Электр энергияси поездларни тортиш учун қўлланган илк тажрибаларда энергия манбаи ва электр двигатель ҳаракатланувчи бирликда жойлашар эди

§1. контакт тармоҒи учун Умумий маълумотлар.

Электровоз ва электр поездлар электрлаштирилган темир йўлларда автоном бўлмаган тортиш турига оид бўлиб, яъни, бунда локомотивда жойлашган ва уни ҳаракатга келтирадиган тортиш двигателлари электр қувватини стационар манбалар - электр станцияларидан оладилар. Электр қуввати электр станцияларидан истеъмолчиларга ҳаво линиялари ва қатор подстанциялар орқали истеъмолчиларга турли даражадаги қувват билан узатилади (2-расм).

2-расм. Электр харакат таркиби озикланишининг принципиал схемаси (а) ва темир йўл участка электртаъминоти:
I-электр таъминотининг бирламчи тизими: II- электр таъминотининг тортиш тизими;
III - электрлаштирилган харакат тарқиби; 1-иссиклик электростанцияси; 2-электр узатиш линиялари; 3-район подстанцияси; 4-район подстанциясидан тортучи подстанциясигача бўлган электр узатиш линияси; 5- тортувчи под­станцияси; 6 - озикланувчи линия; 7-сўриб олувчи линия; 8- осилган контакт тармоғи; 9-рельслар.

Электрлаштирилган темир йўлларда энергия қувват тортиш подстанцияларига келади ва бу ерда у қувват ва токнинг темир йўлда ишлатиладиган турига айлантирилади.

Тортувчи подстанциялардан электр қуввати, доимий ёки ўзгарувчан токнинг икки тармоқли тизими орқали, электрлашган ҳаракат таркибига (э.ҳ.т.) узатилади. Бунда, тармоқнинг бири сифатида йўл бўйлаб таянчли конструкцияларга илиниб маҳкамланган контакт симидан фойдаланилади. Бу каби контакт осма оддий осма деб аталади (3-расм). Темир йўлларда рельс иккинчи сим вазифасини бажаради.
Электрлашган ҳаракат таркибида, ток қабул қилгичлар ўрнатилиб, улар иш ҳолатида контакт тармоғига ёндашиб, электр контактини таъминлайдилар.
Контакт тармоғи э.п.с. ток қабул қилгичлари билан биргаликда электрлашган темир йўлларнинг асосий ўзига хос жиҳатини ташкил этади.
Шундай қилиб, ҳаракатланаётган локомотивга электр энергияси иккита ҳаракатчан контакт орқали: контакт сими ва ток қабул қилгич, рельс ва ғилдираклар орасида узатилади.
Юқори тезликда ҳаракатланадиган поездлар ўтказиладиган электрлашган темир йўлларда, контакт симлари бўйлама, тутиб турувчи тросга илинади. Бу трос, уни керакли вазиятда тутиб турадиган таянч конструкцияларга маҳкамланади. Контакт симлари ва тутиб турувчи тросдан иборат тизимни, занжирли контакт осмаси деб атайдилар.
Контакт осмаси ва унинг конструкцияларини тутиб турувчи таянч қурилмаларидан иборат конструкцияси контакт тармоғини ташкил этади. Бошқача айтганда, контакт тармоғи - бу электр қурилма бўлиб, унинг вазифаси электр энергиясини тармоқ подстанциядан электрлаштирилган ҳаракат таркибига ток кабул қилгич ёрдамидан узатиш. Контакт осма кантакт тармоғининг асосий кисми деб ҳисобланади.

Тортиш подстанцияларига контакт тармоғи озиқланувчи симлар (фидерлар), рельслар эса сўриб олувчи симлар (фидерлар) орқали уланади. Бу линиялар одатда ҳаво оркали ва баъзида контакт кўринишида тайёрланади. Контакт ва рельс тармоқлар, озиқлантирувчи ва сўрувчи линиялар тортиш тизимлари номини олган.
1956 йилга қадар темир йўлларда фақат 3 кВ кучланишли доимий токдаги тизими электр тортиш тизими қўлланар, сўнг 25 кВ кучланишли саноат частотасидаги бир фазали тизим кенг қўллана бошланди. Ҳозирга келиб Ўзбекистон Республикасида ўзгарувчан ток доимий токни сиқиб чиқарди. Йўлларда доимий ток контакт симларининг кесим майдони, қувват ва кучланишлар йўқотишларининг шартлари бўйича етарли бўлмаслиги мумкин. Бундай ҳолларда контакт тармоқнинг таянчларда контакт тармоғи симларига бир неча нуқталарда параллел бирлаштирилган қўшимча симлар илинади. Бу симлар кесим майдонини кўпайтиради ва кучайтиргич деб аталади. Кучайтиргичлар, озиқлантиргич ва сўриб олувчи симлар ҳаво линиялари кўринишида бажарилган.
Контакт тармоғи симларидан ташкари, электр энергиясининг темир йўл бўйида жойлашган бошқа стационар истеъмолчиларини таъминлаш учун йўлнинг қарама-карши томонидаги таянчларда кучланиши 6, 10, 27.5, 35 кВ га тенг бўлган бошқа ҳаво линиялари осилади. Таянчларда шунингдек, ёритиш симлари, поезд радиоалоқаси, овоз кучайтиргич алоқаси ва бошқаларни ҳам жойлаштириш ҳам мумкин.
Контакт симини осишда сим таранг тортилганида ток қабул қилишнинг энг мақбул шароитига эришилади, чунки унинг устидан ток қабул қилгич сирпанчиғининг сирғалиши анча осонлашади. Ток узатиш масалалари контакт осмасини танлаш, унинг ўлчамларини ҳисоблаш ва ишини баҳолашда асосий ҳисобланади.
Контакт тармоғининг яна бир ўзига хос хусусияти бор. Ҳар қандай тизим ёки муҳандислик иншоотини лойиҳалаштириш жараёнида уларни иложи борича ишончли қилишга интиладилар. Ҳар бир тизим ишончлилиги бирор бир қўшимча элементнинг мавжудлиги ёки чидамлилик коэффициентини ошириш билан амалга оширилади. Электрлаштирилган йўлнинг ишончли ишлаши электр станциялари, ҳаво линиялари, тортиш подстанциялари, контакт тармоғи ва электрлаштирилган ҳаракат таркибиларининг ишончли ишлашига боғлиқ бўлади. Электрлаштирилган йўлнинг ҳамма тизимлари заҳирага эга. Бу, қурилманинг айрим қисмларини алмаштириш ва ҳатто бир тортиш подстанцияси тўлиқ ишдан чиққанда ҳам поездлар ҳаракатини тўхтатмаслик имконини беради.
Контакт тармоғи эса бундай заҳирага эга бўла олмайди. Шунинг учун уни лойиҳалаштириш ва иқтисодий самарадор ечим излаганда ҳисоблаш усули ва ишончлилик коэффициентини танлашга эхтиёткорлик билан ёндашиш лозим. Контакт тармоғини монтаж ва эксплуатация килганда ҳама элементларни яхши ҳисоблаш керак, чунки биттаси ишдан чикиб колса контакт тармоғининг узун кисми ишдан чикиши мумкин.
Контакт тармоқларининг ривожланиши. Электр энергиясидан тортиш мақсадида фойдаланиш бўйича илк тажрибаларда энергия манбаи (гальваник элементлар) ва электр двигатели ҳаракатланувчи бирликда жойлашган эди.
Двигателларни ана шундай таъминлаш усули баъзи, махсус ҳоллардагина сақланиб қолган, холос.
Темир йўлларда электр тортиш усули локомотивлар электр қувватини қудратли стационар манбалардан ола бошлаганларидан сўнг кенг тус олди.
XIX асрда контакт симлар ўрнида рельслардан фойдаланиш тажрибаси амалга оширилди. Вагон ғилдираклари тахтадан ясалиб, бу йўл бир рельсни бошқасидан изоляциялаш ва улардан двигателларни озиқлантириш учун фойдаланиш имконини берди. Кейинчалик, вагон двигателлари рельслар орасидаги тахта тагликларда жойлашган махсус шиналардан озиқланган. Иккинчи тармоқ сифатида рельслар қўлланган эди.
Рельслардан бирини иккинчи сим сифатида қўллаш билан боғлиқ ҳаракатдаги таркибни таъминлаш схемаси ҳозир ҳам мавжуд.
Қаттиқ шинадан ток қабул қилиш принципи ҳам сақланиб, фақат шинанинг кўндаланг кесими юзаси ва шакли ўзгарган ва бундан ташқари, кучланиш кўпайиши билан тахта тагликлар ўрнини чинни изоляторлар эгаллади. Бу замонавий контакт рельс тизимидир.
Электр тортувнинг ривожланиши билан тортиш двигателлари қуввати, линиялар узунлиги ва оқибатда кучланиш ҳам тобора ортиб борди. Электр қуввати таянчларга маҳкамланган ҳаводаги икки сим орқали узатила бошланди. Ток аввал симнинг юқори, кейинроқ қуйи томони бўйлаб жиладиган ролик ёрдамида олинадиган бўлди. Бу тизим замонавий троллейбус контакт тармоғининг прототипи бўлиб хизмат қилди.
Ҳаво контакт тармоқ йилдан йилда такомиллашиб борди. У йўлнинг ён томонида ёки устида 5-6 м баландликда жойлашган изоляцияланмаган мис контакт симидан иборат эди. Сим изоляторлар ёрдамида таянчларга илиниб, йўлнинг тўғри қисмида бир биридан 30–40 м масофада, эгри участкаларда эса бирмунча яқинроқ жойлаштирилган. Тармоқ кўндаланг трослар ёки таянчларда ўрнатилган кронштейнлар билан тутиб турилган.
Трамвайлар билан бир вақтда шаҳар атрофи ва шаҳарлараро элек-трлаштирилган темир йўл линиялари пайдо бўлганлар. Ҳаракатнинг юқори тезлиги ва локомотивларнинг катта қуввати оддий контакт осмалари етарли даражада ток билан таъминламаган. Бунинг олдини олиш мақсадида занжирли осма тармоқдан фойдалана бошланди. Уларда контакт сими бўйлама пўлат симга бир нечта жойдан илиб қўйилади.
Темир йўлларни электрлаштириш мобайнида, айниқса доимий токда ишлайдиганларида кучланиш йўқолишини камайтириш мақсадида симни катта кесим юзаси билан илиш ва бунинг учун ушлаб турувчи мисли тросдан фойдаланиш мақсадга мувофиқ деб топилди.
Демак, электрлаштириш бошидан икки тармоқ тизими кўзда тутилган: контакт рельсли ва ҳаво тармоғи билан. Ҳозирги вақтда контакт рельсидан асосан метрополитенда фойдаланадилар. Темир йўлларда асосан ҳаволи сими билан тизими ишлатилади.