معرفی سیستم ریل ریجید بالاسری
سیستم ریل ریجید بالاسری نوعی از خطوط بالاسری است که شامل یک تیر صلب رسانا در بالای وسیله نقلیه ریلی است که توسط مجموعهای از ساپورتها و کلمپها به سازههای نگهدارنده و یا سقف تونلها و خطوط زیرزمینی متصل میشود. ریل بالاسری ممکن است به صورت یک پروفیل آلومینیومی با سطح مقطع U شکل با یک دهانهی باز در قسمت زیرین آن برای تعبیهی سیم کنتاکت باشد و یا به صورت یک پروفیل جامد از جنس مس باشد.
نخستین ریل بالاسری در سال 1984 در زوریخ نصب شده و تا امروز بدون نیاز به کوچکترین نگهداری در حال بهرهبرداری است.
ضرورت و مزایای استفاده از خطوط با ریل بالاسری
ریل بالاسری اساسا برای استفاده در فضاهای کوچک بالای وسیله نقلیه ریلی داخل تونلها و زیر پلها، پلهای متحرک و همچنین برای استفاده در دپوها و سالنهای تعمیرات و نگهداری وسایل نقلیهی ریلی طراحی میشود. این ریل در سقف تونلها و سازهها جای میگیرد و جایگزین کمهزینهتر، جمعوجورتر و قابل اعتمادتری برای سایر خطوط بالاسری میباشد. افزایش نیازها برای یک سیستم بالاسری با سطوح بالای ایمنی، قابلیت اعتماد، ظرفیت حمل بار الکتریکی، مقاومت در برابر اتصال کوتاه و ارتفاع کوتاه ساخت و ساز، نیازمند راهحلهای خلاقانهای است که «سیستم ریل بالاسری» یکی از آنهاست. نبود نیروی کششی در سیم کنتاکت، تعداد اجزای کم و مقاومت در برابر آتش، از ریل بالاسری راهحل ایمن و قابل اعتمادی در خطوط تونل زیرزمینی ساخته است.
از برجستهترین خصوصیات ریل بالاسری در تونلها و خطوط زیرزمینی، این است که امکان طراحی تونلهایی با ارتفاع و شعاع حفاری کمتر را برای سازندگان و کارفرمایان فراهم میکند. به طوری که با طراحی خطی که شامل ریل بالاسری به جای OCS داخل تونل باشد، میتوان قطر تونل را تا اندازههای 1 متر کاهش داد.
همچنین ریل بالاسری میتواند برای بخشهایی از خط در دپوها که دارای خطوط متحرک هستند، جهت بازرسی هرچه آسانتر وسایل نقلیهي ریلی مورد استفاده قرار گیرد. ریل بالاسری متحرک همچنین میتواند در استفاده برای تجهیزات بارگذاری و باربرداری در پلهای متحرک به کار رود. علاوه بر اینها، ریل بالاسری میتواند برای وسایل نقلیهی هیبریدی که با انرژی برق کار میکنند و دارای باطری قابل شارژ هستند، به عنوان پورت شارژر مورد استفاده قرار گیرد.
سیستم ریل بالاسری دارای شکمدهی محدودی است و برای سیم کنتاکت بالازدگی وجود ندارد. بر این اساس ارتفاع طراحی سیم تماس نسبت به سیستم بالاسری سنتی کمتر خواهد بود و بالازدگی پانتوگراف از بین میرود. عاملی که باعث میشود در طاق تونلها و پلهای کمانی فضای کمتری مورد نیاز باشد.
مقایسه سیستم ریل بالاسری (ROCS) با خطوط بالاسری معمول (OCS)
- ارتفاع طراحی کمتر نسبت به خطوط بالاسری و خطوط Trolley-type (برای مثال، 600 میلیمتر برای سیستمهای 25 کیلو ولت AC ) که امکان مقاطع کوچکتر برای ساخت تونلهای جدید را میسر میکند و در نتیجه باعث کاهش هزینههای ساخت و ساز تونل میشود.
- اندازهگیری ایمنی برای اتصال به زمین سیستم کششی توسط حذف سکشن خط بالاسری سادهسازی شده است.
- نیاز به سیستم چرخ و وزنهی کششی برای سیمهای کنتاکت و مسنجر وجود ندارد.
- طراحی سادهتر به علت استفاده از اجزای کمتر (تا حدود 10 برابر کمتر).
- عمر سرویس بیشتر به علت سطوح بالاتر حد مجاز سایش سیم کنتاکت (به علت اینکه سیم کنتاکت در کشش نیست و تا حدود 43٪ بیشتر نسبت به خطوط بالاسری مجاز به سایش است).
- ظرفیت حمل جریان بیشتر (برای مثال، 3500 آمپر با سیم کنتاکت تعبیه شدهی AC-150) و مقاومت اتصال کوتاه بیشتر در ریل بالاسری. به علت سطح مقطع رسانای بزرگتر، نیاز به فیدرهای اضافی از بین میرود.
- افت ولتاژ کمتر نسبت به خطوط بالاسری با یک سیم کنتاکت و تعلیق کاتناری.
- استفاده از مصالح بسیار قوی برای پروفیل اکسترود شده و همچنین برای لوازم اتصالاتی.
- مفاصل پایدار و ضد ارتعاش توسط بهرهگیری از شیارهای راهنمای ریل و لوازم قفلشوندهی پیچی (منظور از مفصل محل اتصال دو پروفیل ریل در راستای طول خود به همدیگر است).
- مقاومت بیشتر در برابر آتش نسبت به خطوط بالاسری.
- قابلیت اعتماد عملیاتی بسیار زیاد و نیاز به عملیات نگهداری کمتر، صرفنظر از ولتاژ عملیاتی.
- سرعت نصب بالاتر و سادگی در انبارش قطعات و نیاز به قطعات یدکی کمتر.
توانمندیهای شرکت آلوکاست ایران در زمینه طراحی، تولید و نصب سیستم ریل بالاسری
با توجه به مزایای مطرح شده در بخشهای قبلی و همچنین با توجه به گسترش ناوگان حملونقل عمومی در کلانشهرها و شهرهای بزرگ، بحث استفاده از سیستمی که بتواند در خطوط زیرزمینی مورد استفاده قرار گیرد و هم به لحاظ ایمنی و هم به لحاظ صرفه اقتصادی توجیهپذیر باشد، مطرح میشود. شرکت آلوکاست ایران با توجه به تجربیاتی که در زمینه طراحی، تولید و نصب خطوط بالاسری OCS در پروژههای مختلف کسب نمودهاست، و همچنین با توجه به گسترش نیاز و تقاضا برای سیستم ریل ریجید در پروژههای ریلی جمهوری اسلامی ایران، اقدام به ورود به زمینه شبکه ریل Rigid بالاسری نموده و پس از طی فاز تحقیقاتی، وارد فاز طراحی خطوط شبکه ریل بالاسری و تولید ریل بالاسری و اجزای مرتبط با آن شده است.
یک خط ریل بالاسری با توجه به سادگی که دارد، از اجزای محدودتری نسبت به سیستم OCS تشکیل شده است. تمام اجزای مورد نیاز برای یک خط ریل بالاسری در شرکت آلوکاست ایران طراحی و تولید میشوند. اجزای سیستم ریل بالاسری، ابتدا توسط گروه مکانیک در نرمافزارهای تخصصی طراحی، مدلسازی میشوند. پس از طراحی جزء به جزء سیستم، ترکیبها و آرایشهای مختلف سیستم ریل بالاسری بر اساس نیاز کارفرما و خط مورد نظر تعیین میشود و ساپورتها و سازههای مختلف بر همین اساس انتخاب میشوند.
سپس بارهای وارده بر اجزای مختلف بر اساس شرایط مورد استفاده در خطوط، مانند طول اسپن، ارتفاع تونل، نوع ساپورت و... و همچنین بر اساس به روزترین استانداردهای مربوطه توسط گروه تحلیل استخراج و محاسبه میشود. پس از محاسبه بار و تعیین آلیاژهای لازم، تحلیلهای مکانیکی تحت بارهای به دست آمده با ضرایب اطمینان توصیه شده در استانداردها انجام میشود تا از صحت رفتار قطعه تحت آن بارگذاریها اطمینان حاصل شود.
همچنین کارآیی این قطعات از نظر الکتریکی توسط گروه مهندسی برق شرکت آلوکاست ایران بررسی میشود. بارهای الکتریکی مورد نیاز برای تحلیل الکتریکی قطعات، بر اساس بهروزترین استانداردها استخراج شده و توسط نرمافزارهای تخصصی تحلیل الکتریکی بارگذاری شده و کارآیی الکتریکی قطعات مورد بررسی قرار میگیرند. همچنین در مورد نحوه اتصالات الکتریکی، انتخاب نوع و ظرفیت اتصالات الکتریکی، مقرهها، فواصل استاندارد قطعات حاوی جریان با سایر اجزا، طراحی و تعیین محل ارتینگ، طول سکشنهای الکتریکی و سایر بایدها و نبایدها، تیم مهندسی برق شرکت با توجه به استانداردهای جهانی تصمیمگیری کرده و طراحی نهایی خط با تعامل بین دو گروه مهندسی مکانیک و مهندسی برق به انجام میرسد.