Admin

Ресурсосбережение в контактной сети: что мешает?

Как известно, цель проводимых МПС структурных реформ снижение совокупных народно-хозяйственных затрат на перевозки на основе создания противозатратного экономического механизма деятельности предприятий и организаций. Одно из важнейших направлений ее достижения — ресурсосбережение при эксплуатации технических средств дорог, в том числе дорогостоящей контактной сети. Под ресурсосбережением здесь понимается сокращение удельных затрат материальных (по основным видам), трудовых и финансовых ресурсов при выполнении норматива безотказности.

При этом важно, чтобы данные удельные показатели были бы выражены в единицах учета соответствующих ресурсов и прямо связаны с основной деятельностью дорог, т.е. с перевозками. Важно также, чтобы МПС установило по-настоящему прогрессивные нормативы затрат и затем контролировало их соблюдение. Это позволит объективно судить об уровне руководства эксплуатацией контактной сети — в дистанциях электроснабжения (ЭЧ), в хозяйстве электроснабжения дороги (Э), в Департаменте электрификации и электроснабжения (ЦЭ) МПС.

Между тем, в хозяйстве тягового электроснабжения до настоящего времени такие показатели отсутствуют. Более того, не сформулирована цель эксплуатации контактной сети, подчиненная стратегии, определенной МПС для транспорта в целом. Поэтому от работников эксплуатации можно слышать такие ее толкования: повышение надежности — но без оценки характера и экономически обоснованного предела повышения надежности для конкретных видов отказов; выполнение плана ремонтов — но без оценки обоснованности самих этих планов, связанных с ними сметных затрат и ожидаемых результатов. В лучшем случае говорят о снижении эксплуатационных расходов в хозяйстве, но без оценки ущерба от реализации некоторых решений для своего же и других хозяйств.

По нашему мнению, целью работников любого хозяйства, в том числе электроснабжения, должно быть повышение экономичности работы дороги в целом силами и средствами, реализуемыми в своем хозяйстве. При этом показатели экономичности должны быть едиными для взаимодействующих хозяйств. Должен быть предусмотрен и механизм обратной связи, позволяющий по изменению показателей во времени судить
о рациональности тех или иных реализованных ранее технических решений и произведенных затрат, в том числе на разработку новой техники и технологии, и своевременно отказываться от всего, что не оправдало себя.

Дело в том, что технологическая взаимосвязь хозяйств проявляется нередко в противоречивости их интересов. Приведем линь некоторые примеры из области взаимодействия э.п.с. и контактной сети. В локомотивном хозяйстве нередко больше заинтересованы в долговечности контактных вставок токоприемников, чем контактного провода, что прямо противоречит интересам как хозяйства электроснабжения, так и дороги в целом. С другой стороны, ЦЭ выдвигал предложения применять бронзовый (называемый иногда термостойким) контактный провод, который, однако, увеличивает потери электроэнергии, ь чем, естественно, не заинтересованы локомотивное хозяйство и дорога в целом.

Заметим, что эта “термостойкость” при повышенном электросопротивлении бронзы не может быть реализована в контактной подвеске в виде повышения допустимого тока, поскольку его будет ограничивать параллельно соединенный медный несущий трос с меньшей термостойкостью. Принятые сейчас весьма вольготные нормативы начисления штрафных баллов за отклонение от проектных значений в меньшую сторону зигзагов контактного провода удобны для хозяйства электроснабжения, но снижают срок службы контактных вставок токоприемников, что должно беспокоить локомотивщиков.

В свое время для снижения вероятности пережогов контактного провода над токоприемниками было разрешено снижать его натяжение на некоторых боковых путях станций. Однако при этом возрос риск более частых повреждений токоприемников на воздушных стрелках. Увеличение (по настоянию ЦЭ) длины рабочей части полозое токоприемников с угольными вставками сверх 960 мм (или предпочтительно

— 1080 мм), реализованное в полозах Улан-Удэнского ЛБРЗ, привело к повышению их опрокидывающего момента. Из-за этого на электровозах переменного тока возросла неравномерность износа вставок в набегающем и сбегающем рядах, неоправданно увеличилась масса полоза. Это повысило нестабильность контакта и износ контактно-
го провода в зоне у фиксаторов и при этом не спасает провода отходящих ветвей от естественною повышенного износа на воздушных стрелках. Примеры можно продолжить.

Такое положение, по нашему мнению, могло сложиться как из-за отсутствия четкого определения целей для хозяйства электроснабжения и соответствующих контролируемых нормативов, так и из-за недостаточной компетентности или добросовестности работников, причастных к принятию решений, эолее серьезно должны оцениваться предложения служб и департамента ЦЭ по инвестициям на модернизацию и обновление контактной сети, а также научных учреждений и вузов — по тематике на-учно-исследовательских и опытно-кон-структорских работ (НИОКР).

Поэтому решения по направлениям затрат в хозяйстве электроснабжения, особенно затрагивающим интересы других хозяйств, следует, в основном, принимать властной вертикалью в зависимости от масштаба предполагаемой реализации — руководством МПС, дорог и их отделений, опирающимся на данные функциональных подразделений (в МПС

— ЦТех, ЦФ, ЦРБ). ЦЭ и службы Э дорог должны лишь готовить лля них предложения (касающиеся не только своего, но и других хозяйств), основанные на достоверных исходных данных и подкрепленные экономическими расчетами с количественной оценкой ожидаемого снижения удельного расхода ресурсов на срок максимум до 5 лет.

Экспертизу разработок и расчетов как методологическую, так и на достоверность исходных данных, должны проводить специалисты, имеющие реальные достижения и высокую репутацию в конкретных вопросах, относящихся к контактной сети и токосъему. Примером недостоверности исходных данных может служить приведенный з первом варианте технического задания на токоприемник ТП-250 электропоезда “Сокол" расчетный ток, потребляемый этим поездом

— 6 кА! Потребовалось немало усилий, чтобы снизить это значение до 4,2 кА и при этом обеспечить достаточный запас нагрузочной способности. При положительных результатах реализации предложений следует обязательно изменять соответствующие нормативы, предварительно достойно вознаградив разработчиков и эксплуатационников. За не-оправдавшиеся в срок до 5 лет оценки эффективности и, тем более, за нанесенный ущерб должны нести персональную ответственность, в том числе материальную, лица, готовившие и принимавшие такие решения.

Наши предложения более чем 10-летней давности об определении, а затем и нормировании удельных (на 1 млн. км пробега — как и в локомотивном хозяйстве) трудовых, материальных, финансовых затрат с учетом ущерба от отказов и непланового ремонта контактной сети, а также о нормативном обобщенном показателе эффективности эксплуатации контактной сети, до настоящего времени в ЦЭ МПС всерьез не рассматривались. То же можно сказать и о наших предложениях по ресурсосбережению в контактной сети, изложенных в журналах “Железнодорожный транспорт” № 10 за 1994 г. и “Локомотив” N9 11 за 1996 г.

Несмотря на длительный и весьма положительный опыт эксплуатации не завершен перевод на угольные вставки типа Б токоприемников электровозов постоянного тока. Кроме неоправданно высокого удельного расхода на ряде дорог нового контактного провода на замену изношенного, это отрицательно скажется и на работе токоприемников электропоездов “Сокол” с угольными вставками типа С на Октябрьской дороге.

Несмотря на имеющийся положительный опыт, не расширяется применение самых простых, легких, надежных и дешевых обжимных струновых зажимов ВК-6 и ВК-10. Не применяются овальные контактные провода МФО-100, позволяющие снизить число опор при электрификации и повысить ветроустойчивость контактной сети без дополнительных затрат.

Начатые в России пионерные работы по внедрению в контактной сети полимерных изоляторов — более легких прочных, антивандальных по сравнению с фарфоровыми — не получили, в отличие от некоторых стран, должного распространения. Имеются и другие примеры.

Полагаю, что это не случайно: в хозяйстве электроснабжения отсутствуют механизм и стимулы для реализации концепции ресурсосбережения, отсутствуют нормативы, основанные на наиболее эффективных разработках науки и на передовом опыте дорог. Поэтому нет и директивных заданий от руководства МПС, дороги, отделения хозяйству электроснабжения по достижению к определенному сроку повышенного уровня эффективности.

Такое положение может быть на руку лишь поставщикам оборудования и материалов (чем больше расходов, тем для них лучше), строительно-монтажным структурам (их дело — “осваивать” средства, если “дают”), да и некоторым специалистам, предлагающим к разработке квазиперспектив-ные, а в действительности непрогрессивные или ранее уже решенные, или даже тупиковые проблемы и направления. К ним, на наш взгляд, можно отнести систему тягового электроснабжения постоянного тока повы-
шенного напряжения, систему плазменного токосъема, неоправданные варианты материалов для контактного провода и вставок токоприемников, неудачные конструкции полозов и др.

В таких условиях можно на словах горячо поддерживать концепцию ресурсосбережения, но фактически проводить противоположную политику. (О том, что подобное, названное акад. Н.Н. Моисеевым системным кризисом, возможно, читатель может узнать из его содержательной статьи в журнале “Наука и жизнь” № 10 за 1998 г.) Ресурсорасточительная концепция применительно к контактной сети з наиболее полном виде изложена в экспресс-информации ЦНИИТЭИ МПС ‘Электроснабжение железных дорог”, 1998, вып.

1 — 2. Рассмотрим ее подробнее.

Распределение ремонтного фонда дороги. В ЦЭ бы по высказано мнение о том, что доля ремонтного фонда, выделяемого хозяйству, недостаточна для поддержания технических средств на должном уровне надежности, поскольку она в течение многих лет составляет немногим больше 50 % от так называемого “права”. При этом под “правом” понимается размер установленных в настоящее время амортизационных отчислений для хозяйства и его конкретных технических средств, а также доля стоимости основных средств хозяйства электроснабжения в общей стоимости этих фондов дорог. Поэтому ЦЭ предлагало руководству служб добиваться (!) у руководства дорог реализации этого “права”. Между тем, соотносить долю выделяемых из ремонтного фонда средств с долей стоимости основных средств дня обоснования их увеличения вообще некорректно, ибо в последней не присутствуют сроки службы конкретного оборудования.

Что касается норм амортизационных отчислений, то их значения и в старые “госплановские” времена, и в последние годы, назначались с существенными отклонениями от научно обоснованных. При этом ЦЭ старалось занизить расчетные сроки службы элементов контактной сети, наивно полагая, что этот прием позволит вдоволь получать и “осваивать” большие, чем необходимо, средства на капремонт контактной сети. Подобное не выгодно дороге и к тому же искусственно занижает эффективность электрификации.

Поэтому такой прием, как правило, “не проходит” и на деле лишь ставит руководителей служб Э в двусмысленное положение перед руководством дорог, которое справедливо опирается на совершенно иные критерии распределения средств, вытекающие из реальных ^жд всех хозяйств и из фактического состояния устройств. Нельзя согласиться и с принятой 30 лет назад одинаковой нормой амортизации контактной сети постоянного и переменного тока. У последней, благодаря отсутствию электрокоррозии арматуры
фундаментов опоо, средний срок службы должен быть не менее 70 лет. Такой или еще больший средний срок службы контактного провода уже достигнут благодаря своевременному переводу э.п.с. переменного тока на угольные вставки типа А.

Оценка старения основных фондов хозяйства. В последние годы в ЦЭ МПС активно проводили мысль о резком старении контактной сети на дорогах и предстоящем снижении уровня безопасности движения поездов (см. упомянутую экспресс-информацию). При этом оценивают старение увеличением в общей протяженности электрифицированных линий доли участков с возрастом свыше 40 лет, считая этот возраст “запредельным”, установленным некими "нормативами”. Против такого подхода имеются серьезные возражения.

Во-первых, никаких нормативных документов, устанавливающих предельный (точнее — назначенный) срок службы контактнои сети в целом и ее конкретных элементов, не имеется. В Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети (ПУТЭКС) ЦЭ поместило в форме приложения “усредненные” сроки службы (в теории надежности технических средств такое понятие отсутствует: известны средний ресурс или срок службы, назначенный ресурс или срок службы и гамма-про-центный ресурс).

Во-вторых, средние сроки службы элементов потому так и называются, что они соответствуют достижению предельного состояния не всеми подобными элементами, а их половиной; другая половина при этом остается работоспособной.

В-третьих, сами средние сроки службы, впервые оценивавшиеся специалистами ВНИИЖТа примерно 30 лет тому назад при разработке предложении о нормах амортизационных отчислении для бывшего Госплана, не были основаны на проведении исследований старения (изнашивания) конкретных элементов в конкретных условиях (за исключением, пожалуй, только контактного провода). Они назначались экспертным методом при сильном (и не всегда обоснованном) давлении ЦЭ в сторону занижения.

Отметим, что такие исследования не были проведены до настоящего времени.

Наконец, при так называемом “запредельном’’ возрасте контактной сети она вовсе не обязательно находится в критическом состоянии. К примеру, на участке Сергиев Посад — Александров Московской дороги, электрифицированном в 1937 г., деревянные опоры были в 50-е годы заменены металлическими, а в 90-х годах их заменяют железобетонными при том, что многие из деревянных (хорошо ант исептированных) и металлических опор были далеки от предельного состояния. Контактный провод на этом участке менялся не один раз. Поэтому удельное число отказов на этом и подобных участках сейчас не выше, чем на ряде “молодых”.

Два подхода к назначению капитального ремонта контактной сети. Существуют два различных подхода к планированию ремонта технических средств. Первый — это планово-предупредительные ремонты, включая капитальный (КР). Второй — ремонт по состоянию, т.е. по достижении объектом или его составной частью нормируемого предельного состояния, выражаемого научно-обоснованными параметрами (деформацией, износом, потерей прочности и т.п.).

В настоящее время во многих областях техники, включая самые ответственные в отношении надежности и безопасности, наблюдается отчетливая тенденция перехода к ремонту по состоянию. Она основана в первую очередь на результатах исследований поведения (старения) объектов во времени в конкретных эксплуатационных условиях и на применении средств технического диагностирования. Применительно к контактной сети в последнее время у нас наблюдалась обратная тенденция.

В “Правилах содержания контактной сети” 1963 г. периодичность КР не установлена (т.е. принята по состоянию). В Правилах 1980 г. она уже принята ‘'по усредненным срокам службы”, но может быть изменена “по разрешению ЦЭ”. В Правилах 1993 г. признается ремонт по состоянию, но перспективное планирование КР предусмотрено “по усредненным срокам службы", уточняемым службами Э.

Считать же срок службы контактной сети в 40 лет запредельным, да еще безотносительно к роду тока участков — прямой путь не к ресурсосбережению, а к ресурсорасточительству. Последнее наиболее вызывающе изложено ЦЭ в форме предложения перейти от выборочной замены достигшего предельного состояния обооудования к тотальной замене всего оборудования контактной сети “для перехода к индустриальным методам”.

В связи со сказанным необходимо отметить, что устройства контактной сети в значительно большей степени доступны для контроля текущего состояния, чем, например, узлы локомотива. Между тем, в локомотивном хозяйстве переход к ремонтам по состоянию уже принят как перспективное и прогрессивное направление его работы.

Добавим, что затраты труда и средств при эксплуатации контактной сети полезнее направить не на необоснованный ремонт, а на повышение качества контроля устройств. Ведь дело однажды дошло до того, что из-за коррозии тяги консоли был допущен ее обрыв, хотя уменьшение сечения этой тяги можно было не раз заметить и невооруженным глазом!
О понятии безопасности движения поездов. К этому понятию приходится обращаться в связи с тем, что ЦЭ, службы некоторых дорог и отдельные разработчики нередко “обосновывают” свои заявки на финансирование ремонтов и модернизацию контактной сети и на новые разработки необходимостью “повышения безопасности движения поездов”. При этом иногда в таких предложениях отчетливо наблюдаются алармистские настроения (от англ. alarm — “тревога'1). Это словечко, получившее у нас распространение в последнее время, имеет обычно ироничную окраску, поскольку тревога нередко носит преувеличенный характер.

Красноречивый пример — попытка обосновать дорогостоящую замену несущего троса М-120 при модернизации контактной сети на линии Санкт-Петербург— Москва Октябрьской дороги его состоянием в местах крепления и установки электросоединителей (см. упомянутую экспресс-информацию), тогда как сколько-нибудь серьезных доказательств такой обоснованности не имеется. Впрочем, такие попытки бывают, к сожалению, успешными: не планирующим же и финансовым органам проверять ее!

Поэтому следует четко разделить понятия “безопасность” и “бесперебойность” движения поездов, придав первой безусловную приоритетность, а второй — необходимость обоснования ее повышения на основе экономических расчетов, опирающихся на достоверные статистические данные о параметре потока отказов соответствующего вида конкретных элементов контактной сети на конкретных дорогах не менее, чем за 5, но не более, чем за 10 лет.

В этой связи следует отметить, что, во-первых, необходимо существенно повысить содержательность проводимого ежегодно б ЦЭ анализа отказов и, во-вторых, сделать накапливаемые в департаменте первичные данные об отказах по сети дорог и по каждой дороге доступными для широкого круга специалистов на линии, в исследовательских и проектных организациях и в вузах для более глубокого и методически нетривиального анализа. Накопление первичных данных не только в службах Э, но и в вычислительных центрах дорог (по примеру Горьковской) будет способствовать их большей объективности.

О перераспределении прав ЦЭ и служб Э дорог. Сейчас практически все решения, касающиеся конструкций и материалов любых устройств для контактной сети, вплоть до отдельных зажимов (а также нередко выбор предприя-тий-изготовителей этих устройств) принимают в ЦЭ. Между тем, многолетний опыт показывает, что правильность принимаемых департаментом решений, т.е. соответствие их целям дорог, не всегда гарантируется.
Действительно, можно ли ожидать, чго несколько работников департамента, находящихся к тому же под сильным влиянием своего руководства и нередко не опирающихся на результаты корректно поставленных исследований и испытаний, примут лучший вариант?

Между тем, спецификой контактной сети как инженерного сооружения, функцией которого является только передача электроэнергии к э.п.с. и обеспечение надежного и экономичного токосъема, является значительно меньшее влияние ее откэзое на безопасность движения по сравнению с железнодорожным путем, вагонами и локомотивами. Ее конструкция в целом и, тем более, отдельные ее элементы относительно слабо связаны с конструкиией других технических средств железнодорожного транспорта.

По нашему мнению, права ЦЭ в отношении выбора конструкций, материалов и параметров устройств контактной сети и их испытаний должны быть существенно перераспределены в пользу служб дорог и даже ЭЧ, как бы болезненно ни относились к этому в департаменте, ибо, по определению, многократно большее число специалистов на дорогах должно быть не менее компетентным. Важно и то, чго не департамент МПС, а дороги являются владельцами технических и денежных средств.

Поэтому ничего “страшного” в том, что на конкретных дорогах будут выбраны разные технические решения (предпочтительно на основе результатов собственных испытаний по апробированной программе и методике) и разные изготовители, не усматривается. Важно лишь, чтобы результаты эти стали известны на других дорогах и были бы пригодны для сопоставления с данными об альтернативных технических решениях.

Здесь могут задать вопрос: а как быть с единой технической политикои, проведение которой вменено в обязанность департаментам? На это можно ответить следующим образом. Во-первых, не следует профанировать понятие технической политики, сводя его к каждому зажиму, струне или даже к виду опор (железобетонные или металлические, жесткие или гибкие поперечины). Во-вторых, единая техническая политика формируется на основе глубоко изученного отечественного и мирового опыта, и только тогда она будет прогрессивной. Например, можно определенно считать, что и на перспективу лучшей контактной подвеской останется одинарная цепная (при том, что ее параметры будут уточняться), а иные подвески, предлагавшиеся разными авторами и даже вошедшие в учебники, перспективными не являются.

За ЦЭ следует оставить прежде всего согласование и утверждение общих технических требовании (многие из которых давно нуждаются в обновлении с целью ресурсосбережения), методов расчетов конструкций и основных геометрических параметров контактной сети. Совместно с научными организациями департамент должен проводить сопоставительный анализ результатов принимаемых на дорогах технических решений с разработкой рекомендаций. В результате возникнет настоящая конкурентная среда среди разработчиков и изготовителей технических средств и будет ограничен монополизм (а то и пристрастность) департамента.

Резервы ресурсосбережения, роль науки. Ресурсосбережение — то направление технического прогресса, которое актуально не только в кризисных условиях. Для такого заключения имеется ряд оснований — от экономических до экологических. Для изыскания резервов ресурсосбережения недостаточно простой бережливости (хотя она важна), появления отдельных разрозненных рационализаторских предпожений и даже изобретений, для этого требуется системно организованный научный поиск.

Однако средства, выделяемые МПС на НИОКР, по известным обстоятельствам весьма ограничены и будут таковыми в ближайшие годы, с чем нельзя не считаться. Поэтому представляется, что наряду с ускоренным внедрением известных, подтвержденных практикой, но не получивших должного распространения технических решений, наряду с проведением эксплуатационных испытаний ряда вновь предложенных технических решении, в том числе конкурирующих (что нередко бывает продуктивнее и дешевле, чем создание стендов и испытание единичных образцов), основным направлением работ в рассматриваемой области будет их углубленный научныи анализ. Среди отечественных и зарубежных предложений можно будет выделить наиболее эффективные, дающие реальную отдачу в возможно короткий срок, и отсеять слабые и спекулятивные. За таким анализом должны следовать предложения о распределении выделяемых на НИОКР средств.

Но чтобы выполнить научный анализ, необходимо прежде всего создать на современной основе и затем постоянно обновлять базу данных о видах и причинах отказов устройств контактной сети. Следует также создать систему адресного мониторинга за их состоянием с расчетом остаточного ресурса (соответствующие предложения давно даны ВНИИЖТом в ЦЭ), накопить данные об удельных затратах материальных трудовых и финансовых ресурсов на капитальные ремонты различных объемов по всем ЭЧ в зависимости от возраста контактной сети, разработать ряд программ обработки этих и других данных. Такая работа не потребует значительных средств, но ее значение трудно переоценить.

Представляется очень важным обучение персонала хозяйства (да и преподавателей транспортных вузов) методам оценки обоснованности мер ресурсосбережения или повышения безотказности контактной сети. В соответствии со сложившимися условиями следует скорректировать содержание курса “Контактная сеть” в транспортных Бузах и колледжах (техникумах), увеличив долю эксплуатационной тематики и повысив (для вузов) ее теоретический уровень. Е настоящее время он увы, примерно одинаков для ПТУ, техникумов и вузов.

Отсюда следует, что остро необходимо создать новые, отвечающие современным условиям, учебники. Эта работа под силу коллективу специалистов, которые являются признанными авторитетами в конкретных направлениях многопрофильной и сложной научной дисциплины “Контактная сеть и токосъем” и объединены единым пониманием построения и содержания курса.

Канд. техн. наук Ю.Е. КУПЦОВ,

г. Москва

P.S. Приходится сожалеть, что представления ЦЭ МПС о сути эксплуатации контактной сети не меняются и не отвечают задаче создания на дорогах противозатратного экономического механизма, о чем свидетельствует статья “Второе рождение электрификации”, опубликованная в № 1 журнала за этот год. Следует отметить, что поставленная департаментом в качестве одной из задач модернизации сети повышение срока службы (правильнее — наработки) контактного провода на линиях постоянного тока до 1,5 млн. проходов токоприемников (единиц э.п.с.) в России давно решена без всякой модернизации. Для этого было достаточно применить на токоприемниках угольные вставки А и Б.

Подсчитаем, какой удельный износ контактного провода соответствует указанной наработке. Для этого средний износ двойного провода 2МФ-100, равный 50 мм2 (2x25) при норме 60 мм-(2x30), разделим на произведение 1,5-106-10-4. В результате получим 0,333 мм2 на 10 тыс. проходоЕ. На участках с преобладанием моторвагонной тяги, например в Московском и Санкт-Петербургском узлах, фактический удельный износ в 3 — 5 раз ниже. На участках с преобладанием электровозной тяги, где локомотивы снабжены угольными вставками, он равен или ниже расчетного. Соответственно выше наработка (срок службы) до достижения контактным проводом предельного состояния. В случае двух проводов сечением 120 мм2 каждый (как задумывалось для некоторых реконструируемых линий) срок службы будет еще выше. Ю.К.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin