Существует несколько путей повышения безопасности работы токосъемных устройств, одним из которых является создание предохранительных устройств, встраиваемых в конструкцию токоприемников и обеспечивающих их автоматическое опускание в аварийных ситуациях. Использование этих устройств позволяет предотвратить перерастание небольших неисправностей на контактной подвеске в аварии, вызывающие серьезные повреждения как токоприемников, так и контактной сети.
В Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) в рамках проекта «Разработка и организация высокотехнологичного производства нового магистрального токоприемника для применения на линиях с модернизированной инфраструктурой системы токосъема», реализованного при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, был разработан токоприемник, оснащенный предохранительными устройствами нового поколения на основе управляемых пневматических устройств и обеспечивающий защиту от срыва или повышенного износа вставки, а также поломки полоза; от подъема на высоту более допустимой при выезде электроподвижного состава за знак «Конец контактной подвески» или обрыве контактных проводов; от ударов и наездов на препятствия на контактной подвеске [3]. При срабатывании этих устройств одновременно с опусканием токоприемника происходит отключение главного выключателя электровоза во избежание повреждений элементов токоприемника и контактной сети электрической дугой.
Для контроля и управления работой предохранительных устройств используются управляющие устройства токоприемника, реализованные с помощью пневматического модуля управления (рис. 1).
Сжатый воздух из пневмомагистрали электроподвижного состава поступает через блок подготовки питающего воздуха в блок управления давлением резинокордной оболочки, который состоит из двух электропневматических клапанов, регулирующих подачу воздуха в пневматический привод (резинокордный элемент). Блок подготовки питающего воздуха включает в себя фильтросушитель для предотвращения попадания влаги в блоки пневматического блока управления. Из блока управления давлением воздух поступает через блок аварийного опускания с помощью воздушного рукава в пневмомагистраль токоприемника. Кроме того, блок управления давлением связан с блоком контроля герметичности пневмомагистрали токоприемника, а блок аварийного опускания электрически связан с блоком контроля герметичности защитного контура, включающего в себя устройства защиты от срыва контактного элемента, подъема на высоту более допустимой и от наезда на препятствие на контактной подвеске. Блок контроля герметичности пневмомагистрали токоприемника состоит из датчика давления и предназначен для подачи управляющих воздействий на блок управления для уменьшения или увеличения давления в резинокордной оболочке при изменении высоты подъема токоприемника. Регулирование времени подъема и опускания токоприемника осуществляется за счет регулирования электропневматических клапанов в блоке управления. Работу модуля управления можно проследить с помощью блока индикации, который показывает состояние каждого блока и моменты срабатывания устройства автоматического аварийного опускания токоприемника.