Система однофазного переменного тока с экранирующим и усиливающим проводами (ЭУП).

Система электроснабжения на переменном токе характеризуется проявлением значительной индуктивности воздушных линий, в том числе и тяговой сети. Это приводит к заметным потерям напряжения и потерям электрической энергии от подстанций до электроподвижного состава. Уровень напряжения снижается и в ряде случаев не обеспечивает соблюдение требований нормативных документов, регламентирующих уровень напряжения на токоприемниках электроподвижного состава дорог переменного тока не менее 21 кВ. Этому показателю уделяется большое внимание, поскольку уровень напряжения определяет пропускную способность электрических железных дорог.

Основная идея рассматриваемой системы заключается в том, чтобы часть возвращаемого от ЭПС к подстанции тока пропускать по дополнительному экранирующему проводу. Тем самым уменьшается величина блуждающих токов (токи, протекающие в земле), так как увеличивается суммарное сечение обратного проводника (рельсы, экранирующий провод). Экранирующий провод располагают как можно ближе к подвеске контактной сети, для чего используют усиливающий провод, который имеет одинаковый потенциал с подвеской контактной сети (рис. 2.11).

Экранирующий и усиливающий провода расположены на минимально допустимом расстоянии 1 м. Это способствует уменьшению индуктивного сопротивления, поскольку магнитное поле контактной подвески максимально компенсируется магнитным полем экранирующего провода, ток в котором протекает в противоположном направлении. Схема системы
тяги с экранирующим усиливающим проводом приведена на рис. 2.12. Вторым преимуществом этой системы является малое электромагнитное влияние на смежные электрические линии.

Особенности системы ЭУП. Расстояние между подстанциями составляет 70–80 км. На опоре контактной сети дополнительно размещаются с полевой стороны два провода: экранирующий (ЭП) и усиливающий (УП). УП подключен к фидеру тяговой подстанции и соединяется с контактной подвеской параллельно через каждые 200–250 м. ЭП подключен к контуру заземления тяговой подстанции и соединяется с рельсами через каждые два изолированных стыка (ИС) на третьем (рельсовые цепи сигнализации отделены друг от друга изолирующими стыками) [3].

Рис. 2.11. Система тягового электроснабжения с экранирующим
и усиливающим проводами

Рис. 2.12. Схема размещения проводов системы тягового электроснабжения с экранирующим и усиливающим проводами: у.п. – усиливающий провод; э.п. – экранирующий провод; н.т. – несущий трос; к.п. – контактный провод

Разработанная в РГУПСе (РИИЖТе) совместно с Северо-Кавказской желез­ной дорогой в 1975 г. эта система в даль­нейшем была усовершенствована сотрудниками ВНИИЖТа, МИИТа, Транс­­электропроекта. В 1990 г. было оборудовано системой ЭУП 560 км на Северо-Кав­казской и Горьковской железных дорогах. Опыт эксплуатации подтверждает достоинства системы. Осо­­бенно велика эффективность системы ЭУП для высокоскоростных магистралей. С начала 90-х гг. ХХ в. такая система стала использоваться за рубежом (Германия, Испания). Особенно интенсивно она внедряется в Германии на линиях Ганновер–Вюрц­бург и Мангейм–Штутгарт с высокоскоростными экспрессами IСЕ.

В 2003 г. по системе ЭУП электрифицировано более 200 км Дальневосточной железной дороги.

Система (ЭУП) для железных дорог России выгодна не только применительно к скоростным пассажирским магистралям (Санкт-Петербург–Москва и др.), но и как энергосберегающая – на железных дорогах с грузовым движением.