Электроснабжение метрополитенов
(фото метропоезда by docent)
Удивительное-рядом. Каждый день катаешься на метро, и сложно даже вообразить, насколько оно больше внутри, какой айсберг зарыт в глубине, закрытый от постороннего взора.
Если я скажу, что на каждой тяговой подстанции установлен и успешно работает плазменный двигатель 200-мегаваттного класса (и не один, а по крайней мере два и еще пара десятков поменьше), то не сильно попру против истины. Только называют его по-научному "Быстродействующий выключатель с дугогасительной камерой магнитного дутья", чтобы никто не догадался, не иначе!
Один-единственный поезд метро при разгоне потребляет около 4.5 МВт мощности (ток через контактный рельс более 5000 ампер), а одна подстанция может снабжать сразу два поезда, итого 9 МВт. Если внезапно случится короткое замыкание, может пойти ток еще раз в 10 выше, и нужно его быстро разомкнуть. Тут-то и начинаются проблемы. Как только контакты выключателя разъединяются, между ними возникает электрическая дуга, и даже когда контакты отойдут на почтительное расстояние, затухать она вовсе не желает - ионизированный воздух имеет чрезвычайно низкое сопротивление, подкачка мощности - еще какая! Что ж ей гаснуть? Конечно, конвекцией дугу относит вверх, но процесс этот неспешный, пока она поднимется, защищать уже будет нечего. Поэтому нужен был какой-то способ эту дугу поскорее "сбить".
Метод потрясающий: весь ток проходит через несколько витков катушки с сердечником, создающей магнитное поле, перпендикулярное направлению электрической дуги. За счет силы Ампера дуга выталкивается вверх, где она вынуждена идти по более длинному пути, через керамические пластины, быстро забирающие с нее тепло. Всего 20мс уходит, чтобы дуга прошла расстояние примерно в человеческий рост и, наконец, исчезла.
Ровно по такому принципу работают и плазменные движки космического назначения, разве что мощности там пока совсем скромные.
P.S. Видео, как на обычной, наземной трансформаторной подстанции размыкают цепь 500кВ:
UPD. Этот выключатель не должен был размыкаться под нагрузкой, не его это дело. Видать, основной, быстродействующий, не сработал. Сработай он, нечего было бы выкладывать на youtube)
Click to viewОб этом и многом другом читайте в только что отсканированной книжке "Электроснабжение метрополитенов". Как обычно, торрент и яндекс.диск
[Оригинальная обложка книги]
