Apa itu kereta api berlistrik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Peningkatan volume barang yang diangkut dan intensitas lalu lintas kereta api di jalur utama transportasi menyebabkan munculnya kereta api listrik. Objek semacam itu cukup sulit untuk diterapkan secara teknis. Berbeda dengan kereta api listrik pertama, jalan raya modern adalah fasilitas infrastruktur yang kompleks dari sudut pandang teknik dan melakukan sejumlah tugas penting bagi populasi dan ekonomi negara. Artikel ini menjelaskan tentang sejarah munculnya dan perkembangan transportasi kereta api listrik, memberikan karakteristik teknis utama dan gambaran tentang sistem gardu induk dan armada lokomotif.

Sejarah awal kereta api listrik

Lokomotif listrik pertama dalam sejarah berutang kemunculannya kepada penemu dan pengusaha Jerman yang terkenal di duniaWerner Siemens. Sampel ini dipresentasikan ke seluruh dunia pada pameran pencapaian industri dan sains di Berlin pada tanggal 31 Mei 1879. Kereta api listrik dengan jaringan kontak dibangun khusus untuk menunjukkan kemampuan lokomotif listrik. Panjang jalur eksperimental ini sedikit lebih dari 300 meter. Perangkat, yang diperlihatkan kepada publik, hampir tidak dapat dikaitkan dengan lokomotif menurut standar modern. Sebaliknya, itu adalah modelnya. Kendaraan berbobot hanya 250 kilogram, memiliki kekuatan tiga tenaga kuda dan bisa mencapai kecepatan tidak lebih dari 7 kilometer per jam. Rel tambahan digunakan untuk memasok tegangan. Rolling stock terdiri dari tiga gerbong. Secara total, mereka dapat menampung tidak lebih dari 18 orang.

Kebaruan ini membangkitkan minat yang besar dari perwakilan bisnis. Sudah pada tahun 1879 yang sama, jalan sepanjang 2 kilometer dibangun untuk mengirimkan pekerja dan bahan mentah ke wilayah salah satu pabrik pakaian Prancis.

Jadi, pada awalnya, transportasi kereta api listrik digunakan di perusahaan industri dan untuk transportasi penumpang di dalam kota (jalur trem). Namun, setelah hanya beberapa tahun, lalu lintas di rute Likterfelzh - Berlin dibuka. Upacara pemotongan pita merah berlangsung pada tanggal 16 Mei 1881.

Elektrifikasi kereta api di Soviet Rusia dan Uni Soviet

Di Rusia Tsar, perhatian tidak diberikan pada pengembangan kereta api listrikmengangkut. Jalur trem dibangun di kota-kota besar. Jalur kereta api utama yang menghubungkan kota-kota terbesar kekaisaran tidak dialiri listrik. Pada tahun 1880, seorang ilmuwan bernama Pirotsky berhasil memindahkan sebuah gerbong kereta api yang berat dari tempatnya dengan bantuan listrik. Tetapi eksperimen ini tidak menarik minat siapa pun. Hanya dengan munculnya kekuatan Soviet, diskusi tentang prospek pengembangan industri ini dimulai. Pada saat itu, lokomotif listrik secara aktif diperkenalkan di sebagian besar negara di dunia. Kereta api listrik sangat penting untuk dikembangkan. Sudah pada tahun 1921, rencana strategis untuk elektrifikasi semua wilayah negara telah disetujui. Sesuai dengan rencana yang diumumkan, jaringan kontak kereta api listrik akan membentang di atas jalan raya terpenting yang menghubungkan kawasan industri besar dan kota.

Sudah pada tahun 1926, bagian jalan sepanjang dua puluh kilometer dengan jaringan listrik kontak dioperasikan. Ini menghubungkan ibukota SSR Azerbaijan dengan ladang minyak Surakhani. Pada bagian ini digunakan arus searah sebesar 1200 volt. 1929 ditandai dengan peluncuran kereta listrik pertama dari Moskow ke Mytishchi. Peristiwa-peristiwa tersebut tanpa berlebihan menandai dimulainya era baru dalam sejarah perkembangan dan industrialisasi negara kita.

Setelah beberapa dekade, arus bolak-balik menggantikan konstanta. Pada 19 Desember 1955, bagian rel kereta api Mikhailov-Ozherely dioperasikan. Panjangnya 85 kilometer. Lokomotif di bagian ini ditenagai oleh arus bolak-balikfrekuensi industri (50 Hertz) dengan tegangan 22.000 volt. Setahun kemudian, saluran listrik kontak diperluas ke stasiun Pavelet 1. Dengan demikian, total panjang rute ini adalah sekitar 140 kilometer.

Informasi umum tentang kereta api Rusia

Kereta api Federasi Rusia adalah organisme besar. Ini dibagi menjadi 17 departemen terpisah. Menurut data terakhir, total panjang jalan yang dioperasikan mencapai 86 ribu kilometer. Pada saat yang sama, panjang kereta api listrik sedikit lebih dari setengah dari nilai ini (51%). Tidak setiap negara dapat membanggakan indikator seperti itu. Perlu dicatat bahwa pangsa kereta api listrik di Rusia menyumbang lebih dari delapan puluh persen dari total lalu lintas barang dan penumpang. Ini cukup bisa dimengerti. Bagaimanapun, pertama-tama, jalan raya transportasi yang sarat muatan dialiri listrik. Selain itu, elektrifikasi jalan dengan lalu lintas sedikit tidak layak secara ekonomi dan akan menimbulkan kerugian. Indikator tersebut hanya dapat dicapai melalui kerja bersama seluruh rakyat. Pada saat yang sama, perlu memiliki teknik mesin dan pembuatan instrumen yang sangat maju, industri kelistrikan yang berkembang dan potensi ilmiah.

Panjang total ruas jalan kereta api yang dialiri listrik di negara kita kira-kira 43 ribu kilometer. Pada saat yang sama, 18 ribu kilometer ditenagai oleh arus searah. Dengan demikian, sisa 25 ribu kilometer berjalan dengan arus bolak-balik.

Manfaat listrik

Dengan latar belakang sejumlah besar keuntungan dan kerugian dari kereta api listrik, semua kerugian hilang begitu saja. Pertama, jumlah emisi berbahaya jauh lebih sedikit daripada dari lokomotif diesel. Ini memiliki efek positif pada lingkungan. Kedua, efisiensi lokomotif listrik jauh lebih tinggi. Dengan demikian, biaya pengangkutan barang berkurang.

Perkeretaapian berlistrik antara lain menyelesaikan masalah penyediaan listrik untuk perusahaan industri dan pemukiman yang terletak di sepanjang jalur kereta api dan tidak jauh darinya. Menurut statistik untuk tahun 1975, lebih dari setengah dari total listrik jaringan kontak kereta api Uni Soviet dihabiskan untuk pasokan listrik fasilitas-fasilitas ini yang tidak termasuk dalam infrastruktur transportasi.

Dan ini bukan daftar manfaat yang lengkap. Perlu juga dikatakan bahwa kereta api listrik memiliki kapasitas, keandalan, dan memungkinkan Anda untuk menciptakan kondisi yang nyaman bagi transportasi penumpang.

gardu traksi: konsep umum

Jika kita sederhanakan seminimal mungkin, maka gardu traksi dapat diberikan definisi sebagai berikut: instalasi yang dirancang untuk distribusi dan konversi listrik. Dengan kata lain, gardu traksi adalah trafo step-down. Jika lokomotif berjalan pada arus searah, maka gardu induk bertindak sebagai penyearah. Untuk jaringanjalan berlistrik pada arus bolak-balik, perlu untuk melengkapi gardu traksi pada jarak 50 hingga 80 kilometer di seluruh bagian trek. Transisi ke arus searah membutuhkan pembangunan gardu induk setiap 15-20 kilometer. Dalam beberapa kasus luar biasa, jarak ini dapat dikurangi menjadi 5 kilometer (terutama di jalan raya yang sibuk).

Metro menggunakan jenis gardu traksi khusus. Perangkat jenis ini tidak mengubah AC menjadi DC, tetapi hanya menurunkan tegangan DC.

Desain blok gardu traksi

Unit gardu traksi adalah kumpulan sel, panel, dan kabinet. Elemen-elemen ini dipasang pada bingkai dan dihubungkan oleh jaringan kabel (baik kabel daya dan kontrol).

Ada dua jenis balok. Di beberapa blok, semua elemen dipasang pada bingkai, di blok lain, setiap elemen ditempatkan dalam wadah tertutup. Blok tipe pertama dimaksudkan untuk dipasang di gedung. Blok tipe kedua dipasang di sepanjang jalur kereta api terbuka.

Jaringan kontak

Jaringan kontak adalah struktur teknik yang sangat kompleks. Ini mencakup banyak elemen: kawat itu sendiri, kabel (pembawa), tiang transmisi daya, palang kaku dan fleksibel … Persyaratan yang sangat ketat dikenakan pada suspensi. Jika tidak sesuai dengan mereka, maka arus akan diambil sebentar-sebentar, yang tidak akan memungkinkan lokomotif beroperasi dalam mode normal dan dapat menyebabkan keadaan darurat. Ketinggian dan gaya tegangan yang diatur secara ketatkabel, kelengkungan maksimum yang diijinkan, bentang dan sebagainya. Di negara kita, lokomotif beroperasi baik pada arus searah maupun arus bolak-balik. Ini, tentu saja, agak menyulitkan pasokan listrik kereta api listrik. Masing-masing sistem ini memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.

Pembuatan catenary sederhana

Faktanya, suspensi kontak sederhana adalah kabel yang dipasang pada penyangga. Jarak antara penyangga ini biasanya 30-40 meter. Desain seperti itu hanya dapat diterima di bagian jalan di mana lalu lintas berkecepatan tinggi tidak diperbolehkan (jembatan, terowongan), serta di bus listrik dan saluran listrik trem.

Keuntungan jaringan kontak arus searah

Dibandingkan dengan jaringan kontak pada arus bolak-balik, jaringan kontak pada arus searah memiliki sejumlah keunggulan. Di antara mereka, terutama perlu untuk membatalkan kemungkinan menggunakannya untuk lokomotif dengan desain yang relatif sederhana dan bobot yang rendah. Selain itu, dalam sistem seperti itu tidak ada pengaruh tegangan yang diterapkan ke jaringan kontak. Keuntungan terpenting adalah tingkat keselamatan operasional yang lebih tinggi dibandingkan dengan sistem AC.

Kekurangan jaringan kontak DC

Kerugian utama dari sistem catu daya seperti itu untuk kereta api listrik adalah biayanya yang tinggi. Bagaimanapun, konstruksi mereka membutuhkan suspensi yang lebih kompleks dan mahal. Kawat tarik tembagamemiliki penampang yang jauh lebih besar, yang juga secara signifikan meningkatkan biaya proyek. Kerugian penting adalah jarak yang agak tidak signifikan antara gardu traksi pada kereta api listrik dibandingkan dengan jaringan kontak pada arus bolak-balik. Rata-rata, jaraknya berkisar antara 15 (di daerah dengan lalu lintas kereta maksimum) hingga 20 kilometer. Antara lain, arus searah menyebabkan munculnya apa yang disebut arus nyasar, yang menyebabkan munculnya dan kerusakan korosi yang cepat pada struktur dan penyangga baja.

Persyaratan pelatihan untuk personel yang melayani sistem catu daya

Sebelum seorang pekerja diizinkan untuk memperbaiki dan memelihara saluran transmisi kereta api berlistrik, ia harus menjalani pelatihan khusus. Dan ini tidak hanya berlaku untuk orang yang bekerja langsung dengan bagian listrik, tetapi juga untuk tukang kunci dan pemasang yang melayani seluruh struktur saluran transmisi dan pendukungnya. Semua personel harus lulus tes pengetahuan dan mengkonfirmasi tingkat kualifikasi mereka.

Kesimpulan

Munculnya kereta api listrik menandai pesatnya pertumbuhan industri karena intensifikasi lalu lintas dan peningkatan perputaran barang. Menjadi mungkin untuk secara signifikan meningkatkan massa barang yang diangkut oleh satu lokomotif.

Selain itu, ini memecahkan sejumlah masalah. Jadi, lokomotif diesel konvensional sering gagal pada suhu rendah. Lokomotif listrik bekerja dengan andal di segala kondisi cuaca. Ini, pada gilirannya, menciptakan prasyarat untuk pengembangan aktif wilayah utara dan Timur Jauh negara kita.