контактный рельс в метро для чего она нужна
Тайны метро: почему для движения поездов необходим третий рельс
МОСКВА, 30 сен — РИА Новости, Ольга Коленцова. Туалеты и фонтанчики — мало кто знает, что они присутствуют в секретных местах московского метро. Оно выстроено таким образом, чтобы в нем можно было бы некоторое время продержаться в случае опасности, нависшей над городом. Но в мирное время метро служит средством передвижения для огромного числа пассажиров. От машин и автобусов метро отличается четкой организацией движения. Даже за десятисекундное опоздание или опережение машиниста могут лишить премии, поэтому распорядок прибытия-отбытия соблюдается очень четко.
Такое жесткое соблюдение графика обеспечивается высокой степенью автоматизации подземного транспорта. Машинист управляет поездом самостоятельно, но превысить скорость он не может. А если он не снизит скорость перед запрещающим сигналом (например, когда поезд подъедет слишком близко к следующему), то система исправит эту ошибку и произойдет торможение.
Движение поезда осуществляется при помощи двигателя, преобразующего электрический ток в движение. Ток — движение положительно заряженных частиц, которые направляются от плюса к минусу, в противовес электронам, которые стараются покинуть отрицательно заряженную область. А перемещение отрицательного заряда является тем же самым, что и движение положительного заряда в противоположном направлении.
Следовательно, чтобы появился ток, нужны два полюса — положительный и отрицательный. На торце платформы (слева по движению поезда) располагается третий рельс, находящийся под напряжением 825 вольт, его называют контактным. Он изготавливается из мягкой стали и крепится при помощи фарфоровых изоляторов к кронштейнам (металлическим опорам). Электричество «снимается» с контактного рельса при помощи двух токоприемников, расположенных на разных сторонах вагона. Кронштейны обычно устанавливаются на расстоянии 4,5-5,4 метра друг от друга. По форме они напоминают квадратные скобки. Так вот этот рельс является плюсом, а обычные рельсы — минусом. Именно на контактный рельс подается постоянный ток с тяговой подстанции. С парных рельс идет отводящий ток кабель.
«Исторически так сложилось, что городской электротранспорт работал на постоянном токе, так как в XIX и начале XX века такую систему уже возможно было создать, в отличие от схемы на переменном токе. Ранее электродвигатели подвижного состава работали только на нем. Двигатели такого типа называются синхронными. Для переменного тока потребовались бы более широкие туннели и очень тяжелое электрооборудование. Кроме того, электродвигатели постоянного тока проще адаптировать для тяги поездов. Однако эти двигатели тоже имеют недостатки, например сравнительно малую допустимую частоту вращения. Это ограничивает силу тяги — в частности, на высоких скоростях», — поясняет Константин Черкасский, директор народного музея истории Московского метрополитена.
Предел тяги можно сравнить с ограничением числа оборотов на одной и той же передаче в автомобиле. Допустим, машина на третьей передаче допускает значение количества оборотов двигателя в минуту не более 2500. Но если она сможет разогнаться до 4000 оборотов в минуту, то будет ехать быстрее на той же передаче. Асинхронные двигатели (они работают на переменном токе) позволяют повысить частоту вращения и максимально допустимую скорость состава без уменьшения тяги, а также улучшить характеристики замедления и ускорения.
Принцип работы двигателя основан на магнетизме. Если мы возьмем постоянный магнит и попробуем вращать его рядом с медным диском, то увидим, как последний тоже вращается. Магнит возбуждает в диске индукционные токи, которые порождают магнитное поле, в свою очередь, дальше взаимодействующее с полем магнита. Данная физика воплощена в асинхронном двигателе. Его основными деталями являются статор и ротор, между которыми имеется воздушный зазор. Они также оборудованы обмоткой возбуждения и магнитопроводом.
Безопасность в метро: что делать, если упал с платформы?
В этой статье я расскажу вам, почему при падении на рельсы в метрополитене нельзя вновь выбираться на платформу. Из фото некоторые сами поймут, а кто не поймет – скажу.
Третий рельс
В метрополитене есть третий рельс, откуда поезд берет электричество. Метро в основном двигается на электротяге. Два рельса, которые мы видим и по которым идет поезд метрополитена, безопасны, но под платформой спрятан еще одни рельс с напряжением 825 В, который мы не видим.
На фото вверху он указан стрелками. На фото внизу работник метрополитена его показывает.
Именно из контактного рельса поезд берёт электричество при помощи токоприёмника.
Поэтому, если кто-то упадет с платформы, ни в коем случае никогда не пытайтесь залезть на платформу!
Если упал с платформы
Что делать и как спасаться в этом случае?
На многих станциях есть вот такая памятка: «Ложись между рельсам в проем!»
Мало того, головой к поезду! Если ляжете наоборот, то одежда может задраться потоком воздуха, и зацепиться за что-либо, тогда вас потащит.
Поезд и выемка спроектированы так, что вас ничто не заденет и вы обязательно выживете.
В выемке может быть лужа, она может даже вонять — но тут не до брезгливости, выживание важнее. Ложись, закрой уши и приготовься поседеть. Грохочет поезд сильно, от него идёт поток горячего воздуха и при торможении могут лететь искры.
Сосредоточьтесь на положении тела, лежите неподвижно. Поезд уйдет – Вы можете потом добраться до начала платформы.
Это для экстренных случаев, когда поезд близко.
Если поезда нет, то вы бежите в начало платформы по ходу движения поезда.
В начале платформы есть лестница, по которой работники метро спускаются для обслуживания и ремонта станции.
Вывод
Если кто-то упал, обязательно подскажите ему, что делать. Сами оцените ситуацию: вы же уже знаете, как спасаться в этих случаях.
Обязательно сообщите о происшествии дежурному по станции: либо через колонну экстренного вызова, либо через любого сотрудника метрополитена. Они проинструктированы и знают, что делать дальше.
Если человек всё-таки лезет обратно на платформу, ни в коем случае не вздумайте подавать ему руку! Если его ударит током от контактного рельса — вас ударит вместе с ним.
Снимите куртку или штаны — вытягивай за одежду. Но лучше отругайте его и направьте по ходу движения поезда в конец платформы. Это будет правильнее.
И последнее, но очень ВАЖНОЕ: Если поезд остановился в туннеле и дальше точно не пойдёт — выходите справа по ходу движения поезда.
Помните, контактный рельс расположен слева по ходу движения.
Сейчас приведу примеры, когда контактный рельс расположен на улице. Это надо знать: если вам приспичит обстоятельство на открытом воздухе и там нет лестницы.
Никогда не приближайтесь к этой штуковине. Хоть он и в кожухе, но это опасно!
Вот теперь вы все знаете, а предупрежден – значит вооружен, и сможете оценить ситуацию на месте.
Будьте осторожны в метро. Метрополитен – это стратегический объект, где вести себя надо осторожно. Всегда помогайте людям, особенно тем, кто попал в беду, даже если они вас об этом не просят!
Контактный рельс
Конта́ктный рельс — жёсткий контактный провод, предназначенный для осуществления скользящего контакта с токоприёмником подвижного состава (электровоза, моторного вагона).
Изготавливается из мягкой стали, форма и поперечные размеры схожи с формой и размерами обычных рельсов. Рельс крепится при помощи изоляторов к кронштейнам, которые в свою очередь монтируются на шпалы ходовых рельсов.
Содержание
Применение
Главное преимущество контактного рельса — надёжное токоснимание при контакте с токоприёмниками моторных вагонов или электровозов, расположенными на ходовых частях колёсных тележек. Также исключаются колебание токоприёмников и отрыв их от контактного рельса, а следовательно, нарушение контакта и разрыв цепи тока, искрение и дугообразование, разрушающие контактные поверхности.
Основная область применения контактных рельсов — подземный железнодорожный транспорт, в частности, обеспечение движения поездов метрополитена. Реже данное технологическое решение применяется на открытых линиях при относительно невысоком напряжении (не более 1500 В).
Также контактный рельс применяется для обеспечения энергией подъёмного оборудования (например подъёмных кранов) и складских транспортных устройств, подвесных дорог, электроталей, станков, осветительных устройств и других подобных технических средств.
Различают два типа контактных рельсов:
В зависимости от того, как расположена контактная поверхность, имеют место: нижний токосъём — контактная поверхность снизу; верхний токосъём — контактная поверхность сверху; боковой токосъём — контактный рельс повёрнут на 90 градусов, в результате чего контактная поверхность находится сбоку.
Достоинства
Недостатки
(при применении на наземном транспорте)
Контактный рельс в метрополитене
Материал, профиль, длина
Ввиду того, что контактный рельс является проводником электрического тока, его омическое сопротивление должно быть мало, поэтому при изготовлении контактного рельса используют низкоуглеродистую сталь, так как примесь углерода увеличивает электрическое сопротивление.
Профиль и сечение контактного рельса совпадают с аналогичными параметрами обычного путевого рельса.
Нормальная длина контактного рельса составляет 12,5 м. На прямых и кривых участках радиусом 300 м и более в тоннелях контактные рельсы сваривают в плети длиной 100 м, на наземных участках длина плетей составляет 37,5 м, а на парковых путях и кривых радиусом менее 300 м — 12,5 м.
Подвеска контактного рельса
Установку контактного рельса осуществляют при помощи металлических опор-кронштейнов головкой вниз. Кронштейны в свою очередь крепятся к шпалам. При такой подвеске контактный башмак, установленный на тележке вагона и подтягиваемый пружинами вверх, скользит по головке рельса — нижнее токоснимание.
Кронштейны устанавливаются на определённом расстоянии друг от друга — обычно 4,25-5,5 м. В местах температурных стыков расстояние между кронштейнами уменьшается. По форме кронштейн представляет собой изогнутую из швеллера деталь. В верхней части детали имеется отверстие и приварена так называемая «коробочка», а нижняя часть (так называемый «хвост») крепится к шпалам. Высота кронштейна, которая и определяет высоту контактного рельса, зависит от типа путевых рельсов.
Крепёжный узел, расположенный в верхней части кронштейна, обладает достаточной прочностью и обеспечивает надёжную изоляцию контактного рельса от кронштейна при помощи фарфоровых изоляторов и полиэтиленовых прокладок.
Стыки
Существуют два типа соединения контактных рельсов друг с другом:
Сварные стыки получают при помощи сварки рельсов контактно-сварочной машиной. После сварки стыки обрабатывают в соответствии с профилем поперечного сечения контактного рельса.
Температурные стыки получают путём соединения концов рельсов накладками, которые стягивают болтами. На тоннельных участках пути температурные стыки делают примерно через каждые 100 м (в стыках сварных плетей), на наземных участках — через 37,5 м (также в стыках сварных плетей), а на парковых путях — примерно через 37,5 м (не реже, чем через два стыка путевых рельсов). Зазор в температурных стыках зависит от длины плетей и температуры. Основным требованием к такому типу стыков является возможность относительно свободного перемещения концов рельсов в стыке при изменении температуры. Данное требование достигается за счёт наличия в рельсах и накладках овальных отверстий, а также за счёт малой затяжки болтов на одном из стыкуемых рельсов.
Для того, чтобы увеличить электропроводимость стыка, сверху приваривают четыре электросоединителя. Их конструкция не отличается от привариваемых электросоединителей стыков путевых рельсов.
Концевые отводы
Концевые отводы предназначены для плавного захода контактного башмака под контактный рельс и плавного схода с него в местах разрыва. Рабочая поверхность концевого отвода на некотором расстоянии от стыка сохраняет свою высоту относительно головок путевых рельсов, а затем постепенно повышается до конца отвода с определённым уклоном.
Подвеска концевых отводов осуществляется при помощи кронштейнов, которыми подвешивается контактный рельс. Отводы присоединяются к контактному рельсу при помощи обычных стыков без зазоров.
Защитный короб
Из-за того, что контактный рельс представляет повышенную опасность для человека при прикосновении к нему, так как он находится под высоким напряжением, для обеспечения безопасности людей применяют специальные защитные короба. Короба устанавливаются на контактный рельс по всей его длине и закрывают его сверху и с боков, а в местах переходов через контактный рельс (например, сходные мостики в торцах станций) поверх короба устанавливаются диэлектрические резиновые полосы или коврики.
Проведение ремонтных работ на контактном рельсе или в непосредственной близости от него возможно и разрешено инструкциями только при снятом с него напряжении и включении короткозамыкателей или установке закоротки, которые предохранят людей от поражения электрическим током при случайной подаче напряжения на контактный рельс.
Почему при падении на рельсы в метро нужно ложиться головой к поезду? И зачем переворачиваться лицом вниз
Пресс-служба Московского метрополитена
При падении на путь необходимо лечь в лоток между рельсами лицом вниз и головой по направлению к поезду. Это делается для того, чтобы поток воздуха от приближающегося поезда обдувал человека, не приподнимая его одежду. Такое положение поможет упавшему пассажиру не только выжить, но и не получить серьезных травм. Если упавший пассажир окажется на пути ногами по направлению к поезду, то подхваченная потоком воздуха одежда может, развеваясь, зацепиться за нижние элементы поезда, и лежащий на пути человек получит травму.
работник Московского метрополитена
Если вы попали под состав, нужно лежать, не дергаться, не пытаться выйти самостоятельно. Ждите машиниста, который поможет вам выбраться.
Нужно ложиться лицом вниз. Желательно даже закрыть глаза. Это психология: когда ты лежишь лицом вверх, ты можешь видеть, как на тебя эта махина наползает. В этот момент очень сложно не поддаться панике и не вскочить в попытке убежать. Машинисты-пенсионеры вспоминали, что люди, которые ложились лицом вверх, потом все равно переворачивались — страшно.
Когда машинист видит человека на путях, он применяет экстренное торможение. Не важно, въехал он на станцию, или до нее осталось еще несколько сотен метров. Если человек оказывается на рельсах прямо перед поездом, машинист все равно применяет экстренное торможение. Затем он подает сигнал диспетчеру, который должен снять напряжение с контактного рельса. Это нельзя сделать просто так: каждому случаю, когда снимается напряжение, присваивается номер. Когда диспетчер отдает команду о том, что напряжение снято, машинист уже может, грубо говоря, лезть под состав, чтобы помочь человеку выйти. Спустившись, машинист ставит между контактным рельсом (он находится на боковой стенке) и ходовыми (которые снизу) закоротку — дополнительную систему безопасности. Она нужна на случай, если вдруг что-то сработает и на контактный рельс снова начнет подаваться ток — закоротка не даст этому произойти, так как замыкает контактный рельс и ходовой.
На контактный рельс подается ток напряжением 825 вольт — для человека это смертельно, поэтому рельс лучше не трогать. Многие очень любят вставать одной ногой на ходовой рельс, а вторую — на контактный (на этой фотографии он выделен желтым цветом. — Прим. ред.), который им представляется такой удобной ступенькой на стенке. Хоть он и закрыт кожухом, наступать на него категорически запрещено. Не дай бог человек будет с избыточным весом — кожух под ним просто сломается.
The Village уже рассказывал, что делать при падении на рельсы.
Контактный рельс
Контактным рельсом (или третьим) называется дополнительный железнодорожный рельс, располагаемый вдоль электрифицированного пути железнодорожного полотна и служащий для подведения электрической энергии к подвижному составу.
Контактный рельс на железной дороге и в метро
1. Расположение и предназначение
Контактный рельс применяется, как правило, в метрополитене, и крайне редко на электрифицированных участках железных дорог городов и пригородов. Контактный рельс располагается в нижней части тоннеля в непосредственной близости от рельсового пути. Его обычно крепят с левой стороны пути, считая по ходу движения поездов метрополитена. С правой стороны контактный рельс устанавливают преимущественно на небольшом протяжении в пределах стрелочных переводов и съездов. Рабочую поверхность контактного рельса располагают на 160 мм выше по отношению к уровню головок ходовых рельсов (в сторону увеличения или уменьшения, отклонения допускаются не более 6 мм!). Расстояние от оси контактного рельса до внутренней грани головки ближайшего ходового рельса должно быть 690 мм (в сторону увеличения или уменьшения, отклонения допускаются не более 8 мм!).
Метрополитены большинства стран мира, в том числе и нашей страны, практикуют эксплуатацию системы нижнего токосъёма, достоинства которой заключаются в отсутствии увеличения поперечного сечения тоннеля, высокой надёжности и долговечности устройства, простоте ремонта и обслуживания конструкции. А так же исключения провисания контактной поверхности и образования искрения или электрической дуги. Но, кроме большого числа достоинств организации конструкции токосъёма нижнего, неизбежны и недостатки, состоящие в открытой доступности и опасности для людей и животных, незащищённости рельса от непогоды и снежных заносов, а так же необходимости устройстваразрывов.
2. Профиль и материалы
В системах рельс установлено небольшое, менее 25 кгс, усилие силового воздействия токоприёмников подвижного состава на контактный рельс. Чтобы сократить потери электроэнергии, поперечное сечение контактного рельса определяется исключительно из условия обеспечения меньшего электрического сопротивления.
Контактные рельсы для метро и других подобных задач изготавливают из мягкой стали с высокой электропроводимостью. Требование к мартеновской стали с минимальным содержанием углерода по действующим техническим условиям на изготовление контактных рельсов предусматривает следующий химический состав:
3. Подвеска
В собранном узле коробку кронштейна охватывают фигурные скобы верхними плоскими концами, а загнутыми нижними заходят в соответствующие углубления в изоляторах. Затяжка узлового болта обеспечивает плотное прижатие изоляторов к контактному рельсу. Применение широких и крестообразных полиэтиленовых прокладок используется для обеспечения равномерного давления на изоляторы со стороны контактного рельса и фигурных скоб. А так же для предохранения изоляторов от раздавливания.
4. Стыки
Стыки контактного рельса бывают «сварные», «нормальные» и «температурные». Первые ничем не отличаются от аналогичных стыков ходовых рельсов. Классическая сварка производится на контактно-сварочной электрической машине. А сварной стык по всему поперечному профилю контактного рельса очищают от излишнего металла и грата пневматическими зубилами. Шлифуют только рабочую поверхность рельсовой головки и её боковые грани.
Вторые, «нормальные стыки», собираются у концевых отводов без зазоров с плотным соприкосновением торцов рельсов. При сборке стыков гайки должны располагаться со стороны, противоположной оси пути, на парковых путях — со стороны оси пути.
К стыкам «нормальным» и «температурным предъявляется техническое требование: накладки стыкового скрепления должны быть оцинкованы, иметь по 4 болтовых отверстия и соединяться 4 болтами. В «температурном стыке» 2 болта должны иметь полное натяжение на отдающем конце, а 2 болта ослабленное натяжение на принимающем конце. Приваренные электросоединители (не менее 4) к подошве контактного рельса обеспечивают более надёжную проводимость температурных стыков контактного рельса на станционных и главных путях.
5. Секционирование
В местах секционирования контактной сети, контактный рельс разделяется воздушными неперекрываемыми промежутками на отдельные изолированные секции. Длина каждой секции между концами металлических частей отводов должны быть не менее 14 м. Такие воздушные промежутки, неперекрываемые токоприёмниками одного вагона, должны располагаться в местах следования поездов с отключёнными тяговыми электродвигателями. А по главным путям на подходах к станциям, должны располагаться на расстоянии не более 50 м от начала пассажирской платформы. В местах расположения стрелочных переводов, перекрёстных съездов и перегонных затворов должны быть перекрываемые воздушные промежутки контактного рельса длиной не более 10 м. Секционирование контактного рельса на парковых путях строящихся линий предусматривается возможность снятия напряжения одновременно с 4—5 путей.
6. Пункт подключения
По кабельным линиям от тяговых подстанций подаётся к контактному рельсу постоянный электрический ток напряжением 825 В. Чтобы соединить в одну систему питающий кабель и рельс, к подошве рельса приваривается стальная оцинкованная планка с болтами прикрепленными гибким компенсатором из набора тонкой полосовой меди.
В свою очередь, к компенсатору прикрепляется медная силовая шина, соединенная со специальным пунктом подключения. А в пункте подключения к силовой шине, болтами прикреплены наконечники 4 силовых кабелей. Там металлические экранирующие сетки силовых кабелей, проводами малого сечения, подключены к отдельной алюминиевой зануляющей шине, которая соединена с кабелем зануления. Последний, через разрядник подключён к средней точке путевого дроссель-трансформатора. В случае пробоя внутренней изоляции силовых кабелей этот механизм вызывает короткое замыкание с последующим срабатыванием автоматов защиты и отключением подачи тока. Внешняя металлическая броня силовых кабелей заземляется на корпус пункта подключения.
7. Пункт переключений
Посредством пунктов переключений разъединителей производится подача и снятие напряжения с секций контактного рельса. Разъединители бывают 3-х видов:
Ручные разъединители в настоящее время практически не используются. Они устанавливаются для частичного снятия напряжения на отдельных участках при производстве работ (вместо общего снятия напряжения), например на парковых путях электродепо.
Дистанционно управляемые разъединители устанавливаются на фидерах питания контактного рельса от тяговых подстанций, а также для секционированного подключения контактной сети на съездах, в оборотных тупиках и на ССВ. Управляются энергодиспетчером. Пульты управления ДУРами расположены на блок-постах станций с путевым развитием. С учётом особенностей работы и устройства схемы тягового электроснабжения конкретной станции, местной инструкцией определяется порядок их эксплуатации и ухода. В корпусе ДУРа находятся 2 медные шины, к одной из которых болтами прикреплены наконечники силовых кабелей. Вторая шина соединена с контактным рельсом аналогично пункту подключения. Подача и снятие напряжения осуществляется посредством моторных пинцетов, которые в замкнутом положении сцеплены с ножами разъединителя. В передней стенке корпуса имеется прозрачное окно для визуального контроля положения ножей и пинцетов. Сборки 825 В в ПТО устанавливаются для снятия напряжения с контактного рельса и его заземления во время осмотра составов. При помощи рычагов ручного привода эта операция выполняется ПТО-работниками. В этих устройствах также имеется дистанционно управляемый привод для общего обесточивания сборки.
8. Концевые отводы
9. Электробезопасность
Безопасность метрополитена – один из основных критериев его качества, поэтому данному аспекту уделяется пристальное внимание. Для обеспечения безопасности пассажиров постоянно внедряется современная техника, проводятся соответствующие организационные мероприятия и постоянное техническое обучение персонала метрополитена.