СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Российский патент 2024 года по МПК B60M3/00 B60L50/53 B61C3/02 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению в системе электрической тяги электрифицированных железных дорог, и может найти применение в тяговом электроснабжении железных дорог.

Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока (Патент RU 2688194, МПК В60М 3/00, В 60L 15/06, опубл. 21.05.2019 Бюл. № 15), содержащая контактную сеть, включающую основной контактный провод, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с тяговыми электродвигателями, основное устройство токосъема, сообщающееся с основным контактным проводом, выполнена трехфазной и снабжена дополнительным контактным проводом, при этом провода двух фаз трехфазных трансформаторов тяговой подстанции подключены к основному и дополнительному контактным проводам контактной сети; введено дополнительное устройство токосъема, идентичное основному устройству токосъема, сообщающееся с дополнительным контактным проводом; основное и дополнительное устройства токосъема могут содержать блоки управления, обеспечивающие соединение и разъединение с контактными проводами.

Известна система тягового электроснабжения железных дорог переменного тока (Патент RU 2729869, МПК В60М 1/12, B60L 5/00, опубл. 12.08.2020 Бюл. № 23), содержащая контактную сеть, включающую два контактных провода, тяговые подстанции с трехфазными трансформаторами, тяговый рельс, соединенный с одной из фаз трехфазного трансформатора, электроподвижной состав с устройствами токосъема, установленными на электроподвижном составе, имеющими контактные поверхности и сообщающимися с контактными проводами по контактной поверхности. Устройства токосъема закреплены на электроподвижном составе таким образом, что их контактные поверхности обращены к боковой поверхности контактного провода, обеспечивая ее соприкосновение с контактными проводами по боковым поверхностям контактных проводов.

Известна система электрической тяги железных дорог (Патент RU 2817226, МПК В60М 3/00, B60L 50/53, В61С 3/02, опубл. 11.04.2024 Бюл. № 11), содержащая неэлектрифицированный участок с рельсами и электрифицированный участок, который содержит рельсы, электровоз с тяговыми двигателями, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, контактную сеть, включающую два контактных провода, соединенных с электровозом посредством устройств токосъема, связанных с блоками перемещения устройств токосъема, расположенных на электровозе, аккумуляторную батарею, установленную на электровозе, соединенную через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенную через подзарядное устройство к одному устройству токосъема электровоза.

В описанных известных системах отсоединение (присоединение) устройства токосъема от контактного провода с последующим его опусканием (подъемом) осуществляется машинистом электровоза после прочтения им предупреждающего плаката «Опустить пантограф» - устройство токосъема, «Поднять пантограф» - устройство токосъема, установленных в зоне нахождения контактной сети. Необходимость в опускании и подъеме устройств токосъема может возникнуть в различных условиях в процессе эксплуатации электрической тяги на электрифицированном участке, в том числе при прохождении электровозом части участка железной дороги «на выбеге» с опущенными устройствами токосъема и с отсутствием проводов в этой части участка. В силу наличия человеческого фактора, основанного на прочтении машинистом указанного предупреждающего плаката и оперативной подачи им команды на опускание или подъем устройства токосъема, не исключены ошибки в оперативной подаче машинистом соответствующей команды, а, следовательно, в оперативном опускании или подъеме устройства токосъема, приводящие к нарушению технологического процесса и недостаточной безопасности движения поездов.

Изобретением решается задача создания системы электрической тяги железных дорог, лишенной отмеченных выше недостатков и характеризующейся исключением ошибки выполнения команд при ручном управлении машинистом электровоза устройством токосъема.

Технический результат - надежность выполнения технологического процесса и повышение безопасности движения поездов.

Для решения поставленной задачи в системе электрической тяги железных дорог, содержащей входной светофор, контактную сеть, размещенную на опорах и включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с третьей фазой трехфазного трансформатора, электровоз с тяговыми двигателями и с двумя устройствами токосъема с соответствующими блоками управления ими, закрепленными на электровозе с возможностью соединения и отделения их от контактных проводов, аккумуляторную батарею, дополнительно установленную на электровозе, соединенную через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенную через подзарядное устройство, дополнительное установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза, согласно изобретению, в систему включен передающий радиомаяк, закрепленный на опоре контактной сети в районе входного светофора, и радиоприемный блок, размещенный на электровозе и обеспечивающий через блоки управления устройствами токосъема их опускание с дополнительным световым и звуковым оповещением машиниста «опустить токоприемники».

На электровозе установлен датчик контроля напряжения в проводах контактной сети, соединенный с блоками управления устройствами токосъема и разрешающий машинисту электровоза поднять устройства токосъема.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1 и 2), на которых представлена функциональная схема заявляемой системы электрической тяги железных дорог, в частности: на фиг. 1 изображен участок с главным путем станции; на фиг. 2 - участок с главным и боковым путями.

Система электрической тяги железных дорог содержит входной светофор (на фигурах не показан), рельсы 1 (фиг. 1), электровоз 2 с тяговыми двигателями 3, трехфазный трансформатор тяговой подстанции 4, соединенный с контактной сетью 5 и рельсами 1.

Контактная сеть 5 содержит контактные провода 6, размещенные на опорах 7 и соединенные с электровозом 2 посредством устройств токосъема 8, связанных с блоками 9 управления устройствами токосъема 8, расположенных на электровозе 2, аккумуляторную батарею 13, установленную на электровозе 2.

Передающий радиомаяк 10 размещен и закреплен в зоне контактной сети 5, в частности на опоре 7.

Радиоприемный блок 11 закреплен на электровозе 2 и связан с блоками 9 управления устройствами токосъема 8 и с передающим радиомаяком 10 по радиоканалу через радиоантенны 12.

На электровозе 2 установлена аккумуляторная батарея 13, соединенная через переключатель 14 с тяговыми двигателями 3 и через смонтированное на электровозе 2 подзарядное устройство 15 соединена с одним устройством токосъема 8.

На электровозе 2 дополнительно введен и смонтирован индукционный датчик 16 контроля напряжения в проводах 6 контактной сети 5, который соединен с блоками 9 управления устройствами токосъема 8. По сигналу датчика 16 блоками 9 управления устройствами токосъема 8 производится их подъем с дополнительным контролем подъема устройств токосъема 8 машинистом электровоза.

Система электрической тяги железных дорог работает следующим образом.

На перегонах и на главных путях станции контактная сеть 5 содержит два контактных провода 6. Электровозы 2 проходят перегоны и главные пути станции с поднятыми устройствами токосъема 8.

На части участка пути, например, на зоне перехода с одного пути на другой путь, контактные провода 6 отсутствуют (их не монтируют), и электровоз 2 проходит эту зону с опущенными устройствами токосъема 8, с так называемой ездой «на выбеге». При подходе электровоза 2 к этой зоне устройства токосъема 8 опускают, а после прохода этой зоны - поднимают.

Такое же положение имеет место при пересечении двух путей. На одном из путей, любом, например, главном, монтируют (устанавливают) оба контактных провода 6. На другом пути, пересекающем, также монтируют оба контактных провода 6, но на участке этого пути - в зоне пересечения - контактные провода отсутствуют (их не монтируют). Независимо от направления движения на пересекающем участке, перед подходом к зоне пересечения, при отсутствии контактных проводов 6 на части этого участка сначала электровозом 2 производится опускание устройств токосъема 8, а после прохода электровозом 2 этой зоны пересечения «на выбеге» машинист производит подъем устройств токосъема 8.

На боковых путях станции, а также на путях в зоне съезда с главного пути на боковой путь и в зоне въезда с бокового пути на главный путь станции контактные провода 6 не монтируют, то есть контактные провода отсутствуют (фиг. 2). Электровоз проходит указанные зоны с опущенными устройствами токосъема 8 с ездой «на выбеге». Опускание устройств токосъема 8 электровоза производится блоком управления устройством токо- съема 9 по радиоканалу от передающего радиомаяка 10, размещенного и закрепленого в зоне контактной сети 5, например, на ее опоре 7 (фиг. 1 и 2), и радиоприемным блоком 11, размещенным на электровозе 2 (фиг. 1).

После прохода электровозом 2 входного светофора (на фигурах не показан) и входа на станцию с опущенными устройствами токосъема 8 наступают два варианта работы электровоза 2:

1. Движение по главному пути станции без остановки (напроход) на станции или с остановкой (например, пассажирский поезд) с поднятыми устройствами токосъема 8 при наличии напряжения в контактной сети 5;

2. Движение по боковым путям с опущенными устройствами токосъема 8 происходит с питанием тяговых двигателей 3 электровоза 2 от аккумуляторной батареи 13 до выхода на главный путь станции, где имеется контактная сеть 5.

Подъем устройств токосъема 8 к контактной сети 5 производится машинистом электровоза через блок управления устройствами токосъема 8 после получения сигнала о наличии напряжения в контактной сети 5 от датчика контроля напряжения 16 в контактных проводах 6.

Выполнение системы электрической тяги железных дорог в соответствии с предлагаемым решением позволит обеспечить надежное выполнение технологического процесса и повысить безопасность движения поездов благодаря введению устройств контроля и усилению человеческого фактора при переключении устройства токосъема как при его опускании, так и при его подъеме.

В соответствии с заявляемым решением в ООО НПП «Электромаш» разработана техническая документация системы электрической тяги и изготовлен ее опытный образец. Испытания подтвердили работоспособность опытного образца и широкие возможности его практического применения в будущем.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроснабжению в системе электрической тяги неэлектрифицированных и электрифицированных железных дорог. Система электрической тяги железных дорог содержит входной светофор, контактную сеть, размещенную на опорах и включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с третьей фазой трехфазного трансформатора. Электровоз с тяговыми двигателями имеет два устройства токосъема с соответствующими блоками управления, закрепленными на электровозе с возможностью соединения и отделения их от контактных проводов. Аккумуляторная батарея дополнительно установлена на электровозе, соединена через блок переключения с тяговыми двигателями и подключена через подзарядное устройство, дополнительное установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза. Передающий радиомаяк закреплен на опоре контактной сети в районе входного светофора. Радиоприемный блок размещен на электровозе и обеспечивает через блоки управления устройствами токосъема их опускание с дополнительным световым и звуковым оповещением машиниста «опустить токоприемники». Технический результат – обеспечение надежности выполнения технологического процесса и повышение безопасности движения поездов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система электрической тяги железных дорог, содержащая входной светофор, контактную сеть, размещенную на опорах и включающую два контактных провода, тяговую подстанцию с трехфазным трансформатором, две фазы которого соединены соответственно с двумя контактными проводами, рельсы, соединенные с третьей фазой трехфазного трансформатора, электровоз с тяговыми двигателями и с двумя устройствами токосъема с соответствующими блоками управления ими, закрепленными на электровозе с возможностью соединения и отделения их от контактных проводов, аккумуляторную батарею, дополнительно установленную на электровозе, соединенную через блок переключения с тяговыми двигателями и подключенную через подзарядное устройство, дополнительное установленное на электровозе, к одному устройству токосъема электровоза, отличающаяся тем, что в нее включен передающий радиомаяк, закрепленный на опоре контактной сети в районе входного светофора, и радиоприемный блок, размещенный на электровозе и обеспечивающий через блоки управления устройствами токосъема их опускание с дополнительным световым и звуковым оповещением машиниста «опустить токоприемники».

2. Система электрической тяги железных дорог по п. 1, отличающаяся тем, что на электровозе установлен датчик контроля напряжения в проводах контактной сети, соединенный с блоками управления устройствами токосъема и разрешающий машинисту электровоза поднять устройства токосъема.