4	Нові Зсмкі—Братислава	105,0
Білорусь	Полонез	Мінськ—Брест	92,5
Україна	165/166	Дніпропетровськ—Київ	92,2

 

Як випливає з табл. 1, маршрутні  швидкості на основних напрямках Українських залізниць в 1,1...1,5 раза нижчі, ніж у сусідніх країнах. Тому наступне завдання полягає як у підвищенні рівня максимальної швидкості до 160 км/год, так і в досягненні маршрутної швидкості 100 км/год і більше.

Аналіз кривої вартості реконструкції             Таблиця 1.2

Vм Км/год	Питима вартість млн.грн на 10 км/год	Т, год	В, млн.грн
60…110 111…160 160…250	0,16 1,47 0,36	-0,0982Vм -0,0339Vм -0,0153Vм	0,0160Vм - 0,88 0,1470Vм - 17,53 0,0359Vм + 3,15

 

У першому інтервалі менш ніж110 км/год) вартість реконструкції збільшується повільно і становить у середньому 0,16 млн грн. на кожні 10 км/год підвищення маршрутної швидкості. Маршрутна швидкість 110 км/год забезпечується при максимальній швидкості руху пасажирських поїздів 110...160 км/год.

У другому інтервалі  час  руху поїзда майже вдвічі менший, ніж у першому інтервалі, але вартість реконструкції інтенсивно зростає і становить у середньому 1,67 млн грн. на кожні 10 км/год підвищення маршрутної швидкості. Маршрутна швидкість =160 км/год забезпечується при максимальній швидкості руху пасажирських поїздів 160...200 км/год.

У третьому інтервалі  час  руху у 1,5 раза менший, ніж у другому  інтервалі, а вартість перебудови залізниці  зростає повільніше і становить  у середньому 0,36 млн грн. на кожні 10 км/год підвищення маршрутної швидкості. Така швидкість забезпечується будівництвом нової залізниці і впровадженням високошвидкісного руху пасажирських поїздів (більше 200 км/год).

З урахуванням виконаних  досліджень і наведених вище даних  розвиток швидкісного залізничного руху в Україні пропонується здійснювати  поетапно.

1-й етап — впровадження  прискореного руху пасажирських поїздів до 160 км/год, пропонується здійснити в умовах і пасажирського руху існуючими залізничними лініями на напрямках транспортних коридорів, включених у міжнародну мережу. Це має бути здійснено без істотної перебудови цих ліній, але з модернізацією плану і профілю, а також постійних пристроїв і споруд.

Виконані розрахунки показали, що в разі підвищення маршрутної швидкості до 95... 110 км/год і максимальної швидкості до 140...160 км/год можна здійснювати поїздки поїздами денного сполучення від Києва до Харкова, Одеси, Львова, Дніпропетровська, а також від Харкова до Сімферополя.

2-й  етап — впровадження  швидкісного руху пасажирських поїздів до 200 км/год. Це також може бути виконано на існуючих залізничних лініях, однак потребує більш істотної реконструкції ліній і використання нового рухомого складу. Експлуатація таких доріг майже несумісна з одночасним рухом пасажирських і вантажних поїздів, тому вимагає різкого скорочення інтенсивності руху останніх, зменшення їх маси і переведення більшої частини вантажного руху на паралельні ходи.