точка D все более приближается к началу координат, т. е. тем электрификация становится экономически выгоднее при меньшей грузонапряженности. Так, Англия определила для своих дорог, что электрификация становится выгодной, когда грузонапряженность достигает 2, 3 млн. а так как средняя грузонапряженность английских дорог примерно равна 3 млн.^-^-, то отсюда — заключение, что с точки зрения экономики рационально электрифицировать все английские дороги. К несколько более высоким Цифрам, определяющим демаркационную линию, порядка 4 млн. приходит Италия.
Подсчеты, произведенные в СССР, определили наступление выгодности электрификации горных участков при 1, 5—1, 8 млн. и равнинных участков с более легким профилем ок. 6—8 млн.
.
Увеличение скорости движения отражается на сокращении времени оборота вагона, а увеличение мощности локомотива сокращает число поездов, отчего уменьшается и потребность в подвижном составе при одном и том же грузопотоке. Так, на Сурамском перевале 17 электровозов заменили 51 паровоз и освободили до 30 большегрузных цистерн, на уч. Москва — Загорск (пригородное движение) 33 моторовагонных секции (по 3 вагона) заменили 50 паровозов и 460 пригородных вагонов. В большинстве случаев электрификация ж. д. избавляет от необходимости укладки 2 путей, работы по к-рым сопряжены иногда с большими трудностями и значительными затратами. Переход на электрическую тягу значительно улучшает условия труда машинистов, а также избавляет от дыма и копоти густонаселенные пригородные местности и тоннели. Все преимущества электрической тяги могут быть особенно полно использованы при одновременном оборудовании подвижного состава мощной автосцепкой, воздушными тормазами и при введении автоблокировки. При электрификации ж. д. необходимо применять специальные меры для предохранения линий связи, сигнализаций, металлических сооружений от электролиза и коррозии, вызываемых блуждающими токами.
II. Выбор системы тока и величины напряжения для Э. ж. д.
В настоящее время на электрифицированных линиях существуют три основных системы тока — постоянный, однофазный и трехфазный.
Обычно на этом же токе работают и двигатели электровозов или моторовагонов, и только в редких случаях, исключительно при однофазном токе, имеются примеры работы тяговых двигателей на другой системе тока, т. е. на постоянном или трехфазном. Система называется в таком случае комбинированной, или смешанной. Основные системы подразделяются при постоянном токе по напряжению, а при переменном (однофазном или трехфазном) — по частоте или напряжению. По конструктивным и технико-экономич. соображениям каждая система имеет свои преимущества и недостатки.
С точки зрения единого энергетического хозяйства Э. ж. д. самой простой была бы система, применяемая для всех других потребителей электрической энергии, т. е. осущест 466
вление питания тяговых подстанций и контакт* ной сети от общих высоковольтных трехфазных линий передач нормальной частоты (в СССР и большинстве стран Европы — 50 герц).
При этой системе возможно применение в контактной сети или трехфазного тока (3 провода, из к-рых одним являются рельсы), что требует подвески двух изолированных друг от друга контактных проводов, или применение однофазного тока (нормальной частоты) при одном контактном проводе, — присоединяя электрифицированный участок только к одной фазе из> трех. Тяговые подстанции в этом случае имели бы простейшие устройства — трансформаторы, понижающие напряжение линии передачи до пределов, необходимых для питания контактной сети.
Система трехфазного тока в контактном проводе, являясь выгодной с тяговой точки зрения (простые и надежные моторы), не получила распространения, кроме Италии, вследствие чрезвычайной сложности контактной сети, особенно на станциях. Однако даже и Италия, имея в северной своей части 2.500 км трехфазных ж. д., продолжает дальнейшую электрификацию в Средней и Южной Италии на постоянном токе 3.000 V.
Отсутствие двигателей однофазного тока нормальной частоты заставило применить систему пониженной частоты — 162/3, или 25 периодов, при напряжении в контактной сети 11.000* или 15.000 V; в этом случае однако тяговая подстанция или должна преобразовать получаемую от линии передачи частоту или к ней' должен подводиться по линиям передач однофазный ток пониженной частоты. В большинстве стран (Швеция, Норвегия, Швейцария, Австрия) подстанции питаются от сетей нормальной частоты, и потому на них установлены кроме трансформаторов еще и преобразователи частоты — громоздкие вращающиеся машины. Значительным недостатком системы однофазного тока пониженной частоты следует' считать наличие на электровозе трансформатора, необходимого для понижения напряжения контактной сети, так как моторы этой системы могут работать только на 400—500 и подвижной состав получается поэтому тяжелее и дороже.
Комбинированную систему представляет собой применение в контактном проводе однофазного тока пониженной частоты 25 периодов!; (Америка) и преобразование его на электровозе в трехфазный (Норфольк — Западная, Пенсильванская, Вирджинская) или в постоянный ток (Форд, Нью Норк — Нью Гевен). В первом случае используются простые бесколлекторные трехфазные двигатели и получается автоматическая рекуперация, однако оборудование электровоза усложняется наличием преобразователя фаз. Применение этих комбинированных систем обусловлено стремлением1 найти на опыте наилучшее решение при выборе системы тока по техническим и экономическим признакам, что представляет собой очень трудную задачу, так как конечные результаты электрификации на различных системах тока и напряжения, выявляя бблыпую* эффективность по сравнению с паровой тягой, лишь незначительно различаются между собой по расходам на строительство и эксплоатацию.
В системе постоянного тока в качестве преобразователей долгое время применялись только мотор-генераторы, вводящие значительные
