ЭЛЕКТРОПОЕЗД

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции электропоездов.
Известен электропоезд ЭС2Г (см. Электропоезд с асинхронным тяговым приводом типа ЭГЭ серии ЭС2Г. Руководство по эксплуатации ЭС2Г.0.00.000.000 РЭ).
Известный электропоезд предназначен для перевозки пассажиров на железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе напряжения 3 кВ. Электропоезд состоит из двух головных моторных вагонов, двух прицепных промежуточных вагонов с тяговым оборудованием и одного прицепного промежуточного вагона. В условиях депо, при увеличении пассажиропотока, имеется возможность постановки в состав электропоезда дополнительного прицепного промежуточного вагона. Электропоезд полностью функционален при нормальном электроснабжении от контактной сети. В аварийных ситуациях электропоезд транспортируется с помощью буксировочного локомотива. В качестве буксировочного локомотива может быть использован электровоз или тепловоз. Электропоезд не имеет возможности для подключения к высоковольтной цепи буксировочного локомотива, а также внешнему высоковольтному источнику питания в условиях депо.
Недостатком известного электропоезда является следующее: - эксплуатация может осуществляться только на участках железнодорожных дорог, электрифицированных на постоянном токе 3 кВ;
невозможность обеспечения функционирования всех систем жизнеобеспечения электропоезда при транспортировке в аварийных ситуациях буксировочным локомотивом, связанная с отсутствием высоковольтного подключения к буксировочному локомотиву;
- отсутствует возможность эксплуатации на неэлектрифицированных участках железных дорог;
- невозможность обеспечения горячего отстоя в парках без контактного провода с целью сохранения работоспособности оборудования из-за отсутствия возможности подключения к внешнему высоковольтному источнику электрического питания.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является электропоезд (см. Патент РФ на полезную модель №179904, кл. В61С 3/00, B61G 5/06, В61С 17/00, опубл. 28.05.2018, заявка №2017137891 от 30.10.2017). Данный электропоезд содержит вагоны с тяговым оборудованием, вспомогательным оборудованием и оборудованием токосъема. Его головные вагоны со стороны кабины машиниста оснащены по одному высоковольтному штепселю и розетке, соответствующими типу стандартного высоковольтного соединителя локомотивов и соединенных между собой высоковольтным кабелем, холостому приемнику и высоковольтному контактору с возможностью высоковольтного подключения электропоезда, в том числе и сдвоенного формирования, при его транспортировке к буксировочному локомотиву или к внешнему высоковольтному источнику питания в условиях депо.
Недостатком известного электропоезда поезда является то, что высоковольтное подключение электропоезда, в том числе и сдвоенного формирования, к буксировочному локомотиву производится по однопроводной схеме. Обратный ток поступает к высоковольтному источнику тока через рельсовую линию. Рельсовая линия между соседними станциями называется перегоном и разделяется на блок-участки для увеличения пропускной способности путем заполнения перегона одновременно несколькими поездами. На границах блок-участков устанавливаются светофоры. Блок-участки оборудуются рельсовыми цепями
2
2
- электрическими цепями, проводником в которых служат рельсовые линии. По данным цепям протекает сигнальный ток, обеспечивающий работу устройств сигнализации. Две смежные рельсовые цепи разделяются изолирующими стыками. Таким образом, по рельсовой линии одновременно протекает сигнальный ток, обеспечивающий работу устройств сигнализации, и обратный ток от электропоезда к источнику. На участках с электрической тягой в местах установки изолирующих стыков для протекания обратного тока, а также сигнального тока устанавливают рельсовые соединители. Рельсовый соединитель представляет из себя медный трос длиной 200 мм и сечением не менее 70 мм на участках электротяги постоянного тока и 50 мм- на участках электротяги переменного тока. На участках с тепловозной тягой в местах установки изолирующих стыков рельсовые соединители выполнены из стальной проволоки диаметром 6 мм, которая предназначена для протекания сигнального тока. В процессе эксплуатации на перегонах возникают ситуации, когда тепловоз и подключенный к нему электропоезд по однопроводной схеме при прохождении изолирующего стыка на границе блок-участков оказываются по разные стороны от изолирующего стыка. В таком случае протекание обратного тока от электропоезда к тепловозу происходит по рельсовому соединителю, выполненному из стальной проволоки, которая предназначена для протекания сигнального тока. Так как обратный ток от электропоезда к тепловозу значительно больше максимального тока, на который рассчитан рельсовый соединитель, то происходит мгновенный нагрев, что может привести к разрушению рельсового соединителя с нарушением целостности рельсовой цепи, предназначенной для протекания сигнального тока, и к срыву работы устройств сигнализации.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является использование электропоездов, в том числе и сдвоенного формирования, в пассажирских перевозках на сети железных дорог с сочетанием электрифицированных и неэлектрифицированных участков путем использования тепловоза на неэлектрифицированных участках, а также поддержание систем жизнеобеспечения (освещение, отопление/кондиционирование, работа автоматических дверей и т.д.) от буксировочного локомотива при транспортировке, в том числе в аварийных ситуациях, и осуществление горячего отстоя с целью сохранения работоспособности оборудования с использованием в условиях депо внешнего высоковольтного источника питания с обеспечением возможности однопроводной схемы подключения на электрифицированных участках или двухпроводной схемы подключения на неэлектрифицированных участках для исключения случаев протекания обратного тока от электропоезда к локомотиву через рельсовые линии и рельсовые соединители, применяемые в местах установки изолирующих стыков.
Технический результат достигается тем, что в электропоезде, содержащем вагоны с тяговым оборудованием, вспомогательным оборудованием и оборудованием токосъема, каждый головной вагон со стороны кабины машиниста оснащен оборудованием для возможности высоковольтного подключения электропоезда, в том числе и сдвоенного формирования, к буксировочному локомотиву при его транспортировке или к внешнему высоковольтному источнику питания в условиях депо. Причем оборудование для высоковольтного подключения электропоезда, в том числе и сдвоенного формирования, к буксировочному локомотиву (к тепловозу или электровозу), или к внешнему высоковольтному источнику питания каждого головного вагона выполнено с возможностью обеспечения двухпроводной схемы подключения. Указанное оборудование включает в себя две идентичные группы высоковольтных соединителей, состоящих из высоковольтных штепселя и розетки, соответствующих типу стандартных высоковольтных соединителей локомотивов и соединенных между собой высоковольтным кабелем, и холостого приемника. При этом в электрическую цепь каждой группы высоковольтных соединителей включен высоковольтный контактор. Высоковольтные контакторы каждого головного вагона электропоезда размещены в высоковольтной секции его подкузовного контейнера электрооборудования.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 изображен электропоезд, оснащенный оборудованием для высоковольтного подключения к буксировочному локомотиву и внешнему высоковольтному источнику питания, общий вид;
На фиг. 2 изображен вид А на фиг. 1;
На фиг. 3 изображен вид Б на фиг. 1 и 2;
На фиг. 4 изображен электропоезд, прицепленный и электрически подключенный к буксировочному локомотиву; На фиг. 5 изображен вид В на фиг. 4; На фиг. 6 изображен вид Г на фиг. 5.
В связи с тем, что графическое изображение фигур заявленной полезной модели плохо читаются при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить листы горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертежи.
Электропоезд 1 содержит вагоны 2.1, 2.2, 3.1, 3.2 и 4 с тяговым оборудованием, вспомогательным оборудованием и оборудованием токосъема 5. Вагоны 2.1 и 2.2 являются головными с кабинами машиниста 6.1 и 6.2, соответственно, вагоны 3.1 и 3.2 - прицепными промежуточными с тяговым оборудованием, а вагон 4 - прицепным промежуточным. При этом каждый головной вагон со стороны кабины машиниста оснащен оборудованием 7 для возможности высоковольтного подключения электропоезда 1, в том числе и сдвоенного формирования, к буксировочному локомотиву 8 при его транспортировке или к внешнему высоковольтному источнику питания 9 (не показан) в условиях депо. Причем оборудование для высоковольтного подключения 7 электропоезда 1, в том числе и сдвоенного формирования, к буксировочному локомотиву (к тепловозу или электровозу) 8, или к внешнему высоковольтному источнику питания 9 каждого головного вагона выполнено с возможностью обеспечения двухпроводной схемы подключения. Оборудование для высоковольтного подключения 7 включает в себя две идентичные группы высоковольтных соединителей 10.1 и 10.2, состоящих из высоковольтных штепселя 11 и розетки 12, соответствующих типу стандартных высоковольтных соединителей локомотивов и соединенных между собой высоковольтным кабелем 13, и холостого приемника 14. При этом в электрическую цепь каждой группы высоковольтных соединителей включен высоковольтный контактор 15. Высоковольтные контакторы 15 головных вагонов 2.1 и 2.2 электропоезда 1 размещены в высоковольтных секциях их подкузовных контейнеров электрооборудования 16.1 и 16.2, соответственно. Высоковольтные штепселя 11 с высоковольтными кабелями 13 предназначены для сочленения в рабочем положении с высоковольтными розетками 17 локомотива 8, или внешнего высоковольтного источника питания 9 (не показан), или с высоковольтными розетками 12 второго электропоезда при подключении сдвоенного электропоезда к локомотиву 8 или внешнему высоковольтному источнику питания 9 (не показан). В нерабочем положении высоковольтные штепселя 11 вставлены в холостые приемники 14. Один из высоковольтных штепселей 11 каждого головного вагона установлен в минусовую цепь и предназначен для исключения случаев протекания обратного тока от электропоезда 1 к тепловозу при использовании его в качестве буксировочного локомотива 8 через рельсовые соединители при прохождении изолирующего стыка на неэлектрифицированных участках железнодорожного пути. Таким образом, подключение электропоезда 1 к тепловозу выполняется посредством двух высоковольтных штепселей 11 по двухпроводной схеме. В данном случае при прохождении изолирующего стыка обратный ток протекает от электропоезда 1 к тепловозу через высоковольтный штепсель 11 в минусовой цепи, а не через рельсовый соединитель, что не приводит к нарушению работы устройств сигнализации.
Двухпроводная схема подключения электропоезда 1 к источнику питания (электровоз, тепловоз или внешний высоковольтный источник питания) является универсальной: подключение электропоезда 1 к электровозу или внешнему высоковольтному источнику питания может выполнятся как одним силовым штепселем 11 по однопроводной схеме, так и двумя по двухпроводной схеме, а подключение электропоезда 1 к тепловозу на участках автономной тяги для исключения нарушений работы устройств сигнализации - только двумя силовыми штепселями 11 по двухпроводной схеме.
При введении высоковольтных штепселей 11 в высоковольтные розетки 12 происходит коммутация высоковольтных цепей электропоезда 1 и локомотива 8, или электропоезда 1 и внешнего высоковольтного источника питания 9, или двух электропоездов при формировании сдвоенного состава для последующего питания от локомотива 8 или высоковольтного источника с созданием штепсельных соединений 18. Окончательное подключение высоковольтных цепей электропоезда 1 производится высоковольтными контакторами 15. Высоковольтное подключение электропоезда 1 к локомотиву 8 предназначено для использования электропоездов в пассажирских перевозках на сети железных дорог с сочетанием электрифицированных и неэлектрифицированных участков путем использования тепловоза в качестве буксировочного локомотива на неэлектрифицированных участках. Также высоковольтное подключение электропоезда 1 к локомотиву 8 (тепловозу или электровозу) производится при транспортировке, в том числе в аварийных ситуациях, для поддержания систем жизнеобеспечения (освещение, отопление/кондиционирование, работа автоматических дверей и т.д.). Аналогично подключаются два электропоезда 1 к друг другу для последующего питания от локомотива 8 или внешнего высоковольтного источника 9. В деповских условиях высоковольтное подключение предназначено для обеспечения горячего отстоя.
Полезная модель «Электропоезд» соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость», так как данное техническое решение успешно реализовано на электропоездах типа ЭГЭ серии ЭС2Г исполнения "Премиум", разработанных и выпускаемых в ООО «Уральские локомотивы» г. Верхняя Пышма.