A világban, elfordulva a szén-alapú fosszilis üzemanyagoktól, fókuszba került a tömegközlekedés.
A vasutak számára az elmozdulás a villanyvonatok felé, egy mód arra, hogy csökkentsük a szén- lábnyomot, természetesen attól függően, hogy a villanyáramot hogyan termeljük.
A vasúton belül két fő módját használják szerte a világban, hogy áramellátást kapjanak a vonatok.
Ezek a felsővezetékes, és a harmadik-sínes rendszerek.
Mindegyiknek meg vannak a saját előnyei és hátrányai, amik meghatározzák, hogy az egyik miért kedvezőbb, mint a másik. Ebben a videóban ezeket fogjuk feltárni.
De mindig az elektromos meghajtás a megfelelő módszer?
Maradj rám hangolva, mivel ezeket vitatom meg a film végén!
Meglepően, a felsővezeték és a harmadik-sínes rendszerek nagyjából hasonló időszakban jöttek létre.
A felsővezetéket először 1879-ben mutatták be a berlini ipari kiállításon.
A harmadik-sínes rendszerek röviddel ezután az 1890-es években jelentek meg.
El kell mondani, hogy a felsővezetéket szélesebb körben használják a világban, mint a harmadik sínes rendszert. 8Az AI = Mesterséges intelligencia szerint a harmadik-sínes áramellátás 10 %-os)
A „gyengébb fél” szellemében először nézzük meg a harmadik sínes rendszert.
[Harmadik sín]
A harmadik-sínes rendszer egy további sínt használ a folyópálya sínek mellett az elektromos áram számára, mely sín szállítja az elektromos áramot.
Egy a vonaton lévő papucs végigfut e sín felülete mentén, hogy továbbítsa az áramot a vonathoz. Van egy olyan változata a harmadik-sínes tervezés elvének, ahol egy negyedik sín is jelen van, az áram visszavezetéshez. Ezt nevezetesen a londoni földalattin használják. Miközben ez egy eltérő rendszer a mellette és ellene szóló érvek nagymértékben ugyanazok.
Kezdjük a 3 sínes rendszer előnyeivel.
Először is olcsóbb megépíteni, mint a felsővezetékes rendszert. Kevesebb új infrastruktúra elem kell, mint pl. felsővezetéki oszlop, stb., és könnyebb is illeszteni a meglévő vágányhoz, ahol sok szerkezet keresztezi a vágányt.
[Harmadik sín, Előnyök, Olcsóbb megépíteni, Kevésbé láthatóan terhelő, Alacsonyabb karbantartási költségek, Időjárás állóság, Robusztus tervezés]
Néhány területen a harmadik-sínes rendszer megjelenése vizuálisan esetleg kevésbé terhelő, mintha nagyszámú felsővezetéki oszlop jelenik meg. A karbantartási költségek szintén alacsonyabbak, főleg annak a ténynek köszönhetően, hogy a földön van, így kevesebb speciális berendezést igényel a hozzáféréshez, miközben nincs olyan problémája sem, hogy az embereknek magasban kell dolgozni.
Végül az utolsó az előnyök listájában, az időjárásnak ellenállás.
Miközben sérülékeny néhány időjárási állapotra, nincs kitéve az erős szeleknek vagy a hőségnek. Vitatható, hogy robusztusabb, amikor olyan problémák fordulnak elő, mint a kidőlő fák. Egyszerűen azért, mert a harmadik sín, egy szilárd sín, és a földön helyezkedik el, így nehezebb megrongálni, mint a levegőben felfüggesztett vezetékek együttesét.
Hátrányok.
Nos, most az érem másik oldala, a hátrányok.
[Harmadik sín, Hátrányok, Nagy feszültségnek van kitéve, Korlátozott vonat sebesség, Kevésbé hatékony energia-továbbítás, Kevésbé hatékony vonat tervezés és üzemeltetés]
Legyünk őszinték! Igazából senki nem vitathatja a tényt, hogy a nagy feszültség alatt álló harmadik-sínes megoldás a földön biztonságos. De veszélyes a pályakarbantartásra, és a közösség tagjaira is, ha bármilyen okból el kell hagyják a vonatot.
[Veszély, Ne érintse meg a sínt]
Ne feledkezzünk meg az állatokról sem, amik néha keresztezik a vasutat.
Valamint a rendszer számos módon korlátozott. A mechanikus kapcsolódási felület miatt a papucs és az áramvezető sín között, valamint a rések miatt, amiket meghagynak az áramvezető sínekben, a vonatok csúcs sebessége korlátozott.
[30/45]
Ez alkalmatlanná teszi a nagy-sebességű vasút számára, és egy plafont jelent a vonali sebességek felemeléséhez.
Az olyan harmadik sín, mely egyenáramot használ, szintén nem annyira hatékony, hogy továbbítsa az áramot nagy távolságokon keresztül. Ez több alállomást és egyéb vágány melletti berendezést igényel, miközben esetleg korlátozza a használatát, több távoli területen.
A harmadik sínrendszert használó vonatok egy átalakító felszerelését is igénylik, ami helyet igényel, és további súlyt jelent egy vonatnak. A harmadik sínről köztudott az is, hogy kevésbé hatékony a használatra a hosszabb és nehezebb vonatokhoz. Adva lévén, hogy a teher vonatok hajlamosak hosszúak és nehezek lenni, ez is egy kissé problémás.
Térjünk vissza újra az időjáráshoz. Figyelmeztetlek Titeket, hogy lesz egy kis időjárás téma kifejtés.
Ismételten, a földön lévő rendszerrel az áradás egy probléma. A legtöbb ember tisztában van azzal, hogy az elektromosság és a víz nem keverhető, így elképzelhetitek, hogyha az áram alatt lévő sínünk víz alatt van, az egyáltalán nem ésszerű. Ha megjön a hideg, a jégképződés lehet problémás, mivel bejut a papucs és az áramvezető sín közé, megállítva az áram átadást. Hideg időszakokban, esetleg szellemvonatokat és üres vonatokat kell esetleg közlekedtetni az éjszakában, amikor a vonatok rendszerint nem közlekednek, csakhogy megelőzzük a jég rárakódását az áramvezető sínre.
Úgy gondolom korrekt elmondani, hogy a harmadik sínnek van néhány előnye, de néhány nagyon jelentős hátránya is. Különösen, amikor az emberek biztonsága jön szóba.
[Felsővezeték. Előnyök, Áram alatti elemek biztonságos magasságban vannak, Hatékonyabb energia átadás, Nagyobb energia szolgáltatása, Vonatok nagyobb sebességgel közlekedhetnek]
A felsővezetéki rendszerek a vonal menti szerkezeteket (felsővezetéki oszlopok) használják az elektromos vezetékek felfüggesztésére a vágány fölé. A vonatok (villanymotorvonatok és villanymozdonyok) ezek után fel vannak szerelve egy berendezéssel, ami áramszedőként ismert, és az végigfut a munkavezeték mentén (alatt) és leveszi róla az energiát.
Az előnyökről:
Az első eléggé nyilvánvaló és jelentős. A vágány fölé függesztett, áram alatt lévő elemek, kívül vannak az emberek általi elérhetőségen, és jelentősen csökkentik a kockázatot. Ennek egy mellékterméke a kábelek csökkenése is, amik a vágányon keresztül kígyózva, egy nagyon valós botlásveszélyt jelentenek.
A felsővezetéki rendszerekben általában magasabb feszültség van, és némelyik váltóáramot szállít.
Ez teszi ezeket hatékonyabbá az energia átvitelre nagy távolságokon.
Egy másik plusz, hogy a nagyobb feszültségű energia ellátásnál az igény a fedélzeti átalakítókra lecsökken, vagy teljesen megszűnik. Ez a berendezés egy darabja, ami a vonatból eltávolítható, helyet teremtve több utas számára, és könnyebbé téve a vonatot. így kettős hatékonysága van.
A felsővezetéki rendszereket széles körben használják a tehervonatok számára is, éles ellentétben a harmadik-sínes rendszerrel.
Ez van a nagyobb energia szolgáltatáshoz, valamint a felsővezeték jobban megfelelő a távoli területekhez, de más területekhez is , mint pl. teherpályaudvarok, ahol sok ember dolgozik. Mivel az elektromos veszély fenn van a levegőben, ez jobban elfogadható, mintha valami közel van a munkaerődhöz a földön.
Végül a sebesség. A vonatok gyorsabban közlekedhetnek a felsővezetéki rendszerekkel, egészen a legnagyobb sebességű vonatokig.
Ez azt jelenti, hogy ha korszerűsítésre lehet szükség a felsővezetéki berendezés telepítésénél, az infrastruktúra tulajdonosok (fej) teret hagynak, hogy növeljék a vonat sebességet. Ez jó dolog.
Most nézzük meg a nem túl jó dolgokat!
[Felsővezeték, Hátrányok, Számos szerkezet szükséges, Magas beruházási költség, Beépítés meglévő szerkezetek körül, Összefüggés a vágány helyzetével, Időjárásnak ellenállás, Erős szelek, Hőség, Jég]
Hátrányok.
Hogy felfüggesszük a vezetéket a levegőben, szerkezetekre van szükség. (Felsővezetéki oszlopok). Ezek nem azért vannak, hogy egész nap magukat. Az oszlopokat rendszeres távolságokban kell elhelyezni, ami egy nagy feladat, amikor először villamosítunk egy vágányszakaszt, vagy egy vágányt.
A magas beruházási költség az egyik ok, ami miatt az Egyesült Királyságban a villamosítás haladása nem lett gyorsabb. Aztán ott vannak azok a szerkezetek is, ahol navigálni kell. Alacsony hidak, alagutak, viaduktok, ezek mind problémákat okoznak a felsővezeték telepítésnél. A vágányt az alacsony hidaknál esetleg le kell süllyeszteni, hogy lehetővé tegyük a felsővezeték korrekt elhelyezését.
A szerkezetek elhelyezése viaduktokon komplex felszerelési intézkedésekhez vezethet, amit nehéz elkészíteni és aztán karbantartani. Egy tényező, amit szintén figyelembe kell venni, az, hogy ha már egyszer a vezetékeket telepítették, akkor azokat karban is kell tartani, bizonyos összefüggésben a vágánnyal, ami úgy ismert az Egyesült Királyságban, mint magasság és támolygás.
Ez biztosítja, hogy az áramszedő ne veszítse el az érintkezését a munkavezetékkel, de ez korlátozhatja a módosításokat is, magához a vágányhoz képest.
Aztán ott van, hogy mi történik, ha tönkremegy. Ha a munkavezeték elválik az áramszedőtől, nagy esélye van, hogy fennakad az áramszedőben. Ez ahhoz vezethet, hogy egy vonat lehúzza a felsővezetéket, és ha az a vonat gyorsan halad, hosszú utat tehet meg magával húzva a felsővezetéket. Így amikor ez bekövetkezik, mindig elég kiterjedt és drága lehet.
Ez kapcsolódik az utolsó hátrányhoz, amit megvizsgálunk, és ez visszavisz minket az időjáráshoz, az erős szelek, forró időjárás és jég problémához. Ezek a felsővezeték összes, időjárással összefüggő ellenségei. Az erős szelek letörhetik a faágakat, amik cserébe ráeshetnek a felsővezetékre, leszakítva azt. Az erős szél tárgyat fújhat a vasútra, ami belegabalyodhat a felsővezetékbe.
Egy műanyag zacskó elég lehet, hogy vonatmegállítást okozzon, amíg el nem távolítják. A meleg időjárás megnyújthatja vezetéket, és megnövelheti a feszítési távolság közepén a lehajlást.
[(ábra): Span = feszítési távolság, Sag = középen a lehajlás, Conductor = munkavezeték, Ground Clearance = munkavezeték legkisebb távolsága a sín tetejétől]
A feszítés ezen elvesztése drámaian megnöveli annak kockázatát, hogy a felsővezeték beakadhat az áramszedőbe.
Ez sebesség korlátozáshoz vezethet, vagy rendkívüli esetekben a vonat szolgáltatás felfüggesztéséhez. Végül a jég. Hasonlóan a harmadik-sínes jégképződéshez, ez egy probléma a téli hónapokban. A vezetékek tökéletesek ahhoz, hogy jégcsapok alakuljanak ki rajtuk, ha a körülmények ehhez megfelelőek, miközben az áramszedőket nem arra tervezték, hogy lelökjék azokat a vezetékekről.
Nos, ez az összehasonlítás a felsővezetékes és a harmadik-sínes megoldás között.
Miközben a felsővezeték lehetővé tesz egy hatékonyabb áramátadást, és nagyobb vonat sebességeket, többe kerül a kezdeti megépítése, és sokkal sérülékenyebb is megrongálódásra.
A harmadik sínnek van néhány előnye, de elég könnyen belátható, hogy nem ez a legbiztonságosabb berendezés.
[Elmozdulás a villamosítás irányába, Megbízás az energia rácsban és energia ellátásban, A karbantartó és felújító vonatok megtartják a dízel meghajtást, amikor a feszültség ki van kapcsolva, Lényeges tőkebefektetés, Nem minden útvonalon/vonalon költséghatékony]
Egy elmozdulással a széntelenítés irányában, a vasutak villamosítása növekvőben van. De ez mind pozitívum?
[Vasúti pálya függőleges beszabályozása, Vágány elemek útmutató, Vasútvonal vízszintes beszabályozása]
Mielőtt ezt megvizsgáljuk, még igénybe akartam venni egy percet, hogy elmondjam, hogy ha élvezted ezt a videót, és többet szeretnél megtudni, nézd meg az e-book (e-könyv) kollekciómat, ami elérhető a lenti klikkre kattintva. Megkaphatod az ingyenes útmutatómat, e-book, egyszerűen beírva az e-mail címedet a lenti link űrlapjába.
[Elmozdulás a villamosítás irányába] Visszatérés ehhez.
Van valami, amit figyelembe kell venni a villamosítás irányába történő elmozdulással kapcsolatban.
Először is az energia ellátás. Az elmozdulással a villanyvonatok felé, van most egy bizalom egy ország energia rácsában, hogy az folyamatosan képes legyen szolgáltatni elég energiát, hogy megfeleljünk az igényeknek.
A dízelmozdonyok bizonyos fokig függetlenek ettől a kényszertől. Valójában valószínű, hogy a vonatok, amiket a vágánykarbantartáshoz vagy felújításhoz használtak, továbbra is dízel üzeműek maradnak, így ezek tudnak működni, amikor a feszültség ki van kapcsolva a munkák közben.
Ezek képesek továbbműködni is, mint a jelenlegi akkumulátoros üzemű vonatok.
Az is tény, hogy a dízel vonat üzemelhet felsővezetékes, harmadik sínes, vagy nem villamosított vágányon is, ami egy magas szintű rugalmasságot ad neki, amit már érintettünk, amikor megtekintettük a felsővezetékes villamosítás hátrányait.
Költségek.
Kezdetben óriásiak a költségek, és nem minden területen lesz költséghatékony, hogy elvégezzük a korszerűsítést.
Ha gondolod, hogy kifelejtettem a dízel valamilyen előnyét, akkor írj a kommentekben.
Az elmozdulás a villamosítás irányába folytatódni fog, de fogunk látni 100 %-osan villamosított vasutat és vonatokat? (Igen, Svájcban).
[Feliratkozás, Feliratkozva]
Remélem hasznosnak találtad ezt a videót. Nyomd le a like gombot, és ne felejts el feliratkozni.
[Mérnök]