38. Общие положения по выбору длин пролетов.
При увеличении расстояния между точками опирания (длины пролета) влияние жесткости стержня на форму кривой его провисания уменьшается.
Горизонтальная составляющая натяжения по длине пролета не изменяется. Изменение полного натяжения происходит за счет вертикальной составляющей.
в коротких пролетах наибольшее натяжение провода будет в Рtmin, а в длинных – в режиме добавочной нагрузки
39. Ветровые отклонения контактного провода простой подвески на прямом участке и допустимая длина пролета.
Определение ветровых отклонений проводов, максимально допускаемых длин пролетов может осуществляться по двум методикам:
– динамической, учитывающей динамические процессы, возникающие при действии на провода фактически неравномерной ветровой нагрузки;
– статической, основанной на учете статической равномерной ветровой нагрузки на провода с учетом коэффициентов, характеризующих конкретные условия трассы с точки зрения защищенности от ветра.
Более совершенной является динамическая методика. Но мы для понимания смысла расчетов, начнем с рассмотрения статической методики, причем упрощенной.
На рис. Рис. 79 рассмотрен контактный провод в пролете контактной подвески на прямом участке пути, на который действует равномерно распределенная ветровая нагрузка pк. Пусть на первой опоре зигзаг контактного провода направлен от опоры и по величине равен a, а на второй опоре зигзаг направлен к опоре и по величине также равен a.
Найдем максимальное ветровое отклонение провода в пролете относительно оси пути bкmax. Для расчета мы можем воспользоваться формулой для свободно подвешенного провода формула. Соответствующая расчетная схема приведена на рис. Рис. 80.
Наша ситуация полностью эквивалентна рассмотрению свободно подвешенного провода с равномерно распределенной нагрузкой от веса при точках подвеса, расположенных на разных уровнях. Вся разница в том, что данном случае мы рассматриваем не вертикальную, а горизонтальную плоскость, а вместо равномерно распределенной нагрузки от веса у нас равномерно распределенная нагрузка от ветра. Ранее мы выводили уравнение для стрелы провеса провода относительно верхней точки подвеса.
Подставим значения: H=K, h=2a, g = pк. С учетом того, что bкmax=fA−a, формула примет вид
режиму, для которого определяется lmax.
Средняя длина струн в средней части пролета lmax определяется по формуле:
где h0 – конструктивная высота подвески, м;
gп – нагрузка от веса всех проводов подвески на НТ (в данном случае при отсутствии гололеда и ветра), Н/м.
Для пролетов длиной более 70 м значение eср принимается таким же, как и для пролетов длиной 70 м.
Влияние отклонения несущего троса на отклонение контактного провода и значение параметров, входящих в выражение для pэ поясним на разрезе по плоскости, поперечной оси пути, в середине пролета, приведенном на рис. Рис. 81 и Рис. 82.
Положение элементов полукосой . Положение элементов полукосой контактной подвески при ветре
контактной подвески при отсутствии ветра
В выражение для lmax входят коэффициент k1 и нагрузка pэ, которые зависят от lmax. Поэтому определение максимально допускаемой длины пролета осуществляется методом последовательных приближений в следующем порядке:
1. При k1=1 и нагрузке pэ=0 определяется предварительное значение
lmax.
2. Для найденной lmax определяются значения k' и p' .
1 э
1. С учетом найденных k' и p' определяется уточненное l' .
1 э max
2.
max
max
Если lmax и l' отличаются менее чем на 5%, то расчет заканчивается, и значение l' принимается в качестве окончательного, в противном случае расчет продолжается в той же последовательности до тех пор, пока это отличие не станет равным 5% и менее (при этом последнее значение длины пролета принимается в качестве окончательного).
Точность расчета 5% рекомендуется для ручных расчетов. При расчетах на компьютерах лучше принять большую точность.
Напомним, что расчет максимально допускаемой длины пролета должен выполняться в двух режимах: РВmax и в РГВ.
Итак, мы научились определять lmax с учетом динамических факторов на прямых участках пути при разносторонних зигзагах КП на смежных опорах, равных по величине a. Обычно зигзаги на прямых выполняются именно таким образом, a = 0.3 м (за исключением воздушных стрелок, «переходов через ноль», изолирующих сопряжений и некоторых других случаев).
Теперь рассмотрим, как определить lmax на кривых участках пути, однако вначале обсудим принципы выбора зигзагов на кривых.
40. Ветровые отклонения контактного провода простой подвески на кривом участке и допустимая длина пролета.
С точки зрения ветроустойчивости наилучший вариант расположения контактного провода в кривой соответствует случаю, если в середине пролета контактный провод располагается по касательной к оси пути. На рис. Рис. 83 изображена схема расположения проводов в плане.
Рис. 83. Расположение контактного провода в кривой по касательной к оси пути
Величину зигзага определяют по формуле
В тоже время, в соответствии с ПУТЭКС [5], нормальный зигзаг на кривых не должен превышать 0.4 м. Поэтому на малых радиусах кривых, где R< l2/3.2 зигзаг устанавливают равным 0.4 м, при этом КП в середине пролета будет располагаться не по касательной к оси пути, а по хорде. На рис. Рис. 84 изображена схема расположения проводов для этого случая.
Рис. 84. Расположение контактного провода в кривой по хорде к оси пути
С другой стороны, на кривых большого радиуса крайне не желательно, чтобы зигзаги на смежных опорах были менее 0.15 м т.к. это вызовет повышенный износ контактных пластин токоприемника в узкой зоне. Поэтому, если R > l2/1.2 применяют разносторонние зигзаги: на одной опоре устанавливают a1 = 0.3 м во внешнюю сторону кривой, а на второй опоре устанавливают зигзаг во внутреннюю сторону кривой, а его значение определяют из условия, чтобы в середине пролета контактный провод располагался по оси пути: a2 = a1 − l2/(4R). На рис. Рис. 85 приведена схема расположения проводов в плане при большом радиусе кривой.
Рис. 85. Схема расположения проводов в плане при большом радиусе кривой с разносторонними зигзагами
С учетом вышесказанного формула для определения lmax для кривых участков, с учетом возможных разных зигзагов a1, a2 примет вид:
где N=2 (b к доп−γ к ) ± (a1 +a2 ) .
Знак минус перед дробью K/R соответствуют направлению ветра от центра кривой, плюс – к ее центру. Знак минус перед суммой a1 и a2 относится к односторонним зигзагам. При разносторонних зигзагах перед a1 или a2 надо изменить знак на обратный и принять ту комбинацию знаков, которая даст наименьшее значение lmax.
lmax для кривых участков пути определяется методом последовательных приближений аналогично расчету на прямых.
41. Определение ветровых отклонений контактных проводов с учетом влияния несущего троса. Определение допустимой длины пролета цепной подвески.
Определение ветровых отклонений проводов, максимально допускаемых длин пролетов может осуществляться по двум методикам: – динамической, учитывающей динамические процессы, возникающие при действии на провода фактически неравномерной ветровой нагрузки; – статической, основанной на учете статической равномерной ветровой нагрузки на провода с учетом коэффициентов, характеризующих конкретные условия трассы с точки зрения защищенности от ветра.
42. Автоколебания и вибрация проводов цепной подвески.
Ветровое воздействие, помимо горизонтальных отклонений проводов, может вызвать и вертикальные перемещения, которые называют автоколебаниями, или «пляской» проводов. Автоколебания происходят под действием сил, возникающих при обтекании воздушным потоком проводов, имеющих несимметричную форму поперечного сечения. Чаще всего это наблюдается при отложении на проводах гололеда. Автоколебания обычно возникают на участках, где провода не защищены от ветровых воздействий: в безлесных и незастроенных местностях. Размах колебаний весьма значителен (до 1 м и более), а частота, т. е, количество перемещений в одну и другую стороны от равновесного положения за единицу времени, достигает 40—60 периодов в 1 мин (0.6-1 Гц).
Сами по себе автоколебания затухают только тогда, когда изменяются вызвавшие их условия (например, прекращается ветер или тает гололед). Обычно приходится прибегать к различным мерам для их устранения. В противном случае возможны серьезные повреждения устройств контактной сети и воздушных линий. Для предотвращения появления автоколебаний целесообразно иметь вдоль электрифицированной линии лесные полосы, защищающие контактные подвески и воздушные линии от действия ветра. Применяют разбивку опор с пролетами разной длины. Хорошие результаты дает ромбовидная контактная подвеска, при которой автоколебания не возникают. Если автоколебания появились при наличии на проводах гололеда, принимают меры для его удаления. Одним из средств борьбы с вертикальными автоколебаниями является установка в отдельных пролетах контактной подвески между несущим тросом и контактным проводом динамических поглотителей колебаний – демпферов. При возникновении вертикальных колебаний в демпфере появляется значительное трение, способствующее их затуханию. Кроме автоколебаний, происходящих с большими перемещениями и сравнительно небольшими частотами, иногда возникают колебания с малыми перемещениями и большими частотами (около 100 Гц); это так называемая вибрация проводов. Появление вибрации вызывается периодическим возникновением различных по направлению вихрей при обтекании проводов воздушными потоками. При проектировании ветроустойчивости контактной подвески должно уделяться особое внимание, должны выполняться расчеты в соответствии с рассмотренными нами на предыдущих лекциях методиками. В обоснованных случаях должны применяться подвески повышенной ветроустойчивости.
43. Эластичность простой контактной подвески.
Контактные подвески являются эластичными конструкциями. Эластичность – это свойство контактных подвесок упруго реагировать (сопротивляться) на воздействие внешних сил, изменяя при этом свою геометрию и положение в пространстве, и возвращаться в исходное положение, которое они занимали до воздействия внешних сил, после прекращения воздействия. Возвращение подвески в исходное положение представляет собой колебательный процесс, скорость затухания которого зависит от конструктивных особенностей. Эластичность контактной подвески в рассматриваемой точке характеризуется отжатием контактного провода под действием приложенной к нему снизу вверх вертикальной силы. Эластичность оценивается числом η, измеряемым, как правило, в мм/Н, показывающем, на сколько мм поднимется контактный провод при воздействии на него силы в 1 Н. По характеру изменения эластичности в пролете контактные подвески могут быть равно- и неравноэластичными. Контактные подвески, у которых эластичность во всех точках пролета имеет одно и то же значение называют равноэластичными. Подвески, у которых значение эластичности изменяется в пределах пролета, называют неравноэластичными.
44. Подъем провода и эластичность подвески с бесконечно большим числом струн.
45. Эластичность цепной подвески в средней части пролета.
Выравнить эластичность мы можем за счет уменьшения эластичности в середине пролета и увеличения ее у опор. Уменьшить эластичность в середине пролета мы можем только до определенных значений. Натяжения НТ и КП ограничиваются физико-механическими характеристиками применяемых проводов. Мы можем принять натяжения проводов не более максимально допускаемых с учетом коэффициентов запаса по прочности. Для повышения натяжения можно применить провода большего сечения или легированные, но это не всегда экономически целесообразно. 148 Максимальная длина пролета при скоростях движения до 160 км/ч устанавливается с учетом обеспечения необходимой ветроустойчивости и соблюдения допускаемых габаритов. Длину пролета стремятся сделать как можно больше, т.к. с увеличением длины пролета уменьшается число опорных и поддерживающих конструкций, и, следовательно, уменьшается стоимость сооружения контактной сети.
46. Эластичность цепной подвески в опорном узле.
Опорным узлом цепной контактной подвески называют часть ее пролета у опоры между первыми от опоры простыми (нерессорными) струнами. Опорный узел простой подвески — это часть пролета подвески у опоры между крайними точками подвеса контактного провода. От конструкции и параметров опорных узлов контактных подвесок во многом зависят размер износа и равномерность изнашивания контактного провода в пролете, качество токосъема, особенно при высоких скоростях движения поездов, надежность работы подвесок при низких и высоких температурах воздуха, сильном ветре, больших гололед-но-изморозевых отложениях
.Опорные узлы цепных подвесок должны отвечать следующим требованиям :иметь эластичность, по возможности близкую к эластичности контактной подвески в середине пролета; обеспечивать одинаковое вертикальное перемещение контактного провода во всех точках опорного узла при изменении температуры воздуха; быстро гасить колебания контактного провода после прохода токоприемника; обеспечивать равномерное нажатие токоприемников на контактный провод по всей длине пролета; препятствовать при автоколебаниях распространению колебаний вдоль цепной подвески, не возбуждать горизонтальные колебания контактного провода.
Опорный узел, как и вся контактная подвеска, представляет собой сложную колебательную систему. Поэтому качество токосъема определяется как статическими, так и динамическими его характеристиками. Основной для опорного узла является характеристика, представляющая зависимость отжатая контактного провода вертикальной силой вверх и вниз от уровня его свободного положения. Динамические качества опорного узла контактных подвесок оценивают по зависимостям свободных вертикальных колебаний контактного провода у опоры после прохода токоприемника.
Такие зависимости получают экспериментально: по ним устанавливают максимальную амплитуду вертикальных колебаний контактного провода в опорном узле, а также степень их затухания. В качестве единицы затухания колебаний принимают натуральный логарифм отношения амплитуд колебаний через один период (логарифмический декремент затухания колебаний). Чем быстрее затухают колебания контактного провода
47. Токоприемники.
Токоприемником называется аппарат, предназначенный для передачи электрической энергии от электротяговой сети к электрооборудованию электроподвижного состава (ЭПС).
В зависимости от токовой нагрузки (нагрузочной способности) токоприемники в России подразделяют на два типа:
– типа Т («тяжелые»), предназначенные для грузовых и пассажирских электровозов постоянного тока и двойного питания; при движении они должны длительно обеспечивать съем с контактного провода тока 2200 А;
– типа Л («легкие»), предназначенные для грузовых и пассажирских электровозов переменного тока и электропоездов постоянного и переменного тока; при движении они должны обеспечивать длительно съем с контактного провода тока 500 А.
Конструктивно токоприемники состоят из четырех основных частей: основания, укрепленного на четырех опорных изоляторах; подвижной рамной системы, собранной из легких элементов – рычагов, связанных шарнирами; контактной системы – кареток и одного или двух полозов с токосъемными пластинами; механизма подъема и опускания, состоящего из пневматического привода, пружин и рычагов.
Время подъема токоприемника из сложенного положения до максимальной рабочей высоты при номинальном давлении сжатого воздуха должно составлять 7–10 с, а время опускания – 3,5–6 с.
48. Показатели качества токосъема.
Основным показателем качества токосъема принято считать относительное изменение контактного нажатия n, которое выбирается наибольшим из двух величин:
(17)
Где , – наибольшее и наименьшее контактное нажатие.Принято считать токосъем удовлетворительным при n≤0,5.Вторым показателем, нашедшим в отечественной практике широкое применение, является наибольший размах (двойная амплитуда) вертикальных перемещений полоза в пролете, определяемый по формуле
(18)
гдеHmax и Hmin – наибольшая и наименьшая высоты полоза над уровнем головок рельсов в пролете.При лучших контактных подвесках и токоприемниках наибольший размах колебаний в пролете не превышает 50 мм при скорости движения 180 км/ч.Третий показатель – коэффициент отрыва токоприемника, определяемый по формуле
(19)
гдеTот – суммарное время отрыва всех контактных элементов полоза от провода на участке для которого определялся kот, с;
T – время прохождения токоприемником этого участка, с.
Коэффициент отрыва при лучших токоприемниках и подвесках не превышает 1,5 % для скорости движения 180 км/ч.
49. Контактное нажатие и его составляющие.
При движении ЭПС точка контакта токоприемника с КП совершает колебания, которые обусловлены периодическим изменением параметров подвески (например, эластичности в пролете), а также колебанием локомотива из-за неровности пути в плане и профиле. Кроме того, вдоль контактной подвески в обе стороны от точки контакта каждого токоприемника с КП распространяются волны колебаний, влияющие на взаимодействие других токоприемников с контактной подвеской.
Поэтому процесс взаимодействия токоприемника с контактной подвеской очень сложен и носит вероятностный характер.
Этот процесс характеризуется главным образом траекторией точки контакта токоприемника с КП и изменением контактного нажатия относительно оптимального значения. В идеальном случае эта траектория должна представлять собой прямую линию, а контактное нажатие должно быть постоянным и равным оптимальному значению, при котором износ КП и токосъемных пластин токоприемника минимально возможный. В реальных условиях траектория точки контакта криволинейна и контактное нажатие непостоянно
50. Характеристики токоприемников, влияющие на качество токосъема.
а) статическое нажатие;
б) приведенная масса;
в) аэродинамическая подъемная сила;
г) параметры демпфирования.
Статическое нажатие неодинаково при подъеме полоза (активное нажатие), и при опускании полоза (пассивное нажатие) за счет трения в шарнирах токоприемника Статическое нажатие во многом определяет степень износа КП и контактных элементов токоприемника. При малых его значениях увеличивается электрических износ, при больших – механический.
приведенная масса напрямую влияет на величину динамической составляющей контактного нажатия. Уменьшение этой массы является эффективным средством улучшения токосъема, особенно при высоких скоростях движения. Препятствием к снижению этой массы до желаемого значения является необходимость обеспечить требуемую токопроводность и прочность конструкции. В конструкциях токоприемников для высоких скоростей движения для снижения приведенной массы применяют двухступенчатые и асимметричные схемы, а также используют легкие конструкционные материалы (алюминиевые сплавы, композитные материалы и др.).
Аэродинамическая подъемная сила – один из параметров, изменением которого можно предотвратить отрывы токоприемника при отрицательных значениях Pдин. Т.к. изменение дин возрастает с увеличением скорости, нам выгодно, чтобы Pаэ при увеличении скорости возрастала, т.е. полоз токоприемника должен работать как крыло. Европейские нормативные документы для высоких скоростей движения рекомендуют стремиться к аэродинамической характеристике
аэродинамическая подъемная сила: делает более плавной траекторию движения полоза и помогает предотвратить резонансные колебания в системе «контактная подвеска –токоприемник», особенно при моторвагонной тяге. Износ контактного провода и меры для его уменьшенияВ процессе движения токоприемника по контактному проводу происходит изнашивание и провода, и контактных пластин токоприемника. Интенсивность износа в основном зависит от снимаемого тока, силы нажатия токоприемника на контактный провод, материала трущихся поверхностей, их состояния и смазки, и, конечно, от устройства контактной сети и токоприемника.
51. Характеристики контактной подвески, влияющие на качество токосъема.
Эластичность является одним из показателей, по которым косвенно оценивают качество подвески и возможную реализуемую скорость движения с надежным токосъемом. Зная эластичность подвески можно определить отжатие контактной провода при статическом нажатии. Однако, при повышении скорости движения отжатия контактного провода возрастают по сравнению со статическими за счет динамических процессов.
При разработке высокоскоростных подвесок для практической предварительной оценки возможности реализации заданной скорости движения без проведения сложных расчетов и моделирования, определяют несколько базовых физических характеристик контактной подвески:
–статические характеристики – максимальную эластичность подвески в пролете, относительную неравномерность эластичности;
– динамические – скорость распространения волны, коэффициент Доплера, коэффициент отражения, коэффициент усиления, резонансные частоты и резонансные скорости.
52. Изнашивание контактных проводов.
В процессе движения токоприемника по контактному проводу происходит изнашивание и провода, и контактных пластин токоприемника. Интенсивность износа в основном зависит от снимаемого тока, силы нажатия токоприемника на контактный провод, материала трущихся поверхностей, их состояния и смазки, и, конечно, от устройства контактной сети и токоприемника.
Условно износ можно разделить на электрический и механический.
Электрический износ происходит в основном под действием искровых процессов. Чем больше снимаемый ток, тем больше этот износ. Усиленный износ наблюдается в местах трогания и разгона поездов с электрическими локомотивами, а также на затяжных подъемах, где потребляются значительные токи. По этой же причине износ на дорогах переменного тока при прочих равных условиях значительно меньше, чем на дорогах постоянного тока.
Механический износ является результатом трения контактирующих поверхностей. С увеличением нажатия токоприемника на контактный провод механический износ возрастает. Значительное увеличение его наблюдается в местах нахождения на контактной сети жестких точек и сосредоточенных нагрузок, а также в местах снижения контактного провода при подходе к искусственным сооружениям, где нажатие токоприемника на провод повышается.
Неровность и загрязнение контактных пластин и контактного провода вызывают увеличение как механического, так и электрического износа. Поэтому на электрифицированных дорогах, где сохраняется движение тепловозов, износ больше, чем на дорогах, где эти локомотивы не работают. Значительно возрастает износ при токосъеме во время гололедных образований, так как в этом случае возникает искрение между проводом и токоприемником.
53. Модели системы токоприемник – контактная подвеска.
Взаимодействие токоприемника с контактной подвеской представляет собой очень сложный колебательный процесс. В этом процессе участвуют две колебательные системы с распределенными параметрами – железнодорожный путь и контактная подвеска. Локомотивы и токоприемники представляют собой системы с условно сосредоточенными параметрами.
Упрощенная схема, поясняющая процесс взаимодействия токоприемника с контактной подвеской, приведена на рис
где ηx – эластичность подвески на расстоянии x от опоры;
mк(x) – приведенная масса подвески на расстоянии x от опоры;
Pк – усилие в контакте или контактное нажатие;
mт – приведенная масса токоприемника;
Pст – статическое нажатие токоприемника;
Pаэ – аэродинамическая подъемная сила токоприемника;
Pдин – динамическая составляющая контактного нажатия;
z(x) – расстояние от УГР до КП при отсутствии токоприемника на расстоянии x от опоры;
y(x) – расстояние от УГР до КП при нажатии токоприемника на расстоянии x от опоры.
Приведенная масса токоприемника mт – условная масса, сосредоточенная в точке контакта полоза с КП и оказывающая такое же воздействие на подвеску, как и реальный токоприемник. mт определяется, в основном, массой полоза и незначительно изменяется при изменении высоты токоприемника, но значительно отличается у разных типов токоприемников.
Pст – статическое нажатие токоприемника, т.е. нажатие полоза неподвижного токоприемника на КП, которое создается подъемными пружинами. Оно неодинаково при разных высотах полоза и, кроме того, за счет трения в шарнирах при подъеме уменьшается (активное нажатие), а при опускании увеличивается (пассивное нажатие). Pст для токоприемников типа Л 70-90 Н, для типа Т – 90-110 Н.
mк(x) – приведенная масса контактной подвески – условная масса, сосредоточенная в точке контакта КП с полозом токоприемника, оказывающая на токоприемник такое же воздействие, что и реальная контактная подвеска в данном месте пролета. mк(x) неодинакова в разных точках пролета и зависит от подъема КП, т.е. от эластичности подвески и ее изменения вдоль пролета.
54. Основные габариты контактной сети.
1. Расстановка опор при проходе ИССО, как правило, должна производиться с учетом расположения ИССО в середине пролета. Длины пролетов на подходах и в пределах ИССО определяются с учетом вертикальных перемещений проводов подвесок в разных режимах и соблюдения минимальных допустимых габаритов. Минимальная высота КП должна рассчитываться с учетом изменения его положения под воздействием максимальной температуры или гололеда на провода подвески.
2. Проект прохода контактной подвески в ИССО должен содержать расчетные данные снижения (увеличения) конструктивной высоты; уклоны пути и КП; разность уклонов пути и КП; высоту подвешивания НТ и КП; предельные положения проводов подвески при крайних значениях расчетных условий.
3. Конструкция прохода контактной подвески в ИССО должна обеспечивать соблюдение минимально допустимых расстояний между
проводами и заземленными частями сооружений, а также между КП и УГР в расчетных условиях эксплуатации. Величина воздушного зазора между частями контактной сети, находящимися под напряжением, и заземленными частями сооружений должна рассчитываться с учетом уменьшения массы КП в процессе эксплуатации и воздействия на подвеску токоприемника.
4. В любой точке пролета при расчетных условиях эксплуатации минимальная высота КП над уровнем головок рельсов должна быть не менее:
– на перегонах и станциях – 5750 мм,
– на переездах – 6000 мм.
В исключительных случаях в зоне ИССО это расстояние с разрешения Департамента электрификации и электроснабжения РЖД может быть уменьшено до 5675 мм при переменном токе и до 5550 мм при постоянном токе.
5. При проходе ИССО без отбойников расстояние от КП (НТ) до расположенных над ним заземленных частей ИССО и поддерживающих конструкций должно быть при двух контактных проводах не менее 500 мм, при одном – не менее 650 мм. Эти расстояния должны быть выдержаны с учетом подъема НТ при износе КП. Меньшие расстояния допускаются при установке изолированных отбойников, исключающих возможность приближения КП (НТ) и токоприемников к расположенным над ними заземленным частям на расстояние менее:
– для постоянного тока 3 кВ – 200 мм (наименьшее допустимое расстояние – 150 мм);
– для переменного тока 25 кВ – 350 мм (наименьшее допустимое расстояние – 300 мм).
Наименьшие допустимые расстояния могут применяться на существующих ИССО с разрешения ОАО «РЖД».
6. При проходе ИССО с отбойниками для НТ расстояние от НТ до изолированного отбойника при расчетной минимальной температуре, взаимодействии подвески с токоприемником и износе КП должно быть не менее 50 мм.
7. При проходе ИССО с отбойниками для КП расстояние от КП до изолированного отбойника при отсутствии токоприемника должно быть не менее 100 мм при одном и двух КП на перегонах, на железнодорожных станциях, путях депо и других второстепенных путях.
КП под отбойником должен иметь предохранительную накладку.
При проходе ИССО с отбойниками для КП расстояние от предохранительной накладки до изолированного отбойника при расчетной минимальной температуре, взаимодействии подвески с токоприемником и износе КП должно быть не менее 50 мм.
8. При конструктивной высоте подвески менее 1300 мм опорные узлы должны предусматриваться со смещенными опорными струнами.
9. При проходе ИССО без разанкеровки НТ минимальное расстояние между осями НТ и КП в пределах пролета должно быть, как правило, не менее 300 мм.
10. При переходе от одной высоты подвешивания КП к другой абсолютные значения алгебраической разности уклонов КП и пути в пролетах не должны превышать установленных значений, рассчитанных для различных скоростей движения.
11. Схемы и узлы прохода проводов различного назначения должны исключать поджатие проводов к заземленным частям до недопустимых значений и обеспечивать допустимые расстояния до земли и сооружений в расчетных условиях эксплуатации.
Контактная подвеска на мостах с ездой поверху, длина которых превышает длину пролета, подвешивается на опорах, установленных на специальных основаниях непосредственно на фермах моста. Способ прохода контактной подвески на мостах с ездой понизу зависит от конструкции моста. Чаще всего применяют подвеску с малой конструктивной высотой, с тем чтобы при этом в середине пролетов НТ и КП не сближались настолько, чтобы нельзя было установить струны, при этом длины пролетов уменьшают до 20 – 30 м.
В тоннелях применяют специальные конструкции для размещения подвески в стесненных условиях, а иногда пространственно-ромбовидные подвески или жесткие контактные рельсы.
55. Изоляторы контактной сети.
Изоляторы являются одним из ответственных элементов контактной сети. Повреждение их может привести к снятию напряжения, а следовательно, к нарушению графика движения поездов на участке.
Классификация изоляторов
Изоляторы делятся по назначению на:
– подвесные;
– натяжные;
– фиксаторные;
– консольные.
По материалу изоляционной детали:
– керамические (фарфоровые);
– стеклянные;
– полимерные.
По типу конструкции:
– тарельчатые;
– стержневые.
По геометрии изоляционной детали:
– гладкостержневые;
– ребристые.
Рисунок 39 – Изоляторы; 1 – тарельчатые, 2 – стержневые
Рисунок 40 – Изоляторы; 1 – гладкостержневые, 2 – ребристые
Основные характеристики изоляторов
Электрические.
Сухоразрядное напряжение – напряжение промышленной частоты (50 Гц), приложенное к электродам изолятора, при котором по его сухой и чистой поверхности происходит искровой разряд.
Мокроразрядное напряжение – то же при воздействии равномерных водяных струй, падающих под углом 45o на поверхность изолятора.
Пробивное напряжение – наименьшее напряжение промышленной частоты, при котором происходит электрический пробой через материал изолятора.
Длина пути утечки тока – наикратчайшее расстояние (огибающая) контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами.
Номинальное рабочее напряжение.
Наибольшее рабочее напряжение и др.
Механические.
Механическая разрушающая сила при растяжении.
Разрушающий изгибающий момент и др.
56. Электрические соединители.
1. Поперечные электрические соединители для соединения несущего троса и контактного провода, препятствует пережогу струн (струна не будет нагреваться). Выполнятся из провода для постоянного тока МГ-95, МГ-120; для переменного тока применяется МГ-70, МГ-95.
Устанавливают у опорного узла: для постоянного тока в каждом пролёте; для переменного тока через пролёт.
2. Продольные электрические соединители предназначены для обеспечения прохода тока тяги Iт. Устанавливаются на сопряжениях анкерных участков.
3. Групповые электрические соединители устанавливается на станциях в местах трогания поездов и объединяют контактные подвески в группы путей, а так же для предотвращения перегорании проводов контактной подвесок боковых путей при трогании поездов
. 4. Обводные электрические соединители применяются при анкеровке проводов на опору контактной сети для соединения проводов.
5. Потенциальные электрические соединители устанавливаются на сопряжениях для выравнивания потенциала отходящей ветви на анкеровку и контактную сеть.
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
2019-08-13
874
Обсуждений (0)
Найдем максимальное ветровое отклонение провода в пролете относительно оси пути bкmax. Для расчета мы можем воспользоваться формулой для свободно подвешенного провода формула. Соответствующая расчетная схема приведена на рис. Рис. 80.
Наша ситуация полностью эквивалентна рассмотрению свободно подвешенного провода с равномерно распределенной нагрузкой от веса при точках подвеса, расположенных на разных уровнях. Вся разница в том, что данном случае мы рассматриваем не вертикальную, а горизонтальную плоскость, а вместо равномерно распределенной нагрузки от веса у нас равномерно распределенная нагрузка от ветра. Ранее мы выводили уравнение для стрелы провеса провода относительно верхней точки подвеса.
Подставим значения: H=K, h=2a, g = pк. С учетом того, что bкmax=fA−a, формула примет вид
режиму, для которого определяется lmax.
Средняя длина струн в средней части пролета lmax определяется по формуле:
где h0 – конструктивная высота подвески, м;
gп – нагрузка от веса всех проводов подвески на НТ (в данном случае при отсутствии гололеда и ветра), Н/м.
Для пролетов длиной более 70 м значение eср принимается таким же, как и для пролетов длиной 70 м.
Влияние отклонения несущего троса на отклонение контактного провода и значение параметров, входящих в выражение для pэ поясним на разрезе по плоскости, поперечной оси пути, в середине пролета, приведенном на рис. Рис. 81 и Рис. 82.
Положение элементов полукосой . Положение элементов полукосой контактной подвески при ветре
контактной подвески при отсутствии ветра
В выражение для lmax входят коэффициент k1 и нагрузка pэ, которые зависят от lmax. Поэтому определение максимально допускаемой длины пролета осуществляется методом последовательных приближений в следующем порядке:
1. При k1=1 и нагрузке pэ=0 определяется предварительное значение
lmax.
2. Для найденной lmax определяются значения k' и p' .
1 э
1. С учетом найденных k' и p' определяется уточненное l' .
1 э max
2. 
Рис. 83. Расположение контактного провода в кривой по касательной к оси пути
Величину зигзага определяют по формуле
В тоже время, в соответствии с ПУТЭКС [5], нормальный зигзаг на кривых не должен превышать 0.4 м. Поэтому на малых радиусах кривых, где R
< l2/3.2 зигзаг устанавливают равным 0.4 м, при этом КП в середине пролета будет располагаться не по касательной к оси пути, а по хорде. На рис. Рис. 84 изображена схема расположения проводов для этого случая.
Рис. 84. Расположение контактного провода в кривой по хорде к оси пути
С другой стороны, на кривых большого радиуса крайне не желательно, чтобы зигзаги на смежных опорах были менее 0.15 м т.к. это вызовет повышенный износ контактных пластин токоприемника в узкой зоне. Поэтому, если R > l2/1.2 применяют разносторонние зигзаги: на одной опоре устанавливают a1 = 0.3 м во внешнюю сторону кривой, а на второй опоре устанавливают зигзаг во внутреннюю сторону кривой, а его значение определяют из условия, чтобы в середине пролета контактный провод располагался по оси пути: a2 = a1 − l2/(4R). На рис. Рис. 85 приведена схема расположения проводов в плане при большом радиусе кривой.
Рис. 85. Схема расположения проводов в плане при большом радиусе кривой с разносторонними зигзагами
С учетом вышесказанного формула для определения lmax для кривых участков, с учетом возможных разных зигзагов a1, a2 примет вид:
где N=2 (b к доп−γ к ) ± (a1 +a2 ) .
Знак минус перед дробью K/R соответствуют направлению ветра от центра кривой, плюс – к ее центру. Знак минус перед суммой a1 и a2 относится к односторонним зигзагам. При разносторонних зигзагах перед a1 или a2 надо изменить знак на обратный и принять ту комбинацию знаков, которая даст наименьшее значение lmax.
lmax для кривых участков пути определяется методом последовательных приближений аналогично расчету на прямых.
, 
– наибольшее и наименьшее контактное нажатие.Принято считать токосъем удовлетворительным при n≤0,5.Вторым показателем, нашедшим в отечественной практике широкое применение, является наибольший размах (двойная амплитуда) вертикальных перемещений полоза в пролете, определяемый по формуле
где ηx – эластичность подвески на расстоянии x от опоры;
mк(x) – приведенная масса подвески на расстоянии x от опоры;
Pк – усилие в контакте или контактное нажатие;
mт – приведенная масса токоприемника;
Pст – статическое нажатие токоприемника;
Pаэ – аэродинамическая подъемная сила токоприемника;
Pдин – динамическая составляющая контактного нажатия;
z(x) – расстояние от УГР до КП при отсутствии токоприемника на расстоянии x от опоры;
y(x) – расстояние от УГР до КП при нажатии токоприемника на расстоянии x от опоры.
Приведенная масса токоприемника mт – условная масса, сосредоточенная в точке контакта полоза с КП и оказывающая такое же воздействие на подвеску, как и реальный токоприемник. mт определяется, в основном, массой полоза и незначительно изменяется при изменении высоты токоприемника, но значительно отличается у разных типов токоприемников.
Pст – статическое нажатие токоприемника, т.е. нажатие полоза неподвижного токоприемника на КП, которое создается подъемными пружинами. Оно неодинаково при разных высотах полоза и, кроме того, за счет трения в шарнирах при подъеме уменьшается (активное нажатие), а при опускании увеличивается (пассивное нажатие). Pст для токоприемников типа Л 70-90 Н, для типа Т – 90-110 Н.
mк(x) – приведенная масса контактной подвески – условная масса, сосредоточенная в точке контакта КП с полозом токоприемника, оказывающая на токоприемник такое же воздействие, что и реальная контактная подвеска в данном месте пролета. mк(x) неодинакова в разных точках пролета и зависит от подъема КП, т.е. от эластичности подвески и ее изменения вдоль пролета.
Рисунок 39 – Изоляторы; 1 – тарельчатые, 2 – стержневые
Рисунок 40 – Изоляторы; 1 – гладкостержневые, 2 – ребристые
Основные характеристики изоляторов
Электрические.
Сухоразрядное напряжение – напряжение промышленной частоты (50 Гц), приложенное к электродам изолятора, при котором по его сухой и чистой поверхности происходит искровой разряд.
Мокроразрядное напряжение – то же при воздействии равномерных водяных струй, падающих под углом 45o на поверхность изолятора.
Пробивное напряжение – наименьшее напряжение промышленной частоты, при котором происходит электрический пробой через материал изолятора.
Длина пути утечки тока – наикратчайшее расстояние (огибающая) контурам наружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, находящимися под разными потенциалами.
Номинальное рабочее напряжение.
Наибольшее рабочее напряжение и др.
Механические.
Механическая разрушающая сила при растяжении.
Разрушающий изгибающий момент и др.
2. Продольные электрические соединители предназначены для обеспечения прохода тока тяги Iт. Устанавливаются на сопряжениях анкерных участков.
3. Групповые электрические соединители устанавливается на станциях в местах трогания поездов и объединяют контактные подвески в группы путей, а так же для предотвращения перегорании проводов контактной подвесок боковых путей при трогании поездов
. 4. Обводные электрические соединители применяются при анкеровке проводов на опору контактной сети для соединения проводов.
5. Потенциальные электрические соединители устанавливаются на сопряжениях для выравнивания потенциала отходящей ветви на анкеровку и контактную сеть.
