ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уральский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВО УрГУПС)

Кафедра «Электроснабжение транспорта»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

По дисциплине: «Основы компьютерного проектирования и моделирования контактной сети и линий электропередач»

Тема работы: «Исследование влияния гололедных нагрузок на стрелы провеса и натяжение проводов контактной подвески»

Студент: Баяндин Павел Валерьевич Белов Павел Геннадьевич Кузьминых Ирина Евгеньевна Максимова Татьяна Сергеевна Дульцева Марина Андреевна 4 курса Группы СОэ-415(З) ИЗО Специальности 23.05.05 Руководитель: доцент, руководитель, Окунев Александр Владимирович Дата сдачи:__________________________ Дата защиты:_________________________ Оценка:______________________________ Подпись руководителя:_________________

Екатеринбург

2019

Цель работы:

Исследование влияния гололедных нагрузок на стрелы провеса и натяжение проводов некомпенсированной, полукомпенсированной и компенсированной контактных подвесок.

Ход работы:

 

1

2

3

4

Рисунок 1 – Схема торможения компенсатора при помощи зажима:

1 – несущий трос; 2 – кронштейн с зажимом; 3 – опора; 4 – компенсатор

 

Нагружая подвеску «гололедом», следует измерить высоту несущего троса (НТ) и контактного провода (КП) в середине пролета (hк и hн), а также удлинение (DL) пружинного компенсатора, имитирующего упругое удлинение провода. Результаты измерений заносим в табл. 1.1 – 1.3.

 

Экспериментальные данные

Таблица 1.1

	Компенсированная подвеска														Длина пружины несущего троса, мм
	Высота несущего троса, мм							Высота контактного провода, мм
0	390	350	330	320	340	370	430	240	240	165	165	165	235	235	272
1	355	300	270	265	285	330	400	200	175	160	155	160	165	190	275
2	320	255	215	205	230	290	370	170	145	130	120	125	145	170	280
3	305	230	185	180	210	270	350	160	125	105	90	95	120	160	285

 

Таблица 1.2

	Полукомпенсированная подвеска														Длина пружины несущего троса, мм
	Высота несущего троса, мм							Высота контактного провода, мм
0	380	340	315	310	330	370	430	230	230	230	225	225	230	230	275
1	370	325	300	300	320	350	420	220	215	210	210	210	220	225	280
2	365	315	290	285	305	345	410	210	205	200	195	200	210	210	288
3	360	305	275	270	295	330	400	205	195	190	175	185	200	200	395

 

 

Таблица 1.3

	Некомпенсированная подвеска														Длина пружины несущего троса, мм
	Высота несущего троса, мм							Высота контактного провода, мм
0	380	340	320	320	330	370	430	230	230	230	230	230	230	230	280
1	375	330	305	300	320	360	420	220	220	215	210	210	220	220	285
2	365	320	290	290	310	350	410	215	210	210	200	200	210	215	295
3	360	310	280	280	300	340	405	210	200	185	180	190	200	210	305

 

Натяжение НТ при воздействии на контактную подвеску дополнительной нагрузки (гололеда) определяют по формуле:

,где Т₀ – натяжение НТ при беспровесном положении КП, Н (18кН);

DL – удлинение пружинного компенсатора, мм;

d – гибкость пружины, d = 1 мм/H.

 

, где φ_х – конструктивный коэффициент (φ_х = 1);

F_г – стрела провеса КП при гололеде, м;

F₀ – стрела провеса КП при беспровесном положении КП, м.

 

 

Таблица 1.4

Вычисленные величины

Тип подвески	Число грузов	Вычисленные величины
		ΔL, мм	f, мм	F, мм	gг, Н/м	Тг, кН
К	0	0	0	450	20,11	18
	1	3	75	862,5	25,18	18090
	2	8	337,5	1312,5	30,25	18240
	3	13	562,5	1500	35,32	18390
ПК	0	0	0	525	20,11	18
	1	5	112,5	600	25,18	18150
	2	13	225	712,5	30,25	18390
	3	20	375	825	35,32	18600
НК	0	0	0	450	20,11	18
	1	5	150	600	25,18	18150
	2	15	225	675	30,25	18450
	3	25	375	750	35,32	18750

 

,где h_к – стрела провеса КП при гололеде, мм;

h_к0 – стрела провеса КП при беспровесном положении КП, мм;

M_F- масштаб стрел провеса НТ и КП, M_F = 7,5.

Аналогичные расчеты для полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

 

,где h_н – стрела провеса НТ при гололеде, мм;

h_н0 – стрела провеса НТ при беспровесном положении КП, мм;

M_F- масштаб стрел провеса НТ и КП, M_F = 7,5.

Аналогичные расчеты для полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

 

Вес подвески с гололедом определяется по формуле:

, где g_Н – вес несущего троса (для МФ100);

g_К – вес контактного провода (для М120);

m_гр – вес одного груза;

n_гр – количество грузов;

M_G- масштаб веса подвески, M_G= 8,33;

l_пр – длина пролета.

Аналогичные расчеты для полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

 

,где Т₀ – натяжение НТ при беспровесном положении КП, Н (18кН);

DL – удлинение пружинного компенсатора, мм;

d – гибкость пружины, d = 1 мм/H;

М_Д – масштаб длины (М_Д = 30).

Аналогичные расчеты для полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

Таблица 1.5

Расчет стрел провеса НТ и КП

Тип подвески	Число грузов	Расчетные данные
		Wг, Н/м	Zг, Н	fг,мм	Fг,м
Компенсированная	0	31,28	28000	0	0,665
	1	39,1	28090	163	0,828
	2	46,83	28240	322	0,987
	3	54,53	28390	478	1,143
Полукомпенсированная	0	31,28	28000	0	0,665
	1	39,05	28150	160	0,825
	2	46,7	28390	314	0,979
	3	54,31	28600	465	1,13
Некомпенсированная	0	31,28	28000	0	0,665
	1	39,05	28150	160	0,825
	2	46,64	28450	311	0,976
	3	54,16	28750	456	1,121

 

, где W_г – приведенная нагрузка цепной подвески при гололеде, Н/м;

g_г – вес подвески с гололедом, Н/м;

j_х – конструктивный коэффициент, j_х =1;

К – натяжение КП, K=10000 Н;

T_г – натяжение НТ в гололедном режиме, Н;

Аналогичным образом выполняем все остальные расчеты для компенсированной, полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

, где Z_г – приведенное натяжение подвески в гололедном режиме, Н;

Аналогичным образом выполняем все остальные расчеты для компенсированной, полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

,где F_Г – стрела провеса НТ в гололедном режиме КП, м;

l – длина пролета с учётом масштаба, l = 2,3*30 = 69м.

Аналогичным образом выполняем все остальные расчеты для компенсированной, полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

, где f_г - стрела провеса КП в гололедном режиме КП, мм.

Аналогичным образом выполняем все остальные расчеты для компенсированной, полукомпенсированной и некомпенсированной подвесок.

 

По полученным результатам построим кривые зависимостей:

Рисунок 2 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса контактного провода от веса гололеда компенсированной подвески.

Рисунок 3 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса несущего троса от веса гололеда компенсированной подвески.

Рисунок 4 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса контактного провода от веса гололеда полукомпенсированной подвески.

Рисунок 5 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса несущего троса от веса гололеда полукомпенсированной подвески.

Рисунок 6 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса контактного провода от веса гололеда некомпенсированной подвески.

Рисунок 7 – Экспериментальные и расчетные зависимости стрел провеса несущего троса от веса гололеда некомпенсированной подвески.

 

Вывод:

В ходе лабораторной работы было исследовано влияние гололедных нагрузок на стрелы провеса и натяжение проводов компенсированной, полукомпенсированной и некомпенсированной контактной подвески. При наличии гололеда растет нагрузка на провода контактной подвески, увеличиваются стрелы провеса. Увеличение стрел провеса ведет к ухудшению качества токосъема, поэтому должны приниматься меры по профилактике и борьбе с гололедом.