[10-1999] Уверенная поступь электрификаторов
 

Уверенная поступь электрификаторов

«15-го октября состоится официальное открытие электрического движения на участке Москва — Мытищи Северной ж.д. Все паровые поезда на этом участке заменяются электрическими. На ж.-д. ветке от ст. Мытищи до ст. Щелково будет курсировать состав из двух автомотрис, полученных недавно из Германии.
Пассажир, едущий из Москвы в Щелково, будет иметь в Мытищах пересадку с электрического поезда на автомотрису».
К 70-летию электрификации дорог России

Лаконичный, телеграфный стиль заметки, опубликованной в отраслевой газете, ознаменовал начало грандиозного этапа в развитии отечественных железных дорог. Российская Федерация приступила к массовому внедрению электрической тяги, которая, словно локомотив, потянула за собой смежные отрасли хозяйства, способствовала бурному развитию народного хозяйства страны.
Перевод на электрическую тягу этой небольшой по протяженности линии по существу послужил началом технического перевооружения отечественных дорог. Следует напомнить, что памятному событию, ставшему точкой отсчета электрификации дорог России, предшествовали многочисленные исследования ученых и специалистов в конце прошлого — начале нынешнего века.
Так, в начале XX века электротехники России разработали ряд проектов электрических железных дорог. Наиболее грандиозным из них был проект скоростной подвесной электрической дороги Москва — Петербург. Однако из-за отсутствия финансирования ни один из крупных замыслов воплотить в жизнь не удалось.

В 1913 г. было начато сооружение пригородной электрической дороги Петербург (Нарвские ворота) — Ораниенбаум — Красная Горка длиной около 60 км. До начала первой мировой войны был частично сооружен рельсовый путь, построены электростанции и тяговая подстанция, изготовлены на заводе «Динамо» двигатель-генераторные установки. Из-за начавшейся войны строительство было остановлено.

К идее создать сеть электрифицированных магистралей вернулись в начале 20-х годов. В 1921 г. был утвержден план Государственной комиссии электрификации России (ГОЭЛРО). В нем указывалось на необходимость создания в стране основного скелета из таких путей, которые соединили бы в себе дешевизну перевозок с чрезвычайной провозной способностью. В ряде узлов предполагалась электрификация пригородного пассажирского движения.

Одним из первых было решено перевести на электрическую тягу пригородное движение на Северных железных дорогах в связи с трудностями в обеспечении паровой тягой резко возросшего объема пассажирских перевозок. В 1924 г. при управлении Северных дорог было создано бюро электрификации, которое разработало эскизный проект электрификации участков Москва — Пушкино и Мытищи — Щелково. После рассмотрения и утверждения проекта были определены сроки его реализации. Первым в октябре 1929 г. должен был быть введен в эксплуатацию участок Москва — Мытищи (17,8 км).

Проектом предусматривалось увеличение ширины вагонов электропоездов до 3480 мм вместо 3100 мм находившихся в эксплуатации пассажирских вагонов, что позволило увеличить до 6 число мест для сидения в ряду и общую вместимость вагона.
В 1925 г. начали переустройство путевого и станционного хозяйства, вызванное увеличением габарита подвижного состава, а также строительство высоких станционных платформ, на которые были рассчитаны вагоны электропоездов.

В 1927 г. приступили к сооружению линий электропередач, тяговых подстанций и контактной сети. На тяговой подстанции Москва III были смонтированы три преобразовательных агрегата, на подстанции Мытищи — четыре мощностью 1000 кВт каждый. Они состояли из тягового трансформатора и ртутного выпрямителя. Преобразовательные агрегаты обеспечивали питание контактной сети и электроподвижного состава постоянным током напряжением 1500 В. Этот уровень напряжения позволял значительно экономить медь для контактной сети (по сравнению с напряжением 600 — 800 В на городских электрических дорогах). В дальнейшем с повышением надежности изоляции электрооборудования предполагалось использовать систему постоянного тока напряжением 3000 В.

На каждом фидере (линии, питающей контактную сеть) тяговой подстанции были установлены автоматические быстродействующие выключатели. Они защищали преобразовательные агрегаты от возможных перегрузок из-за неисправности контактной сети или электроподвижного состава, а также в случае коротких замыканий в ртутном выпрямителе.

Контактная сеть была смонтирована на железных клепаных мачтах, расположенных на расстоянии 65 — 80 м друг от друга. Сечение контактного медного провода составляло 100 мм2.

Для вновь электрифицированной линии потребовалось создать новый подвижной состав. К этому времени в стране был накоплен опыт эксплуатации электровозов и электропоездов постоянного тока, на которых были установлены проверенные временем агрегаты.
В 1928 г. на Мытищинском вагоностроительном заводе приступили к изготовлению тележек и кузовов моторных и прицепных вагонов серии Св. Буква «С» означала «Северные железные дороги», «в» — электрооборудование фирмы «Виккерс». Тяговые двигатели ДП-150 мощностью 150 кВт на напряжение 750 В были созданы на заводе «Динамо».

Каждый моторный вагон имел 4 двигателя, включенных попарно последовательно. На крыше моторного вагона были установлены два токоприемника (рабочий и резервный), их переключатель, два плавких предохранителя, защищающих электрооборудование от возможных перегрузок, и молниеотвод, состоявший из рогового разрядника и индукционной катушки.

Внутри моторного вагона с обеих торцовых сторон в кабинах машиниста располагались пятипозиционные контроллеры для управления тяговыми двигателями и тормозные краны. Пуск вагона (выключение реостатов) проходил автоматически при помощи реле ускорения.

В ящиках под вагоном разместили пусковые реостаты, 19 электропневматических контакторов, аккумуляторную батарею и контакторы вспомогательных машин (мотор-компрессора и мотор-генератора). Обе вспомогательные машины были также подвешены под вагоном.

Все вагоны были оборудованы электрическим отоплением. В каждом из них находились 24 печи: 21 установили под сиденьями для обогрева пассажиров, одну — в служебном отделении, две — в кабине машиниста. Печи разделили на две группы, каждая из которых была включена в цепь напряжением 1500 В.

Масса моторного вагона составляла 57 т, прицепного — 37 т, скорость секции достигала 90 км/ч.

Работы по эксплуатации двухпутного участка Москва — Мытищи были проведены с опережением планового графика, и уже в июне 1929 г. начались пробные поездки между станциями Москва — Лосиноостровская и Лосиноостровская — Мытищи. В августе было открыто пробное пассажирское движение на всей линии. Ежесуточно на участке курсировало 6 пар электропоездов.

Более высокая (примерно на 30 — 40 %) скорость электропоездов по сравнению с пригородными поездами на паровой тяге и их комфортабельность (отсутствие дыма, хорошая освещенность, плавность хода и др.) сразу привлекли пассажиров. Уже при пробных поездках электропоезда оказались переполненными!

Удачные результаты опытного пассажирского движения позволили с 1 октября 1929 г. ввести регулярное движение электропоездов на первом электрифицированном участке магистральных железных дорог России. Первые электропоезда состояли из одной или двух трехвагонных секций, но вскоре из-за роста числа пассажиров две секции стали постоянной поездной единицей, и график их движения — более плотным.

Работы по электрификации были продолжены, и уже 1 марта 1930 г. вступил в эксплуатацию однопутный участок Мытищи — Болшево длиной 6,8 км, 1 июня — двухпутный участок Мытищи — Пушкино длиной 12 км, 1 октября — однопутный участок Болшево — Щелково длиной 10 км и, наконец, 1 ноября—двухпутный участок Пушкино — Правда длиной 5,5 км. Таким образом, за 1930 г. длина электрических железных дорог увеличилась на 17,8 км двухпутных линий и на 16,8 км однопутных.

К 15 мая 1931 г. был электрифицирован третий путь на участке Москва — Мытищи и двухпутный участок Правда — Софрино длиной 9,8 км. Общая протяженность электрифицированных линий в однопутном исчислении с учетом длины станционных путей составила 150 км.

Введение электрической тяги на Северной дороге позволило резко увеличить пассажирские перевозки, значительно сократить паровозный и вагонный парки и обеспечить большую экономию топлива. Опыт эксплуатации этого участка убедительно продемонстрировал преимущества электрической тяги над паровой и способствовал расширению сети электрических железных дорог страны.

Для обслуживания устройств электрифицированной линии был создан Мытищинский участок энергоснабжения. Первенец электрификации протяженностью 17,8 км имел развернутую длину контактной сети 45 км и две подстанции с пятью ртутными выпрямителями. Обслуживали каждую подстанцию 30 специалистов, а единственную тогда дистанцию контактной сети — 40 человек.

Участок Москва — Мытищи стал экспериментальной базой для решения многих технических проблем. Здесь прошла проверку система электрической тяги на два напряжения— 1650 и 3300 В, изобретены конструкции изолированной гибкой поперечины, изолированной вышки, рих- товочных ключей, грозозащитных устройств, гибочной машины для соединения проводов, натяжного зажима и других новшеств.

Впервые была отработана технология замены целого анкерного участка контактного провода с включением его в эксплуатацию за одно окно продолжительностью 52 мин. Все это позволило более производительно организовать работы на контактной сети, повысить надежность устройств электроснабжения.

Мытищинский участок энергоснабжения стал и кузницей кадров будущих электрификаторов-железнодорожников, где строители и монтажники учились и обогащались опытом.

После Великой Отечественной войны наряду с электрификацией новых линий, вторых и дополнительных путей совершенствовали устройства электроснабжения и внедряли новую технику, развивали хозяйство энергетики.

В связи с интенсивным ростом объема перевозок дважды повышали мощность тяговых подстанций с заменой всего оборудования на более совершенное. По существу, подстанции подвергались коренной технической реконструкции. С учетом высоких скоростей движения поездов и возросших мощностей моторвагонной тяги и электровозов полностью реконструирована и контактная сеть.

За минувшие 70 лет Мытищинская дистанция электроснабжения далеко ушла в своем техническом, экономическом и социальном развитии. Число тяговых подстанций увеличилось до 13, а мощность и переработка электроэнергии — в десятки раз, обслуживающий же персонал сократился в пять раз. Протяженность электрифицированных линий возросла до 252 км, а развернутая длина контактной сети —до 780 км. Обслуживающий персонал в расчете на один километр развернутой длины контактной сети сократился с 0,9 до 0,18 человек.

Техническому прогрессу хозяйства электрификации и энергетики во многом способствовало внедрение новейшей системы телемеханики «Лисна». Ныне управление тяговыми подстанциями, высоковольтными разъединителями контактной сети и линий автоблокировки осуществляется с центрального диспетчерского пункта. Это намного повысило оперативность переключений оборудования тяговых подстанций и устройств электроснабжения, создало условия для более рационального использования «окон», предоставляемых для ремонтно-ревизионных работ. На вооружении дистанций контактной сети имеются высокопроизводительные автомотрисы и автодрезины, канавокопатели, автолетучки и другие машины и механизмы, применение которых повысило культуру, эффективность и качество выполняемых работ.

В результате широкого внедрения новой техники почти полностью механизированы все тяжелые и трудоемкие работы, значительно возросла производительность труда. Полвека назад на участке не было своих специалистов. Сейчас в 25 цехах трудятся 295 человек, среди которых 41 инженер и 60 техников, многие работники занимаются в высших и средних учебных заведениях без отрыва от производства, более 200 человек повышают свою квалификацию на различных технических курсах и в школах передового опыта.

Соревнуясь за высокую эффективность производства и качества труда, мытищинские электрификаторы из года в год добиваются высоких показателей в работе, успешно выполняют свои обязательства. Коллектив — неоднократный победитель соревнования железнодорожников страны, столичной магистрали и Московско-Ярославского отделения. Дистанция электроснабжения стала предприятием высокой культуры производства.

Уверенная поступь электрификаторов немыслима без участия ведущих специалистов и ученых отрасли. На протяжении 70 лет становление электрификации отечественных дорог имело мощное научное сопровождение. Еще в начале века появились первые публикации и начаты систематические научные исследования по вопросам электрической тяги. Следует назвать тех, кто стал пионерами в области электрификации: Г.О. Графтио, А.В. Вульф, М.А. Шателен, А.Б. Лебедев, В.А. Шевалин, К.И. Шенфер и др. Уже в 1918 г. был создан Научно-экспериментальный институт путей сообщения (с 1942 г. — ЦНИИ МПС, ныне — ВНИИЖТ), в котором первоначально работала группа специалистов, занимавшаяся

в 1947 г. во вниижте создано уникальное отделение электрификации, объединившее специалистов по электро- подвижному составу и электроснабжению. Сочетание усилий специалистов разного профиля оказалось весьма плодотворным в решении стыковых задач взаимодействия электроподвижного состава и системы тягового электроснабжения (токосъем, тягово-энергетические показатели, качество электроэнергии и т.п.). Основной задачей отделения стало осуществление комплексной политики в области электрической тяги.

В те, очень нелегкие для страны годы наиболее дальновидные руководители МПС понимали значение массового перевода дорог на электрическую тягу и готовились к тому, чтобы в 1956 г. эти идеи стала государственным планом электрификации отечественных дорог. Специалисты ВНИИЖТа принимали самое активное участие в его разработке, отстояв не без серьезного противодействия не только преимущественность электрификации перед тепловозной тягой, но и преимущественность электротяги переменного тока.

Последующая жизнь и зарубежный опыт подтвердили правильность такой позиции. Специалистами института и вузов создан, можно сказать, «мощностной» ряд вариантов системы переменного тока — 25 кВ, 2x25 кВ, 25 кВ с экранирующим и усиливающим проводами, позволяющий осуществлять электрификацию гибко и экономно в зависимости от грузонапряженности, интенсивности и скорости движения.

Логическим продолжением этой стратегии стала продолжительная борьба за необходимость перевода с постоянного тока на переменный участка Зима — Слюдянка Транссибирской магистрали, инициированная институтом и отстаивавшаяся на всех уровнях, вплоть до правительства страны. При мощной поддержке специалистов Восточно-Сибирской дороги Г.И. Комарова и Н.Л. Фукса он состоялся в 1995 г. Впервые в мире систему электрической тяги заменили на протяженном участке (400 км) всего за 5 ч!
На основе разработок ученых отделения российские дороги на протяжении многих лет опережали зарубежные дороги и отечественную электроэнергетику в области создания систем телемеханики управления электроснабжением. В настоящее время создается уже четвертое поколение таких систем — на микропроцессорной технике с элементами интеллекта, накопления, обработки и анализа информационного материала.

Специалисты института (Б.Н. Тихменев и др.) еще в 30-е годы предсказали перспективу применения вентильного привода для нужд электрической тяги. Сейчас он успешно реализован на скоростных линиях Франции. Первый скоростной отечественный электровоз ЭП200, построенный по этой системе, будет водить поезда по транспортному коридору Москва — Минск — Брест.

Большие эксплуатационные расходы и ограничения в пропускных особенностях из-за станции стыкования систем тяги постоянного и переменного тока потребовали от ученых серьезного обоснования создания двухсистемных электровозов (27,5/3,3 кВ). Первый электровоз такого типа ЭП10 появился в конце 1998 г.

Проблема обеспечения надежного токосъема при скоростном движении была решена сотрудниками ВНИИЖТа еще в начале 80-х годов и воплощена на первом отечественном электропоезде ЭР200 практически одновременно с началом широкого освоения скоростного железнодорожного движения в Японии и Европе.

Ученые института разработали концепцию системы тягового электроснабжения для скоростных (160 — 200 км/ч) и высокоскоростных (300 — 350 км/ч) магистралей. Созданная при научном руководстве ВНИИЖТа контактная сеть КС-200 уже работает на модернизируемой под скоростное движение магистрали Санкт-Петербург — Москва.

Весом вклад коллектива института в создание современной преобразовательной техники для тяговых подстанций, использующей высокоэффективные полупроводниковые приборы, модернизацию устаревшего энергоемкого электрооборудования, исчерпавшего ресурс. Совершенство защиты от токов короткого замыкания и перенапряжений устройств тягового электроснабжения и электроподвижного состава — также одно из достижений ВНИИЖТа.

Благодаря усилиям ведущих сотрудников повышена энергетическая эффективность электрической тяги за счет активного использования рекуперации энергии, компенсации реактивной мощности; обеспечена также электромагнитная совместимость электрической тяги со смежными системами связи, автоматики, подземными коммуникациями и др.

Ныне общая протяженность электрифицированных линий России — около 40 тыс. км: более 20 тыс. км на переменном токе и около 20 тыс. км на постоянном. Составляя менее половины длины всех магистралей страны, они выполняют более 3/4 железнодорожных перевозок. Коллективы хозяйства электрификации и электроснабжения всех дорог накопили огромный, поистине бесценный опыт обслуживания контактной сети. Свой юбилей они встречают хорошими показателями, полные новых замыслов, готовые к большим свершениям.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin