Приветствую вас, уважаемые подписчики и гости моего канала! Как известно, в России есть две системы электрификации железнодорожных линий - постоянным током номинальным напряжением 3000 вольт и, соответственно, переменным - напряжением 25000 вольт. Впрочем, отличие, как можно догадаться, далеко не только в цифрах: на двух этих разных системах предусматривается отличное устройство как тяговых подстанций, так и самого электрического подвижного состава.
Подробно в этой статье остановимся на переменном токе и уйдём в историю создания и опыта эксплуатации первых советских электровозов переменного тока, а также поговорим об ужасах, с которыми сталкивались машинисты этих электровозов. Итак, знакомьтесь, это электровоз ОР22 - самый первый в СССР электровоз переменного тока.
О переходе на переменный ток стали говорить ещё в конце 20-х годов, когда стало понятно, что на участках постоянного тока при вождении тяжеловесных поездов в условиях сложного профиля пути, из-за огромных токов (тяговый ток электровоза с поездом весом 10 000 тонн на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тогда оценили в 6000 А) требуется, во-первых, большое сечение контактного провода, а во-вторых, частое размещение тяговых подстанций.
Поэтому, в 1934 году было выдано задание на проектирование, а в 1938 году появился опытный образец. Принцип преобразования электроэнергии следующий: контактная сеть -> тяговый трансформатор -> выпрямитель -> тяговые электродвигатели. В принципе, современные электровозы переменного тока с коллекторными двигателями работают по такому же принципу до сих пор.
Однако, на первом электровозе переменного тока выпрямитель был не полупроводниковый как сейчас, а ртутный. Ртутный игнитрон - это старинный электрический вентиль, то есть прибор, который пропускает ток только в одну сторону, как диод.
Конструктивно игнитрон представляет собой стеклянную, либо металлическую колбу, которая снаружи выглядит вот так:
Либо вот так:
В разрезе же, конструкция игнитрона выглядит следующим образом:
Принцип работы следующий: к аноду (обозначен цифрой 1) приходит переменный ток. В нужный момент положительного полупериода подаётся искра с поджигающего электрода (цифра 3). В ртутных парах возникает электрическая дуга между катодом (цифра 2), то есть по сути, ртутью (цифра 4), и анодом. В этот период времени ток протекает между анодом и катодом.
Когда полярность меняется (в отрицательный полупериод переменного тока), игнитрон не проводит ток, потому что дуга гаснет, и ртуть не даёт току течь в обратную сторону. Голубым цветом на картинке обозначен контур, по которому протекает охлаждающая жидкость.
Возвращаясь к ОР22, очевидно, что он появился в не лучшее время для инноваций - дальнейшее развитие электровозов переменного тока на несколько лет было прервано Великой Отечественной войной. Уже после, в 50-х годах, инженерные идеи нашли своё воплощение в новых электровозах Новочеркасского завода - НО (Новочеркасский Однофазный), позже ВЛ61.
На нём, а также на ранних сериях ВЛ60 также устанавливались ртутные игнитроны для преобразования переменного напряжения в постоянное. И вот тут начинаются разговоры о её опасности для машинистов:
Было много неполадок в масляной системе, а также в системе охлаждения ртутных игнитронов. После нескольких обратных зажиганий стеклянные ртутные игнитроны лопались и выходили из строя.
«Когда лопался игнитрон и выливалась ртуть, мы просто руками или веником на совок собирали ее шарики, а потом выливали в окно на перегоне, а если на станции - то между путей. Никто не говорил нам, что это опасно», - вспоминал машинист Иван Киселев.
Всего на электровозе работало восемь игнитронов, в каждом из которых находилось 16 (!) кг ртути. Когда игнитрон прогорал, он лопался и килограммы тяжелого металла выливались на пол и плескались по всему машинному отделению вместе с антифризом.
Итак, у игнитронов действительно недостатков было много - это и ограниченный температурный диапазон работы, запрещалась эксплуатация выпрямителя при температуре охлаждающей жидкости ниже 25 и выше 38 градусов по Цельсию.
Резкие толчки, что в целом нормальное явление для локомотива на железной дороге, приводили к расплескиванию к ртути по полости игнитрона. А это, в свою очередь, приводило к обратному зажиганию, то есть потере вентильных свойств.
Ну и ещё некоторые недостатки, перечисленные в железнодорожной литературе. Однако, о том, что игнитроны лопались, заливали всё вокруг ртутью, а потом машинисты, которые голыми руками это всё собирали и выливали на пути, после чего не доживали до 30-ти лет - такое можно прочитать только в статье «Руками собирали килограммы ртути. Многие не доживали до 30» от «Комсомольской правды в Рязани» на Дзене.
Да и никогда не устанавливались на подвижной состав стеклянные игнитроны. А знаете почему? Да по той же самой причине, что и фаянсовые или фарфоровые унитазы не ставят в пассажирских вагонах, а ставят металлические:
Единственный момент, когда в старой ж/д литературе ртуть упоминается в негативном ключе в контексте применения игнитронов на подвижном составе - это тот факт, что в случае аварии возможно отравление людей ртутью. Ну только авария - это сход подвижного состава, столкновение на переезде или с другим поездом, но никак не обратное зажигание.
Впрочем, уже в 60-х годах, с развитием полупроводниковых технологий, электровозы переменного тока стали выпускаться с кремниевыми выпрямителями - диодами, а позже тиристорами, а те, что работали на игнитронах проходили переоборудование. Полностью этот процесс был завершен к 1973 году, когда электровозов с игнитронами больше осталось.
Для удобства подписчиков в Телеграме создан канал, объединяющий несколько Дзен-каналов (в том числе и мой) по теме транспорта. С его помощью вы можете не только быстрее увидеть новые статьи, но и найти канал в случае автоматической отписки, что иногда бывает. Рекомендую подписаться!