Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8095-811:2010

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8095-811:2010 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế IEC 60050-811:1991) là một phần quan trọng trong bộ Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế. Tiêu chuẩn này tập trung thiết lập hệ thống thuật ngữ, định nghĩa chuẩn hóa và thống nhất áp dụng cho lĩnh vực "Hệ thống kéo bằng điện" (Electric Traction). Đây là cơ sở kỹ thuật pháp lý cốt lõi phục vụ cho việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, vận hành và thử nghiệm các loại phương tiện giao thông đường sắt chạy điện, tàu điện ngầm, tàu điện đô thị và các hệ thống thiết bị điện liên quan tại Việt Nam.

Thông tin thuộc tính văn bản:

• Tên văn bản: Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8095-811:2010 (IEC 60050-811 : 1991) về Từ vựng kỹ thuật điện quốc tế - Phần 811: Hệ thống kéo bằng điện
• Số hiệu: TCVN 8095-811:2010
• Cơ quan ban hành: Không rõ (Thông thường do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố)
• Ngày ban hành: Không rõ
• Ngày áp dụng: Không rõ
• Tình trạng hiệu lực: Không rõ

Nội dung phân tích chi tiết các thuật ngữ và quy định cốt lõi:

1. Thuật ngữ chung và Phân loại phương tiện (Mục 811-01 & Mục 811-02)

Tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa nền tảng về hệ thống kéo bằng điện và phân loại chi tiết các bộ phận cấu thành trên xe/tàu điện:

• Cabin lái (ngăn riêng): Phần không gian của xe được thiết kế chuyên biệt, tạo thành một ngăn riêng rẽ, sử dụng làm nơi làm việc của nhân viên lái xe hoặc lái tàu để điều khiển phương tiện một cách an toàn.
• Vị trí lái (không nằm trong ngăn riêng): Khu vực bố trí các thiết bị điều khiển lái trực tiếp nhưng không được ngăn cách hoàn toàn thành một phòng riêng biệt trên xe.
• Bảng điều khiển của trưởng tàu: Phần không gian hoặc bảng thiết bị chứa các cơ cấu điều khiển phụ trợ do trưởng tàu quản lý, bao gồm hệ thống sưởi, hệ thống chiếu sáng, điều khiển đóng/mở cửa xe và hệ thống phanh khẩn cấp.

2. Tải vận chuyển, Chuyển động và Vận hành đoàn tàu (Mục 811-03 đến Mục 811-11)

Nhóm quy định này chuẩn hóa các thông số động lực học và hiệu suất vận hành của đoàn tàu:

• Tải vận chuyển và tải đoàn tàu: Định nghĩa các mức tải trọng tĩnh, tải trọng động, tải trọng thiết kế và tải trọng giới hạn của đoàn tàu khi vận hành.
• Lực kéo hữu ích tại vành bánh xe: Xác định phần lực kéo sinh ra tại điểm tiếp xúc giữa vành bánh xe và ray có khả năng làm tăng tốc toàn bộ đoàn tàu bao gồm cả chuyển động tịnh tiến theo chiều dọc và chuyển động quay của các bộ phận quay.
• Độ bám và Phanh: Định nghĩa các hiện tượng vật lý liên quan đến hệ số bám giữa bánh xe và đường ray, các phương pháp phanh (phanh hãm tái sinh, phanh điện trở, phanh cơ khí) nhằm đảm bảo an toàn chuyển động.
• Chất lượng vận chuyển và Khổ đường: Tiêu chuẩn hóa các khái niệm về độ êm thuận khi chạy tàu, các kích thước khổ đường ray tiêu chuẩn và khổ giới hạn tiếp giáp kiến trúc.
• Tính năng của xe có động cơ chạy điện: Các chỉ tiêu đánh giá hiệu suất, đặc tính kéo, đặc tính tăng tốc và hãm của phương tiện động lực điện.

3. Động cơ kéo và Các bộ phận của máy điện quay (Mục 811-12 đến Mục 811-16)

Đây là phần kỹ thuật chuyên sâu định nghĩa cấu trúc vật lý và nguyên lý của động cơ điện dùng trong hệ thống kéo:

• Stator (Phần đứng yên): Bộ phận mạch từ đứng yên của máy điện quay, chứa các cuộn dây kích từ hoặc cuộn dây phần ứng đi kèm.
• Cực từ chính: Phần của mạch từ có nhiệm vụ tạo ra từ thông chính để thiết lập từ trường trong máy điện.
• Cực từ phụ (Cực đảo mạch): Bộ phận của mạch từ được thiết kế để cung cấp từ thông đảo mạch, giúp cải thiện quá trình đổi chiều dòng điện và giảm tia lửa điện tại cổ góp.
• Rotor (Phần quay): Bộ phận chuyển động quay của máy điện, chịu tác động của từ trường để sinh ra mômen lực.
• Phần ứng (Armature): Phần của máy điện cổ góp hoặc máy điện đồng bộ có chức năng tạo ra suất điện động cảm ứng và mang dòng điện tải chính.
• Phần cảm (Field system): Bộ phận sinh ra từ thông kích thích trong máy điện đồng bộ hoặc máy điện một chiều.
• Phiến góp (Commutator segment): Phần dẫn điện riêng biệt của cổ góp, được kết nối trực tiếp với đầu chung của hai bối dây liên tiếp thuộc cuộn dây phần ứng.
• Cổ bóp/Đầu nối phiến góp (Commutator riser): Phần dẫn điện dùng để nối phiến góp với đầu chung của các bối dây.
• Chổi than (Brush): Bộ phận dẫn điện thường đứng yên, tỳ sát và tạo tiếp xúc điện trượt liên tục với cổ góp hoặc vành trượt để dẫn dòng điện ra hoặc vào phần quay.
• Động cơ truyền động tịnh tiến (Linear motor): Định nghĩa cấu tạo động cơ tuyến tính, trong đó phần quấn dây của động cơ cung cấp từ thông kích thích để tạo ra lực đẩy trực tiếp theo phương thẳng đứng hoặc phương ngang mà không cần qua cơ cấu chuyển đổi quay-tịnh tiến.

4. Thiết bị nguồn, Biến đổi điện áp và Phụ trợ (Mục 811-17 đến Mục 811-24)

Hệ thống thuật ngữ liên quan đến các nguồn cấp năng lượng và thiết bị phụ trợ trên tàu:

• Xe nhiệt-điện (Diesel-Electric): Phương tiện sử dụng động cơ đốt trong (động cơ diesel) để kéo máy phát điện, cung cấp năng lượng cho các động cơ kéo bằng điện.
• Bộ chuyển đổi điện (Converter): Định nghĩa các bộ chuyển đổi chính (cung cấp nguồn cho động cơ kéo) và bộ chuyển đổi phụ trợ (cung cấp nguồn cho các thiết bị chiếu sáng, điều hòa, thông gió).
• Hệ thống đo tốc độ tàu: Quy định về phần tử phát hiện (cảm biến tốc độ) có nhiệm vụ đáp ứng nhạy bén với vận tốc thực tế của đoàn tàu để chuyển đổi thành tín hiệu truyền về thiết bị đo hoặc bộ ghi tốc độ.

5. Mạch điện, Máy biến áp và Linh kiện điện tử (Mục 811-25 đến Mục 811-28)

Tiêu chuẩn hóa các cấu kiện điện và điện tử công suất lớn:

• Máy biến áp điện lực: Thiết bị điện tĩnh hoạt động trên nguyên lý cảm ứng điện từ, có từ hai cuộn dây trở lên, dùng để biến đổi hệ thống điện áp và dòng điện xoay chiều này thành hệ thống điện áp và dòng điện xoay chiều khác có trị số khác nhau ở cùng tần số nhằm truyền tải công suất.
• Lõi từ (Core): Phần sắt từ của máy biến áp mà các cuộn dây được quấn xung quanh nó để dẫn từ thông chính.
• Gông từ (Yoke): Phần sắt từ cố định, không có cuộn dây bao quanh, có chức năng khép kín mạch từ giữa các trụ của lõi từ.
• Phần tử điện trở (Resistor element): Đoạn mạch thuần trở giới hạn giữa hai đầu nối liên tiếp, được kết nối với các thiết bị đóng cắt như côngtắctơ hoặc bộ điều khiển để hạn chế dòng điện hoặc tiêu tán năng lượng khi hãm.
• Các trạng thái trong mạch điện tử công suất:
  • Khoảng nghỉ (Idle period): Phần của chu kỳ điện áp xoay chiều mà tại đó nhánh van bán dẫn không mang dòng điện.
  • Khoảng khóa ngược (Reverse blocking period): Khoảng thời gian trong giai đoạn nghỉ mà anốt có điện thế âm so với catốt, ngăn chặn dòng điện chạy qua theo chiều ngược.
  • Khoảng khóa thuận (Forward blocking period): Khoảng thời gian trong giai đoạn nghỉ mà anốt có điện thế dương so với catốt nhưng dòng điện vẫn bị khóa không cho khởi động đảo chiều nhờ cơ chế điều khiển pha.

6. Hệ thống cung cấp điện và Thiết bị đường dây (Mục 811-29 đến Mục 811-36)

Quy định về hạ tầng cấp điện cho hệ thống kéo:

• Thiết bị thu dòng (Current collection): Các thiết bị như cần lấy điện (pantograph), guốc lấy điện dùng để tiếp xúc và nhận năng lượng từ đường dây trên cao hoặc ray thứ ba.
• Đường dây tiếp xúc trên đầu (Overhead contact line) và Thanh ray dẫn điện (Conductor rail): Các phương thức truyền tải điện năng dọc theo tuyến đường để cấp điện liên tục cho đoàn tàu.
• Mạch dòng điện trở về (Return current circuit): Hệ thống mạch điện dẫn dòng điện sau khi qua động cơ kéo quay trở lại trạm biến áp nguồn, thường tận dụng hệ thống ray chạy tàu làm dây dẫn ngược.
• Phần gối lên có cách điện (Insulated overlap): Cấu trúc chuyển tiếp giữa hai phân đoạn của đường dây tiếp xúc trên đầu, được thiết kế gối lên nhau và có cách điện để đảm bảo cần lấy điện chuyển qua êm thuận mà không gây ngắn mạch giữa hai phân đoạn nguồn khác nhau.