O que é uma ferrovia eletrificada

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O aumento do volume de mercadorias transportadas e a intensidade do tráfego ferroviário nas principais vias de transporte levou ao surgimento de ferrovias eletrificadas. Tais objetos são bastante difíceis de implementar tecnicamente. Diferentemente das primeiras ferrovias eletrificadas, as rodovias modernas são complexos equipamentos de infraestrutura do ponto de vista da engenharia e realizam uma série de tarefas importantes para a população e a economia do estado. Este artigo descreve a história do surgimento e desenvolvimento do transporte ferroviário elétrico, apresenta as principais características técnicas e uma ideia do sistema de subestações e frota de locomotivas.

Primeira história da ferrovia eletrificada

A primeira locomotiva elétrica da história deve sua aparência ao mundialmente famoso inventor e empresário alemãoWerner Siemens. Esta amostra foi apresentada ao mundo inteiro na exposição de realizações da indústria e da ciência em Berlim, em 31 de maio de 1879. Uma ferrovia eletrificada com uma rede de contatos foi construída especialmente para demonstrar as capacidades de uma locomotiva elétrica. O comprimento deste caminho experimental era de pouco mais de 300 metros. O dispositivo, que foi demonstrado ao público, dificilmente pode ser atribuído a locomotivas pelos padrões modernos. Pelo contrário, era o seu modelo. O veículo pesava apenas 250 quilos, tinha três cavalos de potência e podia atingir uma velocidade não superior a 7 quilômetros por hora. Um trilho adicional foi usado para fornecer tensão. O material circulante consistia em três vagões. No total, não podiam acomodar mais de 18 pessoas.

Esta novidade despertou grande interesse dos representantes comerciais. Já no mesmo ano de 1879, uma estrada de 2 quilômetros foi construída para levar trabalhadores e matérias-primas ao território de uma das confecções francesas.

Assim, inicialmente, o transporte ferroviário elétrico era utilizado em empreendimentos industriais e para o transporte de passageiros dentro da cidade (linhas de bonde). No entanto, depois de apenas alguns anos, o tráfego na rota Likterfelzh - Berlim é aberto. A cerimônia de corte da fita vermelha ocorreu em 16 de maio de 1881.

Eletrificação de ferrovias na União Soviética e na URSS

Na Rússia czarista, a devida atenção não foi dada ao desenvolvimento da ferrovia elétricatransporte. Linhas de bonde foram construídas nas principais cidades. As principais linhas ferroviárias que ligavam as maiores cidades do império não foram eletrificadas. Em 1880, um cientista chamado Pirotsky conseguiu mover um vagão pesado de trem de seu lugar com a ajuda de eletricidade. Mas esse experimento não interessou a ninguém. Somente com o advento do poder soviético começou uma discussão sobre as perspectivas de desenvolvimento dessa indústria. Naquela época, as locomotivas elétricas foram introduzidas ativamente na maioria dos países do mundo. As ferrovias eletrificadas eram simplesmente vitais para o desenvolvimento. Já em 1921, foi aprovado um plano estratégico para a eletrificação de todos os territórios do país. De acordo com o plano anunciado, a rede de contatos de ferrovias eletrificadas deveria se estender pelas rodovias mais importantes que ligam grandes regiões industriais e cidades.

Já em 1926 entrou em operação um trecho de vinte quilômetros de estrada com rede elétrica de contato. Ligava a capital da RSS do Azerbaijão aos campos petrolíferos de Surakhani. Nesta seção, foi utilizada uma corrente contínua de 1200 volts. 1929 foi marcado pelo lançamento solene do primeiro trem elétrico de Moscou a Mytishchi. Esses eventos marcaram, sem exagero, o início de uma nova era na história do desenvolvimento e industrialização do nosso país.

Depois de algumas décadas, a corrente alternada vem substituir a constante. Em 19 de dezembro de 1955, a seção Mikhailov-Ozherelye da ferrovia foi colocada em operação. Seu comprimento é de 85 quilômetros. As locomotivas desta seção eram alimentadas por corrente alternadafreqüência industrial (50 Hertz) com uma tensão de 22.000 volts. Um ano depois, as linhas de energia de contato foram estendidas até a estação de Pavelets 1. Assim, a extensão total desta rota era de cerca de 140 quilômetros.

Informações gerais sobre a ferrovia russa

A ferrovia da Federação Russa é um organismo enorme. Está dividido em 17 departamentos separados. De acordo com os dados mais recentes, a extensão total das estradas operadas chega a 86 mil quilômetros. Ao mesmo tempo, a extensão dos caminhos-de-ferro eletrificados é ligeiramente superior a metade deste valor (51%). Nem todo país pode se gabar de tal indicador. Deve-se notar que a participação das ferrovias eletrificadas na Rússia representa mais de oitenta por cento do tráfego total de cargas e passageiros. Isso é bastante compreensível. Afinal, em primeiro lugar, as rodovias de transporte altamente carregadas são eletrificadas. Além disso, estradas eletrificadas com pouco tráfego não são economicamente viáveis e incorrerão em perdas. Tais indicadores só podem ser alcançados através do trabalho unido de todo o povo. Ao mesmo tempo, é necessário ter uma engenharia mecânica e instrumentação muito desenvolvida, uma indústria elétrica desenvolvida e potencial científico.

A extensão total dos trechos eletrificados da ferrovia em nosso país é de aproximadamente 43 mil quilômetros. Ao mesmo tempo, 18 mil quilômetros são alimentados por corrente contínua. Assim, os 25 mil quilômetros restantes rodam em corrente alternada.

Benefícios da eletrificação

Contra o pano de fundo de um grande número de vantagens e desvantagens das ferrovias eletrificadas, todas as desvantagens são simplesmente perdidas. Em primeiro lugar, a quantidade de emissões nocivas é muito menor do que as locomotivas a diesel. Isso tem um efeito positivo no meio ambiente. Em segundo lugar, a eficiência de uma locomotiva elétrica é muito maior. Assim, o custo do transporte de mercadorias é reduzido.

Entre outras coisas, as ferrovias eletrificadas resolvem o problema de fornecer eletricidade para empresas e assentamentos industriais localizados ao longo da linha férrea e não muito longe dela. Segundo as estatísticas de 1975, mais da metade da eletricidade total da rede de contatos das ferrovias da URSS foi gasta no fornecimento de energia dessas instalações que não estão incluídas na infraestrutura de transporte.

E esta não é uma lista exaustiva de benefícios. De referir ainda que o caminho-de-ferro eletrificado tem uma capacidade e fiabilidade muito maiores e permite criar condições confortáveis para o transporte de passageiros.

Subestações de tração: conceitos gerais

Se simplificarmos ao mínimo, a subestação de tração pode receber a seguinte definição: uma instalação projetada para a distribuição e conversão de eletricidade. Em outras palavras, a subestação de tração é um transformador abaixador. Se a locomotiva funcionar em corrente contínua, a subestação atua como um retificador. Para redesestradas eletrificadas em corrente alternada, é necessário equipar subestações de tração a uma distância de 50 a 80 quilômetros em todo o trecho da via. A transição para corrente contínua requer a construção de subestações a cada 15-20 quilômetros. Em alguns casos excepcionais, essa distância pode ser reduzida para 5 quilômetros (em rodovias especialmente movimentadas).

O metrô utiliza um tipo especial de subestações de tração. Dispositivos deste tipo não convertem AC para DC, mas apenas baixam a tensão DC.

Projeto de blocos de subestações de tração

As subestações de tração são um complexo de células, painéis e armários. Esses elementos são montados em quadros e conectados por uma rede de fios (fios de alimentação e de controle).

Existem dois tipos de blocos. Em alguns blocos, todos os elementos são montados em uma estrutura, em outros, cada elemento é colocado em um recipiente selado. Os blocos do primeiro tipo destinam-se à instalação em edifícios. Blocos do segundo tipo são instalados ao longo da linha férrea a céu aberto.

Rede de contato

A rede de contatos é uma estrutura de engenharia muito complexa. Inclui muitos elementos: o próprio fio, o cabo (transportador), postes de transmissão de energia, barras transversais rígidas e flexíveis … Requisitos muito rigorosos são impostos à suspensão. Se não corresponder a eles, a corrente será tomada de forma intermitente, o que não permitirá que a locomotiva funcione no modo normal e pode levar a uma emergência. Altura estritamente regulada e força de tensãofios, curvatura máxima permitida, vãos e assim por diante. Em nosso país, as locomotivas operam tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Isso, é claro, complica um pouco o fornecimento de energia das ferrovias eletrificadas. Cada um desses sistemas tem suas próprias vantagens e desvantagens.

Construção de uma catenária simples

Na verdade, uma suspensão de contato simples é um fio preso aos suportes. A distância entre esses suportes é geralmente de 30 a 40 metros. Esse projeto é aceitável apenas em trechos de estradas onde o tráfego de alta velocidade não é permitido (pontes, túneis), bem como em linhas de bonde e trólebus.

Vantagens da rede de contato em corrente contínua

Em comparação com a rede de contatos em corrente alternada, a rede de contatos em corrente contínua apresenta várias vantagens. Entre eles, é especialmente necessário cancelar a possibilidade de usá-lo para locomotivas com design relativamente simples e baixo peso. Além disso, em tais sistemas não há influência da tensão aplicada à rede de contatos. A vantagem mais importante é o nível mais alto de segurança operacional em comparação com os sistemas AC.

Desvantagens da rede de contato DC

A principal desvantagem de tais sistemas de fornecimento de energia para ferrovias eletrificadas é seu alto custo. Afinal, sua construção exige uma suspensão mais complexa e cara. fio de cobretem uma seção transversal muito maior, o que também aumenta significativamente o custo do projeto. Uma desvantagem importante é a distância bastante insignificante entre subestações de tração em ferrovias eletrificadas em comparação com redes de contato em corrente alternada. Em média, varia de 15 (em áreas com tráfego de trem máximo) a 20 quilômetros. Entre outras coisas, as correntes contínuas causam o surgimento das chamadas correntes parasitas, que levam ao surgimento e à rápida destruição por corrosão das estruturas e suportes de aço.

Requisitos de treinamento para pessoal de manutenção de sistemas de fornecimento de energia

Antes de um trabalhador poder reparar e manter as linhas de transmissão de uma ferrovia eletrificada, ele deve passar por um treinamento especial. E isso vale não só para quem trabalha diretamente com a parte elétrica, mas também para serralheiros e instaladores que atendem toda a estrutura de linhas de transmissão e seus suportes. Todo o pessoal deve passar por um teste de conhecimento e confirmar seu nível de qualificação.

Conclusão

O advento das ferrovias eletrificadas marcou o rápido crescimento da indústria devido à intensificação do tráfego e ao aumento da movimentação de cargas. Tornou-se possível aumentar significativamente a massa de mercadorias transportadas por uma locomotiva.

Além disso, resolveu vários problemas. Assim, as locomotivas a diesel convencionais geralmente falham em baixas temperaturas. A locomotiva elétrica funciona de forma confiável em todas as condições climáticas. Isso, por sua vez, criou os pré-requisitos para o desenvolvimento ativo das regiões do norte e do extremo oriente do nosso país.