На железной дороге электричество течёт не только по контактному проводу, но и по рельсам — это явление известно как обратный тяговый ток. В то время как контактный провод подаёт электроэнергию к поезду, рельсы служат вторым проводником, замыкая электрическую цепь. Однако, несмотря на наличие тока в рельсах, при прикосновении к ним рукой или ногой человек не получает удар током. Почему так происходит?
Что такое обратный тяговый ток?
Обратный тяговый ток — это ток, который возвращается от электропоезда обратно к тяговой подстанции через рельсовое полотно. Он присутствует как при электрификации постоянным током с напряжением около 3 кВ, так и при переменном токе с напряжением порядка 25-27 кВ. Электропоезд получает энергию от контактного провода через токоприёмник, а рельсы, изготовленные из стали, служат замыкающим проводником цепи.
Хотя сталь уступает меди по проводимости, рельсы всё равно обладают достаточной электропроводностью, чтобы эффективно выполнять роль обратного провода. В системе электроснабжения железной дороги питающая линия (фидер) подаёт ток к контактному проводу, а отсасывающая линия — соединяет тяговую подстанцию с рельсовым полотном, обеспечивая возврат тока.
Почему ток в рельсах не опасен для человека?
Ключ к безопасности заключается в заземлении рельсов. Потенциал рельсового полотна уравнивается с потенциалом земли, что предотвращает возникновение разности потенциалов между рельсом и телом человека. Благодаря этому при касании рельса ток через тело не протекает — нет разницы потенциалов, а значит, и тока, способного вызвать поражение.
В системах переменного тока нейтраль трансформатора, или его средняя точка, подключается к рельсам и дополнительно заземляется — такая схема называется глухозаземлённой нейтралью. Это обеспечивает стабильность потенциала рельсов и безопасность для людей.
Когда может возникнуть опасность?
Опасность появляется при нарушении целостности рельсовой цепи — например, при обрыве рельса или повреждении заземления. В таких случаях может возникнуть электрическая дуга — высокотемпературный разряд, способный вызвать серьёзные повреждения и даже возгорания. Этот феномен называется прорывом обратных токов и требует немедленного устранения.
Интересные факты о обратном тяговом токе и железнодорожной электрификации:
- В некоторых странах, например, в Японии, для электрификации железных дорог используется постоянный ток с напряжением 1,5 кВ, что снижает риски и упрощает систему заземления.
- Рельсы не только служат обратным проводником, но и передают сигнальные токи, обеспечивая работу систем автоматической блокировки и безопасности движения.
- В некоторых системах электрификации применяется двойное заземление рельсов для повышения надежности и снижения электромагнитных помех.
- В 19 веке первые электрические железные дороги использовали именно рельсы для передачи тока, но из-за коррозии и потерь энергии постепенно перешли к контактным проводам.
Таким образом, обратный тяговый ток — важный и неотъемлемый элемент железнодорожной электросети, который благодаря грамотной системе заземления безопасен для людей и эффективно обеспечивает работу электропоездов.
Нужно оборудование?
Звоните: 8 (800) 777-23-97
Точных Вам измерений!
