1.2 Безопасность движения поездов в хозяйстве электрификации и электроснабжения

Уделим внимание безопасности движения в хозяйстве электрификации и энергоснабжения.

Сегодня необходим поиск новых резервов в совершенствовании работы хозяйства электрификации и электроснабжения, дальнейших путей развития технических средств, технологий обслуживания, повышения надежности работы устройств электроснабжения, достижения высокой устойчивости работы электрифицированных магистралей в условиях повышения веса и скорости движения поездов [7].

Безопасность движения и эксплуатационная надежность тягового электроснабжения определяются в основном состоянием контактной сети, по техническим и экономическим причинам сооружаемой без резервирования. Наибольшее количество отказов происходит из-за недостатков в эксплуатационной работе и технических параметров элементов системы, однако значительная часть сбоев связана с внешними факторами - условиями эксплуатации, так называемый человеческий фактор и окружающей средой.

Нарастание потребления электроэнергии при отсутствии в необходимых объемах реконструкции существующих электрических мощностей хозяйства постепенно приводит к тому, что система электроснабжения компании уже начинает работать без надлежащих резервов, необходимых для обеспечения прогнозируемого роста объема перевозок грузов и пассажиров, по причине ограниченной нагрузочной способности устройств. Так, при сокращении межпоездных интервалов и (или) увеличении веса поездов из-за возросших токовых нагрузок происходит снижение напряжения на токоприемнике подвижного состава с возникновением повышенного нагрева элементов контактной сети и тяговых подстанций, что может явиться причиной выхода их из строя. С целью исключения массовых отказов основного оборудования и сетей электроснабжения, в т.ч. контактной сети, из-за перегрузок при отсутствии резервов мощности возможен ввод ограничений в энергопотреблении и, как следствие, ограничений пропускной и провозной способности на ряде участков железных дорог [6].

Помимо отсутствия необходимых резервов мощности системы электроснабжения компании, ограничения в потреблении электроэнергии и связанной с этим пропускной и провозной способности сети могут быть вызваны выводом в ремонт основных сетей электропередачи и оборудования подстанций, то есть проблемы усугубляются ухудшением состояния основных фондов хозяйства [6].

К числу наиболее актуальных для хозяйства следует отнести следующие проблемы:

- недостаточная пропускная способность ряда участков сети дорог, вызванная неготовностью работы устройств электроснабжения к работе в условиях роста объемов перевозок;

- недостаточная надежность работы устройств электроснабжения;

- высокие эксплуатационные расходы на содержание инфраструктуры хозяйства электрификации и электроснабжения.

Эти негативные факторы являются следствием особенностей электрификации железных дорог в период 1950-1980 гг., когда устройства тягового электроснабжения были запроектированы и построены для обеспечения пропуска поездов с расчетными весами до 4,5 тыс. тонн. В 90-е годы прошлого столетия проектами электрификации был предусмотрен пропуск поездов весами уже до 6,0 тыс. тонн, но с интервалами более 15 мин. По этим причинам в настоящее время система электроснабжения ряда участков железных дорог не может обеспечить решение задачи по пропуску поездов повышенного веса с минимальными (10 мин и менее) интервалами, что необходимо для решения поставленных перед ОАО «РЖД» макроэкономических задач [7].

Как следует из статистики отказов, контактная сеть продолжает оставаться наименее надежным и не имеющим резерва звеном системы тягового электроснабжения.

Для ОАО «РЖД», позиционирующего себя как одна из крупнейших и высокотехнологичных транспортных компаний мира принят курс на внедрение инновационных методов развития хозяйства. Предусмотрены следующие направления инновационного развития:

- доведение доли необслуживаемых конструкций и элементов в составе конструкции контактной сети - до 30-35%, тяговых подстанций - до 15%;

- снижение доли оборудования с масляной изоляцией до 40%.

Инновационный путь развития хозяйства предусматривает дальнейшие революционные преобразования техники и технологий. В хозяйстве электрификации и электроснабжения предусматриваются разработка и сетевое внедрение передовых технологий сооружения, эксплуатации и ремонта контактной сети иных устройств:

- низколегированных магнием медных и бронзовых контактных проводов повышенной механической прочности и износостойкости при сохранении других характеристик, в том числе электрических, на уровне продукции, выпускаемой в настоящее время по ГОСТ 2584;

- высокопроизводительных механизированных комплексов для демонтажа и раскатки проводов контактной сети (применение которых для участков скоростного и высокоскоростного движения вообще не имеет альтернативы);

- автомотрис, оборудованных гидравлическими подъемниками и манипуляторами, позволяющими доставлять необходимые элементы и конструкции в зону монтажа;

- технологий безболтового (прессуемого) соединения проводов и тросов;

- средств и технологий для демонтажа и утилизации отработавших ресурс железобетонных стоек и фундаментов опор контактной сети;

- конструкций и узлов повышенной надежности, мало- или необслуживаемых в эксплуатации (оцинкованных опор и жестких поперечин контактной сети, вакуумных выключателей, элегазового оборудования, герметичных аккумуляторов, релейной защиты, автоматики и телемеханики на микропроцессорной базе);

- усиление и модернизация устройств тягового электроснабжения, в первую очередь для обеспечения устойчивого электроснабжения на основных железнодорожных коридорах и перспективном полигоне вождения грузовых поездов весовой нормой 6000 тонн и более, а также на участках, где предстоит повышение скоростей движения пассажирских поездов;

- широкомасштабное оснащение железных дорог средствами технического диагностирования наиболее дорогостоящих либо подверженных отказам в наибольшей степени устройств;

- организационное разделение функций содержания и ремонта устройств контактной сети, тяговых подстанций, электрических сетей, оптимизация и распределение технических средств по обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения между линейными подразделениями в соответствии с их функциональным назначением [7].

Таким образом, для успешного развития и совершенствования хозяйства электрификации и электроснабжения, повышения надежности работы устройств электроснабжения, достижения высокой устойчивости работы электрифицированных магистралей необходимо:

- обновлять устройства электроснабжения на участках со сверхнормативным сроком их службы, так как ремонт устройств на данных участках не эффективен;

- проводить поэтапную модернизацию и усиление устройств тягового электроснабжения с минимальными затратами, в первую очередь для обеспечения увеличения пропускной способности и устойчивого тягового электроснабжения на основных железнодорожных коридорах и перспективном полигоне вождения грузовых поездов весовой нормой 6000-12000 т, а также на участках, где предстоит повышение скоростей движения пассажирских поездов;

- обеспечивать интенсивность использования устройств электроснабжения при безусловном соблюдении безопасности движения, повышении эффективности использования систем тягового электроснабжения, сокращении удельных энергозатрат, эксплуатационных расходов и повышении производительности труда на основе внедрения автоматизированных систем управления, мониторинга и диагностики элементов систем тяги, оптимизации режимов работы технических средств;

- продолжать переводить хозяйство от планово-предупредительной системы выполнения работ к проведению работ на основе оценки устройств по фактическому состоянию за счет значительного расширения использования средств диагностики и инструментальной проверки для оценки остаточного ресурса;

- продолжать перевод тяговых подстанций на метод обслуживания по состоянию наиболее ответственного оборудования, без дежурного персонала;

- внедрять специализацию работ по содержанию и ремонту устройств электроснабжения путем организационного разделения функций содержания и ремонта устройств контактной сети, тяговых подстанций, электрических сетей [6].