Контактная сеть в электрифицированных железных дорог и других видов транспорта представляет собой техническое сооружение, предназначенное для подачи электроэнергии на транспортные средства с электрическим приводом. Это один из основных компонентов систем электрификации транспорта, которые обеспечивают электрический привод поездов, трамваев, метрополитенов и других средств передвижения.
Основные элементы контактной сети включают в себя:
Провода контактной сети: Располагаются над путями и представляют собой электрические провода, по которым передается электроэнергия на транспортное средство.
Контактные провода (токоприемники): Установлены на транспортных средствах и служат для сбора электроэнергии от проводов контактной сети.
Мачты и опоры: Используются для поддержки проводов контактной сети. Мачты обеспечивают необходимую высоту для проводов и устойчивость системы.
Трансформаторные подстанции: Они обеспечивают преобразование электрического напряжения, поступающего из сети, в напряжение, подходящее для использования на транспортных средствах.
Системы управления и безопасности: Контактные сети обычно оснащены системами управления, которые регулируют передачу электроэнергии, а также системами безопасности для предотвращения аварий и обеспечения надлежащей эксплуатации.
Электрификация транспорта при помощи контактной сети позволяет снизить зависимость от традиционных источников энергии, таких как топливо, и способствует снижению выбросов вредных веществ. Кроме того, электрифицированный транспорт может обеспечивать более эффективную передачу энергии и иметь более высокий коэффициент использования энергии.
Контактная сеть бывает двух типов:
Несмотря на то, что на рельсовом транспорте ходовые рельсы обычно применяются для отвода обратного тягового тока,— они, как правило, не рассматриваются в качестве части контактной сети.
Составные части воздушной контактной сети:
Воздушная контактная сеть подвешивается на различных опорах. При этом между точками подвески наблюдается провисание контактного провода. Большая стрела провисания вредит контактной сети, так как движущийся вдоль контактного провода токоприёмник может в точках подвески отрываться от провода. В момент отрыва между токоприёмником и проводом образуется электрическая дуга. Восстановление контакта происходит с ударом токоприёмника о провод. Также происходит раскачивание токоприёмников. Перечисленные явления ускоряют износ контактного провода и токоприёмников, ухудшают качество токосъёма, а также создают радиопомехи. Избежать этих явлений позволяют:
Наиболее распространённые виды подвесок:
Контактный провод подвешивается в горизонтальной плоскости зигзагообразно с отклонением от продольной оси пути ± 300 мм (для колеи 1520 мм), что повышает его ветровую устойчивость и снижает износ токоприёмников (вследствие более равномерного контакта по всей их длине). Контактные провода изготавливаются из твердотянутой электролитической меди либо из более дорогих и износостойких медно-кадмиевых и медно-магниевых сплавов. Реже могут применяться биметаллические контактные провода, такие как медные со стальным сердечником, алюминиево-стальные со стальной контактной поверхностью. Струны подвески обычно изготовляют из сталемедных проводов, несущие тросы — из медных, сталемедных, сталеалюминиевых многожильных проводов.
Контактный рельс — жёсткий контактный провод, предназначенный для осуществления скользящего контакта с токоприёмником подвижного состава (электровоза, моторного вагона).
Контактные рельсы являются ключевым элементом системы электрификации в железнодорожном транспорте. Они позволяют электрическим поездам и трамваям получать энергию для движения. Этот вид контактной сети представляет собой проводящий элемент, который обеспечивает передачу электрического тока от источника энергии к транспортным средствам.
Конструкция контактных рельсов может включать в себя жёсткий провод или третий рельс, соприкасающийся с токоприемником транспортного средства. Токоприемник, установленный на электрическом поезде или трамвае, контактирует с этим рельсом, что позволяет передачу электрической энергии на двигатель и обеспечивает движение.
Использование контактных рельсов в системах электрификации обеспечивает экологически чистый способ передвижения за счёт замены традиционных топлив на электрическую энергию. Это также способствует повышению эффективности и производительности транспортных систем за счёт использования электрического привода.