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जब मैं हाई स्पीड ट्रेनों के वीडियो देखता हूं तो मुझे हमेशा ऊपर या आस-पास बिजली के विस्फोट दिखाई देते हैं। ऐसा क्यों होता है? मुझे पता है कि एसेला बहुत कुछ करता है, लेकिन अन्य हाई स्पीड ट्रेनों में भी है।

— user3831089
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हाय user3831089, इंजीनियरिंग एसई में आपका स्वागत है। कृपया ध्यान रखें कि यह एक चर्चा मंच नहीं है, इसलिए आपको अपने प्रश्नों के साथ प्रत्यक्ष और संक्षिप्त होने की कोशिश करनी चाहिए, समस्या का वर्णन करने के लिए सभी आवश्यक जानकारी और अधिक नहीं। यह विशेषज्ञों को आपके प्रश्न को पढ़ने और समझने में मदद करता है ताकि वे एक प्रभावी उत्तर दे सकें। आप हमारे सहायता केंद्र लेख की समीक्षा करना चाहते हैं , मैं एक अच्छा सवाल कैसे पूछ सकता हूं?

— एयर

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यह 'लो स्पीड' ट्रेनों के साथ भी हो सकता है।

— करलो

वास्तव में मैंने इसे तेज गति की तुलना में कम गति वाली ट्रेनों में अधिक बार देखा है। क्या किसी के पास डेटा है कि क्या यह वास्तव में फास्ट ट्रेनों पर अधिक बार होता है?

— कोई नहीं '

@ कोई भी आर्क सभी ट्रेनों पर समान रूप से नहीं होता है, यह एक रखरखाव लागत व्यापार बंद का अधिक है। कम गति वाली ओवरहेड लाइनें आमतौर पर बहुत खराब आकार में होती हैं (इसलिए कम गति पर भी आर्क्स होते हैं), लेकिन उन्हें उच्च गति वाली लाइनों की तरह हर दो साल में पुन: अन्याय करने की आवश्यकता नहीं होती है। बेशक, यदि आप कम गति वाली रेखा पर 300 किलोमीटर प्रति घंटे की रफ्तार से चलते हैं, तो आपके पास लगभग नॉन-स्टॉप (यानी, जब तक आपकी पैंटोग्राफ पिघल नहीं जाता) होगा।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

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कई कारक इसे प्रभावित करते हैं:

उच्च गति पर , कैटेनरी तार के साथ पैंटोग्राफ के संपर्क खोने का एक उच्च मौका है: उच्च गति पर, तार में धक्कों के कारण एक अधिक हिंसक भ्रमण होता है जो पैंटोग्राफ के निलंबन की क्षमता को पार कर सकता है।
कम गति वाली ट्रेनें भी उभार दिखा सकती हैं।
हाई-स्पीड ट्रेनें अक्सर उच्च वोल्टेज (15 या 25 केवी) का उपयोग करती हैं, जो पुरानी ट्रेनों में उपयोग किए जाने वाले कम वोल्टेज (जैसे 1500 वी) की तुलना में लंबी दूरी तक पहुंचने में सक्षम है।

वह बिंदु जहां एक इलेक्ट्रिक ट्रेन का पैंटोग्राफ ट्रॉली वायर के साथ संपर्क बनाता है, यह रेल घटक निर्माताओं और परीक्षण इंजीनियरों के लिए सबसे जटिल और चुनौतीपूर्ण वातावरण में से एक को समझने, अकेले भविष्यवाणी करने और सुधार करने के लिए बनाता है।

ट्रेनों को कुशलता से संचालित करने के लिए, पेंटोग्राफ को कैटेनरी सिस्टम से निलंबित ट्रॉली तारों के साथ निरंतर संपर्क बनाए रखना चाहिए। फिर भी ये तार और उनके समर्थन संरचना किसी भी खंड के साथ अलग-अलग ऊर्ध्वाधर कठोरता का प्रदर्शन करते हैं। कैटेनरी सिस्टम ग्रोविंग को रोकने के लिए 30 से 100 मीटर के अंतराल में ज़िगज़ैग करता है। तार पर लागू होने वाला पैंटोग्राफ एक अच्छी तरह से परिभाषित सीमा (70N से 120N) के भीतर रहना चाहिए। यदि यह बहुत कम है, तो संपर्क में आने के परिणामस्वरूप नुकसान होता है, जो न केवल ट्रेन को बिजली खोने का कारण बनता है, बल्कि ट्रॉली वायर और संपर्क बार को नक़्क़ाशी और अधिक गरम करने से नुकसान पहुंचाता है। यदि बल बहुत अधिक है, तो परिणामी घर्षण तार से संपर्क करता है और समय से पहले बार से संपर्क करता है।

बल की सही मात्रा में वितरित करने के लिए चर ऊर्ध्वाधर गति की आवश्यकता होती है। लेकिन जब ट्रेनें उच्च गति पर चलती हैं, तो पैंटोग्राफ उचित रूप से प्रतिक्रिया करने की क्षमता खो देते हैं। ट्रॉली वायर जितना संभव हो उतना सपाट होता है, तब भी यह केवल तब ही सपाट होता है जब यह अधूरा लटका होता है। जब पेंटोग्राफ तार खींचता है, तो परिणामस्वरूप विरूपण एक लहर बनाता है। यदि बहुत अधिक उत्थान है, तो पैंटोग्राफ एक बहुत बड़ा तरंग बनाता है जो लाइन में आने वाले अगले पैंटोग्राफ के लिए संपर्क समस्याओं का कारण बनता है।

झूलना तार स्थिर नहीं है : यह गाड़ियों से और हवा से चारों ओर ले जाया जाता है।

सामान्य तौर पर, जब एक पेंटोग्राफ कैटेनरी के नीचे चलता है, तो यह एक लहर की तरह गड़बड़ी स्थापित करता है जो तार में तनाव और उसके द्रव्यमान प्रति इकाई लंबाई के आधार पर निर्धारित गति के साथ तार की यात्रा करता है। जब कोई ट्रेन इस महत्वपूर्ण गति से संपर्क करती है, तो पैंटोग्राफ गड़बड़ी को पकड़ लेता है, जिसके परिणामस्वरूप तार के खतरनाक रूप से बड़े ऊर्ध्वाधर विस्थापन के साथ-साथ संपर्क में व्यवधान भी होता है। ट्रेन की शीर्ष गति को तब कैटेनरी की महत्वपूर्ण गति द्वारा सीमित किया जाता है। यह समस्या परीक्षण रन के लिए केंद्रीय थी, क्योंकि यह मानक टीजीवी कैटेनरी की महत्वपूर्ण गति से अधिक गति से 325 सेट के परीक्षण के लिए वांछित था।

— होब्स
स्रोत

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इसके अलावा, एक ट्रेन जो तेजी से चल रही है या धीमी गति से चल रही है, उसकी तुलना में बहुत अधिक वर्तमान खींचती है।

— डेव ट्वीड

@DaveTweed यह सच है, लेकिन arcing लगभग पूरी तरह से विद्युत क्षेत्र की ताकत का एक कार्य है, इसके पीछे वर्तमान नहीं। एक बार जब एक आर्क मारा जाता है, तो निश्चित रूप से उपलब्ध धारा क्षति (वेल्डिंग / कटिंग) की मात्रा को प्रभावित करती है।

— कार्ल विटथॉफ्ट

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@CarlWitthoft: लोड की आगमनात्मक प्रकृति के बारे में कहीं और टिप्पणी देखें । उच्च धारा का अर्थ है उच्च वोल्टेज जब वह धारा अचानक बाधित होती है।

— डेव ट्वीड

@CarlWitthoft चाप द्वारा उत्पादित प्रकाश की मात्रा इसमें विद्युत प्रवाह के समानुपाती होती है, वोल्टेज की नहीं। एक बार चाप जलने के बाद, यह केवल ओवरहेड लाइन वोल्टेज का एक अंश गिराता है।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

@DmitryGrigoryev सही। मुझे यह निर्दिष्ट करना चाहिए कि यह चाप की हड़ताली है जो क्षेत्र की ताकत (और ढांकता हुआ निरंतर) पर निर्भर करता है

— कार्ल विट्ठॉफ्ट

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यह उच्च वोल्टेज के कारण तब भी होता है जब संपर्क और तार के बीच अनियमितता (टक्कर आदि) के कारण संपर्क अलग हो जाते हैं।

— सौर माइक
स्रोत

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ओवरहेड तारों पर बर्फ होने का एक प्रमुख उदाहरण है।

— 1948 में घनिमा

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उच्च गति काफी हद तक समस्या को बढ़ा देती है - माइनसक्यूल अनियमितताएं, जिस पर पैंटोग्राफ सिर्फ सुचारू रूप से स्लाइड करेगा, हर समय संपर्क बनाए रखना, इसका लचीलापन उपज और सतह के पीछे धकेलना, उच्च गति के कारण इसे कूदने और अंतराल पैदा करने का कारण बनता है - जो स्पार्किंग का कारण बनता है ।

— एसएफ।

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जैसा कि दूसरों ने पोस्ट किया है, पैंटोग्राफ और ओवरहेड कंडक्टर के बीच एक अस्थायी अंतर उत्तर का हिस्सा है, हालांकि यह पूरी कहानी नहीं है। दूसरा बड़ा कारक यह है कि ट्रेन की मोटरें एक प्रेरक भार होती हैं , जो गंभीर रूप से जटिल हो जाती हैं कि सर्किट बाधित होने पर क्या होता है।

जब एक इंडक्टिव लोड के साथ सर्किट में रुकावट होती है, तो लोड के माध्यम से करंट तुरंत शून्य पर नहीं जा सकता है। इसके बजाय, विद्युत प्रवाह के प्रवाह में वोल्टेज स्पाइक उत्पन्न करके, लोड के माध्यम से प्रवाह जारी है। (ऐसा करने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा वास्तव में आगमनात्मक भार से आती है ।) वोल्टेज अचानक टूट जाता है जब तक कि एक ब्रेकडाउन (जैसे चाप) नहीं होता। एक चाप का गठन किया गया है, वोल्टेज गिरता है, लेकिन चाप को बनाए रखने के लिए कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है क्योंकि प्लाज्मा सामान्य तापमान पर हवा की तुलना में अधिक प्रवाहकीय होता है।

हाई-स्पीड ट्रेन के लिए बहने वाली धाराएँ आम तौर पर उनके कम-स्पीड समकक्षों की तुलना में बहुत अधिक होती हैं, इसलिए सर्किट के बाधित होने पर विकसित वोल्टेज अधिक होगा।

— Burt_Harris
स्रोत

क्या आपके पास यह दिखाने के लिए एक प्रशस्ति पत्र है कि इंजन के आंतरिक में बैक-सर्ज सप्रेसर्स नहीं हैं?

— कार्ल विटथॉफ्ट

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यह गलत है: खिलौना ट्रेनों को छोड़कर मोटर कभी भी सीधे पैंटोग्राफ सर्किट से नहीं जुड़े होते हैं।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

पेंटोग्राफ और मोटर्स के बीच कोई आर्थिक रूप से व्यवहार्य पावर कंडीशनिंग सर्किट इस तथ्य को नहीं बदलता है कि यह अभी भी प्रभावी रूप से एक प्रेरक भार है । तथ्य यह है कि पैंटोग्राफ पर उत्पन्न होने वाले लंबे समय से स्वीकार किए जाते हैं, इसलिए पैंटोग्राफ पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ग्राहकों को अवशोषित करना आर्थिक रूप से नासमझ लगता है। @CarlWitthoft, क्या आपके पास अन्यथा एक प्रशस्ति पत्र है?

— बर्ट_हरिस

@ बर्ट_हेयर ट्रेन की मोटरें हर समय 50/60 हर्ट्ज पर नहीं चल सकती हैं (जिसका मतलब निरंतर गति होगा), इसलिए लाइन वोल्टेज को पहले डीसी में परिवर्तित किया जाता है, और डीसी बस ब्रेकिंग के दौरान उत्पन्न वर्तमान को अवशोषित करने में कामयाब होती है, यदि आप यही हैं "आगमनात्मक भार" कहते हैं। क्या मैं पूछता हूं कि आपको ट्रेनों के साथ किस तरह का अनुभव है?

— दिमित्री ग्रिगोरीव

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एक पैंटोग्राफ पर अपफोर्स 15-40 पाउंड, बाहर की तरफ 60 पाउंड है। (7-18 किग्रा, अधिकतम 30 या तो)।

ट्रॉली (संपर्क) के तार ठोस कांस्य या तांबे से बने होते हैं, आमतौर पर 4/0 से 400kcmil (107-200 मिमी ^ 2), एक फंसे हुए स्टील मैसेंजर (कैटेनरी) के तार के साथ 3 / 8-1 / 2 "(10-13 मिमी) ) व्यास। मैसेंजर के तार को हर 100-200 फीट (30-60 मीटर) का समर्थन किया जाता है और यह प्रत्येक 6-10 '(2-3 मीटर) के संपर्क तार का समर्थन करता है। इसलिए संपर्क तार एक फुट (0.3 मीटर) तक बढ़ने के लिए स्वतंत्र है। ) जैसे-जैसे ट्रेन गुजरती है। इसे बाद में हिलाने से रोकने के लिए इसमें एक स्टैबिलाइजर बार होता है लेकिन यह लंबवत चलने के लिए स्वतंत्र होता है।

जैसा कि चर्चा की गई है, संपर्क तार में किसी भी तरह की अनियमितता, या यह कैसे लटका हुआ है, इससे पैंटोग्राफ और तार एक पल के लिए अलग हो सकते हैं।

तार में तरंग क्रिया भी क्षणिक अलगाव का कारण बन सकती है। पर्याप्त तार या ट्रेन आंदोलन तार को पेंटोग्राफ के घुमावदार "हॉर्न" पर निकलने का कारण बन सकता है।

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पैंटोग्राफ की चल रही सतह में अनियमितताएं भी उत्पन्न हो सकती हैं। आमतौर पर इनसेट तांबा या कांस्य स्लाइड हैं; एक स्लाइड को शारीरिक क्षति या बस जलन से एक जला हुआ स्थान तार के संपर्क को खोने का कारण हो सकता है।

इसके अलावा एक पैंटोग्राफ में आम तौर पर दो स्लाइड, अग्र और पिछाड़ी होती है, और पैंटोग्राफ में इसे रखने के लिए या तो लिंकेज या मजबूत स्प्रिंग्स होते हैं। यदि कोई बंधन या टूटा हुआ लिंकेज या थका हुआ या टूटा हुआ वसंत है, तो यह स्तर नहीं हो सकता है और इसकी एड़ी या पैर की अंगुली पर सवारी हो सकती है, जिससे खराब संपर्क हो सकता है।

पाठ्यक्रम का उद्भव वर्तमान के कारण होता है। चाप के माध्यम से करंट निरंतर बना रह सकता है (जो कि वोल्टेज के समानुपाती होता है, हाई-स्पीड रेल में उपयोग किए जाने वाले हाई वोल्टेज सिस्टम पर अधिक संभावना) - हालाँकि हाई स्पीड एयर मूवमेंट से चाप को सूँघने की संभावना रहती है, जिससे ट्रेन की शक्ति कम हो जाती है । वोल्टेज spikes के बारे में बात करो!

— हार्पर - मोनिका को बहाल करना
स्रोत

"पैन" पैंटोग्राफ के लिए शब्द है। यह कभी-कभी "पेंटाग्राफ" भी होता था, जिसके आधार पर कंपनी उन्हें आपूर्ति करती थी।

— हार्पर - मोनिका

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यह वोल्टेज * के बारे में नहीं है, यह वर्तमान के बारे में है।

*लाइन वोल्टेज

जब एक उच्च-वर्तमान सर्किट बाधित होता है (विशेषकर एक आगमनात्मक), तो संपर्क टूटने के बीच एक चाप बनता है। उच्च धारा तब चाप को बनाए रखती है: ओमिक हीटिंग प्लाज्मा में हवा को बदल देता है, जबकि प्लाज्मा वर्तमान का संचालन करता है। यह चाप वेल्डिंग का आधार है, जो 20V के रूप में वोल्टेज पर सैकड़ों एम्पों का उपयोग करता है।

उच्च गति 5000 एफपीएस पर वेल्डिंग (क्लोज़-अप चाप, स्पैटर दिखाई)

यहां तक कि कम-वोल्टेज (आमतौर पर 600-800V) चलने वाली ट्राम गति में चलती हैं और कैटेनरी में ब्रेकपॉइंट्स पर स्पार्किंग और स्पार्क्स का उत्पादन करती हैं, जबकि सबवे बिजली रेल के स्तर पर भी ऐसा करता है।

सबवे स्पार्क्स | न्यूयॉर्क स्नोमॉर्म 2017

उच्च-वर्तमान आवश्यकता के कारण, स्पार्क्स ज्यादातर तब होता है जब ट्रेन गतिमान होती है (जैसे एक ठहराव से), या जब यह उच्च गति को बनाए रखने के लिए बहुत सारी शक्ति खींचती है, लेकिन वे कभी नहीं होती हैं जब यह निष्क्रिय शक्ति पर होती है, वोल्टेज के बावजूद वही।

कम-गति वाले ऑपरेशन में, यह ज्यादातर तब होता है जब संपर्क का एक ब्रेक तार-जूता सिस्टम से बाहरी रूप से पेश किया जाता है, उदाहरण के लिए एक भौतिक अंतर से अलग सर्किट या बर्फ, बर्फ या पत्तियों से संदूषण द्वारा।

हाई-स्पीड ऑपरेशन में, सभी कम-गति वाले लोगों के अलावा, अतिरिक्त ब्रेक का निर्माण कैटोग्राफरी अनियमितताओं पर कूदते हुए किया जाता है, ठीक उसी तरह जैसे कि एक ऑफ-रोड ट्रक जो पहिया में तेजी से हवाई हो जाता है जब यह बहुत तेजी से बढ़ता है। उन अनियमितताओं में से कुछ को पैंटोग्राफ द्वारा ही पेश किया जाता है: कोई एक कसौटी पर उल्टा कलाबाज के रूप में एक कैटेनरी पर पैंटोग्राफ की कल्पना कर सकता है। एक्रोबेट के नीचे की ओर गुरुत्वाकर्षण के अभिनय के बजाय, पैंटोग्राफ़ एक स्प्रिंग के माध्यम से कैटेनरी को ऊपर की ओर धकेलता है, इसलिए निलंबन बिंदु के नीचे से गुजरने पर पूरी प्रणाली ऊपर और नीचे कूदती है।

— Agent_L
स्रोत

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ठीक है, की तरह ... वर्तमान से संबंधित है, लेकिन यह वास्तव में एक वोल्टेज स्पाइक है जो पैंटोग्राफ के मामले में चाप शुरू करता है। मेरे उत्तर को पुन: आगमनात्मक भार देखें।

— बर्ट_हार्स

@ बर्ट_हैरिस का मेरा मतलब है कि लाइन वोल्टेज कोई मायने नहीं रखता है, क्योंकि 25kV ट्रेन 800V मेट्रो की तरह चलती है, और 20V वेल्डर जितनी दूर भी नहीं है। मैंने सोचा कि वेल्डर आगमनात्मक हैं और एक वोल्टेज स्पाइक है।

— Agent_L

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जब मैं हाई स्पीड ट्रेनों के वीडियो देखता हूं तो मुझे हमेशा ऊपर या आस-पास बिजली के विस्फोट दिखाई देते हैं। ऐसा क्यों होता है?

संपर्क में एक खाई है, अंतराल के माध्यम से शूटिंग करने वाले इलेक्ट्रॉनों हवा को एक प्लाज्मा में बदलते हैं और हवा को तोड़ते हैं। क्योंकि हवा एक प्लाज्मा है, यह वर्तमान का संचालन कर सकता है, यह लगभग 3kV / मिमी पर होता है इसलिए आपको पता है कि इसमें कुछ वोल्टेज शामिल है।

— वोल्टेज स्पाइक
स्रोत

3kV / mm बहुत आशावादी है। आप आसानी से 25 केवी के साथ कई सेमी का एक चाप प्राप्त कर सकते हैं।

— दिमित्री ग्रिगोरीव

प्लाज्मा का प्रभाव केवल उस विशेष वायु के लिए अजीब है। तेजी से आगे बढ़ने वाली ट्रेन पर, यह संभावना है कि हवा को वायु सेना द्वारा उड़ा दिया जाएगा, चाप को सूँघने के लिए। वास्तव में, हवा के विस्फोटों का उपयोग अक्सर बड़े संपर्ककर्ताओं में चाप को सूंघने के लिए किया जाता है।

— हार्पर - मोनिका

@ हार्पर, हाँ, यही कारण है कि मैंने लगभग 3kV / mm के बजाय 3kV / mm लिखा है

— वोल्टेज स्पिक

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एक और पहलू यह है कि ओवरहेड लाइन प्रोफाइल उच्च गति पर बहुत अधिक तेजी से बदलता है। संपर्क तार रेल से बिल्कुल समान दूरी पर नहीं है।

संपर्क तार पर एक निरंतर दबाव लागू करने के लिए पेंटोग्राफ को लगातार पढ़ा जाता है, लेकिन उच्च गति पर जो पर्याप्त तेजी से नहीं होता है। जब संपर्क तार पर दबाव अपर्याप्त होता है, तो एक छोटा बंप यह सब होता है कि पैनोग्राफ को कुछ मिमी नीचे भेजने के लिए, एक दृश्य चाप बनाते हैं।

केवल संदर्भ के लिए, कम वोल्टेज वाली ट्रेनें काफी दृश्यमान आर्क्स बनाने में सक्षम हैं (कम वोल्टेज आमतौर पर इस तथ्य से मुआवजा दिया जाता है कि यह डीसी है), यदि वे पर्याप्त तेजी से चलते हैं या संपर्क तार खराब स्थिति में है।

— दिमित्री ग्रिगोरीव
स्रोत

इलेक्ट्रिक ट्रेनें उच्च गति पर चाप क्यों करती हैं?

यह वोल्टेज * के बारे में नहीं है, यह वर्तमान के बारे में है।