Reli ya umeme ni nini

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Ongezeko la kiasi cha bidhaa zinazosafirishwa na ukubwa wa trafiki ya treni kwenye njia kuu za usafiri kumesababisha kuibuka kwa reli za umeme. Vitu kama hivyo ni ngumu sana kutekeleza kiufundi. Tofauti na reli za kwanza za umeme, barabara kuu za kisasa ni vifaa vya miundombinu ngumu kutoka kwa mtazamo wa uhandisi na hufanya idadi ya kazi muhimu kwa idadi ya watu na uchumi wa serikali. Makala haya yanaelezea historia ya kuibuka na ukuzaji wa usafiri wa reli ya umeme, inatoa sifa kuu za kiufundi na wazo la mfumo wa kituo kidogo na meli za treni.

Historia ya awali ya reli ya umeme

Teni ya treni ya kwanza ya kielektroniki katika historia inatokana na mvumbuzi na mfanyabiashara maarufu wa Ujerumani. Werner Siemens. Sampuli hii iliwasilishwa kwa ulimwengu wote katika maonyesho ya mafanikio ya viwanda na sayansi huko Berlin mnamo Mei 31, 1879. Reli ya umeme yenye mtandao wa mawasiliano ilijengwa hasa ili kuonyesha uwezo wa injini ya umeme. Urefu wa njia hii ya majaribio ulikuwa zaidi ya mita 300. Kifaa, ambacho kilionyeshwa kwa umma, haiwezi kuhusishwa na injini kwa viwango vya kisasa. Badala yake, ilikuwa ni mfano wake. Gari hilo lilikuwa na uzito wa kilo 250 tu, lilikuwa na nguvu ya farasi tatu na liliweza kufikia kasi ya si zaidi ya kilomita 7 kwa saa. Reli ya ziada ilitumiwa kusambaza voltage. Hifadhi ya kusongesha ilikuwa na mabehewa matatu. Kwa jumla, hawakuweza kubeba zaidi ya watu 18.

Kitu kipya kiliamsha shauku kubwa kutoka kwa wawakilishi wa biashara. Tayari katika mwaka huo huo wa 1879, barabara ya kilomita 2 ilijengwa ili kupeleka wafanyakazi na malighafi kwenye eneo la moja ya viwanda vya nguo vya Ufaransa.

Kwa hivyo, hapo awali, usafiri wa reli ya umeme ulitumika katika biashara za viwandani na kwa usafirishaji wa abiria ndani ya jiji (mistari ya tram). Walakini, baada ya miaka michache tu, trafiki kwenye njia ya Likterfelzh - Berlin inafungua. Sherehe ya kukata utepe mwekundu ilifanyika tarehe 16 Mei, 1881.

Umeme wa reli katika Urusi ya Sovieti na USSR

Katika Urusi ya kifalme, umakini mkubwa haukulipwa kwa maendeleo ya reli ya umeme.usafiri. Njia za tramu zilijengwa katika miji mikubwa. Njia kuu za reli zinazounganisha miji mikubwa zaidi ya ufalme huo hazikuwa na umeme. Mnamo 1880, mwanasayansi anayeitwa Pirotsky aliweza kuhamisha gari kubwa la reli kutoka mahali pake kwa msaada wa umeme. Lakini jaribio hili halikuvutia mtu yeyote. Tu na ujio wa nguvu za Soviet ambapo mjadala wa matarajio ya maendeleo ya sekta hii ulianza. Wakati huo, injini za umeme zilianzishwa kikamilifu katika nchi nyingi za ulimwengu. Reli za umeme zilikuwa muhimu tu kuendeleza. Tayari mnamo 1921, mpango mkakati wa usambazaji wa umeme wa maeneo yote ya nchi ulipitishwa. Kwa mujibu wa mpango uliotangazwa, mtandao wa mawasiliano wa reli za umeme ulikuwa uenee juu ya barabara kuu muhimu zaidi zinazounganisha maeneo makubwa ya viwanda na miji.

Tayari mwaka wa 1926, sehemu ya barabara yenye urefu wa kilomita ishirini yenye mtandao wa mawasiliano ya umeme ilianza kutumika. Iliunganisha mji mkuu wa Azabajani SSR na mashamba ya mafuta ya Surakhani. Katika sehemu hii, sasa ya moja kwa moja ya volts 1200 ilitumiwa. 1929 iliwekwa alama kwa uzinduzi wa sherehe ya treni ya kwanza ya umeme kutoka Moscow hadi Mytishchi. Matukio haya yaliashiria, bila kutia chumvi, mwanzo wa enzi mpya katika historia ya maendeleo na viwanda vya nchi yetu.

Baada ya miongo michache, mkondo wa maji unakuja kuchukua nafasi ya isiyobadilika. Mnamo Desemba 19, 1955, sehemu ya reli ya Mikhailov-Ozherelye ilianza kufanya kazi. Urefu wake ni kilomita 85. Locomotives katika sehemu hii ziliendeshwa na mkondo wa kupishanamzunguko wa viwanda (50 Hertz) na voltage ya volts 22,000. Mwaka mmoja baadaye, nyaya za umeme za mawasiliano ziliongezwa hadi kituo cha Pavelets 1. Kwa hivyo, urefu wa jumla wa njia hii ulikuwa takriban kilomita 140.

Maelezo ya jumla kuhusu reli ya Urusi

Reli ya Shirikisho la Urusi ni kiumbe kikubwa. Imegawanywa katika idara 17 tofauti. Kulingana na data ya hivi karibuni, urefu wa jumla wa barabara zinazoendeshwa hufikia kilomita 86,000. Wakati huo huo, urefu wa reli za umeme ni kidogo zaidi ya nusu ya thamani hii (51%). Sio kila nchi inaweza kujivunia kiashiria kama hicho. Ikumbukwe kwamba sehemu ya reli za umeme nchini Urusi ni zaidi ya asilimia themanini ya jumla ya trafiki ya mizigo na abiria. Hii inaeleweka kabisa. Baada ya yote, kwanza kabisa, barabara kuu za usafiri zilizojaa sana zina umeme. Zaidi ya hayo, kuweka umeme kwa barabara zilizo na msongamano mdogo hakuwezi kiuchumi na kutaleta hasara. Viashiria hivyo vinaweza kupatikana tu kupitia kazi ya umoja ya watu wote. Wakati huo huo, ni muhimu kuwa na uhandisi wa mitambo na utengenezaji wa zana ulioendelezwa sana, tasnia iliyoendelezwa ya umeme na uwezo wa kisayansi.

Urefu wa jumla wa sehemu zilizo na umeme za reli katika nchi yetu ni takriban kilomita elfu 43. Wakati huo huo, kilomita elfu 18 zinaendeshwa na mkondo wa moja kwa moja. Ipasavyo, kilomita elfu 25 zilizosalia zinakwenda kwa mkondo wa kupokezana.

Faida za umeme

Kinyume na hali ya nyuma ya idadi kubwa ya faida na hasara za reli ya umeme, hasara zote zimepotea. Kwanza, kiasi cha uzalishaji unaodhuru ni kidogo sana kuliko kutoka kwa injini za dizeli. Hii ina athari nzuri kwa mazingira. Pili, ufanisi wa locomotive ya umeme ni ya juu zaidi. Kwa hivyo, gharama ya usafirishaji wa bidhaa hupunguzwa.

Pamoja na mambo mengine, reli ya umeme hutatua tatizo la kusambaza umeme kwa makampuni ya viwanda na makazi ambayo yapo kando ya njia ya reli na si mbali nayo. Kulingana na takwimu za 1975, zaidi ya nusu ya jumla ya umeme wa mtandao wa mawasiliano wa reli ya USSR ilitumika kwa usambazaji wa umeme wa vifaa hivi ambavyo havijumuishwa katika miundombinu ya usafirishaji.

Na hii si orodha kamilifu ya manufaa. Inapaswa pia kusemwa kuwa reli ya umeme ina uwezo mkubwa zaidi, kuegemea, na hukuruhusu kuunda hali nzuri kwa usafirishaji wa abiria.

Vituo vidogo vya kuvuta: dhana za jumla

Iwapo tutarahisisha hadi kiwango cha chini zaidi, basi kituo kidogo cha kuvuta kinaweza kupewa ufafanuzi ufuatao: usakinishaji iliyoundwa kwa ajili ya usambazaji na ubadilishaji wa umeme. Kwa maneno mengine, kituo cha traction ni kibadilishaji cha chini. Ikiwa locomotive inaendeshwa kwa mkondo wa moja kwa moja, basi kituo kidogo hufanya kama kirekebishaji. Kwa mitandaobarabara za umeme kwenye mkondo wa kubadilisha, ni muhimu kuandaa vituo vya traction kwa umbali wa kilomita 50 hadi 80 katika sehemu nzima ya wimbo. Mpito wa sasa wa moja kwa moja unahitaji ujenzi wa vituo vidogo kila kilomita 15-20. Katika baadhi ya matukio ya kipekee, umbali huu unaweza kupunguzwa hadi kilomita 5 (kwenye barabara kuu zenye shughuli nyingi).

Metro hutumia aina maalum ya stesheni ndogo za kuvuta. Vifaa vya aina hii havibadilishi AC hadi DC, lakini hupunguza tu voltage ya DC.

Muundo wa vitalu vya vituo vidogo vya kuvuta

Vipimo vya kituo kidogo cha mvuto ni changamano cha seli, paneli na kabati. Vipengele hivi huwekwa kwenye fremu na kuunganishwa kwa mtandao wa nyaya (waya za nishati na udhibiti).

Kuna aina mbili za vitalu. Katika vitalu vingine, vipengele vyote vimewekwa kwenye sura, kwa wengine, kila kipengele kinawekwa kwenye chombo kilichofungwa. Vitalu vya aina ya kwanza vinalenga kwa ajili ya ufungaji katika majengo. Vitalu vya aina ya pili vimewekwa kwenye njia ya reli ya wazi.

Mtandao wa mawasiliano

Mtandao wa mawasiliano ni muundo changamano wa kihandisi. Inajumuisha vipengele vingi: waya yenyewe, cable (carrier), nguzo za maambukizi ya nguvu, crossbars rigid na rahisi … Mahitaji magumu sana yanawekwa kwa kusimamishwa. Ikiwa hailingani nao, basi sasa itachukuliwa kwa vipindi, ambayo haitaruhusu locomotive kufanya kazi katika hali ya kawaida na inaweza kusababisha dharura. Urefu uliodhibitiwa madhubuti na nguvu ya mvutanowaya, curvature ya juu inayoruhusiwa, spans na kadhalika. Katika nchi yetu, locomotives hufanya kazi kwa sasa ya moja kwa moja na kwa sasa mbadala. Hii, bila shaka, kwa kiasi fulani inachanganya usambazaji wa umeme wa reli za umeme. Kila moja ya mifumo hii ina faida na hasara zake.

Ujenzi wa kanisa rahisi

Kwa hakika, njia rahisi ya kusimamisha mawasiliano ni waya iliyoambatishwa kwenye viambatanisho. Umbali kati ya vifaa hivi kawaida ni mita 30-40. Muundo kama huo unakubalika tu kwenye sehemu za barabara ambapo trafiki ya kasi ya juu hairuhusiwi (madaraja, vichuguu), na pia kwenye njia za umeme za basi la troli na tramu.

Manufaa ya mtandao wa sasa wa mawasiliano

Ikilinganishwa na mtandao wa mawasiliano kwenye mkondo wa kupokezana, mtandao wa mawasiliano unaotumia mkondo wa moja kwa moja una manufaa kadhaa. Miongoni mwao, ni muhimu sana kufuta uwezekano wa kuitumia kwa injini na muundo rahisi na uzito mdogo. Kwa kuongeza, katika mifumo hiyo hakuna ushawishi wa voltage inayotumiwa kwenye mtandao wa mawasiliano. Faida muhimu zaidi ni kiwango cha juu cha usalama wa uendeshaji ikilinganishwa na mifumo ya AC.

Hasara za mtandao wa mawasiliano wa DC

Hasara kuu ya mifumo kama hiyo ya usambazaji wa nishati kwa reli zilizo na umeme ni gharama yake kubwa. Baada ya yote, ujenzi wao unahitaji kusimamishwa ngumu zaidi na ya gharama kubwa. Waya ya kuvuta shabaina sehemu kubwa zaidi ya msalaba, ambayo pia huongeza kwa kiasi kikubwa gharama ya mradi. Hasara muhimu ni umbali usio na maana kati ya vituo vidogo vya kuvuta kwenye reli ya umeme ikilinganishwa na mitandao ya mawasiliano kwenye mkondo wa kupokezana. Kwa wastani, ni kati ya 15 (katika maeneo yenye trafiki ya juu ya treni) hadi kilomita 20. Miongoni mwa mambo mengine, mikondo ya moja kwa moja husababisha kuibuka kwa kinachojulikana mikondo ya kupotea, ambayo husababisha kuibuka na uharibifu wa kutu wa haraka wa miundo ya chuma na inasaidia.

Masharti ya mafunzo kwa wafanyikazi wanaotoa huduma kwa mifumo ya usambazaji wa umeme

Kabla ya mfanyakazi kuruhusiwa kukarabati na kudumisha njia za kusambaza umeme za reli, lazima apitie mafunzo maalum. Na hii inatumika sio tu kwa watu wanaofanya kazi moja kwa moja na sehemu ya umeme, lakini pia kwa wafungaji na wafungaji ambao hutumikia muundo mzima wa mistari ya maambukizi na msaada wao. Wafanyakazi wote wanatakiwa kufaulu mtihani wa maarifa na kuthibitisha kiwango chao cha kufuzu.

Hitimisho

Ujio wa reli za umeme uliashiria ukuaji wa kasi wa sekta kutokana na kuimarika kwa trafiki na ongezeko la mauzo ya mizigo. Iliwezekana kuongeza kwa kiasi kikubwa wingi wa bidhaa zinazosafirishwa kwa treni moja.

Aidha, ilisuluhisha matatizo kadhaa. Kwa hivyo, injini za kawaida za dizeli mara nyingi hushindwa kwa joto la chini. Locomotive ya umeme inafanya kazi kwa uhakika katika hali zote za hali ya hewa. Hili, kwa upande wake, liliunda sharti za maendeleo hai ya mikoa ya kaskazini na Mashariki ya Mbali ya nchi yetu.