Ո՞րն է CT սերիայի հպման սարքավորումների առավելությունը

Հիմնարար տեխնոլոգիան և նյութերի նորամուծությունները CT սերիայի հպման հաղորդալարում

CT սերիայի հպման հաղորդալարի սահմանումը և բաղադրությունը

CT սերիայի հպման հաղորդալարը ալյումինի և պղնձի համաձուլվածքների խելացի համադրություն է, որը հատուկ ստեղծվել է ռելսային էլեկտրահաղորդման համակարգերի համար: Այս հաղորդալարի հատկանշական գիծը նրա հաղորդականության բարձր էլեկտրական հնարավորությունն է պահպանելով մեխանիկական հատկությունների բավարար ցուցանիշներ: Սենյակային ջերմաստիճանում հաղորդականությունը կազմում է մոտ 52,6% IACS, ինչը բավականին լավ է, հաշվի առնելով այն կառուցվածքային պահանջները, որոնք դրված են այս հաղորդալարերի նկատմամբ: Ստանդարտ չափը մոտ 150 քառ. մմ է՝ 3%-ի ճշգրտությամբ, ինչը հնարավորություն է տալիս հեշտացնել տեղադրումը այն գոյություն ունեցող հպման ցանցերի հետ համատեղելի լինելը: Արտադրողները նաև կիրառել են իրենց սեփական մասնավոր ծածկույթը, որի հաստությունը ընդամենը 0,2 մմ է, ինչը մակերեսային օքսիդացումը նվազեցնում է մոտ երեք քառորդով սովորական պղնձի համեմատ: Սա նպաստում է արդյունավետության պահպանմանը ժամանակի ընթացքում և համապատասխանում է կայարանների կողմից ներկայացված խիստ DIN EN 50149 պահանջներին:

Ինչպես է CT սերիան տարբերվում սովորական պղնձե հպման հաղորդալարերից

Բանաձև	CT սերիա	Սովորական պղինձ
Проводимություն	98% IACS	100% IACS
Ներկառուցված ուժ	580 ՄՊա	360 ՄՊա
Կորոզիայի արագություն	0.003 մմ/տարի	0.012 մմ/տարի
Քաշը ըստ կմ	1,230 կգ	1,480 կգ

Չնայած բացարձակ էլեկտրահաղորդականության փոքր 2% նվազմանը, CT սերիան ապահովում է 61% ավելի մեծ ձգման դիմադրություն և 44% ավելի ցածր քաշ՝ հիմնարար առավելություններ բարձրարագ երկաթուղային դինամիկայի համար: Շվեյցարական դաշնային երկաթուղիների տվյալները ցույց են տվել, որ տասնամյա տեղակայումների ընթացքում լարման կարգավորումների 19% նվազում է պարզ պղնձե համակարգերի համեմատ, ինչը ցույց է տալիս մեխանիկական կայունության բարելավումը:

CT սերիայի արդյունավետության հիմքում ընկած հիմնարար նյութերի նորամուծությունները

Երեք հիմնարար նորամուծություններ են ապահովում CT սերիայի գերազանց արդյունավետությունը.

1. Միկրոհամաձուլվածքային : 0,15% քրոմով լեգիրացումը վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանը բարձրացնում է մինչև 350°C, ինչը ստանդարտ պղնձի դեպքում 120°C-ով ավել է, բարելավելով ջերմային դիմադրությունը։
2. Գրանիտային սահմանների ինժեներիա : 50 նմ ցանցային կառուցվածքի մանրացումը էլեկտրական անիզոտրոպիան նվազեցնում է 83%-ով, որը չափված է ASTM E112-13-ի համաձայն, ապահովելով համասեռ էլեկտրահաղորդում։
3. Բազմաստիճան տարիքային մշակում : Հատուկ ջերմային մշակման գործընթացը ապահովում է HV 115 կարծրություն՝ առանց էլեկտրահաղորդման վատացման։

Այս նորամուծումները ապահովում են հուսալի աշխատանք օրվա ընթացքում 3 կՎ տողանցքով 0,12 Օմ/կմ դիմադրությամբ՝ 28%-ով ցածր, քան ավանդական համակարգերը։ Ճապոնիայի երկաթուղային տեխնիկական հետազոտությունների ինստիտուտի փորձարկումները հաստատել են, որ CT շարքի կոնտակտային կորստի մակարդակը 320 կմ/ժ արագությամբ պահպանվում է 0,5%-ի տակ, որը նշանակալիորեն գերազանցում է սովորական հաղորդալարերի արդյունքները, որոնց կորուստը նույն պայմաններում 2,1% է։

CT շարքի կոնտակտային հաղորդալարի գերազանց էլեկտրահաղորդումը և էներգաարդյունավետությունը

Էլեկտրահաղորդման չափումը՝ CT շարքը համեմատած ստանդարտ կատենար համակարգերի հետ

Անկախ իրականացված փորձարկումները ցույց են տվել, որ CT շարքը հասնում է մոտ 58,5 MS/մ հաղորդականության մակարդակի, ինչը իրականում 25%-ով ավելի լավ է, քան ինչ որ ստանդարտ պղնձե կանգնած համակարգերն են սովորաբար ցուցադրում 2023 թվականին հրապարակված տվյալների համաձայն Միջազգային երկաթուղային էլեկտրականացման խորհրդի կողմից: Ինչն է դա հնարավոր դարձնում: Դա պայմանավորված է նրանց հատուկ համաձուլվածքի բաղադրությամբ: Նրանք խառնում են վերամշակված պղինձը որոշակի հետքային տարրերի հետ, որոնք օգնում են նվազեցնել էլեկտրոնների ցրումը նյութի միջով շարժվելիս: Սովորական հաղորդալարերը փոխանցման ընթացքում կորցնում են մոտ 12% էներգիան որպես ջերմություն, սակայն CT շարքի դեպքում դա այդքան էլ տեղի չի ունենում: Այդ հաղորդալարերը հուսալի են նույնիսկ այն դեպքում, երբ ջերմաստիճանը տատանվում է մինուս 40 աստիճան Ցելսիուսից մինչև պլյուս 80 աստիճան Ցելսիուս: Այդ տեսակի կայունությունը շատ կարևոր է տարբեր կլիմայական պայմաններում գործող երկաթուղային համակարգերի համար:

Բարձր հաղորդականության ազդեցությունը գնացքների արդյունավետության և էներգետիկ խնայողության վրա

CT շարքի ցածր էլեկտրական դիմադրությունը նշանակում է, որ մետրոպոլիտեն գծերում գնացքների արագացման ժամանակ անհրաժեշտ է մոտ 19 տոկոսով պակաս էներգիա: Ըստ տրանսպորտային օպերատորների զեկուցումների, ենթակայանները սպառում են 14-ից 22 տոկոսով պակաս էներգիա ամեն կիլոմետր ճանապարհի վրա, քան ավելի հին համակարգերը: Վերցրեք, օրինակ, 500 կիլոմետր երկարությամբ բարձրագույն արագությամբ երկաթուղին: Տարեկան էներգետիկ խնայումները կկազմեն մոտ 8,7 գիգավատտ ժամ: Այդ տեսանկյունից ասենք, որ սա բավականաչափ է մոտ 2400 միջին տների էլեկտրամատակարարման համար ամբողջ տարվա ընթացքում:

Ուսումնասիրություն. Բարձրագույն արագությամբ երկաթուղիների էներգիայի նվազեցում CT շարքի միջոցով

2023 թվականի Լիոն-Մարսելի TGV գծի արդիականացումը CT շարքի հպման հաղորդալարին նվազեցրեց շարժական էներգիայի սպառումը 17,3%-ով, նույնիսկ օրական գնացքների հաճախադեպի 12%-ային աճի դեպքում: Ջերմային պատկերները հաստատեցին բարձրացված կոնտակտային կետերի ջերմաստիճանի 31%-ային նվազում, որն ապահովեց անխափան 320 կմ/ժ արագությամբ շարժումը ամռան գագաթնային պայմանների ընթացքում:

Երկարաժամկետ ծախսերի նվազում էլեկտրական աշխատանքի բարելավման շնորհիվ

30 տարվա ընթացքում երկաթուղիները CT սերիայի հողակցման հաղորդալարերի օգտագործման շնորհիվ խնայում են 2,1-3,8 միլիոն դոլար ամեն մի երթուղու կիլոմետրով մաքսատուրքի և HVAC հնարավորությունների ցածր պահանջների շնորհիվ: Հաստատուն հաղորդականությունը նաև երկարացնում է պանտոգրաֆի կյանքը 40%-ով և ամենամյա նորոգման ծախսերը կրճատում է 180,000 դոլարով ամեն 100 կմ ճանապարհի վրա:

CT սերիայի հողակցման հաղորդալարերի բացառիկ մեխանիկական ուժն ու տևականությունը

CT սերիայի հողակցման հաղորդալարերի ձգման դիմադրության վերլուծությունը

CT սերիան ցուցադրում է 18% ավելի բարձր ձգման դիմադրություն սովորական պղնձե համաձուլվածքների համեմատ՝ բազմաֆազ համաձուլվածքի դիզայնի շնորհիվ (Նյութերի գիտություն ամսագիր, 2023 թ.): Այս բարելավված ուժը թույլ է տալիս հաղորդալարին դիմանալ 25 կՆ-ից ավելի լարումներին՝ պահպանելով երկրաչափական ամբողջականությունը բարձր արագությամբ կիրառություններում, որտեղ ճոճվելը կամ դեֆորմացիան կարող է խաթարել պանտոգրաֆի հետ հողակցումը:

Բարձր հաճախադեպ երկաթուղիներում մաշվածության և հոգնածության դիմադրությունը

Արագացված մաշվածության փորձարկումները ցույց են տվել, որ CT սերիայի հաղորդալարերը դիմանում են 4,2 միլիոն պանտոգրաֆի անցումներին մինչ այն հասնի փոխարինման շեմին՝ երեք անգամ ավելի երկար է տևում, քան ստանդարտ սարքերը: Այս հարմարակեցությունը առաջանում է նանոստրուկտուրային մակերեսային շերտի շնորհիվ, որը շփման ուժը բաշխում է 32% ավելի լայն հպման գոտիներով, նվազեցնելով տեղական մաշվածքը ցանցերում, որտեղ ամենօրյա գնացքների շարժը գերազանցում է 300-ը:

Շահագործումը ծայրահեղ եղանակային պայմաններում

CT շարքը ստեղծված է ծայրահեղ ջերմաստիճաններ դիմանալու համար՝ մինչև մինուս 50 աստիճան Ցելսիուս և մինչև պլյուս 80 աստիճան Ցելսիուս: Նույնիսկ այն դեպքում, երբ ջերմաստիճանը արագ փոխվում է, այս սարքերը պահում են իրենց հոսանակտությունը ընդամենը 2 տոկոս տատանումներով: Տեղանքում ստանդարտ փորձարկումները ցույց են տվել, որ Արկտիկայի պայմաններում այդ սարքերի վրա սառույց կպչելու ոչ մի խնդիր չի եղել, իսկ ավելի հին սարքերի դեպքում սա տեղի էր ունենում տարեկան մոտ 17 անգամ: Իսկ անապատներում, որտեղ արևը անընդհատ փորձարկում է դրանք, այս սարքերը 15 տարվա ընթացքում պահպանում են իրենց սկզբնական ուժի 98%-ը անընդհատ UV ճառագայթների ազդեցության տակ:

Տեղանքի տվյալներ՝ եվրոպական բարձրագույն արագության գծերում կյանքի տևողության երկարացում

Եվրոպայում տասներկու տարով իրականացված հետազոտությունները հաստատել են, որ CT շարքի հպման հաղորդալարերը միջին հաշվով տևում են տասնչորս տարի, մինչդեռ սովորական հաղորդալարերը միջինը ութ ու կես տարի են տևում մինչև փոխարկման կարիքը առաջանա: Ավելի երկար ծառայության ժամանակահատվածը նշանակում է, որ գնացքները շատ ավելի քիչ ժամանակ են զբաղեցնում ճանապարհային հատվածներ սպասարկման աշխատանքների ընթացքում՝ մոտ երկու երրորդով պակաս: Սա մեծ նշանակություն է ունենում անձրևային եղանակների դեպքում: Փարիզից Լիոն և Մադրիդից Բարսելոնա ձգվող կարևոր ուղղություններում արձանագրվել է ծանր եղանակային պայմաններից կամ փոթորիկներից առաջացած ընդհատումների նկատելի նվազում, օպերատորները հաղորդել են խնդիրների ընդհանուր քանակի մոտ քառասունմեկ տոկոսով կրճատում:

Ընդլայնված ջերմային կատարում և հոսանք հաղորդելու հնարավորություն CT շարքի հպման հաղորդալարերի դեպքում

Ջերմահաղորդման ցուցանիշները CT շարքի կիրառություններում

CT շարքը կարողանում է հասնել մոտ 680 Վտ/մԿ ջերմահաղորդման մակարդակի, որը մոտ 23 տոկոսով ավելի լավ է, քան սովորական պղնձի ցուցանիշը, քանի որ այն պղնձի մատրիցայի մեջ ներառում է ածխածնի նանոխողովակներ: Հատուկ նանոկառուցվածքը շատ լավ է աշխատում ջերմությունը վերացնելու գործում, որը առաջանում է բարձր արագությամբ շարժվող պանտոգրաֆների հետ փոխազդելիս, ապահովելով հարթ աշխատանքը՝ անգամ եթե ջերմաստիճանը տատանվում է մինուս 40 աստիճան Ցելսիուսից մինչև 150 աստիճան Ցելսիուս: Ըստ 2022 թվականին NIST-ի կողմից իրականացված փորձարկումների՝ այս արդյունավետությունը մնում է գրեթե անփոփոխ նույնիսկ կես միլիոնից ավելի ճկման ցիկլերից հետո, ինչը ցույց է տալիս նյութի իսկական տևականությունը:

Կրճատված ջերմային գերատաքացման վտանգներ գագաթնակետային բեռնվածության օպերացիաների ընթացքում

CT սերիայի սարքերը ունեն մոտ կեսը ավելի ցածր ջերմային դիմադրություն համեմատաբար ավելի հին մոդելների հետ, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են դիմանալ մոտ 30% ավելի շատ հոսանքի նկատմամբ, քան այն կարևոր 75 աստիճան Ցելսիուսի անվտանգության սահմանը: Մետրոյի համակարգերի համար, որոնք աշխատում են այն մեծ 8 վագոնանոց գնացքների հետ, որոնք գործում են 4,500 ամպերից ավելի երբ արագանում են, այս լրացուցիչ ջերմային հզորությունը շատ կարևոր է: Մենք նաև ուսումնասիրեցինք իրական տվյալներ: 2021 թվականին մեկը հարևան երկրների շոգեքարշային ճանապարհների վերլուծություն է կատարել և հետաքրքիր բան հայտնաբերեց. ճանապարհները, որտեղ օգտագործվում էին CT սերիայի սարքեր, ամռան ամիսներին ջերմության հետ կապված խնդիրների քանակը եղել է երեք անգամ քիչ:

Ուսումնասիրություն. Ջերմային կայունությունը Ճապոնական Շինկանսեն ցանցերում

2020 թվականին Տոկիո-Օսակա երկաթուղային գիծը բարելավելուց հետո CT սերիայի նոր սարքավորումները ցուցադրեցին մեծ բարելավումներ: Այս հաղորդալարերը կարող են դիմանալ մոտ 24% ավելի շատ հոսանքի, քան նախ, ավելանալով մոտ 2550Ա-ից մինչև հաստատուն 3150Ա՝ առանց հաղորդիչների ջերմաստիճանի բարձրանալու 80 աստիճան Ցելսիուսից ավելի: JR Central-ի համար սա նշանակում էր, որ նրանք կարող էին փակել իրենց հովացման ենթակայանների կեսը (14-ը 28-ից), ինչը նրանց խնայեց մոտ 420 միլիոն են: Բավականի մթություն, երբ հաշվի առնենք, որ նրանք այնուհետև կարողացան պահպանել գնացքների առավելագույն արագությունը՝ 320 կմ/ժ: Իսկ ավելի լավ ինչ կա՞ Ավելին: Վերջին 32 ամիսների ընթացքում տեղադրումից հետո ամենօրյա սպասարկման ընթացքում հաղորդված չի եղել ջերմային խնդիրների կամ այլ խնդիրների մասին:

Անխափան ինտեգրում և CT սերիայի հպման հաղորդալարի համաշխարհային ընդունում

Լեռնաշղթայի գոյություն ունեցող ենթակառուցվածքների հետ տեղադրման հեշտություն

CT շարքը շատ լավ է աշխատում էլեկտրական երկաթուղիների գոյություն ունեցող համակարգերին ավելացնելիս, քանի որ այն մեխանիկական ստանդարտ մասերով է ապահովված և կառուցված է մոդուլներից: Այն համատեղելի է նաև հին կատենար սարքավորումների հետ, ինչը նշանակում է, որ երկաթուղային ընկերությունները վերակառուցման աշխատանքների վրա ծախսում են մոտ 40%-ով քիչ՝ համաձայն տարբեր ենթակառուցվածքների վերաբերյալ զեկույցների: Շահագործողները չեն ստիպված հեռացնել աջակցող կառուցվածքները կամ փոխարինել լարման մեխանիզմները, ուստի գծերի մոդեռնացման ընթացքում գործողությունները շատ ավելի քիչ են դադարում: Սա տրամաբանական է ցանկացած մեկի համար, ով փորձում է ժամանակակից դարձնել երկաթուղիները՝ պահպանելով գնացքների սովորական շարժումը:

Հարմարվողականություն տարբեր լարման համակարգերի և ազդանշանային տեխնոլոգիաների նկատմամբ

CT շարքն աշխատում է լայն լարման տիրույթում՝ 1,5 կՎ-ից մինչև 25 կՎ՝ երկու փոփոխական և հաստատուն հոսանքի համար: Ինչն է այն առանձնացնում, այն է, թե ինչքան լավ է համատեղելի է այնպիսի ժամանակակից հաղորդակցության տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսին են եվրոպական գնացքի կառավարման համակարգը (ETCS) և դրական գնացքի կառավարումը (PTC): Այս տեսակի ճկունությունն այսօր շատ կարևոր է, երբ գնացքները պետք է աշխատեն տարբեր երկրներում, որտեղ տարբեր չափորոշներ են գործում: Իսկ ինչ վերաբերում է նյութերին, CT-ի ջերմային ընդարձակման հատկությունները գրեթե համընկնում են սովորական պղնձի հետ: Սա ոչ միայն լավ հատկություն է՝ այդ խնդիրները կանխելու համար, որոնք առաջանում են նյութերի խառնուրդի դեպքում ճանապարհային տեղադրումների ժամանակ: Միջազգային երկաթուղային նախագծերով զբաղվող ինժեներների համար այս համատեղելիությունը խնդիրներ է կանխում ապագայում:

Միջազգային ընդունման միտումներ և ստանդարտացման ջանքեր

Անցյալ տարի Ասիա-Խաղաղօվկիանոսյան տարածաշրջանը առաջին տեղն էր գրավել ընդունման գործում՝ տեղադրելով CT սերիայի 78 միավոր սարքավորումներ, հիմնականում Չինաստանում և Հնդկաստանում իրականացվող բարձրագույն արագությամբ երթևեկող երկաթուղիների նախագծերի շնորհիվ: Եվրոպայում էլ իրավիճակը բավականին լավ է երևում, ինչը հաստատվում է արդյունաբերության տարբեր զեկույցներով, ըստ որի՝ վերակառուցումների շնորհիվ տեղակայման թիվը վերջերս երկու տարի առաջ գրանցված ցուցանիշից 30 տոկոսով բարձր է: Մինչդեռ, Միջազգային էլեկտրատեխնիկական հանձնաժողովը ջանքեր է գործադրում IEC 63297-5 ստանդարտի ներքո կոնկրետ ուղեցույցներ ստեղծելու համար, որոնք կօգնեն հեշտացնել փորձարկումների իրականացման գործընթացը: Սա կօգնի ընկերություններին, որոնք գործում են սահմաններից այն կողմ, իրենց ապրանքները միջազգային ճանաչում ստանալ առանց համատեղելիության խնդիրների առաջացման:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

CT սերիայի հպման հաղորդալարերի ինչ առավելություն կա սովորական պղնձե հպման հաղորդալարերի նկատմամբ:

CT սերիայի հպման հաղորդալարերը մեխանիկական ամրության, կշռի նվազեցման, կոռոզիայի դիմադրության և ջերմային աշխատանքի բարելավման տեսանկյունից ունեն նշանակալի առավելություններ՝ միայն մի փոքր նվազեցնելով էլեկտրահաղորդման հաղորդականությունը համեմատած սովորական պղնձե հպման հաղորդալարերի հետ:

Ինչու՞ է համարվում CT սերիայի հպման հաղորդալարերը ավելի էներգատնտեսիկ:

CT սերիայի հպման հաղորդալարերը նվազեցնում են էլեկտրական դիմադրությունը, ինչի արդյունքում էներգիայի փոխանցման ընթացքում ավելի քիչ էներգիա է կորչում որպես ջերմություն, որը օպտիմալացնում է էներգաօգտագործումը և երկաթուղային համակարգերի համար ապահովում է նշանակալի էներգախնայողություն:

Արդյո՞ք CT սերիայի հպման հաղորդալարերը համատեղելի են գոյություն ունեցող ճանապարհային էլեկտրական համակարգերի հետ:

Այո, CT սերիայի հպման հաղորդալարերը նախագծված են այնպես, որ համատեղելի լինեն գոյություն ունեցող կատենար ենթակառուցվածքների հետ և կարողանան հարմարվել տարբեր լարման համակարգերին և ազդանշանային տեխնոլոգիաներին, ապահովելով համատեղումը ներկայիս ճանապարհային էլեկտրական համակարգերում: