Пробная электрификация железной дороги Зеебах-Веттинген - Seebach-Wettingen railway electrification trial

Локомотивы опытной схемы: слева, номер 3 фирмы Siemens-Schuckert, затем машины № 1 и 2 производства Oerlikon.
Локомотив №1
Локомотив №1 в разобранном виде
Тележка типа используемой на локомотивах 1 и 2
Локомотив №2

В Пробная электрификация железной дороги Зеебах-Веттинген (1905-1909) стал важной вехой в развитии электрические железные дороги. Maschinenfabrik Oerlikon (MFO) продемонстрировали пригодность один этап переменный ток на высоком Напряжение для эксплуатации на железных дорогах дальнего следования с использованием однофазной испытательной установки переменного тока Seebach-Wettingen. Для этого МФО электрифицировал 19,45 км. Швейцарские федеральные железные дороги (SBB) маршрут Зеебах - Веттинген за свой счет однофазным переменным током 15000 вольт.

Обзор

К 1900 году использование постоянный ток Постоянный ток, обычно 500-600 вольт, для питания электрических трамваев и поездов был широко распространен. Примеры включают Трамваи в Будапеште (с 1887 г.) и Ливерпульская подвесная железная дорога (открыт в 1893 г.). Это было удовлетворительным для городских систем, но для железных дорог дальнего следования было желательно более высокое напряжение для снижения потерь энергии. 106 км Вальтеллина линия в Италии была электрифицирована с использованием трехфазный переменный ток (AC) на 3000 вольт и открыт 4 сентября 1902 года. Система была разработана Кальман Кандо и команда из Ганц Работы в Будапешт. Это был прогресс, но у трехфазной системы были недостатки. Требовалось два воздушных провода, и это ограничивало напряжение, потому что два провода должны были пересекаться в местах соединения. Использование однофазного переменного тока, для которого требовался только один воздушный провод, сдерживалось отсутствием подходящих двигателей. Используемая трехфазная система асинхронные двигатели но однофазный универсальный мотор находился в зачаточном состоянии, и возникли проблемы с перегревом и чрезмерным искрением на коммутатор.

В исследовании Зеебаха-Веттингена использовались два разных подхода. Первым было подать питание на стандартные 50 Гц. частота сети и использовать вращающийся преобразователь на локомотиве, чтобы преобразовать его в постоянный ток для тяговых двигателей. Второй заключался в использовании низкочастотного (15 Гц) источника питания универсальных двигателей локомотива. Ожидалось, что низкая частота сведет к минимуму проблемы перегрева и искрения, и это действительно так.

Испытательный трек эксплуатировался с 1905 по 1909 год и свидетельствовал о строительстве воздушная линия и пантограф типы, позволяющие работать с напряжением 15000. Из-за высокого напряжения в деревянных пассажирских вагонах было установлено устройство, защищающее пассажиров от последствий контакта с провисшими воздушными линиями.

Экспериментальная работа на 50 герц

По предложению MFO, Швейцарские федеральные железные дороги (SBB) 31 мая 1902 года согласились организовать пробную эксплуатацию на трассе Зеебах-Веттинген с однофазным переменным током 15000 вольт. Эта система допускала более высокое напряжение воздушной линии, чем обычно в то время, и, следовательно, большее расстояние между подстанции и однопроводная вместо двухпроводной воздушной линии, которая тогда успешно использовалась на трехфазных маршрутах в северной Италии.

Поскольку тяговые двигатели еще не могли работать на однофазном переменном токе с использованием технологий того времени, MFO сначала построила четырехосный пилотный тепловоз № 1 с двигателем. вращающийся преобразователь, который преобразовал напряжение воздушной линии 15000 вольт переменного тока в постоянный ток для работы тяговые двигатели. Система вращающегося преобразователя запатентована, патент US754565 от 1904 г.[1]

Перед началом эксплуатации испытательного трека компания MFO завершила электрификацию примерно 700-метрового соединительного пути их заводских помещений со станцией в Зеебахе, и были начаты испытания преобразовательного локомотива. 16 января 1905 года были начаты регулярные пробные рейсы между Зеебахом и Аффольтерном по расписанию, установленному SBB. Для этих поездок до 10 ноября 1905 года использовался конвертерный тепловоз №1.

Экспериментальная операция на 15 герц

Работа с конвертерным тепловозом продолжалась недолго. Летом 1904 года компания MFO представила локомотив № 2 с двигателями переменного тока, но с частотой 15 Гц вместо 50. Благодаря пониженной частоте, а также компенсационной обмотке, однофазный последовательный двигатель, разработанный Ханс Бен-Эшенбург МФО имел характеристики, аналогичные двигателю постоянного тока, и искрение на коммутаторе было значительно уменьшено.[1][2]

Воздушная линия с частотой 50 Гц вызвала сильные помехи на телефонной линии Цюрих - Баден, которая шла параллельно железнодорожной линии. Снижение частоты до 15 герц привело к улучшению. Модификация моторов и использование витая пара проводка на телефонной линии привела к исчезновению помех.

Несмотря на различное электрооборудование, механические части локомотивов № 1 и 2 были похожи, за исключением того, что № 2 имел две кабины машиниста. Электроснабжение было изменено 11 ноября 1905 года с 50 Гц на 15 Гц, и поезд взял на себя локомотив № 2. Чтобы и дальше можно было использовать локомотив № 1, его переоборудовали с двигателями переменного тока 15 Гц, чтобы они соответствовали № 2, и сняли преобразователь. Эти два локомотива стали образцом для низкочастотных локомотивов переменного тока, которые строились до 1970-х годов в Германии, Австрии, Швейцарии, Норвегии и Швеции. 2 июня 1906 года опытная эксплуатация была продлена до Регенсдорфа.

По финансовым причинам МФО приняла предложение от Сименс-Шукерт участвовать в дальнейших экспериментах с третьим локомотивом. Локомотив № 3 был доставлен 3 августа 1907 года, но 7 октября 1907 года вышел из строя из-за перегрева.

Выработка энергии

Внутренний вид преобразовательной подстанции

На Maschinenfabrik Oerlikon была построена небольшая паровая электростанция для обеспечения энергией, необходимой для линии Зеебах-Веттинген. Трубчатые котлы, в которых производился пар для турбины, имели поверхность нагрева 300 м² каждый и производили 18 000 кг пара в час. Трехступенчатая паровая турбина работала со скоростью 3000 оборотов в минуту. Производимый трехфазный ток имел напряжение 230 вольт и частоту 50 герц, что соответствовало действующей на заводе электростанции. Преобразовательная подстанция с буферизацией переменного тока размещалась в специальном здании, которое находилось рядом с паротурбинной установкой. Две группы преобразователей имели мощность 700 и 500 киловатт. Резервная батарея из 375 элементов имела емкость 592 ампер-часа. Рядом с машинным отделением находилось трансформаторное, в котором четыре трансформатора повышали напряжение однофазного тока с 700 до 15000 вольт. Точная компоновка преобразовательной подстанции неясна, но наличие батарей предполагает, что она использовала прямое соединение. Трехфазный переменный ток должен быть преобразован в постоянный ток, а затем постоянный ток преобразован в однофазный переменный ток.

Контактная сеть

Воздушная линия (система MFO) в Зеебахе
Воздушные линии, система MFO и система Siemens-Schuckert, работающие параллельно
Зеебах в Регенсдорф

На участке от Зеебаха до Регенсдорфа MFO провела испытания воздушная линия сбоку от трассы. В токоприемник Установленная на крыше локомотива так называемая хвостовая часть состояла из слегка изогнутой трубы со сменной контактной планкой. Трубка с силой пружины прижималась к контактному проводу и могла описывать более полукруга, так что контакт с контактным проводом сверху, сбоку или снизу был возможен. Обычно провод располагался сбоку от пути. Система оказалась ненадежной на скоростях выше 50 км / час.

Регенсдорф в Веттинген

На участке от Регенсдорфа до Веттингена, Сименс-Шукерт установил стандарт Контактная сеть и 1 декабря 1907 года операция была начата. На выходе со станции Регенсдорф воздушная линия проходила примерно на 400 метров параллельно боковой линии, так что токоприемник можно было менять во время движения. Контактный провод располагался на высоте шести метров над рельсом над серединой пути. Чтобы проверить низкую высоту контактного провода в туннелях и подземных переходах, контактный провод между Отельфингеном и Вюренлосом был проложен всего на 4,8 метра над рельсами на расстоянии одного километра. В пантограф (токоприемник) можно было использовать в обоих направлениях движения и можно было следить за разницей в высоте воздушной линии даже на высоких скоростях. Подъем пантографа производился сжатым воздухом.

После суда

С 4 июля 1909 г. линия Зеебах-Веттинген снова начала работать с паровая тяга демонтированы ВЛ. Поскольку это была вторичная линия с легкими уклонами, SBB не считала ее экономичной для работы на электричестве. Локомотивы №1 и №2 хранились и в 1919 году были проданы СББ. Локомотив №3 вернулся в Берлин и был там преобразован в локомотив постоянного тока. В 1944 году он был разрушен в результате бомбардировки.

Несмотря на прекращение операций, попытка оказалась успешной. В 1907 году MFO поставила железнодорожные вагоны BCFe 4/4 на Maggiatalbahn для работы при 5000 вольт, 20 Гц. В июле 1910 года Бернская альпийская железнодорожная компания Берн - Лёчберг - Симплон (BLS) открыла свой испытательный полигон Spiez-Frutigen, электрифицированный на 15 000 вольт, 15 герц. В 1913 г. Пруссия, Бавария и Баден совместно определили частоту тягового тока 16 Гц, после чего BLS также приняла эту частоту. 15 июля 1913 года BLS начал непрерывную работу между Шпицем и Бригом, используя напряжение 15000 вольт, 16 Гц. В том же году Ретийская железная дорога открыла свою линию в Энгадине с частотой 16 Гц, но с напряжением 11 000 вольт. С 7 июля 1919 года SBB эксплуатировала свою фидерную линию от Берн-Туна до Lötschbergstrecke, используя 15000 вольт, 16 ⅔ герц, а с 28 мая 1922 года поезда на готтардском маршруте SBB начали работать на электричестве.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Данные". e-periodica.ch.
  2. ^ "Данные". e-periodica.ch.

Источники