Автор: Шевченко В.В.   Ефремов И.С.   Кобозев В.М.  

Теги: тепловые двигатели в целом   получение, распределение и использование пара   паровые машины   паровые котлы   электрические сети   электрические машины   техническое описание   издательство высшая школа  

Год: 1985

Похожие

Трамвай в Санкт-Петербурге

Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В 2 томах. Том 2

Тяговые подстанции трамвая и троллейбуса

Электрическая тяга: Городской наземный транспорт

Текст
                    И.С Ефремов
В.М Кобозев
В.ВШевченко
Технические
средства
городского
электрического
транспорта
учебное пособие
для вузов

И.С.Ефремов
В. М. Кобозев
В. В. Шевченко
Технические
средства
городского
электрического
транспорта
Допущено
Министерством высшею и среднего
специального образования СССР
в качестве учебного пособия
для студентов вузов,
обучающихся по специальности
„Городской элск1рический транспор г“

МОСКВА „ВЫСШАЯ ШКОЛА“ 1985
SCANNED BY Е69 2008

ББК39.16
Е92
УДК 621.1.066
Р ец е и з е н г ы:
кафедра Харьковского института инженеров коммунального строительства
(зав. кафедрой кая д. техн, на у к, дон. 3. /1. Kept iyiu ин); А. Н. Максимов к апд.
техн, наук, ст. науч. corp. Академии коммунального хозяйства им. К Л Памфи-
лова.
Ефремов И.С., Кобозев В.М., Шевченко В.В.
Е92	1 ехническис средства городского электрического транспорт:
Учеб, пособие для студ. вузов спец. ’’Гор. электрич. транспор!”. - М.:
Высш, шк., 1985. -448с., ил.
В пер.: 1 р. 40 к.
В пособии изложены конструкции, теория и расчет технических средств
городского электрического транснор та (ГЭТ): подвижного состава, систем
электроснабжения, дорожных сооружений и путевых устройств. Описаны сов-
ременные конструкции технических средств ГЭТ, в том числе развитие систем
управления и конструкций механического оборудования подвижного состава,
преобразовательных агрегатов тяговых подстанций, индустриальных конструк-
ций путевых устройств.
г 3604000000-4 5 6 „ oz	БЕК 39.16
Е---------------21-86
001(01)-85	6ТЗ
Иван Семенович Ефремов, Вадим Михайлович Кобозев,
Владимир Васильевич Шевченко
ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТРАНСПОРТА
Заведующая редакцией Н.И.Хрустал ев а
Редактор И.Е.Якушина
Художник Т.В.Панина
Художественный редактор Т.В.Панина
Технический редактор Л.Ю.Щербакова
Корректор Г.А.Чечеткина
ИБ №4842
Изд. № Стд.-393. Сдано в набор 25.03.85. Поди, в печать 27.09.85. Т-19912. Формат
60x901/16- Бум. офсет. № 2. Гарнитура Пресс-Роман. Печать офсетная. Объем 28 усл.
псч. л. 28 усл. кр.-отт. 32,56 уч. изд. л. Тираж 3000 экз. Зак. № 1962. Цена 1р. 40 к.
Издательство "Высшая школа’', 101430, Москва, ГСП-4, Недлинная ул., д. 29/14
Набрано на наборно-пишущих машинах издательства. Отпечатано в Московской топо-
графии № 8 "Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам изда-
тельств, полиграфии и книжной торговли, 101898, Москва, Центр, Хохловский пер., 7.
© Издательство "Высшая школа", 1985

ПРЕДИСЛОВИЕ
Данное пособие является продолжением книги Ефремова ИХ'., Кобозева В.М.,
Юдина В.А, "Теория городских пассажирских перевозок", выпущенной издательством
"Высшая школа" в 1980 г. Книга состоит из четырех разделов, включающих двенад-
цать глав. В первом разделе рассмотрены характеристики и элементы подвижного
состава городскою электрического транспорта (ГЭТ). Помимо обычно излагаемых
юхнических характеристик подвижного состава (ПС) описаны характеристики надеж-
ности, технологичности, эргономические, санитарно-гигиенические и патентно-право-
вой защиты, нормируемые ГОСТами и техническими заданиями на проектирование,
а также перспективные конструктивные решения кузовов, ходовой части, механичес-
ких тормозов, гидравлического оборудования и других элементов ПС. которые
увязаны с особенностями эксплуатационной работы ПС на городских маршрутах. Во
втором разделе дана характеристика систем электрической тяги ГЭТ. основы теории
электрического расчета гиговой сети, рассмотрены конструкции контактной и ка-
бельной сети, тяговые подстанции ГЭТ, принципы автоматизации и телемеханизации
систем хтектроенабжения. В третьем разделе приведены характеристики, коиструк-
швныс решения и основы расчета городских дорог и рельсовых путей ГЭТ. рассмот-
рены принципы эффективной организации трамвайного путевого хозяйства и ин-
дустриальные конструкции пути, основы теории взаимодействия подвижного сос-
тава и путевых устройств. В четвертом разделе рассмотрены научные основы и прин-
ципы организации технического обслуживания и ремонта технических средств под-
вижного состава, оборудования тяговых подстанций и тяговых сетей системы электро-
снабжения ГЭТ, текущего содержания и ремонта рельсового пути трамвая. Основное
внимание уделено научным основам построения оптимальных систем и передовым
методам организации технического обслуживания и ремонта.
Отличительная особенность книги - повышенное внимание вопросам взаимодей-
ствия технических средств ГЭГ и увязка их технических характеристик как между
собой, гак и е характеристиками пассажирских перевозок.
Учебное пособие предназначается для студентов вузов, обучающихся но специаль-
ности "Городской электрический транспорт". Может быть полезно студентам спе-
циальности "Градостроительство" инженерно-строительных и политехнических ву-
зов, научным и инженерно-техническим работникам, специализирующимся в области
проектирования, производства и эксплуатации технических средств ГЭТ.
Раздел первый написал д-ром техн. наук, проф. ИХ’. Ефремовым, раздел второй -
д-ром техн. наук. проф. В.В. Шевченко, раздел третий и четвертый - канд. техн, наук,
доц. В.М. Кобозевым.
при подготовке книги учтены зам<-чания и советы рецензентов: кафедры город-
ского электрического транспорта Харьковского института инженеров коммунального
строительства и канд. техн, наук А.Н. Максимова, которым авторы выражают сердеч-
ную благодарность.
Замечания и пожелания по улучшению содержания книги просим направлять
по адресу: 101430. Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 20/14, изд-во ''Высшая школа".
Авторы

ВВЕДЕНИЕ
В решениях апрельского и июньского (1985 г.) Пленумов ЦК КПСС
поставлена задача качественного улучшения всех видов обслуживания со-
ветских людей, в том числе перевозок населения. Основная часть пассажи-
роперевозок в СССР осуществляется городским массовым пассажирским
транспортом (ГМПТ): автобусами (60%) и городским электрическим тран-
спортом (40%) - троллейбусами, трамваями и метрополитеном, В крупных
и крупнейших городах 60% перевозок и выше осуществляет ГЭТ. Рост
объемов и задачи повышения - качества перевозок требуют дальнейшего
совершенствования технических средств ГЭТ.
Технические средства городского электрического транспорта - это
комплекс основных фондов, требующихся управлениям трамвая, трол-
лейбуса, метрополитена, трамвайно-троллейбусным управлениям, управле-
ниям городского пассажирского транспорта для качественной организации
н технического обеспечения городских пассажирских перевозок. Основные
технические средства ГЭТ - подвижной состав, технические средства сис-
тем электроснабжения подвижного состава и организации его движения,
городские дороги и рельсовые пути.
Современные средства ГЭТ отличаются большим разнообразием конст-
руктивных решений и технической сложностью, высокими требованиями
надежности, безопасности эксплуатации, эксплуатационной экономичности
и характеризуются весьма широкой элементной базой: сложнейшей элек-
троникой, микропроцессами, устройствами автоматики и телемеханики,
различной электромеханической аппаратурой и электрическими машинами,
механическими агрегатами и промышленными сооружениями. Вся эта
сложная техника постоянно находится в процессе непрерывного развития и
совершенствования. За последние 10-15 лет в ГЭТ стали активно внедрять
автоматизированные системы управления производством - АСУП, подвиж-
ной состав с тиристорно-импульсным управлением, индустриальные конст-
рукции путевых устройств, нормализационные принципы конструирования
и производства, микроэлектронику, экономико-математические методы
управления.
Конструирование, производство и выбор средств ГЭТ подчинены задаче
максимального удовлетворения транспортных нужд городского населения,
т.е. четкой, ритмичной, бесперебойной, безопасной и комфортабельной
перевозки пассажиров с минимальными затратами времени на поездку и
максимальной экономичностью. Поэтому к ГЭТ предъявляют высокие тре-
бования надежности и качества функционирования технических средств,
выбор которых должен учитывать объемы выполняемых пассажироперево-
зок и транспортной работы, структуру транспортной сети, численность
городского населения, пассажиропотоки н их колебания по часам суток
и сезонам года, климатические условия, максимальную экономию энергети-
ческих ресурсов, охрану городской экологической среды и др. Все это, а
также большое разнообразие технических средств ГЭТ в единой транспорт-
ной системе чрезвычайно затрудняют комплексное исследование, организа-
цию и оптимизацию транспортных процессов.
4

Весьма существенным для комплексного исследования средств ГЭТ
является определение критериев их технико-экономического сравнения и
оценки. Наиболее важные технико-экономические показатели ГЭТ как сис-
темы, характеризующейся динамическим взаимодействием городской
транспортной сети, технических средств ГЭТ и организации движения,
являются показатели, определяющие затраты времени в передвижениях
”от двери к двери” - от двери пункта отправления (ПО) до двери пункта
назначения (ПН) (включая затраты времени на пешеходные передвижения
и ожидание транспорта) и экономичность ГЭТ.
Важнейшие технические показатели, определяющие затраты времени в
передвижениях, - скорость сообщения ис и эксплуатационная скорость v3
подвижного состава; плотность транспортной сети 5; средняя длина пере-
гона /прг; средний маршрутный интервал /и; регулярность движения, оце-
ниваемая коэффициентом нерегулярности енер; затраты времени на пере-
движения при пересадках.
Средняя плотность транспортных сетей ГМПТ должна находиться в
пределах 1,5-2,0 км/км2 (СНиП П-60-75, п. 8.15). Она определяется пла-
нировкой города и должна обеспечивать длину пешеходных подходов к
ближайшим остановочным пунктам (ОП) ГМПТ в городах средней кли-
матической зоны не более 500 м при расстоянии между транспортными
линиями 600-800 м (2гпсш < 15 мин) (СНиП П-60-75, п. 8.12). Плотность
транспортной сети меняется по зонам города (максимальная в центральной
зоне, минимальная в периферийной) и различна для разных видов ГМПТ.
Экономическая плотность линий метрополитенов не превышает 0,1-
0,5 км/км2, автобусов составляет 3 км/км2 и выше. Средняя длина пере-
гонов на линиях автобуса, троллейбуса и обычного трамвая не должна
превышать 600 м, для экспресс-автобуса, троллейбуса и трамвая - 800—
1200 м, для метрополитена — 1200-1500 м и для городских электрифици-
рованных железных дорог - 1500-2000 м (СНиП П-60-75, п. 8.15). Сред-
ний маршрутный интервал в часы пик не должен превышать 5-6 мин. Коэф-
фициент нерегулярности еиер определяется системой организации движения
ГМПТ. При недостаточной четкости организации движения он доходит до
1,7-1,8, т.е. оказывает большое влияние на качество перевозок. Поэтому
обеспечение регулярности движения — одна из основных задач предприятий
ГМПТ. Длина пути переходов между ОП при пересадках нормируется
СНиП П-60—75 (п. 8. 17) в пределах до 200 м, чему соответствуют затраты
времени до 3 мин.
Основные показатели систем ГМПТ: скорость сообщения ис и эксплу-
атационная скорость иэ подвижного состава. Среднюю скорость сообщения
принимают равной: для автобусов - 18—20 км/ч, для автобусов-экспрес-
сов - 20—25 км/ч, для троллейбусов — 18 км/ч, для обычного трамвая —
18-20 км/ч, для скоростного трамвая — 25-30 км/ч, для метрополите-
нов - 40-45 км/ч, для электрифицированных железных дорог - 50-
60 км/ч (СНиП П-60-75, п. 8.14). Фактические скорости автобусов, трол-
лейбусов и трамваев нередко значительно ниже. Важность повышения vc и
V,, следует из того, что увеличение приводит при том же объеме транспор-
тной работы к пропорциональному уменьшению количества ПС, требую-
щегося для освоения заданных пассажироперсвозок, или уменьшению ин-
5

тервалов движения между поездами и времени ожидания пассажирами
поездов на 011. Поэтому каждое транспортное хозяйство заинтересовано в
повышении Vj. Эксплуатационная скорость на маршруте
= 2/м''рейс= 2Vр К/7'4' + /° шЛ +fZP ^ + /. ет4- <В;И
где 2/м - длина маршрута в обоих направлениях движения;	рейсо-
вое время; н - количество перегонов на маршруте в обоих направлениях
движения; 1Х1 ходовое время движения на лм перегоне;
Zo.in ~ ^о.д + Zno + ^з.д + ^осв ~ (^о.д + ^з.д ) + ^цасс^^расч^он'^расч +
+	пуск	(В.2)
— время стоянки поезда на ОП для пассажирообмена; qlcr. т1-С1 - время
стоянки соответственно на распорядительной и технической конечных стан-
циях маршрута; tQ д — промежуток времени от момента остановки поезда
на ОП до момента открывания дверей; /по - время, затраченное на пасса-
жирообмен (посадку и высадку пассажиров) на ОП; /3 д промежуток
времени от момента окончания посадки и высадки пассажиров до момент
закрытия дверей; тоен - время, затраченное на освобождение 011 поездом
после момента трогания; /пасс - время, затраченное на посадку или высад-
ку одного пассажира; /npaC4 — расчетная вместимость поезда; роп =
“	расч “ коэффициент пассажирообмена на ОП (Л1ЬВ - количест-
во входящих и выходящих пассажиров); ^асч — расчетное количество
дверей в поезде для посадки и высадки пассажиров; /п длина поезда.
а пуск “ пусковое ускорение поезда.
Реальные возможности повышения скоростей и vJ ограничены. Ско-
рости эти растут с увеличением длины перегона /прг. но одновременно рас-
тут и затраты времени на пешеходный подход к ОП. Поэтому оптимальную
длину перегона /)1рг рассчитывают по критерию минимума общих затрат
времени на передвижения. Время /о д и /зд определяется общей транспорт-
ной обстановкой на 011 (организацией посадки и высадки пассажиров ). Вре-
мя Гзд растет в часы пик, существенно влиять на него нельзя. Величин}
/Г10, составляющую основную часть /О11Р можно снижать за счет облегчения
посадки и высадки пассажиров (понижения уровня пола пассажирского
салона относительно уровня дорожного покрытия или посадки с платформ,
находящихся в одном уровне с полом пассажирского салона) и увеличения
количества входных и выходных дверей в поездах. Величина зависит
от длины поезда и его динамических показателей (ускорения при разгоне).
Существенное влияние на /по оказывает вместимость поезда >праеч, опреде-
ляемая заданным объемом транспортной работы и принятым интервалом
между поездами, а также конструктивными характеристиками поезда:
количеством и шириной дверей, высотой пола над уровнем посадочной пло-
щадки, количеством ступенек.
Экономические показатели системы ГМ ПТ определяют капитальные
вложения и эксплуатационные расходы. Капиталовложения К делят на две
составляющие: постоянную АП0С1, не зависящую от размеров движеиия, и
переменную А'П1>р, зависящую от размеров движения:
6

^uocr + ^пер ^/^'тр.с + V'\ib’	(B.J)
1 де А/= А'И0С1/Д . удельные капитальные затраты на единицу длины
транспортной сети, руб/км; /пп L ~ длина транспортной сети: Av =
-= Aj^pAV^ — удельные капи сальные затраты на единицу ПС в движении,
р у б/ р о езд: Лду к ол ичеез в о ПС в движении
Наиболее наг ля,тую экономическую харакгерпстику капитальных
затрат дают удельные капитальные затраты Л/, Ач и общие удельные капи-
тальные затраты на единицу (пасс-км) годовой транспортной работы (?1ОД
А с = А/Сгод = A r (Цг., г L гр с) + А Л, (С%д Лад; = л, 7- wa + A v/ Q v.(В-4)
где / год =~- £>, од/Мр.с - средний т одовои пассажиропоток, С\ -2ГПц/А'дв -
средний годовой объем транспортной работы, выполняемой единицей ПС.
Экституатационные расходы 9lva (рубдод) в систему СМИТ, как и
капиталовложения А, делят на составляющие пос шинную 9)ЦХГГ, не завися-
щую от размеров движения, и переменную 9{1 зависящую от размеров
движения (выполняемой транспортной работы )
^ГОД — ^ПОСТ + ~^!1ер —	гр.С +	^ГОД’	(^-5)
где 9/ = 9поС1./£ рр с - удельные т одовые эксплуатационные расходы на
единицу дщииы транспортной сети, руб/(» од-км): Эо - Энер С\нч ~ удель-
ные годовые эксплуатационные расходы на единииу транспортной работы,
руб/ (год-насс-км).
Наиболее полную экономическую характеристику эксплуатационных
расходов дают удельные расходы 9/ иЭ^,а также общие удельные эксплу-
атационные расходы на единицу транспортной работы:
~ ^год/^?год —	• ^П)Д^тр.с^ +	~ год + ^Q-	-б)
Формулы' (В.4) и (В.б) показывают, что удельные капиталовложения
А<; и эксплуатационные расходы Э() являются функцией пассажиропотока
/'тол и уменьшаются с его ростом.
Наиболее полную экономическую характеристику общих расходов да-
ют приведенные расходы, отнесенные к единице транспортной работы:
~	+ ^^норм'/^iv;1 ~ '^Q + А^)АНОрМ — ^/Д'год +	+
+ ^/Т,„д + лЛ-/сл	(в.7)
где ^норм ~ 0,1 2 нормативный коэффициент эффек [ивности капитало-
вложений, соответствующий сроку окупаемости затрат Т ~ 1/£'])орм =
-- 8,35 лет.
Выбор видов ГМГГГ для обслуживания пассажиропсревозок юродов
определяется на разных уровнях и имеет цели:
l.Ha уровне страны - прогнозирование строительства дорожно-транс-
портных сооружений и производства необходимых технических средств
ГМ ПТ, в том числе выпуска ПС заводам и-и зт ото ви гелями на перспективу:
7

2. На уровне города или групповой системы населенных мест (ГСНМ) —
определение потребности в ПС разных видов и распределение его по марш-
рутам транспортной сети;
3. На уровне транспортного хозяйства — оптимизацию распределения
имеющегося ПС между маршрутами с учетом особенностей перевозок на
них, выявленных обследованиями.
Расчеты включают в себя:
для уровня п. 1 - исследование кривых распределения маршрутов
ГМПТ городов каждой из групп населенности по среднему пассажире*
потоку установление вместимости ПС, требующегося для освоения
этих пассажиропотоков с приемлемыми интервалами движения; технико-
экономический выбор вариантов ГМПТ, обеспечивающих перевозки с
минимальными приведенными расходами; расчет количества ПС по опти-
мальным вариантам на расчетный срок прогнозирования потребности
страны в ПС;
для уровня п. 2 - технико-экономический выбор оптимального вариан-
та вида ГМПТ каждого из маршрутов транспортной системы;
для уровня п. 3 - оптимизацию использования ПС, имеющегося в
хозяйстве, корректировку количества ПС, назначаемого на выпуск по
конкретным маршрутам, маршрутных интервалов, организацию взаимо-
помощи маршрутов [11 .
При выОорс видов ГМПТ, требующихся для освоения перевозок марш-
рутов с минимальными затратами, необходимо: определить интервалы
движения Ги, расчетную вместимость wpaC4 и выбрать типы ПС, обеспечи-
вающие расчетные ги и трасч при минимальных приведенных расходах
IIq. Исходные данные: максимальные пассажиропотоки часа пик маршру-
тов ^4.n.MaKC или среднечасовые пассажиропотоки маршрутов Лсч, приня-
тые интервалы движения - максимальный макс и минимальный гимин,
среднесуточный коэффициент наполнения ПС кт, ряд вместимостей Д?расч
ПС, который может быть использован для освоения пассажироперевозок.
При окончательном выборе видов ГМПТ маршрутов необходимо: обес-
печить надежность и резервирование транспортной системы, возможно
более высокую частоту движения (минимальные маршрутные интервалы) ,
минимальную разнотипность выбора видов ГМПТ и вместимости ПС, пос-
кольку организация в городе транспортных хозяйств с небольшим инвен-
тарем ПС неэкономична; учесть экологию и местные условия (источники
энергоснабжения, сравнительную стоимость разных видов энергии и т.д.).
С одной стороны, из эксплуатационных и экономических соображений
нежелательно иметь в городе большое количество разных видов и типов
ПС. Расчетный инвентарь ПС определенного вида ГМПТ должен составлять
не менее 50 единил. С другой стороны, в крупных и крупнейших городах
с большими объемами пассажироперевозок использование разных видов
ГМПТ повышает надежность и резервирование транспортной системы.
Поэтому в столичных городах и городах I группы населенности (с числом
жителей более 1 млн.) рекомендуют использовать четыре вида ГМПТ:
метрополитен на наиболее пассажиронапряженных направлениях, трамвай
как основной вид ГМПТ, троллейбус и автобус; в городах II группы насе-
ленное™ (с числом жителей 500 тыс. — I мли.) - скоростной трамвай на
8

наиболее пассажиронапряженных направлениях, обычный трамвай как
основной вид ГМПТ, автобус и троллейбус; в городах III и IV групп насе-
ленности (с числом жителей 100 500 тыс.) - обычный трамвай на наиболее
пассажиронапряженных направлениях, троллейбус и автобус; в городах
V и VI групп населенности (с числом жителей до 100 тыс.) - автобус или
троллейбус. При выборе видов ГМПТ необходимо учитывать планировочно-
градостроительные условия и вопросы экологии. С этой целью в зонах
городского цеитра следует использовать преимущественно ГЭТ, а в при-
городных зонах и зонах новостроек автобус.
Области рационального использования разных видов ГМПТ опреде-
ляют построением зависимостей Пу по (В.7). При небольших Л'год
наименьшие приведенные затраты Пу обеспечивает наименее капиталоем-
кий вид ГМПТ — автобус. С ростом Fэкономичность его уменьшается
и преимущества получает ГЭТ. Поэтому ГЭТ является основным видом
ГМПТ в крупных и крупнейших городах (СНиП 11-60— 75, п. 8.13).
Задача курса ’’Городской пассажирский транспорт” - дать студентам-
электромеханикам специальности ’’Городской электрический транспорт”
вузов необходимое представление о ГМПТ как единой взаимосвязанной
системе городской градостроительно-планировочной среды, транспортной
сети, технических средств ГМПТ и организации движения, о динамической
взаимосвязи этих элементов по технико-экономическим и социологичес-
ким показателям работы, их взаимному влиянию друг на друга и крите-
риях оптимизации. Сложность задачи обусловлена тем, что единой матема-
тической модели систем ГМПТ не существует, поскольку ее разработка
связана с большими трудностями. Тем не менее она решается, поскольку
этого требуют задачи оптимизации функционировании АСУ городских
пассажирских перевозок. В крупных и крупнейших городах, где транспорт-
ные проблемы наиболее сложны, а требования к ГМПТ особенно высоки,
основные пас сажиропс ре возки осуществляются средствами ГЭТ - в основ-
ном трамваем и троллейбусом. Поэтому в предлагаемом учебном пособии
рассмотрены технические средства ГЭТ и прежде всего наиболее массовых
его видов — трамвая и троллейбуса, но в определенной мере и технические
средства метрополитенов и автобусов. Более подробные сведения о техни-
ческих средствах ГЭТ даются студентам в специальных курсах и помимо
учебников и учебных пособий в специальной технической литературе и
монографиях.

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ГОРОДСКОГО
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВИЖНОГО
СОСТАВА
§1.1. Принципы сравнительной оценки подвижного состава
Для сравнительной оценки ПС разных видов и различных конструктив-
ных исполнений одного вида используют комплекс показателей, характе-
ризующих назначение ПС, конструктивное исполнение, требования к произ-
водству, область и систему рационального эксплуатационного использова-
ния, эргономичность, патентно-правовую чисто ту и др. В целом лот комп-
лекс показателей называют характеристиками качества ПС. Они тесно
связаны и взаимозависимы, но условно их можно разделить на техничес-
кие и эксплуатационные. Технические характеризуют конструктивные реше-
ния, патентно-правовую чистоту и производство ПС, эксплуатационные -
его назначение, область и систему рационального эксплуатационного ис-
пользования.
Единицы измерения характеристик качества конструкций ПС несопос-
тавимы: массу, например, выражают в килограммах, линейные размеры -
в метрах, мощность — в ваттах и т.д. Кроме того, ряд характеристик каче-
ства ПС. таких, как маневренность, композиционное решение, комфорта-
бельность и др., вообще не имеют именованных единиц измерения. Поэтому
в зависимости от характера показателей качества используют один из
пяти методов их количественного определения:
прямое или косвенное измерение техническими измерительными сред-
ствами:
расчет по другим известным или найденным количественным характе-
ристикам, находящимся в функциональной или корреляционной связи с
определяемыми;
балльную социологическую оценку но результатам опросов фактичес-
ких или возможных потребителей продукции (эксплуатационников, пас-
сажиров) с использованием анкет-опросников:
балльную экспертную оценку по результатам статистической обработки
оценок группы специально подобранных специалистов — экспертов;
экономическую оценку в рублях или рублях на 1 тыс. км пробега.
При балльной оценке рассматриваемому показателю качества присваи-
вают определенный балл но одной из шкал: 1) отлично - 5, хорошо - 4,
удовлетворительно — 3, плохо — 0; 2) отлично - 3, хорошо - 2, удовлет-
ворительно — 1, плохо — 0. Вторая шкала менее предпочтительна, так как
в ней резко выделяется удовлетворительная оценка.
Абсолютная оценка конструкций ПС (как и любых других конструк-
ций и изделий) невозможна. Поэтому для их количественной оценки ис-
пользуют метод сравнения с базовым образцом, принятым за эталон. В
10

качестве эталона принимают образец ПС, отвечающий мировому уровню
качества: серийно выпускаемый; уровень качества, закрепленный ГОСТом
или техническим заданием (ТЗ) на проектирование. Относительную оценку
z-го показателя качества Л/, находят как отношение (?<)
с =	100,
(|. 1)
где Ц,/И/ б - количественные оценки ы о показателя качества оценивае-
мого и базового образцов соответственно.
Показатели качества Л/;- могут быть несравнимы не только по едини-
цам измерения, но и по степени значимости. Поэтому комплексную оценку
ПС осуществляют экспертным методом, а комплексные показатели опре-
деляют методом средневзвешенного по формуле
(1.2)
где «у, - весовой коэффициент оценки значимос ти /-го показателя по резуль-
татам экспертной оценки: р — число учитываемых показателей; п — число
экспертов, участвующих в экспертизе.
Необходимо иметь в виду, что методом средневзвешенного (I. 2) мож-
но пользоваться при сравнительно небольших отклонениях оцениваемого
показателя качества AQ от базового M-t б. При резких отклонениях от
б комплексный показатель может оказаться высоким при низком уров-
не отдельных важных частных показателей. Поэтому метод средневзвешен-
ною позволяет получать уверенные оценки лишь в том случае, когда зна-
чения всех частных показателей находятся в экономически и технически
приемлемых пределах. Нижним пределом оценки качества можно принять
оценку "удовлетворительно1'. Поэтому, если при балльной опенке хотя бы
один из частных показателей получает оценку "плохо", то и комплексному
необходимо присвоить оценку ’’плохо".
В зависимости от значения комплексного показателя установлена
категория качества: высшая — при Av > 0,98, первая - при 0,88 < Ач. <
< 0,98 и вторая — при А г < 0,88.
Технические и эксплуатационные требования, предъявляемые к ПС,
разделяют на общие и дополнительные. Общие требования определяют
комплектацию ПС; схемное решение, конструктивное исполнение и
производство его оборудования: географическо-климатическую среду
использования; надежность; патентно-правовую чистоту и др., учитывае-
мые действующими ГОСТами, СНиПами, нормами проектирования, техни-
ческими заданиями на проектирование и Правилами технической эксплу-
атации (ПТЭ).
Дополнительные технические требования определяют конструктивные
отличия ИС от аналогов в схемных и дру!их решениях, не учитываемые
ГОСТами.
Технические требования, предъявляемые к отдельным элементам, уз-
лам, агрегатам и системам ПС, устанавливают уровни, соответствующие
ГОСТам, а также дополнительные требования, не предусмотренные
ГОСТами. Например, в требованиях к электрооборудованию нормируют
11

номинальное и максимальное напряжения на токоприемниках, допускае-
мое кратковременное понижение напряжения на токоприемниках. В тре-
бованиях к механическому и пневматическому оборудованию конкретизи-
руют нормативы, которым должны отвечать тормозные и пневматическая
системы, рулевое управление и др.
В отличие от технических требований, которые могут иметь общий
характер (например, выражаться ссылкой на ГОСТ), технические и эксплу-
атационные показатели всегда конкретны и должны иметь меру,т.е. харак-
теризоваться единицей измерения (размерной или безразмерной) и коли-
чественной мерой.
§ I. 2. Габариты, планировка, вместимость и внутренние размеры
кузова
Габариты. Конструктивные размеры должны допускать безопасную
эксплуатацию ПС ГЭТ в разнообразных условиях городской застройки,
под мостами, путепроводами, в тоннелях и т.д. Для этого нх согласуют с
размерами сооружений и устройств, находящихся на трассе и у линий
ГМПТ. Предельные размеры называют габаритными, а фигуры, очерчен-
ные (абаритными размерами - габаритами. Различают габариты ПС: попе-
речный, предельный поперечный, в плане; габариты приближения строений и
габариты приближения оборудования.
Габаритом приближения строений называют предельное поперечное
(перпендикулярное оси пути) очертание, внутрь которого, помимо ПС, не
должны заходить никакие части сооружений и устройств, кроме оборудова-
ния контактной сети, непосредственно взаимодействующего с токоприем-
никами ПС; поперечным габаритом ПС - предельное поперечное (перпен-
дикулярное оси пути) очертание, внутри которого должен помешаться уста-
новленный на прямом горизонтальном участке пути новый и с максималь-
ными нормируемыми допусками и износами ПС без нагрузки и с макси-
мальной пассажирской нагрузкой.
Минимальные габариты приближения строений до оси пути скорост-
ного и обычного трамвая на прямых участках вновь строящихся линий
должны соответствовать СНиП 11-41—76 (рис. 1.1) : 1 - до жилых и обще-
ственных зданий; 2 - до одиночных стволов деревьев с диаметром кроны
не более 5 м; 3 — до нежилых зданий и ограждений длиной более 2 м; 4 —
до опор контактной сети, расположенных вне междупутья, одиночных
столбов; 5 — до тротуара,внешней грани бордюрного камня или бровки
мощеного подзора при отсутствии разделительной полосы; до опор освеще-
ния и контактной сети на территории депо и мастерских или заводов (при
расположении вне междупутья); до стоек проемов въездных ворот на
территорию н в здание депо; 6 - до кустарника на разделительной полосе;
7 - до края посадочной площадки; 10 - до подпорных стенок, стен тон-
нелей, опор путепроводов и перил мостов, расположенных с правой сто-
роны по направлению движения вагона, при запрещенном доступе к ним
пешеходов (при расположении тех же устройств с левой стороны по направ-
лению движения вагона минимальный габарит приближения уменьшается
до 2,05 м); 8, 11 — максимальный и минимальный габаритные размеры
подвески контактного провода; 9 — поперечный габарит ПС.
12

Расстояние М между осями смежных трамвайных путей (междупутье)
на прямых участках пути при отсутствии опор 3,2 м, при размещении в
междупутье опор контактной сети 3,55 м. При этом минимальный зазор
безопасности между кузовом вагона и опорой должен составлять 300 мм,
а габаритная ширина вагона'2,6 м.
Высота подвешивания контактных проводов над уровнем головок
рельсов (аналогично троллейбусных над уровнем дорожного покрытия)
в соответствии с требованиями СНиП Н-41-76 должна приниматься (габа-
риты 8 и П на рис. 1.1.): на открытых участках - 5,8 м, на пересечениях
вновь строящихся ливий с существующими - такой же, как на существую-
щих линиях (в пределах 5,6—6,0 м), внутри производственных зданий депо,
мастерских и ремонтных заводов — 5,2 м, в проемах ворот зданий — 4,7 м,
под инженерными сооружениями (мостами, путепроводами и др.) - не
менее 4,2 м; в тоннелях линий скоростного трамвая — не менее 3,8 м.
Минимальные габариты приближения строений на действующих линиях
трамвая (до их реконструкции) нормированы ПТЭ, которые в основном
повторяют СНиП П-41 -76, но допускают и некоторые отклонения.
На кривых участках пути габариты приближения строений увеличи-
вают: при расположении зданий, сооружений и устройств с наружной сто-
роны кривой — на величину выноса Увын угла вагона, при расположении с
внутренней стороны кривой - на величину свеса Усв середины вагона
(рис. 1.2, а) . Из подобия треугольников ACD и ADE получим
Усв/(5/2) = (5/2)/(2Я- Усв) ~ (5/2)/(2/?) ; Y ~52/(8/?).	(1.3)
Из треугольника ODF
(Я + ^вын)2 = (Я- Гса)2 + (Д/2)2; Увь11)= (Д2 -52)/(8Я),	(1.4)
где Б — база вагона или машины; Д - внешняя габаритная длина; R — ра-
диус кривой.
По (1.4) определяют вынос вагона, имеющего прямоугольное очертание
в плане. Фактически для уменьшения выносов контур вагона имеет скосы
боковых стенок кузова на концах длиной около 2000 мм и сужение торцо-
вых стеиок до (1800 ± 100) мм (рис. 1.2, б).
При проектировании вагонов Усв и Увьж и габаритное очертание вагона
в плане устанавливают графическим построением. С целью максимального
уменьшения коридора вписывания R" - R' (R" — радиус, описываемый
наиболее выступающей внешней точкой К кузова, R’ — радиус, описывае-
мый наиболее выступающей внутренней точкой Л/ кузова) вынос Увын при-
нимают равным свесу Усв. В этом случае из (1.3) и (1.4) получим оптималь-
ное отношение длины вагона к базе по условиям вписывания: 52/(8/?) —
= (Д2 -52)/(8Я); Д2 = 2Б2'Д1Б = хГ1= 1,41.
Благодаря устройству скосов боковых стенок у трамвайных вагонов
значение Увын меньше получаемых по (1.4) ^Д/Б > 1,41. Однако отноше-
ние Д/Б выбирают не только по условиям вписывания в минимальный габа-
ритный коридор, но также плавности хода (галопирования) и продольной
устойчивости ПС. Увеличение отношения Д/Б ухудшает плавность хода
13

Рис.1.1. Схема габаритов приближения строений и ПС трамвая на прямых
Рис. 1.2. Схемы расчета выноса и
свеса в кривой (с) и габарит
нормального четырехосного
трамвайного вагона в плане (б)
77(H)
Рис. 1.3. Схема габаритов приб-
лижения строений, оборудования
и ПС в однопутном тоннеле
метрополитена на прямом участ-
ке пути
14

и снижает продольную устойчивость ПС. По условиям плавности хода для
двухосных вагонов Д[Б < 3,5, четырехосных Д/Ь’ < 2,5. В пределах этих
ограничений оптимальное отношение Д/Ь’ находят по условиям вписыва-
ния: Д/5 = IS770/1260 = 1,48 — для отечественных вагонов метрополи-
тена: Д/Б = 14080/6600 = 2,14 — для трамвайных вагонов РВЗ-7: Д/Б —
= 15 200/6400 = 2,37 - для вагонов Т-3; Д/Б = 1 1 709/6025 = 1,95 - для
троллейбусов ЗиУ-9.
Габарит приближения строений 3 тоннелей отечественных метрополите-
нов глубокого заложения (рис. 1.3) предусматривает размещение между
ним и габаритом 4 приближения оборудования устройств пути, сигнализа-
ции, централизации и блокировки (СЦБ), электроснабжения и служебных
платформ 2 для обслуживающего персонала. Отдельно выделяют габарит 1
контактного рельса. Кроме нормального габарита 7 ПС на метрополигенах
с учетом исключительно высоких требований к безопасности движения ус-
танавливают предельный габарит 5 ПС, который учитывает боковую качку
вагона на подвеске, вынос и свес на кривых участках пути, технологические
допуски изготовления и возможные предельные наклоны при поломке
рессор и других неисправностях. Между внутренней гранью 6 тоннеля и
габаритом приближения строений 3 зазор составляет 50—75 мм. Уровень 10.
пола вагона несколько превышает уровень 8 пассажирской платформы и
расположен на высоте 1 100 мм над уровнем 9 головок рельсов.
Внешние габаритные размеры ПС. К внешним габаритным размерам ПС
относят (рис. 1.4): наибольшую внешнюю габаритную длинуД, ширину Ш
и высоту //: внешние размеры кузова по наружной обшивке: базу вагона
или машины Б и тележек Бт передний Ссв| и задний Сев2 свесы; колею
передних К\ и задних К2 колес. Габаритную длину Д определяют по осям
сцепок или (при их отсутствии) - по наиболее выступающим частям (буфе-
рам), ширину - по наиболее выступающим элементам оборудования
(включая и исключая съемное - зеркала заднего вида), высоту - с учетом
и без учета крышевого оборудования.
Базой Б двухосного ПС называют расстояние по продольной осевой
линии между центрами колес или осей колесных пар (рис. 1.4,а}, базой Ь'т
тележечного рельсового подвижного состава - между осями опор кузова
на тележки (рис. 1.4, в). У автобусов и троллейбусов со сдвоенными осями
базу определяют как расстояние между средними точками сдвоенных мос-
тов или средней точкой сдвоенных мостов и центрами колес одиночного
моста (рис. 1.4, б). У шарнирно сочленных экипажей различают базу голов-
ной секции базу полуприцепа Ь'ППр и базу шарнирного сочленения
(свеса) Бск (рис. L4, г).
Так как Б < Д, то образуются свесы кузова - передний Ссв । и задний
Ссв2- Они существенно влияют на развеску, характер колебаний ПС при
пуске, торможении и движении, а также на вписывание его в горизонталь-
ные кривые плана и вертикальные кривые продольного профиля пути.
Передний и задний свесы характеризуют: 1) расстояниями и От
наиболее выступающей точки соответственно передней и задней стенок
кузова до оси соответствующих колес, центра сдвоенных колес или центра
тележки, 2) углами свеса — углами асв между плоскостью дорожного пок-
рытия и плоскостью, проходящей через центры точек опирания колес на
15

дорожное покрытие и наинизшую точку кузова в области соответствую-
щего свеса. Угоп асв] (рис. 1.4) называют углом переднего свеса, угол
«св2 ~ углом заднего свеса. Углы свеса определяют возможность проходи-
мости вертикальных кривых продольного профиля пути. Для рельсового
ПС они практического значения ие имеют. Для безрельсового ПС их норми-
руют. Для увеличения угла 0^2 конструктивно приподнимают заднюю
стенку кузова. У троллейбусов ЗиУ-9 угол асв i = аСВ2 = 7° -
Колею безрельсового ПС определяют как расстояние между центрами
площадок касания колес с дорожным покрытием (по ’’следу колес”),
рельсового — как расстояние между рабочими кантами рельсов (рис. 1.4).
олея троллейбусов ЗиУ-9 по следу передних колес — 2006 мм, по
следу задних колес К2 ~ 1710 мм. Подвижной состав трамваев и метро-

политехов имеет 'нормальную" колею К = 1524 мм, но в некоторых горо-
дах работают трамвайные вагоны "узкой" колеи 1000, 1067 и 1435 мм.
Расстояние между кругами катания колес у рельсового ПС нормальной
колеи 1580 мм. Колея определяет запас поперечной устойчивости и огра-
ничения скорости движения ПС в кривых участках пути.
Планировка. Планировку кузова определяют габариты ПС, расположе-
ние, количество и ширина дверей, требования пассажирской безопасности
и комфортабельности проезда. Основные элементы кузова пассажирское
помещение и кабина водителя.
Решающее влияние на планировку оказывает назначение ПС, опреде-
ляющее скорость пассажирообмена. На городских маршрутах с небольшой
средней длиной поездки и для скоростных видов ГМПТ важно максималь-
но уменьшать время стоянки поездов на остановочных пунктах ОП для
пассажирообмена. Увеличение количества мест для сидящих пассажи ров
приводит в этом случае к уменьшению ширины проходов, скоплению пасса-
жиров у дверей и неудовлетворительному использованию площади пас-
сажирского помещения — снижению коэффициента использования вмести-
мости (наполнения)	тде	^^расч фактическое и
расчетное наполнения ПС. Поэтому количество мест для сидения в ПС ГМПТ
принимают нс более 1/3 расчетной вместимости. Отношение ширины двер-
ных проемов к габаритной длине вагонов метроплитена составляет ~ 0,4.
Отечественные вагоны метрополитенов имеют с каждой стороны по четыре
двери шириной 1380 мм в свету. Для ускорения посадки-высадки и облег-
чения прохода у дверей предусмотрены большие накопительные площадки.
Пассажирские диваны имеют продольное расположение, пассажирское
помещение - широкий центральный проход. У ПС наземного ГПМТ отноше-
ние ширины дверных проемов к габаритной длине не меньше 0,2, а пас-
сажирские сиденья расположены преимущественно поперечно, что создает
более высокие удобства и безопасность проезда. Планировку ПС, рассчи-
танного для работы на маршрутах город-пригород и загородных, характе-
ризующихся большой средней длиной поездки, выполняют так, чтобы обес-
печить места для сиденья большинству пассажиров, а в междугородных и
экскурсионных - всем пассажирам. Этот ПС может иметь уменьшенное
количество дверей для входа и выхода пассажиров, в пределе - одну
дверь.
Большое влияние на планировку кузовов ГМПТ оказывают санитарно-
гигиенические и эстетико-художественные требования. Внешний вид и раз-
мещение пассажирских сидений - решающие факторы, определяющие ком-
позиционное решение интерьера пассажирского помещения. Оно должно
быть строгим и лаконичным, не создавать пестроты зрительного восприя-
тия, подчеркивать легкость конструктивных решений. Для обеспечения
пассажирской безопасности и создания необходимых санитарно-гигиени-
ческих условий пассажирские сиденья должны иметь закругленные формы '
без острых углов, удобные державки и нс препятствовать механизирован-
ной уборке пассажирского помещения. Кроме того, весьма желательна
конструкция пассажирских сидений, допускающая возможность быстрого
и нетрудоемкого изменения планировки в зависимости от особенностей
характеристик нассажироперевозок маршрутов. Стационарные сиденья
17
2 -1962

последним двум требованиям не удовлетворяют; они мешают механизи-
рованной уборке и практически не допускают изменения планировки.
Поэтому в последнее время появляются пассажирские сиденья, подвешен-
ные к боковым стенкам и потолку. В соответствии с техническими требова-
ниями такими сиденьями должны быть оборудованы, в частности, и иовые
отечественные двухосные троллейбусы большой вместимости.
Вместимость. Общее количество мест в пассажирском помещении
кузова, предоставляемых для сидящих и стоящих пассажиров с учетом
степени заполнения, называют вместимостью:
m = шсд.и + тсг.п = ™сд.и +	<L5)
где шСд.л -1 шст.п - clF - количество мест для сидящих и стоящих пассажи-
ров; F - площадь накопительных площадок и проходов для размещения
стоящих пассажиров; а — коэффициент наполнения площади F (количество
стоящих пассажиров на 1 м2).
Наполнение пассажирского помещения считают нормальным, когда
заняты все места для сидящих пассажиров и площадь F для стоящих при
а - 5 чел/м2 ; максимальным, допустимым в часы пик, - при а = 8 чел/м2 .
Для расчетов элементов механического оборудования на прочность пас-
сажирскую нагрузку определяют при а = 10 чел/м2, принимая массу одного
пассажира q - 70 кг. В транспортных расчетах на ближайн'ую перспективу
(10—15 лет) количество ПС, требующегося для обслуживания пассажиро-
перевозок в часы пик, определяют при а = 5 чел/м2, на отдаленную перспек-
тиву (25-30 лет) - при а = 3 чел/м2 .
Повышение вместимости ПС снижает капитальные затраты в ПС
(руб/место) и эксплуатационные расходы в расчете на одного пассажира
и 1 пасс-км выполняемой транспортной работы за счет снижения расходов
на зарплату водителей. Поэтому экономически выгодно выпускать ПС
большой вместимости. Однако разнообразие условий движения требует
выпуска ПС разных вместимостей - от малой до очень большой. Вместе
с тем чрезмерное разнообразие типажа ПС по вместимости приводит к сни-
жению серийности и программ выпуска заводов-изготовителей, что повы-
шает стоимость ПС. Поэтому вместимости ПС выбирают на основе технико-
экономического расчета, в соответствии с которым составляют размерные
ряды. Размерный ряд вместимостей для наземного ГМПТ: 35-40, 60-75,
80—95, 110—120, 160—180,230—260 мест [3] . Расчетная средневзвешенная
вместимость ПС ГМПТ городов I группы населенности составляет 120-130,
И — 90—100, HI — 75—80, IV — 65—70, V — 45—50 мест, однако в системах
ГМПТ приходится иметь два-три типа ПС разной вместимости. С учетом
распределения перевозок по маршрутам в городах 1 группы населенности
рекомендуют иметь ПС вместимостей 35, 90, 160 (кроме метрополитена);
И - 35,90, 160;III и IV _ 35,65, 1 10; V - 35,65 мест [3].
Провозная способность ПС - количество пассажиров, которое можно
перевезти в сечении перегона в течение 1 ч,
В = mJ = 60т/1И,	(1.6)
где J—М^/Т - расчетная интенсивность движения (количество поездов
18

,у проходящих через сечение перегона за расчетный промежуток втемени
/ = | ч = 60 мин); ги - вОД - расчетный интервал времени ме v V поез-
дами, мин.
Лия поездов вместимостью т — 100 мест при = 1 мин пр« чозная
способность В - 60ш = 60-100 = 6000 пасс-ч в одном направлении движе-
ния. В соответствии с рекомендациями СНиП 11-60-75 (п. 8.14) при выборе
видов ГМПТ провозную способность (в одном направлении движения)
принимают (тыс. пасс-ч): автобусов вместимостью до 60 пассажиров - 3-4,
свыше 60 пассажиров — 5—6, автобуса-экспресса - 8—10: троллейбуса —
4—6, чрамвая вместимостью до 120 пассажиров — 6—8, свыше 120 пассажи-
ров — 9 — 12; скоростного трамвая вместимостью до 120 пассажиров —
12 20, свыше 120 пассажиров - 20,-24; пятивагонных поездов метро-
политена - 25-30. восьмивагонных - 45-50, электрифицированных желез-
ных дорог — 35—60.
Внутренние размеры кузова. Они определяются внешними габаритами
ПС: габаритными размерами между плоскостью дорожного покрытия или
головок рельсов и нижней плоскостью рамы кузова, используемой для
размещения ходовых частей и другого подкузовного оборудовали г. рас-
стоянием между нижней плоскостью рамы и верхней плоскостью пастила
пола: толщиной стенок и крыши кузова, а также особенностями кот трук-
тивной компоновки ходовых частей относительно кузова
Все элементы ходовой части (колесные пары и тележки) ре i ового
ПС всегда размещают ниже нижней плоскости рамы кузова; д >• колес
безрельсового ПС. имеющих по требованиям несущей способности tx тьший
диаметр, предусматривают возможность расположения выше уровня нас-
тила пола. Всегда полезно уменьшать подкузовные габаритные размеры
ПС: на метрополитенах это позволяет уменьшить габариты и соотве гствен-
но стоимость тоннелей, на наземном ГМПТ — облегчить условия пос.щки и
высадки пассажиров в поезда на ОП с уровня дорожного покрытия. Для
облегчения посадки и высадки в кузовах наземного 1 МНТ часто уровень
пола кузова на площадках располагают ниже, чем в средней части, связы-
вая их наклонными пандусами, но пандусы неудобны для проезда стоящих
на них пассажиров. Расположение колес выше уровня пола с целью пониже-
ния уровня пола относительно дорожного покрытия нежелательно, так как
затрудняет размещение над колесными кожухами пассажирских диванов
и ухудшает условия проезда сидящих на них пассажиров.
Внутренние планировочные размеры кузовов автобусов и троллейбу-
сов регламентирует ГОСТ 10022-75. Размеры и технические требования
к оборудованию кабины и рабочего места водителя автобусов и троллей-
бусов определяет ГОСТ 12.2.023 -76.
Рациональность планировки ПС оценивают коэффициентом использова-
ния габаритов:
Ч1в=51вк/(ДШ).	(1.7)
где 5пасс - площадь пассажирского салона кузова без учета кабины води-
теля и подножек (полезная площадь для размещения сидящих и стоящих
пассажиров) ; ДШ — габаритная площадь кузова.
19

Повышение позволяет увеличить .вместимость ПС, в определенной
мере сократить динамический габарит,и площади ремонтных мест в депо.
Однако нельзя повышать за счет стеснен^ кабины и ухудшения усло-
вий работы водителя.
§1.3. Весовые характеристики, осн ость и показатели
использования сцепного и тормозного весов
Весовые характеристики ПС. К весовым характеристикам относят:
вес GT или массу Л/т полностью экипированной единицы ПС в ненагружен-
ном состоянии (собственный вес, тара); полный вес С'п или массу Мп
(снаряженный вес) при нормальном наполнении пассажирами (а = 5 чел/м2)
и максимальном в часы пик (а — 8 чел/м2); вес или массу, приходящуюся
на оси или тележки (развеску) в ненагружениом и нагруженном состоя-
ниях; статический коэффициент использования сцепного веса порожнего
вагона т?ец.т и с максимальной пассажирской нагрузкой т?сц.п, габаритный
коэффициент нагрузки р/. и коэффициент пассажирской нагрузки т?<;:
^СЦ.Т ~ ^СЦ.т/^Т' ^СЦ.М ~~ ^'ец.п/^л » ^/ 'т “	> Ч/’п ~~ Gnl (M’llf) ,
^;=Гпасс/Ч„	(1.8)
где С?сц.т, GCU I1 - сцепной вес (вес, приходящийся на ведущие оси) иенаг-
руженной и с максимальной пассажирской нагрузкой единицы ПС: Gn -
вес вагона с пассажирами; GT — вес порожнего вагона; GIiacc = Gu - Gr —
вес пассажиров при максимальной нагрузке в часы пик.
Собственная масса ПС зависит от его размеров, гида, вместимости,
конструкции, материалов и составляет (т) : троллейбусов одиночных —
6—10, сочлененных — 10-17, трамвайных двухосных вагонов — Н-14,
четырехосных - IS—20, вагонов метрополитена — 20-40. Собственная
масса, отнесенная к 1 м2 габаритной площади, т.е. габаритный коэффициент
массы для троллейбусов, составляет 300 -350 кг/м2, трамвайных вагонов —
280—500, вагонов метрополитена - 600—700 кг/м2. Чем ниже этот коэф-
фициент, тем совершеннее конструкции ПС и выше уровень техники транс-
портного машиностроения. Пропорционально увеличению массы растут
расход энергии на движение поездов, нагрузки на путь и износ пути, удель-
ный расход материалов и соответственно стоимость ИС, эксплуатационные
расходы на содержание ПС и путевых устройств. Поэтому снижение собст-
венной массы ПС улучшает экономические показатели работы ГМПТ.
Коэффициент использования веса современных троллейбусов 0,5-0,75,
трамвайных ваюнов 0,4—0,5. Чем выше этот коэффициент, тем совершен-
нее конструкция ПС, если его повышение не достигается за счет ухудшения
пассажирской комфортабельности. Снижение собственной массы ПС обес-
печивают использованием в конструкциях кузова и ходовой части легиро-
ванных сталей, легких сплавов и пластмасс; рациональным выбором кон-
структивных решений элементов ПС (снижение массы иеподрессоренных
частей за счет применения прогрессивных систем упругою подвешивания,
цельнонесущих конструкций кузова и др.), совершенствованием техноло-
гии изготовления.
20

Осность. По количеству осей различают 2, 3,4, 6, 8, 10-осный ПС. Отече-
ственные автобусы и троллейбусы имеют в основном двухосное исполне-
ние, трамвайные ваюны и вагоны метрополи[ена четырехосное. Осность
характеризуют колесной формулой, определяющей число осей и несущих
колес на них, начиная от задней части машины к передней. Для двухосных
автобусов и троллейбусов се записывают 4X2: количество цифр определяет
число осей, а сами цифры числа несущих колес осей. Выбор числа
осей и ходовых колес на ось зависит от массы ПС и распределения нагру-
зок кузова между осями (развеской). Подвижной состав рельсового
I МПТ выполняют, как правило, со всеми ”обмоторенными” (имеющими
тяговый привод) осями и равномерной развеской по осям, что определяет
однотипную конструкцию ходовых частей (тележек). У рельсового ПС
центр тяжести кузова лежит на середине базы У безрельсового ГМИТ
(автобусов и троллейбусов) тяговый привод имеют обычно только
колеса задней (ведущей) оси (моста), а колеса переднего (управляемого)
моста не имеют тягового привода, поскольку выполнить его ведущим конс-
труктивно сложно. Для повышения сцепного веса, приходящегося на веду-
щие оси, развеску автобусов и троллейбусов по осям выполняют так, что
на ведущую ось (мост) приходится 2/3, а на управляемый 1/3 общего веса.
Чтобы ходовые колеса переднего и заднего мостов работали примерно в
одинаковых условиях нагружения, на передний мост ставят одинарные
колеса, на задний - сдвоенные.
Увеличение числа осей приводит к пропорциональному росту стоимости
троллейбуса и усложнению его механизмов управления. Поэтому при
проектировании всегда стремятся максимально использовать несущую
способность шин и дорожною покрытия, т.е. выбрать необходимый мини-
мум осей, но при этом учитывать, что у троллейбусов большой вместимости
с одной ведущей осью сложно выбирать размеры пневматических шин
ведущих колес и конструкцию тяговиго редуктора, который несет чрез-
мерно большие нагрузки. Увеличение же размеров редуктора ограничено
габаритами. Поэтому конструкторам иногда приходится принимать реше-
ния, не удовлетворяющие требованиям достаточно высокой износостой-
кости редукторов. У троллейбусов с двумя ведущими мостами можно
более удовлетворительно решить вопросы выбора конструкции редукторов
и размеров пневматических шин, но увеличение числа осей усложняет кон-
струкцию шасси, несколько увеличивает собственную массу и удорожает
троллейбус. Поэтому оптимальное решение осности троллейбуса - весьма
ответственная задача конструктора.
Выбор осности рельсового ГМПТ определяют допускаемые нагрузки
ходовых колес на рельсы по условиям прочности верхнего строения (типа
рельсов и основания пути). Номинальная статическая нагрузка на ось
трамвайного ПС составляет ~ 120 кН, метрополитена - 100-140 кН в зави-
симости от конструкции вагонов и применяемых материалов. Допускаемая
нагрузка колеса на рельсы ограничивается смятием поверхности их кон-
такта. Удельную нагрузку оценивают отношением нагрузки колеса 6’к макс
к ei о лиэметт/ /) 
’ > к
- ^к.макс/^к-	(1-9)
21

Д. 1 трамвайных ходовые колес принимаютр — 75 Н/мм,для колес ПС
метрополитена - 60—65 Н/мм. Удельная Hai рузка ПС на Л м пути:
 (НО)
где	вес ва! оиа при максимальной расчетной нагрузке, кН; Д - дли-
на вагона по осям сцепок, м.
Для ПС метрополитена/)/ < 30 кН/м, для вагонов трамвая/)/ <20 кН/м.
Величины р и р; ограничивают конструктивную массу ПС, выбор его ос-
ности (количества осей) и диаметра ходового колеса.
Показатели использования сцепного и тормозного весов. Сила тяги С
и тормозная сила В, развиваемые ПС при пуске и торможении, ограничи-
ваются сцеплением ходовых колес с рельсами или дорожным покрытием:
В Ю00С’сп^ Д = !0006TOpMi/s	(1.11)
где ф коэффициент сцепления; Gcl, G’TopM — соответственно сцепной и
тормозной веса ПС.
При ограничениях по сцеплению (мокрые i рязныс рельсы или дорож-
ное покрытие, гололед,листопад) с целью безопасности необходимо иметь
возможно больший сцепной и тормозной веса. Сцепление при пуске и тор-
можении характеризуют коэффициентами использования:
^сц.пуск —	Чгц. горм ~ ^торм^’	0-12)
где G - полный вес поезда.
У ПС с индивидуальным тяговым и тормозным приводом всех колес
и равномерной развеской по осям статический коэффициент использования
сцепления 'Чсп.пуск = Ясцлорм 1- У троллейбусов стяговым приводом од-
ной ведущей оси т?сц.пуск -/3, ^ец.торм ~ 1- Нри пуске и торможении
вследствие динамического перераспределения нагрузок между осями
коэффициенты использования сцепления снижаются, что ухудшает условия
безопасности движенья.
§ 1.4. Динамические характеристики
Динамическими называют характеристики, определяющие тяговые
и тормозные качества ПС, скорость ею движения, частоту собственных
колебаний кузова, динамическое использование сцепного и тормозного
весов. Ими являются: ускорение при пуске яПуСК и замедление при тормо-
жении лгорм, а также их производные по времени; конструктивная ско-
рость ькн; максимальная установившаяся скорость нмакс при движении
на прямом*горизонтальном участке пути; тормозной путь /торм при рабо-
чем и экстренном торможении с заданной скоростью; ходовая скорость
или скорость сообщения на перегоне заданной длины с заданным эквива-
лентным уклоном, коэффициентом выбега и длительностью стоянки на 011
для пассажирообмена; гибкость рессорного подвешивания; динамические
коэффициенты использования сцепного и тормозного весов. Динамичес-
22

кие характеристики ПС определяются удельной мощностью тяговых двига-
телей (энерговооруженностью) ПС, зависят от типа тяговых двигателей
(двигатель внутреннего сгорания - ДВС, тяговый электрический двига-
тель _ ТЭЛ), принятой системы управления ими, конструкции и эффектив-
ности действия тормозных устройств,'“'Системы'рессорного подвешивания,
динамического перераспределения нагрузок кузова и тележек между
колесными парами или мостами при пуске и торможении.
Пусковое ускорение tfliyCK меняется в процессе пуска в зависимости
от характеристик электрической схемы управления ТЭД. Поэтому его
определяют как среднюю величину от момента начала пуска до выхода на
автоматическую характеристику, а тормозное замедление аторм соответст-
венно от момента начала торможения до полной остановки:
#пуск = уа.хАпусю сторм = ^тормЛторм,	(Т13)
где уа.Х’ иторм — скорости выхода на автоматическую характеристику ТЭД
и начала торможения; ГПуСк. *торм ~ полное время разгона поезда от скоро-
сти v = 0 до и полное время торможения со скорости иторм до полной
остановки.
Среднее пусковое ускорение трамвайных вагонов от момента включе-
ния ТЭД до скорости 30 км/ч на ровном участке пути и напряжении в кон-
тактной сети 550 В должно быть не менее 0,9 м/с2; время разгона троллей-
бусов на горизонтальном участке дороги до скорости 50 км/ч не более
16 С, чему соответствует <7пуСК 50 / (3,6-16) = 0,868 м/с".
Величины Дпуск и аторм существенно влияю; на скорость сообщения
при частых пусках и торможениях на коротких перегонах. Однако для
обеспечения пассажирской безопасности и комфортабельности они должны
быть не бол?е 1,5 м/с2. При экстренном торможении допускают «торм >
^5 м/с2, при этом возможны травмы пассажиров.
При проектировании схем управления пуском и торможением ПС
важно исключить резкие колебания пускового ускорения и тормозного
замедления. Большие величины апуск макс и оторм.маке снижают прочность
кузова и механизмов ПС, а также комфортабельность перевозки пассажи-
ров, поэтому ^пуск.макс и ^торм.макс Должны возможно меньше отличаться
от апуск и йторм- Этому условию удовлетворяют системы бесступенчатого
автоматического пуска и торможения, в частности тиристорно-импульсные.
Скорость нарастания ускорения (замедления) danycvJdt = d2v[dt2 и
^торм/^ “ v/dt2 — важные показатели, определяющие комфортабель-
ность пассажироперевозок. Они характеризуют толчки при ускорении и
замедлении, которые воспринимаются пассажирами как дискомфорт. В
соответствии с современными требованиями значение d^vjdt1 должно быть
не более 2 м/с3.
Конструктивная скорость ПС — наибольшая скорость движения, допус-
тимая по условиям прочности элементов его ходовой части, ТЭД или тяго-
вой передачи. Конструктивная скорость должна находиться в опреде-
ленном отношении к наибольшей скорости имаКс, допускаемой по усло-
виям движения на городских дорогах. Скорость имакс ограничивают с
целью обеспечения безопасности движения. Выбранные скорости и
23

1?макс существенно влияют на конструкцию кузова, агрегатов и систем ПС
и требующиеся для них запасы прочности. Поэтому в обычных условиях
городского движения при частых остановках и небольших перегонах кон-
структивную скорость нецелесообразно повышать, поскольку она может
оказаться неиспользованной.
Наибольшая скорость движения зависит от тяговых характеристик ПС
и может быть определена расчетом. Установившаяся скорость троллейбусов
при движении с нормальной нагрузкой на горизонтальном участке дороги
при номинальном напряжении в контактной сети должна быть не менее
60 км/ч, а на подъемах 30°/00 — не менее 43 км/ч. У современных троллей-
бусов конструктивная скорость = 60 + 80 км/ч. Отношение конструк-
тивной скорости к наибольшей установившейся на горизонтальном участке
пути Укн/^макс ~ 70/60 = 1,17. Для трамвайных вагонов ио ГОСТ 8802-78
^кн > 75 км/ч, Укн/^макс = 75/65 = 1,15.
Большие скорости можно эффективно использовать в условиях экс-
прессного трамвайного и троллейбусного движения на обособленном полот-
не, пригородного движения и на маршрутах с относительно редкими оста-
новками. Для этих условий ПС должен иметь = 100 + 120 км/ч.
Тормозной путь /торм — отрезок пути, проходимого поездом от мо-
мента начала торможения (воздействия водителем на тормозную педаль
или рукоятку) до полной остановки поезда. Как характеристика динами-
ческих качеств ПС он эквивалентен ускорению ^юрм, так как между 7горм,
иторм- ^юрм и “торы существует однозначное отношение
^торм " "тори'2 горм/2 = цгорм/(2агорм)-	(1.14)
Величину /ТОрм определить легко, тогда как надежные и простые ме-
тоды контроля с’торм отсутствуют.
Тормозной путь трамвайного вагона при номинальной нагрузке на
горизонтальном участке пути с сухими и чистыми рельсами при скорости
начала торможения 30 км/ч не должен превышать 35 м при служебном
торможении и 16 м при экстренном торможении с применением электро-
магнитных рельсовых тормозов. Тормозной путь порожнего троллейбуса
любого типа на горизонтальном участке пути, имеющем сухое асфальтовое
покрытие, при экстренном торможении (одновременном действии электри-
ческого и механического тормозов) и скорости начала торможения 30 км/ч
должен быть нс более Ц м (ПТЭ, п. 2.52). В соответствии с требованиями
ПТЭ тормозной путь трамвайных вагонов и троллейбусов проверяется
водителями на нулевом рейсе при каждом выпуске из депо на линию.
Обобщенной характеристикой динамических качеств ПС является ходо-
вая скорость на перегоне заданной длины с заданным эквивалсшгным укло-
ном и коэффициентом выбега. По требованиям ГОСТ 8802-78 трамвайный
вагон при работе на условном маршруте с эквивалентным уклоном + 3 °/00
при номинальной нагрузке, напряжении контактной сети 550 В, наиболь-
шей скорости на перегоне 50 км/ч, замедлении не более 1,5 м/с2, средней
длине перегона 350 м, длительности стоянки на остановках 10 си 10%-ном
запасе времени на нагон должен иметь расчетную скорость сообщения не
менее 25 км/ч. Аналогичное требование предъявляют к троллейбусам с
той лишь разницей, что ллительность стоянки на ОП принимают 8 с.
24

§ 1.5. Характеристики проходимости, маневренности,
управляемости и устойчивости
Проходимость и маневренность. Проходимость - способность ПС
преодолевать местные неровности пути, изломы продольного профиля,
затяжные подъемы и спуски, кривые малых радиусов, участки с понижен-
ным сцеплением, залитые водой, покрытые снегом и т.д.; маневренность -
способность отклонения от направления движения, обгона впереди идущего
ПС, поворота и разворота в стесненных условиях, движения задним ходом.
Проходимость и маневренность любого ПС ограничены. Поэтому нормаль-
ные и предельные условия эксплуатации ПС оговариваются ПТЭ. Проходи-
мость н маневренность во многом определяются одними и теми же техни-
ческими показателями ПС и поэтому рассматриваются совместно.
Технические показатели проходимости ПС - это предельные характе-
ристики плана и профиля, местных неровностей и условий движения по
путям и дорогам, обеспечиваемые конструкцией ПС; показатели манев-
ренности - обеспечиваемые конструкцией ПС предельные характеристики
выполнения маневров. При нормировании характеристик плана и профиля,
допустимых местных неровностей и условий движения иа дорогах, опре-
деляющих проходимость и маневренность ПС, технические характеристики
проходимости и маневренности ПС используют в качестве исходных. Одно-
временно учитывают требования безопасности движения н экономичности
эксплуатации ПС и дорог. Установленные СНиПами, ГОСТами и ПТЭ
характеристики используют в качестве нормативов при проектировании
нового ПС.
Продольную проходимость автобусов и троллейбусов характеризуют
(рис. 1.5, а) : верхним радиусом продольной проходимости /?впп - радиу-
сом дуги окружности, проведенной касательно к шинам передних н задних
колес и наиболее выступающую точку переднего или заднего свеса кузова;
нижним радиусом продольной проходимости Rmvx - радиусом дуги окруж-
ности, проведенной касательно к шинам передних и задних колес и наиниз-
шую точку шасси или кузова; углами j и переднего и заднего свеса.
Поперечную проходимость характеризуют (рис. 1.5, б): радиусом попереч-
ной проходимости Яцп - радиусом окружности, проведенной через низшую
точку подкузовного оборудования касательно к внутренней поверхности
шин ходовых колес (рис. 1.5,0; просветом (клиренсом) С - расстоянием
от низшей точки подкузовного оборудования до дорожного покрытия;
просветом между дорожным покрытием и элементами оборудования, не
допускающего нахождения в воде. Маневренность характеризуют: предель-
ным отклонением укс от средней линии предусмотренной полосы движе-
ния, допускаемым токоприемниками (рис. 1.5, в) ; минимальным радиусом
поворота R' по наиболее выступающей внутренней точке кузова; R" — по
наиболее выступающей наружной точке кузова; /?2вн - по оси следа зад-
него внутреннего колеса; R j нар ~ по оси следа переднего внешнего колеса;
полосой вписывания R" - R' (рис. 1.5, г). Проходимость и маневренность
шарнирно сочлененного ПС зависит от соотношения баз Бтл, Б1шр,
(рис. 1.5, д) и предельных углов поворота передней секции относительно
задней в горизонтальной, вертикальной и поперечной плоскостях. Полу-
25

прицепная секция 1 автобусов и троллейбусов должна вписываться в по-
лосу движения (R" - R') головной секции 2 за счет автоматических уст-
ройств управления установкой колес полуприцепа, работающих согласо-
ванно с механизмом трапеции 3 управляемого моста головной секции.
Наивысшие показатели проходимости и маневренности имеют авто-
бусы, так как- их движение не связано отдельной полосой. Троллейбусы
имеют более низкие показатели маневренности вследствие их связи с
контактной сетью (рис. 1.5,в). При той же габаритной длине иаилучшие пока-
затели проходимости и маневренности у шарнирно сочлененного ПС, при-
чем минимальный габарит вписывания имеют сочлененные машины с отно-
шением длин полуприцепной и головной секций 0,75: шарнирно сочленен-
ный 24-метровый троллейбус с таким соотношением длин секций может
иметь те же минимальные радиусы и коридор вписывания, что и 12-метро-
вый с жестким кузовом.
.Проходимость и маневренность рельсового ПС может характеризовать-
ся теми же показателями, что и безрельсового. Маневренность рельсового
ПС по обгону впереди идущего равна нулю, так как он связан рельсовой
колеей. Чем ниже маневренность, тем выше требования к эксплуатацион-
ной надежности ПС. Они наиболее высоки для рельсового ПС.
26

Управляемость. Понятие управляемости относят в основном к без-
рельсовому ПС, хотя его используют и при оценке эксплуатационных ка-
честв рельсового ПС. Управляемость — способность ПС устройчиво,сохра-
нять прямолинейное движение (при отсутствии воздействия на орган'управ-
ления ходовые колеса при случайных отклонениях от положения прямо-
линейною движения должны самостоятельно возвращаться в это положе-
ние), а при воздействии на орган управления быстро и с небольшим уси-
лием изменять направление движения на задаваемое органом управления.
Рельсовый ПС теоретически имеет способность сохранять прямолинейное
движение в рельсовой колее благодаря коническому профилю поверхности
качения бандажей, который они получают при обточке или в эксплуатации.
Благодаря обратной конусности поверхностей качения бандажей свободная
колесная пара движется в рельсовой колее по синусоиде, что вызывает
вредные колебания ПС - "виляние” в колее. Однако амплитуда виляния
свободной колесной пары значительно больше зазора между головной
рельса и ребордой колеса. Поэтому, а также благодаря связям с ходовыми
частями колесные пары нс имеют свободного качения в колее, а направляют-
ся ею принудительно. Этот процесс сопровождается износом бандажей
колес и рельсов. Реборда бандажа, набегая на головку рельса под углом,
стремится подняться на рельс, что и происходит иногда под действием
центробежных сил в кривых при изношенных рельсах и превышении допус-
тимых скоростей движения, приводя к сходам колес с рельсов. Необходи-
мую устойчивость -.вижения колесных пар в кривых достигают выбором
определенных геометрических характеристик профиля бандажей и норми-
рованием режимов движения (см. § VIII.3).
Управляемость безрельсового ПС обеспечивают специальной установ-
кой управляемых колес и рулевым управлением. Хорошая управляемость
облегчает физическую нагрузку водителя, повышает безопасность движе-
ния и скорость сообщения, так как чем лучше управляемость, тем с более
высокой скоростью водитель может вести машину. Нарушение управляе-
мости при движении безрельсового ПС — результат воздействия на иего
ряда возмущающих сил: неровностей и поперечного уклона дороги, дина-
мических колебаний, воздействия бокового вс.ра, неправильной кинема-
1ики рулевого управления и подвески, пониженного давления и разности
давлений воздуха в шинах, неправильной установки управляемых пес,
чрезмерного износа рулевого управления (больших заз ров в шарнирных
связях тяг и рычагов рулевого управления и привода управляемых колес),
динамической неуравновешенности колес, перекосов осей управляемых и
ведущих мостов и др.
Для обеспечения управляемости используют силы трения в рулевом
механизме, весовую стабилизацию управляемых колес, боковые реакции
опорной поверхности дороги на действие боковых сил и специальную уста-
новку управляемых колес при движении машииы на повороте.
Для исключения виляния управляемых колес под действием сил со
стороны дорожного полотна на неровностях пути в качестве основного
стабилизирующего фактора используют силы трения в рулевом механизме.
Для этого его выполняют "на пределе обратимости", т.е. способным легко
передавать усилия управления и преобразовывать перемещения от рулевого
27

колеса к управляемым колесам, но не передавать обратных усилии от
управляемых колес к рулевому и препятствовать повороту колес под дейст-
вием на них случайных сил со стороны неровностей пути.
Для устойчивого сохранения прямолинейного движения машин ис-
пользуют весовой стабилизирующий эффект — стабилизирующее действие
веса машины, приходящегося на управляемый мост. Для этого шкворень I
(рис. 1.6, а) поворотной цапфы 2 управляемого колеса имеет наклон в
поперечной плоскости на угол 6 (угол поперечного наклона шкворня).
Колесо при выводе из положения движения прямо поворачивается вокруг
шкворня 1 поворотной цапфы 2 в кулаке 3 балки 4 управляемого моста и
должно было бы опускаться в плоскости m - т, перпендикулярной оси
шкворня, под уровень дорожного покрытия. Этому препятствует опорная
плоскость дороги. Поэтому поворот колеса сопровождается не опуска-
нием колеса, а подъемом управляемого моста. При этом появляется стаби-
лизирующий момент стремящийся вернуть колеса в нейтральное
положение, при котором центр тяжести машины занимает наинизшее (ус-
тойчивое) положение. Момент растет с увеличением углов « , а"
поворота управляемых колес (рис. 1.6, б).
Для использования в качестве стабилизирующего фактора боковых
реакций управляемых колес создают угол у наклона шкворня к вертикали
в продольной плоскости машины, который называют углом продольного
наклона шкворня (рис. 1.7, а). При отклонении управляемого колеса в
направлении стрелки v появляются центробежная сила Рс, действующая на
машину, и боковые опорные реакции R колес. При наличии угла у боко-
вая реакция R создает относительно оси шкворня на плече b стабилизирую-
щий момент	= Rb, стремящийся вернуть колеса в нейтральное положе-
ние. Этот момент пропорционален центробежной силе Рс (рис. 1.7, б).
Стабилизация и легкость поворота управляемых колес зависят от углов
их установки — развала а (рис. 1.7, в) и схождения 5 (рис. 1.7, г). Угол
развала управляемых колес повышает легкость управления машиной и
уменьшает нагрузки деталей рулевого привода, так как благодаря ему
сокращается с а до а' плечо приложения силы РуПр и соответственно мо-
мент Мупр — Рупрв' на управляемом колесе. Кроме того, за счет этого
угла появляется горизонтальная слагающая q вертикальной реакции Z до-
рожного покрытия, постоянно поджимающая ступицы управляемых колес
к внутренним подшипникам. Однако благодаря развалу колес возникает
некоторая неравномерность в распределении удельных давлений в зоне
контакта колеса с дорогой и появляется циркуляция паразитной мощности
между его сечениями, имеющими различные радиусы (r]( г2 и т.д.). Дейст-
вительно, если принять, что в среднем сечении пятна контакта, которому
соответствует радиус г качения колеса, качение происходит без скольже-
ния по дороге, то сечения с меньшим радиусом должны проскальзывать
в направлении движения (юзовать), а сечения с большим радиусом г2 —
в противоположную сторону (буксовать). В результате в контакте колеса
с дорожным покрытием появляются силы трения F на плече С, момент
которых Му = FC стремится повернуть колесо вокруг шкворня. Благодаря
наличию люфтов в соединениях тяг и рычагов рулевой трапеции момент
Му разводит колеса (рис. 1.7, г) и создает угол расхождения 6. К такому
28

Рис. 1.6. Угол поперечного на-
клона шкворня (а) и зави-
симость стабилизирующего
момента от углов поворота
управляемых колес (б)
Рис. 1.7. Угол продольного наклона шкворня
(а) и зависимость стабилизирующего момен-
та от центробежной силы Рс (б) ; углы попе-
речного наклона шкворня и развала управля-
емого колеса (в); углы расхождения и схож-
дения управляемых колее (г)
же эффекту приводят силы сопротивления качению Pf, создающие на коле-
сах относительно осей шкворней моменты М] = Р^а. Управляемые колеса,
работающие с углом расхождения 0, имеют повышенное проскальзывание
и износ, создают дополнительное сопротивление движению. Для ликвида-
ции этих явлений управляемым колесам задают определенный угол схож-
дения 6.
Напряженное состояние в контакте и сопротивление качению управляе-
мых колес зависят от соотношения углов а цб. Оптимальный угол схожде-
ния 6 составляет в среднем 15—20% угла развала а в зависимости от типа
шин и других конструктивных факторов. Практически угол схождения
несколько увеличивают, учитывая зазоры и упругость элементов рулевого
привода.
Для уменьшения усилий водителя, требующихся для поворота управ-
ляемых колес, рулевое управление должно обеспечивать минимальное
трение в элементах рулевого механизма и рулевого привода при передаче
усилий управления от рулевого колеса к управляемым колесам, что дости-
гается установкой подшипников в узлах трения, в частности опорных под-
шипников поворотных цапф (см. рис. 11.25) .
Важным вопросом является обеспечение высокой управляемости
движения автобусов и троллейбусов на повороте, связанной с выбором
29

определенного соотношения между углами поворота управляемых колес.
Установка управляемых колес при движении машины на повороте должна
гарантировать их качение без дополнительного скольжения, которое умень-
шает полезное использование сцепления для создания направляющих уси-
лий и повышает опасность потери управляемости.
Известно, что центр поворота любого вращающегося тела лежит на оси,
проходящей через его центр вращения перпендикулярно плоскости враще-
ния. Центр поворота одиночного колеса, следовательно, находится на оси,
проходящей через его центр вращения перпендикулярно плоскости каче-
ния, а центр поворота системы колес - в точке пересечения осей вращения
отдельных колес. Из этого следует, что движение автобуса и троллейбуса
на повороте без скольжения колес возможно только в том случае, когда
его управляемые колеса повернуты на определенные углы по отношению
к оси неуправляемых колес так, что центры поворота всех его колес нахо-
дятся в одной точке О (см. рис. 1.5, г), которая является центром поворота
машины. Из треугольников OAD и ОМЕ следует, что OD/AD — etg а' и
ОЕ/МЕ =ctga . Решая эти уравнения, получим
etga" etga = В/Б,	(115)
где AD ~ ME = Б - база машины; OD - ОЕ = В - расстояние между шквор-
нями поворотных цапф.
Уравнение (1.15) определяет условие качения колес автобусов и трол-
лейбусов на повороте без скольжения, которое должно быть обеспечено
кинематикой рулевой трапеции.
Теоретические исследования показывают, что условие (1.15) можно
обеспечить полностью только 18-звенным шарнирным механизмом трапе-
ции. Практически применяют менее сложные конструкции, наиболее час-
то - простейший 4-звенный механизм. При правильном выборе размеров
последнего расхождение теоретической и действительной зависимостей
между углами поворота внутреннего и наружного управляемых колес
незначительно. При больших радиусах поворота, характерных для нормаль-
ных условий движения, оно практически неощутимо. Незначительное
проскользывание управляемых колес автобусов и троллейбусов с 4-звен-
ной трапецией возможно лишь при малых радиусах поворота, встречающих-
ся сравнительно редко, и поэтому не опасно.
Радиусы траекторий движения наружного /?]нар (см. рис. 1-5, г) и
внутреннего 7?! вн управляемых колес:
R1 Нар = ^/sinaR1 вн - R/sina.	(1.16)
При движении автобусов и троллейбусов на повороте возникает центро-
бежная сш<а инерции направленная в сторону, противоположную центру
поворота и вызывающая перераспределение сил, действующих на их колеса.
Она приложена в центре тяжести С и находится в плоскости, проходящей
через мгновенный центр поворота О машины.
Пневматические шины автобусов и троллейбусов обладают известной
эластичностью и при воздействии на них тех или других сил деформируют-
30

сЯ. Вследствие боковой эластичности шин при движении машины на пово-
роте центробежная сила теоретически должна вызывать боковой увод ее
колес (рис. 1.8, а) . Средняя линия п - п контура отпечатка шины на поверх-
ности дорожного покрытия при отсутствии действия на колесо боковой
силы Н лежит в геометрической плоскости колеса, а при воздействии
боковой силы Н смещается из нее в плоскость п - и на угол Д, который
называют углом увода. Средняя линия п - п контура отпечатка образует
плоскость качения колеса, которая не совпадает с его геометрической плос-
костью. Иначе говоря, качение колес происходит под углом Д к плоскости
их вращения, вследствие чего меняется положение мгновенного центра
поворота машины. Однако на современных автобусах и троллейбусах
применяют шины высокого давления, у которых возможность бокового
увода практически незначительна и не оказывает заметного влияния на
положение мгновенного центра поворота.
При прямолинейном движении направление качения управляемого
колеса и направление его толкающей силы совпадают. В этом случае тол-
кающая сила равна сопротивлению качения управляемого колеса. Если же
его повернуть, как показано на рис. 1.8, б. то толкающая сила Р разложится
на две составляющие: Ру, лежащую в плоскости колеса, и Рн, перпендику-
лярную ей. Сила Ру преодолевает сопротивление качению и приводит колесо
во вращение. Сила P# стремится преодолеть силу сцепления колеса с доро-
гой и сдвинуть его в сторону. Для нормального поворота машины необхо-
димо, чтобы сила Рн была меньше силы сцепления. Тогда на повороте коле-
со не будет скользить в поперечном направлении. Предельное значение
силы Ри = ZRip, где ZK - вертикальная нагрузка колеса; - коэффициент
сцепления шины с дорожным покрытием. Сила сопротивления качению
Ру — ZK/‘, гДе / - коэффициент сопротивления качению. Силы Ру и
являются составляющими одной и той же толкающей силы Р. Поэтому
предельное отношение этих сил, при котором возникает угроза потери
машиной управляемости при движении на повороте, дает условие управляе-
мости автобусов и троллейбусов на повороте:
(V<f)^Kc=^K^/(ZKf)	(1.17)
Аналогично обеспечивается и управляемость движения на повороте
шарнирно сочлененных автобусов и троллейбусов. Чтобы движение сочле-
ненной машины на повороте не сопровождалось проскальзыванием колес,
мгновенный центр поворота троллейбуса должен совпадать с мгновенными
центрами поворота всех его колес (см.' рис. 1.5, д). Требующаяся кинема-
тика поворота управляемых колес головной секции 2 обеспечивается меха-
низмом рулевой трапеции 5, а полуприцепа 1 — специальным механизмом
автоматического управления поворотом управляемых колес полуприцепа.
Устойчивость. Способность ПС противостоять скольжению колес при
неблагоприятном состоянии рельсов или дорожного покрытия, а также
опрокидыванию под действием центробежных сил в кривых и при резком
пуске или торможении называют устойчивостью. Для рельсовогс ПС глав-
ной является устойчивость против всползания колес на головки рельсов,
определяемая значением бокового давления колеса на рельс и углом в,
31

Рис.1.8, Схема образования боко-
вого увода (а) и направляющих
сил (б) при движении эластично-
го колеса в кривой
Рис.1.9. Схема сил, действующих
на экипаж при движении на пово-
роте
образуемым плоскостью их касания с вертикалью (см. рис. VI, 11, б).
Способность рельсового ПС противостоять скольжению колес при неблаго-
приятном состоянии рельсов повышают использованием при торможении
песка (оборудуют ПС песочницами), против о бук совочных и противогазо-
вых устройств и схем, а также конструктивными мерами повышения дина-
мического коэффициента использования сцепного и тормозного весов.
Продольное опрокидывание под действием тяговых и тормозных сил
для современного ПС опасности не представляет. При боковом опроки-
дывании на поезд кроме веса G действует (рис. 1.9) центробежная сила
Рс — Gv2/(gR) (v - скорость движения поезда в кривой, м/с; R — ее ра-
диус, м; g - 9,81 м/с2-ускорение свободного падения),с направлением
которой может совпадать сила Pw = wF бокового давления ветра (и< —
удельное давление бокового ветра, Па; гп — площадь боковой поверх-
ности кузова - площадь парусности, м2).
В момент начала бокового опрокидывания относительно точки А
реакция Zn поверхности дороги (или рельса) на правое колесо становится
равной нулю и действующие на поезд силы связаны уравнениями:
GyK/2 = GxhK +	+ РСуК12 + Pwhw; Г
Gy =Gcosfi:Gx = Gsin0; PCx = (Gv^/W)cos(3;>	(1.18)
pCy = l<4p/W sin 0; Pw =	J
где Gy, Gx — соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие
веса поезда; РСх, Р? - составляющие центробежной силы Рс; К - колея
рельсового ПС или безрельсового по наружным шинам колес; h,„ hw -
высота центров приложения сил G и Pw над уровнем головок рельсов или
дорожного покрытия; 0 — угол поперечного уклона дорожного покрытия;
икр — критическая скорость движения поезда, при которой начинается его
опрокидывание.
32

Критическая скорость движения поезда на повороте, при которой начи-
нается его опрокидывание (из 1.18):
/о [0,5А~ - //Artgp- и>Лпар/?н.А7соч^]	9
Vrp	/<A, + 0^Ktg/3
При движении поезда на повороте без уклона (0 = 0) и отсутствии
бокового ветра (w = 0)
»к1,0 = 7gRK/(2ftg); Рс1С = К1(21,к).	(1.20)
Отношение P(jjG определяет боковую силу Рс в долях веса поезда —
удельную боковую силу. Коэффициент т?уст =	называют коэф-
фициентом поперечной устойчивости. Уравнение (1.20) показывает, что
опрокидывание поезда на повороте возможно в том случае, когда дейст-
вующая на него удельная боковая сила становится равной или превышает
коэффициент поперечной устойчивости.
Критическая скорость движения троллейбусов по опрокидыванию при
движении в кривой радиуса 50 м составляет около 75 км/ч, т.е. выше прак-
тически реализуемых скоростей движения. Значительно опаснее занос
осей автобусов и троллейбусов при движении на повороте и даже на прямо-
линейных участках дороги с плохим сцеплением (при гололеде, жидкой
грязи). На практике чаще всего наблюдается занос ведущих осей, так как
они реализуют силу тяги, поэтому могут воспринимать значительно мень-
шую боковую силу и начинают скользить раньше управляемых осей. В
отдельных случаях возможен занос и управляемых осей, но он, как будет
показано далее, менее опасен, чем занос ведущих.
На ведущий мост при движении троллейбуса на повороте действует
вертикальная нагрузка G2 и боковая сила Н2. Боковое скольжение веду-
щей оси начинается, когда обе результирующие реакции правого R'2 и ле-
вого R2 ведущих колес (рис. 1.10) достигают значений сил сцепления
^1^2 и '/’1^2 • ® этом случае боковые нагрузки колес:
оу = wee-tfo1-,	ci-21)
(ДУ = (^")2-(РД2,	(1.21)
где Y'2 и Y2 — боковые реакции, действующие соответственно на внутрен-
нее 1 и внешнее 2 ведущие колеса машины; — коэффициент сцепления
колеса с дорогой при боковом скольжении, принимаемый обычно равным
коэффициенту сцепления ф при движении колеса в плоскости качения;
/’к и Р'к — силы тяги, реализуемые внутренним и внешним ведущими коле-
сами.
Учитывая, что тяговой передачей обеспечивается в большинстве случаев
равенство сил тяги, реализуемых ведущими колесами, т.е. Р'к = P'^f^ вычи-
тая (1.21') из (1.2Г), получим условие возникновения заноса ведущей оси:
(^)2-(Г'')2 =V 1Й)2-(^)21-	П.22)
33
3- 1962

Рис. 1.10. Схема сил и реак-
ций, действующих на веду-
щую ось троллейбуса при бо-
ковом скольжении
Рис.1.11. Схема сил, действую-
щих на троллейбус при боко-
вом скольжении ведущего
(а) и управляемого (6)
мостов
При одновременном заносе всех осей машины это условие имеет вид
= или и^акс/Я =
(1.23)
где ^макс - скорость движения машины в момент начала заноса.
Сравнивая (I. 23) с (1.20), можно определить условия, при котором
боковое скольжение начинается раньше опрокидывания:
Ф<К1 (2hg) или < т?уст.
(1-24)
। Боковое скольжение ведущей оси при торможении автобусов и трол-
лейбусов начинается с проскальзывания (юза) ее внутреннего колеса или
одновременного блокирования обоих колес. Боковое скольжение осей
при пуске начинается с проскальзывания (буксования) внутреннего или
одновременно обоих колес.
Сравним развитие и опасность заноса ведущего и управляемого мостов
двухосного автобуса или троллейбуса (рис. 1.11). Если в момент начала
скольжения машина движется прямолинейно, то вектор скорости vA
34

управляемого моста совпадает с продольной осью машины. При заносе зад-
нею ведущего моста он получает кроме скорости v'B = vA составляющую
скорости поперечного скольжения и#. Машина начинает двигаться по кри-
вой с центром поворота в точке О, лежащей на пересечении перпендикуля-
ров к векторам скоростей иА и Проявляющаяся при этом центробеж-
ная сила Рс (рис. 1.11, а) способствует развитию заноса. Скорость и'$ в
результате действия центробежной силы нарастает, центр поворота переме-
шается по линии т - т в направлении к оси машины, радиус поворота
уменьшается, центробежная сила Рс нарастает и развитие заноса все уско-
ряется. Чтобы устранить начавшийся занос, необходимо: сбросить тормоз-
ную силу (прекратить торможение ведущей оси), если занос начался при
торможении троллейбуса, или силу тяги (прекратить разгон), если занос
начался в период пуска; повернуть управляемые колеса в сторону заноса
ведущего моста на угол а. При этом центр поворота машины перемещается
в точку О', искусственно возрастает радиус ее поворота при заносе и соот-
ветственно уменьшается центробежная сила Рс. Таким образом, умелое
вождение автобусов и троллейбусов уменьшает вероятность возникновения
заноса н позволяет остановить начавшийся занос.
На рис. 1.1 1, б показана схема сил, действующих на автобус или трол-
лейбус при заносе переднего управляемого моста при условии, что в мо-
мент начала заноса машина двигалась прямолинейно. Поэтому вектор ско-
рости ведущего моста, не участвующего в заносе, совпадает с продоль-
ной осью машины. При заносе управляемого моста он получает кроме
скорости v'A = составляющую скорости бокового скольжения цд.
Машина начинает двигаться по кривой с центром поворота в точке О, лежа-
щей в пересечении перпендикуляров к векторам vA и vB. Из схемы ясно,
что появляющаяся при этом центробежная сила Р^ противодействует раз-
витию заноса, причем тем больше, чем больше скорость vA скольжения оси.
Таким образом, занос передней управляемой оси самотормозится и поэ-
тому менее опасен, чем занос ведущей оси.
§ 1.6. Характеристики надежности, технологичности
и патента о-нравов ой. чистоты
Надежность. С позиций теории надежности ПС представляет собой сово-
купность ремонтируемых и перемонтируемых агрегатов, узлов и деталей,
характеризующихся различной безотказностью, долговечностью, ремонто-
пригодностью и сохраняемостью. Для определения показателей, оцениваю-
щих эти характеристики количественно, наблюдают изменения состояния
(износ, регулировку, изменение сопротивления изоляции и др.) определен-
ного количества No изделий нли их частей в заданных (нормальных) усло-
виях эксплуатации. Наблюдаемый пробег / делят на интервалы Д7 и в каж-
дом из них фиксируют количество неисправностей или отказов гц объектов
наблюдения (отдельно неисправностей или отказов) и наработку их до
отказа или Д/;- между отказами (неисправностями).
Надежность перемонтируемых и ремонтируемых изделий (в период
наработки до первого отказа) оценивают тремя показателями: средней
наработкой на отказ / вероятностью безотказной работы Р и интенсив-
ностью отказов X:
35

Л’о	I	Д/	I
/ср= (W S/,7 Р=1-2(нМ); X = S^./[AZ(7V0-S/;z)].	(1-25)
В общем случае надежность ремонтируемых изделий оценивают более
широкой группой показателей: безотказность — гамма-процентным ресур-
сом у; ремонтопригодность — трудоемкостью технического содержа-
ния за регламентированную наработку и средним временем восстановле-
ния Гвосст, сохраняемость — гамма-процентным сроком сохраняемости
Гсхр7, а также комплексным показателем использования - коэффициен-
том технической готовности А'тг и комплексными показателями экономи-
ческой эффективности — коэффициентом ремонтных расходов fc м и
удельными расходами на техническое содержание С .
Расчет надежности ПС на стадии проектирования основан на эксплуа-
тационных данных о надежности его элементов и зависимости ее от их
рабочих параметров: мощности, тока, напряжения, действующих силовых
факторов и т.д. Практически нужно знать интенсивность отказов Хо каж-
дого элемента в номинальном режиме работы и ее зависимость от рабочих
параметров, т.е. функцию
Х=Я(Х0,2(2Д	(1.26)
где Н — оператор (закон связи, определяющий вид зависимости Хо от пара-
метров Q); LQ/ — рабочие параметры, влияющие на интенсивность отка-
зов Хо.
В предположении независимости отказов вероятность безотказной
работы ПС как системы находят по теореме умножения вероятностей:
п
PnC=\Pi=PtP2-pl-P„.	(127)
где — вероятность безотказной работы z-ro элемента ПС; п — количество
рассматриваемых элемеитов (вся номенклатура деталей и узлов) ПС.
Технологичность. Технологичными называют изделия, максимально
простые и дешевые в производстве и эксплуатации, т.е. отвечающие крите-
рию минимума производственных и эксплуатационных затрат. Основные
факторы, определяющие технологичность ПС: степень конструктивной и
технологической преемственности нового ПС, уровень стандартизации и
унификации.
Конструктивная преемственность характеризуется степенью исполь-
зования в новых конструкциях ПС узлов, деталей, агрегатов и конструк-
тивных решений, апробированных в практике производства и эксплуата-
ции, отличающихся высокими показателями надежности, технологичности
и эксплуатационной экономичности. Коэффициент конструктивной пре-
емственности
^кн.п — (g ^Qkh ^?кн)(1-28)
где KlKH, Qkh ~ количество и стоимость узлов, деталей или агрегатов z-ro
наименования, входящих в единицу вновь создаваемого или выпускаемого
36

ПС, заимствованных из апробированных в практике производства и эксплу-
атации технологичных конструкций; п — число таких наименований в об-
щей номенклатуре деталей и узлов ПС; С'3 - стоимость единицы ПС заводс-
кого изготовления.
Технологическая преемственность —степень использования в произ-
водстве и эксплуатации нового ПС освоенных прогрессивных технологичес-
ких процессов, оснастки и технологического оборудования. Коэффициенты
технологической преемственности производства и эксплуатации
= (2^тСт)/Ст.Пр; кт.= аК13С,,)1С3,	(1.29)
где К!Г - количество и стоимость прогрессивных технологических
процессов и технического оснащения производства нового ПС, взятых из
производства ранее освоенных при выпуске ПС; п — общее количество та-
ких технологических процессов и оборудования; Ст пр — общая стоимость
технологических процессов и оборудования производства ПС; Сгэ -
количество и стоимость прогрессивных зехнологических процессов и техно-
логического оборудования эксплуатации нового ПС, взятых из практики
эксплуатации ранее выпускавшегося; Сэ - общая стоимость технологичес-
ких процессов и технологического оборудования эксплуатации ПС.
Уровень стандартизации — степень оснащения производства ПС Госу-
дарственными стандартами. Требующееся для комплексной (полной)
стандартизации количество стандартов QK с устанавливают по всем стадиям
разработки изделий в соответствии с ГОСТ ГО-68, включая стандарты на
технические требования, параметры изделий и их отдельных деталей, кон-
структивные исполнения, типовые технологические процессы, инструмент
и оснастку, допуски и посадки, правила приемки и методы испытаний,
правила эксплуатации и ремонта, хранения и т.д. Уровень стандартизации
оценивают коэффициентом комплексной стандартизации, представляющим
собой отношение действующего количества стандартов на рассмат-
риваемый объект (ПС) к требующемуся QK с для его полной комплексной
стандартизации:
^ст — ЦдейсгвА2к,с'	(ГЗО)
Унификация — степень общности производства или эксплуатации ПС
различных видов или различных конструктивных исполнений одного вида.
Унификацию в производстве ПС оценивают коэффициентами унификации
п или А определяемыми как отношение количества или стоимости
внутризаимствованных деталей и узлов ПС (деталей и узлов, идущих на
комплектацию ПС различных серий и конструктивных исполнений) к об-
щему количеству или стоимости выпускаемого ПС:
, п m	н	m
к^ = 2Кь1ХК3-, ky.u = lKl3C^C3K3,	(1.31)
где Ki3, С}3 - количество и стоимость внутризаимствованных деталей и
узлов, идущих на комплектацию ПС различных серий и конструктивных
исполнений из общего количества К3, находящихся в производстве; п —
37

число видов внутризаимствованных деталей; т — количеством программа
выпуска ПС различных серий и конструктивных исполнений.
Унификацию в эксплуатации ПС оценивают коэффициентом Луэ, опре-
деляемым как отношение стоимости Су технологических процессов эксплу-
атации, общих по всем видам ПС инвентарного парка, к общим затратам
Сэ эксплуатации по инвентарному парку ПС:
Ауэ = Су/С,.	(1.32)
Патентно-правовая чистота. Показатель патентно-правовой чистоты
оценивает степень патентной защиты отечественных конструкций ПС в
СССР и за рубежом и его патентную чистоту. Он характеризует количество
и долю в общей стоимости реализованных в изделии новых отечественных
изобретений, защищенных авторскими свидетельствами в СССР и патентами
за рубежом, возможность беспрепятственной реализации изделия как в
СССР, так и за рубежом. Изделие называют патентно чистым в отношении
какой-либо страны, если оно не содержит технических решений, попадаю-
щих под действие зарегистрированных в ней патентов и свидетельств.
§ 1.7. Характеристики пассажирской безопасности, комфортабельности,
эргономические и санитарио-гишенические
Пассажирская безопасность. Безопасность ПС оценивают показателями:
безопасности нормальной посадки и высадки пассажиров и обслуживаю-
щего персонала на остановках; безопасности пассажиров, обслуживающего
персонала и пешеходов в нормальных эксплуатационных режимах работы
ПС и в аварийных режимах.
Безопасность посадки, высадки и проезда пассажиров обеспечивают
установкой поручней, обоснованным выбором конструктивных решений
и высоты ступеней, покрытий пола, созданием условий водителю и кондук-
тору для наблюдения за посадкой и высадкой пассажиров и др. При резком
ускорении и торможении стоящие пассажиры должны иметь возможность
удержаться за поручни, а сидящие — предохраниться от ударов о спинку
переднего сиденья.
Различные происшествия (столкновения транспортных средств,опроки-
дывания, наезды на другой ПС или пешеходов, травмирование пассажиров
при резком торможении и др.), возникшие в процессе движения ПС и
повлеките за собой гибель или телесные повреждения людей, транспортных
средств и сооружений или другой материальный ущерб, называют дорожно-
транспортными происшествиями (ДТП). При организации движения юрод-
ского транспорта всех видов, в том числе ГМПТ, одной из основных задач
является предупреждение ДТП. Все виды ДТП. кроме мелких, общий
ущерб от которых, связанный с повреждением ПС, дорожных или других
сооружений и дезорганизацией движения, не превышает 100 руб., подлежат
обязательному учету. По каждому ДТП с тяжелыми последствиями (пов-
лекшими гибель людей) проводят специальные проверки с участием орга-
нов ГАИ и служб организации движения трамвайно-троллейбусных или
автобусных управлений.
38

Особое значение для предупреждения ДТП имеет соблюдение установ-
ленных режимов эксплуатации ПС на линии, постоянный контроль за
ие11равностью систем тормозного оборудования ПС, рулевого управления и
сигнальных устройств.
Важное значение имеет предупреждение тяжелых последствий аварий.
Кузов ПС должен обладать демпфирующими свойствами при ударе и не
деформироваться при опрокидывании. Внутреннее оборудование пассажир-
ского помещения не должно иметь угловатых выступов, кронштейнов и
других резко выступающих деталей, которые могут вызвать травмы у
пассажиров при авариях. Большое значение для пассажирской безопасности
имеет правильный выбор материалов для внешней и внутренней облицовки
и внутренней отделки пассажирского помещения. Конструкция окон и
вентиляция пассажирского помещения должны предупреждать возмож-
ность высовывания пассажиров из окон во время движения и исключать
возникновение сквозняков рациональным распределением в салоне потока
вентилируемого воздуха.
Безопасность движения оценивают в расчете на~1 млн. вагоно(маши-
но)-километров пробега количеством ДТП разных видов (столкновения,
наезды на предметы оборудования уличных проездов, наезды на людей)
и ущербом в рублях, связанным с ликвидацией последствий аварий и за-
держками движения. Оценку пассажирской безопасности ПС можно произ-
водить экспертным методом по (1.2).
Пассажирская комфортабельность. Комфортабельностью называют
обобщенную характеристику уровня удобств, предоставляемых пассажи-
рам, обслуживающему персоналу (водителям и кондукторам) , пешеходам
и жителям прилегающих районов городской застройки конструкцией ПС,
эстетико-художественного соответствия его городской застройке и принци-
пам ее планировки. Как следует из определения, комфортабельность ПС
рассматривают применительно к разным группам людей и в зависимости от
этого меняется состав этой характеристики.
Различают динамическую и статическую пассажирскую комфортабель-
ность. Динамическая комфортабельность — уровень удобств, предоставляе-
мых пассажирам во время движения. Ее основные характеристики — пока-
затели плавности хода и уровень шумового воздействия на пассажиров,
создаваемого ПС в процессе движения. Статическая комфортабельность —
уровень удобств, предоставляемых пассажирам независимо от движения
ПС. Ее основные характеристики — показатели удобств посадки и высадки
пассажиров; удобства и эстетичности планировки пассажирского помеще-
ния и кабин управления; качество отделки, планировка и удобство пас-
сажирских сидений, остального оборудования пассажирского помещения
и кабины водителя; внешни вид ПС (архитектурное™ формы, оптималь-
ность цветового оформления, качество отделки); архитектурное решение
светильников и качество освещения, отопления и вентиляции (светового,
температурного и аэрационного режима в кузове); уровень обслуживания
пассажиров во время движения и стоянок на остановках (радиофикация,
индивидуальное освещение v пассажирских сидений, освещение подложек
ит.д.).
Ряд показателей пассажирской комфортабельности нормирован, напри-
39

мер, уровень шума в пассажирском салоне (СНиП 11-12—77), освещенность
и температурный режим (ГОСТ 8802—78), показатели удобства пользова-
ния, внешнего вида, безопасности и эстетичности вида внутреннего и внеш-
него оборудования ПС (окраска, покрытия, формы, размещение оборудо-
вания), сопротивление изоляции и токи утечки троллейбусов, оборудова-
ния ПС устройствами оповещения пассажиров и сигнализации и др. Однако
строго установленного состава показателей комфортабельности НС и еди-
ной методики ее расчета нет. Вследствие того, что целый ряд показателей
комфортабельности не имеет количественных оценок, которые можно
измерить, а количественные оценки отдельных показателей несопоставимы,
наиболее приемлемым для определения комплексного показателя комфор-
табельности ПС является метод экспертной оценки, основанный на статис-
тической обработке оценок группы специально подобранных специалистов-
экспертов из представителей заинтересованных министерств и ведомств
[см. (1.2)].
Плавность хода. Плавность хода ПС зависит от состояния путевых
устройств и характеристик рессорного подвешивания. При движении
ходовые колеса ПС испытывают удары со стороны стыков рельсового
пути или неровностей дорожного покрытия. Динамические нагрузки увели-
чивают напряжения в деталях механического и электрического оборудова-
ния ПС и вынуждают конструкторов завышать их материалоемкость; нару-
шают нормальный контакт колес с путевыми устройствами и снижают
коэффициент использования сцепления колес, безопасность движения,
плавность хода и пассажирскую комфортабельность; увеличивают шум.
Тряска ухудшает работу щеточного аппарата и условия коммутации тяго-
вых электрических машин, усложняет работу контактных пар тяговых
электрических аппаратов, способствует накапливанию усталостных изме-
нений материала деталей и их разрушению. По этим причинам колебания
существенно влияют на выбор параметров ходовых частей и кузовов ПС,
а исследование колебаний — один из главных вопросов теории ПС.
Воздействие колебаний на организм человека зависит от их частоты и,
амплитуды а, ускорения z, скорости нарастания ускорения z'. В качестве
показателя плавности хода принимают либо одну из этих характеристик
(чаще v или z), либо их различные сочетания. Нормами Международной
организации по стандартизации (ISO), которые подписаны всеми странами
СЭВ и являются обязательными для продукции внешнего рынка, установ-
лены допустимые пределы воздействия колебаний на тело человека в
функции ускорений z, частоты н, продолжительности воздействия I и нап-
равления воздействия (вертикальйого или горизонтального) для трех
уровней: верхней границы уменьшения комфорта, границы снижения
производительности труда от усталости (ГСПТУ) и предела воздействия;
их следует понимать как предельные уровни колебаний, после которых
соответственно уменьшается транспортный комфорт, падает производи-
тельность труда в связи с транспортной усталостью и наступает физио-
логически допустимый предел воздействия колебаний на организм чело-
века. На уровне ГСПТУ наиболее ощутимыми для людей являются диапа-
зоны частот 4—8 Гц для вертикальных и 1—2 Гц для горизонтальных коле-
баний. При увеличении времени воздействия переносимость вибраций
40

человском снижается. При низких частотах допустимый предел для гори-
зонтальных колебаний ниже, чем для вертикальных, а при более высоких
частотах наоборот - выше для горизонтальных колебаний и ниже для
вертикальных. На уровне предела воздействия значения z удвоены, а на
уровне верхней границы уменьшения комфорта составляют 1/3 уровня
ГСПТУ.
Часто воздействие колебаний оценивают показателем плавности хода
jy A/ox/z‘3p, где А. - коэффициент, определяемый жесткостью требований
к плавности хода. Для трамвайных вагонов в соответствии с требованиями
ГОСТ 8802-78 при максимальной скорости и номинальной нагрузке IV <
<3,5.	, ‘
В основном плавность хода ПС определяет Собственная частота колеба-
ний кузова на рессорном подвешивании, зависящая от гибкости рессорного
подвешивания (см/кН):
r = dfldGKy3,	(1.33)
где / — прогиб, см; С — вес кузова, кН.
Собственная частота колебаний кузова при номинальной нагрузке (Гц)
р =	= з/хТД	(1.34)
me - статический прогиб (см) и жесткость (кН/см) рессорного подве-
шивания; Л/кузиом — подрессоренная масса кузова с номинальной нагруз-
кой, т.
Собственная частота колебаний кузова при номинальной nai рузке
должна быть близка к частоте колебаний человека при нормальной ходь-
бе - 75 кол/мин (1,25 Гц).
Эргономические и санитарно-гигиенические характеристики. Эргономи-
ческие требования определяют соответствие конструкций ПС в целом и его
отдельных элементов антропометрическим характеристикам человеческого
тела (размерам,массе, возможностям движения), физиологическим (быст-
роте реакции, утомляемости), эстетическим (реакции на восприятие цвета,
света и других проявлений среды, воспринимаемых органами чувств),
эстетико-художественным запросам к внешнему виду, внутренней плани-
ровке и т.д. Санитарно-гигиенические требования определяют возможности
поддержания ПС в чистоте и опрятном виде.
Антропометрические характеристики и эстетико-художественные за-
просы человека учитывают при выборе конструкций, размеров и форм пас-
сажирских сидений, ступенек, дверных проемов, высоты нижней и верхней
кромок окон, расположения державок и поручней, общего композицион-
ного решения интерьера; физиологические  характеристики определяют
допустимые уровни шума, колебаний температурного и аэрационного ре-
жима: эстетические - выбор цветового решения и обшей архитектоники
пассажирского помещения. Санитарно-гигиенические требования, предъяв-
ляемые к конструкциям ПС, определяют выбор удобных для‘уборки и
очистки конструктивных форм и материалов внутренней и внешней отдел-
ки ПС.
41

ГЛАВА II. ЭЛЕМЕНТЫ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ГЭТ
§ II.1. Основные элементы подвижного состава
Подвижной состав ГМПТ — подвижные единицы (ПЕ), предназначен-
ные для перевозки пассажиров. Они имеют помещения для пассажиров и
водителя, тяговый привод, устройства для направления движения по путе-
вым сооружениям, тормоза, устройства для обеспечения безопасности
движения и собственных нужд (освещения, отопления, вентиляции). Под-
вижную единицу, или состав, сформированный из нескольных ПЕ, снабжен-
ных необходимым запасом инструмента, материалов и съемного оборудова-
ния, запасными частями, маршрутными указателями и знаками, докумен-
тацией, и обеспеченный поездной бригадой, называют поездом.
По характеру использования и обслуживания оборудование ПС делят
на три группы: механическое, электрическое и пневматическое или пневмо-
гидравлическое. К механическому оборудованию относят кузов (с внутрен-
ним и внешним оборудованием, механизмами обслуживания кузова), свя-
зи кузова с ходовыми частями (опоры кузова, рессорное подвешивание);
ходовую часть (колесные пары, мосты или тележки — группы колесных
пар, связанных общей рамой или другими связующими элементами); тяго-
вую передачу (устройства связи тягового двигателя с ходовыми колесами
или колесными парами); механические тормозные устройства; к электри-
ческому оборудованию - высоковольтное и низковольтное электрообору-
дование (ТЭД и вспомогательные электрические машины, электрические
аппараты силовых цепей, электрические аппараты цепей управления и за-
щиты, электрические аппараты вспомогательных цепей и цепей сигнализа-
ции); к пневматическому — устройства, приборы и трубопроводы пневма-
тических систем (напорной, тормозной, автотормозной, приводов механиз-
мов обслуживания кузова, пневмоподвески и др.).
Для ПС разных типов характерны различные системы оборудования.
Автобусы с двигателями внутреннего сгорания нс имеют высоковольтного
электрооборудования, но отличаются сложной тяговой передачей; трамвай-
ные вагоны не имеют рулевого управления, характерного для автобусов и
троллейбусов, и гидравлических систем; трамвайные вагоны старых типов
не имеют низковольтного электрооборудования; на вагонах КТМ-5МЗ,
Т-2, Т-3, К-2 отсутствует пневматическое оборудование; ПС метрополите-
нов имеет специфические системы автоматической локомотивной сигна-
лизации (АЛС) и т.д.
§ 11.2. Кузова
Кузова современного ПС — преимущественно металлические из мало-
углеродистой стали 20. В виде исключения их изготовляют из низколегиро-
ванных и нержавеющих сталей или алюминиевых сплавов. В последнее
время ряд элементов кузова делают из пластмасс. По технологическим
соображениям сборки кузов деляг на секции (рис. Н.1), которые затем
соединяют сваркой, клепкой или на болтах (секционный метод сборки).
Каждая секция представляет собой ферму с каркасом из штампованных и
42

гнутых профилей замкнутого 0-образного или открытого Q- или Z-образ-
но! о сечения листовой стали 20 толщиной 1,5—3 мм. Каркасы ферм кузовов
ПС метрополитена сваривают из профилей швеллерного, Г2- или Z-образ-
ного сечения листовой стали 20 толщиной 2—5 мм, а ферму основания ку-
зова. которую по традиции продолжают называть рамой, — из листовой стали
толщиной 5—12 мм.
Для обеспечения доступа к агрегатам механического и электрического
оборудования (пневмоподвеске, аккумуляторной батарее, компрессору,
вспомогательному электродвигателю, групповому контроллеру, ТЭД и др.)
обе секции бортов и пол кузова оборудуют люками. На правом борту ку-
зова троллейбуса ЗиУ-9 четыре люка, на левом - семь, в полу пассажирс-
кого салона — девять. На каркас накладывают обшивку: наружную из
стального или дюралевого листа толщиной 1,5—2,5 мм и внутреннюю из
стального или дюралевого листа, фанеры и пластмасс. При сборке секции
кузова соединяют в жесткую цельнонесущую конструкцию болтами или
электродуговой сваркой.
Для поглощения шума листы внутренней и наружной обшивки покры-
вают изнутри противошумной мастикой или оклеивают шумопоглощаю-
щим асбестовым картоном. Для утепления кузова между ними заклады-
вают пакеты миноры или пенопласта.
Наиболее жесткий элемент кузова - его основание (рама), наименее
жесткий — оконный пояс боковых и торцовых стен. Общее использование
несущей способности конструктивных элементов кузова не превышает
30—35%. Дальнейшее повышение использования несущей способности ку-
зовов—важная конструкторская задача, решение которой обеспечит сниже-
ние их материалоемкости и веса. Основание пола изготовляют из гофриро-
ванной оцинкованной стали, сосновых досок, толстолистовой (толщиной
10 мм), бакелизированной фанеры и покрывают линолеумом или резино-
вым ковриком. Деревянные части (нижние поверхности) покрывают
Рис.II. 1. Сборочные элементы кузова трол-
лейбуса ЗиУ-5 • '
1 - задняя стенка; 2 - крыша; 3 - левый
борт; 4 - передняя пенка; 5 - правый
борт; 6 - основание
Рис.11.2. Элементы крепления обшивки к
каркасу на троллейбусах фирмы "VOI VO"
а - заклепка; б - технологический штырь;
« - операция установки заклепки (до ее
смятия) ; г — поставленная заклепка; д —
узел крепления обшивки к стойке каркаса
43

противогнилостной пастой. Стыки листов внутренней и наружной обшив
ки и облицовочных панелей закрывают декоративными профилями.
Окраска защищает кузов от коррозии и несет важную эстетико-худо
жественную и информационную нагрузку. С целью безопасности движенш
цвета наружных поверхностей ПС должны обеспечивать четкое выделен»
поезда из окружающей среды, акцентировать его динамичность. Экспери
ментально доказано, что с точки зрения безопасности движения средств;
транспорта нужно окрашивать в яркие насыщенные цвета, так как ско
рость их движения при этом воспринимается более высокой, а расстояние
до них меньшим, чем при использовании серых, черных и пастельных то-
нов. Для создания контраста с окружающим фоном предпочтительны
сочетания желтого и голубого цветов. В информационных целях возможно
выделять цветом отдельные элементы кузова.
Весьма существенный недостаток - это небольшой срок службы кра-
сок, трудоемкость технологического процесса окраски и длительность
сушки, определяющая длительный простой ПС в ремонтах. Вследствие
работы в общем транспортном потоке нередки случаи повреждения кузо-
вов автобусов и троллейбусов в результате столкновения с другими видами
транспорта. Особенно часты при этом мелкие повреждения обшивки (де-
формация отдельных листов, царапины и т.д.), устранение которых требует
больших трудовых затрат. Для ремонта одного листа наружной обшивки
обычно требуется снять три-четыре соседних листа с последующей их окрас-
кой й сушкой, занимающей несколько часов. В связи с этим вместо замены
отдельных листов практикуют правку обшивки на месте с последующей^
подкраской. Однако такой ремонт также трудоемок, связан с большим
простоем ПС и ухудшает'его внешний вид. Поэтому большой интерес пре-
дставляют собой конструктивные решения кузова, облегчающие замену
обшивки. Сравнительно удобно крепление обшивки винтами или болтами,'
но возможны и более технологичные решения, например крепление обшив-
ки кузова заклепками, использованное на шведских троллейбусах фирмы
’’VOLVO”. Основными элементами крепления являются заклепка 1
(рис. II.2, и) и технологический штырь 2 (рис. 11.2, б). Заклепку 1 вставля-
ют в отверстие стойки 3 каркаса кузова с технологическим штырем 2
(рис. 11.2, в). Несложным приспособлением штырь 2 захватывают за сво-
бодную часть и, опирая на плоскость А, перемещают вверх в направлении
стрелки. При этом заклепка в средней ослабленной части сминается и проч-
но охватывает стойку каркаса (рис. II.2, г) . При дальнейшем приложении
усилия штырь обрывается и выпадает из отверстия заклепки. Теперь в нее
можно ввинтить болт 4 (рис. 11.2, <)), так как часть заклепки с резьбой
несколько толще и не деформируется. Листы обшивки 5 имеют загнутые
концы, которые накладывают на стойку 3 каркаса, прижимают к ней алю-
миниевым профилем 6 и затягивают болтами 4, входящими в заклепки 1.
После этого в профиль вставляют декоративную алюминиевую планку 7.
В процессе затяжки болтов 4 заклепки I деформируются еще больше, чем
достигается ’’вязкое” натяжение, обеспечивающее работу болтового соеди-
нения без подтяжки в течение всего периода эксплуатации троллейбуса.
Конструкция дает возможность заменить любой лист обшивки. Для этого
снимают декоративную планку 7, отвинчивают болты 4 и освобождают
44

алюминиевый профиль 6, после чего легко снимают поврежденный и ставят
новьн! заранее окрашенный лист обшивки. Простой ПС в ремонте не превы-
шает при атом нескольких минут.
Основной тип кузова — одноэтажный жесткий. Однако дойна и, следо-
вательно, вместимость жесткого кузова ограничены условиями вписывания
в кривые малых радиусов. Поэтому кузова ПС большой вместимости вы-
полняют полутора- и двухэтажными или шарнирно сочлененными из двух и
более жестких кузовных секций, связанных между собой силовыми шар-
нирами, переходными платформами и гибкими уплотнениями, образую-
щими подвижные стенки. Полутора- и двухэтажный ПС характеризуется
пониженной поперечной устойчивостью, повышенным временем стоянки
на остановочных пунктах для пассажирообмена и сравнительно низким
коэффициентом использования второго этажа пассажирами. Поэтому его
применяют сравнительно редко, главным образом на стесненных уличных
проездах с интенсивным движением. В нашей стране такой ПС в настоя-
щее время не используют*. Шарнирно сочлененный ПС ГМПТ целесообразен
в крупных и крупнейших городах на направлениях с большими пассажиро-
потоками.
Основная задача проектирования шарнирно сочлененного ПС — обеспе-
чение минимального коридора по условиям вписывания прицепных сек-
ций в коридор головной. Ее решают кинематическим расчетом и выбором
специальных механизмов сочленения. Рельсовые виды ГМПТ шарнирно
сочлененного типа могут иметь от 3 до 10-12 осей и более (рис. П.З, а-д).
Трехосный шарнирно сочлененный ПС (рис. 11.3, д) по вместимости не дает
больших преимуществ перед одиночными вагонами с жестким кузовом,
поэтому его используют сравнительно редко. Лучшим считают ПС, созда-
ваемый на базе единой унифицированной ходовой части — двухосных пово-
ротных тележек обычной конструкции. Перспективны 4, 6 и 8-осные ва-
гоны на двухосных поворотных тележках с безоиорным сочленением двух
кузовных секций (рис. П.З, б), с мостовым сочленением трех секций
(рис. П.З, в) и опорным сочленением секций (рис. П.З, г, д'). Шестиосный
сочлененный трамвайный вагон, средняя вместимость которого 160-170
пассажиров (примерно на 60—70% больше по сравнению с четырехосным
вагоном большой вместимости), обеспечивает сокращение удельной пло-
щади проездов на одного пассажира примерно на 15-18%. Восьмиосный
вагон вместимостью до 230—260 пассажиров обеспечивает сокращение
удельной площади проездов на одного пассажира более чем на 20% по срав-
нению с четырехосным вагоном большой вместимости.
Шарнирно сочлеиенные автобусы и троллейбусы создают в трехосном
или четырехосном исполнении. Трехосные троллейбусы с одной ведущей
(средней) осью (рис. 11.3, е) имеют высокую нагрузку тяговой передачи,
но сравнительно простую схему управления повороюм управляемых колес
при вписывании в кривые. Троллейбус с двумя ведущими осями
В тридцатых годах эксплуатировался двухэтажный троллейбус типа ЯТБ-3^ но
был снят с производства.
45

(рис. П.З.лс) отличается высоким использованием сцепления и удовлетво-
рительным режимом работы тяговой передачи, но сложностью механизмов
поворота. Четырехосные троллейбусы (рис. П.З, з, и) имеют сравнительно
сложную ходовую часть.
Сложность конструирования и работы кузовов безрельсового шарнир-
но сочлененного ПС связана с выбором кинематических схем узлов сочле-
нения кузовных секций и механизмов поворота управляемых колес при-
цепных секций.
Различают два основных способа*сочленения кузовных секций: 1) кон-
сольного типа (полуприцепное) (рис. П.4, а), при котором передняя
кузовная секция опирается на находящиеся под ней ходовые части, а задняя
консольно через шарнирный узел — на раму кузова передней секции. Такое
сочленение кузовов — наиболее распространенное; 2) прицепного типа
(рис. II.4, б), при котором вес прицепной секции целиком воспринимает-
ся колесами этой секции, а сочленение нагружено только тяговым усилием.
Выбор способа сочленения кузовных секций определяется прежде всего
расчетными нагрузками, требованиями правильного распределения веса
ПС по осям и заданными минимальными радиусами вписывания в кривые
участки пути. Сочленение должно обеспечивать: свободу необходимых пере-
мещений сочлененных кузовных секций в трех взаимно перпендикулярных
плоскостях; безопасность и удобство перехода пассажиров через зону соч-
ленения во время движения ПС; бесшумность работы; минимальную виб-
рацию и биение сочлененных секций при повороте и движении ПС на пря-
46

Вис. 11 4. Сочленения кузовных секций
шарнирно сочлененных автобусов и
троллейбусов
Рис.II.5. Схема поворота трехосного шар-
нирно сочлененного троллейбуса с качением
управляемых колес полуприцепа по колее
ведущих колес головной секции
мых участках; минимальный коридор вписывания; высокую надежность,
износостойкость и минимальную потребность в эксплуатационном обслу-
живании; ремонтопригодность и возможность расцепления секций при ре-
монте; герметичность уплотнений.
Вписывание полуприцепа в полосу движения головной секции сочленен-
ных автобусов и троллейбусов может быть обеспечено лишь при управляе-
мых колесах полуприцепа. Их поворот осуществляется специальным пово-
ротным устройством при изменении угла в плане между кузовами сочле-
ненной машины таким образом, чтобы колеса полуприцепа следовали при-
близительно по колее задних колес головного звена.
Поворотные устройства полуприцепов должны быть простыми по кон-
струкции, надежными в работе, иметь небольшую массу и минимальное
число точек смазки, обеспечивать вписывание полуприцепной секции при
повороте в полосу движения головной части машины, устойчивое (без
виляний) движение полуприцепной секции со скоростями, не меньшими,
чем у несочлененных машин, правильную кинематику управляемых колес
при повороте и за счет этого небольшой износ шин полуприцепа. Маневрен-
ность шарнирно сочлененных машин и положение полуприцепа в габарит-
ном коридоре движения определяет передаточное число привода управляе-
мых колес полуприцепа Зависимость передаточного числа /^„„р от
угла складывания 9 называние кинематической характеристикой поворот-
ного устройства. Для обеспечения устойчивости движения полуприцепной
секции поворотное устройство сочлененных автобусов и троллейбусов
должно обеспечивать повышение передаточного числа привода при движе-
нии, близком к прямолинейному, и его уменьшение при увеличении угла
складывания, так как в этом случае уменьшается влияние небольших пово-
ротов рулевого колеса головной секции на углы поворота ходовых колес
полуприцепа при прямолинейном движении и улучшается вписывание ма-
шины в полосу движения на поворотах.
Существующие типы приводов управляемых колес полуприцепов
шарнирно сочлененных автобусов и троллейбусов практически не обеспе-
чивают точного вписывания полуприцепной секции в полосу движения
47

оловной, что в известной степени усложняет работу водителя. Для точного
вписывания полуприцепа в полосу движения головной секции привод
управляемых колес полуприцепа должен обеспечивать некоторое отстава-
ние поворота колес от угла складывания на входе в кривую и при выходе
из нее, причем с уменьшением радиуса поворота это отставание должно
увеличиваться. Обеспечение такой кинематики поворота для всех радиу-
сов вписывания оказывается затруднительным, так как существенно
усложняет конструкцию привода. Поэтому при практических расчетах при-
водов управляемых колес полуприцепов автобусов и троллейбусов стре-
мятся получить оптимальную кинематику вписывания для наиболее харак-
терных и существенных с точки зрения маневренности режимов движения.
Могут применяться механические н электрические приводы управляе-
мых колес шарнирно сочлененного ПС, однако в настоящее время исполь-
зуют механические приводы как более надежные по условиям безопас-
ности движения.
Кинематику привода управляемых колес двухосного троллейбуса с
жестким кузовом, обеспечивающую качение колес на повороте без прину-
дительного проскальзывания, определяют соотношения (1.15). В схеме
кинематики поворота управляемых колес трехосного шарнирно сочленен-
ного троллейбуса (рнс.П.5) соотношение углов повотора Д и0" управляе-
мых колес полуприцепа определяется углом 0 поворота полуприцепа отно-
сительно головной ведущей секции (углом складывания), базой полу-
прицепа 5П1ф, расстоянием /?ГГПр между шкворнями поворотных цапф управ-
ляемых колес полуприцепа и расстоянием Бсв от центра средней оси до
центра поворотного шарнира (базой свеса). Примем, что центр поворота
троллейбуса находится на продолжении оси ведущего моста; радиусы пово-
рота центра ведущей оси головной секции (точка М) и центра управляемой
оси полуприцепа (точка С) равны; качение колес на повороте происходит
без принудительного проскальзывания; расстояние В1Х)Ч и /?1тр между
осями поворотных цапф управляемых колес головной и прицепной секций
равны. Из треугольников DO В нЛОР получим
ct^'=DP/OP=.(OE- Впар12)/ЕС; ctg0" = АР/ОР = (ОЕ + Я1Шр/2)/£Г;
ctg0" - ctg/3'
Из геометрических соотношений найдем
ЕС = £ппр +	+ 5 га cos + 7) ,
где R — ОМ ~ радиус вписывания троллейбуса по центру ведущего моста.
Окончательное соотношение углов поворота управляемых колес полу-
прицепа
ctg|3" - ctg3' = Я(1Пр/ [Яппр + х/Е7 + Б2^ cos(0 +7)] .	(II. 1)

§ [1.3. Внутреннее оборудование кузова
К внутреннему оборудованию кузова относят двери, окна, сиденья
для пассажиров, песочницы, кассы, вентиляционные воздухозаборники,
входные (у дверей) и потолочные поручни и др. В кабине установлены
аппараты и механизмы управления ПЕ, пульт управления и сидеиье води-
теля.
Дверн. Их выполняют створчатыми или раздвижными. Каркас створок
дверей из штампованных стальных профилей обшивают штампованным
стальным илн дюралевым листом толщиной 1,5 мм.
Рис. 1)6. Электромеханиче-
ский привод дверей трол-
лейбуса ЗиУ-9Б (а) и его ре-
дуктор (б)
49
4 | 96 2

у большинства типов трамвайных вагонов и троллейбусов двери створ-
чатые (ширмовые), у вагонов метрополитена — раздвижные.
Управление открыванием и закрыванием дверей на всех типах ПС ГМПТ
осуществляется из кабины водителя с использованием пневматического
или электромеханического привода, установленного над дверным проемом
или сбоку его. Электромеханический привод дверей троллейбуса ЗиУ-9Б
(рис. II.6, а) состоит из электрического двигателя 7, соединенного муфтой
6 с редуктором 5; коромысла 4, установленного на выходном валу редук-
тора, и тяг 5, соединяющих коромысло 4 с рычагами 2, закрепленными на
осях 7 створок дверей 8. Двухступенчатый редуктор дверного механизма
(рис. II.6, б) состоит из червячной 2, 3 и цилиндрической прямозубой 15,
16 зубчатых пар, установленных в корпусе 7, закрытом крышкой 8. Элек-
тродвигатель привода дверей передает вращающий момент па вал червяка
2. Червячная и цилиндрическая зубчатые пары повышают момент и пони-
жают скорость поворота выходного вала 12 зубчатого колеса 15 до необхо-
димой для нормальной работы дверей. Червячное копесо 3 насажено на
промежуточном валу 11 свободно и передает на него вращающий момент
от приводного двигателя только за счет поджатия конического фрикцион-
ного механизма 4, нажатие которого на колесо 3 регулируется винтами 10
через диск 9, пружину 17 и упорный подшипник 6. Фрикционный механизм
защищает привод и двери от поломок при перегрузках и предупреждает
травмирование пассажиров закрывающимися дверями. Выходной вал 12
зубчатого колеса 15 установлен в специальном стакане крышки 8 корпуса
редуктора на шариковых подшипниках 14 с дистанционным кольцом 13.
Для осмотра механизма редуктора и заливки масла на его корпусе имеется
окно с крышкой 7, а для предупреждения течи масла из-за повышения
давления в корпусе редуктора — сапун 5.
Вагоны метрополитена, некоторые трамвайные вагоны (РВЗ-6 и др.),
автобусы и троллейбусы (9Тр и др.) имеют пневматический и электро-
пневматический приводы управления открыванием и закрыванием дверей.
Электропневматический привод управления дверями троллейбуса 9Тр
(рис. II.7) включает в себя пневматический цилиндр 14 со штоком 75,
воздействующим через систему рычагов и тяг на створки дверей, и электро-
магнитный вентиль 9, установленные на опорной плите 13. Трубопроводами
4 и 6 электромагнитный вентиль соединен с передней А и задней 75 полос-
тями цилиндра 14, по трубопроводу 7 к вентилю поступает сжатый воздух
из пневматической системы машины. Количество сжатого воздуха, подво-
димого к вентилю, и зависящую от этого скорость открывания и закрыва-
ния двери регулируют винтом 8, скорость поступления сжатого воздуха
в полости А и 75 цилиндра 75, от которой зависит снижение скорости откры-
вания и закрывания дверей в конце процесса, регулируют винтами 7 и 5.
Поступающий по трубопроводу 7 в вентиль 9 сжатый воздух свободно
проходит по трубопроводу 6 в переднюю полость Л цилиндра 14 через
главный канал 7 7. В этом положении поршневой шток 75 выдвинут и
дверь закрыта. Включением электромагнитного вентиля 9 перекрывают
связь полости Л с резервуаром сжатого воздуха; полость А соединяется с
атмосферой, а полос!ь 75-е резервуаром сжатого воздуха. Поршень 2 по-
лучает ход вправо, поршневой шток 15 втягивается, и двери открываются.
50

При движении поршня 2 вправо наступает момент, когда поршень 3 пере-
крывает главный канал 11. Полость Л оказывается связанной с атмосферой
лишь через калиброванный вспомогательный канал 12, давление воздуха
в ней нарастает, что снижает скорость открывания двери и исключает удары
створок. При включении вентиля 9 сжатый воздух снова поступает в по-
лость А, шток выдвигается и двери закрываются. В конечной фазе закрыва-
ния дверей, как и при открывании, вступает в работу поршень 3 и процесс
закрывания замедляется. При необходимости открыть двери из пассажирс-
кого помещения камеру А цилиндра 14 соединяют с резервуаром сжаторо
воздуха поворотом рычага 10.
Окна. Окна вагонов, троллейбусов и автобусов несут несколько нагру-
зок: обеспечивают естественное освещение пассажирского помещения и
кабины водителя и естественную вентиляцию кузова в летнее время;
исключают угнетающе воздействующую на пассажиров замкнутость
объема пассажирского помещения и зрительно связывают его с внешней
средой; являются важным элементом архитектурно-композиционного
решения ПС, предметом его украшения.
Современная тенденция состоит в увеличении площади остекления
ПС. У экскурсионного ПС остекляют не только боковые и торцовые стен-
ки, но н часть крыши.
Конструктивно окна выполняют из двух рам: нижней, как правило,
глухой, и верхней - форточки. Боковые окна вагонов КТМ-5МЗ оборудуют
верхней поворотной откидывающейся рамой, вагонов РВЗ-6 - рамой, опус-
кающейся вниз, вагонов Т-3 и вагонов метрополитена - раздвижными фор-
точками. Кабины водителя оборудуют раздвижными боковыми и глухими
лобовыми ветровыми окнами панорамного типа, обеспечивающими широ-
Рис.11.7. Электропневматичсский дверной привод
троллейбуса 9Тр
Рис.11.8. Уплотнение стекол боковых окон троллей-
буса ЗиУ-9 Б
51

кий обзор. Остекление окон пассажирского помещения выполняют плос-
ким безосколочным стеклом или из неполированного сталинита, кабины
водителя - плоским и гнутыми стеклами или полированным сталинитом с
противосолнсчным козырьком. Остекление крыши, если оно предусмот-
рено, выполняют дстсрмальным или тонированным стеклом, защищаю-
щим пассажиров от теплового воздействия солнечных лучей.
Для предупреждения вибрации и уплотнения стекол используют рези-
новые профили. У троллейбуса ЗиУ-9Б (рис. II.8) глухое стекло 1 нижней
части окна уплотнено в раме 2 (дюралюминиевый профиль) резиновым
профилем 6, подвижные стекла 4 форточки имеют направляющую 5 и
уплотняющий резиновый профиль 3.
Пассажирские сиденья (диваны). Как и все внутреннее оборудование
кузова, помимо прямой функциональной нагрузки они несут архитектурно-
композиционную нагрузку. Применяют одноместные, двухместные и полу-
тораместные диваны. В большинстве случаев их устанавливают стационарно
на гнутых ножках или тумбах. Под диванами располагают электрические
печи, песочницы и другое оборудование. На диванах крепят державки для
пассажиров.
Пассажирские сиденья должны быть мягкими, спинки — полумягкими,
обшивка сидений — поглощать влагу и допускать возможность их мойки,
очистки и дезинфекции. Размеры сидений должны соответствовать ГОСТ
10022-75.
Отопление н вентиляция. Для регулирования микроклимата в пас-
сажирском помещении и кабине водителя применяют системы вентиляции,
отопления и кондиционирования воздуха. Микроклимат характеризуют:
химический состав воздуха в пассажирском помещении (содержание СО,
СО2 , пыли и других примесей) , влажность, скорость воздухообмена, темпе-
ратура воздуха и ограждений кузова, перепады температур по высоте поме-
щения. Оптимальными считают температуру воздуха в салоне 18—20°С,
относительную влажность 50%, скорость воздухообмена 0,56 м3/мин на
одного пассажира, скорость его подачи не более 0,15 м/с, полное отсутст-
вие в вентилируемом воздухе пыли и других примесей Допустимыми счи-
тают содержание в воздухе пассажирского помещения углекислого газа
0,56—1,3 мг/л, пыли 0—2 мг/м3, скорость подачи воздуха 0,15—0,3 м/с,
количество свежего воздуха на одного пассажира 0,56—0,4 м3/ мин, влаж-
ность 40—60%, температуру пассажирского салона 15 -27°С, температуру
отражений 13—25°С. Отопление пассажирского салона троллейбусов дол-
жно осуществляться несколькими источниками теплоты, включаемыми
раздельно, и обеспечивать температуру воздуха при закрытых дверях и
номинальном напряжении в контактной сети на 20°С выше окружающей
наружной; теплота должна равномерно распределяться по всему объему
салона с перепадом не более 10 С (за исключением зоны на уровне 0,5 м
от пола); скорость движения воздуха не должна превышать 2,5 м/с в лет-
нее и 0,5 м/с в зимнее время года. Вентиляция должна обеспечивать в пас-
сажирском салоне и кабине водителя при открытых люках и форточках
и скорости троллейбуса не менее 15 км/ч 20-кратный обмен воздуха в
течение 1 ч; воздух, поступающий через систему вентиляции, должен равно-
мерно распределяться по всему объему помещения. В летнее время темпе-
52

juiypa воздуха в салоне и кабине водителя при движении троллейбуса со
скоростью 15 км/ч нс должна превышать температуру окружающей среды
более чем на 5°С. Вентиляция трамвайного вагона должна обеспечивать
нодач> свежего воздуха летом 20 м’/ч и зимои 6 м’/ч на человека при
нормальном наполнении (коэффициенте заполнения стоящими пассажи-
рами л — 5 чел/м2); отопление - электрическими печами, обеспечивающее
на стоянке при закрытых дверях порожнего Bai она средний перепад темпе-
ра iyp воздуха в пассажирском помещении и наружной не менее 20° С и
разность температур по высою от уровня пола до 1,8 м в разных точках
салона не более 8° С.
Хороший температурный режим в ПС обеспечивают кондиционеры, но
пока их применяют в редких случаях, так как они дороги и довольно
1ромоздки. Для отопления используют обычно электрические печи конвек-
тивного тина, для вентиляции — воздухозаборники естественной вентиля-
ции и специальные вентиляторы.
Общее количество теплоты, необходимой для обогрева кузова, равно
потерям теплоты через ограждения (пол, крышу, стены, стекла) и с венти-
лируемым воздухом. Основные факторы, определяющие возможность
создания в пассажирском салоне условий теплового комфорта, - его тепло-
изоляция и герметизация. Доля потерь теплоты Q (Дж) через ограждения
определяется в основном теплопроводностью стенок и окон и составляет
^тп^о (*куз ^0^’
(П.2)
кце /с1Н - коэффициент теплопередачи ограждения (для хорошо тепло-
изолированного кузова кт = 7,8 Вт/(м2 -град); F'o - площадь огражде-
ния, м2; /	, /0 - температура внутри пассажирского помещения кузова
и окружающей среды, °C.
Для улучшения теплоизоляции при конструировании кузовов стремят-
ся исключить все "тепловые мосты” - металлические детали, одновременно
соприкасающиеся с внутренним и наружным воздухом (рамы окон, стой-
ки, некоторые крепежные детали кузова и др.). В конструкции дверей
предусматривают морозостойкие уплотнения, в зоне подножек — иногда
тепловую завесу.
Элементы систем отопления часто конструктивно и функционально
объединяют с элементами систем вентиляции. На ПС ГЭТ наиболее распро-
странены системы отопления с использованием теплоты, выделяемой пус-
котормозными резисторами, и электрическими печами конвективного
типа.
Систему вентиляции выбирают по условиям работы НС. На ПС ГМПТ
применяют простую, но малоэффективную систему естественной вытяжной
или приточно-вытяжной вентиляции. При частых остановках и малых ско-
ростях движения она практически исключает возможность использования
скоростного напора встречного воздуха, хотя заборники для него разме-
щаю! в зонах наибольшего воздушного напора (в лобовой части и на кры-
ше кузова). При приточно-вытяжной системе вентиляции воздух отсасы-
вается из салона центробежным вентилятором системы отопления и в лет-
53

нее время выбрасывается в атмосферу. Поэтому в салоне создается некото-
рое разрежение, обеспечивающее постоянный приток свежего воздуха через
открытые форточки боковых окон и неплотности дверей для входа и вы-
хода пассажиров. Для этой же цели на крыше кузова и в верхней части
лобовой стенки кабины размещают вентиляционные люки, обеспечивающие
дополнительную естественную вентиляцию кузова.
На некоторых типах ПС используют более npoi рессивныс системы
лучистого отопления, имеющие ряд преимуществ ио сравнению с конвек-
тивными. На швейцарских троллейбусах ’’Вевей, тип П" в боковых стенках
и на потолке уложены панели лучистого отопления с греющими кабелями,
питаемыми напряжением силовой цепи. Кабель заключен в оболочку спе-
циального профиля и закреплен иа алюминиевых пластинах, к которым
крепится облицовка стен и лотолка из прессованной древесины. Кабель
нагревается до температуры примерно 80°С и создает на поверхности обли-
цовки кузова температуру до 50°С. Определенным сочетанием отражаю-
щих и поглощающих поверхностей достигают нужной направленности
тепловой радиации в объеме пассажирского салона.
Освещение. Для освещения пассажирского помещения и кабины води-
теля в темное время суток используют круглые или овальные электричес-
кие светильники. Освещенность пассажирского салона троллейбуса должна
быть не менее 75 лк при использовании люминесцентных ламп и 50 лк -
при использовании ламп накаливания на уровне 0,86 м от пола в зоне
пассажирских сидений с неравномерностью не более 1:2: питание источни-
ков освещения должно быть низковольтным; подножки должны освещать-
ся специальными светильниками и обеспечивать освещенность нс менее
10 лк; освещенность зоны дороги на расстоянии 1 м от открытых дверей и
1 м от уровня дороги не менее 10 лк. Аналогичные требования предъяв-
ляют и к освещенности ПС ГМПТ других видов. Наиболее предпочтительно
люминесцентное освещение лампами тепло-белого света, дающими свето-
вой спектр, близкий к дневному.
Предусматривают рабочее и дежурное освещение пассажирского салона
и кабины водителя, освещение шкал измерительных приборов, маршрут-
ного указателя и номерного знака, габаритных огней, подножек, сигналь-
ных ламп стоп-сигналов, сигналов поворота, реле перегрузки, положения
дверей, работы серводвигателя и других и некоторых аппаратов (например,
на вагонах РВЗ-6М) — шкафов, камеры, реостатного контроллера. Рабочее
освещение пассажирского салона осуществляют двумя группами ламп,
питающихся от контактной сети, статического преобразователя или акку-
муляторной батареи. На вагонах РВЗ-6М для освещения салона используют
самозакорачивающиеся лампы накаливания ПВ-1 (50 В, 60 Вт), соединен-
ные в две группы по 13 последовательно включенных ламп в каждой; на
вагонах КТМ-5МЗ - лампы ТР (120 В. 60 Вт), соединенные в две группы
по 18 ламп» в каждой, включенные в три параллельные цепи по 6 после-
довательно включенных ламп в каждой. Цепи освещения питаются от
контактной сети через предохранители- Для дежурного освещения салона
на вагонах РВЗ-6М используют две лампы СЦ-6 (55 В, 15 Вт), включенные
параллельно, и для дежурного освещения кабины — одну такую лампу.
Дежурное освещение питается от кадмиево-никелевой аккумуляторной
54

батареи НК-125 (50 В, 69 А-ч) при снижении или пропадании напряжения
в контактной сети (включается контактами реле минимального напряже-
ния PH). На вагонах КТМ-5МЗ для дежурного освещения салона исполь-
зуют шесть ламп СМ-14 (28 В. 5 Вт) и для дежурного освещения кабины —
две такие лампы, питающиеся от аккумуляторной батареи 24 В. На троллей-
бусах ЗиУ-9 для освещения салона используют лампы накаливания СМ-23
(36 ламп 28 В, 20 Вт), питающиеся от никель-кадмиевой аккумуляторной
батареи 9НКЛБ-70. Лампы установлены в 12 плафонах по три лампы в
плафоне и образуют две группы ламп.
Кабина должна иметь слабую освещенность (нс более 20—30 лк на
уровне пульта), чтобы не мешать наблюдению водителем пути и дорожной
обстановки.
Громкоговорители и сигналы. Для оповещения пассажиров на ПС ГМПТ
устанавливают громкоговорители АГУ-10/3, в комплект которых входят
усилитель низкой частоты, микрофон МФ-7 Б и четыре громкоговорителя
1 ГД-19 или 1 ГД-28. Громкоговорители соединены параллельно и включены
на выход усилителя. Три из них располагают на потолке у входных дверей
пассажирского салона, один - ниже подоконного пояса у средней двери.
Для подачи сигналов от кондуктора и пассажиров к водителю в салоне
устанавливают кнопки, а в кабине водителя — звонок, получающий пита-
ние от аккумуляторной батареи.
Кабина водителя. Baj он разделен поперечной перегородкой на пас-
сажирское помещение (салон) и кабину водителя. В кабине установлены
аппараты управления, приборный щиток, некоторые приборы и аппараты
электрического и пневматического оборудования. Состав оборудования
кабины водителя, технические требования к ней и размеры регламентиро-
ваны ГОСТами. Дверь в кабину водителя автобусов располагают обычно
в левом борту (распашная на петлях), у троллейбусов и вагонов трам-
вая - в перегородке пассажирского помещения (задвижная на роликах,
застекленная в верхней части дымчагым или цветным стеклом).
В кабине водителя трамвайных вагонов РВЗ-6М (рис. II.9, а) в центре
расположено- кресло водителя 27; сзади его — паисль 23 выключателей
высоковольтных цепей; слева — выключатель и кнопка секвенции 1, аварий-
ный контроллер 2, контроллер водителя 3 и лампа "Напряжение сети” 4;
перед водителем — панель с кнопкой реле перегрузки 5, манометром 7,
амперметрами 8 и 9, вольтметром 10, выключателями дверей 11, краном
вощггеля 12, сигнальными лампами 13 и выключателями низковольтных
цепей 14. На полу кабины установлены: слева от кресла — рычаг подъема
предохранительной сетки 22, педали безопасности 6, пневматического звон-
ка /9, песочницы 18 и ножного звонка 20, ручной тормоз 16 и педаль
оттормаживания ручного тормоза 17; справа — электропневматические
вентили 75.
В кабине водителя вагона Т-3 (рис. II.9, б) слева кресла 27 размещены:
рубильник аккумуляторной батареи 7, тяга заслонки вентилятора кало-
рифера 76, кнопка отключения цепей отопления 77, звукоусилитель 2,
рукоятки песочницы 76’ и реверсивного переключателя 20, переключатели
калорифера 79 и отопления салона 27; спереди на панели - микрофон 3,
выключатели и кнопки 4, сигнальные лампы 5, кнопка ’’Проезд моечной
55

Рис.П.9. Схемы кабины водителя трамвайных вагонов РВЗ-6 (а)
и Т-3 (б)
машины” 6, амперметр 8, спидометр 9, вольтметр 10, лампы ’’Напряжение
сети” 11, ’’Максимальное реле” 12 и ’’Разрыв поезда” 13, выключатель
цепи управления 14 \ справа — переключатель освещения салона 15 и щиток
26 с предохранителями, тепловым реле, реле поворота, зуммером, авто-
матическим выключателем калорифера. Впереди кресла под ногами води-
теля находятся педаль безопасности 23, тормозная 24 и пусковая 25 педали,
рычаг заотонки калорифера 22. Для обогрева и предупреждения замерза-
ния в зимнее время у лобового стекла кабины размещены стеклообогрева-
тели 7.
Кабину водителя проектируют с учетом комфортных условий труда
водителя, связанных с большим нервно-эмоциональным напряжением,
вызванным большой ответственностью за безопасность движения огром-
56

HbiM количеством перерабатываемой информации, необходимостью точных
и быстрых реакций при вынужденной скованности движений и окутствии
ритма в трудовых операциях. Важное значение имеет удобная.конструкция
кресел, расположение оборудования, конструкция пульта управления,
кресло водителя должно обеспечивать хорошую опору для тела, макси-
мально разгружать мышечные напряжения, создавать наименее утомитель-
ную рабочую позу с возможностью се изменений. Поверхность пулыт
делят на функциональные зоны, выделяя панель ручных органов управле-
ния, приборов и сигнальных ламп. Органы управления i руппируют в поряд-
ке, соответствующем последовательности использования. Для удобства
зрительного восприятия рекомендуют применять рукоятки и кнопки,
отличающиеся по форме и цвету, но без пестроты. Направления движения
органов управления должны быть стандартизованы по видам движения
(включено-, выключено) и удобны для естественных движений рук чело-
века. Форма кнопок и тумблеров должна подсказывать направление движе-
ния и быть удобной для захвата и соответствующего перемещения. Стандар-
тизируют максимальные и минимальные допускаемые усилия включения
и выключения органов управления. Там, где нужна точность установки и
рстулировки, они должны быть соразмерны с силой соответствующих
трупп мышц. Панель приборов размещают в зоне оптимальной видимости,
проектируют в расчете на максимальную информативность, рельефное
оформление шкал и приборов. Стандартизируют цвета контрольных лампо-
чек, шкалы приборов, направления перемещения стрелок. Аварийные при-
боры и органы управления целесообразно пространственно обосабливать,
располагать в легкодоступном месте, выделять цветом и оформлением,
снабжать блокировками и предохранителями. Перегрузку интерьера ка-
бины водителя элементами оборудования компенсируют строгостью,
лаконизмом и чистотой его форм. Они должны быть согласованы ио стилю,
материалам и фактуре поверхностей, увязываться в стройную и пегковос-
иринимаемую систему.
Расположение кресла должно обеспечивать водителю доступность ко
всем органам управления и обзор транспортной обстановки перед и по
бокам движущегося поезда, путевых знаков и сигналов. Уты обзора пути
из кабины водителя в горизонтальной и вертикальной плоскостях должны
быть обеспечены регулировкой кресла водителя, размерами и расположе-
нием окон. В частности, длина невидимой части дороги перед поездом
должна быть нс более 3 м, невидимой части оборудования, расположенного
на высоте 5 м, - не более 12 м. Для обеспечения хорошей обзорности в
кабине должны по возможности отсутствовать вертикальные стойки, пере-
секающие поле обзора, для обеспечения хорошей видимости лобовое стек-
ло при любой погоде необходимо защищать от осадков и пыли стекло-
очистителями, от замерзания стеклообогреватслями, оно не должно пропус-
кать прямых солнечных лучей (защищено противосолночным козырьком
пли быть рассеивающим). Для исключения бликов и отражений в кабине
нежелательны светлые тона отделки и глянцевые поверхности. Белый цвет
можно использовать для шкал приборов, некоторых ручек управления,
тумблеров и выключателей с целью улучшения ориентации водителя в
полумраке неосвещенной кабины.
57

Песочницы. Они предназначены для хранения и подачи песка на рельсы
или дорожное покрытие для повышения сцепления колес и предотвращения
буксования при Пуске и юза при торможении. На трамвайных ваюнах приме-,
няют шиберные песочницы с механическим (вагон Т-3) электромагнитным
(вагон КТМ-5МЗ) или пневматическим (вагон РВЗ-6 и др.) приводами.
Бункер / шиберной песочницы вагона Т-3 (рис. II. 10, а) помещен в
кожух 2 и установлен под правым и левым сиденьями в салоне кузова.
Горловина бункера закрыта шибером 4 - сектором, сваренным из листо-
вой стали, к боковинам которого приварена ось с приводным рычагом.
Ось вращается в чашках 3, прикрепленных кронштейнами к полу. Под
отверстием горловины бункера к полу прикреплен болтами патрубок 5,
на выходной конец которого надет рукав из прорезиненной ткани. Конец
рукава через направляющий патрубок пропущен к передним колесам
вагона. Рычаг 4 механического привода песочницы (рис. II. 10.6) вращает-
ся на валике 5. закрепленном в кронштейне 2, который крепится к полу 7
кабины водителя. К концу рычага 4 прикреплен трос 8, соединенный с
приводным рычагом 7 / шибера. Трос пропущен через гибкий металличес-
кий шланг 5, концы которого заделаны в направляющие втулки 6, имею-
щие на концах резьбу. Втулки прикреплены к кронштейнам 7, приварен-
ным к балкам кузова. Приводной рычаг /7 шибера соединен с оттяжной
пружиной 9, другой конец которой крепится к кронштейну 10. Пружина
возвращает шибер в исходное положение. В зимнее время песочница обог-
ревается электрической печью, установленной в кожухе иод бункером.
РисВ.Ю. Шиберная песочница вагона Г-3 (а) и ее механи-
ческий привод (б)
58

Ч;(Я исключения смерзания в зимнее время песок, используемый в песоч-
ницах, должен быть сухим, просеянным и не содержать чрезмерное коли-
чество примесей.
Песочницы других типов отличаются приводом. При пневматичес-
ком приводе шибер песочницы поворачивается через систем}' рычагов
пневматическим цилиндром песочницы (на вагонах РВЗ-6), при электричес-
ком - электромагнитом (на вагонах КТМ-5МЗ). Песочницы включаются
при нажатии на педаль песочниц в кабине водителя, при экстренном тор-
можении, при срыве стоп-крана в пассажирском салоне кузова и при отклю-
чении педали безопасности водителем.
§ И.4. Внешнее оборудование кузова
К внешнему оборудованию кузова относят: буферные пластины: сцеп-
ные приборы и буксировочные вилки; предохранительные и внешние све-
тосигнальные устройства; стеклоочистители; крышевые лестницы; фир-
менные знаки завода-изготовителя: зеркала заднего вида. Расположение
внешнего оборудования кузова троллейбуса ЗиУ-9 показано на рис.П.11.
Сцепиые приборы. Это - устройства для буксировки или для соедине-
ния вагонов или машин . в поезд. Вагоны и машины, не предназначенные
для работы в поездах по системе многих единиц, оборудуют простейшими
сцепными серьгами и обеспечивают жесткой буксирной сценкой - трубой
с серьгами иа концах, которую хранят на задней площадке в пассажирском
салоне. Трамвайные вагоны, рассчитанные на работу по системе многих
е ушиц (КТМ-5МЗ. Т-3), оборудуют автосцепками и сцепными приборами
гипа "Рукопожатие”, вагоны метрополитенов - комбинированными авто-
сцепками.
Автосцепку вагона KIM-5M3 (рис. II. 12. а) кренят хомутом 9 на под-
площадочной балке / в кронштейне 11 валиком 10. Стержень 6 сцепного
прибора с механизмом автоматического сцепления, находящемся в головке
5, опирается на подбуферную скобу <.?, подвешенную к иод площадочной
балке, по которой он скользит при проходе вагоном кривых участков
пути. Расцепление вагонов производится вручную поворотом рукоятки
рычаг<4 с осью 3. Кроме сцепного прибора на нодплощадочной балке 1
установлена буксирная вилка 2, используемая для буксировки вагона на
буксирной сценке. К вилке 2 на цепочке 7 подвешен штырь, используемый
гля фиксации положения сцепного прибора.
Головку / тина ’’Рукопожатие” сцепною прибора вагонов Т-3
(рис. II, 12, б) крепят к стержню 2 болтами. Она имеет ручку, позволяю-
щую перемешать сцепной прибор, и отверстия для шкворней. В хомуте 7 с
пружиной 8 для крепления к раме кузова между фланцами 9 и 10 и рези-
новыми амортизаторами 3, 5 зажат гайками 11 упор 4, навинчиваемый на
хвостовик стержня 2. Резиновые амортизаторы 3, 5 поглощают энергию
соударения и подергиваний при движении сцепленных вагонов. Стержень
2 зафиксирован на упорном фланце 9 чекой 6.
Комбинированная автосцепка вагонов метрополитена осуществляет
спенку вагонов и полуавтоматическое соединение их электрических и пнев-
матических сетей. Головка сценки (рис. Н. 13л) представляет собой полый
корпус 10 с буферным фланцем 2. В проеме выступающей конусной части 3
59

60

корпуса находится сцепная скоба 5, а но другую сторону - конусная ворон-
ка 4, в которую входит выступающий конус соседней сцепки. К головке
подвешен литой корпус 7 с панелью контактов 8. Электрическое соедине-
ние цепей осуществляется при перемещении корпуса 7 с панелью 8 вперед
системой рычагов 9. Сверху и снизу на буферном фланце расположены два
отверстия для клапанов напорной 7 и тормозной 6 воздушных магистралей.
Ударно-тяговый прибор (рис. II, 13, б) состоит из водила 7 и двух
цилиндрических пружин 6, работающих при тяговом и тормозном режимах
на сжатие. Водило 7 опирается на радиант 4, высоту которого регулируют
пружинными амортизаторами 5. Стержнем 8 водило автосцепки через
валик 9 соединяется с рамой 10 вагона. На водиле 7 установлен корпус 7
[ оловки сцепки с электрическим разъемом 2 и механизмом его привода 3.
Положение 7 сцепного механизма (рис. II, 13, в) соответствует расцеп-
ленному состоянию автосцепки. В этом положении серьги 3 и 7, связанные
осями 8 с поворотными замками 2, установленными на осях 4, выдвинуты.
Замки 2 оттянуты пружинами 5 до упора в выступы 7 корпусов 6 и 9 сце-
пок. Положение 77 соответствует сближению корпусов 6 и 9, при котором
замки повернуты так, что серьги 3 и 7 подошли к впадинам замков 2. В
положении 777 серьги вошли во впадины замков соседних автосцепок, ко-
нусные выступы А вошли во впадииы Б головок, механизм вернулся в
исходное положение, но серьги оказались сцепленными с замками.
Предохранительные устройства. Предохранительные устройства (отбой-
ные брусья, лобовые предохранительные сетки, междувагониые огражде-
ния, фальшборты) предназначены для предохранения кузова от повреж-
дений и разрушений при соударениях или наезде на неподвижные пред-
меты: предупреждения попадания в подвагонное пространство людей и
крупных посторонних предметов, выходящих за пределы нормированного
просвета и способных при наезде повредить под кузовное оборудование;
предупреждения попадания людей под колеса сбоку кузова при посадке и
высадке и между вагонами, сцепленными в поезд.
Для предупреждения разрушения при соударениях кузов должен обла-
дать демпфирующими свойствами. С этой целью устанавливают специаль-
Рис.П.11. Основные габариты, планировка пассажирского салона и внешнее оборудо-
вание кузова троллейбуса ЗиУ-9:
7 - буксирный крюк задний; 2 - буфер задний; 3, 19, 23, 24, 28 - предохранительные
алюминиевые профили, защищающие кузов от повреждений при небольших ударах и
толчках; 4 — задние светосигнальные фонари; 5 — крышевал лестница; 6 - откидная
шющадка, используемая при смене угольных вставок и ремонте головок токоприем-
ников; 7 - алюминиевая декоративная накладка на уровне подоконного пояса; 8 -
лиры для штанг токоприемников: 9, 12, 14, 15 - водосточные профили; 10 - боковой
маршрутный указатель; И - крышевал дорожка из рифленой диэлектрической рези-
ны (ширина 400 мм, толщина 6 мм); 13 - постамент токоприемника; 16 - крышевой
вентиляционный люк; 17 - сигнал поворота; 18 - зеркало заднего вида; 20 - фара;
21 - буфер передний; 22, 25 - люки инструментального ящика и аккумуляторных ба-
тарей; 26, 27 - люки пневмо подвески; 29, 35 - габаритные фонари задние и перед-
ние; 30 - фонарь с номером маршрута; 31 - потайная подножка для подъема на кры-
шу; 32 - подбуферная скоба; 33 - маршрутный указатель; 34 - светосигнальный фо-
нарь; 36 - ручка технологическая (используется при мытье ветровых стекол); 37 -
стеклоочиститель; 38 - заводской знак; 39 - подфарник; 40 - буксирный крюк пе-
редний; 41 - надколесный кожух
61

Рис.II. 12 Автосцепка вагонов КТМ-5МЗ (а) и сцепной прибор
типа "Рукопожатие" вагонов Т-3 (6)
Рис. И. 13. Общий виц (а), уцарно-тяговый прибор (б) и схема работы (в) комбиниро-
ванной автосцепки вагонов типа Е метрополитена
62

Ные лобовые предохранитель-
ные отбойные брусья с демп-
ферами. Ла ПС ГМПТ роль
отбойною бруса обычно выпол-
няет лобовая балка обвязоч-
ного пояса рамы кузова. Для
предупреждения попадания в
подкузовное пространство меж-
ду колесами людей и круп-
ных посторонних предметов,
способных вызвать поврежде-
ния подкузовного оборудова-
ния. применяют глухие предо-
хранительные решетки, уста-
новленные на отбойном бру-
се или под передней площад-
кой на балках рамы кузова
на уровне около 200 мм от
головок рельсов, н подвагон-
ные предохранительные сетки.
На вагонах старых типов приме-
няли предохранительные сетки
с пневматическим приводом
опускания и подъема от сеточ-
Рис.11.14. Предохранительные устройства.
а, б - неавтоматическая и автоматическая под-
вагонные сетки
пых цилиндров 3 (рис. 11.14, а).
Предохранительная сетка 4 из сварных труб с прикрепленными к ним дере-
вянными рейками укреплялась рычагами 5 на кронштейнах 7 под площад-
кой 1 кузова и удерживалась в поднятом положении на уровне около
I 20 мм от плоскости головок рельсов пружинами 2 сеточных цилиндров 3.
Пружины 2 рассчитывались па вес конструкции и противодействие оттяж-
ной пружины 6. Сетка опускалась водителем установкой рукоятки тормоз-
ного крана в положение экстренного торможения, а поднималась пружи-
ной 2 после выпуска сжатого воздуха из сеточных цилиндров. На современ-
ных вагонах (РВЗ-6, К-2, Т-3 и др.) используют автоматические предохра-
нительные сетки, работой которых управляет фартук 12 с деревянной ре-
шеткой 13, укрепленный (рис. II, 14,6) кронштейном 11 иод площадкой 9
рамы кузова. Предохранительная сетка 14 из сварных труб с рычагами 16,
17 и 18, образующими одну жесткую конструкцию, укреплена на крон-
штейне 7 под площадкой 9 и связана пружиной 2 с защелкой 3, в выемку
которой входит конец рыча! а 17. Защелка 3 через рычаг 17 удерживает
сетку 14 на высоте около 120 мм от уровня головок рельсов. При наезде
на препятствие фартук 13 отклоняется влево и, поворачиваясь в точке О
кронштейна 11, перемещает тягу 10, отклоняющую защелку 3 и выводя-
щую ее из зацепления с рычагом 17. Сетка 75 под действием собственного
веса и пружины 2 опускается на рельсы. Сетка поднимается водителем
перемещением рукоятки 8, укрепленной на кронштейне 7 и связанной тя-
юй 6, двуплечим рычагом 5, установленным на кронштейне 4, и тягой 75
с рычагом 76 сетки. Недостаток этой сетки - отсутствие ручного управле-
63

ния опусканием и частое повреждение в связи с тем, что при плохом сос-
тоянии замощения рельсового пути любое препятствие (камень, обледене-
лый снег) опускает сетку.
Для предупреждения попадания людей под колеса сбоку кузова при
посадке и высадке используют фальшборты, которые прикрывают под-
вагонное оборудование и несут также декоративную нагрузку. Для доступа
к подвагонному оборудованию в фальшбортах устраивают люки
(см. рис. II. 11). На старых вагонах подвагонное пространство ограждали
боковыми решетками. Междувагонное пространство ограждают между-
вагонными сетками.
Светосигнальные устройства. К внешним светосигнальным устройствам
относят: фары дальнего света, предназначенные для освещения дороги
впереди поезда при отсутствии встречного транспорта; фары бпижнего
света - для освещения дороги при движении по городским улицам и разъ-
езде со встречным транспортом; противотуманные фары — для эффектив-
ного освещения дороги во время тумана, дождя, снегопада, пылевой бури;
передние фонари (габаритные, предназначенные для указания ширины тран-
спортного средства, указатели поворота — для сигнализации предполагае-
мого изменения направления движения, стояночные огни — для обозначе-
ния транспортного средства при стоянке); задние фонари (габаритные,
указатели поворота, сигналы торможения, стояночные, противотуманные);
боковые фонари (боковые повторители указателей поворота, стояноч-
ные) ; маршрутные фонари (указатели маршрута и номера маршрута);
фонарь освещения заднего номерного знака; световозвращатели (приборы
с возвратно-отражающим оптическим элементом для обозначения габари-
тов транспортного средства в темное время суток отражением светового
потока источников, освещающих транспортное средство извне). Допус-
каются определенное группирование, комбинирование и совмещение этих
приборов. Нормируются количество и расположение световых приборов,
сила света, углы видимости в горизонтальной и вертикальной плоскостях,
цвета излучаемого света. Внешние светосигнальные устройства троллейбу-
са ЗиУ-9 см на рис. И. 13.
Стеклоочистители. Их используют для очистки ветровых стекол ка-
бины водителя. На ПС ГМПТ применяют стеклоочистители с пневматичес-
ким (у вагонов РВЗ-6, ЛМ-68М) и электромеханическим (у вагонов
КТМ-5МЗ, Т-3, троллейбусов ЗиУ-9 и 9Тр) приводами. Электродвигатели
электромеханических стеклоочистителей СЛ-123 (левый) и СЛ-124 (пра-
вый) питаются от аккумуляторной батареи при напряжении 24 В и потреб-
ляют ток 2,5 А.
§ II. 5. Ходовая часть
Ходовая часть - совокупность элементов механического оборудования,
предназначенных для передачи статических нагрузок и динамических сил
взаимодействия между ПС и путевыми устройствами (ПУ) и направления
движения ПС по ПУ.
Различают два класса ходовых частей - колесные и бесколесные. Наи-
большее применение имеют колесные ходовые части, основным элементом
которых являются ходовые колеса. Класс бесколесных ходовых частей
64

целят на два основных подкласса: ПС на воздушной подушке и ПС с маг-
нитной подвеской. Они находятся в стадии проектных разработок и опыт-
ной эксплуатации первых промышленных образцов.
Колесная ходовая часть в общем случае содержит: ходовые (движущие
или поддерживающие) колеса или колесные пары; элементы связей, объе-
диняющих ходовые колеса или колесные пары в определенную систему, —
мост или тележку; опоры кузова, обеспечивающие передачу с кузова на
тележки, колесные пары, мосты или ходовые колеса нагрузок и сил вза-
имодействия между подвижной единицей ПЕ и ПУ; направляющие устрой-
ства для направления ПС по ПУ при движении; систему упругого подве-
шивания для смягчения и гашения энергии динамических нагрузок, пере-
даваемых от кузова на ходовые части и от ходовых частей на ПУ. Кроме
того, на элементах ходовой части обычно устанавливают устройства тяго-
вого привода и механических тормозов, а также различное дополнительное
оборудование: токоприемники (на ПС метрополитена с нижним токосъе-
мом) , приводы скоростемеров и др.
Движущими называют ходовые колеса, являющиеся элементом колес-
ного движителя (тягового привода), т.е. связанные тяговой передачей с
тяговым двигателем; поддерживающими - не имеющие тягового привода.
Ходовые колеса рельсового ПС выполняют бандажными (рис. II. 1 5, а, б, г)
и безбандажными (рис. II. 15, в), безрельсового ПС - с пневматическими
шинами.
Подвижной состав трамвая выполняют с подрезиненными колесами
(рис. II. 15, б). На ПС метрополитенов используют бандажные подрезинен-
ные, а также жесткие бандажные (рис. II. 15, а) и безбандажные колеса
(рис. II. 15, в). Основные элементы жесткого бандажного колеса
(рис. II. 15, я): ступица 2 для насадки на ось 1; колесный диск 3 с ободом
4; бандаж 6 и стопорное кольцо 5, предупреждающее соскакивание бандажа
с обода. Ступица 2 колеса насаживается на ось 1 чаще всего прессовой по-
садкой, бандаж 6 на обод 4 — тепловой посадкой (с предварительным нагре-
вом бандажа около 250°С) . Недостатки жестких колес - жесткая передача
сил взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями и сравни-
1ельно высокий уровень шума (одним из источников шума рельсового ПС
является контакт колеса с рельсом). В подрезиненном колесе (рис. II. 15, 6}
колесный центр с ободом 4 зажат болтами 10 между ступицей 2 и нажимной
шайбой .8 с помошью двух кольцевых или двух рядов резиновых вкла-
дышей 9, армированных стальными дисками. На обод 4 насаживается
бандаж 6 с креплением стопорным кольцом 5. Вкладыши 9 при сборке
колеса подвергаются сжатию под прессом нормированным усилием и затя-
гиваются болтами 10. Нажимная шайба 8 дополнительно крепится к ступи-
це болтами 7.
Достоинство бандажных колес - возможность смены бандажа при из-
носе, недостаток - возможность ослабления посадки на ободе. Поэтому
па метрополитене иногда используют цельнокатаные безбандажные колеса
(рис. II. 15, в), отличающиеся от бандажных повышенной прочностью и
надежностью, технологичностью обработки и сборки, уменьшенной массой,
ио требуют более сложной технологии изготовления. Конструкции колес
рельсового ПС непрерывно совершенствуются. Предлагаются разные ва-

Рис. 11.15. Конструктивные элементы колес рельсового ПС:
а ~ жесткое трамвайное колесо (вагон МТВ-82); б — подрезинсн-
ное колесо вагона РВЗ-6; в - безбандажное колесо вагона метро-
политена; г - одна из конструкций подрезиненного колеса с бол-
товым креплением на оси колесной пары
Рис.11.16. Трамвайный бандаж (а) и бандаж колеса ПС метрополи
тенов (о)
рианты их подрезинивания, использования пневматических упругих элемен-
тов вместо резины, посадки на ось. На рис. II. 15, г показана одна из кон-
струкций колеса с резиновыми упругими элементами сжатия ( в колесе
рис. II. 15, б резиновые элементы работают на срез) и бесступичным болто-
вым креплением на оси колесной пары 1 болтами 11. Бандаж 6 колеса
насажен на обод 4 колесного диска и зажат на нем вместе с армированными
стальными кольцами упругими элементами 14 стяжным стальным кольцом
12 и болтами 13. Для удобства транспортировки и закрепления при обра-
ботке на станках колесные центры имеют два расположенных диаметрально
технологических отверстия А.
Трамвайный бандаж (рис. II. 16, аг) имеет цилиндрическую поверхность
качения5, реборду 4, буртик 3, канавку 2 для стопорного кольца и запле-
чик 1. Реборда^ 4 бандажа выполняет роль направляющего устройства:
обеспечивает вписывание ПС в кривые участки пути за счет упора в голов-
ку или губку рельса. Поверхность качения бандажей колес вагонов глетро-
политена (рис. II. 16, б) обтачивают с уклоном 1:20 и 1:7, что облегчает их
вписывание в кривых участках пути.
66

На безрельсовом ПС используют одиночные и сдвоенные ходовые коле-
са с пневматическими шинами. Пневматические шины (рис. II. 17, а) харак-
теризуют следующими геометрическими размерами (ГОСТ 5513—75):
шириной шины В и протектора 77; высотой шины И, внутренней Н2 и на-
ружной Н2 частей шин; диаметром внутренним d и по поверхности каче-
ния D; радиусом закругления протектора 7?п, внутренней оболочки RK,
основной окружности г0; шириной по бортам Ь\ толщиной борта с. Основ-
ные размеры шины - внутренний диаметр под посадку на обод и ширину В
наносят на боковину шины. На троллейбусах ЗиУ-9, например, установлены
шины 320—508 модель ИЯ-241 с ’’дорожным” (неглубоким) рисунком
Рис.II.17. Конструктивные элементы бездискового пневматического колеса троллей-
бусов ЗиУ-9:
а - пневматическая шина; б - крепление одиночного (управляемого) колеса; в -
крепление сдвоенного (ведущего) колеса
Рис.П.18. Колесная пара вагонов метрополитена (а) и трамвайного вагона
КТМ-5МЗ(б)
67

протектора. Внутренний диаметр этих шин под посадку на обод 508 мм и
ширина 320 мм. Шима пневматйческого колеса имеет резиновую покрыш-
ку 1 прямобортного типа, резиновую камеру 2, наполненную сжатым
воздухом, вентиль 5 для накачки шины; стальную армировку 8 и каркас 9
покрышки, брекер 10 (слой, распределяющий нагрузку шины на каркас);
протектор 11. Шины крепят на ободе 7 колеса съемным бортом 3 и замко-
вым кольцом 4. До установки шины на обод 7 укладывают ободную ленту
6, предохраняющую камеру от повреждений металлическими частями ко-
лесного диска.
Крепление колес к ступице регламентировано ГОСТами. Одиночные
колеса управляемого моста троллейбуса крепят к ступицам 12 (рис.П. 17, б)
прижимами 15 на шпильках 13 и гайках 14. Пневматическую шину 16 наде-
вают на сплошной стальной обод 7 и крепят на нем съемным бортом 3 и
замковым кольцом 4. Сдвоенные колеса ведущего моста крепят болтами
77 с гайками 18 к переходнику 21 (рис. II. 17, в) шестью прижимами 19.
Между ободами колес ставят дистанционное кольцо 20. Шину 16 надевают
на обод 7 и закрепляют на нем съемным бортом 3 и замковым кольцом 4
так же, как и шину одиночного колеса.
Для передачи статических и динамических сил взаимодействия между
ПС и ПУ ходовые колеса объединяют механическими связями в определен-
ные системы между собой и с кузовом ПЕ. Простейшая система объедине-
ния колес - колесная пара: связь двух колес жесткой осью, снабженная
буксами для связи с другими колесными парами или кузовом. Исполь-
зуют два типа колесных пар: с буксами 2 внешнего расположения, поме-
щенными вне колесной базы (рис. II. 18, а), и внутреннего расположения,
размещенными внутри колесной базы (рис. II. 18, б). Первый тип колес-
ных пар имеют в основном вагоны метрополитена, второй - современные
трамвайные вагоны.
Основные элементы колесной пары с буксами внешнего расположения
(рис. II. 18, а) : ходовые колеса 7; жесткая ось 4, на шейки которой надеты
буксы 2, а в межколесной базе установлен редуктор 3 тяговой передачи.
У колесной пары с внутренним расположением букс (рис. II. 18, б) ходо-
вые колеса 7 насажены на шейки оси, а в межколесной части на буксах 2
установлен осевой кожух 5, переходящий в корпус редуктора 3 тяговой
передачи. Колесная пара работает как балка на двух опорах (рис. II. 19, а, б):
вертикальные нагрузки кузова воспринимают буксы и передают их на
ходовые колеса, а ходовые колеса — на рельсы. Нагрузки 7>б букс и реак-
ции ZK рельсов создают уравновешенную систему сил, нагружающую ось
колесной пары изгибающими моментами Мв на длине /б, называемой
поперечной базой подвески. Боковые силы Y вписывания передаются рель-
сами на реборды колес и уравновешиваются инерционными реакциями И
подвижной единицы на действие сил Y. Система сил Н и Y нагружает ось 1
колесной пары изгибающими моментами Мц на расстоянии S между точ-
ками опор ходовых колес на рельсы. У колесных пар с буксами внутрен-
него расположения эпюра моментов Л7В имеет обратный знак (рис. II. 19, б).
Буксы предназначены для связи вращающейся оснсневращающимися
элементами ходовой части или кузова. Конструктивно буксы — это один
или два подшипника качения, заключенных в общий Корпус и обеспечиваю-
68

Рис.11.19. Нагрузки и эпюры изгибающих моментов оси колесной
пары с буксами внешнего (а) внутреннего (б) расположения
щих оси одну степень свободы: вращения относительно корпуса буксы. По-
мимо букс на ось колесной пары устанавливают редуктор.тяговой пере-
дачи, элементы механического тормоза и другое оборудование, в том числе
у колесных пар с буксами внутреннего расположения - заземляющие уст-
ройства, предназначенные для исключения прохождения тягового тока
через подшипники букс (с целью предупреждения их электрохимической
коррозии тяговым током).
У двухосных трамвайных вагонов (вагонов на ’’свободных” осях)
колесные пары иногда связывают буксами непосредственно (через эле-
менты подвески) с рамой кузова, но они имеют ограниченные возможности
вписывания в кривые участки пути и неспокойный ход. Современная кон-
струкция ходовых частей — двухосные поворотные тележки, у которых
две колесные пары объединяются общей жесткой рамой или балками,
обеспечивающими возможность поворота тележки под кузовом.
Пример рамной конструкции — двухосная поворотная тележка ваго-
нов типа Е метрополитена (рис. II. 20, а, б). Основные ее элементы — жест-
кая Н-образная рама, состоящая из двух продольных 3 и двух поперечных 5
балок, относительно которой фиксированы буксы 10 колесных пар 9 по-
водковыми направляющими устройствами (одиолистовыми рессорами 16
и 19 на кронштейнах 18 и компенсаторах 17, буксовыми пружинами 4 и
предохранительным штырем 7). Опоры кузова на тележку (сферический
лятник 13 и роликовые скользуны 6) расположены на шкворневой балке
15, опирающейся через пружины центрального подвешивания 22, под рес-
сорные балки 21 и подвески 23 на поперечные балки 5 рамы. Сферический
пятнмк 13 и скользуны 6 передают с кузова на тележку вертикальные, про-
дольные и боковые силы взаимодействия и обеспечивают поворот тележки
под кузовом в горизонтальной плоскости при вписывании в кривые. Рес-
сорное подвешивание тележки двухъярусное: первый ярус — буксовые
рессоры (двухрядные пружины 4), второй - рессоры центрального подве-
шивания (двухрядные пружины 22). Для гашения энергии колебаний кузо-
69

2йсЛ1.20. Тележка ваге « Е отечественного метрополитена
ва на подвеске между шкворневой балкой и продольными балками рамы
тележки установлены два телескопических гидравлических гасителя коле-
баний 20. Дополнительное оборудование тележки: тяговый привод колес-
ных пар (тяговые электродвигатели 14, подвешенные к поперечным бал-
кам 5 рамы; редукторы II тяговой передачи, опирающиеся на оси колес-
ных пар 9 и поперечные балки 5, карданные муфты 12, связывающие ТЭД
с редукторами); элементы механического колесно-колодочного тормоза
1 и пневматического тормозного привода 2; токосъемные башмаки 8.
Пример безрамной конструкции — двухосная поворотная тележка
трамвайного вагона Т-3 (рис. II. 21). Ее основные элементы: колесные
нары 6 с буксами внутреннего расположения, заключенные в осевые ко-
жухи (мосты) с корпусами редукторов 5, и продольные балки 3, образую-
щие вместе с мостами 6 колесных пар полужесткую раму тележки. Кони-
ческо-цилиндрическая опора 9 кузова на тележку расположена на шкворне-
вой балке 8, опирающейся двумя комплектами 14 рессор центрального
подвешивания на балки 3 тележки. Шкворневая балка 8 установлена в на-
правляющих стойках 7, передающих на балки 3 воспринимаемые сю от ку-
зова продольные (тягово-тормозные) и поперечные силы взаимодействия.
Рессорное подвешивание тележки - одноярусное. Дополнительное обору-
Рис. 11.21. Двухосная поворотная тележка трамвайного вагона Т-3
71
70

дованиё тележки: элементы тягового привода колесных пар (тяговые
электродвигатели 11, подвешенные к балкам 10, опирающимся на продоль-
ные балки 3 тележки; редукторы 5 тяговой передачи, встроенные в осевые
кожухи колесных пар; карданные валы 2, соединяющие ТЭД с редукто-
рами) ; механические барабанные тормоза 4, установленные на выходных
валах тяговых редукторов; электромагнитные приводы 7 механических
барабанных тормозов; электромагнитные рельсовые тормоза 75; надколес-
ные кожухи 12, 15 и др.
Для городского движения характерны очень малые радвусы кривых
участков пути, которые занимают до 25% общей длины эксплуатационной
сети (на эксплуатационных путях трамвая допускают кривые с радиусом
до 20 м). Основное преимущество двухосных поворотных тележек — воз-
можность снижения радиусов проходимости ПС в кривых участках пути
и повышения за счет этого базы Б (см. рис. I. 4) . Облегчение условий впи-
сывания ПС в кривых, повышение скоростей движения и снижение износа
бандажей колес и рельсов достигают совершенствованием конструкций
ходовой части. Существенное облегчение условий вписывания трамвайных
вагонов может дать применение маятниковой подвески ПС и конструкций
тележек, обеспечивающих радиальную установку колесных пар в кривых
участках пути. На рис. П. 22 приведена принципиальная схема тележки с
маятниковым подвешиванием кузова, предложенная кафедрой электричес-
кого транспорта Московского энергетического института (МЭИ) как вари-
ант модернизации обычных современных трамвайных тележек мостового
типа* Кузов 7 опирается на моторную балку 75 тележки кронштейнами 4
через маятниковые подвески 5. Тяговый двигатель 75 с двусторонним вы-
водом хвостовиков вала якоря соединяется с ведущими валами редукто-
ров 9 и 17 шарнирно-рычажными муфтами 76 и подвешен к моторной бал-
ке 75, опирающейся пневматическими упругими элементами 2 на продоль-
ные балки 7, которые вместе с осевыми кожухами 8 колесных пар 5 обра-
зуют раму тележки. Осевые кожухи 8 с встроенными в них корпусами ре-
дукторов 9 и 17 опираются на буксы внутреннего расположения. Продоль-
ные нагрузки передаются с кузова на тележку продольной тягой 10, боко-
вые воспринимаются маятниковой подвеской, обеспечивающей при про-
хождении вагоном кривых наклон кузова внутрь кривой. Для снижения
боковой качки можно использовать гидравлические гасители, установлен-
ные между кузовом 7 ис моторной балкой 75 тележки. Продольные и попе-
речные нагрузки кузова передаются с моторной балки 75 на продольные 7
обрезиненными упорами 6. На входных валах редукторов установлены меха-
нические барабанные тормоза 77. Для гашения колебаний кузова на пнев-
моподвеске используются гидравлические гасители 14, а для регулирования
уровня пола кузова над уровнем головок рельсов - регуляторы 72. По
сравнению с используемыми конструкциями предлагаемая обеспечивает
снижение износа бандажей колес и рельсов, а также возможность повыше-
ния скоростей движения вагонов в кривых благодаря использованию маят-
никовой подвески кузова; облегчение тележки; более высокий коэффи-
циент использования сцепного веса и снижение стоимости ТЭД в расчете
*Разработана канд. техн. наук В.М.Кобозевым.
72

рис.И.22. Принципиальная схе-
ма трамвайной мостовой те-
лежки с маятниковым подве-
пллванием кузова
Рис. 11.23. Трамвайная тележка
с рычажным устройством само-
установки колесных пар в кри-
вых участках пути:
а - принципиальная схема ры-
чажного устройства; б - поло-
жение тележек под кузовом в
кривой радиусом R, в - рас-
четная схема установки колес-
ных пар тележки в кривой
73

на ось за счет использования группового привода осей; облегчение условий
работы, повышение эксплуатационной надежности ТЭД и снижение непо-
дрессорениого веса за счет подвешивания ТЭД под моторной балкой. Те-
лежка, как и обычная мостовая, обеспечена рельсовым тормозом 18.
. На рис II. 23, а показана трамвайная тележка мостового типа с исполь-
зованием рычажного механизма самоустановки колесных пар в кривых
участках пути* Продольные балки 8 не имеют жесткого крепления на
осевых кожухах 3, а опираются на них пневматическими упругими элемен-
тами 4 баллонного типа, не воспринимающими боковых (горизонтальных)
нагрузок. С правой и левой сторон тележкн установлены системы рыча-
гов, обеспечивающих радиальную само установку колесных пар в кривых
участках пути, состоящие из продольных тяг 2 и 7, шарнирно связанных с
одной стороны с осевыми кожухами 3, а с другой — с вертикальным рыча-
гом 6 в точках а и в. В точке б рычаг 6 шарнирно укреплен валиком на
продольной балке 8 тележкн. Верхний конец рычага 6 соединен в точке с
с продольной тягой 5 с рамой кузова.
Тяговые и тормозные силы и моменты передаются с кожухов осей
колесных пар на моторную балку 9 кронштейнами 7(7, а оси колесных пар
в кривых участках пути поворачиваются вокруг шипов /7, на которых кре-
пятся кронштейны 10.
В кривой радиуса R тележки 7 и 2 вагона поворачиваются под кузовом
на угол 0 (рис. И. 23, б), причем sinO = Б/(2R), где Б — база вагона. В ре-
зультате этого точки С вертикальных рычагов 6 получают смещение Дс =
= (/ /2) tg 9 ~ 1усгБ1 (47?), где /усг — база установки вертикальных рыча-
гов 6 (рис. II. 23, в). Точка а вертикального рычага, расположенного
внутри кривой, на тележке 7 смещается в точку а , а точка в — в точку в . У
вертикального рычага, расположенного вне кривой, точка а перемещается
в точку а", а точка в — в точку в". Колесные пары н, следовательно, точки
айв вертикальных рычагов смещаются: Дк = Дд = Д$ = (7Т/2) sin/З —
= (7</2) [БТ/(2К)] = 7<Бт/(47?), Дя = Дй =/устЬт/(47?). Отношение Дс к
Дд определяется отношением плеч сб и аб вертикального рычага
(рис. II. 23, а) :
•	‘"Л
Из (П.З) определяют необходимое соотношение плеч вертикального
рычага, обеспечивающее радиальную установку колесных пар в кривой.
Отношение &с!&а не зависит от радиуса R кривой, поэтому радиальная
установка колесных пар обеспечивается в кривых любых радиусов.
Тележка, как и обычная мостовая, имеет рельсовые тормоза 7
(рис. II. 23, а) со специальным рычажным механизмом авторегулирования
постоянства зазора между рельсовым башмаком и головкой рельса. Дос-
тоинства этой тепежки: обеспечение радиальной самоустановки колесных
пар в кривых, введение второй ступени рессорного подвешивания и сниже-
ние неподрессоренного веса.
Разработана канд. техн, наук В.М Кобозевым.
74

Ходовые части автобусов и троллейбусов объединяются конструк-
циями мостового типа. Ведущий мост троллейбусов ЗиУ-9 (рис. II. 24,а, б) —
объединение ходовых колес 9 полой мостовой балкой 5 посредством под-
шипниковых узлов — ступиц. Основание 2 кузова опирается на ведущий
мост четырьмя пневматическими упругими элементами 1 через подрамник
//, закрепленный на мостовой балке 5 стальными накладками 3 и стяж-
ными болтами 4. Продольные (тяговые и тормозные) и боковые нагрузки
передаются с кузова на мост листовыми рессорами 10, выполняющими
роль направляющих устройств. Передними концами рессоры 10 закреплены
валиками 8 в кронштейнах 7 рамы кузова, а задними опираются на серьги
12, имеющие шарнирную связь с кузовом и рессорами пальцами 13. Для
гашения энергии колебаний кузова между основанием 2 и подрамником 11
установлены телескопические гидравлические гасители колебаний 6, укреп-
ленные на подрамнике в четырех точках 15. Поддержание постоянного
уровня пола кузова над уровнем дорожного покрытия независимо от пас-
сажирской нагрузки кузова осуществляется двумя регуляторами положе-
ния кузова 14, установленными между подрамником 11 и основанием 2
кузова. В мост 5 встроен тяговый редуктор 16, соединенный карданным
валом 17 с ТЭД троллейбуса.
Управляемый мост (рис. II.25) - объединение управляемых колес
штампованной стальной балкой 77 с поворотными устройствами (цапфами
и рулевой трапецией), обеспечивающими установку управляемых колес,
требуемую условиями вписывания в кривые участки пути без скольжения.
Кузов опирается основанием 12 через пневматические упругие элементы 5
подвески на балку 17. Продольные (тяговые и тормозные) и боковые
нагрузки передаются с кузова на балку 17 листовыми рессорами 9, укреп-
ленными на балке 17 стяжными хомутами 16 с накладками 15, а на ку-
зове - в кронштейнах 13 резиновыми рессорными подушками 14. На мос-
ту и основании кузова троллейбуса установлены: тормозные цилиндры 8
пневматического привода колесных тормозов; гидравлические телескопи-
ческие гасители 11 подвески; регуляторы 6 положения уровня пола кузова,
соединенные тягами 7 с балкой /7; ограничители вертикального хода (ос-
новной резиновый буфер 2 и дополнительные ограничители вертикального
хода 3 с амортизаторами 4 и 10). Управляемые колеса 1 (рис. 11.26) укреп-
лены на ступицах 8 шпильками 10 с прижимами и гайками. Ступицы на
роликовых подшипниках 7 и 9 установлены на осях поворотных цапф 3 и
закреплены на них гайками 5 и 6 с замковой шайбой 4. Поворотная цапфа 3
соединена рычагом с поперечной рулевой тягой 16 и с кулаком 14 балки 75
шкворнем 73. Внутри колеса к ступице 8 прикреплены тормозной барабан
2, а к суппорту 12 — тормозной цилиндр 7 7и тормозные колодки 11 колес-
ного тормоза.
Особенности объединения пневматических колес в ведущих мостах
определяются сравнительно низкой износостойкостью и повышенным сцеп-
лением шин пневматических колес с дорожным покрытием. Максимальный,
коэффициент сцепления стального бандажа с рельсом составляет около 0,4,
а пневматической шины 0,8—1. Поэтому основная задача состоит в обеспе-
чении качения колес по дорожному покрытию без скольжения, которое
допускают только при экстренном торможении. Для исключения скольже-
75

/4
Рис,11.24. Установка ведущего моста троллейбуса ЗиУ-9
76

6	7
77

ния ведущих колес на повороте в цель тягового привода ведущего моста
включают дифференциал - специальный зубчатый механизм, делящий
крутящий момент ТЭД между ведущими колесами пополам и обеспечиваю-
щий возможность их вращения с разными скоростями в зависимости от
длины проходимых ими путей. Особенностью объединения колес в управ-
ляемый мост является обеспечение направления движения безрельсового
ПС соответствующей установкой управляемых колес. Поэтому управляе-
мые колеса имеют специальные механизмы регулирования установки
(рулевую трапецию) и рулевое управление. В систему рулевого управления
(рис. П.27) входит рулевая колонка 4 с рулевым колесом 6 и рулевым
механизмом 7, продольные тяги 9 и /2, связанные гидроусилителем 10 и
рычагом 11, двуплечий рычаг 13, поперечные тяги 14, 15 м рычаги 16 пово-
ротных цапф управляемых колес 1. Усилие от рулевого колеса 6 при его
повороте водителем передастся рулевым механизмом 7 на рулевую сошку
5, перемещающую тяги 9 и 12. Тша 12 поворачивает рычаг 13, а рычаг 13 —
поперечные тяги 14, 15, которые, воздействуя на рычаги 16, поворачивают
управляемые колеса 1. Гидроусилитель 10 вводят в рулевое управление
для облегчения физической нагрузки водителя, и повышения надежности
управления. Он представляет собой гидропилиндр, шток которого крепят
на кронштейне 8 к основанию троллейбуса, а стакан соединяют пальцами
с продольной рулевой тягой 9 и рычагом 11. Лопастный насос 2 с приводом
от электродвигателя 3 подает в силовой цилиндр гидроусилителя рабочую
жидкость, давление которой обеспечивает перемещение его стакана и попе-
речной тяги 12.
Один из важных элементов конструктивного исполнения ходовых
частей - система упругого подвешивания, предназначенная для снижения
величины динамических нагрузок, передаваемых лри взаимодействии ПС
и ПУ на элементы ходовой части, кузов и ПУ, и гашения энергии связанных
с ними колебаний ПС. Механизм снижения рессорным подвешиванием
динамических нагрузок поясняется рис. 11.28. Пусть груз весом и мас-
сой P^/g опирается на колесо через упругий элемент. Будем считать колесо
и дорожное покрытие абсолютно жесткими. Если в этом случае колесо
диаметром DK в процессе качения встретит выстул высотой h, то оно под-
нимется на него, причем за промежуток времени t пройдет путь 5. При
скорости и поступательного движения колеса t = S/v. Имея в виду извест-
ную теорему (квадрат полухорды равен произведению отрезков перпенди-
кулярного ей диаметра), получим S2 = (DK- h)h DJi, откуда5 =у^кС
Следовательно,
t = S/v
DKh/v.
(П.4)
Среднее ускорение подъема колеса
а = 2/г/Р = Ihv2/(DKh) = 2n2/DK.	(11.5)
Полагая DK = 1016 мм и и = 10 м/с (36 км/ч) , получим а ~ 197 м/с2 «
20g. Следовательно, при прохождении неровности пути колесо испытыва-
ет удар. При отсутствии упругого элемента груз на участке пути 5
перешел бы с уровня 0-0 на уровень О\ —Oi. Вся энергия удара передалась
78

Рис.11.27. Рулевое управление гроллейбуса ЗиУ-9
79

Рис. 11.28. Схема работы подвес-
ки при прохождении колесом
неровности пути
Рис.П.29. Характеристики ци-
линдрической пружины (а),
листовой рессоры (б), рези-
нового (в) и пневматического
(г) упругих элементов
бы в этом случае массе груза, которая получила бы при прохождении участ-
ка вертикальное ускорение а и дополнительную динамическую нагрузку
(P<nlg)a При а = 20g динамическая нагрузка на груз Р^щ = (P^lg) а =
— Pcf20g/g — 20/Jcr и полная с учетом статической соответственно 21РСТ.
Таким образом, в 'рассматриваемом случае в момент удара (в промежуток
времени г) нагрузка на колесо (и дорожное покрытие) превысила бы
статическую в 21 раз. В действительности же благодаря наличию упругого
элемента при малой величине t в момент удара груз получит весьма
незначительное перемещение, которым можно пренебречь. При этом дефор-
мироваться будет только упругий элемент, поглощая и аккумулируя энер-
гию удара в виде потенциальной энергии деформации сжатия. В дальнейшем
потенциальная энергия деформированного упругого элемента превращается
в кинетическую, заставляя подниматься грузРст, и вызывает его колебания
относительно уровня О2 — Ог по траектории 1. Амплитуда и частота этих
колебаний являются функцией характеристик упругого элемента. Наи-
большие динамические усилия, передаваемые упругим элементом на груз
Per и колесо, не превышают Рдан = Ж h, где Ж — жесткость упругого эле-
мента. Таким образом, упругий элемент воспринимает импульс динамичес-
кой нагрузки, аккумулирует в себе энергию удара и затем постепенно в
течение большого промежутка времени передает ее кузову. Для гашения
энергии колебаний кузова на упругом элементе в состав упругого подве-
шивания включают гасители. На ПС ГМПТ применяют гидравлические
гасители.
Характеристикой упругого элемента называют зависимость между его
нагрузкой Р и прогибогЛ /. Основные типы упругих элементов: пружины,
листовые рессоры, резиновые и пневматические. Витые пружины — пример
упругих элементов без трения, имеющих линейную характеристику
(рис. II. 29, а). При деформации они накапливают потенциальную энергию:
при увеличении нагрузки от l\ Р2 прогиб их увеличивается с Д до /2,
накопленная при этом потенциальная энергия деформации изображается
площадью треугольника abc. При снижении нагрузки от Р2 до Pi вся накоп-
80

ленная энергия деформации возвращается надрессорному строению; эле-
мент не поглощает энергию деформации. Листовые рессоры — упругие эле-
менты с трением. Они имеют линейные характеристики (рис. II. 29, б),
причем их характеристика нагружения 1 проходит выше характеристики
разгружения 2. При повторных изменениях нагрузки в пределах Р;
состояние рессоры изображается контуром abed, площадь которого изоб-
ражает энергию, поглощаемую рессорой за один полный период колебаний.
В моменты, следующие непосредственно за изменением характера нагру-
жения (перехода от возрастания к убыванию нагрузки и наоборот), на
участках ab и cd листовая рессора работает как жесткое тело (рост и умень-
шение нагрузки в определенных пределах не изменяют ее прогиба), благо-
даря чему листовые рессоры плохо гасят колебания звуковых частот.
Резиновые упругие элементы имеют апериодическую (нелинейную) харак-
теристику и являются хорошими гасителями (рис. II. 29, в). Пневматичес-
кие упругие элементы имею! нелинейную характеристику (рис. II. 29, г),
разную в области хода сжатия от положения статического равновесия,
в котором величину прогиба принимают равной нулю, и в области хода
отбоя /0Tfj. Ход сжатия соответствует нагружению элемента, ход отбоя —
разгружению его.
В настоящее время предпочитают использовать резиновые упругие
элементы благодаря их способности гашения колебаний всех частот, осо-
бенно звуковых, и пневматические, имеющие весьма важную в условиях
ГМПТ способность регулирования, позволяющую поддерживать постоян-
ную высоту уровня пола кузова относительно дорожного покрытия или
головок*рельсов при различном наполнении пассажирами.
Основные типы пневматических упругих элементов: балоннный
(рис. П. 30, а), диафрагменный (рис II. 30. б) и рукавный (рис. II. 30, в).
Основной деталью пневмо эле мента является резииокордная оболочка
2, во внутреннюю полость которой через штуцер 5 подают сжатый воздух
из пневматической системы ПЕ. Оболочку 2 крепят к фланцам 3, 8, рубаш-
ке 12 и поршню 11 специальными прижимами или утолщенной частью со
стальными арматурными кольцами 6рю принципу самоуплотнения. Баллон-
ные пневмоэлементы могут быть либо односекционными, либо многосек-
ционными. Секционирование элемента стяжными кольцами 1 позволяет
уменьшить его диаметр. На одном или обоих фланцах 3, 8, рубашке 12 и
поршне И пневмоэлемента устанавливают резиновые буферы — амортиза-
торы 4, 7, которые выполняют роль ограничителей хода сжатия и преду-
преждают повреждение резинокордной оболочки 2 при отказах системы
питания и других повреждениях. Для слива конденсата в нижней части
элемента на фланце 8 или основании 10 предусматривают сливное отверстие
с пробкой 9.
Для регулирования пневмоэлемента ставят регуляторы уровня пола.
Распределитель 5 регулятора крепят (рис. II. 30, г-е) кронштейном 9
обычно на шкворневой балке, рычаг 7 золотника 6 соединяют тягой 3 с
продольной балкой рамы тележки. В положении, показанном на рис.II. 30,г,
пневмоэлемент 1 находится в статическом равновесии, трубопровод 2.
соединяющий распределитель с пневмоэлементом 1, перекрыт золотником
б При увеличении нагрузки кузова элемент 1 опускается и тяга 3 повора-
81
Ь 1467.

Рис.ИЗО. Пневматические упругие элементы:
а — двухсекционный баллонного типа; б - диафрагменный; в - рукавный; г, д, е -
схемы регулирования положения кузова на пневмо элементе при изменении статисти-
ческой нагрузки
чивает золотник 6 (рис. II. 30, д). Сжатый воздух из пневматической сети
ПЕ поступает по трубопроводу 8 через распределитель в пневмоэлемент и
заставляет его подняться до первоначальной высоты. При снижении нагруз-
ки кузова элемент 1 поднимается (рис. II. 30, е) и тяга 3 поворачивает
золотник 6 в противоположную сторону. Трубопровод 2 соединяется рас-
пределителем через канал 4 с атмосферой и сжатый воздух выпускается из
элемента I до тех пор, пока он не опустится до первоначального уровня.
§ IL6. Тяговый привод и механические тормоза
Работа ПС ГМПТ на маршрутах складывается из разгона (пуска) в
начале перегона; движения с заданной скоростью по перегону; торможения
перед ОП и стоянки на ОП для пассажи рооб мена. Для создания этих режи-
мов работы ПС оборудуют тяговыми движителями и механическими тор-
мозами, а также механизмами управления этими устройствами. Тяговым
движителем называют устройства, создающие силу тяги F, обеспечивающие
разгон ПС и преодоление сопротивления движению IV при движении с
установившейся скоростью; часто движитель используют и прн торможе-
нии — для создания тормозной силы-5 с целью снижения скорости движе-
ния ПС на перегоне и остановки его перед ОП. Механические тормоза —
устройства, используемые для создания тормозных сил В и удержания ПС
в заторможенном состоянии на ОП и уклонах.
Режимы движения поездов определяются значением действующих на
них сил F, В и IV и описываются уравнением движения поезда
82

F- W- В = ЛГ(1 +т)а,	(II.6)
r,ie д/ _ физическая (статическая) масса поезда; 1 + у — коэффициент инер-
ции вращающихся масс (колесных пар и связанных с ними вращающихся
элементов — зубчатых колес тяговых редукторов, якорей ТЭД и т.д.),
запасающих кинетическую энергию при разгоне и расходующих ее при
торможении; а — пусковое ускорение или тормозное замедление ПС.
На ГМПТ не используют режимы работы ПС, в которых сочетаются раз-
гон и торможение (одновременно действуют силы F и В) (их применяют
иногда в железнодорожной тяге), поэтому уравнение (П.6) в пусковом н
тормозном режимах работы ПС соответственно имеет вид
F- И/=Л/(1 + 7)апуСК; В + W = М(1 + т)аторм,	(П-7)
где яПуск — пусковое ускорение; дгорм — тормозное замедление ПС (про-
тивоположны друг другу по знаку) .
Из известных в технике движителей- (колесных, бесколесных, реак-
тивных) на ПС ГМПТ в основном применяют колесный, обеспечивающий
наиболее точное направление движения ПС по ПУ и не требующий затрат
энергии на поддержание ПС на ПУ (бесколесные и реактивные движители
требуют таких затрат энергии).
Колесный движитель — тяговое устройство, преобразующее энергию,
подводимую к тяговым двигателям (ТД) в механическую работу, совер-
шаемую на тяговых (движущих) колесах (ДК). В состав колесного движи-
теля входят: один или несколько ТД: кинематическая цепь элементов
(тяговых передач ТП), связывающих ТД и ДК, и сами движущие колеса
ДК, включая точки контакта их с ПУ. Тяговым приводом (П) называют
систему, включающую ТД и ТП, т.е. все элементы колесного движителя,
за исключением движущих колес. Элементы колесного движителя (ТД,
ТП, ДК) конструктивно, схемно и режимно объединены энергетическими
и кинематическими связями, а также сцеплением ДК и ПУ.
Главный элемент колесного движителя — ТД. На автобусах в качестве
ТД используют двигатели внутреннего сгорания (ДВС), на ПС ГЭТ — тяго-
вые электрические двигатели (ТЭД). Колесный движитель с одним ТД,
работающим на группу ДК, называют групповым; с индивидуальными ТД
на каждое колесо - индивидуальным (колесная пара рассматривается как
одно движущее колесо). Групповой привод характеризует обычно сложная
ГП, индивидуальный — более сложная система управления ТД. На автобу-
сах с ДВС применяют системы группового колесного движителя, на
ПС ГЭТ — и групповую, и индивидуальную.
Двигатель внутреннего сгорания - термодинамический преобразова-
тель энергии жидкого топлива (бензина или дизельного топлива) в меха-
ническую работу на валу с использованием эффекта термодинамического
цикла Карно. На автобусах используют карбюраторные и дизельные ДВС,
причем в нашей стране большинство типов автобусов имеют карбюратор-
ные ДВС.
Тяговый электродвигатель — электромеханический преобразователь
электрической энергии в механическую работу на валу или наоборот —
83

механической работы на валу в электрическую энергию на основе принципа
электромагнитной индукции. На ПС ГЭТ используют ТЭД постоянного тока
последовательного или смешанного возбуждения, которые отличаются
удобными гиперболическими электромеханическими характеристиками,
обеспечивающими возможность реализации больших тяговых сил при пуске
и простого регулирования скорости движения при сравнительно постоянной
нагрузке питающей тяговой сети. Основные элементы ТЭД (рис. II. 31, а):
корпус (остов) 9. в котором размешены сердечники главных 11 и дополни-
тельных 19 полюсов с катушками 10 и 18 \ якорь 12 с обмоткой 13 и кол-
лектором 7, установленный шейками вала 1 в подшипниковых щитах 4 и
75 корпуса 9 на подшипниках 2 и 771 щеточный аппарат, состоящий из
щеткодержателей 5 и угольных щеток 6, установленных на нейтралях кол-
лектора. Корпус ТЭД отливают из специальной стали с высокой магнитной
проницаемостью; его средняя часть выполняет роль магнитопровода. Глав-
ные полюса предназначены для создания магнитного потока, который,
84

взаимодействуя с током обмотки якоря, создаст на якоре крутящий мо-
мент. В ТЭД последовательного возбуждения на главные полюса наклады-
вают обмотку последовательною возбуждения, которая включается после-
довательно с обмоткой якоря, в ТЭД смешанного возбуждения — две
обмотки: последовательного возбуждения (обычно создающую главную
часть основного магнитного поля) и параллельного возбуждения, которая
включается в питающую сеть параллельно обмотке якоря. Дополнительные
полюса предназначены для улучшения коммутации - электромагнитного
процесса изменения направления тока в секциях обмотки якоря, замкну-
ггтх на нейтралях щетками, который сопровождается искрением под щет-
ками.
При работе в ТЭД выделяется в виде теплоты часть подводимой элек-
трической энергии, связанная с электрическими потерями в меди, магнит-
ными потерями в стали якоря и сердечников полюсов и механическими
потерями на трение щеток по коллектору, в подшип никах якоря и на пере-
мешивание им воздуха. Для снижения перегрева, который лимитирует
мощность ТЭД, использую г системы самовентиляции и принудительной
вентиляции. Двигатель ДК-21ОА-3 - самовентилируемый Крыльчатый
силуминовый вентилятор 16 закреплен заклепками на стальном фланце,
посаженном на вал якоря на шпонке. Воздух, забираемый вентилятором
через вентиляционный патрубок 3 со стороны коллектора проходит через
вентиляционные отверстия и в зазоре между поверхностью якоря и полю-
сов, охлаждая их, и затем выбрасывается через вентиляционные окна 14.
Для наблюдения за состоянием наиболее быстроизнашивающихся узлов
ТЭД — щеточного аппарата и коллектора— над ними в корпусе 9 имеется
люк, закрываемый крышкой 8. Вентиляционные люки и патрубки ТЭД
защищены сетками от попадания в них посторонних предметов и мусора.
Монтажная схема соединения обмоток ТЭД ДК-21ОА-3 показана на
рис. 11. 31, б (сплошными линиями - со стороны коллектора, пунктир-
ными — со стороны привода). Обмотки якоря и включенных последова-
тельно с ней дополнительных полюсов имеют маркировку 27г-Д2, после-
довательная и параллельная обмотки возбуждения соответственно Су -С2 и
Ш2—Ш2. Направление вращения якоря показано стрелкой, полярность
полюсов N и S. В пусковом режиме (рис. II. 32. а) автоматический выклю-
чатель АВ включен. Двигатель питается из контактной сети КС через радио-
реактор РР и токоограничивающий преобразователь ТИП — пусковой реос-
тат или тиристорно-импульсный преобразователь (при тиристорно-импульс-
ном регулировании пускового режима). Обмотка Су -С2 включена после-
довательно с обмоткой Ду —Д2 якоря и дополнительных полюсов, обмотка
Шу -IU2 — последовательно с регулировочным реостатом на напряжение
контактной сети КС. Магнитный поток машины создается совместным дей-
ствием токов /я силовой цепи и /в обмотки параллельного возбуждения.
Электродвижущая сила Е якоря направлена навстречу напряжению сети.
От перегрузок двигатель защищен автоматическим выключателем АВ. В
режиме электрического реостатного торможения (рис. II. 32, б) обмотка
якоря отключена от КС и включена на тормозной реостат ЯТОрм- Обмотка
параллельного возбуждения подключена к КС. Ток якоря /торм меняет
знак и машина работает в режиме против о возбуждения.
85

Рис.11.32. Принципиальные схемы
включения троллейбусного двигателя
ДК-210А-3 в сеть в тяговом режиме
(д) и режиме электрического рео-
статного торможения (6)
Рис.ПЗЗ. Схемы тяговых движителей
ПС безрельсового ГМПТ
Конструктивно ТЭД — более простая и совершенная машина по сравне-
нию с ДВС. Она более долговечна, издает при работе меньше шума, легко
регулируется, имеет удобные тяговые характеристики, легко переводится
нз тягового в тормозной режим и не выделяет подобно ДВС в атмосферу
канцерогенные продукты сгорания автомобильных топлив. Поэтому одно
из главных направлений совершенствования автобусов - разработка элек-
тробусов, т.е. ПЕ с электроприводом, питающихся от автономных источни-
ков электрической энергии - топливных элементов и аккумуляторов.
Основная схема колесного движителя безрельсового ГМПТ (автобусов
н троллейбусов) - схема с одним ТД, передающим крутящий момент на
два движущих колеса 5, соединенных механическим дифференциалом 3
(рис. И. 33, а). Тяговая передача движителя включает карданный вал У,
центральный тяговый одно-или двухступенчатый редуктор 2, дифференциал
86

J и полуоси 4, заключенные в
балке 6 ведущего моста. В тяго-
вых передачах автобусов между
ГД и редуктором включает гид-
ромуфты и механизмы сцепле-
ния Для уменьшения габарит-
ных размеров и повышения рабо-
тоспособности центрально! о ре-
дуктора 2 на ПС большой вмести-
мости используют схему тяговой
передачи с разнесенным редукто-
ром (рис. II. 33.о) : центральный
редуктор 2 выполняют односту-
пенчатым и у ведущих колес 5
ставят вторую ступень - борто-
вые колесные редукторы 7.
Иногда ПС большой вместимос-
ти (с целью Снижения уровня ПО- Рис.II. 34. Расположение элементов колесного
ла кузова, повышения проходи- движителя (а) и схема тяговой передачи
мости и облегчения условий ра- троллейбуса ЗиУ-9 (б)
oof ы тяговых редукторов за счет
снижения их нагрузки) выполняют с двумя ТД. Тяговый привод этого
типа может иметь три схемы: с двумя центральными редукторами 2 и
обычным механическим дифференциалом 3 (рис. II. 33, в); с двумя цент-
ральными редукторами 2, но без механического дифференциала (схема
электрического дифференциала); с бортовыми редукторами 8 и электри-
ческим дифференциалом (рис. II. 33, г). Предпочтительны схемы тягового
привода с электрическим дифференциалом.
Тяговый двигатель располагают в кузове, под кузовом или на тележ-
ке, а редуктор - в балке ведущего моста. Взаимное распопожеиие валов ТД
и редуктора не остается постоянным, так как между опорной конструкцией
6 (рамой кузова или тележки), на которой крепят ТД, и мостом 9 с уста-
новленным на нем редуктором 5 находятся упругие элементы подвески 7
(рис. II. 34, а). Поэтому между ТД и тяговым редуктором устанавливают
карданный вал 3 — устройство, передающее крутящий момент между ва-
лами, расположенными несоосно, или под углом и меняющими взаимное
расположение в определенных пределах. Для компенсации угловых сме-
щений соединяемых валов у карданного вала имеются два карданных шар-
нира (жестких или мягких кардана) I и 4, а для компенсации линейных
смещений — шлицевое соединение 2. К валам ТД и редуктора карданный
вал крепят фланцевыми муфтами. Крутящий момент, передаваемый с
двигателя на движущие колеса 8, реализуется в виде силы тяги или тормоз-
ной силы через сцепление колес с дорожным покрытием.
Мощность, габаритные размеры, масса и степень использования конст-
рукционных материалов ТЭД прямо пропорциональны частоте вращения
п якоря, которую всегда принимают максимальной по условиям механичес-
кой прочности и коммутационной устойчивости («Макс % 4000 об/мин).
Например, для троллейбусных ТЭД типов ДК-207Г-3 и ДК-210А-3 частота
8?

вращения //макс составляет 3900 об/мин. Частота вращения дмакс якоря
ТЭД должна соответствовать конструктивной скорости ПС икн, при кото-
рой частота вращения ведущих колес «к.макс бОп^н /(яРк), где DK -
диаметр круга качения ведущего колеса. Соотношение i = «макс/«к.макс >
> 1. Поэтому между валом якоря ТЭД и ведущими колесами вводят
механизм преобразования частот вращения — редуктор. Величину i назы-
вают передаточным числом редуктора. На вагонах Е метрополитена с
ТЭД ДК-108А1 при икн = 90 км/ч и Z)K = 780 мм частота «к.макс ~
— 60икн/ (л/Э к) = 60 • 90 / (3,14  0,78 • 3,6) — 610 об/мин, i «макс/^к.макс —
— 3350/610 = 5,5; на трамвайных вагонах КТМ-5МЗ с ТЭД ДК-259Г при
икн = 75 км/ч и DK = 700мм «к.макс ~ 60икн/(nDK) = 60 • 75/(3,14 • 0,7 х
х 3,6) = 570 об/мин и i — «макс/«к. макс = 3500/570 = 6,15; на троллейбусах
ЗиУ-9 с ТЭД ДК-21ОА-3 при пК11 = 65 км/ч и 7ЭК — 1016 мм «к.макс ~
- 60икн/ (я7Эк) = 60 • 65/(3,14 • 2,016 • 3,6) 340 об/мин и i ~ «макс'Чсмакс =
— 3900/340 — 11,4. Фактические значения передаточного числа уточняют с
учетом износа бандажей колес по кругу качения (определяют при мини-
мальных диаметрах колес по кру1 у качения).
Таким образом, редуктор — важнейший элемент тяговой передачи.
Одновременно с согласованием частоты вращения якоря ТЭД и движущих
колес он преобразует крутящий момент ТЭД. Если момент на валу ТЭД
равен MQ, то на ведущих колесах с учетом передаточного числа редуктора
Мк = MQi и сила тяги г =	(без учета потерь па трение в
тяговой передаче). Сила тяги на движущих колесах должна обеспечивать
разгон ПЕ при пуске с ускорением аПУск = 1,0 -г 1,3 м/с2 и, следовательно,
быть равной Г- = /И( 1 + у) ffnvcK + Ш, где М — масса ПЕ при расчетной наг-
рузке; 1 ч-у — коэффициент инерции вращающихся масс; W — сопротивле-
ние движению при расчетной нагрузке. С учетом соотношений пусковой
силы тяги к номинальной и последующей проверки ио нагреванию выби-
рают мощность ТЭД ПС.
Схема тяговой передачи троллейбусов ЗиУ-9 показана на рис. И. 33, 5;
ее кинематическая схема — на рис. II. 34, б. Ведущая шестерня 2 централь-
ного редуктора, соединяющаяся карданным валом с ТЭД троллейбуса,
установлена на подшипниках 3 в картере 4, укрепленном болатми на балке
6 ведущего моста. Зубчатое колесо 18, связанное болтами с дифференци-
альной коробкой 7 7, установлено на подшипниках 76, 20 в картере редук-
тора. Механизм дифференциала состоит из крестовины, на четырех шипах
которой насажены сателлиты 5, и двух полуосевых шестерен 19, связанных
шлицевыми втулками с полуосями 7. Шипы крестовины закреплены в диф-
ференциальной коробке 77. Поэтому зубчатое колесо 18 вращает вместе
с дифференциальной коробкой весь дифференциальный механизм. Сател-
литы 5 делят передающуюся на них нагрузку от коробки дифференциала
поровну между полуосевыми шестернями правого и левого ходовых ко-
лес 10, установленных на ступичных подшипниках 9, что определяет равен-
ство крутящих моментов, передаваемых ТЭД на движущие колеса*.
’‘'При движении троллейбуса на повороте крутящие моменты, передаваемые на
ходовые колеса, могут существенно различаться из-за значительного трения в механиз-
ме дифференциала.
88

Бортовой редуктор представляет собой планетарный зубчатый меха-
низм Полуось передает от центрального редуктора вращающий момент на
солнечную шестерню 7, находящуюся в зацеплении с сателлитами 8 и корон-
ной шестерней 13. Сателлиты 8 передают вращающий момент с солнечной
шестерни через валики 11 на водило 12, связанное болтовым креплением
14 со ступицей 15 ведущего колеса.
На ПС рельсового ГМПТ применяют схемы индивидуального и группо-
вого привода движущих колесных пар, причем наиболее распространен
индивидуальный привод. Благодаря связи ходовых колес в колесной паре
жесткой осью обычный тяговый привод рельсового ПС бездифференциаль-
ный. Однако имеются конструкции и дифференциального привода ходовых
колес, подобные применяемым на безрельсовом ПС. Они обеспечивают
меньший износ ходовых колес и рельсов в кривых участках пути, но конст-
руктивно более сложны и менее надежны.
На вагонах метрополитена тяговые электродвигатели 3 имеют рамную
подвеску на поперечных балках 4 рамы тележки (рис. II. 35, а), редуктор
1 — рамно-осевую (установлен на оси колесной пары и опирается носиком 5
на поперечную балку рамы тележки) . Достоинства такой схемы — возмож-
ность использования наиболее простых в изготовлении и надежных в экс-
плуатации тяговых редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами,
недостаток — стесненность габаритных размеров для размещения кардан-
ной передачи. Поэтому между валами ТЭД и редуктора устанавливают нс
Рис.И.35. Схемы тяговых движителей ПС рельсового ГМПТ
89

карданный вал, а карданную муфту 2. В отличие от вала муфта имеет один
карданный шарнир, что ухудшает условия работы ТЭД
На современных трамвайных вагонах с мостовыми тележками исполь-
зуют схему индивидуального привода колесных пар с продольным распо-1
ложеиием двигателя 3 в тележке (рис. II. 35, б). В этой схеме ТЭД подве-
шены к моторным балкам 7. опирающимся на продольные балки 9 тележ-
ки, редукторы 7 встроены в осевые кожухи 6 колесных пар; ГЭД имеют
рамную подвеску, редукторы - осевую. Между ними установлены кардан-
ные валы 8. Редукторы имеют пару конических зубчатых колес, более
сложных и дорогих в изготовлении по сравнению с цилиндрическими.
Общий недостаток индивидуального привода движущих колесных
пар — сравнительно низкий коэффициент использования сцепления колес
с рельсами, ограничиваемый сцеплением наименее нагруженной (лимити-
рующей) колесной пары. Кроме того, масса и стоимость ТЭД в расчете на
ось при индивидуальном приводе выше, чем при групповом. Достоинства
индивидуального привода - более высокая надежность и меньшие габарит-
ные размеры по высоте, что позволяет использовать колеса меньшего диа-
метра и, следовательно, создавать ПС с более низким уровнем пола.
Из систем группового привода наиболее известна конструктивная
схема Дюваг (ФРГ), применяемая на ПС трамвая и метрополитена
(рис. II. 35, с). Двигатель 3 продольного расположения соединен с редук-
торами / жестко и образует вместе с ними единый тяговый блок, опираю-
щийся подшипниковыми узлами 10 на полые валы 11, связанные с осями
колесных пар фланцами с резиновыми амортизаторами 12. Несмотря на
преимущества группового привода колесных пар, схема Дюваг отличается
повышенной неподрессоренной массой, так как подвеска тягового блока на
амортизаторах 12 недостаточно упруга Значительные преимущества в этом
отношении дает групповой привод осей с полностью подрессоренным ТЭД
(см. рис. И. 22) .
На рис. II. 35, г, д показаны схемы группового привода с разнесенным
редуктором. В первой из них использован один ТЭД, во второй - два. Цент-
ральный редуктор 13 закреплен на подшипниковом щите ТЭД 3 и образует
с ним единый тяговый блок. Осевые редукторы 14 связаны с центральным
редуктором 13 карданными валами 8. В схемах, показанных на
рис. П. 35, б-д, ТЭД имеют продольное расположение в тележке, требую-
щие редукторов с коническими зубчатыми колесами, а на рис. II. 35, е -
поперечное расположение в тележке и разнесенный редуктор: центральный
13 закреплен на подшипниковом щите ТЭД и образует с ним единый тя-
говый блок. Осевые редукторы 14 имеют рамно-осевую подвеску и свя-
заны с центральным карданными валами 8. Недостаток этой схемы - необ-
ходимость иметь в центральном редукторе паразитные дистанционные
зубчатые колеса для обеспечения выхода карданных валов 8 за диаметраль-
ный размер ТЭД, что усложняет и увеличивает массу центрального редук-
тора.
При выборе схем и расчете тягового привода ПС ГМПТ желательно
применять; быстроходные ТЭД и использовать их в наиболее выгодном
скоростном диапазоне, соответствующем высокому КПД; простые и на-
дежные в исполнении элементы тяговой передачи; исключать узлы трения
90

(изнашивающиеся звенья); обеспечивать простоту сборки, разборки и
замены элементов при повреждениях; возможность передвижения (бук-
сировки) ПС при неисправностях привода; максимальное подрессоривание
всех элементов, в особенности ТЭД; вписывание в минимальный габарит
по высоте с целью максимального снижения уровня пола кузова.
При конструировании ПС большое внимание необходимо уделять тор-
мозам. Различают три режима торможения ПС: 1) служебное (рабочее),
используемое при нормальных режимах работы ПС на линии для подторма-
живания ПЕ при требуемых ограничениях скорости движения и остановки
на ОП; 2) экстренное, используемое в исключительных случаях при опас-
ности наезда или столкновения для остановки ПС на минимальном тормоз-
ном пути (однако без потери устойчивости на рельсовом пути или дорож-
ном покрытии, сохранении безопасности движения и ПС); 3) торможение
стоящего ПС для предупреждения возможности неконтролируемого движе-
ния под действием внешних сил (ветра, уклона, удара и др.). Наряду с об-
щими каждый из этих режимов предъявляет к тормозным устройствам
специфические требования. Поэтому, а также с целью резервирования ПС
оборудуют несколькими видами тормозов и применяют их в сочетаниях,
наиболее полно удовлетворяющих требованиям каждого тормозного режи-
ма. Наиболее строгие требования к тормозам необходимо предъявлять
при экстренном торможении, поскольку большой тормозной путь может
не предотвратить наезда или столкновения, а слишком малый - вызвать
серьезные травмы пассажиров, находящихся в ПС, и его поломки.
Сущность торможения состоит в отборе кинетической энергии у движу-
щегося поезда преобразованием ее в теплоту (механический и электричес-
кий реостатный тормоз) или электрическую энергию, рекуперируемую
(возвращаемую) в тяговую сеть (электрический рекуперативный тормоз).
I роллейбусы оборудуют тремя видами независимо действующих тормо-
зов: рабочим (пневматическим, пневмогидравлическим и др.) на всех
ходовых колесах с раздельным приводом на оси; вспомогательным (элек-
трическим) и стояночным с приводом на задние ходовые колеса. Рабочий
тормоз должен, обеспечивать тормозной путь троллейбуса при нормальной
нагрузке (« = 5 чел/м2) на горизонтальном участке дорогие сухим асфаль-
товым покрытием при Торможении с начальной скорости 60 км/ч не более
Зб,7 м; вспомогательный - замедление в тех же условиях не менее 0,8 м/с2
в интервале скоростей 40—10 км/ч; стояночный — удержание остановлен-
ного троллейбуса с максимальной нагрузкой (а = 8 чел/м2) при сухом
асфальтовом покрытии дороги неограниченное время на уклоне 15О°/оо.
Экстренное торможение обеспечивается одновременным действием рабо-
чего и вспомогательного тормозов, которые включаются одной педалью.
Трамвайные вагоны в соответствии с ГОСТ 8802-78 оборудуют четырь-
мя видами тормозов: электродинамическим (электрическим), механичес-
ким, электромагнитным рельсовым с питанием от независимого источника
энергии (аккумуляторной батареи) и стояночным, вагоны РВЗ-6 имеют
пять видов тормозов: электрический рекуперативный и реостатный, меха-
нический барабанный, электромагнитный рельсовый и стояночный. Сначала
рукояткой контроллера управления включают рекуперативное торможе-
ние, которое прекращается при скорости 18-20 км/ч, затем автоматически
91

переходят на электрическое рео-
статное торможение. При сниже-
нии скорости движения до 3—
2 км/ч автоматически включается
пневматический привод механи-
ческого барабанного тормоза и
вагон останавливается. При
экстренном торможении работа-
ют электрический реостатный и
рельсовые тормоза, а при сниже-
нии скорости до 3—2 км/ч ав-
томатически включается пневма-
тический привод механических
барабанных тормозов. Аналогич-
ные схемы торможения (кроме
рекуперативного тормоза) ис-
пользуют на трамвайных вагонах
КТМ-5МЗ и Т-3.
Различают две группы тормо-
зов, реализующих тормозную си-
лу: 1) через сцепление; 2) без
использования сцепления ходо-
вых колес с рельсами или дорож-
ным покрытием. К тормозам
второй группы относят рельсо-
вые, передающие тормозную си-
лу непосредственно на рельсы
или другие элементы ПУ, минуя
ходовые колеса, к первой — ос-
тальные типы тормозов, включая
электрический рекуперативный
и реостатный. Недостаток тормо-
зов первой группы — зависи-
мость тормозной силы от состо-
яния сцепления ходовых колес с
Рис.11.36. Структурные схемы систем меха- рельсами. Поэтому наиболее па-
нических тормозов ПС	дежны системы торможе-
ния, в которых используют тормоза первой и второй групп совместно. Их
применяют на современных трамвайных вагонах.
В систему служебного механического тормоза входят (рис. II. 36):
источник энергии И, подводимой к тормозной системе (сжатый воздух,
электрическая энергия, потенциальная энергия сжатой пружины); орган
управления У, регулирующий поступление управляющей энергии от источ-
ника И в тормозные приводы П, создающие за счет доведенной энергии
управляющее усилие на выходе; тормозиая передача ТПС служебного тор-
моза, преобразующая и передающая это усилие к тормозным механизмам
М, преобразующим его в силу нажатия тормозных колодок. Источником
энергии для работы стояночного тормоза служит обычно мускульная сила
о?

водителя или энергия сжатой пружины (пружинный привод). При мускуль-
ном приводе орган управления Р стояночного тормоза включают на тормоз-
ную передачу ТПС через дополнительную передачу Т/7р ручного тормоза,
различают системы механического тормоза с групповым (рис. II. 36, я) и
индивидуальным (рис. II. 36, б) приводами тормозных механизмов. Для
групповой системы характерно использование одного тормозного привода
П, связанного общей тормозной передачей ТПС с тормозными механиз-
мами М всех ходовых колес или колесных пар; для индивидуальной —
самостоятельных приводов /7 и передач 777с на каждый тормозной меха-
низм М. Групповая система механического тормоза наименее надежна и
отличается сложной регулировкой. Ее использовали на трамвайных вагонах
старых типов. Современные трамвайные вагоны имеют индивидуальные
системы привода служебного механического тормоза, совмещенные с
групповым приводом стояночного. Часто применяют различные комбини-
рованные системы механического тормоза. Тормозные системы троллей-
бусов (рис. II. 36, в) имеют индивидуальные тормозные приводыПи пере-
дачи ТПС служебного тормоза на каждое колесо, обеспечивают раздельное
управление приводами тормозов передней и задней осей и стояночное тор-
можение машины ручным приводом Р через передачи 777р и ТПС тормоз-
ными механизмами задней оси.
Тормозной механизм механического тормоза - устройство, главной
частью которого является фрикционная пара, преобразующая кинетичес-
кую энергию движущегося поезда в работу трения; дополнительные его
элементы — детали крепления фрикционной пары и отвода теплоты, обра-
зующейся в результате трения. Один из элементов фрикционной пары --
либо вращающиеся детали тягового движителя, либо специально установ-
ленные на них детали — тормозные барабаны или диски; другой — тормоз-
ные колодки, конструктивно связанные либо с кузовом, либо с балками
или мостовыми конструкциями ходовой части. Материалы деталей фрик-
ционной пары подбирают так, чтобы изнашивались в основном тормозные
колодки, а не ее вращающийся элемент.
В зависимости от места установки фрикционной пары различают тор-
моза (рис. II. 37): колесные 1 (встроенные в ходовое колесо, либо уста-
новленные на нем); осевые 2 (установленные на оси колесной пары) и ‘
центральные, установленные на валу ТЭД либо в цепи тяговой передачи
между ТЭД и редуктором (5 - на входном валу редуктора, 4 - на валу
ТЭД со стороны редуктора, 5 - на свободном конце вала ТЭД). Кинети-
ческая энергия, перерабатываемая тормозами, не зависит от места их
установки, но меняются частота вращения тормозного барабана или диска
и пропорционально квадрату частоты вращеиия - необходимая сила нажа-
тия тормозных колодок на вращающийся элемент тормоза. Поэтому осе-
вые тормоза должны иметь более мощный привод и конструктивно усилен-
ные элементы крепления тормозных колодок. Предпочтительнее централь-
ные тормоза, поскольку они имеют меньшую массу. Установка тормоза на
входном валу редуктора предпочтительнее, так как в этом случае нагрузку
получают только редукторы и ось колесной пары. При установке тормоза
на свободномГконце вала якоря ТЭД нагружаются вал якоря и вся цепь
тяговой Передачи. В качестве вращающегося элемента фрикционной пары
93

Рис.11.38. Схемы реализации тормозных сил и нагружения oai колесной пары ко-
лесно-колодочным тормозом с односторонним (а, б) и двусторонним (в) нажати-
ем колодок
колесных тормозов используют тормозной барабан или тормозной диск,
встроенный в ходовое колесо (колесные барабанный и дисковый тормоза) ,
либо поверхность катания бандажа колеса (колесно-колодочный тормоз).
Колесные барабанные и дисковые тормоза применяют на безрельсовом и
рельсовом ПС, колесно-колодочные — на рельсовом ПС, в частности на ПС
метрополитена. На тормозном барабане или диске тормозные колодки рас-
полагают симметрично относительно оси вращения (тормоза с двусторон-
ним нажатием колодок) либо с одной стороны (тормоза с односторонним
нажатием колодок). У барабанных тормозов колодки располагают либо
внутри барабана (барабанные с внутренним расположением колодок),
либо снаружи (барабанные с наружным расположением колодок). На
современных трамвайных вагонах колесно-колодочный тормоз не приме-
няют, так как он ускоряет износ бандажей колес, имеет большую массу,
большое число узлов трения в сочленениях, мешает установке на тележке
рельсового тормоза.
В коле с но-колодочном тормозе с односторонним нажатием колодок
сила Акл нажатия колодок на бандажи колес передается на буксы и урав-
новешивается реакциями Fp рамы тележки (рамными усилиями), нагру-
жая ось изгибающими моментами Мх (рис. II. 38, а). В результате нажатия
94

тормозных колодок на бандажах вращающихся колес появляются силы
трения Т ~ Х«л4>кл О/’кл ~ коэффициент трения тормозных колодок),
создающие на колесной паре тормозной момент Мторм = 2TR (рис. II. 38,6),
тте Я — радиус круга качения ходового колеса. При наличии сцепления ко-
лес с рельсами момент М-горм реализуется в виде сил В=Л/торм/(2/?) = Т,
о,дча из которых передастся колесом на рельс и уравновешивается силой
сцепления F — Ву а другая передается на конструкции кузова или тележки
в плоскости оси колесной пары и уравновешивается рамными усилиями
/ ,, На колесную пару будут действовать реакции' силы F на колесах и
силы F? от конструкций кузова или тележки, которые нагружают ось
изгибающими моментами MF. Поскольку Т < Хкл> 10 hMf<Mx,ho они
складываются и вызывают сравнительно большую дополнительную нагруз-
ку оси. При двустороннем нажатии колодок (рис. II. 38, в) силы
взаимно уравновешиваются и ось колесной пары нагружается только мо-
ментом MF. Кроме того, для создания одинакового тормозного эффекта в
этом случае требующаяся сила Хкл вдвое меньше, чем при одностороннем
нажатии, но схема тормозной передачи сложнее.
На рис. II. 39 приведена схема колесно-колодочного тормоза вагонов Д
и Е метрополитена с индивидуальным тормозным приводом на каждое
колесо. Тормозные колодки 5 подвешены на подвесках 4 плавающих рыча-
гов 3 и средних рычагах 10 и регулируются от опускания на бандажи колес
регулировочной подвеской 2. Усилие от штока тормозного цилиндра 1 пере-
дается на тормозные колодки 5 через плавающий рычаг 3, соединительную
втулку 7, нижнюю тягу 8, дырчатую вилку 9 и средний рычаг 10. Пружина
11 и возвратные пружины тормозных цилиндров оттягивают тормозные
колодки от бандажей колес при отпуске тормоза. Грубая регулировка
тормоза осуществляется перестановкой,валика среднего рычага 10 в отвер-
стиях дырчатой вилки 9, а тонкая — вращением соединительной втулки 7
на винте 6.
Барабанные тормоза имеют двустороннее расположение тормозных
колодок на тормозном барабане и независимо от места установки (осе-
вые или центральные) нагружают ось колесной пары изгибающими момен-
тами MF и крутящими моментами Мкр (рис. П. 40. ц). Тормозной момент
V-горм реализуется иа ходовых колесах в виде тормозных сил 2В — А/Торм/^
(R — радиус ходового колеса ло кругу качения), а сила сцепления F — рам-
ными усилиями Fp = F — В. При установке в цепи тяговой передачи тормоз-
ной момент на валу шестерни ~TD^ = Х^	где ^бар " Диаметр
тормозного барабана, реализуется на шестерне в виде сил Rw = Мо/гш,
где гш - радиус шестерни по делительной окружности (рис. II. 40, б). В
вертикальной плоскости ось колесной пары нагружают силы и Fnl,
Rn2, причем Rnl = R^btfa + Ъ), Rn2 — Rma/(a + b). На движущие колеса
передается тормозной момент М1орм = Дшгзк = Moi , где гзк - радиус
делительной окружности зубчатого колеса, i — передаточное число редук-
тора. Дополнительные изгибающие моменты Л/в осн колесной пары по вели-
чине незначительны (рис. II. 40, в).
Основные типы приводов служебного механического тормоза — пнев-
матический или пневмогидравлический с пружинным оттормаживанием,
пружинный с электромагнитным оттормаживанием и пружинный с пнев-
95

Рис.П.39. Схема колесно-колодочного тормоза вагонов Д и Е мегро-
политеяа (одной боковины тележки)
Рис. 11.40 Схемы реализации тормозных сил и нагружения оси колесной пары осе-
вым и центральным барабанным тормозом
магическим оттормаживанием. На безрельсовом ПС1 ГМПТ и ПС метрополи-
тена в основном применяют пневматический привод с пружинным оттор-
маживанием, на современных трамвайных вагонах - привод с пружинным
и электромагнитным оттормаживанием.
В. пневматической системе тормозного привода (рис. И. 41, а) резер-
вуар сжатого воздуха 1 связан воздухопроводами 2 с пневматическим
цилиндром 8 через тормозной кран 5, которым управляет водитель, нажи-
мая на тормозную педаль 6 усилием Р Педаль 6 связана с тормозным кра-
пом тягой 4 и имеет оттяжную пружину 3, возвращающую педаль при сня-
тии усилия Р в отторможенное состояние. Сжатый воздух, поступающий
в тормозной цилиндр 8, перемещает его поршень 7 и шток 10, сжимая
возвращающую пружину 9. Шток 10, воздействуя на рычаг 12 разжимного
кулака, поворачивает разжимный кулак 13 вокруг фиксированной точки О
(схема барабанного тормоза ”с фиксированным кулаком”). Разжимный
кулак, преодолевая противодействие возвращающей пружины 11, раздви-
96

гает тормозные колодки 14 с фрикционными накладками 75 и прижимает
нх к вращающемуся тормозному барабану 16. Тормозные колодки закреп-
лены на колодкодержателе валиками 18. При оттормаживаиии возвращаю-
щая пружина 77 отводит тормозные колодки 14 от тормозного барабана
16, возвращающая пружина 77 — рычаг 72, пружина 9 тормозного цилин-
дра — шток 10. Для контроля давления сжатого воздуха в пневматичес-
кой системе тормоза установлен манометр М.
В пневмогидравлической системе тормозного привода (рис. II. 41, б)
используют пневмогидравлический цилиндр-преобразователь 8 с двумя
поршнями — пневматическим 7 и гидравлическим 19, связанными общим
штоком 10. Гидроцилиндр 20 соединен гидроприводом 27 с плавающим
гидравлическим цилиндром 22, штоки которого передают усилия торможе-
ния на тормозные колодки 14. В остальном эта система не отличается от
системы пневматического привода тормоза и по надежности примерно
равноценна ей.
В приводе с пружинным затормаживанием и электромагнитным от-
тормаживанием (рис. II. 41, в) источник тормозной силы — потенциальная
энергия сжатой пружины 26, сила нажатия Q которой на трехплечий рычаг
25 передается через регулировочную муфту М и регулировочный рычаг
27 на тормозную тягу 23, поворачивающую рычаг 77 разжимного кулака
13. Оттормаживание в этой системе осуществляет тормозной соленоид 24,
при включении которого создается усилие Qo, сжимающее через трехпле-
чий рычаг тормозную пружину 26. По сравнению с пневматической и пнев-
могидравлической система тормозного привода с пружинным затормажива-
нием отличается значительно более высокой надежностью, поскольку более
надежен источник ее тормозной силы - пружина 26. Практически неисправ-
ности, приводящие к затормаживанию вагона, возможны только в солено-
иде. Система тормозного привода с пружинным затормаживанием и пнев-
матическим оттормаживанием (рис. II. 41, г) аналогична предыдущей сис-
теме, с той лишь разницей, что ее оттормаживающей орган — пневматичес-
кий цилиндр 28.
Приводы стояночных тормозов выполняют в виде тормозного рычага
или колонки, связанных системой рычагов, тяг, цепей или тросов с рабо-
чими органами (разжимными кулаками или др.) всех или части тормозных
механизмов ПЕ. Для затормаживания вагона или машины ручным рычаж-
ным приводом необходимо сделать несколько качаний рычага 8
«.рис. II. 42, а). При перемещении в направлении стрелки рычаг упирается
собачкой 10 в храповое колесо 3 и поворачивает вместе с ним вокруг оси
О сектор 2, натягивая трос 7. При обратном ходе рукоятки рычага 8 храпо-
вое колесо 3 удерживается от обратного проворачивания собачкой 4. Для
оттормаживания водитель нажимает педаль отпуска 7, которая оттягивает
собачку 4 от храпового колеса, в результате чего оно возвращается в перво-
начальное положение под действием оттормаживающих пружин тормозных
механизмов. Пружины 5 и 9 поджимают собачки к храповому колесу, пру-
жина 6 возвращает педаль 7 в отторможенное положение после снятия с
нее ноги водителя.
Ручной привод тормозов вагона метрополитена (рис. II. 42, б) выпол-
нен в виде колонки 10 с маховиком 8, конической зубчатой парой 7, ходо-
97
7-1962

Рис.П.41. Схемы служебных приводов механического тормоза:
а - пневматический; б - пневмогидравлический; в - пружинный с
электромагнитным оттормаживанием; г - пружинный с пневматиче-
ским оттормаживанием
Рис.11.42. Схемы ручных приводов и передач стояночного тормоза:
а - ручной привод рычажного типа; б - тормозная колонка вагонов
метрополитена; в - передача стояночного тормоза вагонов РВЗ-6М
на тормозные механизмы барабанного типа
98

вым винтом 6 и гайкой 5, к которой крепятся тяга 5 и рычаг 2 с цепью 7
привода ручного тормоза. Ходовой вин! опирается на подшипниковую
опору 4. При вращении маховика 8 рукояткой 9 ходовой винт поднимает
гайку 5, тяга 3 поворачивает рычаг 2 и натягивает цепь 1.
Передача ручного привода тормозов вагона РВЗ-6М (рис. II. 42, в)
выполнена в виде системы тросов 7, 10, 13, 16, связанных роликами 4, 9,
11, ' 15. Усилие Рруч на рычаге 17 ручного привода передается тросом 16
через систему тросов 13, 10, 7 на тяги 5, соединенные с рычагами 3, и зас-
тавляет их поворачиваться во втулках 2, установленных в приливах мотор-
ных балок 6, 8, 12 и 14, к которым крепятся ТЭД. Рычагами 1 тормозное
усилие передается на разжимные кулаки барабанных тормозных механиз-
мов.
Для повышения надежности тормозной системы и тормозного эффекта
при экстренном торможении на современных трамвайных вагонах исполь-
зуют рельсовые тормоза, которые, как и механические, могут иметь разные
типы привода (пневматический, электромагнитный, пружинный), но обыч-
но применяют электромагнитный привод. Максимальное замедление, кото-
рое можно получить по условиям сцепления тормозами, реализующими
тормозную силу через сцепление ходовых колес с рельсами (электричес-
кими и механическими), составляет 1,5—2,0 м/с2. Применение рельсовых
тормозов, реализующих тормозную силу без использования сцепления
колес с рельсами, совместно с электрическим и механическим позволяет
получить лри экстренном торможении замедление порядка 4—4,5 м/с2.
Электромагнитный рельсовый тормоз (рис. II. 43) представл’яет собой
электромагнит/ имеющий катушки 7 и полюсную систему 2 с наконечни-
ками 1, стянутую болтами 8. На тележечных вагонах его подвешивают
между колесными парами к продольным балкам тележек на кронштейне
5 и пружинных подвесках 4 и фиксируют в поперечной плоскости двумя
тягами 9. Выводящими кабелями 3 электромагнит подключают к источ-
Рис.11.43. Электромагнитный рельсовый тормоз
99

нику питания (аккумуляторной батарее). При прохождении по обмотке
катушки 7 электрического тока образуется сильное магнитное поле, замы-
кающееся в полюсной системе электромагнита через зазор полюсных нако-
нечников 1 с рельсом. В результате электромагнит, нормально подвешен-
ный над головкой рельса с зазором 10—12 мм, притягивается к головке
рельса с силой Р — 80 B2S, где В — индукция магнитного поля в зазоре, Тл;
S — площадь контакта полюсного наконечника с рельсом, см2. При хоро-
шем контакте наконечников с поверхностью головки рельса сила притя-
жения составляет около 40-50 кН, при плохом (в результате износа рель-
сов) — может снижаться более чем вдвое. Тормозная сила возникает в
результате трения наконечников полюсов о головку рельса, передается на
продольную балку тележки через кронштейны 10 или тягу 6 и равна F =
= где у — коэффициент трения фрикционной пары, образуемой наконеч-
никами и рельсом. Коэффициент трения зависит от состояния поверхнос-
тей трения и благодаря демпфирующему действию вихревых токов, наводи-
мых магнитным потоком в рельсах, уменьшается с увеличением скорости
(при скорости 30-40 км/ч tp » 0,1 4- 0,08) .
§ II. 7. Электрическое оборудование и схемы
К электрическому оборудованию ПС относят: электрические машины,
аппараты и приборы, а также автономные источники их питания — обору-
дование, с помощью которого в процессе работы на маршрутах осуществ-
ляют: пуск ПС; управление движением с разными скоростями; экстренное
торможение; замещение электрического тормоза механическим; реверси-
рование ТЭД для движения задним ходом; управление работой электричес-
ких приводов различных механизмов ПС, отоплением, освещением, свето-
сигнальными устройствами; защиту этих устройств от токов короткого
замыкания (к. з.), перегрузок, перенапряжений и работы при недопустимо
низких напряжениях.
По напряжению питания электрическое оборудование ПС ГЭТ условно
делят на высоковольтное (в/в), получающее питание от контактной сети
(КС) при номинальном напряжении 550 В (трамвай и троллейбус) или
750 В (метрополитен), и низковольтное (я/в), получающее питание от
вспомогательного автономного источника электрической энергии (акку-
муляторных батарей) при напряжениях 24, 50, 75 или 110 В. По назначению
и уровню напряжения электрическое оборудование ПС (рис. II. 44, а) делят
на силовое или тяговое высоковольтное СЭО, по обмоткам и целям кото-
рого проходит электрический ток, потребляемый ТЭД из КС (тяговый
ток), вспомогательное высоковольтное ВЭО в/в} вспомогательные источ-
ники энергии ВИЭУ низковольтную аппаратуру управления н/e АУ; вспо-
могательное низковольтное электрооборудование ВЭО н/e. В состав сило-
вого электрооборудования СЭО входят ТЭД и тяговые электрические
аппараты ТЭА (рис. II. 44, К): токоприемники Т, аппараты грозозащиты Г
и устройства номехоподавления ПП, аппараты защиты Л 3, пус ко регулирую-
щая ИРА и соединительная тяговая аппаратура (межвагонные разъемы
МБР и др.). Состав ВЭО в/в (рис. II. 44, а) — аппаратура защиты АЗ, ком-
мутационные К и потребляющие П аппараты (электрические печи, осве-
щение и др.) и высоковольтные вспомогательные электрические машины
100

(в/в ВЭМ). Состав ВЭО н/в — аппаратура защиты АЗ, коммутационная К
и потребляющая П (электродвигательные приводы стеклоочистителей,
дверных механизмов кузоват низковольтное освещение пассажирского
помещения и кабины водителя, внешняя сигнализация и т.д.) , низковольт-
ные вспомогательные электрические машины н/в ВЭМ. В качестве ВИЭ при-
меняют аккумуляторные батареи А, а также компрессор Кп, хотя он отно-
сится к пневматическому оборудованию ПС. Это связано с тем, что сжатый
воздух используется на ПС для питания пневматических приводов не толь-
Рис.11.44. Структурные схемы
электрического (а) и силового
(б) оборудования ПС
Рис.П.45. Принципиальные схемы и характеристики ТЭД:
а - последовательного возбуждения; б — последовательного возбуждения со сту-
пенями шунтировки поля; в - параллельного возбуждения; г — смешанного воз-
буждения
101

ко механических устройств, но и электрических аппаратов. Стрелками на
рнс. И. 44, а показаны связи систем электрического оборудования ПС.
Тяговый электродвигатель. Для электрической тяги используют преи-
мущественно ТЭД постоянного тока последовательного возбуждения,
имеющие ’’мягкую” (гиперболическую) скоростную характеристику -
зависимость частоты вращения п якоря от тока якоря/я (рис. II. 45, а) в
отличие от ’’жесткой” характеристики (п = const), характерной для элект-
рических двигателей постоянного тока параллельного возбужения, а также
асинхронных и синхронных электрических машин переменного тока
(рис. П. 45, в).
Электромеханические характеристики электрических машии — зависи-
мости частоты вращения п якоря и вращающего момента Л/ на валу от тока
якоря /я:
Л = (1/-/я7?я)/(СФ); М=СФ/Я,	(П.8)
где U— напряжение источника питания; /\’я — сопротивление якорной цепи;
СФ — магнитный поток машины.
У ТЭД последовательного возбужеиня в первом приближении (при
ненасыщенной магнитной цепи) СФ = 1Я, М = 1Я, п = 1//я, потребляемая
мощность Р =• M(v = /я (со — угловая скорость якоря ТЭД) и Рп = const.
Поэтому ТЭД с гиперболической скоростной характеристикой называют
двигателем постоянной мощности: при малых частотах вращения п якоря
он развивает большой пусковой момент М, а при больших частотах п пот-
ребляет из сети небольшую мощность. Такая характеристика удобна для
саморегулирования скорости ПС при изменениях нагрузки (профиля пути)
и обеспечивает сравнительно равномерную нагрузку системы электроснаб-
жения электрической тяги. При параллельной работе на сеть нескольких
ТЭД с одинаковым расхождением характеристик (допускаемое расхожде-
ние составляет ± 4%) у ТЭД последовательного возбуждения благодаря
резко падающей скоростной характеристике неравномерность нагрузки
по току незначительна в сравнении с двигателями параллельного возбужде-
ния, что обеспечивает более высокое использование их мощности н сцепле-
ния колес с рельсами или дорожным покрытием для образования силы
тяги. Кроме того, ТЭД последовательного возбуждения конструктивно
проще и надежнее машин параллельного возбуждения.
Из (II. 8) следует, что частоту вращения якоря ТЭД можно регулиро-
вать тремя способами: изменением напряжения ^/источника питания, изме-
нением потока СФ (возбуждения машины) и включением в цепь якоря
дополнительных пусковых резистров (пускового реостата). Реостатные
характеристики Р двигателя последовательного возбуждения обеспечивают
допустимые колебания пускового тока при значительно меньшем числе
позиций по сравнению с двигателем параллельного возбуждения, а благодаря
низко лежащим характеристикам полного поля ПП требуют меньших зат-
рат времени на пуск и соответственно меньших потерь электрической
энергии при пуске. Зависимость, показывающую характер изменения тока
якоря ТЭД в процессе пуска, называют пусковой диаграммой. Основные
электромеханические характеристики полного лоля ПП и пусковые диаг-
раммы ступенчатого реостатного пуска выделены на рнс. II. 45 жирными
102

линиями. При применении пусковых реостатов с большим числом ступеней
(ускорителей) или тирнсторно-импульсиого регулирования пуска пусковая
диаграмма имеет вид кривой, показанной на рнс. II. 45, а пунктирной
линией.
Один из недостатков ТЭД последовательного возбуження — трудности
безреостатного регулирования частоты вращения при заданной нагрузке.
На современном ПС ТЭТ для такого регулирования используют метод
’’шунтировки поля” — включения параллельно обмотке последовательного
возбуждения иескольких ступеней реостата гш последовательно с дроссе-
лем Др (рис. II. 45, б). Ослабление поля позволяет получить кроме основ-
ной характеристики ПП полного поля несколько добавочных безреостат-
ных (ходовых) скоростных характеристик ОП1, ОП2 и т.д. ослабленного
поля.
У ТЭД параллельного возбуждения (рис. II. 45, в) в первом приближе-
нии СФ = const, М /я, п = const, Р = Мео = /я. Эти двигатели хорошо
’’держат скорость” — сохраняют мало нзменящуюся частоту вращения
якоря независимо от нагрузки (изменений профиля пути), но сильно нагру-
жают систему электроснабжения. Для тяги ТЭД параллельного возбужения
не используют, ио их характеристики обеспечивают легкий переход в гене-
раторный режим на рекуперацию электрической энергии в питающую сеть
без каких-либо переключений в схеме, кроме регулирования возбуждения,
не требующего мощных коммутационных аппаратов благодаря малому
току возбуждения /в. Поэтому на троллейбусах и ПС трамвая (например,
на вагонах РВЗ-6М) применяют иногда ТЭД смешанного возбуждения
(обычно с преобладанием магнитного потока последовательного возбужде-
ния). Электромеханические характеристики этих ТЭД (рис. И. 45, г) обес-
печивают легкое регулирование скорости изменением тока возбуждения
/ параллельного возбуждения н переход на рекуперацию, но они конструк-
тивно сложнее и менее надежны по сравнению с ТЭД последовательного
возбуждения.
Вспомогательные электрические машины. Для привода генераторов
управления, вентиляторов, компрессоров, стеклоочистителей и других
механизмов иа ПС используют маломощные электрические машины пос-
тоянного тока различных систем возбуждения, называемые вспомогатель-
ными электрическими машинами. Их мощность колеблется от нескольких
ватт (двигатель МЭ-205, используемый для привода вентилятора в кабине
троллейбуса ЗиУ-9, имеет мощность 4 Вт, двигатель МЭ-221Б привода
стеклоочистителей СЛ-123 и С Л-124 —15 Вт) до 3,5—5,0 кВт (двигатель
ДК-408В, используемый для привода компрессоров троллейбусов, ПС
трамвая н метрополитена, имеет мощность 3,7 кВт). В качестве источника
питания сравнительно мощных двигателей компрессоров и вентиляторов
используют контактные сети. Двигатели, получающие питание от контакт-
ной сети, называют высоковольтными; для питания электродвигателей
маломощных приводов используют вспомогательный источник электричес-
кой энергии - аккумуляторную батарею. Двигатели, получающие питание
от аккумуляторной батареи, называют низковольтными. Применительно
назначению вспомогательные электрические машины имеют последователь-
ное или параллельное возбуждение, двухполюсное или четырехполюсное
103

исполнение, проектируются закрытыми или самовентилирумыми, рассчи
таны на длительный или повторно-кратковременный режим работы с про-
должительностью включения от ПВ « 50% (двигатели компрессоров) до
ПВ «15% (серводвигатели ПЛ-072Д и ПЛ-072Е привода группового реос-
татного контроллера вагонов РВЗ-6М, КТМ-5МЗ н троллейбусов ЗиУ-9).
Низковольтные электродвигатели рассчитаны на напряжения питания 12,
24, 50 В, иногда — на двойное напряжение питания. Например, в двигателе
EZ7/4 ускорителя трамвайного вагона Т-3 напряжение обмотки якоря 12 В,
а обмотки возбуждения — 24 В,
Тяговые электрические аппараты. Это - аппараты, по элементам кото-
рых непосредственно проходит тяговый ток, потребляемый ТЭД. Они
непосредственно участвуют в коммутации (переключениях) тягового тока
(коммутационные ТЭА — контроллеры непосредственного управления,
контакторы, автоматические выключатели и реле), осуществляют разъем-
ное соединение силовых цепей (соединительные ТЭА — токоприемники,
коллекторы ТЭД, штепсельные разъемы для соединения силовых цепей
при работе вагонов по системе многих единиц, кабельные наконечники
силовых ТЭА), потребляют электрическую энергию силовой цепи (пот-
ребляющие ТЭА — пускотормозные и регулировочные реостаты, радио-
реакторы и индуктивные шунты) (ГОСТ 9219—75). Основные элементы
ТЭА (часть из них может отсутствовать) : контакты и контактные детали —
Рис. 11.46. Дуговой токоприемник М-1
проводники электрического тока; ка-
тушки, создающие магнитные потоки;
магнитопроводы — детали из ферромаг-
нитных материалов магнитных сис-
тем ТЭА; дугогасительные устройства
коммутационных ТЭА, обеспечиваю-
щие гашение электрической дуги,
образующейся между контактами,
коммутирующими тяговый ток;
приводы - конструктивные элемен-
ты ТЭА, осуществляющие рабочие
перемещения подвижных частей
контактных систем; оболочки,
кожухи или ящики для размещения
элементов ТЭА.
Токоприемники — ТЭА, использу-
емые для токосъема высокого напря-
жения с контактного провода или кон-
тактного рельса для передачи его к
в/в цепям ПС. На ПС наземного ГЭТ
используют систему верхнего токосъе-
ма с контактного провода, располо-
женного по оси пути над движущейся
ПЕ, и соответственно дуговые, пан-
тографные, ' полупантографные или
штанговые токоприемники; на ПС
метрополитенов — систему нижнего
104

токосъема с контактного рельса, расположенного на уровне ходовых колес
сбоку ПЕ и соответственно токоприемники рельсового типа. Дуговой
токоприемник М-1 (рис. И. 46) использовали на трамвайных вагонах с
максимальной скоростью до 50 км/ч. Он состоит из сварной трубчатой
рамы — дуги 2, на которой размещена алюминиевая контактная вставка 1
с канавками для закладывания консистентной графитной смазки; основа-
ния 4 для крепления токоприемника на изоляторах к крыше вагона и пру-
жинного механизма 5, обеспечивающего подъем дуги и необходимое нажа-
тие контактной вставки 1 на контактный провод. Нажатие трамвайных
токоприемников на контактный провод регулируют в пределах 45-70 Н
на высоте 1,6 м от оси вала 3 основания 4 при помощи болтов пружинного
механизма 5.
Дуговые токоприемники работают удовлетворительно прй скоростях
примерно до 40 км/ч. При более высоких скоростях движения повышается
опасность отрыва контактной вставки токоприемника от контактного про-
вода в точках подвеса, появления электрической дуги и ’’поджога” (от-
жига и оплавления) контактного провода и контактной вставки. Поэтому
на современных трамвайных вагонах используют токоприемники типа
пантограф или полупаитограф. Пантограф (рис. II. 47, а) состоит из основа-
ния 1, которое крепят к крыше вагона; нижней 8 и верхней 3 рам из сталь-
ных труб; токосъемной головки (рога) 5 с алюминиевой контактной
вставкой 6; пружинного механизма 9, обеспечивающего подъем токопри-
емника; установочных пружин 4 токосъемной головки, обеспечивающих
ее правильное положение относительно контактного провода. Все шарнир-
ные соединения рам имеют гибкие шунты 7. На основании 1 имеется вывод
2 для подключения провода силовой цепн вагона. Давление вставки 6 на
контактный провод регулируют изменением натяжения пружин 9. Токо-
съемная головка 5 пантографа осуществляет надежный токосъем с контакт-
ного провода, подобно дуговому токоприменику, но в более широком
скоростном диапазоне, так как ее приведенная масса значительно меньше.
Для управления подъемом и опусканием пантографа из кабины водителя
используют специальные системы — лебедку с гибким тросом, укреп-
ленным в верхней части рамы 3, или пневматический привод. Поломки пан-
тографов приводят к более тяжелым последствиям, чем поломки дуговых
токоприемников. Поэтому их использование требует лучшего содержания
контактной сети.
Полупантограф (рис. II. 47, б) — облегченный вариант пантографного
токоприемника. Это — наиболее совершенная конструкция трамвайного
токоприемника, отличающаяся наилучшими динамическими характеристи-
ками. Устройство полупантографа аналогично устройству пантографа.
Головка 5 с алюминиевой вставкой 6 укреплена на верхней раме 8, связан-
ной с основанием 1 нижней Т-образной балкой 10 и тягами 7, 9, обеспе-
чивающими совместно с установочными пружинами 2 и коромыслами 3
вертикальную установку головки 5. Подъем и поджатие вставки 6 попу-
пантографа к контактному проводу осуществляют подъемные пружины II.
Гибкие шунты 4, установленные в шарнирных соединениях, предназначены
для снижения электрического сопротивления и предупреждения электро-
химической коррозии шарниров под действием тягового тока.
105

b
Рис.П.47. Пантограф (а) и полупантограф (б)
Штанговые токоприемники (рис. II. 48) используют в основном на
троллейбусах, но иногда и на трамвайных вагонах. На крыше троллейбуса
устанавливают два штанговых токоприемника, закрепляя их на фарфоро-
вых изоляторах 1 на общем металлическом постаменте. К основанию 3
токоприем!шка, установленному на конических роликовых подшипниках
на плите 2, шарнирно крепят штангодержатель 6 со вставленной в него полой
штангой 7, на которой укреплена контактная головка 8 с угольной или
106

Рис.1148. Штанговый токоприемник типа РТ-6И троллейбусов ЗиУ-9 Б
107

Рис.11.49. Рельсовый токоприемник типа
ТР-ЗА
металлокерамической контактной!
вставкой 9. Внутри штанги 7 и!
штангодержателя 6 проходит штан-1
говын провод силовой цепи. Необ-|
ходимое нажатие угольной встав-*
ки контактной головки 8 на
контактный провод [ (140 ± 10) Н1
в пределах рабочей высоты] обес-
печивают пружины 5. Давление
головки на контактный провод
регулируют тягами, соединенны-
ми муфтами 4 с правой и левой;
резьбой. Металлические штанги
троллейбусных токоприемников
при соскакивании головки с кон-
тактного провода иногда перемыкают контактные провода, вызывая к. з. в
контактной сети и поджог контактного провода. Для исключения подобных |
случаев, облегчения токоприемника н улучшения за счет этого его динами- |
ческих характеристик в настоящее время начинают использовать стекло- |
пластиковые штанги.
Рельсовые токоприемники вагонов метрополитена (рис. И. 49) крепят I
к деревянному брусу 4, установленному в приливах букс ходовых тележек
(см. рис. II. 20). Токосъемный башмак 1 токоприемника закреплен двумя 1
болтами 8 на держателе 2, который в иижней части соединен с корпусом 5 |
осью 3, а в верхней прижимается к нему тремя пружинами 7, работающими <
на сжатие и обеспечивающими поджатие башмака 1 к контактному рельсу I
с силой 160-200 Н. Для подачи на вагон питания в депо на токоприемнике !
установлена контактная внлка 6, а с другой стороны — провод, идущий к ]
силовой коробке вагона. Необходимое нажатие башмака 7 на контактный I
рельс обеспечивают регулировкой натяжения пружины 7.
Устройства помехоподавления. Работа электрического оборудования
ПС ГЭТ сопровождается передачей в контактную сеть высокочастотных I
электромагнитных колебаний, являющихся источником помех радио- и I
телеприемников, расположенных в районе контактной сети. По отношению
к этим помехам контактная сеть является антенной передающей радиостан- 1
дни. Основные источники помех; отрыв токоприемников от контактных |
проводов при движении, сопровождающийся появлением электрической
дуги; резкие изменения тягового тока при переключениях контроллеров и I
контакторов силовой цепи; искрение на коллекторах ТЭД и других элект- I
рических машин; звуковая сигнализация. Предельные допустимые нормы
радиопомех и правила нх измерения на ПС ГЭТ установлены Министерст- ’
вом связи СССР. Защиту от проникновения в контактную сеть радиопомех, j
создаваемых ПС, разделяют на местную и общую. Местную защиту осуще- ;
ствляют /?С-цепями, подключаемыми параллельно контактам электричес-
ких аппаратов и якорям электрических машин. При этом спектр токов высо-
кой частоты, возникающих на контактах и коллекторах при разрыве элек- I
трической дуги и коммутации, замыкается через конденсаторы и гасится
в /?С-цепочках. С этой же целью обмотки добавочных полюсов ТЭД делят '
108

на две секции и включают симметрично относительно якоря. Такие обмот-
ки действуют как дроссели помехоподавления токов высокой частоты,
возникающих при коммутации и искрении щеток. Общую защиту осуще-
ствляют с помощью радиореакторов - катушек индуктивности без сталь-
ного сердечника, устанавливаемых иа крыше ПЕ и включаемых непосред-
ственно в провод между токоприемником и электрическими цепями НЕ.
Обычно устанавливают две-три катушки и параллельно каждой подклю-
чают так называемые подстроечные конденсаторы, настраиваемые на те или
другие резонансные частоты со = 1/(LQ, где С - емкость конденсатора;
L - индуктивность катушки реактора.
Аппараты защиты силовой цепи. Защиту оборудования силовой цепи
от перегрузок и токов к. з. при различных неисправностях осуществляют
автоматическими выключателями, реле перегрузки и нулевыми реле,
воздействующими на линейные контакторы, вызывая их размыкание.
Автоматические выключатели (АВ) используют на трамвайных ваго-
нах и троллейбусах для автоматической защиты оборудования силовой
цепи при перегрузках и к. з. а также ручного отключения силовой цепи от
контактной сети. Основные элементы АВ (рис. II. 50) : подвижный 14 и
Рис.П.50. Автоматический выключатель АВ-8Б-2
109


неподвижный 13 контакты, включаемые в разрыв силовой цепи; отключали
щая катушка 3 с сердечником 17 и якорем 4, механизм свободного рас!
цепления и рукоятка 10 ручного включения и отключения автомата. При
движении рукоятки 10 на включение (вправо) она сжимает отключающую
пружину 11, прижимающую подвижный контакт 14 к неподвижному 13\
При этом защелка 9 заходит на валик 8 и удерживает АВ во включенном)
положении. Цепь АВ подключается к цепи штангового провода зажимом’
12 и к силовой цепи ПЕ зажимом 5. Тяговый ток проходит от зажима 12
через замкнутые контакты 13 и 14, гибкий шунт 15, выключающую катуш-
ку 3 и зажим 5 в силовую цепь. При к. з. или перегрузке; превышающей ток
уставки АВ, магнитное поле стального сердечника 17 катушки 3, преодоле-
вая сопротивление регулировочной пружины 2, притягивает якорь 4. Пос-
ледний, ударяя бойком 6 в конец защелки 9, заставляет ее преодолеть!
противодействие пружины 7, повернуться против часовой стрелки и осво-
бодить валик 8, удерживающий подвижный контакт 14 и рукоятку 10 во
включенном состоянии. При этом отключающая пружина 11 отбрасываем
подвижный контакт от неподвижного и ставит рукоятку 10 в отключенное:
положение. Образующаяся при отключении контактов 13 и 14 электричес-
кая дуга выдувается магнитным полем выключающей катушки 3 в дуго-
гасительную камеру 1 и гасится в ней.
Автоматический выключатель является быстродействующим. Полное
время его отключения составляет 40 мс, что обеспечивает отключение
силовой цепи ПЕ при к. з. раньше, чем может сработать линейный АВ
соответствующей питающей линии на тяговой подстанции. Ток уставки
(срабатывания) АВ регулируют изменением натяжения регулировочной
пружины 2 якоря гайкой 16 в пределах 490—500 А.
Кроме АВ, защиту оборудования силовой цепи ПС ГЭТ (трамвайных
вагонов и троллейбусов) от перегрузок и к. з. осуществляют реле перегру-
зки (РП), катушки которых включают в силовую цепь каждой группы
ТЭД, а контакты — в цепь выключающих катушек линейных контакторов,
контакты которых отключают силовую цепь ПЕ от контактной сети. В
качестве РП на трамвайных вагонах РВЗ-6М и КТМ-5МЗ используют реле
клапанного типа РМ-3001, на троллейбусах ЗиУ-9 — реле РЭВ-571. Реле
РЭВ-571 (рис. II. 51) имеет катушку 5 с зажимами 3 для включения в сило-
вую цепь троллейбуса и якорь 4. Неподвижные н/в блокировочные кон-
такты 1 реле закреплены на мостике шпилькой 7 к изоляционной панели 6,
подвижные 2 — на якоре 4. На троллейбусах ЗиУ-9 реле перегрузки отре-
гулировано на отключение при токах 420—450 А. При срабатывании оно
отключает ТЭД от контактной сети и возвращает групповой реостатный
контроллер на первую позицию.
Для защиты ТЭД от возможной перегрузки при кратковременных про-
валах или исчезновениях напряжения в контактной сети с последующим
восстановлением в момент нахождения группового реостатного контрол-
лера на ходовых (безреостатных) позициях используют нулевое реле (PH),
а для защиты от перегрева параллельных обмоток возбуждения ТЭД сме-
шанного возбуждения — реле минимального напряжения (РМН), по кон-
струкции аналогичные реле перегрузки. Блокировочные контакты PH
отключают линейные контакторы, отсоединяющие силовую цепь ПЕ от
110

контактной сети, а блокировочные контакты РМН — отключают контак-
торы, вводящие в цепь обмоток параллельного возбуждения ТЭД дополни-
тельные секции регулировочного реостата.
На вагонах метрополитена для защиты силовых цепей используют РП,
PH, реле заземления (РЗ), воздействующие блокировочными контактами
на отключение линейных контакторов при нарушении изоляции цепей ТЭД
с замыканием на землю какой-либо точки силовой цепи, и главные предо-
хранители (на случай не срабатывания защиты от РП, PH и РЗ).
Грозозащита. Для защиты электрического оборудования силовых це-
пей и цепей управления трамвайных вагонов от атмосферных перенапряже-
ний применяют разрядники. Наиболее просты роговые разрядники
(рис. П. 52, а) , которые использовались на вагонах старых типов. Их основ-
ные элементы — два рога 3 и 4 из толстого медного провода, установленных
на изоляторах 2 и 5, и индуктивная катушка 1. Рог 3 подключают к сило-
вой цепи между Токоприемником Т и индуктивной катушкой 1 из девяти-
десяти витков толстого медного провода (или радиореактором, который
заменяет катушку 7), а рог 4 заземляют. Зазор между рогами 3—3,5 мм.
Современные вагоны оснащены вилитовыми разрядниками (рис. II. 52,6),
у которых два вилитовых диска 7 соединены последовательно с искровым
промежутком 2. Один провод от разрядника соединен через шпильку 5 с
Ш

токоприемником, другой от фланца 1 заземлен на раму кузова. Вилит
характеризуется способностью изменять сопротивление в зависимости от
приложенного напряжения: при низком напряжении его сопротивление
велико, а при высоком мало. Поэтому при атмосферных перенапряжениях
разрядник отводит ток разряда через воздушный промежуток 2 и вилито-
вые диски 7 в землю. Для гашения дуги, образующейся при разряде, ис-
пользуют магнитное поле магнитов 8. Пружина 3 через прокладки 4 создает
плотный контакт между деталями. Чтобы корпус 6 не взорвался от газов,
образующихся при пробое вилитового диска, предусмотрен предохрани-
тельный клапан 10, установленный между корпусом 6 й основанием 9.
Пускорегулмрующая аппаратура. На трамвайных вагонах старых типов
использовали системы непосредственного управления работой ТЭД с по-
мощью контроллеров непосредственного управления — в/в ТЭА, рассчитан-
ных на непосредственную коммутацию тяговых токов. Эти аппараты отли-
чаются повышенными габаритными размерами и массой, не исключают
опасности поражения водителя электрическим током, работают в тяжелых
условиях. Поэтому на современных трамвайных вагонах, троллейбусах н
ПС метрополитена используют системы косвенного управления с н/в конт-
роллерами водителя — аппаратами, управляющими работой специальных
в/в коммутирующих устройств — индивидуальных контакторов или груп-
повых переключателей. Соответственно различна и их пускорегулирующая
аппаратура. При непосредственной системе управления в нее входят конт-
роллер непосредственного управления н пускотормозные реостаты; при
косвенной — индивидуальные контакторы и групповые переключатели
(групповой реостатный контроллер), реле управления, пускотормозные
реостаты; в системах безреостатного тиристорно-импульсного управления
(ТИСУ) — тиристорно-импупьсные регуляторы.
В настоящее время применяют системы реостатного пуска, при кото-
рых в качестве токоограничивающего аппарата для регулирования режи-
мов пуска и торможения используют пускотормозные резисторы или
контроллеры (клавишные или коллекторные); в качестве элементов
пускотормозных реостатов — ленточные фехралевые резисторы типа КФ,
рассеивающие при длительном токе 25-100 А и перегреве 350° С мощность
порядка 2000 Вт. Резисторы типа КФ навивают из фехралевой ленты 3
(рис. II. 53, а) на ребро и собирают на гребенчатых фарфоровых изоляторах
2 с держателями /. Резисторы собирают на металлических конструкциях 6
(рис. II. 53, б), которые крепят в ящиках на изоляторах 5. Выводные
концы 4 резисторов соединяют между собой в схему реостата шинами на
болтах и крепят на доске или рейке. При составлении схем реостатов
стремятся обеспечить требующееся количество пускотормозных ступеней
и сопротивлений отдельных ступеней при возможно более равномерной
нагрузке секций по рассеиваемой мощности, минимальном количестве
контакторов и коммутации их без разрыва тока. В качестве примера на
рис. II. 53, в дана схема пускового реостата с тремя резисторами R7 — R3 и
контакторами РК1 ~РКЗ, позволяющая получить четыре реостатных
позиции (порядок замыкания контактов приведен в табл. II. ]),ана
рнс. II. 53, г - схема реостата с пятью резисторами R1-R5 и шестью контак-
торами РК1-РК6, обеспечивающая девять реостатных позиций (порядок
112

рис.11.53. Пускотормозные рео-
статы:
а - резистор типа КФ; б — об-
щий вид реостата; в, г — вари-
анты схем
Рис.И54. Электромагнитный
контактор
замыкания контактов — в табл. II. 2). Схемы обеспечивают все переключе-
ния без разрыва цепи тягового тока.
Таблица II. 1
Позиции	Контакторы			Сопротивление реостата
	РК1	РК2	РКЗ	
1	—	—	—	Rl + R2 + R3
2	X	—			R2+ R3
3	X	X	—	R3
4		X	X	(RD\\(R2)\\(R3)
5	X	X	X	0
В силовых цепях трамвайных вагонов и троллейбусов используют
индивидуальные электромагнитные (имеющие электромагнитный привод
управления замыканием и размыканием главных контактов) : контакторы
113
В -1962

КПД-114 — для включения и отключения ТЭД; КПП-113 — для переключе-
ний в силовых цепях; КПДЗ-113 — для переключения цепей с нормального
на аварийный режим торможения; КПД-110 — для переключений в цепях
обмоток параллельного возбуждения ТЭД. Аналогично клапанным реле
электромагнитные контакторы (рис. II. 54) имеют: магнитную систему
(сердечник 1, ярмо 2, якорь 6); н/в катушку управления (включающую
катушку) 75; главные контакты 72, размыкающие силовую цепь; блоки-
ровочные контакты 5, переключающие цепи управления; дугогасительное
устройство, включающее сердечник 13, два стальных полюса-магнитопро-
вода 10, дугогасительную камеру 77, дуто гасительную катушку 14 и рог 9.
Подвижный контакт контактора укреплен на якоре шарнирно. Чтобы при
прохождении тягового тока не подгорали шарниры, установлен гибкий
шунт 8, по которому тяговый ток обходит шарниры. Выключение контак-
тора осуществляет выключающая пружина 4, притирание контактов — при-
тирающая пружина 7. Для включения контактора в силовую цепь имеются
два вывода 3. Тяговый ток проходит с входного вывода 3 через дугогаси-
тельную катушку 13, главные контакты 72 по шунту 8 к выходному вы-
воду Л
Таблица II. 2
Пози- ции	Контакторы						Сопротивление реостата
	РК1	РАГ2	ж	РК4	РК5	РК6	
1	—		—	—	—	X	Rl + R2+ R3 + R4 + R5
2	X	—	—	—	—	X	R2 + R3 + R4 + R5
3	X	X	—	—	—	X	R3 + R4 + R5
4’	—	X	X	—	—	X	R4+ R5
5	—	—	X	X	—	X	R5
6	—	—	—	X	X	—	(R1 + R2+ R3+ R4)UR5
7	X	—	—	X	X	—	(R2 + R3+ R4)UR5
8	X	X	—	X	X	—	(R3+ R4NR5
9	—•	X	X	X	X	—	(R4HIR5
10	—	—	X	X	X	X	0
На вагонах метрополитена используют электромагнитные и электро-
пневматические индивидуальные контакторы: электромагнитные КПД-113,
МКИ-150, ДБ-928, различающиеся номинальным напряжением (750— 1500 В),
длительным током (6—150 А) и другими характеристиками; электропнев-
матические ПК-162 на 1500 В, 400 А. В отличие от электромагнитных
электропневмагические контакторы имеют пневматический привод замы-
кания и размыкания главных контактов (рис. II. 55). На стойке 8 этих
контакторов закреплены кронштейн 7 неподвижного контакта 77 с дуго-
гасительной катушкой 9 и кронштейн 2, на котором шарнирно в точке 3
закреплен рычаг 5 подвижного контакта 72, установленного на держателе
13, упирающемся в рычаг 5 притирающей пружиной 14. Рычаг 5 связан што-
ком 75 с пневматическим цилиндром 76 привода, получающим питание
сжатым воздухом от воздушной сети вагона через электропнев магический
вентиль 7, внутри которого размещен электромагнит, управляющий клапан-
ной системой впуска и выпуска сжатого воздуха. При включении вентиля
114

115

I сжатый воздух поднимает шток 75 и поворачивает рычаг 5 вокруг точки 3
до соприкосновения главных контактов 13 и 77. При дальнейшем ходе
штока 75 держатель 73 поворачивается (по часовой стрелке) и контакты
притираются до упора в торец рычага 5. Контакты 77 и 72 включаются в
силовую цепь выводами-4 и 6. Гашение электрической дуги, возникающей
между контактами, происходит в дугогасительной-камере 10.
В качестве групповых переключателей силовых цепей на трамвайных
вагонах и троллейбусах используют реостатные контроллеры (РК) с элек-
трическим кулачковым групповым приводом (ЭКГ); на вагонах метро-
политена — РК с ЭКГ и гшевмоприводом (ПКГ), а также групповые пере-
ключатели положения, предназначенные для переключения силовой цепи
с тягового режима на тормозной и обратно.
Групповой реостатный контроллер ЭКГ-20Б троллейбусов ЗиУ-682Б
(рис. П. 56) выполняет операции переключений в силовых цепях, связан-
ные с автоматическим пуском троллейбуса: вывод пусковых реостатов из
цепи якоря ТЭД, ослабление поля параллельного возбуждения и необхо-
димые переключения в цепи управления. На каркасе контроллера, состав-
ленном из трех силуминовых рам 8, связанных уголками 7 и металличес-
кими рейками 6, в подшипниках установлен кулачковый барабан — вал 72
квадратного сечения с насаженными на нем кулачковыми шайбами 4. По
обе стороны кулачкового барабана на изоляционных рейках 10 закреплено
двенадцать кулачковых элементов 5 типа КЭ-61 (КЭ-52), включенных в
силовую цепь для выведения пусковых реостатов, и восемь кулачковых
элементов 77 типа КЭ-42 (КЭ-54), осуществляющих переключения в цепи
управления. Кулачковый барабан вращает серводвигатель 2 типа ПЛ-072Д
(мощность часового режима 150 Вт, напряжение 24 В), укрепленный на
площадке рамы болтами 9. Серводвигатель — двухполюсная машина с
двусторонним вращением якоря, включаемая так, что каждому направ-
лению вращения соответствует прохождение электрического тока по об-
мотке одного из двух полюсов. Вращающий момент от серводвигателя
передается на кулачковый барабан через двухступенчатый шестеренчатый
редуктор с ведущей шестерни 15 серводвигателя 2 на ведомую шестерню
14 вала 72 через зубчатые колеса 76, 18, установленные в подшипниках
77, 19, 20. Для остановки кулачкового барабана в крайних положениях на
шестерне 14 приварен ограничитель 13, а на раме — соответствующие упоры.
Для остановки серводвигателя на фиксированных (ходовых) позициях в
схему контроллера введено стоп-реле 7 типа РМ-3000, закрепленное на
изоляционной панели рамы. Там же установлены два резистора типа
ПЭ-75: на 30 Ом (нерегулируемый) и на 100 Ом (регулируемый) для регу-
лирования частоты вращения вала якоря серводвигателя.
Силовые кулачковые элементы КЭ-61 (КЭ-52) (рис. II. 57, а) не имеют
дугогашения, так как схемой обеспечено их размыкание без разрыва
электрических цепей с током. Подвижный контакт 6 закреплен на держа-
теле 7, установленном на рычаге 10, вращающемся на оси 9, неподвижный
5 — на держателе 4, закрепленном винтом 3 на стойке 2. Стойка 2 установ-
лена на изоляционном основании 14 и укреплена на ней выводом 7. Другой
вывод 75 соединен шунтом 13 с держателем 7 болтом 8. Пружина 76 удер-
живает контакты 5 и 6 включенными. Они выключаются кулачковой шай-
116

Рис. 1L57. Кулачковые элементы типа-КЭ-61 (КЭ-52) (а) и КЭ-54 (б)
Рис. 11.58. Схема ускорителя трамвайных вагонов ’’Татра”
бой 12 кулачкового вала при нажатии на ролик 11. В этом случае рычаг К)
поворачивается вокруг оси 9 и, преодолевая противодействие включающей
пружины 76, отводит подвижный контакт 6 от неподвижного 5. Кулачко-
вые элементы КЭ-54 цепей управления (рис. II. 57, б) размыкают неболь-
шие токи, поэтому имеют по сравнению с элементами КЭ-61 (КЭ-52) мень-
шие размеры. Когда ролик 4 находится во впадине кулачковой шайбы,
пружина 3 поджимает рычаг 5 к основанию 2 и подвижные контакты
8 мостикового типа замыкают верхние неподвижные контакты 10.
Когда ролик 4 выкатывается из впадины шайбы на ее выступающую часть,
рычаг 5 поворачивается против часовой стрелки и мостик подвижных кон-
тактов 8 замыкает нижние неподвижные контакты 7, находящиеся на стой-
ке 9. Выводами 1 кулачковый элемент включается в цепь управления. Кон-
тактная пружина 6 поджимает мостик подвижных контактов 8 к непод-
вижным 10.	117

На трамвайных вагонах Т-3 использован ускоритель — клавишный
реостатный контроллер (рис. II. 58), совмещенный с пусковыми реоста-
тами. Он обеспечивает автоматическое выведение пускотормозных резис-
торов: плавный пуск и торможение вагона. Основные элементы ускори-
теля — изоляционный цилиндр, на наружной поверхности которого укреп-
лено 95 пускотормозных резисторов 3, а на внутренней — 99 контактных
пальцев 4. Крестовина 5 с роликами 1 поворачивается на валу серводвига-
телем и поджимает пальцы 4 к контактному медному токосъемному коль-
цу 2. Выводные провода подключены на 75-й и 76-й лальцы. На первой
позиции пуска (рис. II. 58, а) ток входит через зажим 75-го пальца, прохо-
дит группу резисторов до 1-го, затем через токосъемное кольцо на 2-й па-
лец и вторую группу резисторов на 76-й палец. Поворачивая крестовину по
часовой стрелке (рис. II. 58, б), плавно уменьшают количество резисторов,
включенных в цепь, осуществляя пуск. В режиме электрического реостат-
ного торможения используют выводные провода, подключенные к зажи-
мам 1-го и 2-го пальцев (рис. II. 58, в). На 99-й позиции ускорителя ток
входит через зажим 2-го пальца, проходит группу резисторов до 98-го, за-
тем через токосъемное кольцо на 99-й и вторую группу резисторов до вы-
ходного зажима 1-го пальца. Вращением крестовины против часовой стрел-
ки постепенно выводят резисторы из тормозной цепи (рис. II. 58, г). Для
предупреждения перегрева ускорителя в пускотормозных режимах резис-
торы охлаждают потоком атмосферного воздуха, подаваемого вентилято-
ром. В зимнее время нагретый воздух подают из ускорителя в систему ото-
пления вагона, а летом выводят наружу.
Для управления работой серводвигателя в соответствии с положением
ходовой педали контроллера управления и значением пускового тока в
силовой цепи ТЭД при автоматическом пуске используют реле ускорения
(РУ) клапанного или плунжерного типа. Уставку реле регулируют измене-
нием натяжения регулировочной пружины и зазора между сердечником и
якорем, контролируемого по раствору контактов.
Тиристорно-импульсиые регуляторы (ТИР), используемые в ТИСУ ПС
ГЭТ, — это пускорегулирующие аппараты на основе бесконтактных элемен-
тов автоматики: магнитных и полупроводниковых преобразователей на-
пряжения, фазосдвигающих устройств, формирователей импульсов, стаби-
литронов и других с использованием дискретных логических элементов и
микросхем. Безреостатйый пуск сводится к импульсному регулированию
напряжения на ТЭД с использованием быстродействующего преобразова-
теля (ключа) К (рис. II. 59, а), подключающего ТЭД к источнику питания
и регулирующего период времени Гр между соседними подключениями
ТЭД к сети при постоянной длительности импульса Д/ (система частотного
управления; на рис. II. 59, б показаны три момента регулирования с Гр] >
> Гр2 > Грз, которым соответствует среднее напряжение
и средний ток Igi </^3) или длительность импульса Д? при постоян-
ном периоде Гр (система широтно-импульсного управления; на рис. 11.59, в
показаны три момента регулирования с Д?1 < Дт2 < ДЬ, которым соответ-
ствует среднее напряжение < Ug2 и средний ток A]
В интервале Дг, когда ключ К включен (рис. II. 59, а), к ТЭД приложено
полное напряжение сети, вследствие чего ток ig в нем нарастает. При отклю-
118

Рис.П.59. Принципиальная схема импульсного метода регулирова-
ния напряжения иа ТЭД (а) и диаграммы изменения напряжения и
тока при частотно-импульсном (б) и широтно-импульсном (в) уп-
равлении
Рис.П.60. Принципиальная схема тиристора (я) и его характеристика (б); схемы ем-
костной (в) и индуктивной (г) коммутации
119

чении ключа К в течение паузы (Гр - At) ток ТЭД не прерывается благодаря
энергии, накопленной в индуктивностях цепи нагрузки, а замыкается через
диод VD, включенный параллельно цепи ТЭД. Среднее значение напряже-
ния U, прикладываемого к ТЭД, меняется в функции Af/(Tp - At). Для
предохранения тиристоров ключа Е от перенапряжений на входе схемы
устанавливают фильтр, состоящий из конденсатора Сф и дросселя Аф, а
для повышения индуктивности цепи ТЭД в нее вводят дроссель LH.
В качестве импульсного ключа К используют тиристорно-импульсный
преобразователь — частотно-импульсный (ЧИП) или широтно-импульсный
(ШИП). Силовой элемент обоих ТИП — регулируемые тиристоры с емкост-
ной или индуктивной коммутацией. Тиристор (рис. II. 60, а) — полупровод-
никовый управляемый вентиль, анод А которого подключают к питающей
сети, катод К — к нагрузке, управляющий электрод УЭ — в цепь управле-
ния. Тиристор может находиться только в двух состояниях: либо открытом
(проводит прямой ток /щ, от А к К), либо закрытом (не проводит ток).
Переход в эти состояния обеспечивается током управления. При отсутст-
вии управляющего напряжения Су пр тиристор заперт, при подаче на УЭ не-
большого положительного относительно катода потенциала (4—8 В) — от-
крыт и может быть заперт только после снижения прямого тока /пр до
значения, меньшего тока удержания /уд (рис. II. 60, б) , или при изменении
полярности напряжения, приложенного между А и К.
Обычно для запирания (коммутации) тиристоров прерывают в них
ток на время, достаточное для восстановления вентильной способности.
В схеме емкостной коммутации (рис. II. 60, в) к тиристору VS подсоеди-
няют ключом К конденсатор С’к, заряженный обратным напряжением,
которое при замыкании ключа К вытесняет ток нагрузки тиристоров. В схе-
ме индуктивной коммутации (рис. II. 60, г) импульс обратного тока, запи-
рающего тиристор, дает при включении ключа К обмотка дросселя L к,
включенная последовательно с источником ЭДС Ej. В тяговом приводе
благодаря простоте технического исполнения чаще используют метод ем-
костной коммутации тиристоров.
Тиристорные преобразователи с емкостной коммутацией можно выпол-
нить по схеме с предварительным колебательным перезарядом коммути-
рующего конденсатора и с двухтактной коммутацией тиристоров. В ТИП
с коммутацией по схеме предварительного колебательного перезаряда
(рис. II. 61, а) время открытого состояния тиристора постоянно (зависит
только от параметров колебательного контура LKCK). Эта схема характер-
на для ЧИП. В ШИП применяют чаще всего схему, показанную на
рис. II. 61, б. В ней до отключения тирйстора VS1 открывается дополнитель-
ный тиристор VS2 для заряда коммутирующего конденсатора от сети через
нагрузку. При отпирании VS1 конденсатор Ск перезаряжается через диод
VDK и тиристор VS1 до обратной полярности. Для выключения основного
тиристора VS1 подается управляющий сигнал на VS2, который открывается
и обеспечивает разряд конденсатора С’к на VS1. После перезаряда Ск до
напряжения источника питания ток в VS2 падает до нуля и он закрывается.
В двухтактной однофазной схеме тиристорного ключа (рис. II. 61, е) основ-
ной тиристор VS1 коммутируется группой вспомогательных тиристоров
VS2- VS5 и конденсатором С’к. В двухтактной двухфазной схеме тиристор-
120

PMC.IL61. Основные схемы ТИП с емкостной коммутацией:
а, б - с предварительным колебательным перезарядом; в, г - двухтакт-
ные; д — схема рекуперативного торможения ТЭД с ТИП
ного ключа (рис. II. 61, г) ток нагрузки делится между двумя фазами,
коммутируется лишь половина полного тока нагрузки. Поэтому мощность
коммутирующего устройства конденсатора снижается вдвое при одинако-
вой нагрузке преобразователя. Кроме того, ввиду увеличения частоты регу-
лирования вдвое, на входе и выходе преобразователя снижается мощность
входного фильтра. Основные тиристоры VSJ и VS2 коммутируются груп-
пой вспомогательных тиристоров VS4, VS6 или VS3, VS5. При запирании
одного из основных тиристоров коммутирующий конденсатор перезаря-
жается до полярности, необходимой для запирания другого основного тирис-
тора. Таким образом, в этом ключе отсутствует цикл подготовительного
перезаряда коммутирующего конденсатора.
Рекуперативное торможение при наличии на линии потребителей в схе-
мах ТИСУ осуществляют подключением ТИП параллельно ТЭД
(рис. II. 61,0) . При включении ТИП замыкается накоротко ТЭД и перехо-
дит в генераторный режим. За счет ЭДС вращения ток в его цепи и энергия,
накапливаемая в индуктивностях, возрастают. В следующий интервал вре-
мени, когда ТИП разомкнут, благодаря запасу энергии напряжение на ТЭД
становится больше напряжения сети и рекуперируемый ток, замыкаясь че-
рез цепь диода VD, поступает в сеть. Рекуперативное торможение осуще-
ствляется практически до полной остановки ПС. На выходе схемы установ-
лен фильтр СфЬф.
Тиристорно-импульсное управление отличается от реостатного более
высокой гибкостью, позволяет исключить ненадежную в работе контакт-
ную коммутационную аппаратуру и обеспечивает экономию потребляемой
ПС электроэнергии на 25—30%, поэтому это управление внедряют на ПС
всех видов ГЭТ.
Низковольтные аппараты управления. В группу н/в аппаратов управле-
ния включают коммутационные, соединительные и потребляющие аппараты
н/в цепей, обеспечивающие управление работой аппаратов силовой цепи ПС:
121

контроллеры косвенного управления, реле, переключатели н др. Основной
аппарат — контроллер косвенного управления, с помощью которого води-
тель включает и отключает индивидуальные контакторы и групповые пере-
ключатели силовой цепи в режимах пуска, регулирования скорости и тор-
можения ПЕ. На трамвайных вагонах используют контроллеры управления
KB-ЗА, КВ-34А, на троллейбусах
КВП-20Б-1
КВП-22Б
КТД-2
на вагонах
метрополитена — КВ-35А н др. Основные элементы контроллера улравле
ния (рис. II. 62) : контроллер хода, управляющий режимом пуска; тормоз
ной контроллер, управляющий режимом торможения, н реверсор, обеспе,
чиваклций изменения направления движения ПЕ (вперед, назад). Эти ап-
параты смонтированы на общей
раме, состоящей
из
боковин
2,
стянутых
рейками 8, и закрыты кожухом. Между боковинами 2 установлены на под-
шипниках кулачковый барабан 4 контроллера хода и барабан И реверсора
(рис. II. 62, а). На валу 20 кулачкового барабана 4 контроллера хода наса-
жены в средней части трн кулачковые шайбы 5 пускового контроллера
Рис.1162. Контроллер управления КВП-22Б троллейбусов ЗиУ-9
122

(рис. II. 62, б) с опирающимися на ннх кулачковыми элементами 6 и 7
типа КЭ-42, установленными на рейках 5; справа от них — кулачковый
барабан 21 тормозного контроллера (рис. II. 62, а, в); слева — шестерня
3 привода кулачкового вала. Кулачковые элементы 6 включены в цепь
управления. Шестерня 3 входит в зацепление с зубчатым сектором 23
(рис. II. 62, г), который рычагом 12 соединен с пусковой педалью. Ход
сектора 23 ограничивается улором 24 и двумя приливами на боковинах
2 каркаса. При нажатии на пусковую педаль сектор 23 через шестерню 3
поворачивает кулачковый вал 4. При вкатывании роликов кулачковых
элементов 6 в вырезы шайб 5 или кулачков 22 вала барабана 21 тормозного
контроллера кулачковые элементы включаются, а при накатывании на
выступы шайб 5 и кулачки 22 — выключаются, выполняя соответствующие
переключения в цепях управления индивидуальных контакторов и группо-
вого реостатного переключателя. Кулачковый барабан пускового контрол-
лера управляет шестью кулачковыми элементами, тормозного контрол-
лера — четырьмя. Тормозным барабаном управляет тормозная педаль
через тягу и рычаг 9, насаженный на валу 18 реверсора и соединенный с
тормозным барабаном вилкой (рис. II. 62, в). Ход тормозного рычага
ограничивается двумя приливами 17 иа раме. В нулевое положение тормоз-
ной барабан контроллера хода возвращается под действием пружин педалей.
Реверсор переключает выводы обмотки якоря ТЭД, в результате чего
меняется направление его вращения. Полярность главных полюсов при
этом не меняется. Необходимые переключения обмоток якоря ТЭД выпол-
няют четыре сегментодержателя (изоляционные шайбы) 19 с укреплен-
ными на них медными сегментами 10 и контактные пальцы 13, установлен-
ные в пальце держат елях с шунтами 15 из медной ленты с прижимными пру-
жинами 14 на изоляционной рейке 16. На валу реверсора укреплена голов-
ка 1 для ручки реверсора, которой устанавливают реверсивный бара-
бан 11 в положение вперед, назад или нулевое. Барабаны контроллера хода
и реверсивный сблокированы так, что барабан контроллера хода нельзя
перевести в пусковое положение, когда реверсивный стоит в нулевом.
Для этого на валу реверсивного барабана установлен храповик 25
(рис.II. 62, г), а на раме контроллера — рычаг 26 с роликом и пружиной 27.
На изоляционной панели каркаса контроллера установлены конденсаторы
и резисторы ДС-цепочек помехоподавления, которые подключены парал-
лельно к контактам кулачковых элементов тормозного контроллера.
Вспомогательные источники питания. В качестве вспомогательных
источников для питания цепей управления на ПС ГМПТ используют ком-
прессоры с системой пневматического оборудования, обеспечивающие
различные приводы ПС питанием сжатым воздухом, и электрические акку-
муляторные батареи. На ПС ГМПТ применяют в основном щелочные кад-
миево-никелевые (КН) или железоникелевые (ЖН) аккумуляторы, кото-
рые по сравнению с кислотными более надежны, менее чувствительны к
перезарядам и перегрузкам, более просты в обслуживании и почти не
имеют вредных выделений. На трамвайных вагонах и троллейбусах исполь-
зуют аккумуляторные батареи на основе КН и ЖН аккумуляторов типов
9НКЛБ-70 (на троллейбусах ЗиУ-9), КН-100 нли ЖН-100 (иа вагонах Т-3),
5-КН-125ТК (на вагонах КТМ-5МЗ), КН-125 (на вагонах РВЗ-6М). Напряже-
123

РР-МЗ,
ПП1?
Ффф ффф ффф ффф ффффф<^>
W ПП4 ПЛ7/ У~\ПЛ8 ПЛ10 ПП!1
----------------с(W//D-Г^~>г\--
\S8
55
EL 29
515/
^Ё55^&
^3E
Рис.1163. Схема низковольтного вспомогательного элект-
рооборудования троллейбуса ЗиУ-9Б
EL 15
«Л7
Fl
Fl IF^fU
FH7'
РС'Щ
Л
I
124

кие аккумуляторной батареи для питания цепей управления и приводов
принимают равным 24 В (на вагонах КТМ-5МЗ, Т-3, троллейбусах ЗиУ-9)
или 50 В (на вагонах РВЗ-6М). На вагонах метрополитена используют
аккумуляторные батареи НКН-45 или ЖН-45 с напряжением 50—55 В.
На рис. II. 63 показана схема низковольтного вспомогательного элек-
трооборудования троллейбуса ЗнУ-682Б. От аккумуляторной батареи полу-
чают питание цепи: датчика BV (контактный прерыватель) и приемника Мс
(трехфазный синхронный двигатель) спидометра; вентилятора кабины во-
дителя ЭВК, подключаемого на розетку XS1;. часов водителя ЧВ; ламп
габаритных фонарей EL1~EL6\ маршрутных фонарей EL7-EL9-, подсвета
приборов на приборном щитке EL25-EL29 с выключателем S19\ ламп
EL17-EL22 передних, боковых и задних указателей поворота с переключа-
телем S16, электромагнитным прерывателем PC-401 и контрольной лампой
ламп EL3I и EL32 фар, EL14 и EL15 подфарников,EL30— сигнальной
дальнего света фар с переключателями S9 и S8; звонка отправления 30 от
кнопок S5-S7, расположенных в пассажирском салоне кузова; звукового
сигнала ЗС (среднего и низкого тона) с кнопочным выключателем SB,
расположенным на рулевой колонке; ламп EL33 освещения кабины води-
теля с выключателем S4; двигателей вентиляторов ЭВП1 и ЭВПП с выклю-
чателем S10\ ламп освещения пассажирского салона, собранных в две
группы, включаемые выключателями S2 и S3 по 18 ламп в каждой, раз-
мещенные в плафонах ПЛ1-ПЛ12 (по три лампы в плафоне); электродви-
гателя усилителя руля ЭУР с пакетным выключателем S1 (типа ПВМ-2-60);
стеклоочистителей СО1 и СО2 (СЛ-123, СП-124) с концевыми выключате-
лями SA1-SA2-, громкоговорящего устройства АГУ-10-3 (усилитель У
низкой частоты, микрофон ВМ, громкоговорители ВА, включенные на
штепсельную розетку XS) и др. (в частности, не показанные на схеме цепи
приводов управления дверями пассажирского салона кузова).
Аккумуляторная батарея работает параллельно с генератором управле-
ния Г-263 под контролем реле-регулятора РР-363. Ток аккумуляторной
батареи G V контролируется амперметром?!, напряжение - вольтметром V.
§ II. 8. Пневматическое и гидравлическое оборудование
Для приведения в действие механизмов управления (МУ) и вспомога-
тельного оборудования (ВО) на ПС ГМПТ кроме ручного привода исполь-
зуют механический, электрический, пневматический, гидравлический и
пневмогидравлический. В качестве автономных источников электрической
энергии для электроприводов МУ н ВО на всех видах ПС ГМПТ используют
аккумуляторные батареи, работающие параллельно с электрическим генера-
тором под контролем реле-регулятора; на ПС ГЭТ — аккумуляторные бата-
реи с генератором и контактную сеть. С целью получения сжатого воздуха,
испбдьзуемого в качестве источника энергии для питания пневматических
приводов, применяют компрессорные установки, а для аккумулирования
сжатого воздуха — воздушные резервуары; для питания гидроприводов -
гидронасосы, приводимые в действие электродвигателем или ДВС,и гидро-
аккумуляторы. На автобусах и троллейбусах часто используют три типа
приводов МУ и ВО - электрический, пневматический и гидравлический или
125

пневмогидравлический; на ПС ГЭТ — обычно = два — электрический и
пневматический или только электрический.
С точки зрения простоты эксплуатационного обслуживания целесооб-
разно, чтобы приводы МУ и ВО были однотипны с тяговым, но выдержать
этот принцип не всегда удается. Так, современные системы зажигания ДВС,
а также освещения и сигнализации требуют использования на автобусах
источников электрической энергии, которые можно использовать и для
привода МУ и ВО. Однако электропривод, несмотря на известные преиму-
щества, недостаточно надежен и громоздок. Электрические машины и
соленоиды боятся влажности и требуют сложного эксплуатационного об-
служивания. При питании электроприводов МУ и ВО только от контактной
сети отсутствует резервирование, что снижает общий уровень безотказности
и безопасности эксплуатации ПС на линии. Низковольтные электрические
установки, используемые в качестве источников электрической энергии
для питания приводов МУ и ВО, а также системы пневматического привода
МУ и ВО, недостаточно надежны (особенно в связи с опасностью замерзания
аккумуляторов и пневматических приводов в зимнее время) и громоздки.
Значительно более компактны и надежны по сравнению с системой пневма-
тического привода гидроприводы, имеющие более высокий КПД, но и они
характеризуются определенными эксплуатационными недостатками. Поэ-
тому выбор систем привода МУ и ВО — сложная задача, в решении которой
учитывают прежде всего надежность, простоту эксплуатационного обслу-
живания и экономичность. Иногда используют смешанные системы привода
МУ и ВО, которые часто оказываются наиболее целесообразными и по
техническим, и по экономическим соображениям.
Свойства сжатого воздуха, используемого в пневматических системах
ПС. Атмосферный (влажный) воздух, представляет собой смесь не действу-
ющих химически друг на друга газов и водяных паров, рассматриваемых
как один из газовых компонентов воздуха. Степень влажности воздуха
оценивают относительной влажностью 0, представляющей собой отношение
плотности у или давления/? водяного пара, занимающего рассматриваемый
объем, к плотности унас
или
давлению рнас
насыщенного пара,
может поместиться в том же объеме при той же температуре:
который
=V/THac ^Р/Рнас-	<П-9)
Параметры сухого воздуха связаны между собой уравнением газового
состояния

(П.Ю)
где р — давление Па; и — удельный объем, м3/кг; Т — 273 + t — абсолютная
температура, К(г — температура, С) ; RB =8,31441 — газовая постоянная,
Дж/ (моль  К).
В зависимости от состояния водяных паров различают насыщенный и
перегретый пары. Насыщенным называют предельное количество пара,
которое может находиться в рассматриваемом объеме v при заданной
температуре Т и давлении р. Снижение температуры или объема (пбвыше-
126

ние давления) насыщенного пара приводит к выпадению из него свободной
влаги (конденсата), причем остающийся пар будет насыщенным. Поэтому
состояние насыщенного пара называют еще точкой росы. Перегретым
называют сухой пар, способный сушить предметы, т.е. воспринимать допол-
нительное количество влаги.
Поведение перегретого и насыщенного пара подчиняется разным зако-
нам. Состояние перегретого пара, как и сухого воздуха, зависит от давле-
ния р, объема v и температуры Т, т.е. определяется уравнением газового
состояния (П. 10); состояние насыщенного пара зависит только от его
температуры: каждой температуре соответствуют строго определенные
удельный объем насыщенного пара и его давление. Например, при темпе-
ратуре 20°С давление насыщенного пара р = 2,36 кПа, плотность 0,0173 кг/м3
и удельный объем 58 м3 /кг. С повышением температуры растут давление
и плотность насыщенного пара, который может сохраняться в заданном
объеме без выпадения конденсата и перехода в перегретое состояние.
Состояние пара, отвечающего заданной температуре и относительной
влажности атмосферного воздуха, изображается графиком (рис. II. 64).
Если, например, атмосферный воздух имеет температуру 20°С и относи-
тельную влажность 70% (точка а), то парциальное давление находящихся
в нем паров воды будет 1,6 кПа. Перевести его в состояние насыщения
можно двумя способами: снижением температуры до точки Ь, ие изменяя
давления, или увеличением давления до точки с, не меняя температуры. В
том и другом случае достигается точка росы, т.е. состояние воздуха, при
котором содержащиеся в нем водяные пары при снижении температуры
ниже точки b или повышении давления выше точки с начинают выпадать
в конденсат.
Давление сжатого воздуха в главных резервуарах пневматических сис-
тем ПС ГМПТ составляет до I МПа и соответственно степень компрессии
(отношение объемов воздуха до и после сжатия) до 10. Примем за началь-
ное состояние атмосферного воздуха р0 = 0,1 МПа, t = 20° С, ф = 70%, а
конечное давление и температуру соответственно р = 1 МПа и Г == 20°С. В
этом случае Степень компрессии воздуха составит 10. Такую же степень
компрессии будет иметь, очевидно, и находящийся в атмосферном воздухе
водяной пар. Но для перевода в состояние насыщения водяного пара с t =
= 20° С прн ф = 70% требуется степень компрессии 0,236/0,16 — 1,47. Такая
же небольшая степень компрессии нужна для перевода в насыщенное сос-
тояние даже очень сухого атмосферного воздуха, влажность которого сос-
тавляет ~ 50%, а давление 1,1 кПа при температуре 20°С. Для перевода
этого пара в насыщенное состояние потребуется степень компрессии
0,236/0,11 = 2,14. Поэтому независимо от степени влажности атмосферного
воздуха в главных резервуарах он всегда будет насыщенным. При изотер-
мической (при постоянной температуре) компрессии 1 м3 атмосферного
воздуха с р = 100 кПа, ф — и t = 20°С он достигнет точки росы при
р — 147 кПа и будет иметь объем в ~ и^р^р — 1 • 100/147 — 0,68 м3. При
дальнейшей компрессии из него будет выпадать конденсат. При компрес-
сии до р ~ 1 МПа объем 1 м3 уменьшится до v2 = vopo/p = 1 -100/1000 =
= 0,1 м3. В 1 м3 насыщенного пара при температуре 20°С содержится
Я — 0,0173 кг воды. Следовательно, при изотермической компрессии атмос-
127

ферного воздуха с ф = 70% до р — 1 МПа из него выпадает конденсат
массой т— (и2 — Hi) q = (0,68 - 0,1)0,0173 «s 0,01 кг.
В пневматических системах ПС основная масса влаги выпадает из сжа-
того воздуха в специальных приборах - в лагома ело отдел и телях и главных
резервуарах, на которых устанавливают спускные краны для удаления кон-
денсата. Для понижения влагосодержания сжатого воздуха ставят силика-
гелевые и другие в лагоу л о вит ели; для повышения точки росы — спирто-
глицериновые противгозамораживатели; ответственные пневматические
приводы питают сжатым воздухом пониженного давления через редукторы

с учетом того, что понижение давления сжатого воздуха снижает его отно-
сительную влажность. Однако, несмотря на эти меры, трубопроводы и пнев-
матические приборы все же замерзают, так как, несмотря на против озамо-
раживатели и влагоуловители, в пневматическую систему поступает горя-
чий воздух с высокой точкой росы.
Процесс сжатия воздуха в цилиндрах компрессора вследствие быст-
роты протекания можно считать адиабатическим, т.е. протекающим без
теплообмена с окружающей средой (стенками цилиндров компрессора).
Температуру воздуха после компрессий можно найти из уравнения газо-
вого состояния (II. 10). Для засасываемого атмосферного воздуха и после
его компрессии соответственно pQvQ-R^TQ и pv — R0T, откуда Г —
= Topv/(pqVq) = То (р/р0) (и/и0) .
При адиабатическом сжатии от давления до давления р объем воз-
духа изменяется в отношении v/vQ = (ро/р) V1,4, где 1,4 ~ показатель полит-
ропы. При to - 20°С, ро = 100 кПа и р = 1 МПа получим п/и0 =0,193 н соот-
ветственно <Т = То (pipa) (v/v0) = (273 + 20) 10 0,193= 560 К = 560 - 273 =
=*287° С.' г
Таким образом, температура воздуха в процессе компрессии повы-

шается весьма значительно. Благодаря установки специальных конденса-
торов (холодильников), теплопроводности трубопроводов и воздушных
резервуаров температура сжатого воздуха на пути к главному резервуару
128

и пневматическим приборам падает, но все же остается выше температуры
окружающей среды.
Радикальное средство повышения надежности — разработка новых
систем пневматического оборудования ПС, в частности систем пневмообо-
рудования с замкнутой циркуляцией воздуха. Современные системы пнев-
мооборудования являются разомкнутыми (рис. II. 65, с): они используют
воздух, поступающий из атмосферы в компрессор 2 через воздушный
фильтр 7, и выбрасывают отработанный в приводах 6 снова в атмосферу.
Этот цикл можно назвать циклом переработки влажного атмосферного
воздуха в сухой с осаждением конденсата в резервуарах 4. Накапливающий-
ся в резервуаре 4 конденсат периодически сливают через спускной кран 7.
На пути сжатого воздуха между компрессором 2 и резервуаром 4 ставят
обратный клапан 3, препятствующий утечке воздуха из системы чёрез
компрессор при неработающем компрессоре, а на резервуаре 4 — предо-
хранительный клапан 5. При замкнутой системе циркуляции (рис. II. 65, б)
на выброс в атмосферу работает небольшая часть, как правило, маломощ-
ных приводов 6, а основные приводы 8 — с замкнутой системой циркуля-
ции. Отработавший в приводах 8 сухой воздух собирается в резервуар 9,
из которого затем поступает по трубопроводу 10 в компрессор 2. Из атмос-
феры через фильтр 7 засасывается лишь небольшая часть воздуха, покры-
вающая утечки в пневматической системе и расход воздуха приводами 6,
работающими на выброс в атмосферу. В пневматических системах с замк-
нутой циркуляцией выделение конденсата гораздо меньше, чем в разомкну-
тых, но они конструктивно сложнее.
Пневматическое оборудование и схемы. По назначению пневматичес-
кое оборудование ПС делят на системы: напорную, обеспечивающую полу-
чение и аккумулирование запаса сжатого воздуха; тормозную, обеспечиваю-
щую служебное, экстренное и автоматическое затормаживание поезда;
управления электропневматическими аппаратами и приборами замещения
электрического тормоза механическим; пневмоподвески, обеспечивающую
питание пневматических упругих элементов подвески кузова; пневмати-
ческого усилителя рулевого управления; приводов механизмов обслужива-
ния кузова; контрольных приборов.
В напорную систему (рис. II. 66, а) входят: компрессор К, холодиль-
ник (конденсатор) X, обратный клапан ОК, масловлагоотделитель МВО,
лротивозамораживатель ПЗ, главные резервуары ГР, регулятор давления
РД, влагоуловитель ВУ и напорный трубопровод Н; часть этих аппаратов
хможет отсутствовать. Компрессор К засасывает атмосферный воздух через
воздушный фильтр Ф и нагнетает его в главный резервуар ГР, выполняю-
щий роль аккумулятора сжатого воздуха. Регулятор давления РД включает
двигатель компрессора К при снижении давления сжатого воздуха в ГР до
некоторого установленного минимального уровня и отключает его при
повышении до установленного максимального уровня. Предохранительный
клапан ПК обеспечивает защиту системы от превышения давления при
неправильной работе или отказе РД. Через спускные краны СК из ГР и МВО
удаляют конденсат. Давление сжатого воздуха в системе контролируют по
манометру М.
Тормозные пневматические системы обеспечивают затормаживание и
129
9-1962

Рис.П.66. Системы пневматического оборудования ПС ГМПТ
оттормаживание (отпуск) ПС. По принципу работы их делят на прямодей-.
ствующие и непрямо действующие. В прямо действующих системах для
затормаживания ПС сжатый воздух подают тормозным краном ТК
(рис. II. 66, б) из напорного трубопровода Н в тормозной Т с непосредст-
венно подсоединенными к нему тормозными цилиндрами ТЦ. Для оттор-.
маживания (отпуска) поезда сжатый воздух выпускают из Г и1 ТЦ через
ТК в атмосферу А (рис. II. 66, в). Экстренное торможение поезда из пас-
сажирского салона кузова осуществляют стоп-кранами СК, которые нор-
мально перекрыты, а при включении соединяют Н и Т, обеспечивая затор-
маживание поезда. Недостаток этой системы заключается в том, что при
разрыве тормозного трубопровода Т поезд лишается тормоза.
130

В непрямо действующих системах тормозной воздухопровод Т нахо-
дится под давлением сжатого воздуха при отпущенных тормозах. Для
затормаживания поезда сжатый воздух спускают из Г в атмосферу Л через
ТК или СК (рис. И. 66, г). При этом воздухораспределитель В соединяет ТЦ
с запасным резервуаром ЗР и происходит торможение. В режиме отпуска
тормоза (рис. И. 66, д) тормозной трубопровод Тзаряжают сжатым возду-
хом от напорного Н через ТК. При этом воздухораспределитель В соединяет
ТЦ с атмосферой А. При разрыве тормозного трубопровода Т (обрыве по-
езда) или соединении его с атмосферой через СК поезд затормаживается,
автоматически.
На ПС рельсового ГМПТ в ТЦ механических тормозов всех тележек
сжатый воздух подают одновременно. В ТЦ механических тормозов веду-
щих и управляемых мостов автобусов и троллейбусов воздух подают раз-
дельно с целью предупреждения юза и заноса осей (рис. И. 66, е). Для этого
питание ТЦ передней и задней осей осуществляют через отдельные тормоз-
ные краны ТК. С целью повышения надежности тормозной системы (обес-
печения торможения при внезапном появлении неисправностей в напорной
системе) используют дополнительные тормозные резервуары ТР, присоеди-
няемые к напорной системе Н через обратные клапаны ОК. На ПС метропо-
литена для автоматического затормаживания поездов при проходе путевого
автостопа, поставленного в запрещающее положение, используют срывной
клапан автостопа (СКА), установленный на правой буксе первой колесной
пары вагона (рис. II. 66, ж) и связанный с тормозной магистралью Т разоб-
щительным краном РК При наезде скобы СКА на поднятую шину путевого
автостопа тормозная магистраль разряжается, а универсальный автомати-
ческий выключатель автостопа УАВА отключает цепи управления ТЭД.
В системе питания электропневмагических приводов ЭШ1 и приборов
замещения электрического тормоза механическим пневматические цепи
питают сжатым воздухом от напорной системы Н через разобщительный
кран РК, понижающий давление редуктор Р и фильтры Ф (рис. И. 66, з).
В системе пневмоподвески пневматические элементы ПЭ пневмоподвески
питают от напорной системы Н через редуктор Р, резервуар пневмоподвес-
ки РП и регуляторы уровня пола кузова РУК (рис. II. 66, н).
Гидропривод вспомогательных механизмов. Основные преимущества
гидропривода перед электрическим и пневматическим:
передача больших сил и мощностей и получение больших передаточных
чисел при относительно небольших размерах и массе гидроустройств в
расчете на единицу передаваемой мощности. Масса гидравлических насосов
и двигателей составляет не более 10—20% массы соответствующих электри-
ческих агрегатов той же мощности;
высокое быстродействие по сравнению с пневматическим и электричес-
ким в связи с тем, что момент инерции ротора гидродвигателя и его пос-
тоянная времени в несколько раз меньше, чем у равного по мощности
эле ктродви гателя;
отсутствие опасности замерзания в зимнее время, повышающее эксплу-
атационную. надежность гидропривода, простота управления и обслужива-
ния, устойчивость режимов работы;
широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного
131

звена, простота реверсирования и предохранения приводного двигателя от
перегрузок, позволяющие осуществить нужный режим работы исполнитель-
ных органов простыми средствами;
высокий полный КПД, равный 0,95-0,97 (у пневмоприводов примерно
0,3). Поэтому гидроэнергия сравнительно дешева, в то время как пневма-
тическая дороже электрической энергии почти в пять раз;
надежная смазка трущихся поверхностей благодаря применению в ка-
честве рабочей жидкости минеральных масел и меньший износ их по сравне-
нию с соответствующими элементами пневмоприводов, так как благодаря
более высокой вязкости рабочей жидкости по сравнению с воздухом уплот-
нения в гидроприводах требуют меньших нажатий на поверхности трения.
Недостатки гидропривода: более низкий КПД гидропередачи по сравне-
нию с механической; высокие требования к рабочей жидкости, необходи-
мость обеспечения в процессе эксплуатации ее чистоты и защиты от проник-
новения воздуха, утечки через уплотнения и зазоры, приводящие к сниже-
нию КПД. Для повышения герметичности гидросистем требуется высокая
точность и чистота поверхности их сопрягающихся деталей.
Основные элементы гидропривода: гидронасос, гндродвигатель и уст-
ройства управления. Гидронасосом называют машину, преобразующую
подводимую к ней механическую энергию в гидравлическую (энергию дав-
ления или кинетическую энергию потока жидкости), а гидродвигателем —
преобразующую гидравлическую энергию в механическую работу на выход-
ном органе — штоке гидро цилиндра или валу гидродвигателя вращательного
движения. Принципиальные схемы простейшего гидропривода показаны
на рис. II. 67. Приводной двигатель 1 (электрический или ДВС) вращает
гидронасос 2, перегоняющий рабочую жидкость из сливного бачка 7 в рабо-
чий орган гидропривода — гидроцилиндр 5 с поступательным перемещением
штока (рис. II. 67, а) или гидродвигатель вращательного движения 8
(рис. II. 67, б, в). Для управления потоком жидкости между насосом н гидро-
двигателем включены устройства управления — предохранительный кла-
Рис.11.67. Схемы гидроприводов прямолинейного движения (а) и вращательного
движения с реверсированием распределительным клапаном (б) и изменением на-
правления подачи жидкости от гидронасоса (в)
132

пан 6, дроссель 3, распределитель или перепускной клапан 4. Участки гидро-
сети между гидронасосом и гидродвигателем, rto который рабочая жид-
кость подается под давлением к гидродвигателю, называют напорной
магистралью, а между гидродвигателем и сливным бачком — сливной
магистралью. Участки гидросети, соединяющие напорную и сливную маги-
страли с различными устройствами управления или вспомогательными
устройствами (фильтрами, гидроаккумуляторами, резервуарами, клапа-
нами и др.), называют вспомогательными линиями. На рис. II. 67 вспомога-
тельными являются линии, соединяющие предохранительные клапаны 6 с
напорной и сливной магистралями (предохранительные линии), и линии
обратных клапанов 10.
В положении распределительного клапана 4, показанном на рис. II. 67, а,
жидкость от гидронасоса 2 поступает в левую полость гидроцилиндра 5
и перемещает его поршень вправо. Из этой полости цилиндра жидкость
вытесняется по сливным трубопроводам в сливной бачок 7. При установке
клапана 4 в противоположное положение жидкость от насоса будет посту-
пать в правую полость цилиндра и отводиться в сливной бачок из его левой
полости. При повышении давления жидкости сверх установленного откры-
вается предохранительный клапан 6 и жидкость от насоса будет перетекать
через него в сливной бачок.
С валом гидро двигателя вращательного движения 8 соединен вал при-
вюдного механизма 9. Реверс его осуществляется распределительным кла-
паном 4 (рис. II. 67, б) или изменением направления потока жидкости от
гидронасоса 2 (рис. И. 67, в). В последнем случае в гидросистему вклю-
чают обратные клапаны 10, которые отсоединяют нагнетательную линию от
сливного бачка 7 и обеспечивают подпитку всасывающей полости насоса,
когда в результате утечек жидкости в ней создается вакуум. Гидропривод
обеспечивает жесткую кинематическую связь между насосом и двигателем,
подобную зубчатой или ременной передаче. Регулирование скорости гидро-
двигателя в мощных передачах (более 4 кВт) осуществляют регулирова-
нием подачи гидронасоса 2, а в передачах меньшей мощности — дросселем
3. Они создают регулируемое сопротивление на выходе насоса, благодаря
чему часть рабочей жидкости отводится в сливной бачок 7 через предохра-
нительный клапан 6. Дроссельное регулирование связано с потерей мощ-
ности и нагревом жидкости в связи с тем, что энергия, соответствующая
расходу жидкости через клапан 6 в сливной бачок 7, превращается в теплоту,
Гидроприводы, работа которых основана на использовании энергии
давления жидкости, называют объемными, а работающие на использовании
энергии скоростного напора жидкости — гидродинамическими. На транс-
портных машинах применяют объемные гидроприводы. В качестве насосов
в них используют поршневые, пластинчатые (шиберные), шестеренные,
винтовые и др. В гидроприводе усилителя рулевого управления троллейбу-
сов ЗиУ-9 работает, например, пластинчатый гидронасос. По числу циклов
работы за один оборот вала насосы этого типа делят на насосы однократ-
ного и многократного (двух-, трех-и четырехкратного) действия; по числу
ступеней давления — на одио- и многоступенчатые, одинарные и сдвоенные.
Насос однократного действия (рис. II. 68) состоит из статора 7 и ротора 2,
ось 7 которого смещена относительно оси статора на величину е. В пазах
133

Рис.П.б8. Принципиальная схема пластинчатого гидронасоса од-
нократного действия
ротора установлены пластины (шиберы) 3, прижимаемые к внутренней по-
верхности статора давлением жидкости или пружинами. Серповидная по-
лость между ротором и статором делится шиберами на камеры. Для отделе-
ния всасывающей полости 5 от нагнетательной 4 в статоре имеются уплотни-
тельные выступы А—В и C—D. Уплотнение ротора с торцов осуществляется
дисками 6, поджимаемыми к ротору силами Q. Каждая камера в течение
одного полного оборота участвует в нагнетании жидкости один раз. Поэ-
тому насос называют насосом однократного действия.
Область использования гидропривода на ПС ГМПТ в настоящее время
незначительна. Она может быть существенно расширена, причем особый
интерес представляет гидропривод механических тормозов и гидропиевма-
тическая подвеска, допускающая регулирование уровня пола кузова подоб-
но пневматической, но более компактная и надежная.

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ТЯГОВЫЕ
ПОДСТАНЦИИ ГЭТ
ГЛАВА Ш. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ, СХЕМА И РАСЧЕТЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГЭТ
§ Ш. 1.Системы электрической тяги и основные элементы
системы электроснабжения ГЭТ
Классификация видов ГЭТ определяется системой питания ТЭД. По
этому признаку различают системы централизованного, автономного и
комбинированного электроснабжения. В системе централизованного элек-
троснабжения различают субсистемы контактного, бесконтактного токо-
съемов и централизованного привода ПЕ, не имеющих индивидуального
тягового привода; в субсистеме контактного токосъема — подсистемы
верхнего токосъема с однопроводной и двухпроводной контактной сетью,
питающейся от стационарных тяговых подстанций (трамваи и троллей-
бусы) и нижнего токосъема (метрополитены); в субсистеме бесконтакт-
ного токосъема — подсистемы электромагнитной передачи электрической
энергии на ПЕ от высокочастотного питающего кабеля (вечебусы) или
обмотки, уложенной в путевую структуру (экипажи на магнитной под-
веске электродинамической системы с линейными синхронными двигателя-
ми — ЛСД) и электродуговой передачи электрической энергии (некоторые
специальные виды высокоскоростного транспорта); в субсистему цент-
рализованного привода пассивных ПЕ, не имеющих индивидуального тяго-
вого привода, включают фуникулеры и канатные дороги с канатным, цеп-
ным и шнековым приводом ПЕ от центральной тяговой станции.
В системе автономного электроснабжения различают субсистемы
электрических источников энергии (электробусы, питающиеся от акку-
риуляторов и топливных элементов) и субсистемы неэлектрических источ-
ников энергии (теплоэлектробусы с ТЭД, питающиеся от дизель-генератор-
цых установок).
.В системе комбинированного электроснабжения различают: субсис-
темы контактно-аккумуляторной тяги с ПЕ, питающимися на участках,
оборудованных контактной сетью (КС), от КС, а на участках, не имеющих
КС — от аккумуляторов (контактно-аккумуляторные троллейвозы), ДВС
(контактно-дизельные троллейвозы), а также субсистему контактно-махо-
вичной тяги с ПЕ, питающимися от КС, а на участках, не оборудованных
КС, — от аккумуляторов кинетической энергии (установленных на ПЕ
маховиков), получающих периодическую подзарядку от КС (гиробусы).
Основные современные системы электроснабжения ГЭТ - подсистемы
централизованного электроснабжения с однопроводной контактной сетью
(трамваи), двухпроводной контактной сетью (троллейбусы) и нижнего
токосъема от ’’третьего рельса” (метрополитены). Остальные системы име-
135

ют ограниченное применение, либо находятся в стадии разработки и испы-
тания опытных образцов.	”
В схеме электроснабжения ГЭТ (рис. III. 1, а) различают системы внеш
него I и внутреннего (тягового) II электроснабжения. Третьим ее элемен
том является подвижная тяговая нагрузка — ПС. В систему внешнего
электроснабжения входят тепловые электрические станции ТЭС, тепло
электроцентрали ТЭЦ и гидроэлектростанции ГЭС' линии электропередачи
ЛЭП 110—220 кВ Единой энергетической системы страны, городские рас-
пределительные пункты РП или районные подстанции, ЛЭП 6—10 кВ и пита
ющие линии до вводов тяговых подстанций ТП; в систему тягового элек-
троснабжения — тяговые подстанции ТП и тяговая сеть, которую образуют
положительные ПЛ и отрицательные ОЛ питающие кабельные линии, кон
тактная сеть КС и рельсовая сеть PC. Контактные сети трамвая и троллей
буса получают питание напряжением 600 В постоянного тока от самостоя
тельных (рис. III. 1, а) или общих ТП (рис. III. 1, б). В городах, имеющих
трамвай и троллейбус, обычно используют общие ТП питания контактных
сетей. Тяговые сети метрополитенов получают питание напряжением 825 Е
постоянного тока, отличающимся от напряжения питания трамвая и троллей
буса. Поэтому метрополитены имеют самостоятельные ТП (рис. III. 1,а).
Уровень требований, предъявляемых к устройству, надежности и ре-
жимам эксплуатации систем электроснабжения ГЭТ, зависит от осваивае
мых пассажироперевозок и, как следствие, от типов обслуживающего их
ПС. Наиболее высоки требования к надежности и бесперебойности электро
снабжения тех видов ГЭТ, которые осваивают наиболее мощные устой
чивые пассажиропотоки. Взаимосвязь режимов работы ПС и систем электро-
снабжения определяется их непрерывной электрической связью. Изменение
режимов работы ПС (пуска, рекуперативного торможения, даижения вы-
бегом, стоянки на остановочных пунктах без потребления тягового тока)
и различные случайные сочетания тяговых нагрузок вызывают непрерыв-
ные колебания напряжения на шинах ТП и нагрузки элементов системы
электроснабжения — положительных и отрицательных питающих кабельных





Рис.111.1. Структурные схемы систем электроснабжения ГЭТ в вариантах питания
— НаГруЗКИ от самос'гоятельнь1Х ТП (с) и общих (трамвайно-троллейбусных)
136

.пиний, контактной и рельсовой сетей. В свою очередь, колебания напряже-
ния на шинах ТП вызывают колебания напряжения на токоприемниках и
ТЭД ПС. Недостаточный уровень напряжения в тяговой сети ведет к пони-
жению скорости движения поездов, высокий уровень — к перекрытиям
изоляции и перегоранию резисторов. Толчки напряжения вызывают броски
тока, сопровождающиеся нарушением коммутации ТЭД. Качество электри-
ческой энергии (ЭЭ), потребляемой ТЭД, оценивают уровнем напряжения,
его отклонениями от номинального и содержанием высших гармоник. Низ-
кое качество ЭЭ, подаваемой энергосистемой и получаемой в результате
преобразования по напряжению и роду тока на Т.П, приводит к нарушениям
нормальной работы ПС ГЭТ. В свою очередь, колебания тяговой нагрузки
и переходные процессы в тяговой сети и электрических схемах ПС отрица-
тельно сказываются на энергосистеме, особенно при наличии на ТП устано-
вок для инвертирования электрической энергии в энергосистему. Вслед-
ствие неразрывной связи режимов работы системы электроснабжения и
ПС их можно рассматривать только в единстве по критерию максимума
общей технико-экономической эффективности.
Принятые уровни напряжения и род тока в тяювых сетях ГЭТ сложи-
лись исторически. Их выбор был предопределен удобными для тяги элек-
тромеханическими характеристиками ТЭД постоянного тока последова-
тельного возбуждения, экономичностью электроизоляции тяговых сетей и
условиями электробезопасности. Непрерывный рост объемов городских
перевозок и развитие техники, в частности тягового электромашинострое-
ния, электроники и преобразовательной техники, определили необходи-
мость пересмотра уровней напряжения и систем тяги. Рост объемов пере-
возок приводит к росту тяговых нагрузок и потерь ЭЭ в тяговых сетях,
которые можно значительно снизить повышением напряжения на шинах
ТП. Развитие преобразовательной техники определило возможность исполь-
зования в электрической тяге более простых и надежных по сравнению с
ТЭД постоянного тока асинхронных ТЭД переменного тока. Поэтому совер-
шенствование электроснабжения ГЭТ может привести к появлению в буду-
щем систем электроснабжения на однофазном переменном токе и повыше-
нию напряжения в тяговой сети. Главное направление совершенствования
существующей системы электроснабжения ГЭГ — это расширение сфер
применения децентрализованной системы электроснабжения от простейших
одно- и двухагрегатных автотеле управляемых ТП и модульного принципа
проектирования ТП, обеспечивающих снижение капиталовложений, стои-
мости эксплуатации и экономическую выгодность расположения ТП на
более близких расстояниях друг от друга. Делом ближайшего будущего
является полная автоматизация управления электроснабжением ГЭТ —
внедрение автоматизированных систем электроснабжения (АСУЭ) с микро-
процессорным управлением.
§ Ш. 2. Внешнее и внутреннее электроснабжение
Производство ЭЭ концентрируется на крупных электрических станциях
(ЭС), объединенных линиями электропередачи (ЛЭП) в мощные электро-
энергетические системы. Параллельная работа ЭС на общую энергосистему
137

дает возможность максимального повышения использования установлен-
ного на них оборудования, выравнивания графика нагрузки отдельных ЭС!
за счет перераспределения ее между всеми ЭС, снижения стоимости ЭЭ и
надежности электроснабжения потребителей.
Генераторы ЭС вырабатывают ЭЭ обычно при напряжении 10,5 кВ. Для
сокращения потерь ЭЭ и затрат цветных металлов в ЛЭП энергосистемы на
выходе ЭС устанавливают трансформаторные подстанции, повышающие
это напряжение до 110—220 кВ и выше. При таком напряжении ЭЭ через
ЛЭП 110—220 кВ поступает к районным трансформаторным подстанциям
или РП, где ее напряжение понижается до 6—10—35 кВ. От РП питаются
районные потребители - промышленные комплексы, города и сельские
потребители ЭЭ.
Тяговые подстанции питаются от РП по схемам, выбор которых опре-
деляется требованиями надежности электроснабжения и топологией (рас-
положением в плане города) РП и ТП, Типовыми схемами первичного пита-
ния ТП являются радиальная, кольцевая и магистральная схемы питания
’’линия — шина”, которые можно выполнять в разных вариантах и сочета-
ниях. Окончательно схемы первичного питания ТП выбирают методом тех-
нико-экономического сравнения вариантов по минимуму приведенных зат-
рат с учетом надежности, бесперебойности электроснабжения в аварийных
ситуациях, требований экономии цветных металлов и кабелей. В соответ-
ствии с ’’Нормами и техническими условиями проектирования систем
электроснабжения трамваев и троллейбусов” [10] каждая ТП должна пи-
таться не менее чем по двум вводам. Питание ТП по одному вводу допус-
кается при децентрализованной системе электроснабжения; питающие
линии 6—10 кВ выполняют, как правило, кабельными. В отдельных случаях
(на вылетных и междугородных линиях) допускают питание ТП по воздуш-
ным линиям.
Радиальная схема питания требует прокладки до ТП изолированных
воздушных или кабельных питающих линий и поэтому отличается макси-
мальной надежностью, но одновременно и сравнительно большим расходом
дефицитных цветных металлов и кабелей Ее рекомендуют для питания
мощных ТП централизованной системы электроснабжения. Простейшая
схема радиальною питания - блок ’’агрегат — линия” (рис. III. 2, а) с за-
щитой высоковольтным выключателем ВВ, установленным на РП. Она
отличается минимальной стоимостью коммутационной аппаратуры, но
неудобна для оперативных переключений (включений и отключений),
требующих телефонной связи и совместных действий обслуживающего
персонала ТП и РП. Для защиты блока ’’агрегат — линия” на РП устанав-
ливают максимальную токовую защиту 1 без выдержки времени и земля-
ную 2 с трансформатором тока нулевой последовательности (ТИП). С
целью повышения оперативности радиального питания на питающей линии
преобразовательного агрегата ТП ставят ВВ с самостоятельной защитой
(рис. III. 2, б). В этом случае для обеспечения необходимой селективности
срабатывания максимальную токовую защиту ВВ, установленную на РП,
выполняют с выдержкой времени 0,7 с, а ВВ преобразовательных агрегатов
ТП — без выдержки времени. Еще более удобна схема радиального пита-
ния (рис. III. 2, в), предусматривающая установку ВВ не только на агре-
138

Рис.Ш.2. Схемы радиального питания ТП трамвая и троллейбуса;
1 - максимальная токовая зашита; 2 — земляная защита; 3 - дифференциальная
максимальная поперечная защита; 4 — дифференциальная направленная поперечная
защита; 5 — автоматическое включение резерва (стрелка показывает резервный
ввод) ; 0,7 с - выдержка времени
гатах, но и на вводе ТП. Она позволяет производить ревизию оборудования
распределительного устройства РУ 6—10 кВ переменного тока ТП без
отключения ВВ со стороны РП и иметь на РП спаренные кабели для питания
через один выключатель ВВ двух абонентов. Максимальную токовую защиту
агрегата выполняют при этой схеме без выдержки времени, на вводе ТП — с
выдержкой времени 0,7 с, на РП — с выдержкой времени 1,4 с.
В радиальных схемах, показанных иа рис. Ш. 2, а~ву отсутствует
резервирование первичного питания в случае повреждения питающих линий.
Поэтому их можно использовать, если предусмотрена возможность резер-
вирования ’Питания ТП тяговой сети района по постоянному току от смеж-
ных ТП. Резервирование на стороне высокого напряжения при радиальном
литании может осуществляться в четырех вариантах: 1) спаренными питаю-
щими линиями с поперечной дифференциальной токовой защитой
(рис. III. 2, г); 2) параллельно работающими питающими линиями с само-
стоятельными ВВ и дифференциальной направленной, поперечной защитой
(рис. III. 2, д).; 3) параллельно работающими линиями с автоматическим
включением резерва (АВР) на стороне ТП (рис. III. 2, е); 4) соединением
соседних ТП кабелем связи (рис. III. 2, ж) Для современных многоагре-
гатных ТП централизованной системы электроснабжения наиболее целесо-
образными считают радиальное питание от двух РП энергосистемы с авто-
матическим включением резерва (рис. III. 2, е} или с кабелем связи
(рис. III. 2, ж), как обеспечивающее наибольшую надежность.
Кольцевое питание ТП можно осуществлять от одного (рис. III. 3, а)
или нескольких РП (рис. III. 3, б, в). Более надежны и поэтому предпочти-
тельны кольцевые схемы питания от двух или нескольких РП. При питании
от двух РП по кольцевой схеме на одной из средних ТП высоковольтные
выключатели В В нормально находятся в отключенном положении и, таким
образом, РП работают по схеме разомкнутого питания. Аналогично рабо-
тает, но требует большего количества соединительных линий схема питания
ТП на отпайках (рис. III. 3, г). Резервирование здесь осуществляется от-
пайкой, которую делают от двух линий, проложенных от разных РП. Техни-
ко-экономические показатели кольцевых схем питания ТП ниже радиаль-
139

Рис.111.3. Схемы кольцевого питания ТП трамвая и троллейбуса:
1 — взаимная блокировка защит, исключающая одновременную работу; остальные
обозначения те же, что иа рис.Ш.2
ных, но в ряде случаев они обеспечивают большую экономию цветных j
металлов и являются единственно возможным решением. В схемах кольце- ]
вого питания ТП по виду присоединения разделяют на головные и проме-1
жуточные. Головные ТП имеют ввод от РП и один или два ввода связи, а |
промежуточные — два ввода связи. Число присоединяемых к одному РП
тяговых подстанций ограничивается пропускной способностью головного '
кабеля. Число РП на линию определяется их мощностью и числом ТП ли- ]
нии, но должно быть не менее двух. При числе ТП в системе более трех j
необходимый уровень надежности и селективности релейной защиты дос- 1
тигается устройством дополнительных вводов. Желательно, чтобы питаю-
щий ввод приходился на каждые три-четыре ТП. При разбивке ТП на труп- j
пы предусматривают возможность их взаимного резервирования: в нор-
мальном режиме работы схемы каждая группа ТП питается от своего РП, '
а при исчезновении напряжения на одном из них обесточенная группа ТП
автоматически подключается к соседнему РП; требуемая от РП рабочая
^мощность определяется суммарной рабочей мощностью (в нормальном '
режиме) всех ТП группы.
Системы внутреннего электроснабжения ГЭТ образуют ТП и тяговые
сети, включающие в общем случае контактную сеть КС, рельсовую сеть PC
и кабельные положительные и отрицательные питающие линии, соединяю- ,
щне ТП с КС и PC.
Тяговые подстанции ГЭТ преобразовывают трехфазный переменный
ток напряжением 6—10 кВ в постоянный напряжением 600 В для питания
тяговых нагрузок трамвая и троллейбуса и 825 В для питания метрополи-
тена. В структурную схему ТП (рис. III. 4) входят вводы высокого напря- I
жения; распределительное устройство РУ 6—10 кВ переменного тока; !
140

тяговые преобразовательные агрегаты (тяговые трансформаторы ТрПА и
выпрямительные агрегаты ВА); РУ 600 В или РУ 825 В постоянного тока,
включающее сборные шины положительных ПЛ и отрицательных ОЛ питаю-
щих линий; трансформаторы собственных нужд ТрСН переменного тока
6—10 кВ/220 В; потребители собственных нужд ПСН переменного тока,
источники оперативного постоянного тока (зарядный агрегат ЗА и акку-
муляторная батарея АБ); потребители собственных нужд ПСН постоян-
ного тока и подсоединения нагрузок смежных потребителей' питающихся
от ТП (эксплуатационно-ремонтные депо ПС и др.). Через вводы высокого
напряжения ЭЭ поступает в РУ 6—10 кВ переменного тока, затем через
трансформаторы н выпрямительные агрегаты в РУ 600 В постоянного тока
и по ПЛ и ОЛ в контактную сеть КС для питания ПС. Секционными изоля-
торами СИ контактную сеть КС делят на участки. При децентрализованной
системе электроснабжения СИ, установленные вблизи ТП, шунтируют сек-
ционными выключателями СВ. От трансформатора ТрСН через шины СН
питаются потребители ПСН — аппараты защиты и управления, зарядные
агрегаты ЗА с аккумуляторной батареей АБ, освещение и др.
Современные ТП ГЭТ классифицируют: по назначению — трам-
вайные, троллейбусные, трамвайно-троллейбусные, метрополитена; п о ти-
пу преобразователей—с управляемыми и неуправляемыми кре-
мниевыми преобразовательными агрегатами; по числу агрегатов —
одно-, двух- и многоагрегатные; по способу резервирования-
с резервными агрегатами и резервированием по мощности (когда при вы-
ходе из строя или перегрузке одной из ТП часть ее нагрузки принимают
соседние ТП); по способу управления - ручного управления
(автоматизирована лишь защита оборудования от токов к.з.)* полуавто-
матические (дополнительно автоматизированы ответственные и трудоем-
кие процессы управления и контроля основных технологических процес-
сов), автоматические (работают без обслуживающего персонала) и авто-
телеуправляемые (управляемые и контролируемые с диспетчерского пун-
кта (ДП) средствами телемеханики) ; п о принципу электроснаб-
жения — централизованного питания (как правило, многоагрегатные, ре-
зервируемые дополнительными агрегатами по способу холодного резерва;
имеют разветвленную сеть положительных и отрицательных питающих
линий большой протяженности) и децентрализованного питания (как пра-
вило, одно- или двухагрегатные, отличаются резервированием по мощности
и короткими питающими линиями непосредственного присоединения;
автоматические или автотелеуправ ляемые); по конструктивному
исполнению — стационарные (закрытые и полуоткрытые с установ-
кой тяговых трансформаторов на открытой территории; одно-и многоэтаж-
ные; наземные и подземные; отдельностоящие или встроенные в здания
другого назначения) и передвижные (используются для аварийного или
временного питания тяговой нагрузки).
Подстанции метрополитена классифицируют: по назначению —
тяговые, понизительные и тяговые понизительные (совмещенные); п о
месту расположения — наземные и подземные. Тяговые подстан-
ции метрополитена преобразовывают трехфазный переменный ток напряже-
нием 35 кВ, получаемый от энергосистемы города, в постоянный напря-
141

142

рением 825 В для питания тяговой сети. Понизительные подстанции питают
нетяговые нагрузки метрополитена. Их классифицируют по месту располо-
жеия на основные (располагаемые у станций), вестибюльные (у машинных
залов эскалаторов), тоннельные (на перегонах) и деповские (при депо).
На понизительных подстанциях трехфазный переменный ток напряжением
6-10 кВ, получаемый от ТП, трансформируется в переменный напряжением
400 и 230/133 В для питания нетяговых нагрузок. Тяговыми понизитель-
ными (ТПП) называют подстанции, питающие одновременно тяговые и
нетяговые потребители метрополитена. Наземные подстанции метрополи-
тена обычно работают по нейтрализованной системе электроснабжения тя-
говой нагрузки и выполняются совмещенными, т.е. питают одновременно
наземные и подземные понизительные подстанции. Оптимальное расстоя-
ние между наземными ТП централизованной системы электроснабжения
3-3,5 км. Применение такой системы чаще всего оказывается рациональ-
ным для линий глубокого заложения и наземных участков. Для децентра-
лизованной системы электроснабжения метрополитенов характерны совме-
щенные ТПП, которые чаще всего располагают под землей вблизи пассажир-
ских станций с целью приближения источников питания к потребителям ЭЭ.
Обычно децентрализованная система электроснабжения оказывается более
рациональной по сравнению с централизованной для пиний мелкого зало-
жения.
Тяговые подстанции метрополитенов питаются от двух независимых
РП через линии, подключаемые на раздельные секции шин РУ 6—10 кВ.
Схемы первичного питания ТП метрополитенов приведены на рис. III. 5.
При питании уединенной ТП (рис. III. 5,а) линии отРШ иРП2 энергосистемы
рассчитывают на полную нагрузку ТП. При совместном питании ТП1 и ТП2
каждая из них может получать питание по двум радиальным линиям от
РП1 и РП2 (рис. III. 5, б) либо от РП1 и резервироваться через кабельную
перемычку КП от РП2 (рис. III. 5, в). При этом питающие линии от РП1 и
РП2 рассчитывают на одновременное питание двух ТП, а кабельную пере-
мычку — на питание одной ТП. Для питания мощных ТП метрополитена
чаще используют схему с двумя вводами от каждого из питающих РП и
кабельной перемычкой между 7777 и 7772 (рис. III. 5, г). Существенное
преимущество этой схемы — возможность использования направленной
максимальной токовой защиты параллельно работающих питающих линий,
что гарантирует предотвращение перерывов питания ТП при повреждениях
одной из них. Наличие двух питающих линий и кабельной перемычки со
смежной ТП создает большую надежность и удобство оперативных пере-
ключений.
Понизительные подстанции ПП1 и ПП2 питаются при централизованной
системе электроснабжения от ТП1 и 7772 по схемам резервированного
радиального питания (рис. III. 5, б) или с использованием одной питающей
линии и перемычек КП между 77777 и ПП2 (рис. III. 5, е). Вторая из этих
схем более экономична и характеризуется достаточной надежностью. Каж-
дая ПП имеет две секции шин на напряжении 6—10 кВ, которые в нормаль-
ном режиме работают раздельно, получая питание от разных источников.
Схемы питания совмещенных ТПП децентрализованной системы элек-
троснабжения обеспечивают раздельное питание тяговых и нетяговых наг-
143

рузок от разных источников. Подстанции объединяют в группы по две-трц|
ТПП в каждой и нодсоединяют к двум РП. В схеме с двумя ТПП
(рис. III. 5, ж) секции РУ 6—10 кВ, к которым подключены тяговые преобч!
разовательные агрегаты, питаются по двум вводам от РП и через высоко-
вольтный выключатель ВВ питают секции РУ 6—10 кВ нетяговых на! рузок'
смежных ТПП; секционные выключатели СВ между тяговой и нетяговой
секциями шин нормально разомкнуты. В схеме с тремя ТПП (рис. III. 5, з)
крайние ТПП связаны с РП двумя вводами каждая, а средняя питается от
смежных по перемычкам КП. При этом тяговая секция РУ 6—10 кВ ТПП1
питает тяговую секцию ТПП2 и нетяговую ТППЗ, а тяговая ТППЗ — нетя-
говые ТПП1 и ТПП2. Секционные выключатели между тяговой и нетяго-
вой секциями шин на всех ТПП к нормальном режиме отключены.
Схемы питания тяговой сети ГЭТ определяются системой электро-
снабжения, тяговыми нагрузками и требованиями надежности электро-
снабжения. Для обеспечения необходимой надежности питания контактную
сеть (КС) секционируют, т.е. делят изоляционными промежутками на
участки, обслуживаемые каждый отдельной питающей линией от ТП. На КС
трамвая и троллейбуса секционные промежутки между секциями КС из-
меряют сантиметрами и выполняют в виде секционных изоляторов (СИ)
без дугогашения или с дугогашением. При прохождении таких СИ поездами
из двух-трех вагонов, работающих по системе многих единиц, электричес-
кая схема поезда питается одновременно от двух питающих линий, которые
могут принадлежать одиой или разным ТП. Это явление нежелательно, так
как напряжения и другие характеристики ЭЭ разных ТП неидентичны.
Поэтому, а также для предупреждения поджога СИ и контактных проводов
электрической дугой поезда должны проходить СИ с отключенными ТЭД
(кроме СИ с дугогашением) . Секционный разрыв (Р) третьего рельса (ТР)
метрополитенов в точках секционирования равен 14 м, что при базе ваго-
нов 12,6 м обеспечивает неперекрываемый токоприемниками вагона изоля-
ционный промежуток между секциями КС.
Участки питания КС, огражденные СИ или Р, называют участками сек-
ционирования или секциями КС. Деление КС на секции повышает надеж-
ность электроснабжения, так как обеспечивает локализацию аварийных
участков пределами секции и дает возможность организовать движение
поездов по обходным направлениям Гпри достаточной разветвленности
КС).
Точки секционирования КС устанавливают расчетом так, чтобы в
пределах секций падение напряжения на токоприемниках поездов не пре-
вышало установленных норм. Длина секции КС, огражденной СИ, зависит
при этом от схемы ее питания. Схема питания может быть односторонней
(консольное питание), Т-образной или двусторонней. При одностороннем
питании (рис. III. 6, а) и равномерном распределении токовой нагрузки
по длине секции с плотностью Д/ -I/L (где 1 — ток питающей линии;
L — длина секции) в точке х секции, отстоящей от точки питания на рас-
стоянии х, падение напряжения Д67Х, вызванное элементарным током Aldx: I
Дих — (Aldx) i'ox,
где г0 — сопротивление единицы длины контактного провода, Ом/м.
144

макс
Рис.Ш.6. Основные схемы питания секци-	Рис.Ш.7.Схемы питания контактной сети трам-
онных участков контактной сети:	вая;
а — одностороннего; б - Т-образного;	в	-	а _ ПрИ централизованном электросбанжении;
двустороннего	q - при децентрализованном электроснабжении
I О-1962
145

Падение напряжения на всей длине секции
L	1
Д(/М,1КГ = Г = f-0 Д/ f xdx = r^IL1^ = IR/2,	(Ш.1)
макс 0	а	о
где R = r0L — полное сопротивление контактного провода секции.
Формула (Ш.1) показывает, что при равномерно распределенной наг-
рузке падение напряжения в контактном проводе равно падению напряже-
ния, создаваемому в том же проводе сосредоточенной нагрузкой, равной
всей равномерно распределенной нагрузке линии и сосредоточенной в ее
середине.
При Т-образной схеме питания (рис. Ш.6, б), которую иногда приме-
няют на линиях метрополитенов, падение напряжения в КС определяют, как
и при крнсольном, по (Ш.1) , если =2L . Иначе говоря, при той же удель-
ной нагрузке и максимальном падении напряжения длина секции при Т-об-
разной схеме питания может быть увеличена вдвое. Для двусторонней
схемы питания (рис. III. 6, е) секцию® расчетном отношении можно разре-
зать по середине (в точке токораздела) и представить в виде двух консо-
лей одностороннего питания длиной А2/2- По значению максимального
падения напряжения она эквивалентна Т-образной схеме питания. Таким
образом, при Т-образной и двусторонней схемах питания длина секции при
том же падении напряжения вдвое больше, чем при одностороннем.
Кроме допустимого падения напряжения при расчетах секционирования
КС учитывают расположение пунктов питания секций относительно ТП,
длину и сечение требующихся питающих линий, резервирование питания
секций и др. Число возможных вариантов секционирования может быть
весьма большим; оптимальный выбирают из технико-экономических сооб-
ражений по критерию минимума приведенных затрат.
Для централизованной схемы электроснабжения трамвая и троллей-
буса характерны односторонняя схема питания секций КС (рис. III. 7, а) и
сравнительно большая длина кабельных питающих линий ПЛ. В положи-
тельных питающих линиях на ТП устанавливают линейные выключатели ЛВ.
Контактные провода КС встречных направлений движения в местах распо-
ложения питающих пунктов ПП соединяют кабельными перемычками П
или перемычками из отрезков контактного провода. Такие же перемычки
между проводами одноименной полярности ставят для улучшения токорас-
пределения между ПП через 150—200 м. При децентрализованной системе
электроснабжения КС питают по схеме двустороннего питания, а для ава-
рийного перераспределения питания между ТП используют секционные вы-
ключатели СВ (рис. Ш. 7,6).
Схемы питания КС метрополитенов различны на главных, тупиковых
(оборотных и отстойных), деповских путях, путях соединительных веток
и съездов. Главные пути имеют, как правило, децентрализованную схему
питания с расположением ТП у постов секционирования при двустороннем
питании секций питающими линиями непосредственного присоединения.
Тяговые подстанции работают на тяговую сеть параллельно. Секционирова-
ние у конечных ТП зависит от путевого развития оборотных тупиков.
Участки контактных рельсов тупиков имеют сравнительно небольшую про-
тяженность (200—400 м) и получают одностороннее питание по одной из
146

двух взаимно резервирующих друг друга линиям. Схему питания контакт-
ной сети Т-образную на отечественных метрополитенах не применяют из-за
низкой надежности по сравнению со схемой двустороннего питания, хотя
она существенно сокращает необходимое число питающих линий и электро-
оборудования.
§ Ш. 3. Характеристики и нормативы проектирования
систем электроснабжения
Системы внешнего и внутреннего электроснабжения и подвижной сос-
тав ГЭТ взаимодействуют. Режимы работы ПС определяют нагрузки сис-
темы электроснабжения и уровни напряжения на токоприемниках поездов.
В свою очередь, уровень напряжения на токоприемнике определяет режим
работы поезда. Одиако практически учет этого взаимодействия усложняет-
ся случайным характером тяговых нагрузок, меняющихся во времени и в
пространстве. Поэтому расчеты электроснабжения выполняют с рядом
допущений, позволяющих рассчитывать тяговые нагрузки ПС и системы
электроснабжения раздельно. Фактическую неравномерность нагрузок ПС
и систем электроснабжения во времени и пространстве учитывают вероят-
ностными коэффициентами.
Выбор и расчет схем внешнего электроснабжения ГЭТ выполняют на
основе известной схемы расположения РП городского электроснабжения
и результатов транспортного расчета системы городских путей сообщения
в составе генерального плана, определяющих трассировку линий ГЭТ в
плане и профиле, их пассажиропотоки, интенсивность движения и типы
используемого ПС. Основа расчетов электроснабжения ГЭТ — тяговые
расчеты, в результате которых находят тяговые нагрузки системы электро-
снабжения и требующееся расположение ТП. Иначе говоря, расчетам внеш-
него электроснабжения предшествуют расчеты внутреннего электроснабже-
ния ГЭТ. При выбранном расположении ТП и известном расположении РП
выбирают варианты внешнего электроснабжения и на основе их технико-
экономическоГо сравнения находят целесообразный, который затем при
необходимости корректируют и оптимизируют.
Необходимость в корректировке и оптимизации расчетов возникает
в связи с взаимной зависимостью оптимальных проектных решений-внеш-
него и внутреннего электроснабжения. Основной параметр, характеризую-
щий тяговое электроснабжение — территориальная плотность размещения
ТП, оцениваемая количеством ТП, приходящимся на 1 км2 территории об-
служиваемого города. Повышение территориальной плотности ТП приводит
к уменьшению требующейся мощности отдельных ТП, снижению потерь
электрической энергии в ЛЭП внешнего электроснабжения и тяговой сети,
способствует стабилизации уровня напряжения в КС, повышению скорости
движения поездов и улучшению общетранспортных показателей. Кроме
того, уменьшаются токи в КС и повышаются токи к.з., что облегчает за-
щиту питающих линий, повышает надежность и бесперебойность электро-
снабжения, снижает блуждающие токи и их разрушающее воздействие на
подземные металлические сооружения и коммуникации. Уменьшение
147

сопротивления КС увеличивает влияние внешних характеристик ТП на
распределение мея^ду ними тяговых нагрузок и нивелирует нагрузки ТП
за счет уравнительных токов,' разгружая перегруженные и догружая мало-
нагруженные ТП, что позволяет снизить закладываемый в них запас мощ-
ности. С другой стороны, увеличение количества ТП соответственно увели-
чивает ’’постоянную часть” расходов на ТП (не зависимую от нагрузки),
капиталовложения в ЛЭП внешнего электроснабжения, расходы на содержа-
ние и обслуживание ТП. В общем случае повышение территориальной плот-
ности ТП увеличивает капиталовложения, ио наблюдающаяся тенденция
снижения стоимости ТП за счет типизации, унификации и технического
совершенствования строительно-монтажных работ, упразднение обслужи-
ющего персонала за счет внедрения автотелеуправнения и надежных крем-
ниевых преобразователей повышают экономическую эффективность прог-
рессивных децентрализованных систем электроснабжения. Повышению
территориальной плотности ТП способствуют автоматическое регулирова-
ние напряжения на шинах ТП и внедрение ПС с рекуперативным торможе-
нием. Типовые ТП трамвая и троллейбуса проектируют автотелеуправляе-
мыми без постоянного обслуживающего персонала преимущественно одно-
и двухагрегатными с номинальной нагрузкой 1 и 2 кА по постоянному
току. Тяговые подстанции метрополитенов работают преимущественно с
обслуживающим персоналом, но помимо местного управления (МУ)
имеют автотелеуправление и оперативную автоматику переключений ком-
мутационных аппаратов.
Характеристики и нормативы проектирования систем электроснабже-
ния ГЭТ выбирают с учетом требований надежное™ и бесперебойности
питания тяговой нагрузки ЭЭ необходимого качества как электропотреби-
телей первой категории. Работу системы электроснабжения ГЭТ характе-
ризуют токовыми нагрузками тяговой сети и ТП; уровнем напряжения
иа токоприемнике поезда (или напряжением на шинах ТП и падением на-
пряжения от шин ТП до токоприемника движущегося поезда); падением
напряжения на участках рельсовой сети и токами к.з. иа шинах ТП и в КС.
0 4 8 1? 1b 20 24 1,ч
Рис.Ш.8. Кривая мгновенных измене-
ний тягового тока во времени (а),
суточный график активной нагрузки
тяговой подстанции (б) и суточных
максимальных нагрузок по месяцам
года (в)
148

Технические нормы определяют предельные значения этих параметров,
допускаемые в системе электроснабжения с учетом технических особен-
ностей устройства, эксплуатационной надежности и экономичности. ’’Нор-
мы и технические условия проектирования систем электроснабжения
трамваев и троллейбусов” [10] устанавливают предельно допустимые
токовые нагрузки выпрямительных агрегатов ТП, контактных проводов
и питающих кабелей по условиям нагрева; среднее суммарное падение
напряжения до токоприемника поезда при его работе на наиболее удален-
ных от пунктов питания участках КС и на всем участке питания; допусти-
мые значения падения напряжения в рельсовой, сети трамвая по условиям
защиты подземных металлических сооружений от коррозии. Технико-
экономическое нормирование характеристик систем электроснабжения
ГЭТ — весьма сложная и неоднозначная задача, решение которой осложня-
ется случайным характером тяговых нагрузок.
Токовая нагрузка элементов тяговой сети непрерывно меняется
(рис. III. 8, а). За некоторый расчетный период времени Тее характеризуют
средним Уф, максимальным /макс и эффективным /эф значением тока,
причем
(Т ]	/7=7’ \
ф/эф=>Ш	(ш.2)
‘ \0 /	\г=0 /	0
Среднее значение тягового тока /ср пропорционально объему транспорт-
ной работы, выполненной ПС на линии, а эффективный ток /-ф характери-
зует равномерность потребления затраченной электрической энергии. При
равных объемах транспортной работы в периоды времени Ту и средние
токи /)ср и /2ср равны, а эффективные определяются организацией движе-
ния и могут заметно различаться, особенно при резких отклонениях движе-
ния от регулярного, заданного расписанием.
Для учета колебаний тяговой нагрузки во времени, определяемых
колебаниями объемов пассажироперевозок, строят суточные (рис. III. 8, б)
и годовые (рис. III. 8, в) графики нагрузок элементов тяговой сети. Пер-
вые из них показывают изменения среднесуточной нагрузки ТП по часам
суток, вторые — изменения максимальной суточной нагрузки месяца по
месяцам года. Если колебания напряжения незначительны, то графики
суточных нагрузок предпочтительно строить по показаниям счетчиков рас-
хода электрической энергии. За отрезок времени Д/ расход электрической
энергии А = /ср^ср^Г откуда = 4/(С'срД/). Если по оси ординат откла-
дывать не средний ток /ср, а потребляемую активную мощность Р (кВт),
то площадь, ограниченная кривой P(t) и осью Г, будет определять суточное
количество электрической энергии в кВт • ч,«потреблявмой на тягу. Суточ-
ные графики нагрузок позволяют планировать оперативные переключения
числа агрегатов ТП, годовые — определять число агрегатов, которое должно
находиться в работе по месяцам года и в соответствии с этим составлять
планы капитального ремонта оборудования ТП. Их используют для техни-
ко-экономических расчетов требующегося количества и параметров обору-
дования ТП и тяговых сетей.
Для оценки характеристик нагрузки ТП используют следующие коэф-
фициенты: *
149

Коэффициент нагрузки (заполнения графика нагрузки) Анагр — отно-
шение средней Рср мощности, потребяемой ТП за рассматриваемый период
времени Г, к максимальной /*макс я ли отношение величины Л, фактически
расходуемой ЭЭ за период времени Т, к расходу ЭЭ, который имел бы' мес-
то при непрерывной работе ТП в период времени Т с нагрузкой Рмакс:
^нагр ~ Лф/Лиакс =	‘	(Ш.З)
Коэффициент Анагр характеризует неравномерность загрузки обору-
дования ТП за период времени Т. Иногда неравномерность загрузки ТП
характеризуют также продолжительностью Гмакс использования макси-
мальной нагрузки, определяемой из соотношения ТмаксРмакс=Т/ц,=Л,от-
куда
^макс ~ ^/Лиакс-	(Ш.4)
Коэффициент &нагр и время Тмакс связаны соотношением
^макс “ ^нагр	(III.5)
Коэффициент использования установленной мощности куст — отноше-
ние средней мощности Р^, потребяемой ТП за рассматриваемый период
времени Г, к суммарной номинальной мощности Руст всех установленных
электроприемников, включая резервные:
*усг=/’ср//,уСТ='4/(Л,усг).	(Ш.6)
Так как Р^^с Русг> то Ауст ^-нагр- При kyc^ ~ А'на1р тяговая подстан-
ция работает без резерва. Величину и степень использования оборудования
ТП характеризуют коэффициентом резерва Арез, лэпределяемым отноше-
нием годового коэффициента нагрузки ^'нагр.год к годовому коэффициенту
использования установленной мощности Л уст. год 117111 продолжительностью
использования установленной мощности Туст:
^рез ~ ^нагр.год/^уст.год’ ^усг “‘^/^уст “ ^уст^*	(III.7)
Коэффициент одновременности kom{ — отношение присоединенной
мощности Лтр.раб электроприемников, работающих в часы максимума, к
полной присоединенной мощности Р^р всех электроприемников (под при-
соединенной понимают мощность, которую электроприемник берет из сети
при полной нагрузку):
^одн ~ ^пр.раб/^*пр-	(III.8)
Коэффициент загрузки Азагр - отношение фактически используемой
мощности Рраб работающих электроприемников в часы максимума к при-
соединенной Рпрраб:
150 ^загр ~^раб/^пр.раб-	(Ш-9)

Коэффициент одновременности использования присоединенной, мощ-
ности	•
^одн.и — ^ошЛзагр-	(Ш.10)
Коэффициент спроса &спр — отношение мощности, потребляемой ТП
от РП энергосистемы (включая фактически используемую мощность Р&&
работающих электроприемников в часы максимума и потери в проводах
питающей сети), к полной присоединенной мощности Р^ всех электро-
приемников ТП:
%,= (1 +^/100)^.^^.	0“ 11)
где Рпер - переменные потери в проводах питающей сети в процентах от
максимальной мощности электроприемников (для сетей низкого напряже-
ния Рпер = 3 = 5%, промышленных сетей высокого напряжения Рпер =
= 6 = 8%); т?ср — средний КПД электроприемников.
Полная мощность, получаемая от энергосистемы с учетом потерь в
линии и электроприемниках,
= . <Ш12>
где Pycrs — суммарная установленная мощность электроприемников.
Пример III. 1. Определить коэффициент спроса и полную мощность, отнесенную
к выпрямленному току, ТП с четырьмя агрегатами по 600 кВт каждый, если в часы
максимума работают три агрегата с коэффициентом загрузки к.#^ — 0,7, потери в
высоковольтной сети Р^ — 3%, средний КПД агрегатов, отнесенный к часам макси-
мума, rjqj =0,94, коэффициент одновременности к<У№ =0,75.
Решение. Коэффициент спроса по (Ш.11)
*спр = И + З/ЮО) -0,75-0,7/0,94 =0,57.
Активная мощность, получаемая от энергосистемы в часы максимума по (III. 12),
Р = 0,57 • 4  1200 = 2740 кВт. Если коэффициент мощности агрегатов cos<p =0,95, то
полная мощность ТП
5 =2740/0,95 =2900 кВ-А.
Допустимые нагрузки элементов системы электроснабжения опреде-
ляют средние, эффективные и максимальные токи. В частности, нагревание
полупроводниковых диодов зависит в основном от значения среднего
выпрямленного тока. Соответственно для расчета нагревания кремниевых
выпрямительных агрегатов находят наибольшую среднюю нагрузку за
расчетный временной интервал, значение которого определяют с учетом
тепловой постоянной полупроводниковых вентилей преобразователь-
ного агрегата; допустимое сечение проводов контактной сети по условию
нагрева — по значению эффективного тока в интервале 12-15 мин наибо-
лее интенсивного периода графика движения (наибольшей эффективной
нагрузки расчетного временного интервала); экономически целесообраз-
ное сечение проводов контактной сети и питающих кабелей — по эффектив-
151

ной нагрузке, усредненной за большой промежуток времени (средней эф-1
фективиой нагрузке "за ряд лет); перегрузочную способность элементов’
электрооборудования — по максимальному току в расчетный период,
времени.
Максимальный ток /макс элементов системы электроснабжения опре-
деляется наложением в сети тяговых токов отдельных поездов, имеющим
случайный характер (см. рис. III. 8, а). Наибольшее значение 7макс соответ-
ствует случаю одновременного пуска всех поездов, находящихся на линии
(участке), но вероятность такого режима работы системы электроснабже-'
ния ничтожно мала. Расчеты и практика эксплуатации показывают, что
совпадение максимальных пусковых токов даже пяти-шести поездов на
участках электроснабжения возможно в среднем ие чаще одного раза в
год. Между тем завышениое значение расчетного максимального тока
^макс.расч приводит к экономически неоправданному увеличению требую-
щейся установленной мощности вентилей преобразовательных агрегатов,
а занижение — к необходимости снижения токовых уставок линейных авто-
матических выключателей положительных питающих линий КС, что повы-
шает вероятность их ложных срабатываний от перегрузок. Поэтому из
экономических соображений и условий надежности электроснабжения
величину 7маКс.расч принимают в расчете на определенную вероятность
ложных срабатываний ЛВ питающих линий от перегрузок — обычно одно
срабатывание в сутки.
Средние, эффективные и наибольшие нагрузки системы электроснабже-
ния ГЭТ определяются условиями пассажироперевозок и организацией
движения, являются исходными данными при выборе параметров системы
электроснабжения и поэтому нормированию не подлежат. Нормируют
предельные нагрузки, допустимые для выбранных типов проводов КС
и кабелей по условиям нагрева и сохранения необходимой механической
прочности. Температура медных контактных проводов марки МФ по усло-
виям прочности не должна превышать 100° С, что при температуре окру-
жающей среды 40° С соответствует допустимому перегреву 60° С. Механи-
ческая прочность медного контактного провода, нагретого до 100°С, сни-
жается на 3—5% за несколько сотеи часов, что считают допустимым. Для
сталеалюминиевых проводов марки ПКСА допускают температуру нагрева
120°С (перегрев 80 С); для сталемедных проводов марки СМ — 100° С
из условия сохранения механической прочности медной оболочки. В рас-
чете иа эти перегревы в интервале 12—15 мин наиболее интенсивного пери-
ода графика движения наибольшие допустимые эффективные токи (А)
составляют: 600 для проводов МФ-85; 750 для ПКСА-80/180; 400 для
СМ-85, а с учетом предельного износа в процентах от полного сечения
(12,5 для проводов МФ, 7 для ПКСА, 12 для СМ) соответственно 450, 700
и 280 А (считают, что у провода ПКСА изнашивается только стальная часть,
а у СМ — только медная оболочка).
Практически для тяговой сети в качестве исходной расчетной величины
бывает известен длительный эффективный ток за период интенсивного дви-
жения. По значению он меньше эффективного тока в интервале 12—15 мин
наиболее интенсивного периода графика движения. В расчете на длительный
эффективный ток за период интенсивного движения допустимые токовые
152

нагрузки (А) составляют: 425 для медных проводов МФ-85; 525 для
ЦКСА-80/180; 275 для СМ-85 и соответственно 310, 480 и 200 А для пре-
дельно изношенных проводов. В аварийных режимах допустимую эффек-
тивную нагрузку контактного провода разрешают увеличивать на 40% на
время не более 0,5 ч при температуре окружающего воздуха до 20°С и на
все время интенсивного движения в течение суток при отрицательных тем-
пературах окружающего воздуха.
Допустимую нагрузку кабелей 0,6; би 10 кВ в соответствии с Прави-
лами технической эксплуатации (ПТЭ) электроустановок потребителей и
Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) оценивают длительным
эффективным током. Сечение жилы кабеля определяют делением длитель-
ного эффективного тока на экономическую плотность тока для принятого
кабеля. Допустимые перегрузки кабелей положительных питающих линий
в вынужденных и аварийных режимах по отношению к номинальной норми-
рованы в зависимости от коэффициента предшествующей нагрузки (отно-
шения тока нагрузки кабеля перед наступлением аварии к номинальному),
вида прокладки (в земле, воздухе, трубах в земле) и длиюльности перег-
рузки в часах. Сечения кабелей отрицательных питающих пиний трамвая
выбирают по допустимому падению напряжения из условий установленного
уровия защиты подземных сооружений от коррозии блуждающими токами.
Токовые нагрузки ТП ГЭТ регламентированы ГОСТ. Для агрегатов,
питающих тяговые сети трамвая и троллейбуса, допускают перегрузки на
25% от номинального тока агрегата в течение 15 мин с цикличностью один
раз в 2 ч; 50% в течение 20 с с цикличностью один раз в 2 мин. За время
работы агрегата в режиме перегрузок среднеквадратичное значение тока за
любые 30 мин (время усреднения) не должно превышать номинальный ток
агрегата; при наличии 100%-ной перегрузки время усреднения принимают
равным 5 мин. Для выпрямительных агрегатов метрополитена допускают
перегрузку на 25% в течение 2 ч два раза в сутки, если среднеквадратич-
ный ток за любые 8 ч этого периода не превышает номинального тока агре-
гата, и перегрузку 250% в течение 5 с с цикличностью 75 с на протяжении
2 ч, если среднеквадратичный ток за время 75 с не превышает номиналь-
ный.
Особое место среди токовых нагрузок тяговых сетей занимают токи
к.з. При ’’глухих” к.з. вблизи ТП установившиеся токи к.з. весьма велики
и связаны с большой тепловой и электродинамической перегрузкой токо-
вых цепей, через которые они протекают. Токи к.з. отключают быстро-
действующими автоматическими выключателями, характеризующимися
определенной разрываемой мощностью и собственным временем срабаты-
вания. В удаленных от ТП точках тяговой сети при к.з. возможно возник-
новение токов к.з., значение которых близко и даже меньше максималь-
ного тока тяговых нагрузок (малые токи к.з.) . Для их отключения приме-
няют специальные защиты тяговой сети, так как токовая защита быстро-
действующими выключателями (Б В) в этом случае не срабатывает. Опас-
ность малых токов к.з. связана с возможным перегревом, отжигом и
необратимым недопустимым снижением механической прочности контакт-
ных проводов. Электрическая дуга, возникающая в точках к.з. контактной
сети, приводит обычно к тяжелым авариям. Защиту от малых токов к.з.
153

ставят на питающих линиях, для которых расчетный минимальный ток к.з.
меньше 1,5-кратного расчетного максимального тока тяговой нагрузки.
Токи трогания ЛВ питающих линий должны быть не меньше 1,15-1,2Q
расчетной максимальной нагрузки линии. С целью ограничения числа слу-
чаев отжига контактных проводов протяженность любого участка КС, не-
защищенного Б В, не должна превышать 25% длины секции.
Важная характеристика качества электроснабжения тяговой нагрузки —
уровень напряжения на токоприемниках поездов. При работе поезда на
пинии тяговый ток непрерывно меняется, что обусловлено переменной
величиной самих тяговых нагрузок и изменением- их территориального
расположения относительно точек питания. Напряжение в тяговой сети
влияет на скорость движения, потребляемый поездом ток, удельный расход
ЭЭ на движение, потери ЭЭ в тяговой сети и другие показатели системы
электроснабжения.
Различают кратковременные и длительные изменения напряжения на
токоприемнике поезда. Первые возникают при проходе токоприемником
СИ и обесточенных участков спецчастей КС, при отрыве токоприемника от
контактного провода, при скачкообразных изменениях токопотребления
смежных поездов, питающихся от общей с рассматриваемым поездом
секции КС и т.д.; вторые - при перегрузках тяговой сети в часы макси-
мальной интенсивности движения и в вынужденных режимах работы систе-
мы электроснабжения.
Кратковременные выбросы (повышения и понижения) напряжения
практически не влияют на Энергетические показатели системы электро-
снабжения, но сильно сказываются на работе ПС. В тяговом режиме они
приводят к толчкам тягового тока и силы тяги, могут вызвать буксование,
различные повреждения ТЭД (вплоть до кругового огня по коллектору),
перенапряжения и поломки элементов тяговой передачи и сцепных прибо-
ров, снижают комфортабельность и безопасность пассажироперевозок. В
режиме рекуперации резкое повышение напряжения в КС вызывает сброс
нагрузки и тормозной силы поезда, а понижение напряжения - увеличе-
ние тормозного тока и тормозного усипия. Основные параметры режима
движения поезда — тяговый ток /, сила тяги Т и скорость v — связаны с
напряжением U на токоприемнике уравнениями (с достаточной точностью)
С = Р = СФ1,	(Ш.13)
где Ф - основной магнитный поток ТЭД; С - постоянная, зависящая от
конструктивных характеристик ТЭД и тяговой передачи.
При ТЭД порледовательного возбуждения С’Ф s /, поэтому U =Iv.
При I - const скорость поезда v = U.
В установившемся режиме движения сила тяги F поезда равна сопро-
тивлению движению W. Режим движения определяет точка а (рис, Ш.9),
где F = И'; скорость поезда сфответствует точке б, тяговый ток равен/.
При скачкообразном увеличении напряжения пропорционально ему уве-
личивается тяговый ток до значения определяемого точкой в, поскольку
благодаря большой инерционной массе скорость поезда в первый момент
сохраняется прежней. Однако увеличение тягового тока до Г сопровождает-
ся возрастанием силы тяги до/7', определяемой точкой г. Появляется уско-
154

Рис.Ш.9. Электромеханиче-
ские характеристики ТЭД
постоянного тока последо-
вательного возбуждения
при нормальном (Ff V) и по-
вышенном (F, и') напряже-
ниях на токоприемниках ПС
ряющая сила F' - W. Если новый уровень напряжения сохраняется, то
поезд ускоряется по характеристике и до точки д, в которой новое значе-
ние силы тяги соответствует сопротивлению движению W"(F" = W ') .
Длительные изменения (снижения или повышения) напряжения в КС
характеризуются средним напряжением на токоприемниках ПС в тяговом
режиме в пределах рассматриваемой секции КС при расчетной интенсив-
ности и условиях движения. Они влияют как на режимы работы поездов,
эак и на энергетические показатели работы системы электроснабжения.
Движение поездов с соблюдением графика при длительном снижении на-
пряжения в КС возможно только за счет уменьшения времени выбега на
перегонах. При этом растут средний и эффективный токи, потребляемые
поездами, и, следовательно, перегрев контактных проводов, питающих
кабелей, выпрямителей и тяговых трансформаторов. Увеличение тока,
потребляемого поездами, приводит к перегреву ТЭД. Наиболее неблаго-
приятные условия движения складываются в конце участков питания. Они
лимитируют выполнение графика движения и пропускную способность
сети и поэтому подлежат нормированию. В соответствии с [10] наиболь-
шее расчетное падение напряжения в тяговой сети при максимальных рас-
четных размерах движения не должны превышать в вынужденном режиме
работы системы электроснабжения 170 В. При нормальном режиме работы
среднее по длине секции КС расчетное падение напряжения от шин ТП до
токоприемника ПЕ на любом участке питания за время тяги при расчетной
частоте движения не должно превышать 15% номинального напряжения на
шинах ТП. Действительные падения напряжения, наблюдаемые на линии,
часто превышают эти значения, так как системы электроснабжения рас-
считывают без учета влияния на уровень напряжения в КС зависящих от
него токов поездов. За счет этого при расчетном напряжении 170 В действи-
тельные значения среднего падения напряжения в КС могут достигать’
200-210 В и более. Расчеты показывают, что кратковременные провалы
напряжения в КС более 200-210 В можно ожидать с вероятностью 0,1-0,2
и более 300 В - с вероятностью 0,01-0,05.
В связи с проблемой защиты подземных металлических сооружений от
электрокоррозии блуждающими токами возникает необходимость норми-
рования падения напряжения в рельсовой сети трамвая, хотя на режим
работы самой системы электроснабжения оно влияния не оказывает, так
155

как проводимость рельсовых цепей намного превышает проводимость KC.I
Блуждающие токи, ответвляющиеся от рельсовой сети в землю, зависят*
от переходного сопротивления между рельсами и грунтом, конфигурации В
рельсовой сети и расположения относительно ее металлических подземных J
сооружений, а переходное сопротивление ’’рельсы-земля” — от конструк-л
ции подрельсовых оснований, гидрогеологических и климатических усло-Ж
вий. Учесть все эти факторы практически невозможно. Поэтому нормируют 1
только допустимое падение напряжения в рельсовой сети, но нормы на него I
устанавливают с учетом типа оснований рельсового пути и количества меся-, г
цев в году со среднемесячной температурой выше —5°С, поскольку счита-ж
ют, что при этой температуре грунт не промерзает и является достаточно \
хорошим проводником электрического тока. В соответствии с требовани- »
ями норм пункты присоединения отрицательных питающих кабелей к рель-I
сам необходимо располагать так, чтобы наибольшие падения напряжения В
в рельсовой сети на участках питания, вычисленные по среднесуточной наг- ж
рузке за месяцы со среднесуточной температурой выше —5°С, не превы-1
шали допускаемых, причем средние значения наибольшего падения напря- J
жения на различных участках рельсовой сети в зоне одной ТП должны быть ,
примерно одинаковы или близки по значению.
Обычно тяговые нагрузки системы электроснабжения определяют для (
наиболее напряженного графика движения зимних месяцев.
§ III. 4. Основы теории электрического расчета тяговой сети	i
Электрические расчеты тяговых сетей ГЭТ сводятся к технико-эконо- I
мическому выбору основных параметров и конструктивных решений сис- 1
темы электроснабжения: оборудования ТП, сечений проводов КС и питаю- I
щих кабелей, схем секционирования КС, видов защит и др.
При выборе ТП исходят из принципа рационального сочетания в задан- 1
ных условиях электроснабжения одноагрегатных ТП как основной единицы
электроснабжения с многоагрегатными, располагаемыми в наиболее натру- I
женных транспортных узлах. Одноагрегатную ТП рассматривают в виде
модуля, являющегося основой децентрализованной системы электроснаб- I
жения; многоагрегатные создают на основе тяговых блоков одноагрегат- |
ных ТП с использованием принципов секционирования (модульного прин- 1
ципа проектирования) , что обеспечивает унификацию конструкций и облег- I
чает решение эксплуатационных задач. Сечения проводов КС и кабелей I
выбирают по нагреванию с учетом установленных норм экономической
плотности тока и по падению напряжения с учетом норм допустимого паде- I
ния напряжения. Оптимальные соотношения между стоимостью системы ’
электроснабжения н потерями ЭЭ в ней получают расчетом тяговой сети
по потерям энергии. При выборе элементов оборудования ТП и тяговой
сети используют механические расчеты на прочность, на электродинамичес- |
кие усилия от действия токов к .з. и др.
Количество теплоты Qi (Дж), выделяемой током / (А) в проводнике I
с сопротивлением R (Ом) в единицу времени (с),
Qi=^R	(Ш.14)
156

Количество теплоты Q2, отдаваемой проводом в окружающую среду за
хо же время,
С2=Х(г2 -71)S=Xt5,	(1П.15)
где X - коэффициент теплопередачи между проводом и средой, Вт/(м2 °C) ;
у = t2 - ti — разность температур провода и окружающей среды, °C;
5 - площадь поверхности провода, м2.
Установившаяся температура провода определяется условием тепло-
вого равновесия Qi — Q2> при котором из (III.14) и (Ш.15) после некото-
рых преобразований получим ток I, при котором перегрев провода равен
т, т.е.
I=Cd3l2, ’	(Ш.16)
где С — коэффициент, зависящий от внешних условий (типа провода и его
изоляции, характера окружающей среды); d — диаметр провода, мм.
Уравнение (111.16) показывает, что при заданной максимальной устано-
вившейся температуре сечение проводника увеличивается быстрее, чем
растет ток. Поэтому для проводников меньших сечений допустимые плот-
ности тока выше, чем для проводников больших сечений.
Если известен допустимый перегрев Tffon, то допустимый ток провода
определяют условием теплового равновесия из (III.14) и (III.15):
' <Ш17>
откуда
/Bon=\X%nW	(111.18)
где R - сопротивление провода при температуре в =	+ тдоп; 19 — тем-
пература окружающей среды, °C.
Допустимые длительные токовые нагрузки на изолированные провода
и кабели при прокладке в воздухе и в земле нормированы ПУЭ. Расчет
проводов на нагревание сводится к выбору по таблицам ПУЭ сечения про-
вода или кабеля по условию I < /доп, где I — расчетный ток; /доП — дли-
тельно допустимый ток для выбранного провода или кабеля по таблицам
ПУЭ.
Пример Ш.2. Выбрать сечение одножильного кабеля на напряжение 1000 В. Рас-
четный ток кабеля 57^5 А. В одной траншее прокладывается четыре кабеля с расстоя-
нием в свету между соседними кабелями 100 мм.
Решение. Согласно таблицам ПУЭ, допустимая токовая нагрузка на кабель при
совместной прокладке в одной траншее четырех кабелей с расстоянием в свету между
соседними кабелями 100 мм составляет 80%. Расчетная длительная токовая нагрузка
кабеля с учетом этой поправки I = 575  100/80 = 720 А. Этой расчетной нагрузке по
таблицам ПУЭ соответствует кабель сечением 185 мм2.
Допутимый по условиям перегрева нагрузочный ток контактного про-
вода определяют по его тепловой характеристике — зависимости установив-
шейся температуры перегрева от длительно протекаемого тока в заданных
условиях охлаждения. Для контактного провода марки МФ-85 длительно
157

Рис.111.10. Падение напряжения в контактной
сети:
а — при одностороннем питании и сосредото-
ченных нагрузках; б - при одностороннем
питании и равномерно распределенной нагруз-
ке; в - при двустороннем питании и сосре-
доточенных нагрузках
протекающий допустимый трк5
составляет 600/450 А (600 Д
для нового и 450 А для изно-*
шейного контактного проводов)
и эффективный ток за период
интенсивного движения соответ-
ственно 425/310 А.
Расчет проводов на падение
напряжения определяется схе-
мой питания и секционирова-
ния КС. В сетях с односторон-
ним питанием при сосредоточен-
ных нагрузках (рис. III. 10, а}
падение напряжения до конца
линии при одинаковом сечении
проводов на всех участках
+/2г2 + ...+//^ = |
'Г/,Г,- = Г0(III.19)
1-1	, = 1
где /, — ток /-го участка линии, I
А; г/ — сопротивление/-го участ- 5
ка линии, Ом; /0 — со против- ]
ление единицы длины провода, 1
Ом/км; Ц — длина /то участка
линии, км; 5 — число участков. 1
При разных сечениях про-
водов на к участках
AWc = S2/;r; = 2(roS£/,7,.),
11 1 1
(Ш.20)
где г0£ — сопротивление едини-
цы длины провода /<то участ- I
ка линии.
Фактические тяговые нагруз- I
ки являются сосредоточенными, I
но меняются по значению, и ;
месту расположения. Число п
поездов, находящихся на
участке питания, также не остается постоянным. Если при этом частота
движения поездов достаточно велика и число и меняется незначительно, то
в первом приближении токовую нагрузку линии можно принимать равной
In, где I — средний ток одного поезда, потребляемый за время движения
по участку, и считать ее равномерно распределенной по участку питания с I
плотностью AZ —Injl, где I — длина участка, км. При равномерно распре- ]
деленной нагрузке с плотностью Д/ в сетях с односторонним питанием
(рис. III. 10, б) падение напряжения от центра питания до сечения с коор-
158

динатой х
Д(Л = J (ДМх) r„ = r0 I (ДА/х)х = г0Д/ J*<1* ~г0Ых2/2,	(III.21)
0	0	о
тде &Jdx — ток, приходящийся на элемент длины dx линии; гх = гох — со-
противление участка линии от центра питания до сечения х
Падение напряжения до конца линии (при х — I )
ДЦ = г0 Д//2/2 = г0///2 = Д(/с/2.	‘‘	(Ш.22)'
Следовательно, падение напряжения в проводе при равномерно распре-
деленной нагрузке равно падению напряжения в том же проводе от сосре-
доточенной нагрузки, равной всей равномерно распределенной нагрузке
линии и приложенной в ее середине.
Необходимо подчеркнуть, что замена сосредоточенных тяговых нагру-
зок равномерно распределенной правомерна лишь при весьма больших п,
т.е. при п = <х>. Практически число поездов п на участке ограничено и модель
равномерно распределенной нагрузки определяет величину Д(7 с погреш-
ностью тем большей, чем меньше п. Поэтому в практических расчетах необ-
ходим учет вероятностного характера тяговых нагрузок. Падение напряже-
ния ДЦ до токоприемника любого z-ro поезда определяют в виде суммы
доли , связанной с током рассматриваемого поезда, и доли ДСП (н -1),
обусловленной нагрузками (/? —1) поездов, находящихся на рассматривае-
мом участке:
ДЦ- = Д(/С(- + (/z- 1)Д£/П.	(Ш.23)
Падение напряжения Д/7С/ находят как среднее падение напряжения
до токоприемника поезда i от его собственного тока за время Гт движения
по участку под током
Т	Т
AUci = ~	(Ш.24)
1 т и	1 т о
где Днп = ixrox - мгновенное падение напряжения до токоприемника поез-
да / от его собственного тока; ix — мгновенный ток, потребляемый поез-
дом в точке х участка.
Точное вычисление интеграла (Ш.24) практически невозможно, так
как переменные ix и х имеют случайный характер. Если движение поездов
принять равномерным, то можно перейти от интегрирования по времени
к интегрированию по пути с соответствующей заменой пределов интегри-
рования. Заменяя переменный ток ix средним /т за время потребления
Гт, получим
I
= ('VT/0 Jxz/x ^(r0/T/7) (/2/2)=r0/T7/2-r0/o//2,	(Ш.25)
где / — средний ток, потребляемый поездом за время Т движения по участ-
ку; а = /т// — отношение среднего тока/г за время Тт движения поезда под
током к среднему току / за время Т движения по участку.
159

Падение напряжения Д(/п находят как среднее падение напряжения до
токоприемника поезда I, связанное с током поезда / из группы (п — 1)
поездов в предположении, что поезд/ может находиться с равной вероят-
ностью в любой точке участка питания
1 т
ди - —f dt;
п Т о
где
Д“п = bxrox2/(2/)] + Uxrox(l -х)Ц].	(Ш.26)
Меняя пределы интегрирования и заменяя ток поезда / средним значе-
нием, получим
ДС/П = (/rc/Z2)/ [х212+х(1 -x)]dx=IrQH3.	(Ш.27)
С учетом соотношений (Ш.25), (111.26) и (III.23)
ДЦ- = г0/а//2+(л- 1)/г0//3= (п1гй113)  [1 + (1,5а-1)/и] .	(Ш.28)
При двустороннем питании участка сети с сосредоточенными нагруз-
ками от питающих пунктовПх и Пу с напряжениями Ux и Uy (рис. III. 10, в)
всегда можно найти точку токораздела 0, к которой ток подтекает как от
//х, так и от Пу. Для схемы двустороннего питания;
сумма токов питающих пунктов равна сумме токов нагрузок 1Х + /г =
= /'1 + /2 + z3, или в общем случае
Ix + Iy = £ih	(Ш.29)
алгебраическая сумма падений напряжений в проводах участка равна
разности напряжений
их - иу =fxri +(4 -	- Uy - *з)г3 - V‘4-	(1П.30)
Решая систему уравнений (111.29) и (III.30) при одинаковом сечении
проводов всех участков, получим
1Х = (^ - ^)/(г0/)+(^?г>)/7; ly = (Uy- ^)/(r0Z) + (Sfe)/7,(HI.31)
где 4' - токи нагрузок; Цх, Цу — расстояния от точек приложения токов //•
соответственно до питающих пунктов Пх и Пу\ Ц1(х, ijljy — моменты токов
нагрузки относительно питающих пунктов Пх и Пу.
Первые члены уравнений (Ш.31) определяют уравнительные токи,
протекающие между питающими пунктами Пх иПу под влиянием разности
напряжений Ux и Uy, вторые — токи питающих пунктов, потребляемые
тяговой нагрузкой.
С учетом вероятностного характера тяговых нагрузок (случайной
величины и месторасположения поездных токов) при двустороннем пита-
160

нии участка сети от эквипотенциальных пунктов питания среднее падение
напряжения ДС/ до токоприемника любого поезда определяют по (111.23),
i.e. аналогично схеме одностороннего питания. Мгновенное падение напря-
жения до токоприемника поезда при эквипотенциальных пунктах питания
Дп — ix(l - x)rQxfl и аналогично (111.24) получим
ЛИ	1 ^ТЛ I, 1	'х(> ~ X)rQX	МП
Д(Л,- - — f Дп,dt — — Г —----------dt.	(III.32)
с/ О 1 TTJo /
Заменяя пределы интегрирования по I и мгновенный ток поезда ix
средним /т за время потребления Тт на участке, найдем
ДЦ,,- = (r0/T/Z2)f(Z x)xdx = r0Ial!6.	(111.33)
Следовательно, по сравнению с односторонним питанием [см. (Ш.25)]
падение напряжения ДСс/ при двустороннем питании втрое меньше.
Мгновенное падение напряжения до токоприемника Z-ro поезда, выз-
ванное потреблением тока поездом /,
Днп=/Л.(/-х)л-г0/(2/).	(111.34)
Среднее падение напряжения до токоприемника поезда i, связанное с
током поезда / из группы (и — 1) поездов в предположении равновероят-
ного нахождения поезда j в любой точке участка питания,
Т	„ I
ДЦ. =(1/Г)1 &undt = [Ло/(2/2)] J (Z-x)xrfx=/r0Z/12.	(Ш.35)
О	О
Падение напряжения ДС„ при двустороннем питании, по сравнению
с односторонним, вчетверо меньше [см. (III.25) и (111.35)] .
Среднее падение напряжения Д(/у до токоприемника Z-ro поезда на
участке двустороннего питания определяется по (III.23) с учетом (III.33)
и (III.35):
Щ = r0/«Z/6+(n—l)/r0Z/12= (н/г0//12) [1+(2а — 1)/л] .	(III.36)
Сравнение (III.27) и (Ш.36) показывает, что перевод участка на дву-
стороннее питание снижает при прочих равных условиях среднее падение
напряжения до токоприемника поезда примерно в четыре раза. Одновре-
менно при этом несколько возрастает неравномерность потребления поезд-
ного тока, о чем свидетельствует увеличение числового коэффициента
перед а с 1,5 до 2.
Среднюю потерю мощности в тяговой сети за время Т можно найти,
используя принцип суперпозиции в виде интеграла
ДР= (1/Г){ (ЕДЦ- ii}dt,	(Ш.37)
0 1
I ле /у. Дм, -- мгновенный поездной ток и потери напряжения до токоприем-
ника /-го поезда.	161
I I -1962

В сетях с односторонним питанием при сосредоточенных нагрузках
и одинаковом сечении проводов на всех участках
ДРС =	+ ДП2/2 + ... + = S /2 Г/. = r0S	(I1L38)
или
=	'	(111.391
где 5 — число участков питания или поездных токов; г/, Ц - сопротивление
проводов и длина i -го участка: гп/, /П2- — сопротивление и длина провода
между пунктом питания и рассматриваемым поездным током; ih /пг- —
момент поездного тока г2- относительно пункта питания.
Учитывая вероятностный характер тяговых нагрузок и представляя
падение напряжения до токоприемника /-го поезда уравнением (111.23),
по (111.37) найдем
ДР = j j [Дмс?/ + (// - 1)Д//П/] dt = п	+/-^—-^)Дип/с7/], (111.40)
Для схемы двустороннего питания Д(7С/ = ix(l - х) rox/l. С учетом это-
го после некоторых преобразований получим
ДР"-(н2/2г0//12) [1 + (2к.^ - 1)/»],	(111.41)
где Ауф ~ А^ф// — коэффициент эффективности поездного тока, представ-
ляющий собой отношение эффективного тока поезда Лф к среднему току I
за время Т.
Аналогично для схемы одностороннего питания
ДА = (»2/2Го//3) [I + (1,5^-1)/я].	(111.42)
Реальные тяговые сети часто имеют сложные узлы и замкнутые кон-
туры. Дня упрощения расчета их преобразовывают и приводят к простей-
шим схемам одно- или двустороннего питания. При наличии более двух
питающих пунктов токораспределение определяют в предположении равно-
мерного распределения нагрузок внутри каждого элемента расчетного
участка, а участки, смежные с рассматриваемым, разрезают в точках токо-
раздела.
Рельсовые сети трамвая рассчитывают отдельно от КС, так как это зна-
чительно упрощает расчет, хотя и вносит в него дополнительные погреш-
ности. В отличие от КС, рельсовую сеть не секционируют на участки. Ее
рассчитывают на падение напряжения до точек токораздела при многосто-
роннем отсасывании. Число отсасывающих пунктов и меры по поддержа-
нию их эквипотенциальности выбирают так, чтобы разность потенциалов
между различными точками рельсойой сети не превышала установленных
норм. С учетом стохастического характера тяговых нагрузок вероятност-
ное значение падения напряжения до точек токораздела рельсовой сети
162

определяют для участков двустороннего и одностороннего питания соответ-
ственно
=(/rp//8) [1 + (n/3)] ;	(Ш.43)
Д(/р-/гр//2,	z	(III.44)
где I — нагрузка участка, А; / — его длина, км; гр - сопротивление рельсо-
вого пути, Ом/км; п — число поездов, одновременно находящихся между
отсасывающими пунктами.
Удельное электрическое сопротивление рельсовой стали р =
= 0,195 Ом-мм2/м. При площади поперечного сечения рельса S (см2) со-
противление 1 км рельса (рельсовой нитки) (Ом/км) гро = 1,95/5. При
удельной массе рельсовой стали у = 7,83 г/см3 масса 1 м рельса (кг/м)
£р = S-100-7,83/1000, откуда 5 — lOOQgp/(7,83-100) см2. С учетом этих
соотношений сопротивление рельсовой нитки (Ом/км) гро — 1,5/#р и со-
противление рельсового пути (Ом/км)
rp = l,5/(Vp),	(III.45)
где Пр — количество рельсовых ниток в пути.
Результаты электрического расчета тяговой сети дают возможность
определить требующееся количество и место расположения ТП. Наивыгод-
нейшая мощность и вариант расположения ТП определяются системой
внешнего и внутреннего электроснабжения, которые на начальной стадии
проектирования неизвестны. Поэтому окончательный вариант электроснаб-
жения устанавливают методом технико-экономического сравнения пред-
варительно выбранных по капиталовложениям и эксплуатационным расхо-
дам с учетом требующихся затрат цветных металлов.
Сечение контактных проводов выбирают с учетом стоимости по эко-
номической плотности тока /пр (А/мм2) вблизи питающих пунктов из
условия наивыгоднейших соотношений между расходом цветных металлов
и потерями электрической энергии в тяговой сети
/пр = 0.9 A7nPV(100C33W,	(111-46)
где Ьпр — стоимость материала проводов, руб/дм3; рпр — суммарные от-
числения, руб.; /(пр — удельная проводимость материала провода,
м/ (Ом-мм2 ); Сээ — стоимость электрической энергии, руб/ (кВт-ч); Тгод—
годовое число часов потерь энергии (условное время, в течение которого
в линии, работающей с наибольшей нагрузкой, будут иметь место такие же
потери, как и в действительных условиях).
Суммарные отчисления
рч>=ра+100/гнорм,	(111.47)
где ра — амортизационные отчисления по проводу, %; ^орм — нормативный
срок окупаемости, год.
163


Экономическая плотность тока кабелей постоянного тока
/каб = 0,9	W 	'<Ш.48)
где Ькаб — стоимость материала кабеля, руб/дм3;
Ркаб ~ Ра-каб +	‘	(Ш.49)
— суммарные отчисления по кабелю, %; Лкаб — удельная проводимость
материала кабеля, м/(0м-мм2); Р^каб “ амортизационные отчисления по
кабелю, %.
При Сээ ~ 0,01 руб/(кВт ч) и 7П)Д = 4000 ч экономическая плотность
тока /Пр медных контактных проводов 1,35 и стаде алюминиевых 1,30 А/мм2.
Для кабелей постоянного тока с алюминиевыми жилами для тех же усло-
вий /каб = 1,35 (кабель АСБ-2к) и /Каб — 1,20 (кабель ААБ-2к). Норма-
тивная экономическая плотность тока кабелей переменного тока 6—10 кВ
установлена ПУЭ в зависимости от типа кабелей и продолжительности ис-
пользования максимума нагрузки. В частности, для кабелей с бумажной
изоляцией и медными жилами плотность тока (А/мм2) /каб — 3,0 при
7ГОД = 1000 -г 3000 ч: 2,5 при Тгод = 3000 ? 5000 ч; 2,0 при 7’!ОД =
= 5000 4- 8700 ч.
Экономически целесообразное сечение проводов КС (мм2)
*^экв — ^экв/^пр — 1 ’^экв '/lГгод/ (^прРпр^пр) >	(III.50)
где /экв = \/&PKCl (г01) — эквивалентный ток рассматриваемого участка
КС, А; ДРКС — потери мощности на участке; г о — сопротивление провода,
Ом/км; I — длина участка.
При расчетах б'зкв учитывают износ контактных проводов, оценивае-
мый коэффициентом износа Лизн — 0,925 для троллейбуса и кизн = 0,875
для трамвая. При 5ЭКВ > кизн5пр, гДе ^пр ~ принятое сечение контактного
провода, принимают другое сечение или предусматривают использова-
ние усиливающего провода.
При выборе сечений кабелей отрицательных питающих линий трамвая
с учетом необходимости соблюдения среднесуточного эквипотенциального
режима работы пунктов присоединения их к рельсам требуется обеспечить
равенство падений напряжений во всех отрицательных питающих кабелях
одной ТП. Экономически целесообразное падение напряжения в отрица-
тельных питающих кабелях
АЧ)Л - (103 /кабкаб) I Qi I Qi Qi	(Ш.51)
где IQl — средний ток отрицательного питающего кабеля, А; /0/ — его
длина, км.
Сечение отрицательных питающих кабелей трамвая
Яол, = (4А/Акаб)^;/	),	(11152)
164

Наивыгоднейшая мощность единичной ДТП соответствует варианту,
который обеспечивает минимум суммы амортизационных отчислений,
эксплуатационных расходов но ТП и "кабельной сети, а также стоимости
потерь энергии в кабелях. Для ориентировочного выбора наивыгоднейшей
мощности ТП, которая в последующем уточняется методом технико-
экономического сравнения вариантов, используют формулу А.Х.Зильбер-
1аля (для разветвленных тяговых сетей) :
'т.п =с	(Ш.53)
где /тп — средний ток ТП, соответствующий ее наивыгоднейшей мощ-
ности, А;
С= VZ [ (Мгп + Мтп )* 4/2 а(56^ • W] / [ 1,422 (Я^С^Т^^Т
х”56(111.54)
— коэффициент, отражающий экономические и технические характеристики
системы электроснабжения; 1ср — суммарный средний ток всех участков
развлетвленной тяговой сети в часы максимума, A; F — площадь террито-
рии, охватываемой тяговой сетью, км2 ; Л/jn — эксплуатационные расходы
по содержанию ТП, руб/год; ра — годовые амортизационные отчисления, %;
Ятп “ капитальные затраты на ТП, руб; /каб — оптимальная плотность
тока в кабелях, А/мм2; Якаб — среднее число часов работы кабелей в год;
Сээ — стоимость ЭЭ, руб/ (кВт ч); Скаб — стоимость сооружения кабельной
сети, отнесенная к одному километру длины и 1 мм2 поперечного сечения,
руб/ (км-мм2).
Принимая для средних условий Мтп =51 тыс. руб.; ЛТп =400тыс.руб.;
ра=0,12; /каб = 0,8 А/мм2; Якаб = 5000 ч; Скаб — 60 руб/(км-мм2);
Сээ ~ ОД 2 руб/ (кВт-ч), получим (А)
/тп= 185	(Ш-55)
Отношение I^F представляет собой относительную токовую нагрузку
разветвленной тяговой сети. Если, например, разветвленная тяговая сеть
охватывает площадь F — 40 км2 , а суммарный средний ток, потребляемый
ею в час максимума, = 9000 А, то I^/F = 9000/40 = 225 А н ток одной
ТП, соответствующий наивыгоднейшей мощности./т п = 185 \/225"= 1120 А.
Для тяговой сети потребуется п — 9000/1120 — 8 тяговых подстанций.
Из структуры коэффициента с видно, что чем больше капитальные
затраты и эксплуатационные расходы по ТП, тем больше ее наивыгодней-
шая мощность. Увеличение стоимости ЭЭ и кабеля уменьшает наивыгодней-
шую мощность ТП.
Для ТП, питающих вылетные линии трамвая и троллейбуса, наивыгод-
нейшая мощность при прочих равных условиях меньше, чем для развет-
вленных тяговых сетей. Для этих условий ее определяют по формуле
= (2-:- 2.2) [ч/(РаЛтп н-1Ита) (Ска6ра + 6ЯК~СЭЭ IO'2)]vK(I1I.56)
165

где 5 = /ср/^" относительная линейная токовая нагрузка вылетной линии, 1
А/км; / — длина вылетной линии, км.
Если принять те же значения величин в (Ш.56), что и в (Ш.54) при
получении (Ш.55), то для вылетных линий
/T „=(!00v nojv'ST
(111.57)
ГЛАВА IV. КОНТАКТНЫЕ И КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ ТРАМВАЕВ
И ТРОЛЛЕЙБУСОВ
§ IV. 1. Типы контактных подвесок и динамика взаимодействия
токоприемников с контактной сетью
Контактная сеть (КС) — совокупность линейных токоведущих, изоли-
рующих, поддерживающих и опорных элементов, предназначенных для
подведения электрической энергии к токоприемникам подвижного состава.
На трамваях и троллейбусах используют верхнюю систему токосъема с
"воздушной” КС, подвешенной на безопасной высоте, исключающей воз-
можность прикосновения к частям, находящимся под напряжением. Кон-
тактная подвеска — система подвешивания контактных проводов (КП)
контактной сети к поддерживающим конструкциям. В зависимости от
способов подвески, закрепления н поддерживания натяжения КП в уста-
новленных пределах различают следующие типы контактных подвесок:
простую, цепную и полигонную.
Простая подвеска. В этом случае КС крепят непосредственно на под-
держивающих конструкциях — гибких поперечинах (тросах), кронштей-
нах, ригелях, консолях и пр. Подвеску с креплением КП на жестких опор-
но-поддерживающнх конструкциях называют жесткой простой подвеской
(рис. IV. 1, а) ; с креплением на относительно упругих поддерживающих
конструкциях, обеспечивающих незначительный отжим провода в точках
подвеса токоприемниками проходящих поездов, — полужесткой простой
подвеской (рис. IV. 1, б); с креплением на упругих элементах, обеспечи-
Phc.IV.I. Примеры простой подвески контактной сети
166

вающих сравнительно свободный отжим КП - эластичной простой подвес-
кой. Примеры эластичной простой подвески — подвески КС на гибких
поперечинах (рис. IV. 1, в), на короткой гибкой поперечине (рис. IV. 1,г),
маятниковая подвеска на наклонных струнах (рис. IV. 1 ,д).
Наиболее совершенной из простых подвесок считают эластичную маят-
никовую на наклонных струнах с зигзагообразным расположением КП
(рнс. IV. 1, д), которая способна частично компенсировать температурные
изменения натяжения проводов прн некомпенсированном исполнении с
жестким креплением концов на анкерных (концевых) опорах. Струны С,
поддерживающие КП, располагают в подвеске этого типа наклонно по
направлениям равнодействующей R веса G КП и горизонтальной силы Н
от его излома в вершине зигзага. С понижением температуры КП укорачи-
вается, что приводит к уменьшению зигзага и увеличению наклона струн,
чем компенсируется изменение длины провода. Маятниковую подвеску КП
используют в троллейбусных КС. Она позволяет увеличить длину пролета
до 35—40 м н скорость движения до 50 км/ч.
Расстояние I между точками крепления (точками подвеса) КП к
опорным конструкциям называют длиной пролета нли пролетом контакт-
ной подвески. Провода в пролете под; действием силы тяжести располагают-
ся по цепной линия и образуют провес, зависящий от длины пролета и натя-
жения КП. Для исключения чрезмерного провеса между точками подвеса,
ухудшающего условия токосъема н создающего опасное приближение КП,
находящегося под напряжением, к поверхности земли, в пролетах КП подве-
шивают с определенным расчетным натяжением. По способу поддержания
расчетного натяжения КП простая подвеска может быть некомпенсирован-
ной с жестким закреплением концов на опорах н компенсированной с
грузовыми компенсаторами или компенсаторами иных типов. При неком-
пенсированной подвеске натяжение н провес КП меняются в связи с темпе-
ратурными удлинениями; подвеска требует сезонной регулировки натяже-
ния КП: усиления натяжения (подтяжки) на летний и ослабления натяже-
ния (роспуска) на зимний периоды. Прн компенсированной подвеске с
грузовыми компенсаторами натяжение КП сохраняется постоянным незави-
симо от колебаний температуры атмосферного воздуха.
Благодаря большому провесу КП простую подвеску применяют при
длине пролетов не более 30-35 м. При большом провесе КП ухудшаются
условия токосъема. Поэтому простая подвеска допускает скорости движе-
ния нс выше 30-45 км/ч. В местах крепления КП к опорным конструк-
циям, особенно жестким, проходящие токоприемники испытывают удары,
приводящие к наклепу, снижению механической прочности, поджогам
электрической дугой н обрывам КП. Механические удары и поджог КП
возникают в точках подвеса благодаря резкому изменению кривизны
(излому) КП. Провес КП в пролете / (рис. IV. 2, а) характеризуется стре-
лой провеса / и углом в точке подвес0 0. Провес КП приводит к тому, что
полоз П (контактная вставка) токоприемника движущегося поезда (нап-
равление движения показано стрелкой) непрерывно перемещается по
вертикали. При этом сила нажатия Рк полоза Я на КП, создаваемая натяже-
нием пружин, образующих момент Мп относительно осн Л токоприемника,
меняется благодаря наличию момента трения Мт в сочленениях токоприем-
167

Рис. IV.2. Схема провеса
контактного провода (а)
и расположения контакт-
ного провода зигзагом на
линиях трамвая (б)
ника и динамического момента /Ид, появление которого связано с инер-
ционной массой частей токоприемника, перемещающихся с ускорением.
Кроме того, на силу Рк могут влиять аэродинамические воздействия на
токоприемник потока встречного воздуха. Хотя в точках 0 подвеса КП не
образует острого утла, тем не менее при больших скоростях величина Рк
может уменьшаться в некоторой точке а на подходе к точке подвеса до
нуля. При этом полоз перескакивает точку подвеса и вновь касается КП
только в точке б. Соответственно в точке а при отрыве токоприемника от
КП образуется электрическая дуга и поджог КП, а в точке б - удар и
наклеп КП.
Длина Д полоза П трамвайных токоприемников составляет ~ 1200 мм. I
Для обеспечения равномерного износа полоза П и предупреждения обра-
зования на нем прорезей контактным проводом последний на прямых
участках пути подвешивают загзагом (рис. IV. 2, б) с выносом от осевой
линии в точках подвеса b 350 v 400 мм. Контактные провода троллей- .
бусной КС, наоборот, по условиям устойчивой работы токоприемников
должны прокладываться без изломов, поскольку в местах изломов на
токосъемные головки действуют боковые силы, способствующие соска-
киванию головок с контактных проводов.
Цепная подвеска. В этом случае КП крепят к поддерживающим кон-
струкциям с помощью несущего троса (НТ) на вертикальных струнах С.
При цепной подвеске КП различают: длину пролета цепной подвески - рас-
стояние I между точками подвеса НТ и длину пролета подвески КП —
расстояние 7П между струнами С. Благодаря подвеске на струнах длина Zn
пролета подвески при цепной подвеске значительно меньше, чем при прос-
той, что снижает провесы КП, дает возможность увеличить расстояния меж-
ду опорами (длину I пролета цепной подвески) и скорости движения ПС.
В зависимости от числа струн в пролете различают цепную подвеску с
малым (одна-две струны) и большим (более двух) числом струн С. Жест-
кость цепной подвески КП зависит от расположения струн. Цепную под-
веску с размещением струн под точками подвеса несущего троса НТ
называют жесткой (рис. IV. 3, а); с размещением струн в стороне от точек
подвеса НТ (рис. IV. 3, б) или подвеске КП под точками подвеса НТ на
эластичных (рессорных) струнах (рис. IV. 3, в) - эластичной-, при глухом
закреплении концов КП и НТ на анкерных опорах - некомпенсированной;
при использовании компенсаторов в подвеске КП, но глухом закреплении
НТ — полукомпенсированной; при установке компенсаторов и в КП, и в 1
168

НТ - полностью компенсирован-
ной. В зависимости от взаимно-
го расположения КН и НТ разли-
чают вертикальную цепную под-
веску, при которой НТ и КП рас-
положены в плане на одной ли-
нии (в троллейбусных КС и трам-
вайных КС на кривых участках
пути); полу косую цепную под-
веску, при которой НТ распо-
ложен на прямой, а КП имеет
зигзаг и, следовательно, струны
меняют наклон от середины про-
лета (такую подвеску применя-
ют на прямых участках путей
трамвая); косую цепную под-
веску, при которой НТ имеет
противоположный зигзаг по от-
ношению к КП (она отличает-
ся повышенной ветроустойчи-
востью) .
При цепной подвеске допус-
кается скорость движения ПС
Phc.JV,3. Примеры цепной подвески контакт-
ной сети
до 80 км/ч и выше, что вполне удовлетворяет нужды современного трамвая
и троллейбуса. Она позволяет заметно увеличить длину пролета и обеспечить
эластичность'КС, ио дороже простой и сложнее ее в монтаже, требует боль-
ших габаритных размеров и применяется поэтому только на участках, где
ПС развивает скорость свыше 20 км/ч. Для линий скоростного трамвая,
когда скорость может превышать 100 км/ч, применяют еще более сложные
подвески, обеспечивающие практически прямолинейную траекторию под-
вески КП и отсутствие жестких точек его крепления. Пример такой под-
вески - двойная цепная подвеска (рис. IV. 3, г),при которой КП подвешен
не к //Г, а к вспомогательному тросу ВТ, который одновременно является и
фиксирующим, так как к,нейу прикреплены фиксаторы. Недостаток двой-
ной подвески — плохая ветроустойчивость.
При поперечной цепной подвеске (рис. IV. 3,6) КП подвешивают на
струнах С к несущей поперечине НП и фиксируют от поперечных смещений
фиксирующей поперечиной ФП.
Полигонная подвеска. В этом случае КП и поддерживающие его конст-
рукции (тросы) располагают в горизонтальной плоскости. Такие подвески
устраивают под мостами при пролетах большой длины (рис. IV. 4, а), иа
кривых участках пути (рис. IV. 4, б), на площадях и т.д. Частные'случаи
полигонных подвесок — подвески трапецией (рис. IV. 4, в) и треугольни-
ком (рис. IV. 4, г).
Выбор типа подвески КП определяется динамикой взаимодействия
токоприемников ПС с КС, зависящей от характеристик подвески (жест-
кости, длины пролета, стрел провеса, способа компенсации температурных
изменений натяжения, конструктивного исполнения), характеристик токо-
169

Phc.IV.5. Статические характе-
ристики токоприемников
приемников и требующейся расчетной скорости движения ПС. Для обеспе- 1
чения надежного токосъема необходимо, чтобы давление токоприемника I
на КП в точке контакта не снижалось ниже допустимого. При малом дав ле- 1
нии полоза токоприемника на КП возрастает электрическое сопротивление *
в контакте, КП нагревается и при отрывах токоприемника образуется элек-
трическая дуга, что способствует электрическому износу КП. В троллейбус- I
ных сетях при малых нажатиях возможен сход токоприемников с КП,
создающий аварийные ситуации. При чрезмерно большом давлении полоза
токоприемника механический износ КП усиливается. Поэтому давление
токоприемников на КП должно изменяться в небольших пределах.
В связи с провесом в пролете и изменением провеса под воздействием (
сил нажатия токоприемника положение полоза токоприемников по высоте I
непрерывно изменяется. Конструкция токоприемников должна обеспечи- I
вать малые изменения нажатия Рк на КП при изменениях высоты его под- •
веса h. Статические характеристики Рк (Л) троллейбусных (7) и трам- I
вайных (2) токоприемников (рис. IV. 5) при опускании (сплошные ли- 1
нии) и подъеме (штриховые линии) токоприемника (статическими назы- 1
вают характеристики, снимаемые при скорости вертикального перемеще- |
ния токоприемников, близкой к нулю) показывают, что разница в нажа- 1
тиях при подъеме и опускании токоприемника, связанная с трением в узлах j
сопряжений, сравнительно невелика. Большая разница в нажатиях троллей- 1
бусных и трамвайных токоприемников на КП обусловлена повышенной i
опасностью соскакивания троллейбусных токоприемников с КП.
Помимо статических важное значение имеют динамические характерис- 1
тики токоприемников, определяющие нажатия их на КП при движении ПС J
с расчетными скоростями. С увеличением скорости движения растут уско- |
рения вертикальных перемещений токоприемника и динамическая состав- !
ляющая нажатия, которая становится соизмеримой со статическим нажа- ]
тием. В общем случае нажатие
PK=PQ ±РТ ±Ра ±PW, .	(IV.l) i
где Ро — нажатие токоприемника на КП, определяемое действием его пру- 1
жин; 7*т - сила трения в шарнирах токоприемника, приведенная к точке I
его нажатия на КП; Ра — динамическая составляющая нажатия токоприем-
ника на КП, определяемая его массой, приведенной к точке касания, и 1
ускорением вертикальных перемещений; Pw — аэродинамическая состав- Л
170

ляющая нажатия токоприемника, определяемая воздействием на него потока
встречного воздуха при движении поезда.
Первые два слагаемых в (IV. 1) определяют статическое нажатие токо-
приемника на КП (Рк.ст = Ро ± Ру)  Сила трения Рт характеризует совер-
шенство конструкции токоприемника: конструкция тем лучше, чем мень-
ше Рт. Допускают Рт < ± 10 Н. Динамическая составляющая нажатия токо-
приемника
4='"^	(IV.2)
где тт — приведенная масса-Токоприемника; а — вертикальное ускорение
массы при изменениях высоты.
Приведенной называют массу, которая, будучи сосредоточена в точке
касания полоза токоприемника с КП, вызывает такое же воздействие на
КС, как и весь рассматриваемый токоприемник. Для снижения Ра необ-
ходимо уменьшать мт. В современных конструкциях токоприемников
это достигается использованием легких конструкционных материалов
(дюралюминия, стеклопластика и др )• Приведенная масса токоприемни-
ков — величина переменная, зависящая от высоты расположения полоза;
зависимость приведениой массы от высоты называют динами ческой харак-
теристикой токоприемника. Для современных трамвайных токоприемни-
ков д?т = 25 + 30 кг, для троллейбусных гат = 20 + 25 кг.
Аэродинамическая составляющая Pw нажатия токоприемника на КП
определяется его конструкцией, скоростью и направлением ветра, размеще-
нием токоприемника на крыше поезда, формой его лобовой поверхности
и др. С достаточной точностью ее определяют испытаниями токоприемни-
ков или их макетов в аэродинамических трубах. В соответствии с нормами,
установленными Международной электротехнической комиссией, нажатие
токоприемника на КП при наибольшей допустимой скорости движения не
должно меняться из-за аэродинамического эффекта более чем на +100 и
—30%. В условиях ГЭТ, где скорость движения ПС ограничена, а скорость
ветра невелика из-за экранирования застройкой, аэродинамическая состав-
ляющая нажатия токоприемников на КП мала и в расчетах обычно не учи-
тывается.
Вертикальное ускорение а полоза токоприемника определяет конструк-
ция КС, в первую очередь ее эластичность т?, характеризуемая отжатием
Дй контактного провода под действием приложенной к нему вертикаль-
ной силы :
n^^h!PK.	(IV-3)
Точный расчет эластичности КС весьма сложен. Приближенные значения
находят, не учитывая жесткости КП и НТ, считая натяжение КП неизмен-
ным, силу нажатия небольшой по сравнению с основной равномерно распре-
деленной нагрузкой контактной подвески от веса КП по длине пролета.
При этих допущениях эластичность простой жесткой контактной подвески
в точке (рис. IV. 6, а), расположенной на расстояниих от точки крепления
провода
1?=х(/-х)/ (/Я),	(IV.4)
где I — длина пролета; Н - натяжение контактного провода.
Выражение (IV .4) соответствует параболе с максимальной ординатой
171

в середине пролета, равной 1?макс = 41Н. Для простой эластичной подвески»
(рис. IV. 6, б) соответственно
T?=x(/-x)/(ffO + [Po/(8tzK/O] [1 — (2x/Z) + (2х2//2) ],	(IV.5)1
где цк - вес единицы длины КП.
Для жесткой цепной подвески (рис. IV. 6, в)
т? =х(/-%)/ [l(T + H)],	(IV.6)
где Т — натяжение НТ.
Зная статическую характеристику токоприемника, его приведенную I
массу и кривую эластичности, можно для каждой скорости движения опре- •
делить траекторию движения токоприемника и нажатие полоза токоприем- I
ника иа КП, совместно решая систему дифференциальных уравнений:
<12У =(Pq ± PT)<Z/2/(»w2); v0 =^кон; Рк =Оо -zn)/^y>	0V7) I
где m =	+ mK п - сумма приведенной массы токоприемника и массы I
контактной подвески, участвующей в движении; v - скорость движения '
поезда; Ткон — начальная и конечная ординаты траектории движения
полоза токоприемника; zn - ордината траектории контактного провода I
КП при отсутствии воздействия на него токоприемника поезда; — элас- -J
точность контактной подвески в точке с ординатой у.
Зависимости Рк(1) для простой подвески с длиной пролета 30 м при
натяжениях КП, равных Н - 4 кН (кривая 7) и Н = 8 кН (кривая 2), и
скорости движения и ~ 25 км/ч показаны на рис. IV .7.
Исследование выражений (IV.7) и зависимостей Рк (I) позволяет еде- ]
лать вывод, что для получения удовлетворительного токосъема эластич-' ]
ность контактной подвески должна быть постоянной по всей длине про-
лета; натяжение проводов КС не должно изменяться; на проводах КС не
должны располагаться сосредоточенные массы; контактный провод должен
располагаться горизонтально.
Рис.IV.6. Распределение эластичности
по длине пролета подвесок контакт-
ного провода
172
Phc.IV.7. Зависимость динами-
ческого нажатия Рк токоприем-
ника на контактный провод
при простой подвеске

§ IV. 2. Контактные провода и подвесная арматура контактной сети
Контактные провода. Основной рабочий элемент КС - контактные про-
вода. Материал КП должен иметь высокие механические и электрические
характеристики: прочность, износоустойчивость, термоустойчивость и элек-
тропроводность. Высокая прочность позволяет обеспечить большие натяже-
ния КП, что повышает ветроустойчивость подвески, снижает стрелу про-
гиба в пролете, стабилизирует работу подвески и обеспечивает высокое
качество токосъема; износоустойчивость необходима для продления срока
службы контактной сети; термоустойчивость характеризует способность
КП сохранять прочность при повышенных температурах и противостоять
воздействию электрической дуги; высокая электропроводность обеспе-
чивает снижение потерь ЭЭ в КС.
Основной материал КП - твердотянутая медь Ml с содержанием приме-
сей не более 0,1%. Из нее изготовляют методом прокатки или волочения
фасонные КП марок МФ и МФО (овальные), имеющие наибольшее распро-
странение. Менее широко используют бронзовые медно-кадмиевые и медно-
магниевые КП марок БрФ (рис. IV. 8, а) и БрФО (рис. IV. 8, б) (ГОСТ
2584-75), которые дороже медных и отличаются меньшей проводимостью,
но имеют более высокую твердость (в два с лишним раза), износостой-
кость и термостойкость. Иногда применяют биметаллические КП: стале-
алюминиевые марки ПКСА (рис. IV. 8, в) и сталемедные (рис. IV. 8, г).
Сталеалюминиевые КП состоят из двух механически соединенных частей:
верхней профилированной алюминиевой и нижней стальной, с которой
осуществляется токосъем. Недостаток этих проводов - коррозия стальной
части, в результате которой увеличивается износ контактных вставок токо-
приемников и ухудшается тбкосъем. Сталемедные провода имеют стальной
сердечник и медную оболочку. Основной их недостаток — высокое электри-
ческое сопротивление, благодаря чему их используют только на вспомога-
тельных и деповских путях с малой нагрузкой. Наиболее часто используе-
мое сечение трамвайных и троллейбусных КП — 85 мм2, ио применяют так-
же сечения 65 и 100 мм2. Присоединительные размеры КП всех типов оди-
наковы. Ширина и высота у проводов МФ-85 и БрФ соответственно: А =
= 11,76 и Н = 10,8 мм; у проводов МФ-100 и БрФ-100 — А = 12,81 и Н —
= 11,8 мм.
Усиливающие провода. При больших роковых нагрузках КС, превыша-
ющих экономическую плотность тока, ‘параллельно КП прокладывают
усиливающие. Усиливающие провода и питающие линии выполняют из мед-
ных проводов марки М или алюминиевых марки А, свитых из отдельных
проволок. Для медных многопроволочных усиливающих проводов исполь-
зуют твердотянутую проволоку МТ с временным сопротивлением на раз-
рыв не менее 380 Н/мм2; для алюминиевых многопроволочных прово-
дов — твердотянутую алюминиевую проволоку с временным сопротивле-
нием на разрыв не меиее 150 Н/мм2. Алюминий легче меди примерно в
три раза, а его электропроводность меньше в 1,65 раза. Поэтому алюминие-
вые провода в два раза легче эквивалентных им по проводимости медных.
Допускаемая температура нагрева медных проводов 100, алюминиевых
80°С.
173

Рис.IV.8. Профили контактных проводов
Рис.1 V.9. Трамвайные и троллейбусные зажимы
Phc.1V. 10. Изолированные подвесные
болты подвески КП трамвая
174

Иногда используют комбинированные стало алюминиевые усиливающие
провода марок АС и АСУ (усиленной конструкции). Эти провода изготов-
ляют в виде свитого из стальных проволок несущего сердечника, поверх
которого навиты алюминиевые проволоки, обеспечивающие необходимую
>лектропроводность.
Стальные тросы и проволока. Для продольных несущих тросов цепных
подвесок, гибких несущих и фиксирующих поперечин, оттяжек, струн и
других элементов КС используют стальные тросы и стальную проволоку.
Широко применяют стальные канаты диаметром 6, 7 и 8 мм, свитые из
оцинкованных проволок, и оцинкованную проволоку диаметром 5 мм.
В контактных подвесках трамвая для несущих тросов используют также
биметалические сталемедные провода марок ПБСМ-1 и ПБСМ-2.
Зажимы. Для крепления КП в точках подвешивания и соединения про-
водов между собой используют зажимы. Основные требования к зажимам:
прочность соединения проводов; малое переходное сопротивление соедине-
ния; свободный проход токоприемника через соединение без ударов и по-
томок. При работе на сети с дуговым токоприемником или пантографом
трамвайные зажимы должиы оставлять свободной нижнюю поверхность
КП, а троллейбусные - вписываться во внутреннее очертание контактной
головки штанговых токоприемников.
Конструктивные исполнения зажимов определяются их назначением и
отличаются большим разнообразием. Используют зажимы: подвесные,
соединительные, питающие, распорные. Трамвайные подвесные зажимы
предназначены для крепления к опорным конструкциям одного (зажим
ЗПО) или двух (зажим ЗПД) КП, располагающихся в одной горизонталь-
ной плоскости. Зажим ЗПО (рис. IV. 9, д) состоит из основной щечки 1
с приливом для резьбового отверстия 3 под подвесной болт и прижимной
щечки 4, скрепляемых двумя болтами 2 (марки М10). В зажиме ЗПД
на два провода имеются две прижимные щечки, расположенные по обе
стороны от основной. Щечки зажимов изготовляют из латуни ЛК80-ЗЛ,
ковкого чугуна не ниже марки К435-10 или стали СтЗ; болты — стальные
оцинкованные.' Для соединения (сращивания) контактных проводов при
обрывах, установке байдратов*и в других случаях используют соединитель-
ные зажимы (ЗС) - подвесные и неподвесные (рис. IV. 9. б) . Подвесной ЗС
не отличается от подвесного ЗПД; неподвесной ЗСне имеет в средней щечке
прилива с резьбой для подвесного болта. Для присоединения к КП питаю-
щих проводов используют питающие зажимы (ЗП) (рис. IV. 9, н), которые
отличаются от подвесных тем, »чо вместо короткого резьбового отверстия
под подвесной болт имеют более длинное гладкое отверстие для впаивания
питающего провода. Для крепления к КП байдрата в вертикальной плос-
кости и создания фиксированного промежутка между ними на кривых
участках пути и пересечениях трамвайных КП используют распорные за-
жимы (ЗР) (рис. IV. 9, г). Троллейбусные зажимы отличаются от трам-
вайных в основном длиной и заменой болтов на винты с потайными голов-
*Ьайдратом называют отрезок КП, используемый в пересечениях и других спец-
частях КС для образования ходовой линии токоприемника, в отличие от основного КП
байдрат не несет растягивающей нагрузки.
175

ками. В троллейбусном подвесном зажиме (ЗПВ) (рис. IV. 9, д) прижим-
ную щечку крепят к основной, имеющей прилив с резьбовым отверстием
для подвесного болта, четырьмя винтами марки М8. Трамвайный подвесной
зажим рассчитывают на боковую испытательную нагрузку не менее 8 кН,
которую он должен выдерживать без изгиба, троллейбусный — соответст-
венно на нагрузку не менее 5 кН. Троллейбусный питающий зажим (ЗПТ)
отличается от подвесного отсутствием на основной щечке прилива под
подвесной болт; верхняя часть основной щечки имеет гребень, форма кото-
рого соответствует верхней части КП; на гребень устанавливают один или
два трамвайных ЗП с впаянными питающими проводами. Для сращивания
троллейбусных КП используют стыковые зажимы. Стыковой троллейбус-
ный зажим (ЗСТВ) (рис. IV. 9, е) состоит из корпуса 7, в нижней части
которого имеется продольный паз по профилю верхней части КП, и шести
нажимных винтов 2 с остриями на торцах. Концы КП вставляют в продоль-
ный паз зажима н зажимают винтами 2, которые, врезаясь в провод, обеспе-
чивают прочное соединение и надежный контакт. Разрушающая испытатель-
ная нагрузка стыкового соединения с проводом МФ-85 должна быть не ме-
нее 28,5 кН, а электрическое сопротивление стыка не более 1,75 1СГ4 Ом.
Подвесные изолированные болты. Эти болты, использующиеся в под-
весах КС трамвая, изготовляют двух типов: БО — с овальной головкой
(рис. IV. 10, а) н БЦ - с цилиндрической головкой (рис. IV. 10, б) . Первые
крепят в корпусе подвеса наглухо, вторые — в стакане кожуха подвеса,
завинчивающимся крышкой, что обеспечивает возможность нх замены при
старении изоляционного слоя или поломке болта. Резьбовая часть болтов
БО и БЦ имеет резьбу Ml6. Болты должны выдерживать без изгиба боко-
вую нагрузку не менее 5 кН и после суточного пребывания в воде — без
пробоя и перекрытия испытательное напряжение 3 кВ переменного тока
частотой 50 Гц. Недостаток используемых изолированных подвесных бол-
тов — сложность обнаружения электрического пробоя изоляционного слоя.
Подвесы. Их используют для крепления КП к поддерживающим конст-
рукциям КС. Корпус трамвайного подвеса ПРО-1 для подвесного болта БО
с овальной головкой для прямых участков пути (рис. IV. И, а) состоит
из двух половин 4 и 7, штампованных из стали или литых из ковкого чугу-
на, между которыми заклепками 5 зажат подвесной болт 2. Поддерживаю-
щий трос 1 (показан пунктирной линией) пропускается под болты 6 и 3 н
огибает выпуклую часть корпуса подвеса. Сдвиг подвеса на тросе 7 преду-
преждается зажатием его болтами 6 и 3. Подвес-оттяжка для кривых под
болт БО (рнс. IV. 11, б) держит подвесной болт 7 и крепится к оттяжному
тросу болтом 2. Трамвайный подвес для прямых участков пути под болт
БЦ (рис. IV. 11, в) имеет корпус 3 с навинчивающейся крышкой 4, в кото-
рый свободно вставляется болт 7. Особенность этого подвеса - отсутствие
болтовых н заклепочных соединений. Поддерживающий трос 5 (показан
пунктирной линией) заводится в выемки боковых лап 2 и огибает корпус
3. Сдвиг подвеса по тросу 5 предупреждается за счет трения. Подвес КСЦ-1
для кривых участков пути под болт БЦ (рис. IV. 11, г) врезается в рассеч-
ку поперечного троса, который закрепляют болтами на приливах 7 н 2 кор-
пуса. Потолочный подвес ПЦ-1 под болт БЦ (рис. IV. 11, д) используют
для крепления КП под мостами, в проемах ворот и на потолках других
176

Рис. IV.12. Трамвайный гибкий неизолированный
подвес
12 1962
177

искусственных сооружений, к которым его крепят болтами или глухарями. W
Для оттяжки КН на кривых участках пути используют подвесы, показанные
на рис. IV. I I. е, и др.
Трамвайный гибкий неизолированный подвес (рис. IV. 12) имеет вид
скобы 5, на которой свободно перемещается серьга 2 с подвесным болтом
7. Скоба 3 закрепляется на поперечине 4 (показана пунктирной линией)
зажимными планками 5 и болтами 6. Этот подвес обеспечивает вертикаль-
ные смещения КП за счет свободного хода серьги, что смягчает удары
токоприемника в точках крепления и уменьшает вероятность возникнове-
ния электрической дуги (отрыва токоприемника от КП). Износ КП при
применении подвесов этого типа вместо других уменьшается на 20—25%,
а стоимость его втрое ниже по сравнению с подвесом ПРО-1 (см. 1
рис. IV. 11,а).
На цепной подвеске для закрепления КП в точках предельных откло- ।
нений (в вершинах зигзага) и на кривых участках пути используют спе-
циальные фиксаторы 7, устанавливаемые на несущую поперечину 2 .
(рис. IV. 13) или кронштейн.
Парный жесткий троллейбусный подвес (рис. IV. 14, а) устанавливают
на прямых и кривых участках КС при углах поворота до 4 и 8° (в послед- 1
нем случае при снижении скорости движения троллейбуса до 15 км/ч). ]
Двуплечие кривые рычаги 4 этого подвеса - литые из ковкого чугуна
КЧ35-10 или сварные. Между двумя рычагами 4, а также между рычагами
4 и оттяжными тросами / устанавливают изоляторы 3 из Д-древесины или
пряжечные; оттяжные тросы крепят к изоляторам подвеса концевыми
клиновыми зажимами 2. Гибкие троллейбусные подвесы для прямых
участков КС (рис. IV. 14, б) и кривых участков КС (рис. IV. 14, в) отли- |
чаются от трамвайного неизолированного (см. рис. IV. 12) в основном
установкой между серьгой 3 и зажимом 1 фарфорового изолятора 2. Зажим
крепят к изолятору вилкой 5; скобу 4 к тросу 6 — зажимными планками
и болтами. Для предупреждения раскачки КП в поперечном направлении
на прямых участках КС используют фиксирующие подвесы (рис. IV. 14, г), I
отличающиеся от гибких (рис. IV. 14, в) только вилкой крепления зажима. 1
Хорошую эластичность имеет маятниковый троллейбусный подвес 1
(рис. IV. 14, д') с наклонными струнами 2, в разрез которых установлены
пряжечные изоляторы 3. К подвесу 1 и зажиму 4 для КП струны 2 крепят
скобами 5 и 6, образующими со струнами параллелограмм. Благодаря та- I
кой конструкции при боковом смешении струн ось симметрии КП всегда
остается вертикальной.
В трамвайных и троллейбусных цепных подвесах часто используют
подвесы в виде скользящей струны, обеспечивающие свободную деформа-
цию КП относительно НТ при изменении длины под действием температур-
ных колебаний. Трамвайный подвес состоит из серьги 7 и подвесного за-
жима 3, соединенных через одинарную вилку 2 (рис. IV. 14, е); троллей-
бусный аналотчен трамвайному, но между вилкой и серьгой имеет изоля-
тор. Иногда на НТ по обе стороны от подвеса устанавливают ограничители
перемещения серьги, выполненные в виде специальных зажимов.
Изоляторы. В соответствии с действующими правилами и нормами
КП и находящиеся под напряжением элементы КС электрически изоли-
178

Phc.IV.13. Фиксаторы на несущей поперечине кривого участка
Рис.1У,14. Троллейбусные подвесы
руют от опор, зданий, сооружений, заземленных частей, проводов связи,
освещения и других электрических линий не меиее чем двумя ступенями
изоляции - двумя последовательно включенными изоляторами, каждый
из которых рассчитан на полное напряжение сети. В виде исключения допус-
кают установку одного изолятора на двойное напряжение сети между
разнополярными КП одной линии троллейбуса, а также одного изолятора
с обычными характеристиками между проводами линий трамвая при под-
вешивании их на неизолированных подвесах. Все тросовые элементы КС
рекомендуют изолировать от опор, зданий, сооружений и земли.
Две основные схемы размещения изоляторов на КС показаны на
рис .у IV. 15, а, б. При изолированных подвесках контактного провода
(рис. IV. 15, а) первой ступенью изоляции КП служит изолированный под-
весной болт ИБ, второй - изоляторы И в подвесных тросах недалеко от
опорных конструкций. При неизолированных подвесах (рис. IV, 15, б)
один изолятор И ставят в поперечном тросе между КП и два — в разрез
поперечного троса между КП и опорными конструкциями: первый иа рас-
179

Phc.IV.15. Схемы размещения изоляторов в контактной сети и
основные типы натяжных изоляторов
Phc.1V.16. Температурный винт
180

стоянии 1—1,5 м от точки подвеса КП с расчетом, чтобы в случае обрыва
конец троса, находящийся под напряжением, висел на высоте не менее 4 м
от уровня дорожного покрытия; второй — вблизи опоры. Изолятор между
однополярными КП в КС трамвая ставят для предупреждения эле кт рок ор
розии подвесной арматуры уравнительными токами.
По назначению изоляторы делят на натяжные, подвесные и изоляторы
специальных частей КС. Натяжные изоляторы включают в гибкие попере-
чины, тросовые и проволочные элементы систем, в КП и другие элементы
КС, где от изолятора требуется высокая механическая прочность на рас-
тяжение. Основные типы этих изоляторов: натяжной пряжечный из стекло-
волокна Т, армированный двумя стальными, обоймами для соединения с
тросовыми элементами и деталями подвески (рис. IV. 15, в); такелажный
фарфоровый ИТФ-3 (рнс. IV. 1 5, г); натяжной нз древесно-слоистого плас-
тика ДСП с двойным покрытием глнфталевым лаком печной сушки
(рис. IV. 15, д); натяжной ИКП из прессмассы (рис. IV. 15, е). Минималь-
ное разрушающее усилие составляет 7 кН для изоляторов ИКП; 12 кН для
пряжечных из стекловолокна и натяжных нз древесно-слоистого пластика;
30 кН для такелажных ИТФ-3. Наилучшими изоляционными свойствами
отличаются фарфоровые изоляторы (изолятор ИТФ-3 испытывают напряже-
нием 15 кВ переменного тока промышленной частоты в сухом состоянии и
6 кВ под дождем). Подвесные изоляторы служат для подвески КП или тро-
сов и фиксации их положения (см. рис. IV. 10, IV. 14).
Изоляторы спецчастей КС конструктивно приспособлены к соответст-
вующим конструкциям. Основные спецчасти КС - температурные винты,
грузовые компенсаторы, секционные изоляторы, управляемые н сходные
стрелки, пересечения и кривые держатели троллейбусной КС, пересечения
КП трамвая с троллейбусными.
Температурные винты (рис. IV. 16) . Температурные винты применяют
для сезонной регулировки натяжения КП трамвая. На концы 4 контактных
проводов ставят концевые клиновые зажимы н подсоединяют нх болтами 3
к натяжной муфте 1 с правой и левой резьбой. Ходовая линия для токо-
приемника образуется дополнительными проводами 8 и 9, связанными
соединительными зажимами 7. Для ослабления или натяжения КП ослабляют
зажимы 7 и вращением зубчатого колеса 2 трещоточным ключом подтяги-
вают или ослабляют натяжение КП, после чего затягивают зажимы 7. Кон-
струкция подвешивается к поперечине 5 стальным канатом 6.
Грузовые компенсаторы блочного типа (рис. IV. 17). Их применяют
для натяжения КП в полукомпенсированной подвеске. Грузовой компен-
сатор представляет собой полиспаст с передаточным числом 1:4 н имеет
два подвижных и один неподвижный ролики. Грузы, натягивающие поли-
спаст, помещают внутри трубчатых опор (рис. IV. 17, а) или снаружи
(рис. IV. 17, б). Наружное расположение грузов (с обязательной защитой
предохранительными решетками) допускают только на загородных и
вылетных линиях.
Анкерные участки. Расстояние между точками крепления КП к глухим
опорам или грузовым компенсаторам называют анкерным участком, а
крепление проводов на опорах — анкеровкой. Длину анкерного участка
принимают 600-900 м. В местах сопряжения анкерных участков КС трам-
181

Phc.1V. 17. Грузовые компенсаторы блочного типа
Phc.IV. 18. Сопряжения анкерных участков трам-
вайной (а) и троллейбусной (б) контактной сети
и средняя анкеровка (в) полукомпенсирован-
ной подвески при расположении грузовых ком-
пенсаторов на анкерном участке с двух сторон
182

вая пантограф переходит с КП одного участка на КП другого. Оба провода
1 и 9 прокладывают параллельно (рис. IV. 18, а), причем оттяжка провода 1
на анкерную опору б начинается с опоры В, а провода 9 на анкерную опору
А — с опоры С. В средней точке переходного пролета ВС оба КП имеют
одинаковую высоту подвеса, а у его опор В и С разную. В точках 4 и 6
концы КП крепят к анкерным тросам 3 и 7, которые через отводящие
ролики 10 и 11 идут на компенсаторы 2 и 8. Электрическое соединение КП
сопрягающихся анкерных участков осуществляют гибкими перемычками 5.
В пролетах сопряжения анкерных участков троллейбусной КС
(рис. IV. 18, б) в каждый из контактных проводов (положительный и отри-
цательный) врезают шинные переходы 5 длиной 7—8 м, по которым голов-
ки токоприемников переходят с провода 1 одного анкерного участка на
провод 9 другого анкерного участка. Шинные переходы выполняют в виде
двух стальных полос сечением 4Х36 мм с зазором для пропуска КП. Одним
концом шинный переход крепят концевыми зажимами на КП, другим — к
анкерным тросам 3 и 6, которые через отводящие ролики 9 и 10 направ-
ляют на компенсаторы 2 и 7. Положительный и отрицательный КП могут
иметь разные или один общий компенсатор, соединенный с обоими КП
через коромысло или ролнк. Электрическое соединение КП сопрягаемых
анкерных участков осуществляют гибкой перемычкой 4.
В средней точке анкерных участков полукомпенсированной подвески,
имеющей грузовые компенсаторы с обеих сторон, ставят среднюю анке-
ровку (рис. IV. 18, в), исключающую перетягивание КП одним из грузов
и ограничивающую участок повреждения КС при обрывах КП. Средняя
анкеровка — специальный зажим 8, закрепленный от смещений натяжными
тросами 4 и 7, укрепленными на продольном натяжном тросе 2 зажимами
3 и 6. Кронштейн или несущую поперечину 5, под которой расположена
средняя анкеровка, анкеруют в обе стороны.
Секционные изоляторы (СИ). Они предназначены для деления КС на
электрически изолированные друг от друга участки—секции с целью лока-
лизации участков повреждения КС, ограничения участков питания тяговой
подстанции и повышения надежности электроснабжения. Секционные
изоляторы КС трамваев и троллейбусов не стандартизованы и поэтому
трамвайно-троллейбусные управления разных городов чаете применяют СИ
собственных конструкций. В Глав Мосгортрансе на КС троллейбуса приме-
няют СИ типов СИ-6Д и СИ-6М, для КС трамвая — СИТ-Д. Они могут быть
без дугогашения и с дугогашением - устройством для принудительного
гашения электрической дуги, появляющейся при проходе СИ поездом с
включенными ТЭД.
Секционный изолятор СИ-6Д (рис. IV. 19, а) для КС троллейбуса кре-
пят на троллейбусных КП концевыми зажимами с вертикальными врезаю-
щимися болтами. Ходовую линию головки токоприемника образуют КП,
подходящие к СИ с обоих концов, и два ходовых элемента 3 и 4 из латуни
или алюминия, разделенных тремя воздушными промежутками 12, 16 и
12 мм. Ходовой элемент 4 соединен с КП через дугогасительную катушку 7,
а ходовой элемент 3 электрически изолирован от частей, находящихся под
напряжением. Дугогасительная камера 2 расположена над вторым по ходу
движения воздушным промежутком. Растягивающие усилия от натяжения
183

Phc.IV,19. Секционные изоляторы:
а - СИ-6Д для троллейбусной контактной сети; б - СИТ-Д для трамвайной контактной сети
184

КП воспринимают два боковых изоляционных бруса 5 и 6 из древесного
слоистого пластика, скрепленные косынками. Для электрического соедине-
ния двух смежных секций при необходимости выключения СИ из работы
на концах СИ предусмотрены латунные втулки, в которые вставляют и
зажимают зажимными болтами кусок КП, перемыкающий СИ.
Троллейбусный секционный изолятор СИ-6М не имеет дугогашения и
устанавливается в местах, где исключается перекрытие его электрической
дугой при проходе троллейбуса в режиме тяги. Он имеет только один
нейтральный ходовой элемент, отделенный зазорами по 12 мм с обеих
сторон, и уменьшенные размеры по сравнению с изолятором СИ-6Д.
В трамвайном секционном изоляторе СИТ-Д (рис. IV. 19, б) ходовую
линию образуют последовательно расположенные по ходу движения вход-
ной полоз 9, первый ходовой элемент 11, электрически соединенный с
КП через дугогасительную катушку 5, второй (нейтральный) ходовой
элемент 12 и сходной полоз 14, разделенные воздушными промежутками.
Второй воздушный промежуток находится под дугогасительной камерой
4. Концы контактного провода 8 заводят в держатели 7 и 7 и зажимают в
них врезными болтами 2 и 6. Ушком 3 и зажимом 10 крепят СИ на поддер-
живающих конструкциях (поперечине или натяжном тросе). Усилия от
натяжения КП воспринимают боковые изоляционные брусья 13, скреплен-
ные косынками.
Некоторые трамвайно-троллейбусные хозяйства применяют универ-
сальные СИ, используемые одновременно и на КС трамвая, и на КС троллей-
буса. Киевское трамвайно-троллейбусное управление использует универ-
сальные СИ марки СИУ-72.	г
Все СИ трамвайных и троллейбусных КС рассчитаны на напряжение
600 В, расчетное натяжение контактного провода 12 кН, интервал рабочих
температур от —40 до +40° С и максимальную скорость движения ПС 60 км/ч.
Воздушные пересечения и крестовины. В пересечениях КП трамвая и
троллейбуса устраивают воздушные пересечения и крестовины. В трамвай-
ной воздушной крестовине (рис. IV. 20, а) пересекающиеся контактные
провода 1 и 3 проходят через рамку 2, а ходовую линию для токоприем-
ников проходящих поездов образуют байдраты 4 и 6, связанные подвесным
зажимом 5, подвешенным к рамке 2. Байдраты сходятся в зажиме, не пере-
секаясь. Троллейбусной пересечение МПИ-6-12Д (рис. IV. 20, б) в средней
части электрически изолировано от всех подходящих контактных прово-
дов двумя секционными изоляторами 7 типа СИ-6ДА с дугогашением (в
положительных КП) и шестью изоляторами 2 типа СИ-6МА (в отрицатель-
ных КП). Электрическое соединение КП одной полярности выполняют че-
тырьмя перемычками 3 из контактного провода сечением 85 мм2, заклю-
ченными в изоляционные трубки. В узлах пересечения трамвайных линий с
троллейбусными используют пересечения типа МТТ 40/90 (рис. IV. 20, в).
Токоприемники троллейбусов проходят их по неразрезаемым контактным
проводам 7, закрепленным на подвесных зажимах 2, 5, а токоприемники
трамвая — по ходовой линии, образованной электроизоляционными поло-
зами 3 и шинами (усами) 4. Контактный провод КС трамвая пропускают
в стальной трубе с надетой на нее бакелитовой трубкой 6, причем его
располагают выше уровня КП троллейбусной КС на 25 мм, что исключает
185

186

Рис.IV.20. Пересечения:
а - трамвайная воздушная крестовина; б - троллейбусное МПИ-612Д; в - МТТ 40/90 трамвайных контактных проводов с троллей-
бусными
возможность замыкания его на КП троллейбуса. Трамвайные поезда прохо-
дят пересечения в режиме выбега.
Воздушные стрелки и крестовины. В местах схождения и разветвления
КП троллейбусной КС на два направления делают сходные н управляе-
мые воздушные стрелки. Сходная воздушная троллейбусная стрелка
(рис. IV. 21, а) представляет собой плиту 4, в зажимах которой крепят кон-
тактные провода 6, 7 н 10 сходящихся направлений движения. Изоляторами
2 и 8 стрелка врезается в поперечный опорный трос, изолятором II крепит-
ся на анкерный трос I. При входе на плиту 4 справа или слева головка
токоприемника проходит по ходовому элементу 5, скользит в канале, обра-
зованном направляющими бортами 3 н попадает сначала на сходный ходо-
вой элемент 9, а затем на проходную концевую часть. Высота ходовых
элементов сходных стрелок постепенно уменьшается к центру встречи О,
благодаря чему головка токоприемника плавно переходит со скольжения
угольной вставкой на скольжение ребордами, и наоборот. Угол между
сходящимися КП на стрелках принимают 20° (симметрично по 10° от
осевой линии).
Управляемая стрелка СТУ-4 (рис. IV. 21,6) состоит нз двух станин —
передней 1 н задней 5, соединенных между собой с воздушным промежут-
ком изоляционными брусьями 2 и 4 и связанных электрически последова-
тельной катушкой электромагнита 11 (рис. IV. 21, в). На нижней плос-
кости станин 1 и 5 размещены ходовые элементы 3, 6 и 8 для направления
головкн токоприемника и перо 7, а на верхней плоскости станины 1 — меха-
низм перевода пера 7. Контактный провод, идущий налево, проходит
сверху стрелки и крепится к ней через изоляцию, а КП, идущий направо,
разрезают и соединяют концевыми зажимами: один — со станиной, другой —
со специальным секционным изолятором 13 крестовины 14. Крестовина
14, устанавливаемая в месте пересечения проводов разной полярности,
представляет собой плиту с ходовыми элементами 9 и центром встречи 10
(рис. IV. 21, г). Со станинами 5 управляемых стрелок крестовина соеди-
няется длинной ходовойЪиной, а с секционными изоляторами - короткой.
Боковые перемещения крестовины предупреждают два специальных рас-
порных изолятора. Перо 7 стрелки постоянно удерживается пружиной 12 в
положении направления головки токоприемника для движения направо,
которое сохраняется при проходе головкой токоприемника стрелки с
выключенными ТЭД. При включенном ТЭД тяговый ток проходит через
сериесную катушку 11 привода пера 7 и переводит его в направление дви-
жения головки токоприемника налево. Перо 7 удерживается в этом поло-
жении до тех пор, пока по катушке 11 проходит тяговый ток, т е. до мо-
мента выхода головкн токоприемника на ходовой элемент 3 и 6 станины 5.
Как только головка токоприемника пройдет воздушный промежуток меж-
ду станинами 1 и 5, катушка 11 электромагнита привода пера 7 обесточи-
вается и под воздействием пружины 12 перо возвращается в исходное
положение. Наименьший ток срабатывания переводного механизма стрелки
регулируют пружиной 12 в пределах 30—90 А в зависимости от тока, пот-
ребляемого цепями освещения, электрического отопления, двигателя ком-
прессора и др. Чтобы исключить ложные переводы стрелок, ток срабаты-
вания стрелки принимают несколько большим суммарного потребления
собственных нужд троллейбуса.
187

в)
ЛВД
повернуто
Рис.ГУ,22. Кривой держатель типа КД 25/45
10
НапроОпиние
движения
Phc.IV.21. Троллейбусные воздушные стрелки и пересечения:
а — сходная стрелка; б — управляемая стрелка СТУ-4 (вид на плиту
3У); в - крестовина (вид на плиту снизу) ; г — электрическая схема
0/7
КП
Кривые держатели. Их применяют на криволинейных участках КС трол-
лейбусов для создания плавной ходовой линии движения головок токо-
приемников без ударов в точках излома. Сборный кривой держатель типа
КД 25/45 (рис. IV. 22) устанавливают на изломах КП от 25 до 45°. Ком-
плект держателя состоит из двух плит 3 для крепления КП марки МФ-85;
двух ходовых шин 1 (бегунков) из круглой стали диаметром 18 мм с кон-
цевыми переходными зажимами 2, обеспечивающими плавный переход с
КП на ходовую шину и обратно; четырех предохранителей 5 от западания
штанги между проводами и ходовой шиной при сходе головки токоприем-
ника; специального планочного изолятора 4, соединяющего плиты 3. Рас-
положенные по оси плит отверстия используют для регулировки закрепле-
188 .

ния ходовой шины в зависимости от углов поворота. При углах изгиба
10—25° используют кривой держатель КД-10/25, а при углах изгиба 6—12°—
кривые держатели КД-6/12 А (для оттяжки) и КД-6/12Б (для попере-
чины), состоящие из спаренных троллейбусных подвесов и распорки. Го-
ловка токоприемника проходит эти держатели угольной вставкой по КП
без перехода на специальные ходовые элементы.
§ IV. 3. Расчет контактных подвесок
Задачи расчета контактных подвесок сводятся к определению расчет-
ных нагрузок элементов КС, выбору марки КП и типа контактной под-
вески для заданных условий движения (включая длину пролета, натяже-
ние и стрелы провеса КП), выбору способов компенсации температурных
колебаний натяжения КП, начального натяжения КП при монтаже КС,
длины анкерных участков, расстояний между температурными винтами,
эластичности контактной подвески и т.д.
Расчетные нагрузки КС определяют с учетом климатической зоны и
районирования по скорости ветра и делят на постоянные (от собственного
веса элементов КС и натяжения КП), временные (связанные с ветром и
гололедом, а также возникающие при монтаже КС) и особые (появляю-
щиеся в аварийных ситуациях — обрыве КП, поломке опор и т.д.). Эле-
менты КС рассчитывают на наихудшее сочетание длительно воздействую-
щих постоянных и временных нагрузок. Особые нагрузки учитывают, как
правило, введением соответствующих коэффициентов запаса. За расчетные
режимы работы КС принимают: режим минимальной температуры, при
к «пором некомпенсированные подвески работают с максимальным натяже-
нием КП; режим максимального ветра, при котором максимальна аэро-
динамическая нагрузка на элементы КС, режим гололеда, при котором на
КН и другие элементы КС, кроме иагрузки от собственного веса, действует
юполнительная нагрузка от веса гололеда; режим максимальной темпера-
туры, при котором некомпенсированные подвески работают с максималь-
ной стрелой прогиба КП. Для условий ГЭТ режимом максимальных нагру-
зок является обычно режим минимальной температуры, поскольку ветро-
вая нагрузка элементов КС сравнительно мала благодаря экранирующему
действию городской застройки, а нагрузка от гололеда — благодаря боль-
шой интенсивности движения и малой продолжительности суточного пере-
рыва движения. Результирующая расчетная нагрузка на КП.
в режимах минимальной и максимальной температуры
'	(IV.8)
в режимах максимального ветра и гололеда соответственно
4=7<?^ + /£макс;	(IV.9)
Q	(IV. 10)
где qПр — 9,8110-9 pS - нагрузка на провод от собственного веса, кН/м;
р — плотность материала провода, кг/м3; S — площадь поперечного сечения
189

Рис.1 V.23. Провес провода в пролете прос-
той подвески при расположении точки
подвеса на одной (а) и разной (б) высотах
1
провода, мм ; ^в.макс = 0,615 X
* Ю-6 Умакс cxd - расчетная
ветровая максимальная нагрузка
на провод, кН/м; УМакс - ма1<~
симальная скорость ветра, м/с
(принимается в соответствии с
картой районирования террито-
рии СССР по скорости ветра в
зависимости от местоположения
города, для которого проводит-
ся расчет КС); сх — аэродина-
мический коэффициент, учиты-
вающий форму поверхности (для
проводов и тросов сх - 1,2); I
d ~ диаметр или высота провода,
мм; qr = 9,81 - 1(Г9 pTb(d +
+ Ь)л — нагрузка на провод
от гололеда, кН/м (рг = 0,9 — ]
плотность гололеда, кг/м3) ; b —
толщина стенки гололеда, мм
(принимается по карте райо-
нирования СССР по голо-
ледообразованию с учетом уменьшения расчетной толщины гололеда на КП
вдвое за счет специфики работы ГЭТ); Рв = 0,615T0“6t>rCx dr - ветровая
нагрузка на провод в режиме гололеда, кН/м; иг — скорость ветра в ре-
жиме гололеда в соответствии с картой районирования СССР ло скорости
ветра; dr — диаметр или высота провода с учетом гололеда, мм.
Если КП считать абсолютно гибкой нитью с равномерно распределенной
нагрузкой q на единицу длины пролета (а не на единицу длины провода,
как в действительности) и методом сечений выделить в пролете АВ простой
подвески отрезок ОМ длиной с/х (рис. IV. 23, а), то из условий статического
равновесия (равенства проекций всех сил на оси х и у) можно найти Rx —
- qx, Нх = Н и tg<p “ dy/dx = qx/H, где Н - горизонтальная составляющая
натяжения КП. Из последнего уравнения
dy -qxdx/H и у = J qx dxjH = qx2 /(2//)-	(IV-1 О
О
Уравнение (IV.11) определяет провесы КП в пролете простой контакт-
ной лодвески в функции х и Н. Максимальная стрела прогиба f = умакс
соответствует х = Z/2, где / — длина пролета:
f = ql2l(SH).	(IV.12)
Максимальное натяжение КП имеет место в точках подвеса, где Ra =
= Rg = ql[2 (при расположении точек подвеса на одной высоте):
+
Угол наклона КП к горизонтали в точках подвеса
(IV.13)
^^макс=^/Яв=^/(2^)=4/7/.
(IV. 14)
190

Длина провода в пролете £ = 2 f \f(dx) 2 + (dy)2 = 2 J \/Г + (dyjdx) 2dx.
Принимая \/l + (Jy/Jx)2'- [ 1 +0,5 (dyjdx)2 ]2 и dy/dx = qxjH, получим
L = 2J [1 + 0,5(^///)2]26x-/ + ^2Z3/(24//2) = / + 8/2/(3/). (IV. 15)
0
При расположении точек подвеса А и В в пролете с разностью высот h
(рис. IV. 23, б) аналогично
£ = F [ 1 + 0,5 (qxjH) 2]2dx = l + q2l3/(24Н2) + h2 / (21) .	(IV. 16)
- а
Ес^и /j, q i, Hi, и t2, q2, H2, L2 - температура, результирующая
нагрузка на провод, его натяжение и длина в режимах соответственно 1 и 2,
то при изменении температуры с 6 до t2 и нагрузки с Hi до Н2 длина про-
вода составит:
при действии температуры
L2 ^Li [1 +а(Г2 - Ml,	(IV.17)
где а - температурный коэффициент линейного расширения металла про-
вода;
при изменении нагрузки
L2 =Li [1 +(Я2 -Hi)l(ES)],	(IV.18)
где Е, S - модуль упругости провода и площадь его сечения;
при одновременном изменении температуры и нагрузки:
I, ={l, [1 + <х(г2 - Г1)1}[1 4(Я,
Приращение длины
ДД =1-2-1, ~1.,	+	-H2)I(ES).	(1V.19)
С другой стороны, до (IV. I 5)
ДА = Д2-Д,=[/ + ?1/3/(24ЯЬ]-1'+«1/3/(24Я?))=П<?2/2/(24Я1)^
-<71/2/(24Я,2)] •	(IV.20)
Принимая £ « I, приравнивая правые части выражений (IV. 19) и
(IV.20) и поделив их на I, иайдем
q22l2l(24Hl)-qIll2/(24Hi)=a(t2-tl) + (Я2 -Я,)/(£3),	(IV.2I)
где q выражено в кН/м; / - вм; Н - в кН; а - в 1/°С; t - в °C; 5 - в мм2 ;
Е - в ГПа.
191

Уравнение (IV.21) , устанавливающее зависимость между натяжениями
КП в пролете в двух сравниваемых режимах нагрузок, называют уравне-
нием состояния провода. Относительно неизвестной Н2 оно является непол-
ным кубическим уравнением, которое решают методом подбора
Я2-Л/Я22=Д	(IV.22)
где A =q22l 2 ES/24; B=Hl - qjfES/(2АН2) —aES(t2 - Н).
Относительно неизвестной t2 прн постоянной нагрузке уравнение
(IV.21) решают, задаваясь значениями Н2 :
Г2	- qll21(24aHl)+ Hi I(aES) + q22l21(24аН%)~Н2/(aES). (IV.23)
Для использования уравнения состояния провода в расчетах необхо-
димо задаться исходным режимом 1, за который принимают обычно режим
= Ямакс. Им в заданных условиях может быть либо режим минималь-
ной температуры, либо режим гололеда, ветра или совместного нх дейст-
вия. Прн пролетах большой длины режимом максимальной нагрузки
Ямакс является обычно режим гололеда, прн пролетах небольшой длины —
режим минимальной температуры. Пролет, при котором максимальное
натяжение Ямакс одинаково как в режиме минимальной температуры, так
и в режиме максимальной добавочной нагрузки (от гололеда, ветра или
их сочетания), называют критическим. Понятие критического пролета
/Кр вводят для выявления исходного расчетного режима Ямакс. Критичес- 1 ,
кий пролет определяют из (IV.21), принимая в нем за режим 1 режим голо-
леда и за режим 2 — режим минимальной температуры: ^2/кр/(24^акс) —
~ fl/мин Iкр/ (2ДНмакс) ~ а(Д ~ Цмин) > откуда
кр — -^макс х/24а (fr - tt мин) / (flг ~ A t мин) ?	0^-24)
гДе ?/мин и fln А/ьнн ~ температуры атмосферного воздуха н удельные
нагрузки на КП в режимах гололеда н минимальной температуры.
Если действительный пролет больше критического, то за исходный
режим необходимо принять режим гололеда, а в противном случае - режим
минимальной температуры.
С использованием уравнения состояния строят зависнмостн натяжения
Н и стрелы прогиба / КП от температуры t — так называемые монтажные
кривые H(t) На основании монтажных кривых решают вопрос о необ-
ходимости сезонной регулировки натяжения КП. Практикой проектирова-
ния и эксплуатации КС установлено, что натяжение медных КП должно
находиться в пределах о - 45 4- 125 (До = 125 - 45 = 80) для простых '
трамвайных подвесок; о = 60 4- 125 (До = 125 - 60 =65) для жестких н
о = 35 4- 130 Н/мм2 (До = 130 — 35 =95 Н/мм2) для эластичных троллей-
бусных подвесок. Натяжения выше максимальных приводят к снижению
запаса прочности КП относительно допустимого, а натяжения ниже мини-
мальных — к резкому ухудшению токосъема.
Интервалу До изменения натяжения соответствует интервал изменения
температур КП: ‘
Д0=Да/(£а).	(IV.25)
192

По (IV.25) для простой трамвайной подвески получаем Д(9 = 36°С,
для жесткой троллейбусной 27°С, для эластичной троллейбусной 49° С.
В большинстве городов СССР годовые колебания температур превышают
интервалы Д0 в два-три раза н достигают 65-80° С. Поэтому для нормаль-
ной работы КС трамвая и троллейбуса необходимо применять либо компен-
сированные подвески с грузовыми компенсаторами, либо сезонную регу-
лировку натяжения. Сезонная регулировка заключается в выборе такого
начального натяжения КП, при котором в течение сезона натяжение КП не
выходит за пределы допустимого. В средней полосе СССР регулировку на-
тяжения трамвайных КП проводят, как правило, два раза, а троллейбус-
ных - четыре раза в год. При двухразовом сезонном регулировании провод
осенью отпускают, а весной подтягивают. Выбирая интервалы температур
для каждого сезона, предусматривают перекрытие наивысших температур
одного сезона наинизшими другого сезона на 15—20°С. При двух- и четы-
рехразовом сезонном регулировании интервал сезонных температур соот-
ветственно
^(^макс _ ^мин +	(IV.26)
^>('макс-'миН + 2'п)М,	(IV .27)
*
ГДО Аиакс и биин “ максимальная и минимальная годовые температуры;
гп - интервал температурного перекрытия.
§ IV. 4. Силовые кабели и линейные кабельные сооружения
Электрическая энергия передается от РП иа ТП и от ТП на КС по под-
земным кабельным и воздушным линиям передачи. В городских условиях
предпочтительнее подземные кабельные линии, так как воздушные загро-
мождают улицы, нарушают их архитектурный вид и по сравнению с под-
земными кабелями чаще повреждаются.
Кабель (рис. IV .24) состоит из токоведущих 5 и контрольных 4 жил,
изоляции 5, герметичной оболочки 2 и защитных покровов 1. В тяговых
сетях постоянного тока применяют одножильные кабели с двумя контроль-
ными жилами (рис. IV. 24. а), в сетях переменного тока — трех- и четырех-
жильные. Токоведущие жилы изготовляют свивкой (для придания жиле
гибкости) из мягкой алюминиевой проволоки AM или медной ММ. Конт-
рольные жилы используют для контроля состояния кабеля и замеров при
определении мест его повреждения. Жилу выполняют из медной проволоки
сечением 1 мм2 с изоляцией из пропитанной бумаги; вместе с изоляцией
контрольная жила имеет диаметр, равный диаметру проволок, нз которых
свиваются токоведущие жилы. Контрольные жилы располагают диамет-
рально противоположно в наружном повиве токовсдущей жилы. Для
уменьшения поперечных размеров жилу после скрутки обжимают валь-
цами. Благодаря этому сечение неуплотненной жилы (рис. IV. 24. б, в)
уменьшается, что дает экономию общей стоимости кабеля примерно 5%
за счет снижения расходов на изоляцию, оболочки и защитные покровы.
193
Н (962

Рис IV.24. Элементы кабеля
а — одаожильный кабель i двумя контрольными жилами; б и в -
селения жил до и после обжатия на вальцах; г, д. е - сечения круг-
лой, сегментной и се к горной жил
Гоковедущие жилы выполняют в сечении круглой (рис. IV 24, г),
сегментной (рис IV 24 д) или секторной (рис. IV. 24. е) формы (в
зависимости о чи. ла жил). жилы изолируют пропитанной кабельной
бумагой, резиной и ы г 'астма ссой. Преимущественно применяют бумаж-
ную изоляцию им ег хорошие изоляционные свойства, теплостойка
и отличается низкой стоимостью, но гигроскопична (впитывает влагу,
которая ;к*зк< снижает изоляционные свойства) и требует влагозашиты
герметичной обо.чо гкой Чтобы различать жилы в трехжильном кабеле, их
обматывают бумажной лептой разных цветов или наносят на ленты через
опреде.генные промежутки цифровые обозначения.
Для удаления в ляг и и воздуха из бумажной изоляции кабели подвер-
гают вакуумной пропитке маслоканифольным составом Кабели, пред-
назначенные дня прокладки на крутонаклонных и вертикальных участках
трассы с разностью уровней более .12-25 м, изготовляют с обедненно-
пропи ганной изоляцией, которую но гучают дополнительной сушкой кабеля
иод вакуумом после обычной пропитки для удаления летучих, или пропит-
кой несгекающим составом, состоящим из церезина, вязкого минераль-
ного масла, канифоли и полиизобутилена.
Герметичные оболочки кабелей изготовляют из свинца, алюминия,
резины или пластмасс; многожильные кабели имеют обычно общую для
всех жил оболочку. Кабели постоянною и переменного тока напряжением
6—10 кВ, используемые в тяговых сетях, имеют алюминиевые или свин-
цовые оболочки; кабели с оболочками из пластмасс применяют лишь в
виде опытных лрокладоц на участках небольшой протяженности. Оболочки
из свинца марки СЗ влагонепроницаемы, пластичны и обеспечивают лег-
кость пайки, но отличаются высокой стоимостью, составляющей 40-50%
стоимости кабеля, имеют большую массу, малоустойчивы против вибрации,
электрохимической и почвенной коррозии, теплового воздействия. Алю-
миниевые оболочки имеют меньшую массу, и в 2-2,5 раза большую проч-
ность, повышенную устойчивость к вибрациям. но более жестки и имеют
194

слабую устойчивость против коррозии Иля предупреждения коррозии
их покрывают лентой из полихлорвинилового пластиката
Поверх свинцовой или алюминиевой оболочек накладывают защитные
покровы для предохранения оболочки от химической коррозии, механичес-
ких повреждений и коррозии блуждающими токами. Обычный защитный
покров оболочки — несколько слоев битума и лент пропитанной кабель-
ной бумаги, на которые накладывают броню из стальных лент (для кабе-
лей, не подвергающихся растягивающим усилиям) или оцинкованной
стальной круглой проволоки (для кабелей, прокладываемых на крутона-
клонных или вертикальных участках и в других местах, где возникают
значительные растягивающие усилия). Для защиты от коррозии броню
покрывают битумом, пропитанной кабельной пряжей и для предохранения
от слипания — меловым составом.
При сооружении кабельных линий отдельные куски кабеля соединяют
между собой соединительными муфтами, которые по всем показателям
(электрической и механической прочности соединения, герметичности,
теплопроводности и сроку службы) должны быть равнопрочны самому
кабелю. В тяговых сетях применяют свинцовые, эпоксидные и чугунные
муфты. Свинцовая муфта (рис. IV. 25 а) представляет собой свинцовую
трубу 7, в которой после соответствующей изоляции соединяют токоведу-
щие жилы. На место соединения токоведущих жил накладывают изоляцию
из пропитанной кабельной бумажной ленты, внутренность муфты заполня-
ют масляно-канифольной массой 2 марки МК-45, а концы припаивают к
оболочкам соединяемых кусков кабеля, обеспечивая тем самым необходи-
мую герметичность соединения. Для защиты от механических повреждений
муфту заключают в чугунный кожух 3. Эпоксидную муфту (рис. IV. 25, 6)
получают в местах соединения токоведуших жил 4 и 7 заливкой эпоксид-
ным компаундом 5 в эпоксидном корпусе 6 заводского изготовления или
стальном корпусе из листовой стали, изготовленном на месте. Во время
полимеризации, продолжающейся от нескольких часов до нескольких су-
ток (в зависимости от температуры окружающего воздуха), компаунд
затвердевает, образуя монолитную массу, надежно изолирующую токоведу-
щие жилы и герметично закрывающую концы кабеля. Муфта является
одновременно и стопорной, поскольку препятствует перетеканию пропи-
точной массы из одного конца кабеля в другой. Основной недостаток эпок-
сидных муфт — длительность процесса полимеризации, увеличивающая
срок включения кабельной линии после ремонта или монтажа.
Чугунные соединительные муфты выполняют в виде диух корытообраз-
ных полукожухов, соединяемых болтами на уплотняющей прокладке из
шнуровой резины или пенькового канатика, пропитанного битумом. Внут-
ренность муфты заполняют битумной массой марки МБ-70 или МБ-90.
По изолирующим качествам и герметичности соединения эти муфты значи-
тельно уступают свинцовым и эпоксидным и применяются поэтому лишь
для соединения проводов с кабелем в пунктах присоединения к рельсам.
Концы кабельных линий оформляют кабельными наконечниками для
присоединения кабелей к оборудованию (распределительному щитку или
линейному оборудованию) и концевыми заделками для герметизации
от влаги и атмосферного воздуха. Концевые заделки кабелей переменного
195

W fk 15
196

тока на напряжение до 10 кВ выполняют из шоксидных компаундов
(рис. IV. 26, а) или в стальных воронках с заливкой битумной массой
МБ-70 или МБ-90 (рис. IV. 26. б). Значительно надежнее, но требуют боль-
шого времени полимеризации эпоксидные концевые заделки. Битумные
концевые заделки в стальных вороиках требуют значительно меиьшего
времени на затвердевание заливочной массы, но менее надежны по причине
образования трещин в битумной массе при низких температурах и вытека-
ния ее из воронок вследствие нагрева жил при перегрузках.
Кабельные линии, питающие тяювую сеть, заканчиваются положитель-
ными и отрицательными питающими пунктами. Переходные устройства в
местах присоединения кабелей к КС называют кабельными выводами. Их
монтируют на стенах зданий в настенных коробах или на опорах КС. При
монтаже на опоре кабель, как правило, вводят внутрь опоры, что позволяет
сохранить ее внешний вид, являющийся элементом архитектурного офор-
мления улиц, и предохранить кабель от механических повреждений. При-
меняют три способа устройства кабельных выводов:
1.	Конец кабеля с напаянным наконечником обрабатывают способом
сухой заделки и крепят хомутами к опоре; на кабельный наконечник
надевают питающий провод, подсоединяемый питающим зажимом к питаю-
щей поперечине или непосредственно к контактному проводу. Наконечники
кабеля и питающего провода закрывают пластмассовым кожухом; при
подвеске КС на кронштейнах питающий провод прокладывают внутри
трубы кронштейна со спуском к КП.
2.	Кабель вводят в отверстие опоры, расположенное ниже уровня
грунта, и стыкуют с гибким питающим проводом на уровне смотрового
Рис.1\'.27. Присоединения кабелей к контактной (а) и рельсо-
вой (б) сетям
197

отверстия опоры. Выходящий через верхнее отверстие опоры конец питаю-
щего провода крепят специальным зажимом и подают либо к питающему
проводу поперечины, либо к контактному проводу.
3.	Кабель 1 вводят в настенный короб 2 (рис. IV. 27, а), где к нему
подсоединяют гибкий провод 5. Последний прокладывают в грунте и вво-
дят в нижнее отверстие опоры и далее через верхнее отверстие выводят
из нее. крепят специальным зажимом и затем подсоединяют питающим за-
жимом 4 либо к питающему проводу .5 поперечины и от нее через гибкие
дужки 7 к контактному проводу 6, либо через кронштейны опор (при
подвеске КС на кронштейнах) - непосредственно к КП. При монтаже на
металлических опорах кабель может получить поджоги на броне и герме-
тичной оболочке при случайном замыкании на опору проводов, находя-
щихся под напряжением Для предупреждения таких повреждений броню
и герметичную оболочку кабеля заземляют на опору медным проводником
либо изолируют от опоры деревянными клицами и защищают внизу дере-
вянным кожухом. Контрольные жилы соединяют в петлю, замыкающую
цепь кабельного сигнализатора ТП.
Pkc.IV 28. Настенный кабельный короб (а) и кабельный переклю-
чательный шкаф (<5)
198

Кабели отрицательных ии тающих линий трамвая	в настенные
короба или другие разъемные устройства- рас по. к • иные не далее 30 м
от места присоединения к рельсам и позволяющие отключить кабель от
рельсов при его неисправности или для профилактических испытаний и
измерений сопротивления сварных сое пикет, и й с р< ьслми От кодящий от
настенного .короба 1 кабель 2 стыкуют с соедините тьным куском кабеля
4 в чугунном муфю 3 (рис. 1\ 2-, б). После выхода иэ муфты 3 соедини-
тельный кабель 4 оголяют, расплетают на четыре прели и припаивают к
ним медные голые жилы со стальными наколе чинками Медные жилы,
приваривают но две к каждому рельсу на расстоянии 0,2 м одна от другой.
Настенный короб представляв! собой сварной из листовой стали ящик
с поднимающейся крышкой, внутри которого на фарфоровых изоляторах
крепят две, три или четыре вертикально установленные шины, к которым
подсоединяют кабели. По количеству шин для присоединения кабелей
короба обозначают НК-2, НК-3 или НК-4 С помощью съемных шин с бол-
товым креплением в коробе можно выполнять различные переключения:
в НК-2 отделять кабель от его вывода, в НК-3 разветвить кабель на два
вывода, в НК-4 переключать кабель на резервный и др. В кабельных пере-
ключательных шкафах (рис. IV 28, а, б) для коммутационных переключе-
ний кабелей используют съемные шины и разъединители, в некоторых кон-
струкциях предусматривают размещение кабелей разной полярности, что
позволяет при соответствующем переключении на ТП использовать кабели
отрицательной полярное!и в качестве резерва шпя кабелей положительной
полярности. Кабели 7, оконцованные заделками и кабельными наконеч-
никами, устанавливают в кожухе 4 шкафа на скобах и подсоединяют ка-
бельными наконечниками на съемные шины 2 или разъединители на изоля-
торах 3.
Г Л А В А V. ТЯГОВЫЕ ПОД(ЛАНЦИИ ГЭТ
§ V. 1. Схемы и конструкции тяговых подстанций
Тяговые подстанции ГЭТ имеют разнообразные электрические схемы,
оборудование, различаются по назначению (трамвайные, троллейбусные,
трамвайно-троллейбусные, метрополитена), типам преобразовательных
агрегатов (неуправляемые, управляемые), числу агрегатов (одно-, двух-
и мнот ©агрегатные), способам резервирования (с резервированием агре-
татами и по мощности), способам управления (ручное управление, полу-
автоматические, автоматические и ав т отелеуправляемые), принципам
электроснабжения (централизованное или децентрализованное) и конст-
руктивному исполнению (стационарные и передвижные, закрытые и полу-
открытые, одноэтажные и мнотоэтажные, наземные и подземные, отдельно
стоящие и встроенные в здания другого назначения). Наиболее распростра-
ненные типы ТП трамвая и троллейбуса для децентрализованного электро-
снабжения одно и дв) хагрегаэные наземные автоюлеуправляемые, для
централизованно! о электроснабжения — треха! регатные.
199

На рис. V. 1 показана структурная схема современной трехагрегатной
трамвайно-троллейбусной автоте неуправляемой ТП, имеющей восемь
положительных S-и восемь отрицательных 7 питающих линий- Вводы а и 0
ТП обеспечены максимальной токовой защитой 3, земляной 1 и защитой
от понижения напряжения 9, системой автоматического включения резерва
(АВР) и приборами 2 для измерения и учета электроэнергии. Распредели-
тельное устройство (РУ) на 10 кВ имеет секционированную систему шин,
связанную разъединителями РВФ-10/600. Тяговые преобразовательные
агрегаты (ТПА) состоят из силовых трансформаторов ТрПА типа
ТМПУ-2000/10 (мощностью 1385 кВ А, напряжением 10/0,565 кВ) и двух
выпрямительных агрегатов ВА типа БВКЛЕ-10-1000/600Н 1200 кВт. Рас-
пределительное устройство на 600 В состоит из основной и запасной поло-
жительных шин и отрицательной шины, к которым присоединены положи-
тельные 8 и отрицательные 7 питающие линии. Защиту положительных
питающих линий осуществляют выключатели ВАТ-43, защиту выпрями-
8	7
Phc.V.1. Электрическая схема трехагрегатной трамвайно-троллейбусной автотелеуп-
рав л яем ой тяговой подстанции
200

телей от токов обратного направления - катодные быстродействующие
выключатели ВАБ-43. На питающих линиях установлены кабельные сигна-
лизаторы, система автоматического повторного включения АПВУ испыта-
тель коротких замыканийИКЗ и интегральная токовременная защита ИТВЗ.
Потребители 4 собственных нужд ТП (освещение 5, отопление 6, электро-
механические приводы коммутационных аппаратов и др.) питаются от двух
трансформаторов собственных нужд TCHI и ТСН2 типа l'M-25/Ю мощ-
ностью 25 кВ А, один нз которых подсоединен непосредственно к вводу
10 кВ.
Одноагрегатная ТП (рис. V.2) имеет один ввод 6-10 кВ с разъедини-
телем РВЗ-Ю/600 и земляной защитой /, несекционированную систему шин
РУ напряжением 6-10 кВ, ТПА с трансформатором ТрПА типа
Phc.V.2. Электрическая структурная схема о дно агрегатной автотелеуправлясмой
трамвайной тяговой подстанции 4	201

ТМПУ-2000/10У2 (1385 кВА) и двумя выпрямительными агрегатами ЯЛ
типа ЬВКЛЕ-1000/600Н без катодной зашиты, РУ 600 В с положительной
и отрицательной шинами 600 В и подсоединенными к ним двумя положи-
тельными 9 и двумя отрицательными 8 питающими линиями. Ввод ТП
оборудован защитой 2 от понижения напряжения, а ГПА — максимальной
токовой защитой МТЗ, работающей на отключение высоковольтного вык-
лючателя ВМГ От 1рансформагоров тока ТТ получают питание МТЗ и при-
боры 3 для измерения и учета электрической энергии. В РУ 600 В имеется
устройство 7 контроля изоляции, кабельные ситнализагоры, АПВ, ИКЗ,
ИТВЗ. Тяговая подстанция рассчитана на работу в системе децентрализован-
ною электроснабжения с резервированием по мощности и оборудована
поэтому помимо линейных выключателей ЛВ также секционным выключа-
телем СВ. Потребители 4, 5 и 6 собственных нужд ТП питаются от ТСН
типа ТМ-25/600 и городского резервного ввода ГВ на 220 В мощностью
10 к В-А.
Основные схемы’вводов 6-10 кВ переменного тока действующих ТП
трамвая и троллейбуса показаны на рис. V.3. Простейший вид присоедине-
ния ТП -- питание по схеме ’’линия - агрегат” (рис. V. 3, а). В этом случае
линия присоединяется непосредственно к преобразовательному агрегату, а
защита его установлена на PIT энергосистемы и работает на высоковольтный
выключатель ВВ. При наличии двух вводов линии присоединяют к сборным
шинам РУ напряжением 6- 10 кВ через шинные разъединители 4 (рис V. 3,6),
что позволяет питать ТП но одному из вводов, а другой держать в резерве
под "охранным” напряжением, гарантирующим исправность резервного
ввода. Так как включать и выключать линию под нагрузкой разъедините-
лями нельзя, нат рузку с шин снимают отключением выключателей агрега-
Рис V.3. Основные схемы вводов напряжением 6-1 0 кВ тяговых подстан-
ций ГЭТ:
а — ввод витания по схеме ’’агрегат - линия”; б - упрощенный ввод без
выключателей; в - ввод с выключателем и присоединением трансфор.мато-
ра напряжения к шинам; г - то же, с присоединением трансформатора на-
пряжения к вводу; д - ввод с применением КРУ
202

юв. Переход с одной питающей линии 6- 10 кВ на другую осуществляют на
РП энергосистемы по запросу с ТП. На вводах ТП ставят выключатели 3
и трансформаторы тока 2, огражденные разъедини гелями: линейным / и
шинным 4. Трансформатор напряжения 7 присоединяют к шинам через
предохранитель 6 я разъединитель 5 (рис. \ 3, в) или к вводу (рис. V. 3, г),
fa автотелсуправлясмыхТП предпочитаю! схему, показанную на рис. V-3, г.
Она несколько сложнее, но в этом случае напряжение резервного ввода
южно контролировать с диспетчерского пункта.
В соответствии с требованиями ПУЭ все вводы 6—10 кВ должны иметь
линейные разъединители с заземляющими ножами или специальные зазем-
ляющие разъединители 8. Заземляющие ножи предназначены для облегче-
ния заземления линии при ее ремонте или ревизии для исключения несчаст-
ных случаев и аварий в результате ошибочного включения под напряжение.
В воздушных линиях заземление предохраняет персонал от действия ем-
костных зарядов и грозовых разрядов. В кабельных линиях заземление
необходимо для определения мест повреждения, когда требуется закора-
чивать все фазы. При отсутствии разъединителей с заземляющими ножами
на вводах, при ревизиях и ремонтах приходился ставить переносные зазем-
ления.
На современных III широко используют комплектные распределитель-
ные устройства — КРУ и КСО. В КРУ разъединители заменены разъемными
штепсельными соединениями 9 (рис. V. 3. г)). Большинство КРУ имеет
заземляющие разъединители 8, механически сблокированные с выключате-
(ем. Блокировку с положением выключателей имеют и основные линейные
разъединители вводов. Эти блокировки необходимы для исключения не-
правильных действий персонала, которые мотут привести к тяжелым пос-
ледствиям.
Сборные шины РУ напряжением 6-10 кВ действующих ТП классифи-
цируют на простые (нссекционированные), секционированные и двойные.
Несекнионированные шины (рис. V. 4. а) дешевы и удобны в эксплуата-
ции. Отсутствие аппаратов в цепи шин сокращает вероятность неправиль-
ного действия персонала. Основной недостаток этих шин - необходимость
полного отключения ТП при ремонтах на шинах и полного прекращения
питания тяговой нагрузки Кри к.з. на шинах. Поэтому нссекционированные
V	V )С<
Рис.У.4. Схемы сборных шин РУ 6-10 кВ тяговых подстанций ГЭ1.
1,2. 3 - присоединения выпрямительных и pci атов; О, (3 -высоковольтные
вводы	1	203

шины применяют только в тех случах, когда ТП легко может быть пол-1
ностью разгружена по постоянному току.
Секционирование сборных шин уменьшает простои оборудования ТП
при авариях на шинах, обеспечивает поочередный ремонт оборудования
без отключения ТП и раздельную работу вводов. При двухсекционной
схеме сборных шин (рис. V. 4, б) к каждой секции подключают один ввод,
а агрегаты и другие потребители распределяют между секциями поровну.
Для улучшения условий безопасности секции шин размещают иногда в
отдельных помещениях и соединяют через проходной изолятор ПИ
(рис. V. 4, в). Между секциями ставят либо секционные разъединители
СР, либо секционные выключатели СВ, огражденные разъединителями СР
(рис. V. 4, г). Установка СВ повышает оперативность переключений, обес-
печивает возможность отключения поврежденной секции с диспетчерского
пункта и повышает надежность электроснабжения, ограничивая аварии
одной секцией. На многоагрегатных ТП, имеющих три агрегата и более,
для повышения оперативности переключений и надежности работы приме-
няют трехсекционные сборные шины (рис. V. 4, д), питающие присоеди-
нения 1, 2 и 3.
Характерная особенность одиночных сборных шин — это неизбежное
снижение мощности ТП при авариях на шинах и выводе отдельных секций
в ремонт. Если снижение мощности недопустимо, то применяют двойные
сборные шины (рис. V. 4, е): рабочие Р и запасные 3, расположенные от-
дельно друг от друга. Вводы а, /3 и потребители 1, 2 присоединяют кРи
3 шинам через выключатели и развилки с разъединителями. Нормально
одна система шин находится в работе, а другая в резерве (без напряжения).
Шиносоединительный выключатель ШСВ ограждается разъединителями и
обеспечивается защитой. Двойные сборные шины применяют на ТП, сни-
жение мощности которых угрожает надежности электроснабжения, в
частности на ТП метрополитенов. Они обеспечивают возможность поочеред-
ного ремонта систем шин без отключения агрегатов, ремонта любого шин-
ного разъединителя (с отключением агрегата или ввода), ремонта любого
выключателя, временной замены любого выключателя шиносоединитель-
ным.
Схемы РУ 600 В выпрямленного тока, как и РУ 6—10 кВ переменного
тока, определяются мощностью (числом агрегатов) ТП и требованиями
надежности электроснабжения. При децентрализованной системе электро-
снабжения ТП устанавливают непосредственно у секционных изоляторов
КС и от щин постоянного тока ТП отходят только две короткие положи-
тельные питающие линии, подсоединяемые к КП непосредственно у СИ.
Схема РУ 600 В одиоагератной ТП децентрализованного электроснабжения
включает (рис. V. 5, а) положительную шину 11 (+600 В) и отрицательную
шину 3 с присоединениями двух положительных 6 и двух отрицательных 5
питающих линий. Положительные питающие линии подключают к КС в
питающих пунктах по обе стороны СИ, отрицательные — к рельсовой сети
PC в пунктах отсасывания. Коммутационной аппаратурой положительных
питающих линий 6 служат автоматические быстродействующие выключа-
тели (ВАБ) 9, огражденные разъединителями Юн 7; отрицательные питаю-
щие линии 5 оборудуют разъединителями 4. Одноагрегатные ТП децентра-
204

Рис.У.5. Схемы РУ 600 В тяговых подстанций ГЭТ
лизованной системы электроснабжения не имеют резервного оборудования
и в 'аварийных или вынужденных режимах полностью разгружаются за
счет резервирования избыточной мощностью соседних ТП. Для обеспечения
режима параллельной работы смежных ТП устанавливают секционный
выключатель 8, который включают при выходе ТП из строя. Поскольку при
этом СВ оказывается на токоразделе между двумя смежными ТП, его уста-
вку на срабатывание устанавливают значительно меньшей, чем у линей-
ных выключателей ВАБ, что обеспечивает защиту тяговой сети от малых
токов к.з. Выпрямительный агрегат 2 подключают к положителййой шине
II разъединителем, а отрицательную — наглухо к нулевой точке трансфор-
матора 1 преобразовательного агрегата.
Одио-двухагрегатные ТП небольшой мощности (до 1200—2000 кВт),
имеющие три-четыре положительные линии (рис. V. 5, б), требуют резерви-
рования выключателей положительных линий. Простейший вид резерви-
рования — использование обходного управляемого разъединителя 13 между
смежными положительными линиями. При отказе или выводе в ремонт
любого выключателя связанную с ним положительную линию подключают
через обходной управляемый разъединитель 13 к ВАБ смежной положитель-
ной линии. Токовая нагрузка ВАБ этой линии возрастает и поэтому для
устранения частых отключений уставку его увеличивают. Отрицатель-
ную шину ТП соединяют с нулевым выводом обмотки трансформатора 1
через разъединитель 14, необходимый по условиям техники безопасности,
так как даже на трамвайных ТП за счет падения напряжения в отрицатель-
ных кабелях отрицательная шина по отношению к земле может иметь по-
тенциал до 40 В. От отрицательной шины ГП отходят отрицательные кабель-
ные линии, подключенные к шине через разъединители 4. Если ТП питает
тяговую сеть трамвая с отрицательными кабелями различной длины или
различного сечения, то для выравнивания нагрузки между ними и уменьше-
ния блуждающих токов в цепь кабелей с меньшим сопротивлением вклю-
чают резисторы R. Сопротивления отрицательных линий регулируют по
205

показаниям вольтметров или счетчиков вольт-часов, подключенных через
контрольные жилы к точкам присоединения кабелей к рельсам. На трол-
лейбусных ГП отрицательную шину подключают через разъединитель к
контуру заземления ТП Нормально при рабою ТП этот разъединитель
отключен и отрицательная шина изолирована от земли, се заземляют лишь
при производстве па ней работ. Выпрямительные агрегаты 2 подключают
к положительной шине / / через катодные выключатели /2, исключающие
при к.з. в выпрямителе подпитку точки к.з. другими выпрямительными
агрегатами через положительную шину.
На многоагрегатных 111 РУ 600 В выполняют сдвум'я системами поло-
жительных шин: главной //и запасной 75 (рис. V. 5, в). Все линейные
выключатели 9 (на рисунке показано только одно подсоединение) резер-
вированы одним запасным выключателем 16. При ремонте дли ревизии
любого линейного выключателя (ЛВ) положительную линию, подключен-
ную к нему, присоединяют управляемым разъединителем 13 к запасной
шине 15, а запасную шину - через запасной выключатель 76 к главной шине
7 7. При числе положительных питающих линий на ТП более десяти устанав-
ливают два запасных выключателя, а положительную запасную шину сек-
ционируют.
Основные элементы системы собственных нужд (СН) переменного
тока ТП — трансформаторы собственных нужд ТСН, запасной городской
ввод низкого напряжения ГВ и сборные шины на 380/220 или 220/127 В
(рис. \ .6). Для контроля потребляемого тока и расхода электрической
энергии на ТСН и ГВ ставят амперметры А н счетчики Сч. На одноагрегат-
ных тяговых подстанциях ТСН может быть подключен ко вторичной об-
мотке силового трансформатора ТрПА преобразовательного агрегата ВА
по схеме, показанной на рис. V. 6. а. В этом случае при работе агрегата
шины СН питаются от ТСН, а при отключении агрегата - от городского
ввода ГВ через рубильник Р и кварцевые предохранители ПК. Переключе-
ние с одного источника на другой производят вручную либо автоматически
206

контакторами Ki и К2. При этой схеме питания СН не требуется специаль-
ная ячейка в РУ напряжением 6—10 кВ, но она не получила применения,
так как вследствие сравнительно частых переключений питания СН не
обеспечивает высокой надежности работы автоматических и телемеханичес-
ких устройств ТП. Обычно СН присоединяют к сборным шинам РУ напря-
жением 6(10) кВ переменного тока через разъединитель Р и кварцевые
предохранители ПК по схеме, показанной на рнс. V. 6, б, причем переключе-
ние питания СН с ТСН на ГВ осуществляется контакторами К1 и К2 авто-
матически. На мощных ГП для повышения надежности питания СН исполь-
зуют обычно два ТСН (рис. V. 6, в). Со стороны шин 6-10 кВ оба ТСН
находятся под напряжением, однако на шины СН включен лишь один из
них, а другой находится под охранным напряжением и включается контак-
тором К2 лишь в том случае, когда исчезает напряжение на первом; при
отсутствии напряжения на втором ТСН контактором КЗ включается ГВ и
одновременно размыкающимся контактом контактора КЗ отключается
первая секция I шин СН (чтобы снизить нагрузку на ГВ). Так как при
этом ГВ питает только часть нагрузки СН, на вторую секцию II шин под-
ключают такие потребители, перерыв в электроснабжении которых недо-
пустим даже при отключенных arpeiarax (устройства телемеханики, осве-
щение, сигнализация и др.).
Применение двух ТСН позволяет значительно сократить требующуюся
мощность резервного ГВ, что облшчае! присоединение его к городским
трансформаторным подстанциям и часто сокращает строительные затраты
на ТП. Если первичное питание ТП осуществляется по двум кабелям,
идущим от разных РП. то весьма целесообразно включить второй ТСН на
резервный ввод до масляного выключателя МВ (рис. V. 6, ?), так^как при
такой схеме ГВ вообще не нужен. Шины СН переключают с рабочего транс-
форматора ТрПА на резервный и ГВ с использованием унифицированных
станций автоматическою аварийного переключения, выпускаемых отечест-
венной промышленностью.
Компоновка ТП определяется: технико-экономической целесообраз-
ностью размещения оборудования с учетом типа (с постоянным или без
постоянного обслуживающего персонала), требованиями техники безопас-
ности, пожарной безопасности и промсанитарии, минимума необходимых
кабельных и шинных коммуникаций, удобства обслуживания и т.д. На
современных одноагрегатных ТП конструкции Мосгортрансниипроекта
все оборудование размещено в одном общем помещении и только ТрПА
вынесен с целью пожарной безопасности (при масляном охлаждении) в
отдельную камеру 7 (рис. V. 7, а). Распределительное устройство напряже-
нием 10 кВ, расположенное в семи ячейках, позволяет присоединять ТП к
энергосистеме по схеме "линия - шина'1 или по радиальной схеме; ТП не
имеет резервного оборудования и при необходимости полностью разгру-
жается но КС. Распределительное устройство напряжением 600 В постоян-
ного тока 8 состоит из двух линейных выключателей и одного секционного.
Кремниевые выпрямительные агрегаты 6 расположены в непосредственной
близости к ТрПА, что уменьшает длину требующихся между ними комму-
никаций. Щит управления агрегатом 4, щит 3 СН и шкаф телеуправления 2
размещены свободно с обеспечением хорошего доступа, шкафы 5 отрица-
207

Phc.V.7. Компоновка оборудования одноагрегатной авто теле-
управляемой ТП (а) и двухагрегатной ТП (6)
тельной шины - в углу помещения. При работе ТП в режиме автоуправле-
ния без телемеханики снаружи у входа в ТП устанавливают закрытый щи-
ток управления основными коммутационными аппаратами; при необходи-
мости производства работ на КС со снятием напряжения бригада службы
КС специальным ключом открывает щиток и выключает ТП.
Двухагрегатная ТП по схеме первичной коммутации аналогична двум
одноагрегатным. Двухагрегатные ТП устанавливают обычно для питания
двух пересекающихся или идущих на каком-то расстоянии рядом маршру-
тов трамвая или троллейбуса. Каждый агрегат такой ТП полностью разгру-
жается соседними ТП по КС, причем при необходимости его нагрузку
можно передать на второй агрегат этой же ТП. Силовые трансформаторы
ТрПА» двухагрегатных ТП устанавливают в ячейках 5 (рис. V. 7, б), крем-
ниевые выпрямительные агрегаты (ВА) 6 — в отдельном помещении в не-
посредственной близости к ТрПА, отрицательную шину 7 - у стены этого
же помещения, шкаф телеуправления 8 — в помещении выпрямительных
агрегатов. Распределительные устройства 7 на 10 кВ и 2 на 600 В выносят
в отдельное помещение, где устанавливают также щит управления агрега-
тами 3 и.щит 4 СП.
Pnc.V.8. Компоновка оборудования много агрегатной автотел еупр являемой
ТП в двухэтажном исполнении:
I — первый этаж; II — второй этаж
208

Многоагрегатная (трехагрегатная) двухэтажная ТП конструкции Мос-
гортрансниипроекта (рис. V.8) существенно отличается от одноагрегатной
как схемой первичной коммутации, так и конструктивным исполнением.
Предназначенная для электроснабжения крупных транспортных узлов и
магистралей, она имеет развитое РУ выпрямленного тока на 600 В, состоя-
щее из нескольких линейных и одного запасного выключателей. Конструк-
ция РУ 6-10 кВ предусматривает присоединение не менее двух вводов от
питающих РП. На первом этаже I здания ТП размещают РУ 2 на 6-10 кВ
и 1 на 600 В, трансформаторные камеры 3 ТрПА и отрицательную шину 4,
на втором 77— кремниевые выпрямители 8, щиты управления ими и щит
собственных нужд 77, шкаф телемеханики 6. Щиты управления 7 крем-
ниевыми ВА устанавливают в непосредственной близости от выпрямителей
8. Здесь же размещают служебное помещение 9 для обслуживающего
персонала с санузлом 10. Между этажами имеется лестничная клетка 5.
Конструктивное исполнение ТП позволяет при проектировании легко
менять число агрегатов ТП в зависимости от необходимой мощности изме-
нением длины здания; обеспечивает сокращение размеров ТП в плане, что
очень важно при размещении ее в стесненных городских условиях; сокра-
щает внутристанционные кабельные коммуникации; дозволяет выполнить
трансформаторные камеры 3 высокими для обеспечения возможности
ремонта ТрПА на месте с выемкой сердечника внутри камеры. В одноэтаж-
ной многоагрегатной ТП конструкции Гилрокоммундортранса РУ на
6—10 кВ и 600 В размещены в разных помещениях, что удобнее с целью
обеспечения техники безопасности; шкафы управления РУ и преобразова-
тельных агрегатов установлены совместно, что также удобно, хотя и увели-
чивает длину коммуникаций; отрицательная шина вынесена в отдельное
помещение. Недостатком такой конструкции можно считать завышенную
против двухэтажного варианта площадь ТП в плане (268,2 м2 против
174,9 м2 или в 1,54 раза) и необходимость выкатки ТрПА из камер при
ревизиях'с выемкой сердечника.
Для питания новых линий трамвая и троллейбуса, когда строительство
стационарных ТП задерживается, в энергохозяйствах большинства городов,
6)
РисА.9; Плак и разрез платформы с трансформатором (с) и с распределительным
устройством постоянного тока (б)
I1 1962

кроме стационарных, применяют передвижные ТП, что
позволяет в ряде случаев значительно сократить сроки
сооружения новых линии ГЭТ и улучшить условия тран-
спортного обслуживания городского населения. Перед-
вижная ТП с. трайлерной платформой состоит из двух
отсеков: отсека ПА и ТСН (рис. V. 9, а) и отсека выпря-
мительных агрегатов ВА с щитами управления (рис. V.
9, б). В первом размешены кабельные воронки 7 на 6 —
10 кВ, выключатель 3 типа ВМГ-10, ТрПА 4, ТСН 2, тран-
сформаторы напряжения 5 и тока 6, помещение обслу-
живающего персонала 7; во втором отсеке размешены
два ВА 8 типа БВКЛЕ-1000, линейные выключатели 9
типа ВАТ-43, два шита 12 управления выпрямителями,
шкаф 13 собственных нужд, анодные кабели 10 с коро-
бом 11. Однако опыт эксплуатации показал, что питание
РисЛ.Ю. Сбор- НовЬ1х линий трамвая и троллейбуса более целесооб-
но-комплект-	г	г
пая трехблоч- разно организовывать не передвижными ill, а времен-
ная ТП	ными сборно-комплектными, состоящими из нескольких
транспортабельных блоков. Такие ТП дешевле передвиж-
ных и удобнее в эксплуатации, так как их компо-
новка не ограничивается габаритными размерами -экипажей передвижных
ТП. В трехблочной сборно-комплектной ТП (рис. V.10) в первом блоке
размещены РУ 1 на 6—10 кВ, собственные нужды 2 и санузел 5; во вто-
ром — выпрямитель 6, щит управления 5 и РУ 4 на 600 В; в третьем —
ТрПА 7, отрицательная шина 8 и шкафы 9 от перенапряжений.
Элементная база коммугационной аппаратуры и аппаратуры управле-
ния и защиты действующих ТП - в основном электромеханическая кон-
тактно-релейная. Электромеханические аппараты отличаются большими
габаритными размерами, низкой надежностью, сложностью монтажа и
эксплуатационного обслуживания, большим электропотреблением и срав-
нительно небольшим быстродействием, нуждаются в частом эксплуатацион-
ном обслуживании. Внедрение полупроводниковой силовой техники и
микроэлектронной элементной базы систем защиты и управления позволяет
избавиться от этих недостатков. Структурная схема действующих одноагре-
гатных ТП трамвая и троллейбуса с неуправляемыми выпрямительными
агрегатами ВА показана на рис. V. 11, а. Ее ТПА состоит из ТрПА типа
ТМПУ-2000/10У с масляным охлаждением и двух неуправляемых выпрями-
тельных агрегатов В А типа АДЕ-1000/600, включенных параллельно. За-
щиту ТПА осуществляет масляный выключатель ВМГ типа ВМГ-10 с приво-
дом ПЭ-11, на который работают максимальная токовая защита МТЗ и
токовременная защита ТВЗ, а подключение ввода к шинам РУ 6-10 кВ -
разъединители Р (для заземления кабеля ввода используется заземляющий
разъединитель РЗ). ВМГ огражден разъединителями Р, создающими види-
мый разрыв токовых цепей, ТПА — разъединителями Р и РЗ. Защиту питаю-
щих линий осуществляют быстродействующие электромеханические линей-
ные выключатели ЛВ1 и ЛВ2, огражденные разъединителями Р; между
питающими линиями установлен секционный выключатель СВ, огражден-
ный разъединителями Р. Присоединение питающих линий оборудовано
210

Рис-V.l 1. Структурные схемы одноагрегатных ТП трамвая и троллейбуса:
а - с неуправляемыми выпрямительными агрегатами; б - с управляемыми выпрями-
тельными агрегатами; в — с тиристорным быстродействующим выключателем
устройствами автоматического повторного включения АПВ, испытателем
коротких замыканий ИКЗ и интегральной токовременной защитой ИТВЗ.
Отрицательная шина подключена к нулевой точке трансформатора ТрПА
через разъединитель Р и к земле через РЗ. Трансформатор собственных
нужд ТСН подключен к шинам РУ 6-10 кВ через разъединитель Р и квар-
цевые предохранители ПК, а шины собственных нужд ШСН— к ТСН через
разъединитель Р; нулевая точка трансформатора ТСН связана с землей
разрядником ВР. Недостатки этой ТП — наличие электромеханической
коммутационной аппаратуры МВ, ЛВ, СВ, релейно-контактной аппаратуры
защит МТЗ и ТВЗ, пожароопасность и шумность работы ТрПА с масляным
заполнением, исключающие возможность встраивания ТП в жилые и обще-
ственные здания. Для повышения надежности и монтажепрнгодности
(облегчения монтажа) в настоящее время заменяют неуправляемые крем-
ниевые полупроводниковые выпрямители управляемыми; силовую кон-
21]

тактную коммутационную аппаратуру на тиристорную бесконтактную;
ТрПА с масляным заполнением на сухие; контактно-релейную элементную
базу устройств защиты и управления на микроэлектронную. Установка на
ТП управляемых тиристорных ВА типа АТЕ с системой управления СУ
вместо агрегатов АДЕ (диодных) позволяет снять в питающих линиях ЛВ,
поскольку к.з. в линии отключаются в этом случае тиристорными ВА, а
обесточенные питающие линии — контакторами Л", огражденными разъеди-
нителями Р (рис. V. 11, б). Распознавание характера к.з. (длительные,
кратковременные) осуществляет испытатель коротких замыканий ИКЗ,
работающий на систему АПВ, а малых токов к.з. - интегральная токовре-
менная защита ИТВЗ. Недостаток такой ТП состоит в том, что сравнительно
низкое быстродействие масляного выключателя ВМГ-10 (~ 100—150 мс)
не исключает перегрузок выпрямителей АТЕ при к.з., что требует завыше-
ния числа используемых в них диодов и тиристоров. Кроме того, остается
необходимость ограничений числа срабатываний МВ и их частого профилак-
тического обслуживания. Более перспективной является ТП с заменой МВ
быстродействующим высоковольтным тиристорным выключателем БВВ
с системой управления СУ, работающей на защитыМТЗи 77?3(рис.У. 11, в).
Эта ТП позволяет использовать более простые н дешевые выпрямительные
агрегаты АДЕ вместо АТЕ. Наличие AIIB и ИКЗ позволяет исключить JIB в
питающих линиях, поскольку его функции выполняет ЬВВ. Тиристорный
выключатель БВВ отключает токи к.з. за ~ 10—15 мс, т.е. в 10 раз быстрее,
чем в схеме с ВМГ, что обеспечивает возможность снижения запасов тер-
мической устойчивости, закладываемых в ВА. Надежность тиристорных
БВВ по сравнению с ВМГ значительно выше н они практически не требуют
эксплуатационного обслуживания. Важно, что число срабатываний тирис-
торных БВВ неограничено, что позволяет значительно повысить оператив-
ность управления ТП, в частности создать схемы контроля фактической
загрузки ТПА и оперативного отключения нх при недостаточной нагрузке
с целью снижения расхода электрической энергии и уменьшения отрица-
тельного влияния недогрузки ТПА на качество электрической энергии
питающей энергосистемы.
§ V. 2. Преобразовательные агрегаты
Преобразовательный агрегат (ТПА) — блок, состоящий из тягового
(силового) преобразовательного трансформатора (ТрПА) н выпрямитель-
ного агрегата (ВА). Трансформатор ТрПА понижает напряжение пер-
вичной питающей сети 6—10 кВ переменного тока до значения t/2, обеспе-
чивающего получение заданного среднего выпрямленного напряжения Uj,
ВА выпрямляет переменный ток. Первичную обмотку ТрПА называют
сетевой: ее подключают к первичной питающей сети; вторичные — вентиль-
ными: к ним подключают анодные выводы вентильных групп В А.
Стремление уменьшить пульсации выпрямленного напряжения Ua зас-
тавляет использовать многофазные схемы выпрямления. На ТП ГЭТ приме-
няют в основном шестипульсовые и реже двенадцатипульсовые трехфаз-
ные нулевые и мостовые схемы выпрямления. Наиболее широко приме-
няют шестипульсовую нулевую схему, требующую использования специаль-
ного ТрПА с двумя группами трехфазных, обмоток, соединенных по схеме
212

Рис.V. 12. Шестипульсовая нулевая схе-
ма ПА:
а - схема соединения ТрПА и ВА;
б - напряжение вентильных обмо-
ток; в - напряжение уравнительного
реактора; г - вентильные токи; д -
токи в фазах сетевых обмоток
’’звезда — две обратных звезды с уравнительным реактором” (рис. V. 12, а).
Первичную обмотку АВС ТрПА подключают к питающей сети переменного
трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц на напряжение 6-10 кВ, к
выводам а1г Ь3, с5 вентильных обмоток присоединяют анодные выводы
нечетных вентильных групп 1, 3 и 5, к выводам с4, Ь6, сг — четных вентиль-
ных групп 2, 4 и 6. Катодные выводы вентильных групп соединены вместе
и образуют положительный вывод выпрямленного напряжения. Отрицатель-
ный вывод выпрямленного напряжения связан с нулевой точкой вторичных
обмоток ТрПА через уравнительный реактор (УР). Фазные ЭДС сетевой
обмотки ТрПА сдиинуты на 120°, фазные ЭДС вентильных обмоток —
на 60°. Электродвижущие силы вентильных обмоток, расположенных на од-
ном сердечнике (я]( с4, 63, Л6, с5, с2), находятся в противофазе (под уг-
лом 180°), благодаря чему сердечник ТрПА не имеет нес компенсирован-
ных магнитных потоков. Вентильные группы пропускают ток лишь в ту
часть положительного полупериода, когда положительный потенциал на их
вентильных обмотках выше, чем на вентильных обмотках других вентиль-
ных групп. В частности, вентильная группа 5 вентильной обмотки рабо-
тает от точки 1 до точки 2 (рис. V. 12, б); продолжительность ёе работы
характеризуется углом 2тг/6, т.е. равна одной шестой периода (Г/6). В
момент равенства напряжений двух смежных фаз a i и с2 ток в вентильной
обмотке прекращается, а в ветви вентильной обмотки с2 появляется.
Точки /—6 называют точками коммутации. Пульсации выпрямленного
напряжения определяются работой УР, включенного между нулевыми
213

точками вентильных обмоток (рис. V. 12, а), который обеспечивает парал-
лельную работу и коммутацию тока фазных вентильных групп. Выпрямлен-
ный ток от среднего вывода протекает по обеим катушкам УР и наводйт в
них ЭДС самоиндукции нур (рис. V. 12, в), компенсирующую разность
мгновенных значений ЭДС параллельно работающих фаз разных звезд:
если ЭДС одной из катушек УР уменьшает напряжение на вентильном
плече четной звезды, то ЭДС второй катушки УР повышает напряжение
вентильного плеча нечетной звезды и наоборот. Благодаря такой работе
УР напряжения смежных вентильных обмотокd]C2, с2Ь3 и т.д. уравнивают-
ся и в любой момент равны полусумме напряжений (на рис. V. 12, б раз-
ность напряжений вентильных обмоток а\ и с2 между точками коммутации
1 и 2 показана вертикальной штриховкой, компенсированная УР разность
напряжений — горизонтальной штриховкой, выпрямленное напряжение
wj - жирной линией). Среднее значение выпрямленного напряжения при
холостом ходе (хх.) ВА равно UdQ. Равенство напряжений вентильных
групп четной и нечетной звезд обеспечивает равенство токов в их вентиль-
ных обмотках.
Уравнительный реактор работает в режиме тройной частоты, причем
мгновенное значение его намагничивающего тока /ур, создаваемого за
счет разности токов четной и нечетной звезд, отстает по фазе от напряжения
Мур на 90°. Общий выпрямленный ток Id в любой момент делится между
четными и нечетными вентильными группами, причем каждая вентильная
группа работает 2/3 периода (2я/3), т.е. в трехфазном режиме. Диаграмма
токов в сетевых обмотках (рис. V. 12, д) является как бы зеркальным
изображением токов соответствующих фазных токов вентильных обмоток
(рис. V. 12, г). Однако УР работает в описанном режиме лишь при выпрям-
ленных токах Id, превышающих некоторый критической ток /<7Кр. При
Id </цКр намагничивающий ток УР мал н не наводит в его катушках необ-
ходимой ЭДС. В результате схема превращается в шестифазную звезду,
каждая фаза работает в течение времени 2я/3, а не 2я/6. Поэтому внешняя
характеристика (зависимость Ц/ от 7j) шестифазной схемы с УР состоит
(рис. V. 13, а) из двух участков, соответствующих выпрямленным токам
Id 4/кр и Id > IdKp', ПРИ выпрямленном токе Ij — 0 (в шестифазном
режиме работы) напряжение х.х. выпрямителя ($0 = 1,35 U2, где U2 — дей-
ствующее напряжение вентильных обмоток ТрПА, а при Id — Idxp (в трех-
фазном режиме работы) UdQ ~ 1,17 U2. Максимальный рабочий выпрямлен-
ный ток ~67цн, максимальный возможный при к.з. -Л/кр- Для устранения
пика напряжения х.х., составляющего 15,7% от UdQ, из-за которого образу-
Рис. V. 13. Внешняя характеристика шестипульсовой нулевой
схемы выпрямительного агрегата (а) и схема включения ут-
214	. роителя частоты (б)

ются скачки напряжения при малых нагрузках, используют балластные
резисторы или утроители частоты. Нагрузкой балластного резистора ток
выпрямителя искусственно увеличивают до критического значения Цкр,
составляющего около 1% наминального тока выпрямителя. Однако бал-
ластный резистор уменьшает КПД агрегата примерно на 1%, поэтому его
подключают только в те часы суток, когда на ТП можно ожидать спада
тяговой нагрузки до нуля.
Предпочтительнее использование утроителей частоты мощностью
около 1 кВА, обеспечивающих меньшие потери электрической энергии в-
эксплуатации. Утроитель частоты (рис. V. 13, б) - устройство из трех
двухстержневых сердечников, обмотки которых соединены в звезду и
питаются от одной из звезд вторичной обмотки ТрПА. Магнитная индукция
стали сердечников утронтеля частоты искусственно завышена, благодаря
чему значения третьей гармоники составляет около 70% от основной.
Третьи гармоники токов во всех трех катушках утроителя совпадают по
фазе. Суммируясь в нулевом проводе, они проходят через первичную
обмотку однофазного, так называемого ’’поворотного” трансформатора
ПОМ, от вторичной обмотки которого питаются с тройной частотой ка-
тушки УР. Трансформатор ПОМ питает УР с необходимой фазировкой.
Напряжение х.х, выпрямителя ТПА со схемой ТрПА "звезда — две
обратных звезды с уравнительным реактором”:
Ч/о = ^ [ 1+ 0,5 (»к.т + Ч)/100] + <4.	(VI)
где дк т - напряжение к.з. трансформатора, %; Ос - напряжение питающей
сети 6(10) кВ, %; £/в 1В — падение напряжения в каждом из последова-
тельно соединенных вентилей вентильного плеча.
Прн точных расчетах
Ц,=Ц>+ЗЯд/вср> -	(V-2)
где Uq — пороговое напряжение вентиля, В; /?д = (ДЦт ~ О0)11й — дина-
мическое сопротивление вентиля, Ом; Д£/пр - прямое падение напряжения
на вентиле при номинальном токе /в, В; /вдр - средний выпрямленный
ток вентиля, А.
Приведенное фазное напряжение сетевой обмотки для трехфазного
режима и средний ток в фазе
у'1ф = ^=^о/1,17;/ср=Ч/т,	(V.3)
где U2 - действующее напряжение вентильной обмотки; m — число фаз
ТрПА.
Максимальное, эффективное и среднее значения о’братного напряжения:
Чэбр.макс = 2,09ЦуО’ tобр.эф = 1 ’26Ц/0’ Цзбр.ср ~ UdQ-	(V-4)
Эффективный ток вентильной обмотки ТрПА и приведенное значение
тока сетевой обмотки:
4 =4/(2^= 0,29/,/’, =ldldb= 0,41 ld.	(V.5)

Действующий ток в сетевой обмотке
/, = 0,41	= о.чи^/щ,	(V.6)
где С^ф — фазовое напряжение вентильной обмотки; СД — действующее
напряжение сетевой обмотки.
Мощность вентильных обмоток
Р2 =6U2l2=6Ud0Idl(,\,n-2y/T)= y,Wdo,	(V.7)
где P(io =	— расчетная мощность на стороне постоянного тока.
Мощность сетевых обмоТок
Л =ЗУ’1ф/'1 =3(^0/l,17)(/lZ/V6)= l,O5P,;o.	(V.8)
Типовую мощность трансформатора определяют как полусумму мощ-
ностей его первичной и вторичной обмоток:
РТ-(Л +Л)/2= [(1,05+ 1,48)/2] ^0=1,26^0-	(V.9)
Ее можно получить только при симметричной трехфазной нагрузке.
Так как мощность вентильных обмоток в нулевых схемах всегда значи-
тельно выше мощности постоянного тока, то ТрПА в этих схемах исполь-
зуют недостаточно полно. Л
В трехфазной мостовой схеме (рис. V. 14, а\ на выводы вентильных
обмоток ТрПА подключают две группы вентилей: катодные нечетные (7,
Л -0> У которых объединены катоды (+), и анодные четные (2, 4, 6), у
которых объединены аноды (—). При работе ВА ток проводят всегда две
группы вентилей : одна катодная и одна анодная, ток проходит от фазы вен-
тильной обмоткн с наибольшим положительным потенциалом к фазе
вентильной обмотки с наименьшим отрицательным потенциалом. Напряже-
ния вентильных обмоток сдвинуты по фазе на 120° (рис. V. 14, б); вып-
рямленное напряжение пульсирует с удвоенной частотой (рнс. V. 14, в),
диаграмма токов вентильных групп показана на рис. V. 14, г, фазных
приведенных сетевых токов — на рис. V. 14, д. Коммутация токов с одной
группы вентилей на другую происходит в моменты пересечения синусоид
фазных напряжений (через 120°); кратность пульсаций выпрямленного
напряжения ud по отношению к частоте сетевого напряжения т = 6. Соот-
ветственно
Udo = l,35t/2jI = 2,34Г/2ф; Д/[ф - (72ф = С7^о/2,34;
Udo = [1 + 0,5 (мк.т + цк.с)/100] + 2£/в,	(V.10)
где (72л и 0^2ф — соответственно линейное и фазное напряжения вентиль-
ных обмоток; Цф — приведенное фазное напряжение сетевой обмотки.
Отличательная особенность мостовых схем: в каждой фазе вентильной
обмотки ТрПА ток протекает за один период дважды в различных направ-
216

Рис.V. 14. Шестипульоовая мостовая
схема ПА:
а — схема соединений ТрПА и В А;
б - напряжение вентильных обмо-
ток; в - выпрямленное напряже-
ние; г — вентильные токи; д — то-
ки в фазах сетевых обмоток
лениях. Поэтому мостовые выпрямительные схемы относятся к группе
двухтактных. Действующие значения приведенного вторичного и первич-
ного токов и соответственно мощности первичных и вторичных обмоток
ТрПА с трехфазной мостовой схемой:
=72/34/= 0,815/^; л =Р2 = ?т=3/72ф/2 = з72^о^/(2,34х/3)=
= 1,05 Я	(V.11)
Максимальное, эффективное и среднее значения обратных напряжений:
бобр, макс = 1,0456^0; б^брэфф — 0,67Ujо; б^обр.ср.-0,564/0.	(V.12)
Вследствие более лучших условий нагрузки типовая мощность ТрПА
при мостовой схеме ПА на 21% меньше, а конструкция ТрПА проще, но
токи в вентильных плечах мостовой схемы в два раза больше, что требует
увеличения числа параллельных цепей вентилей в вентильных группах.
Число последовательно соединенных вентилей в мостовой схеме должно
быть в два раза меньше, но практически в обеих схемах в вентильных груп-
пах ставят по два последовательно включенных вентиля (в нулевой схеме —
более высокого класса), из которых один резервный. Стоимости ПА, вы-
полненных по мостовой н нулевой схемам, почти одинаковы, но мостовая
схема предпочтительнее, так как не требует специальных тяговых трансфор-
маторов.
217

Кривые тока в цепях сетевых обмоток ТрПА имеют не синусоидаль-
ную, а прямоугольно-ступенчатую форму (см. рис. V. 12, д, V. 14, д). Поэ-
тому в сети первичного тока при работе ТрПА возникают гармоники, но-
мера которых п подчиняются закону п- к ± 1, где к — последовательный
ряд чисел. Токи гармоник по. отношению к первой (основной) без учета
угла перекрытия 1п = Ц /п. Высшие гармоники ПА тяговых подстанций
ГЭТ ухудшают качество ЭЭ питающей энергосистемы и вредно влияют на
работу генераторов электрических станций н других потребителей. Специ-
альные меры для снижения гармоник от тяговой нагрузки согласно ПУЭ
необходимо применять в тех случаях, когда суммарная мощность ТП дос-
тигает 50% суммарной мощности генераторов энергосистемы. Наиболее
действенная мера снижения гармоник - увеличение числа фаз ВА. Но так
как такие преобразователи сложны, то обычно применяют так называемую
эквивалентную двенадцатифазную систему, при которой сетевые обмотки
одной половины ВА соединяют в звезду, а другой — в треугольник. Сум-
марные токи в системе соответствуют в этом случае двенадцатифазному
режиму. На ТП метрополитенов применяют иногда ВА с двенадцатифазной
мостовой схемой выпрямления и двумя последовательно соединенными
трехфазными вентильными группами, питающимися от двух вентильных
Рис. V. 15. Двенадцатипульсовая мостовая схема ПА:
а — схема соединений ТрПА и В А; б - векторные датаграммы; в, г - токи в вен-
тильных обмотках звезды и треугольника; д - ток сетевой обмотки; е - выпрям-
ленное напряжение одного моста; ж - выпрямленное напряжение на выходных
зажимах
218

обмоток трехобмоточного ТрПА (рис. V.15), одна из которых соединяется
в звезду, а другая — в треугольник. Среднее выпрямленное напряжение
схемы равно удвоенному среднему напряжению одного из мостов:
Ud = 2С4/л = 2-Зх/6(/2л/7г = 4,68(Уп = 2,7{/2Д.	(V.13)
В каждый момент времени в преобразователе ток проводят четыре
последовательно соединенные вентильные группы: две, питающиеся от
вентильных обмоток аг, blr ct, соединенных в треугольник, и две — от
вентильных обмоток а2, Ь2, с2, соединенных в звезду. На рис. V. 15, а дву-
значные номера вентильных групп (7/, 13, 15 и т.д.) обозначают: первая
цифра - схему соединения вентильной обмотки, вторая — очередность
работы вентилей; вторые нечетные цифры относятся к катодным вентиль-
ным группам каждого моста, четные - к анодным. На рис. V. 15, б пока-
зана звезда напряжений сетевой обмотки АВС и вентильных обмоток
blt ct, соединенных в треугольник, и а2, Ь2, с2, соединенных в звезду.
На рис. V.15, в, г показаны кривые токов вентильных обмоток, на
рнс. V. 15, д — тока сетевой обмотки, на рис. V. 15, е — выпрямленного
напряжения одного моста, на рис. V. 15, ж — выпрямленного напряжения
на выходных зажимах выпрямительного агрегата.
Средний и действующий токи вентильной группы
7ср 7j/3 —' 0,334/",	(V.14)
7В	0,578.	(V.15)
Действующий ток в фазах вентильных обмоток, соединенных в звез-
ду и треугольник,
/2Л = (2/3)V^ = O,815/j; /2д= 0,47/^73 = 0,8154/.	(V.16)
Действующее значение тока в фазе сетевой обмотки
71 =--х4-2^{2(-Ь)2—+ 2[1 +(4-)2'-1 + 2(1 +(~)2- ] +
*т 2Я I V3 6	\/3	6	Vx/3 6 ’
-----------------г	>
+ 2 [ I +(-^)2 ДI = -5- ДЩ = 1,57/ДД,	(V. 17)
х/3	6 ]	3£т
где Ат = Ucl U2k — соотношение фазовых напряжений сетевой и вентильной
обмоток, соединенных в звезду.
Мощность вентильных обмоток, соединенных в звезду и треугольник,
=5гл=31/2Л/2Л = (я/(27б)10л5/273/<7 = 0,52/><,.	(V. 18)
Мощность сетевой обмотки
51 = 3//12=ЗадА-1,577<//Лт= I,006Fj.	(V.19)
Типовая мощность трансформатора
Л = °,5 [(52Д +52д) + 51 J = l,02Pj.	(V.20)
219

Рис.V.16. Коммутация токов вентильных групп ПА:
а - при холостом ходе; б — под нагрузкой
Существенное влияние на работу преобразовательных агрегатов оказы-
вает процесс коммутации выпрямленного тока вентильных групп. Мгновен-
ный процесс коммутации в точках 7, 2, 3,... (см. рис. V. 12, б, У. 14, б)
наблюдается только прн х.х. агрегата (рис. V. 16, а). При работе под наг-
рузкой процесс коммутации протекает не мгновенно, а в течение времени,
определяемом углом перекрытия у (рис. V. 16, б), так как благодаря нали-
чию индуктивностей в цепях ток ibi в точках коммутации, где <?i = е2, не
может мгновенно спадать до нупя, а ток г^2 сразу стать равным ld. В период
коммутации разность фазных ЭДС - е2 - ск (коммутационная ЭДС)
вызывает переходный процесс, длительность которого определяется сум-
марным индуктивным сопротивлением X контура коммутации. Для схемы
’’звезда - две обратных звезды с уравнительным реактором” в режиме
Л/ > Л/кр 
cos? = 1 -0,5ZrfX/ [x/2C2 sin (тг/3) ] = 1 - Jd- X/); ДUy =
= 4/^7(4ff).	(V.21)
Для трехфазной мостовой схемы
cos7 = 1 - НаХКу/биг) ; ДЦ, = 3IdX^.	(V.22)
Суммарное индуктивное сопротивление контура коммутации, приве-
денное к напряжению вентильной обмотки,
Х = Хг + Хш + Хх/1с2т,	(V.23)
где Хт, Тш — индуктивные сопротивления ТрПА и токопроводов (шин и
кабелей) вентильной части схемы; Xt — индуктивное сопротивление пер-
вичной питающей сети.
Наличие индуктивных сопротивлений в цепях первичного питания, в
ТрПА и в линии приводит к тому, что ВА работают с отстающим углом
сдвига фаз. Форма первичного тока в ТПА несннусоидальна, что вызывает
необходимость определения общего коэффициента мощности ТПА с учетом
гармоник
х = Л>бщЛ.	(v-24)
220

где Робщ, 50бщ - общие для установки активная и полная мощности с уче-
том гармоник.
Коэффициент мощности для первой гармоники
cos^i =P1/5‘t,	(V.25)
где Pi, Si — активная и полная мощности первой гармоники.
Активная мощность первой гармоники с учетом коэффициента нагруз-
ки *нагр = VA/hom’ где 4/ном ~ номиная1>ный выпрямленный ток
Pi ~Рх.т + ^’нагр^ном.т + ^нагрЛ/^в + ^Hsrp^d^d >	(V.26)
где Рх т, к натр Люм.т ~ активные потери х.х. н нагрузочные потери ТрПА;
Люм.т - номинальная мощность ТрПА; ^нагрАДв — потери в вентилях ВА;
натр 4/С'j ~ активная нагрузка ПА.
Реактивная мощность первой гармоники
е. =ex.I + e7=v^<-Vx.T+^.sin(7/2),	<v.27)
где £>хт = ч/31/j/^j — реактивные потери х.х. ТрПА; (/| — междуфазное
напряжение сетевой обмотки ТрПА; /х т - ток х.х.ТрПА; Qy = 5iSin (7/2) —
потери, связанные с углом перекрытия 7; 7/2 — фазный угол сдвига между
напряжением и током.
Общий коэффициент мощности ТПА выражают через коэффициент
мощности первой гармоники уравнением
X = pcosy>i,	(V.28)
где v — коэффициент связи, зависящий от угла перекрытия (для 7=5°
v = 0,97; для 7 = 30° v = 0,98. В расчетах принимают обычно V - 0,975) .
Средневзвешенный коэффициент мощности ТПА и ТП за определенный
период работы (сутки, месяц, год) определяют по показаниям электричес-
ких счетчиков активной и реактивной энергии.
соз^фвзв — Лакт Т/У^актГ + ДреактТ>	(V.29)
где А^т, Лреакт т - потребление соответственно активной и реактивной
энергии за расчетный период Г.
Коэффициент мощности х и КПД т? выпрямительных агрегатов зависят
от нх коэффициента нагрузки ^натр.
На ТП трамвая и троллейбуса используют в основном неуправляемые
ТПА с лавинными кремниевыми полупроводниковыми диодами. Про-
мышленностью выпускаются ВА типа ВАКЛЕ-2000/600Н на 2000 А вып-
рямленного тока с номинальным напряжением 600 В, состоящие из двух
выпрямительных блоков БВКЛЕ-1000/600Н в комплекте с преобразова-
тельными трансформаторами ТМПУ-2000 и ТМПУ-1000 нулевой схемы
питания, имеющими встроенный УР. Выпрямительный блок (рис. V. 17, а)
состоит из шести вентильных групп с5, Ь3, ах и с2, а4, 66, каждая из кото-
221

рых имеет две параллельные цепочки лавинных вентилей ВЛ-200, магнит-
ный делитель тока МДТ для выравнивания токовых нагрузок вентилей,
шунтирующие резисторы образующие омический делитель для вырав-
нивания обратных напряжений между вентилями, и катушку К контроль-
ного реле, срабатывающего при повреждении любого из вентилей в резуль-
тате появляющейся при этом разности потенциалов между точками при-
соединения. Выпрямительные блоки выполнены в виде шкафов 1350х
х800х2065 мм (рис. V. 17, б). Каждый ВА обеспечен шкафом управления
ШУЛЕ (рис. V. 17, в) с измерительными приборами 1, указательными реле
2, сигнальными лампами 3, кнопками управления 4, ключами управления 5.
и болтом заземления 6.
Phc.V.17. Схема включения вентилей (а), об-
щий вид (б) выпрямительного блока БВКЛЕ-
1000/600Н и шкаф управления ШУЛЕ (в)
222

Рис.V. 18. Общий вид трансформатора ТМПУ-2 000/10У2 (а), схема трех-
фазного переключателя ответвлений (б) и газовое реле (в)
Трансформатор типаТМПУ-2000/10У2 (рис. V. 18, а) состоит из сталь-
ного магнитопровода (сердечника) с наложенными сетевыми и вентиль-
ными обмотками, стального бака 14 с трансформаторным маслом и рас-
ширителем 7. Вертикальные части магнитопровода называют стержнями,
горизонтальные — ярмом. Стержни имеют ступенчатое сечеиие; иа них
надевают обмотки в виде дисков; в пустотах между стержнями и обмот-
ками циркулирует масло, охлаждающее обмотки. Для усиления эффекта
охлаждения используют масляные радиаторы 11 \ расширитель 7 объемом
около 10% общего объема масла обеспечивает возможность расширения
масла при колебаниях температуры. Вентиль 15 для залива масла установ-
лен на крышке бака 14.
В отличие от обычных промышленных трансформаторов в преобразова-
тельных трансформаторах обмотки высокого напряжения (сетевые) рас-
полагают ближе к стержням, а обмотки низкого напряжения (вентильные),
имеющие большое число выводов, — снаружи; обмотки выполнены в виде
ряда секций с зазорами для улучшения охлаждения. Сетевые обмотки
223

имеют ответвления для регулирования коэффициента трансформации в
пределах ±5%; переключение ответвлений производят трехфазным пере-
ключателем (рис. V. 18, б). Привод 12 диапазонного переключателя распо-
ложен на крышке бака 14 (рис. V. 18, а). Выводы сетевых обмоток 13,
выводы вентильных обмоток 17 и нулевой вывод 16 расположены на
крышке бака 14', по бокам установлены масляные радиаторы 11. На баке
находится сливная пробка 1, краны 2 для взятия проб масла и 3 для фильтр-
пресса и слива масла, термосифонный фильтр 4, манометрический термо-
метр 5, влагопоглотитель 6, в основании расширителя 7 — газовое реле 10,
на расширителе — маслоуказатель 8, рядом с расширителем — предохрани-
тельная труба 9. Термосифонный фильтр 4 с силикагелевым или алюмогеле -
вым заполнителем предназначен для поглощения продуктов старения транс-
форматорного масла, которые снижают его электроизоляционные свойства
и образуют водорастворимые кислоты, разрушающие изоляцию обмоток
и вызывающие коррозию стальных частей. Влагопоглотитель 6 устанавли-
вают на расширителе 7 для осушения поступающего в него атмосферного
воздуха при колебаниях уровня масла. Предохранительная труба 9 предназ-
начается для предупреждения повреждений бака трансформатора при взры-
ве масла.
Газовое реле 10 (рис. V. 18, в) защищает трансформатор от внутрен-
них повреждений. Фланцами 6 и 8 его устанавливают на трубе между баком
и расширителем. При исправном трансформаторе оно полностью заполнено
маслом, поплавки 2 и 7 подняты вверх и их ртутные контакты 4 разомк-
нуты. При повреждениях изоляции обмоток, приводящих к появлению
местных перегревов или электрической дуги, в трансформаторном масле
в результате его разложения выделяется газ, поднимающийся к расшири-
телю. При заполнении им верхней части газового реле поворачивается вок-
руг оси 3 и опускается верхний поплавок 2 и ртутный контакт замыкает
цепь сигнала. При опасных повреждениях, сопровождающихся бурным
выделением газов, масло вытесняется и из нижней части камеры реле:
поворачивается вокруг оси 3 и опускается поплавок 7, его контакты 4 за-
мыкают цепь отключения МВ. Выводы 5 ртутных поплавков 2 и 7 вклю-
чены в цепи сигнализации и защиты. На корпусе реле установлено два
крана /.
Температура вспышки трансформаторного масла 135°С. Бывают
аварийные режимы к.з. обмоток, вызывающие взрывы и пожары транс-
форматоров. Пожароопасность и шумность ТрПА — одна из главных при-
чин, по которым ТП запрещается встраивать в жилые и административные
здания. Поэтому, а также вследствие сложности эксплуатации в настоящее
время ТрПА с масляным заполнением (масляные трансформаторы) ТП
заменяют сухими (безмасляными) общепромышленного применения.
У управляемых ВА трамвая и троллейбуса полупроводниковые вен-
тили (диоды) заменены тиристорами. Они сложнее и дороже неуправля-
емых, но позволяют регулировать выпрямленное напряжение от нуля до
Uj изменением угла открывания тиристоров и при работе по схеме ’’агре-
гат — линия” не требуют установки отличающихся сравнительно малой
надежностью электромеханических ЛВ, поскольку могут работать как
коммутационный аппарат.
224

На ТП метрополитенов используют ВА типов УВКМ и КВМ в комплекте
с силовыми трансформаторами типа ТМРУ-3500/10. Как и на ТП трамваям
троллейбуса, в ВА метрополитенов используют кремниевые полупроводни-
ковые вентили В200 н ВЛ200 с номинальным током 200 А. Агрегаты
УВКМ работают с вентиляторным охлаждением вентилей, агрегаты КВМ - с
естественным охлаждением. На тяговопонизительных ТП метрополитенов
применяют трехфазные сухие (безмасляные) силовые трансформаторы
ТСЗП-1600/10 с естественным воздушным охлаждением.
§ V. 3. Аппараты распределительных устройств переменного
и постоянного тока
По уровню номинального напряжения РУ переменного тока ТП делят
на РУ с номинальным напряжением до 1000 В и более 1000 В. Аппараты РУ
переменного тока до 1000 В - рубильники, переключатели, контакторы,
магнитные пускатели, измерительные трансформаторы тока, воздушные
автоматы, предохранители; аппараты РУ переменного тока более 1000 В —
разъединители, высоковольтные предохранители, выключатели нагрузки,
высоковольтные выключатели, измерительные трансформаторы тока и
напряжения, реакторы; аппараты РУ выпрямленного тока напряжением
600 В — разъединители и переключатели, быстродействующие линейные
выключатели, катодные и анодные поляризованные выключатели ВА,
короткозамыкатели и др.
Номинальными напряжением и током аппарата называют напряжение
и ток нормального режима работы, при которых температура любой части
аппарата при длительной работе не превышает установленных допустимых
значений. Все аппараты ТП рассчитывают для работы при температуре окру-
жающего воздуха t = +35°С. При другой температуре длительный допусти-
мый ток аппарата
Ахл.доп ^ДЛ.ДОП.НОМ^ ^ДЛ.ДОП " 0/ (/дл.ДОП ~ ^5) ,	(V.30)
где foi.gon ~ длительно допустимая температура токоведущих частей ап-
парата, С.
В электрических установках постоянного и переменного токов низкого
напряжения (до 500 В) для включения и отключения электрических цепей
используют контактные аппараты с разрывом электрической дуги в воз-
духе: рубильники, пакетные выключатели, контакторы и др. В настоящее
время широко применяют автоматические выключатели с механизмом
автоматического отключения цепи при перегрузках и к.з. (расцепителем
максимального тока) и механизмом свободного расцепления, обеспечиваю-
щим автоматическое отключение автомата при включении на перегрузку
или к.з. В установках постоянного и переменного токов с напряжением
более 500 В при сравнительно небольшой разрываемой мощности исполь-
зуют аппараты с гашением электрической дуги в воздухе (в щелевых дуго-
гасительных камерах с магнитным дутьем), а при большой разрываемой
мощности — с гашением дуги в трансформаторном масле, специальных
газогенерирующих дуюгасительных устройствах и др. Недостаток транс-
225
15-1962

форматорного масла- сравнительно низкая температура вспышки (+135° С),
поэтому при превышении разрываемой мощности аппараты с гашением
дуги в масле взрывоопасны.
Разъединители. Их используют в РУ для снятия напряжения с аппаратов
и машин на период их ремонта или осмотра с обеспечением видимого раз-
рыва цепи, требуемого ПУЭ. В связи с этим их устанавливают так, чтобы
был хорошо виден воздушный промежуток между неподвижными контак-
тами и подвижными ножами. Разъединители выпускают на токи 400-6000А
и напряжения 3—220 кВ и рассчитывают на отключение обесточенных
электрических цепей; в порядке исключения ПУЭ допускают включение и
отключение разъединителями трансформаторов напряжения, воздушных
линий напряжением до 35 кВ длиной до 10 км и кабельных линий напряже-
нием до 10 кВ длиной до 10 км. Выбор разъединителей определяется родом
установки (для внутренних и открытых установок), номинальным током
и напряжением, числом полюсов (одно-, двух- или трехполюсные) и конст-
рукцией. Контактная система разъединителя (рис. V. 19, а) состоит из
неподвижных контактов 2, установленных на изоляторах 7, и подвижного
иожа, состоящего из двух медных пластин 6, стянутых шпильками. Нож
Рис.V. 19. Контактная система разъединителя (а) и его магнитофугальный (б)
и ручной (в) приводы
226

укреплен на оси 7. Поджатие пластин 0 ножа к неподвижным контактам 2
осуществляют стальные пластины 3, стянутые шпильками 5 с установлен-
ными на них пружинами 4. При к.з. пластины э, намагничиваясь, притяги-
ваются дру! к другу с силой Р и создают дополнительное поджатие контак-
тов ("магнитный замок").
Для включения и отключения разъединителей используют электро-
магнитные и ручные приводы, электро магнитными приводами управляют
с диспетчерского пункта по системе телеуправления, ручные допускают
только местное ручное управление. Магнитофутальный электромагнитный
привод (рис. V. 19, Д) работает на трехфазном переменном токе и по прин-
ципу действия аналогичен асинхронному двигателю: шайба 5 с обмоткой 4,
расположенные в корпусе 6, выполняют роль статора, а ползун 7, совер-
шающий возвратно-поступательное движение, — роль ротора. Напряжение
к катушкам шайбы-статора 5 подводится через выводы 2, закрепленные во
втулках 3. Ручной привод разъединителей (рис. V. 19, в) используют и на
ГП с постоянным обслуживающим персоналом, и на автотелеуправляемых.
Рукоятка 4 рычажного типа через рычаг 3, тягу 2 и главный рычаг 1 дает
возможность включить и отключить разъединитель дисташгионно. В сиг-
нальной коробке 5 находятся контакты, связанные с сигнализацией, пока-
зывающей положение ножей разъединителя.
Предохранители. Они защищают электрические установки от опасных
перегрузок и токов к.з. Обычно используют предохранители в виде закры-
тых патронов без наполнителя и с наполнителем. Основные элементы предо-
хранителя с закрытым патроном без наполнителя (рис. V. 20, а): фибровая
втулка 7 с насаженными по концам латунными втулками 3, на которые
навинчиваются колпачки 4\ плавкая вставка 2, укрепленная на ножах 6;
шайбы 5, фиксирующие положение вставки 2 и ножей 6 во втулке. Формы
плавких вставок (рис. V. 20, б) разнообразны, но всегда имеют калибро-
ванные утоньшенные части, по которым и происходит их перегорание.
Возникающая при этом электрическая дуга способствует выделению из
фибровой втулки газов, деионизирующих дугу и создающих в патроне дав-
ление (до 10 МПа), способствующее эффективному гашению дуги.
В предохранителях с наполнителем используют кварцевый песок, кото-
рый хорошо поглощает теплоту, охлаждает газы и способствует тем самым
быстрой деионизации и гашению дуги. Кварцевый предохранитель ПК с
плавкой вставкой на керамической основе состоит (рис. V. 20, в) из фар-
форовой трубки 4 с колпачками 2 и крышками 7; внутри трубки в кварце-
вом песке 3 находится керамический сердечник 5, внутри которого поме-
щается плавкая вставка 6, находящаяся в натянутом состоянии под дей-
ствием пружины 7; с пружиной 7 связан указатель 8 срабатывания ПК.
Устройство ПК со спиральными плавкими вставками (рис. V. 20, г) отли-
чается только тем, что плавкие вставки 6 помещаются не в отдельном кера-
мическом сердечнике, а непосредственно в фарфоровой трубке 4.
Предохранители с плавкими вставками отличаются высоким быстро-
действием и гиперболической токовременной характеристикой
(рис. V 20, 0) : плавкая вставка перегорает тем быстрее, чем больше про-
ходящий по ней ток, что обеспечивает защиту, реагирующую на ток присое-
динения. Правильным подбором плавких вставок по номинальному току
227

Phc.V.2O. Предохранитель ПР-2 на номинальные токи 100-1000 А (а), формы плав-
ких вставок (б); предохранитель ПК с керамическим сердечником (в) и без кера-
мического сердечника (г); токовременная характеристика плавкой вставки пре-
до хранителя (д)	Е
Phc.V.21. Выключатель нагрузки ВНП-16:
а — общий вид; б — дугогасительное устройство
228

можно обеспечиь селективность (избирательность) работы предохранителей.
Основной недостаток предохранителя как аппарата защиты — сравнительно
большой разброс токовременных характеристик за счет допусков изго-
товления плавких вставок, качества контактов и их старения, колебаний
температуры окружающей среды и других причин, что при подборе предо-
хранителей по селективности срабатывания вынуждает принимать номи-
нальные токи последовательно устанавливаемых предохранителей с пере-
падом времени срабатывания ~ 1,75—1,8, а в особо ответственных цепях
~3 и более. Разброс токовременных характеристик предохранителей осо-
бенно велик при малых токах к.з. (при гоке/к} он составляет /к!макс “
- /к1мин, а при больших токах к.з., когда он не имеет большого значе-
ния, — мал (при /К2 ОН равен ?к2макс ~ ^к2мин I макс — ^к! мин) •
Выключатели нагрузки. Их используют в сравнительно маломощных
электроустановках напряжением 6-10 кВ вместо высоковольтных выклю-
чателей в тех случаях, когда электроустановка требует редких опера-
тивных включений и отключений. По конструкции выключатели наг-
рузки напоминают разъединитель, но отличаются от последнего нали-
чием дугогасительного устройства. Выключатель монтируют на раме 5
(рис. V. 21, а). Ножи 8 с дугогасительнымн контактами 7соединены рычаж-
ным приводом с валом 4. При включении выключателя контакты 7 ножей
8 входят в дугогасительные камеры 6, в которых размещают неподвижный
дугогасительный контакт 9 н вкладыши 10 из органического стекла
(рис. V. 21, б). Дугогасительный контакт 7 входит в щель, образованную
вкладышами, и соединяется с неподвижным контактом. Гашение дуги,
возникающей при размыкании контактов, обеспечивает выделение из орг-
стекла под влиянием высокой температуры водорода и повышение давле-
ния в камере. Пружина 3 способствует быстрому расхождению контактов
при отключении. Выключатели нагрузки рассчитаны на отключение токов
до 200 А прн напряжении 10 кВ и 400 А при напряжении 6 кВ. Обычно
их комплектуют с предохранителями 1 типа ПК, устанавливаемыми на
раме 2. Некоторые выключатели, например ВНП-17, имеют устройства
автоматического отключения при перегорании одного из предохранителен.
Высоковольтные выключатели РУ 6—10 кВ (ВВ). Они предназначаются
для включения и отключения электрических цепей высокого напряжения
под нагрузкой н при к.з. Обычные контактные электромеханические ВВ
работают с гашением электрической дуги, возникающей при отключении
цепи. По способу гашения дуги их делят на масляные и безмасляные;
масляные — на многообъемные (баковые) и малообъемные (горшковые);
безмасляные — на воздушные и автогазовые; по скорости действия — на
быстродействующие н небыстродействующие. Отключающую способность
ВВ характеризуют током, мощностью н временем отключения (быстродей-
ствием) . Время отключения ВВ складывается из собственного времени от-
ключения, равного отрезку времени от момеита подачи импульса тока на
отключающую катушку до момента начала расхождения контактов, н
времени гашения дуги. Собственное время отключения у быстродействую-
щих ВВ составляет 0,03—0,05 с, у небыстродейстт’ующих 0,1—0,15 с, пол-
ное — соответственно 0,05—0,08 и 0,15—0,25 с. На современных ТП ГЭТ
применяют только масляные ВВ горшкового типа, которые значительно
безопаснее баковых по взрыву.	229

Выпускаемый промышленностью ВВ типа ВМГ-10 (рис. V. 22. а) рас-
считан на номинальное напряжение 10 кВ, токи до 1000 А и отключаемую
мощность 400 MB A. Выключатель ВМП-10 (рис. V. 22, б), как и ВМГ-10,
состоит из трех полюсов (по одному на каждую фазу), рассчитан на номи-
нальное напряжение 10 кВ,- токи до 1000 А и отключаемую мощность
350 MBA. Полюса 7 крепят на раме 3 через изоляторы 2. ВаломЗ и изоля-
ционной тягой 4 ВВ соединяется с приводом. Для смягчения ударов при
включении ВВ служит буфер 6, для заземления корпуса — болт 7. Полюс
ВВ (рис. V. 22, в) состоит из изоляционного цилиндра 5 с металлическими
фланцами 4 и 6. В нижнем фланце 4 находится неподвижный розеточный
контакт 3, над которым расположена дугогасительная камера 22; в верх-
нем фланце 6 — подвижный контакт 79, соединенный направляющей колод-
кой 75 и серьгой, установленной на оси 74, с рычагом привода ВВ. Цилиндр
5 соединен с корпусом 13. На крышке 9 корпуса установлены колпачок
10 и пробка 77, под крышкой — маслоотделитель 72. Токосъем с подвиж-
ного контакта осуществляют ролики 8. Для направления роликов 8 в кор-
пусе 13 установлены стержни 18 с упорами 17, стопорными винтами 20 и
щайбой 27. Выводами 7 и 7 ВВ подключают в цепь присоединения. На кор-
пусе фланца 4 установлен маслоуказатель 23, показывающий наличие и
уровень масла в корпусе полюса. После разрыва контактов 3 и 19 электри-
ческая дуга нагревает и разлагает масло, окружающее контакты, образуя
газовый пузырь. После того как подвижный контакт при движении вверх
открывает поперечные каналы дугогасительной камеры 22, газы вместе с
маслом устремляются через поперечные каналы в продольные каналы
камеры 22, в щелях которой дуга гаснет.
Схема управления МВ с электромагнитным приводом (рис. V. 23)
обеспечивает включение ВВ кнопкой В и отключение кнопкой О и авто-
матическое отключение при токах силовой цепи, превышающих уставку
ВВ. К сети 6—10 кВ масляный выключатель подсоединяют разъединителем
Р, отключение которого создает ’’видимый” разрыв цепи. При нажатии
кнопки В получает питание от шин управления ШУ через предохрани-
тели 777 и контакт 4 катушка контактора К, который своими контактами
включает питание включающей катушки КВ выключателя от шин включе-
ния ШВ через предохранители 772. После включения В В контакт 4 размы-
кается и контактор К отпадает. Отключение ВВ токовым реле максималь-
ной токовой защиты, включенным на трансформатор тока ТТ, и от кнопки О
осуществляется подачей напряжения на отключающую катушку КО от
шин ШУ через контакт 3. Сигнализация положения ВВ осуществляется сиг-
нальными лампами ЛЗ (зеленая) и ЛК (красная). В отключенном положе-
нии ВВ горит лампа ЛЗ, включенная последовательно с контактом 4 и ка-
тушкой контактора К. Во включенном положении горит лампа ЛК, вклю-
ченная последовательно с контактом 2 и отключающей катушкой КО
Сигнальные лампы указывают также на обрывы в цепи катушек управле-
ния. Для исключения многократного включения и отключения ВВ при
включении на к.з. с длительным нажатием кнопки В (явление ’’прыгания”
или ’’звонковости”) схему управления ВВ дополняют специальной элект-
рической или механической блокировкой. При электрической блокировке
после отключения ВВ в результате срабатывания защиты переключаются
230

Pmc.V.22. Высоковольтные выключатели типа ВМГ-10 (а) и ВМП-10 (0 и разрез
полюса (в)
Рис. V.23. Упрощенная схе-
ма управления масляным
выключателем с электро-
магнитным приводом:
1 - 4 - контакты
231

два контакта, один из которых размыкает цепь включения, а второй удер-
живает катушку КО во включенном положении до тех пор, пока не будет
отпущена кнопка включения В.
С внедрением на ТП ГЭТ полупроводниковых кремниевых ВА и осо-
бенно микроэлектронной полупроводниковой элементной базы устройств
управления и защиты (УЗ) Возникла необходимость замены электромеха-
нических контактных ВВ бесконтактными тиристорными. Основными
ограничениями использования электромеханических ВВ на современных ТП
с кремниевыми ВА и микроэлектронной элементной базой УЗ являются
их сравнительно низкое быстродействие, жесткие ограничения по допускае-
мому количеству отключений токов к.з. и трудоемкость технического
обслуживания. Высокие требования к быстродействию ВВ, защищающих
ВА, связаны со сравнительно низкой перегрузочной способностью р-и-пере-
хода полупроводниковых диодов и тиристоров. Повышение быстродейст-
вия ВВ позволяет уменьшить количество параллельных диодвых цепей в
вентильных фазах и тем самым повысить коэффициент использования и
снизить стоимость ВА. Электромеханические ВВ нуждаются в ревизии после
каждого срабатывания от токов к.з., что значительно повышает трудоем-
кость и усложняет организацию их профилактического обслуживания на
автотелеуправляемых ТП. Ограничения на допустимое количество сраба-
тываний между профилактиками заставляет уменьшать количество опера-
тивных отключении и включений электромеханических ВВ; это приводит
к перерасходу ЭЭ и ухудшению коэффициента мощности вследствие того,
что преобразовательные агрегаты ТП часто работают круглосуточно, в том
числе в часы спада тяговой нагрузки и на х.х. Таким образом, электромеха-
нические ВВ ограничивают оптимизацию работы системы электроснабжения
ГЭТ. Большое электропотребление отключающих катушек электромеха-
нических ВВ вынуждает завышать мощность установок оперативного тока
СН ТП. Тиристорные ВВ не имеют этих недостатков, но применяются срав-
нительно редко из-за их большой стоимости.
Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Их используют на
ТП для питания и электрической изоляции от цепей высокого напряжения
измерительных приборов, счетчиков электрической энергии, реле защиты
и цепей управления. Применение измерительных трансформаторов даст
возможность использовать в электротехнических установках ТП стандарт-
ные электроизмерительные приборы независимо от уровня напряжения и
значения рабочих токов.
Трансформаторы тока (рис. V. 24, а) имеют первичную обмотку Л1-
Л2, включаемую в рассечку фазы, и вторичную И1-И2, к которой подклю-
чается нагрузка R - амперметры, токовые обмотки реле и счетчиков
электрической энергии. Коэффициент трансформации трансформатора тока
*т.т = ^1ном/^2ном> где /1НОМ1 Лном - номинальный ток первичной и вто-
ричной обмоток, причем на ТП ГЭТ используют ТТ с /2ном = 5 А. По обес-
печиваемой точности измерения ТТ делят на пять классов: 0,2; 0,5; 1; 3;
10 и Р. Цифры в обозначении класса точности указывают погрешность
измерения тока (в процентах от номинального) при изменении нагрузки
первичной обмотки в пределах 100—120% номинальной для ТТ классов 0,2;
0,5; 1 и 50-120% для ТТ классов 3 и 10. Трансформаторы тока с классом
232

и
а)
2
Рис.V.24. Схема включения трансформатора тока (а), одновитковый
(б), МНОГОВИТКОВЫЙ С ОДНИМ сердечником (б) И МНОГО8ЙТКОВЬ1Й с
двумя сердечниками (г) трансформаторы тока
Л1
/12
точности 0,2 используют для точных лабораторных измерений; 0,5 - для
присоединения счетчиков учета расхода ЭЭ; 1, 3 и Р - для амперметров и
релейных защит; 10 - для присоединения показывающих приборов и
релейных защит на оперативном переменном токе.
Нормальный режим работы ТТ - режим к.з. вторичной обмотки. С
целью безопасности вторичные обмотки ТТ обязательно заземляют. Они
должны быть постоянно замкнуты, так как при их размыкании на разомк-
нутых. концах может появиться опасное напряжение и произойти недопус-
тимый перегрев ТТ магнитными потерями в стальном сердечнике.
По роду установки ТТ могут предназначаться для внутренних и наруж-
ных’установок; по числу витков первичной обмотки они делятся на одно-
витковые (рис. V. 24, б), многовитковые с одним сердечником (рис. V.24,e)
и многовитковые с двумя сердечниками (рис. V. 24. е) Первичная обмотка
7 выполняется в виде шины и изолируется от вторичной 2, уложенной на
стальной сердечник 3, слоем изоляции 4. Нагрузка 5 (токовые обмотки
реле и приборов) подключается к концам вторичной обмотки 2. По конст-
руктивному исполнению одновитковые ТТ могут быть стержневыми,
шинными и встроенными, а многовитковые - петлевыми (рис. V. 25, с),
катушечными (рис. V. 25, б), с литой изоляцией (рис. V. 25, в). Транс-
форматоры тока с разъемным сердечником (токоизмерительные клещи)
используют для измерения тока в проводах и шинах без разъема цепи.
Токовые трансформаторы земляной защиты (ТЗ) (рис. V. 26) и ТЗР
(разъемные) применяют для контроля замыкания фазы на землю в систе-
мах с изолированной нейтралью. Магнитный поток в сердечниках ТЗ и ТЗР
возникает лишь при нарушении симметрии трехфазных токов, т.е. при
замыкании одной из фаз на землю. Трансформатор земляной защиты 1
233

РисЛ',25. Конструкции трансформаторов тока:
а - петлевой ТПФМ (схема и общий вид); б - кату-
шечный ТКМ-05 на 200-600 А; в - петлевой с литой
изоляцией ТПЛ
Рис. V.26. Трансформатор земляной защиты типа ТЗ:
а вид по разрезу кабеля; б - схема защиты
234

надевают на контролируемый кабель 2 и подключают в цепь реле PT, РВ и
У. При однофазном замыкании кабеля срабатывает реле РТ, затем с выдерж-
кой времени реле РВ и У, включенное в цепь сигнализации и защиты. Конт-
рольная обмотка 3 используется для контроля исправности работы ТЗ.
Трансформаторы напряжения (TH) (рис. V. 27) работают аналогично
силовым трансформаторам, но в режиме, близком к режиму х.х. Коэф-
фициент трансформации Ат>н = (дном/^ном» где ^'1НОм — номинальное
напряжение первичной цепи (измеряемое); Бзном = 100 В — номинальное
вторичное напряжение. По обеспечиваемой точности измерений TH делят
на четыре класса: 0,2; 0,5; 1; 3, причем в зависимости от нагрузки один
и тот же TH может работать с разной погрешностью. Наиболее распростра-
нены на ТП ГЭТ трехфазные масляные ГН с компенсированными обмот-
ками типа НТМК-10 (рис. V. 28, а). В бачке размещена выемиая часть TH,
на крышке бачка — проходные изоляторы А, В, С сетевого напряжения,
а. Ь. с — измерительного напряжения и 0 — нулевой точки, пробка 4 для
заливки масла и заводской щиток 3. В нижней части бачка имеется пробка
1 для спуска масла в болт заземления 2. Применяют также однофазные TH
типа НОМ-10 (рис. V. 28. б) , которые соединяют обычно в открытый треу-
гольник (см. рис. V. 27, б). На крышке выемной части этого TH установ-
лены два проходных изолятора 4 сетевого напряжения и два проходных
изолятора 5 измерительного напряжения. Сердечник 7 с обмотками 8
находится в масле. На крышке расположены пробка 3 для заливки масла
и болт заземления б, в нижней части бачка 2 — сливная пробка /.
Выключатели. Основные аппараты РУ выпрямленного тока - линейные
выключатели, устанавливаемые на присоединениях положительных питаю-
щих линий, секционные выключатели (СВ) между секциями сборных шин
или положительными питающими линиями, поляризованные катодные
выключатели, разъединители, переключатели и др.
На совремснныхэТП ГЭТ трамвая и троллейбуса преимущественно
применяют быстродействующие выключатели типа ВАТ-43 (для защиты
положительных питающих линий от перегрузок и токов к.з.) и ВАБ-43
(для защиты ПА от токов обратного направления). Особенность этих
выключателей по сравнению с ранее выпускавшимися - замена держащей
катушки постоянным магнитом, в результате чего они не требуют постоян-
ного питания оперативным током и не имеют ложных срабатываний при
кратковременных исчезновениях и посадках напряжения на шинах при к.з.
Электромагнитная система катодного выключателя ВАБ-43 состоит из
катушки I (рис. V. 29, а), П-образного сердечника 2, якоря 7, постоян-
ного магнита 5 с катушкой 4 для подмагничивания. В окно сердечника 2
пропущена шина главного тока 3. На электромагните укреплен механизм
свободного расцепления, состоящий из магнитопроводящей скобы 31,
сердечника 32, защелки 24 с пружиной 25, рычага 23 и якоря свободного
расцепления 30. К скобе 31 прикреплено устройство сигнализации, состоя-
щее из контактов 28, рычага 27 и пружины 29. Контактная система выклю-
чателя имеет неподвижный контакт 11, служащий также катушкой магнит-
ного дутья, и подвижный контакт 9, вращающийся на оси 8. К неподвиж-
ному контакту крепится дугогасительный рог 12. Второй дугогасительиый
рог 14 и упор 18 подвижного контакта 9 крепятся к специальной скобе
235


Рис. V.27. Схемы соединения трансформаторов напряжения;
а — однофазный; б - два однофазных, соединенных в открытый треугольник; в -
трехфазный трехстержневой; г - трехфазный пятистержневой
Рис.У.28. Трансформаторы напряжения;
а - трехфазный типа НТМК-10; б ~ однофазный
типа НОМ-10; в — выемная часть трансформато-
ра НОМ-Ю
236

Pmc.V.29. Кинематическая система катодных выключателей ВАБ-43 и ВАТ-43
(а); направление магнитных потоков при появлении обратного тока (б) и в
момент включения выключателя ВАБ-43 (в)
17. Подвижный контакт 9 соединен с якорем электромагнитной сис-
темы тягой 19, проходящей через отверстие в якоре 21 н упор 22.
Тяга 19 связана с рычагом 23. Главные контакты выключателя защи-
щены от обгорания дугогасительным контактом 13, который вращается
на оси 10. Пружина 16, укрепленная на кронштейне 15, обеспечивает необ-
ходимое нажатие между дугогасительными контактами.
Для включения выключателя подают напряжение на катушку 1, создаю-
щую магнитный поток Ф3 (рис. V. 29, в), направленный в ту же сторону,
что и поток Ф1 постоянного магнита 5 в правом полюсе сердечника 32.
В левом полюсе потоки Ф[ н Ф3 направлены встречно, благодаря чему он
размагничивается. В результате якорь 7 преодолевает противодействие
пружины 6 (см. рис. V. 29, а) и притягивается к правому полюсу сердечни-
ка 32. Однако контакты выключателя замкнуться при этом не могут, так
как тяга 19 с защелкой 24 и рычагом 23 останавливается, когда между
контактами выключателя имеется некоторый зазор. Одновременно с при-
тягиванием якоря 7 к сердечнику 32 притягивается якорь 30 и заводит
пружину 25. После того, как катушка 1 обесточится,'якорь 7 останется
в притянутом состоянии, удерживаемый магнитным потоком постоянного
магнита. Якорь же 30 под действием пружины 25 возвращается в исходное
положение, ударяет по защелке 24 и сбивает ее. Тяга 19 освобождается и
под действием пружины 20 контакты выключателя замыкаются. Следова-
тельно, они замыкаются только после того, как обесточится катушка уп-
равления 1 и выключатель будет готов к немедленному отключению воз-
можного повреждения. При протекании выпрямленного тока через виток
**	237

шины главного тока 3 (рис. V. 29, б) в прямом направлении в сердечнике
32 создастся магнитный поток Ф2, совпадающий по направлению в левом
полюсе с магнитным потоком <!>{ постоянного магнита 5. Прн появле-
нии в защищаемом присоединении тока обратного направления в сердеч-
нике появляется магнитный Поток Ф2, направленный встречно потоку Ф],
что приводит к уменьшению силы, удерживающей якорь во включенном
положении. В левом же полюсе потоки Ф! и Ф2 складываются, полюс на-
магничивается и создает силу, стремящуюся перевести якорь в отключенное
положение. Якорь 7 (рис. V. 29, а) ударяет по упору 22 тяги 19. Сначала
размыкаются главные контакты выключателя, а затем дугогасительные.
После перехода якоря 7 в отключенное положение подвижный контакт 9
продолжает еще некоторое время двигаться по инерции, сжимает пружину
20 и останавливается улором 18. Тяга 26 поворачивает рычаг 27, и контакт-
ные мостики контактов 28 размыкаются.
Линейные выключатели ВАТ43 в отличие от катодных имеют индук-
тивный и магнитный шунты. Магнитный шунт предназначен для плавной
регулировки тока уставки. Магнитный поток, создаваемый постоянным
магнитом, делится иа две части: одна идет по основной магнитной цепи
через якорь, другая - через шунт. Прн изменении положения магнитного
шунта уставка изменяется. Индуктивный шунт обеспечивает получение
нужного диапазона тока уставки. Ток, проходящий через выключатель,
делится индуктивным шунтом на две части так, что в окно магнитопровода
проходит только часть тока. Линейный выключатель поляризуется на пря-
мой ток: направление тока через выключатель выбирают таким, чтобы по-
ток Ф2, создаваемый прямым током, в правом серде!щике52 (см. рис.У. 29,6)
был направлен встречно потоку Ф1, создаваемому постоянным магнитом.
Поэтому поток Ф! вытесняется из правого полюса в левый и при достижении
током значения уставки выключатель отключается. В остальном принцип
действия ЛВ тот же, что у катодного выключателя.
Выключатель ВАТ-43 включают нажатием кнопки В (рис. V. 30). При
этом в цепи 5-6 включается контактор К1 и замыкает своими контактами
цепь 2—3 катушки управления КУ. Связанные с главным якорем выключа-
теля контакты БК в цепи реле блокировки РБ замыкаются, а в цепи катуш-
ки К1 размыкаются (цепь 5-6). Реле
Рис.У.30. Принципиальная электриче-
ская схема управления выключателем
ВАТ-43
238
РБ, включаясь, дополнительно разры-
вает своим размыкающим контактом
цепь 5-6 катушки/С/ и остается вклю-
ченным на все время замкнутого по-
ложения кнопки В. Реле РБ обеспечи-
вает только один короткий импульс
тока в КУ, достаточный для включения
выключателя. Если в цели, включае-
мой выключателем, окажется к.з., то
он беспрепятственно отключится и,
несмотря на то, что кнопка В еще нажа-
та, повторного включения не произой-
дет. Чтобы включить ВАТ-43 повтор-
но, необходимо отпустить и вновь
нажать кнопку В. Таким образом,

реле РБ осуществляет защиту выключателя от звонкового режима работы
при включении иа к.з. Для отключения выключателя нажимают кнопку О,
замыкающую цепь контактора К2. Последний своими контактами замы-
кает катушки управления КУ через добавочные резисторы А, ограничиваю-
щие ток в катушке. По катушке протекает ток, направленный обратно
включающему.
Линейные и катодные выключатели — сложные и недостаточно надеж-
ные аппараты. Современная тенденция заключается в их исключении с пере-
носом функции защиты на тиристорный В А или тиристорный высоковольт-
ный выключатель.
ГЛАВА VI. АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И ЗАЩИТА
В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГЭТ
§ VI. 1. Защита и защитное заземление
Защитой называют комплекс устройств, обеспечивающих автоматичес-
кое отключение электроустановок при к.з. и других аварийных режимах,
а также сигнализацию о нарушениях нормального режима работы илн пов-
реждениях, не представляющих особой непосредственной опасности для
оборудования и не требующих его немедленного отключения.
Оснояные виды защит электроустановок ТП: максимальная токовая
(МТЗ), обеспечивающая отключение защищаемой электроустановки или
присоединения при перегрузках и к.з.; защита минимального напряжения
(ЗМН) вводов напряжением 6-10 кВ, отключающая электроустановки при
снижении напряжения питания ниже предусмотренного уровня; газовая
защита ТрПА; токовременная (ТВЗ) или тепловая (ТЗ) тяговой сети;
защита В А от перенапряжений; защита кабелей тяговой сети (потенциаль-
ная, контрольными жилами, земляная). На вводах напряжением 6-10 £В
переменного тока ТП в зависимости от' схемы первичного питания устанав-
ливают МТЗ, действующую на отключение высоковольтного выключателя
ВВ при недопустимых перегрузках и к.з.; ЗМН, действующую на отключе-
ние ВВ при исчезновении или снижении напряжения до недопустимого уров-
ня (с задержкой отключения на 0,7 с больше задержки отключения МТЗ,
установленной на РП энергосистемы). На одноагрегатных ТП с радиальной
схемой питания по одной линии вводы защитой не оборудуют в расчете на
осуществление ее со стороны РП. При одном вводе или раздельной работе
нескольких вводов защиту от замыканий за землю выполняют без выдер-
жек времени. Масляные ТрПА защищают от внутренних повреждений газо-
выми реле с действием первой ступени на сигнал и второй ступени на от-
ключение и устройством контроля температуры масла с действием на сиг-
нал. Кремниевые ВА с естественным охлаждением оборудуют: устройством
контроля состояния вентилей с действием на сигнал или отключение; МТЗ
со стороны переменного тока с зависимой (токовременной, соответствую-
щей перегрузочной характеристике ВА) характеристикой и токовой отсеч-
кой; катодной защитой со стороны выпрямленного тока, причем на одно-
239

агрегатных (при любой схеме питания) и двухагрегатных ТП при децент-
рализованной системе питания катодную защиту не ставят. При параллель-
ной работе ТП для исключения подпитки при повреждениях (пробое вен-
тильного плеча, соединительных кабелей и т.п.) осуществляют блокировку
ЛВ с ВВ агрегата. В системе питания троллейбусных линий с изолирован-
ными полюсами вентильные обмотки и связанные с ними цепи защищают
пробивным предохранителем, установленным между отрицательной шиной
и землей, от попадания высокого напряжения с обмотки высокого напря-
жения ТрПА на обмотку низкого напряжения при повреждениях изоляции
между ними.
Питающие линии постоянного тока напряжением 600 В защищают
быстродействующими ЛВ, осуществляющими МТЗ; различными видами
защит от малых токов к.з., не превосходящих максимальных токов тяго-
вой нагрузки (токовременной защитой ТВЗ или тепловой ТЗ); от замыка-
ний на землю (в системах питания с заземленной нейтралью); устройст-
вами непрерывного контроля изоляции полюсов системы по отношению к
земле (в системах питания троллейбусных линий с изолированными полю-
сами) .
Цепи питания системы СН напряжением 220 В переменного тока с
изолированной нейтралью защищают пробивным предохранителем; уст-
ройством контроля изоляции с действием на сигнал; присоединений сис-
темы CH-МТЗ (автоматическими выключателями или плавкими предо-
хранителями) .
От атмосферных перенапряжений ТП защищают разрядниками, уста-
новленными в местах присоединения питающих линий к участкам КС;
вентильные обмотки ТрПА и вентили от коммутационных перенапряже-
ний — разрядниками, включенными между выводами вентильных обмоток
и нулем (отрицательным полюсом) ТрПА.
Элементная база защит действующих ТП — преимущественно кон-
тактно-релейная на основе электромеханических реле разных типов (элек-
тромагнитных, индукционных, электродинамических и магнитоэлектри-
ческих). Защиты, построенные на этой элементной базе, называют релей-
ными. В настоящее время внедряются микроэлектронные защиты ТП на
основе полупроводниковой микроэлектронной базы — интегральных
микросхем (ИМС). К защитам предъявляют требования: селективности,
быстродействия, чувствительности и надежности, малого собственного
электропотребления, монтажелригодности, минимальной трудоемкости тех-
нического обслуживания н ремонта, минимальной стоимости и максималь-
ной простоты устройств связи с защищаемым присоединением. В наиболь-
шей степени этим требованиям (кроме последнего) удовлетворяют микро-
электронные защиты.
Зоной действия защиты называют участок присоединения, в пределах
которого повреждение, вызывающее срабатывание защиты (например,
к.з.), может находиться в любой точке участка. Значение контролируе-
мого параметра, вызывающего срабатывание защиты, называют ее устав-
кой, в частности ток срабатывания защиты — током уставки /у, который
выбирают в зависимости от наибольшего возможного рабочего тока
^макс.раб защищаемого присоединения: /у = Ммаксраб, где к ~ коэффи-
240

Рис.УИ. Зоны действия зашит тяго-
вой сети
циент запаса от ложных срабатываний защиты. При определении токов
уставки ЛВ питающих линий ТП принимают к — 1,15 1,20.
Зоны действия защит не всегда ограничены четко и зависят от соот-
ношения токов к.з. и /у. Если, например, на участке I одностороннего
питания тяговой сети от ТП до секционного изолятора (СИ) ток 1К >/у,
то зона действия защиты, установленной на питающей линии и воздействую-
щей на отключение ЛВ, включает в себя весь участок тяговой сети от ТП до
СИ (рис. VI. I, а). Если /к > 7у только для части участка питания от ТП до
некоторой точки К, то зона действия защиты включает в себя только часть
участка питания до точки К. Участок от К до СИ остается незащищенным
(рис. VI. 1,6). Аналогично, при двустороннем питании ’’мертвой” незащи-
щенной зоной будет участок между точками и (рис. VI. 1, в).
Характеристикой защиты называют зависимость между временем ее
срабатывания и параметром, на который она реагирует. Различают защиты
с зависимой характеристикой (рис. VI. 2, а), когда время срабатывания t
изменяется во всем диапазоне изменения параметра I начиная с некото-
рого значения/мия', с ограниченно-зависимой характеристикой (рис. VI. 2,0,
в зоне / которой время срабатывания t зависит от тока /ив зоне // не
зависит; независимой характеристикой мгновенного действия (рис. VI. 2, в),
когда время срабатывания /р ограничивается собственным временем сра-
батывания защиты; независимой характеристикой с выдержкой времени
(рис. VI. 2, г), когда может быть установлено несколько ступеней (7, 2,
3, ...) выдержки времени срабатывания, не зависимых от параметра 7;
ограниченно-зависимой характеристикой с отсечкой (рис. VI. 2,6), когда
характеристика имеет зоны I и II, в которых t соответственно зависит
и не зависит от I, но везде превышает /р, и зону III отсечки, в которой
Основные функциональные элементы любой защиты (которые часто
совмещают в одном устройстве, но могут быть и раздельны) — элементы
связи с защищаемым присоединением; измерительная часть; преобразова-
вши получаемой информации; устройство регулирования (установки)
241
16 1962

Pkc.V1.2. Характеристики защит
уставок; логический блок; выходные устройства. Элементы связи защит
с защищаемым присоединением - это различного рода преобразователи
контролируемого параметра; шунты, трансформаторы тока и напряжения,
резисторы, преобразователи неэлектрических величии в электрические, а
также проводные каналы связи их с другими блоками защиты. Измеритель-
ная часть защиты обеспечивает непрерывный или дискретный контроль кон-
тролируемого параметра; преобразователи - преобразование параметра в
удобную для контроля форму, например непрерывной информации в диск-
ретную; устройство регулирования уставок — задание защите требующихся
уставок срабатывания; логический блок - сравнение фактической вели-
чины параметра I с уставкой /у и при / > /у - формирование сигнала на
срабатывание защиты. Выходные устройства формируют воздействие на
выключатель, защищающий присоединение, или сигнальные устройства.
По схеме построения защиты классифицируют на местные (децентра-
лизованные), централизованные и кустовые. Местные защиты 31-35 при-
соединений (рис. VI. 3, а) работают автономно и в целом более надежны
по сравнению с нейтрализованными, но отличаются сравнительно малой
Pmc.VL3. Принципиальные схемы местной
(децентрализованной) (а), централизован-
ной (6) и кустовой (в) зашит
242

функциональной нагрузкой элементов и поэтому повышенной стоимостью.
Каждая из местных зашит (или часть их) связана с диспетчерским пунктом
системы электроснабжения ГЭТ каналами телеуправления ТУ. При центра-
лизованной защите на ТП создается единый логический блок ЛБ
(рис. VI. 3, б) для переработки информации, поступающей от защит всех
присоединений, что повышает функциональную нагрузку ЛБ, снижает
общую стоимость защит и число требующихся каналов ТУ на диспетчерс-
ком пункте ДП, ио одновременно снижает надежность защит. При кустовом
принципе построения (рис. VI. 3, в) местные защиты объединяют в группы,
каждая из которых имеет свой специализированный логический блок. Из
кустовых ЛБ выделяют только общее запоминающее устройство ЗУ, свя-
занное каналами ТУ с ДП.
Источники оперативного тока. Для питания устройств защиты необхо-
димы источники оперативного тока, к которым предъявляют весьма высо-
кие требования надежности и бесперебойности работы. В качестве источни-
ков оперативного постоянного тока используют аккумуляторные батареи
и выпрямительные устройства; в качестве источников переменного тока —
трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (TH) или трансформаторы соб-
ственных нужд (ТСН). Для бесперебойного электроснабжения ЗУ микро-
электронных и релейных защит при возможных кратковременных прова-
лах напряжения оперативного переменного тока можно применять конден-
саторные батареи.
Промышленность выпускает выпрямительные блоки БПН-1002 и
Б ПТ-1002 иа напряжения 110 и 220 В и мощность 1000 Вт. На ТП для повы-
шения надежности питания устанавливают четыре таких блока: два токо-
вых БПТ1 и БПТ2 (рис. VI. 4, а} подключают к трансформаторам тока
вводов а и /3 и два блока напряжения БПН1 и БПН2 — к ТСН1 и ТСН2,
питающихся от этих вводов или связанных с ними шин 6—10 кВ. Выпрями-
тельные блоки подключают через потенциометры к шинам ШУ, от которых
питаются устройства защиты агрегатов /, II и ///, вводов а и б и контроля
изоляции. В схеме МТЗ с использованием в качестве источника оператив-
ного тока предварительно заряженного конденсатора (рис. VI. 4, б) для
заряда конденсатора С используют специальный блок питания БПЗ-401
(или БПЗ-402). Конденсатор замыкается иа отключающую катушку ОК
выключателя ВВ только при срабатывании защиты (токового реле РТВ с
зависимой характеристикой). Емкость конденсатора подбирают так, чтобы
ток разряда был достаточен для срабатывания ВВ.
Максимальные токовые защиты (МТЗ). Из большого числа электричес-
ких защит наТП ГЭТ в РУ переменного тока напряжением 6-10 кВ наиболее
распространены простые и надежные МТЗ. Они могут осуществляться плав-
кими предохранителями и высоковольтными выключателями ВВ с релей-
ными или микроэлектронными схемами. Обычно защиту плавкими предох-
ранителями используют для присоединений, характеризующихся редкими
к.з., так как она при любом срабатывании требует замены перегоревших
предохранителей. Другим недостатком МТЗ с плавкими предохранителями
является сложность обеспечения необходимой селективности срабатывания
в цепях с радиальным питанием нескольких присоединений по причине
большого разброса характеристик плавких вставок.
243

Pnc.VJ.4. Принципиальные схемы
включения блоков питания
БПН-1002 и БПТ-1002 (д) и мак-
симальной токовой релейной за-
щиты с использованием предвари-
тельно заряженного конденсатора
(б):
TH, ТА — трансформаторы напря-
жения и тока
Релейные МТЗ выполняют с независимой и зависимой выдержкой вре-
мени или мгновенного действия, на постоянном и переменном оперативном
токе, иа реле косвенного и прямого действия. Основные элементы релей-
ной МТЗ - трансформаторы тока ТТ, токовые реле РТВ, промежуточные
и реле времени. Защита может быть трехфазной с включением ЛГна фазо-
вые токи по схеме полной звезды (рис. VI. 5, а) или на разность фазовых
токов (рис. VI. 5, б) и двухфазной с включением РТна фазовые токи по
схеме неполной звезды (рис. VI. 5, в) или на разность фазовых токов
(рис. VI. 5, г). Большинство энергосистем напряжением 6—10 кВ перемен-
ного тока работают с изолированной нейтралью трансформатора. Токи
однофазных замыканий на землю в них малы и, как правило, не требуют
немедленного отключения поврежденного участка. Поэтому релейные
МТЗ присоединений к этим системам выполняют обычно двухфазными
, (питают от ТТ, установленных в фазах А и С) : они обеспечивают отключе-
ние любого двухфазного замыкания. Для защит от однофазных замыка-
ний используют специальные защиты, работающие на сигнал. В системах
6—10 кВ с заземленной нейтралью токи однофазных замыканий достигают
больших значений. В этом случае ТТ устанавливают на всех трех фазах, а
их вторичные обмотки соединяют обычно в схему полной звезды. Макси-
мальную токовую защиту с включением РТ на разность фазовых токов
используют сравнительно редко.
Пусковым органом МТЗ с реле косвенного действия являются реле
244

Рис.V 1.5. Схемы соединения вторич-
ных обмоток трансформаторов то-
ка и реле защиты максимальных то-
ковых защит
Phc.VL6. Максимальные токовые за-
щиты:
а — двухфазная на постоянном опе-
ративном токе с реле косвенного
действия; б - двухфазная с реле
прямого действия; в - трехфаз-
ная на тиристорах
максимального тока РТ1 и РТ2, получающие питание от трансформаторов
тока ТТд и ТТс (рис. VI. 6, а) , органом выдержки времени - реле времени
РВ. Указательные реле У фиксируют действие защиты. Отключающая ка-
тушка ОК выключателя ВВ питается через блок-контакт БК выключателя
ВВ. Если ие требуется выдержки времени срабатывания МТЗ, го вместо
реле времени РВ ставят промежуточное реле РП. В схемах МТЗ с вторич-
ными токовыми реле (РТВ) прямого действия (рис. VI. 6, б) реле РТВ1 и
РТВ2 встраивают в приводы ВВ. Достоинство этих защит - отсутствие пот-
ребности в специальных источниках оперативного тока. В схемах МТЗ на
тиристорах (рис. VI. 6, в) для исключения влияния нелинейности диодов
VD1-VD6 трансформаторы ТТ1—ТТЗ подключают через промежуточные
повышающие трансформаторы ТПР1-ТПРЗ. Напряжение их вторичных об-
моток подается через мостовую схему (диоды VD1-VD6), диоды VD7 или
VD8 и стабилитрон VD9 на управляющий электрод тиристора VS. При опре-
деленном напряжении на стабилитроне, зависящем от нагрузки в линии,
245

тиристор VS открывается, отключающая катушка ОК высоковольтного
выключателя ВВ оказывается под током и ВВ отключается. Конденсатор С,
регулируемый резистор R2 и резистор R1, используют для регулирования
момента отпирания тиристора VS через диод VD7,T.e. для задания выдерж-
ки времени. Для регулировки срабатывания защиты без выдержки времени
используют резистор R4, которым устанавливают момент отпирания тирис-
тора VS через диод VD8.
Ток срабатывания МТЗ выбирают так, чтобы обеспечить надежную
отстройку ее от токов нагрузки, необходимую селективность и наиболь-
шую чувствительность защиты. Реле характеризуется током срабатывания
/с, при котором якорь реле притягивается к сердечнику (реле срабаты-
вает), и током отпадания /взв (возврата), при котором он начинает возв-
ращаться при спадании тока в исходное положение. Коэффициент возврата
£взв = реле защиты находится в пределах 0,7-0,85. Для надлежащей
отстройки от токов нагрузки ток срабатывания и ток возврата реле защиты
должны превышать наибольший ток нагрузки:	> /н.максЛт.т’ ^взв >
> ЛгмаксАт.т- Поскольку 7ВЗВ <7срб,то достаточно выполнить второе усло-
вие: /взв = ^зал^н.максДт.т» где ^зап “ 1Л ~ коэффициент запаса, обеспе-
чивающий работу защиты без ложных срабатываний при возможных неточ-
ностях определення наибольшей нагрузки и коэффициента возврата реле.
С учетом схемы включения ТТ и реле ток уставки
~ ^схЛрб ~ ^сх^взв/^взв — ^сх^залАгмакс/(^взв^т.т)’	(VI. 1)
где ^сх = 1 н 3 - схемный коэффициент при включении реле соответствен-
но на фазовые токи и на разность фазовых токов.
Выбор тока /н.макс определяется наибольшей перегрузочной способ-
ностью защищаемого присоединения. В частности, для ВА с наибольшей
перегрузочной способностью 100% принимают /н.макс - 2/ном, где /ном -
номинальная нагрузка ВА.
Ток уставки, выбранный по условию отстройки от тока нагрузки,
(VI. 1), проверяют по условию требующейся чувствительности защиты,
которую отценивают коэффициентом чувствительности кч. Для защит,
реагирующих на токи, возрастающие при повреждениях присоединения,
= АсДсрб, где 1К - расчетный ток к.з. в конце защищаемой зоны. По ПУЭ
коэффициент чувствительности для МТЗ должен быть не менее 1,5 и соот-
ветственно ток уставки
^уст — ^сх^срб — ^СХ Ак ^Ч‘	(VI.-)
В радиальных сетях с односторонним питанием (рис. VI.7) от районного
питающего пункта РП получают питание последовательно подстанции ТП1,
ТП2, ТПЗ и т.д., на которых установлены выключатели ВВ, воздействующие
иа них реле защит 1—4, получающих питание от трансформаторов тока ТТ,
и линейные разъединители Р. Ступень выдержки времени Дг между сраба-
тыванием соседних защит
Д'=гв.0 + ч,. ‘(VI.3)
где te в— собственное время срабатывания ВВ; Грт, тр в - положительная
246

и отрицательная погрешности времени действия токовых реле н реле време-
ни; Gan ~ время запаса.
Для релейных защит с независимой характеристикой принимают At —
— 0,35 -г 0,6 с и для защит с зависимой или ограниченно-зависимой характе-
ристикой Дг = 0,6 4- 1,0 с.
При к.з., например на ТПЗ (рис. VI. 7), приходят в действие токовые
реле на ТП1-ТПЗ,Ш) МТЗ срабатывает только на ТПЗ, а токовые реле —
на 7777 и ТПЗ возвращаются в исходное положение без отключения своих
ВВ. Благодаря необходимости увеличения времени t срабатывания защит
последовательно расположенных зон в радиальных сетях прн большом
количестве ТП выдержки времени срабатывания МТЗ на ТП, ближайших к
РП, сильно возрастают и могут быть неприемлемыми по перегрузочной спо-
собности ВА. Поэтому МТЗ ограничивает число ТП, включаемых в схемы
радиального питания.
В сетях с двусторонним питанием селективное отключение поврежден-
ного участка МТЗ невозможно. В этом случае используют максимальные
токовые направленные защиты (МТНЗ), отличающиеся от МТЗ наличием
органа, реагирующего на направление передачи энергии, в качестве кото-
рого применяют реле мощности РБМ171 и др. Если при к.з. мощность
передается от шин в линию, то реле мощности РМ (орган направления)
срабатывает и замыкает свои контакты (рис. VI. 8, а). При достижении
Phc.VL7. Схема соединения
максимальных токовых за-
щит в радиальной сети с од-
носторонним питанием (й) и
диаграмма выдержек време-
ни зашит (0
ЛИ
Phc.VL8 Максимальные на-
правленные зашиты:
а - на оперативном посто-
янном токе; б - на опера-
тивном переменном токе;
в - дополненная макси-
мальной токовой зашитой;
г - схема действия и диа-
грамма выдержек времени
зашит
247

током линии значения /с срабатывает токовое реле РТ (пусковой opian) и
замыкаем своим контактом обмотку реле времени РВ (орган выдержки
времени). Реле РВ, срабатывая, выключает через блокировку БК выключа-
тель ВВ (подает питание на отключающую катушку ОК выключателя ВВ).
Если при к.з. мощность будет иметь обратное направление из линии к ши-
нам, то реле РМ не срабатывает и отключения ВВ не произойдет. В схеме,
показанной на рис. VI. 8. б, при срабатывании РМ и РТвключается катушка
промежуточного реле, контакты которого замыкают цепь питания отклю-
чающей катушки ОК ВВ. При к.з. на шинах ТП максимальная токовая
защита МТНЗ не действует (шины ТП для нее являются "мертвой” зоной).
Поэтому ее дополняют МТЗ, причем токовые реле РТВ последней соеди-
няют попарно-последовательно с токовым реле направленной защиты
(рис. VE 8, «).
В сетях с несколькими последовательно расположенными присоедине-
ниями, получающими питание от источников РП! и РП2, МТНЗ, как и МТЗ,
работает с выдержками времени (рис. VI. 8, г); защиты I, 3 и 5 на направ-
ление мощности от РП! к РП2, а защиты 6, 4 и 2 - от РП2 к РП!. При к.з.
в точке Ki между РП! и ТП! последовательно срабатывают защиты 2 и /,
при к.з. в точке К2 между ТП! и ТП2 — защиты 4 и 3, при к.з. в точке К2
между ТП2 и РП2 — защиты 5 н 6.
Защиту преобразовательного агрегата ТПА от токов перегрузки и к.з.,
возникающих при пробое вешильных плеч ВА и протекания сквозных
токов к.з., не отключенных линейной защитой со стороны постоянного то-
ка, осуществляют МТЗ с зависимой характеристикой, соответствующей
перегрузочной характеристике ВА, и токовой отсечкой. При параллельной
работе агрегатов для исключения подпитки точки к.з. в одном из агрега-
тов от параллельно работающих используют поляризованные быстродей-
ствующие катодные выключатели или так называемые диодные приставки,
состоящие из четырех-пяти параллельно включенных мощных диодов с
естественным охлаждением.
Защита от однофазных замыканий на землю. Эта защита в сетях с изо-
лированной нейтралью включает (см. рис. V. 27) трансформатор / земля-
ной защиты типа ТР или ТЗР, токовое реле РТ, реле времени РВ и указатель-
ное реле У. При симметричных трехфазных токах в кабеле 2 магнитный
поток в сердечнике трансформатора ! отсутствует. При однофазном замы-
кании на землю симметрия токов в кабеле нарушается, в трансформаторе !
появляется магнитный поток и ток, срабатывает реле РТ, затем с выдерж-
кой времени-реле РВ, контакты которого замыкают цепь сигнала или
отключающей катушки ВВ. Реле времени РВ ставят'для предупреждения
ложных срабатываний защиты от кратковременного нарушения симметрии
в трехфазной линии вследствие, например, неодновременного замыкания
контактов трех фаз ВВ при включении на нагрузку. Заземляющий провод-
ник от брони кабеля должен проходить через окно сердечника трансформа-
тора 1: это предупреждает ложные срабатывания защиты от блуждающих
токов, проходящих по броне кабеля. Контрольная обмотка 3 используется
для проверки исправности трансформатора ! без отключения линии.
Защита от малых токов к.з. Тяговую сеть защищают двумя способами:
1) линейным быстродействующим выключателем ЛВ питающих линий;
248

2) быстродействующим ВВ ТПА. Первый способ используют на многоагре-
гатных ТП с большим числом питающих линий, второй рекомендуют для
одноагрегатных и многоагрегатных ТП с агрегатами, включенными по схе-
ме ’’агрегат—линия”. Ток уставки ЛВ выбирают из условия-
0 9/ >7	>7/	+ 800	(VI.4)
и’у‘к -‘уст —‘н.макс	’	'
где 0,9 — коэффициент запаса; /к — ток к.з. в наиболее удаленной точке
участка питания КС; 2 - коэффициент, учитывающий толчки мгновенных
значений тягового тока; /н.макс ~ расчетный максимальный ток нагрузки
на участке; 800 - дополнительный ток, исключающий неоправданные от-
клонения нагрузки, А.
В тех случаях, когда условие (VI. 4) не соблюдается, необходимо ста-
вить дополнительную защиту КС от малых токов к.з. (меньших /уст).
Предложено много схем защиты КС от малых токов к.з.: максимальных
токовых, импульсных, токовременных, тепловых и потенциальных. Им-
пульсная защита основана на различии в характере изменения тока в линии
при колебаниях тяговой нагрузки и при к.з. Она не обеспечивает надежного
отключения малых к.з. из-за близких значений скорости нарастания токов в
тяговой сети при к.з., при отрыве токоприемника от контактного провода и
при проходе поездом секционного изолятора под током. Максимальная токо-
вая защита от малых токов к.з. может быть осуществлена ЛВ, установлен-
ными параллельно секционным изоляторам. Максимальные токи тяговой
нагрузки таких ЛВ невелики (меньше токов к.з.), что позволяет настраи-
вать-их на срабатывание при малых токах к.з. Этот вид защиты используют
на электрифицированных железных дорогах, но применение его в условиях
ГЭТ затруднено сложностью установки на линии громоздких ЛВ. Потенциаль-
ная защита основана на сравнении напряжений в точке к.з. при нормальных
и аварийных режимах. Она достаточно проста и надежна, но требует прок-
ладки линий связи, что встречает большие трудности.
Наиболее опасным повреждением КС является отжиг КП недопусти-
мыми токами нагрузки или токами неотключенных к.з. В настоящее время
для защиты тяговые сетей от отжига используют токовременные защиты
(ТВЗ) с характеристикой, соответствующей характеристике термичес-
кой устойчивости КП. Назначение ТВЗ - предупреждение отжига КП,
появление которого приводит к необходимости его замены. Модели-
рование в ТВЗ характеристики термической устойчивости КП, представляю-
щей собой зависимость тока нагрузки от допустимого по условиям нагрева
времени его протекания, можно осуществить на основе устройств интегри-
рующего типа или по ступенчатому графику. Интегрирующая защита мо-
делирует характеристику / термической устойчивости КП (зависимость
допустимого времени срабатывания /доп от тока /), а ступенчатая пред-
ставляет ее в виде ступенчатой кривой 2 (рис. VI. 9, а). При трехступенча-
той реализации ТВЗ состоит из трех токовых реле РТ и трех реле времени
РВ (рис. VI. 9, б). Токовые реле питаются от шунта Ш, включенного в
питающую линию ПЛ. Ток трогания реле РТ1 принимают равным 80—85%
минимального тока к.з. в конце участка питания (точке Л), реле РТЗ -
80—85% тока трогания линейного выключателя ЛВ линии, реле РТ2 -
249

равным среднему значению между токами трогания реле РТ1 и РТЗ. Каж-
дое токовое реле при срабатывании включает соответствующее реле вре-
мени РВ.. настроенное на допустимое время гдоп протекания тока по харак-
теристике термической устойчивости КП. Если фактическое время проте-
кания тока к.з. превышает тДО11, то соответствующее РВ, срабатывая, замы-
кает цепь питания катушки контактора К, включающего питание отключаю-
щей катушки выключателя ЛВ. В тех случаях, когда ток уставки выключа-
теля ЛВ незначительно превышает минимальный ток к.з., в схеме ТВЗ дос-
таточно иметь одно токовое реле и одно реле времени.
Токи к.з. на землю в питающих кабелях заземленных тяговых сетей
трамвая обычно ис превышают 1200-1300 А, т.е. в два-три раза меньше
токов уставки выключателя ЛВ, превышающих 2500—3000 А. В троллей-
бусных тяговых сетях, которые обычно изолируют от земли, токи к.з.
кабелей на землю еще меньше (равны току утечки через изоляторы КС), но
тем не менее также недопустимы, так как приводят к постепенному выго-
ранию изоляции кабелей в местах повреждения. Кабели постоянного тока
защищают от замыканий на землю в заземленных тяговых сетях комбина-
цией потенциальной защиты и зашиты контрольными жилами. Потенциаль-
ная защита — это контроль напряжения между оболочкой положительного
кабеля и отрицательной шиной. На ТП брони и оболочки всех кабелей
перепаивают и подключают на общий контур заземления переменного тока.
Соответственно потенциальная защита — это контроль потенциала контура
заземления относительно отрицательной шины. Она относится к типу
групповых и срабатывает при повреждении любого из кабелей ТП. Защиту
контрольными жилами устанавливают на положительных линейных кабе-
лях 600 В. Она реагирует на повреждения контрольных жил кабелей и
срабатывает на сигнал или отключение ЛВ. Поскольку и потенциальная
защита, и защита контрольными жилами могут срабатывать ложно, в
применяемых комбинированных системах защиты кабелей сигнал на
отключение ЛВ поступает только при одновременном срабатывании обеих
защит, а срабатывание одной из них приводит к включению сигналов. В
изолированных тяговых сетях пробой на землю любого полюса (положи-
тельного или отрицательного) не приводит к тяжелым последствиям, так
как токи к.з. составляют при этом доли ампера и поврежденный кабель
может работать некоторое время без устранения неисправности. В этом
случае используют групповую систему контроля состояния кабелей конт-
рольными жилами, работающую на систему сигнализации, но ее эффектив-
ность в этом случае намного меньше, чем в заземленных тяговых сетях, так
как пробой кабелей в незаземленных тяговых сетях не сопровождается
электрической дугой и повреждение.м контрольных жил ввиду малых
значений токов к.з.
Защита от перенапряжений. Важный элемент системы защиты ТП —
защита оборудования от перенапряжений. Волны атмосферных перенапря-
жений поступают на ТП через вводы высокого напряжения и от тяговой
сети, причем при кабельных связях ТП с РП практически приходится
считаться только с атмосферными перенапряжениями второго типа. Атмос-
ферные перенапряжения с отрицательной полярностью относительно земли
вызывают разрядные токи через вентили в прямом направлении, которые
250

Pmc.V]_9. Характеристика термической
устойчивости контактного провода
2 х 85 мм2 при эффективном токе
1 =800 А и температуре окружающей
среды 20°С (а) и схема трехступенча-
той токовременной защиты (6)
Рис.УЦО. Схемы зашиты тяговой под-
станции от атмосферных перенапряже-
ний со стороны тяговой сети (а) и пре-
образовательного агрегата от коммута-
ционных перенапряжений (6)
для них неопасны. Перенапряжения с положительной полярностью
относительно земли вызывают обратные токи через вентили и несмотря
на то, что они весьма редки, защита от них необходима. В качестве мер
защиты от атмосферных перенапряжений используют разрядники, установ-
ленные на опорах КС, и разрядники с лавинными вентилями, подключае-
мые параллельно им.
Наиболее часты коммутационные перенапряжения, возникающие на
ГП при отключениях иеиагруженных трансформаторов, при коммутации
тока в ВА, при отключениях ЛВ. На выводах вентильных обмоток ненаг-
руженных ТрПА перенапряжения при включениях ВВ могут достигать
5 и при отключениях 15 кВ, а на шинах РУ 600 В при отключениях токов
к.з. ЛВ - достигать 2 кВ. Разрядные напряжения изоляции при воздействии
импульсных, коммутационных и напряжения промышленной частоты сос-
тавляют соответственно для РУ 6-10 кВ - 8; 6,2 и 4,8 кВ, для кремниевых
ВА - 3,2 кВ, для ТрПА - 80; 55 и 42 кВ. Таким образом, защита от комму-
тационных перенапряжений РУ 6—10 кВ и ТрПА практически не требуется, а
для ВА весьма актуальна. Для защиты ТП от коммутационных перенапря-
жений используют разрядники типа РМВУ-0,55, устанавливаемые на КС у
выводов положительных питающих линий трамвая, а также положительных
и отрицательных питающих линий троллейбуса (рис. VI. 10, а). На трамвай-
ных линиях разрядники заземляют на рельсы Р, а оболочки и броню кабе-
лей соединяют с заземляющим токоотводом через искровой промежуток
#Z7. На троллейбусных линиях разрядники заземляют на оболочки и бро-
251

ню кабелей, а со стороны ТП кабели заземляют на контур заземления КЗ
ТП. Для защиты от коммутационных перенапряжений ТПА рекомендуют
использовать разрядники РВ1-ОО, включаемые между выводами обмоток
и нулевой точкой ТрПА (рис. VI. 10,6).
Защитное заземление и зануление. Важный элемент обеспечения защиты
и безопасности обслуживания электроустановок ТП — защитное заземление
и зануление. Заземлением называют преднамеренное электрическое соеди-
нение тех или других элементов электроустановок с заземляющим устрой-
ством ГП; занулением — соединение их с заземленной нейтралью электри-
ческой системы. В соответствии с требованиями ПУЭ заземляют металли-
ческие иетоконесущие части электроустановок и оборудования при напря-
жении выше 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока во всех про-
изводственных помещениях и наружных установках. Зануление применяют
в сетях с заземленной нейтралью напряжением 660, 380 и 220 В. Не зазем-
ляют и не зануляют только оборудование (корпуса электроизмерительных
приборов, реле и др.), установленное иа заземленных металлических щитах
(при наличии хорошего контакта корпуса со щитом); электроприемники
с усиленной (Двойной) изоляцией или включенные через изолирующие
трансформаторы; рельсовые пути и т.п.
При занулении все корпуса электрооборудования (электродвигателей
7, их пускателей 3, осветительной арматуры 4 и др.) соединяют с заземлен-
ной не менее чем в двух точках 2 и 5 нейтралью 6 трансформатора
(рис. VI. 11, а) .	/
Заземлители (металлические проводники, находящиеся в непосредст-
венном соприкосновении с землей) делят на естественные и искусственные.
В качестве заземляющих устройств в первую очередь используют естествен-
ные заземлители: водопроводные и другие металлические трубопроводы
Рис.VI. 11. Схема зануления электроустановок 660/380, 380/220
и 220/127 В в сетях с заземленной нейтралью (а) и общая схема
заземления оборудования тяговой подстанции (Д)
252

(кроме трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов, а
также трубопроводов, покрытых изоляцией для защиты от коррозии),
свинцовые оболочки кабелей (при наличии в электроустановке не менее
двух кабелей), металлические конструкции зданий и сооружений. Искус-
ственные заземлители - это металлические электроды из угловой или
круглой стали диаметром 12 мм и длиной 5 м, погруженные в грунт.
В соответствии с требованиями ПУЭ допустимые напряжения на зазем-
ляющем устройстве по отношению к земле принимают 250 В в электро-
установках напряжением выше 1 кВ и 125 В в электроустановках с напря-
жением до 1 кВ. Соответственно сопротивления заземляющего устройства
Яз250 = 250/7; Яз!25 = 125/7,	(VL5)
где I -расчетный ток замыкания на землю, А.
После определения сопротивления R3 рассчитывают заземлители с уче-
том сопротивления грунта, глубины заложения и характеристик заземли-
телей (сечения, длины, удельного сопротивления материала).
Обычно вокруг ТП сооружают общее заземляющее устройство (контур
заземления /), а в здании ТП прокладывают две самостоятельные зазем-
ляющие магистрали (рис. VI. 11,6): заземляющую магистраль 2 перемен-
ного тока, к которой через заземляющие проводники присоединяют кор-
пуса 4 всех аппаратов и машин переменного тока 6-10 кВ и 220 В, несущие
конструкции 5 этих аппаратов корпуса и металлические панели щитов 8,
брони кабелей 7 с напряжением 6-10 кВ и брони линейных кабелей 3 пос-
тоянного тока с напряжением 600 В, водопроводные трубы 6, и заземляю-
щую магистраль 13 постоянного тока, к которой присоединяют несущие
металлические конструкции 10 аппаратов постоянного тока, брони кабелей
11 постоянного тока, а также металлические ограждения и щиты 12 аппара-
тов постоянного тока. Магистрали заземления 2 и 13 аппаратов перемен-
ного и постоянного токов соединяют с контуром заземления 1 ТП наглухо
(сваркой), причем в местах присоединения магистрали 13 к контуру 1
устанавливают два токовых реле 9, при срабатывании которых отключают-
ся все выключатели питающих линий напряжением 600 В и агрегатов на
стороне 6—10 кВ. Ток к.з. при замыкании в системе постоянного тока
(VI.6)
где А = 0,5 + 0,7 — коэффициент, учитывающий падение напряжения в
электрической дуге в точке к.з. и внешнюю характеристику ТПА; Uj —
номинальное выпрямленное напряжение на шинах; R^3 - результирующее
сопротивление цепи к.з.
Для трамвайных ТП
Ярез = /?, +Я2 +R3 + Л4 + R5 +Яб,	(VL7)
где Rx - общее сопротивление растеканию тока к.з. в землю от контура
заземления на ТП, определяемое заданным сопротивлением естественных
и искусственных заземлителей; /?2 ~ 0 - сопротивление земли между ТП
и рельсовой сетью; R3 - переходное сопротивление между рельсами и зем-
лей, зависящее от конструкции основания пуги и длины рельсовой сети в
253

районе ТП; А4 ~ 0 — сопротивление рельсов; Я5 ~ 0 — сопротивление от-
рицательных кабелей; /Д ~ 0 — сопротивление уравнительных резисторов
в цепи отрицательных кабелей.
Для проверки термической прочности заземляющих проводников опре-
деляют наибольший возможный ток короткого замыкания /КМакс Для
сезона с наименьшим сопротивлением растеканию, а для выбора тока
уставки защитного реле 9 — минимальный ток короткого замыкания
/к мин - для сезона с наибольшим сопротивлением растеканию;
^к.макс= j/^т.п.мин + ^к.мин — Ц/А^т,п.макс+ ^р^АЛ (VI.8)
где Е — коэффициент, учитывающий посадку напряжения при замыкании
иаземлю;/?т п.мин- ^т.п.макс - общие сопротивления растеканию всех зазем-
лителей ТП соответственно в сезон наибольшей и наименьшей проводимости
земли, Ом; Rp — переходное сопротивление рельс — земля в сезон хорошей
проводимости земли, Ом-км; I - длина рельсовой сети по оси улиц, км;
к - коэффициент, учитывающий повышение сопротивления поверхностного
заземлителя в сезон наименьшей проводимости.
Для троллейбусных ТП, работающих на тяговую сеть совместно с трам-
вайными:
Лс.макс Ц/А^т.п.мин + ^рА + ^K.iA'	(VI. 9)
Лс.мин — т.п. макс + ^р^А + ^к.п^’	(VI. 10)
где RK п — сопротивление контактного провода и отрицательных кабелей
между троллейбусной и трамвайной ТП.
На ТП, питающих изолированные троллейбусные сети, заземляющие
проводники на термическую устойчивость к действию токов к.з. не прове-
ряют.
§ VI. 2. Автоматика тяговых подстанций
Под автоматикой ТП понимают системы автоматического управления
технологическими процессами оперативиых переключений вводов, ТПА,
питающих линий, устройств собственных нужд и др. Подобно любой сис-
теме управления автоматика ТП включает в себя устройства контроля сос-
тояния автоматизируемых объектов; логическую часть с программой необ-
ходимых оперативных действий при отклонениях состояния объектов от
нормального рабочего состояния; автоматические исполнительные устрой-
ства, осуществляющие необходимые оперативные действия, требуемые
логикой восстановления рабочего состояния объекта.
Основные устройства автоматики ТП — устройства автоматического
повториого включения (АПВ) и автоматического включения резерва
(АВР). Теоретическое обоснование АПВ и АВР элементов ТП (вводов на
6-10 кВ переменного тока, ТПА, питающих линий иа 600 В и др.) состоит
в следующем. Оборудование ТП может работать в нормальном, аварий-
ном и вынужденном режимах. Нормальным называют режим, в котором
аппаратура ТП независимо от его длительности работает с параметрами, ие
254

превышающими установленные номинальные; аварийным — режим перег-
рузок, связанных с воздействием на аппараты токов к.з. и перенапряже-
ний;, вынужденным - режим перегрузок при отключениях или переключе-
ниях агрегатов, когда оборудование работает с перегрузкой в течение
времени, допускаемого перегрузочной способностью аппаратов, arpeiaroB
и проводников. В нормальном режиме работы нагрузка агрыатов и уст-
ройств ТП определяется тяговой нагрузкой поездов, работающих в районе
питания ТП; в аварийных режимах работы, связанных с к.з. и перенапря-
жениями, соответствующие агрегаты и устройства ТП автоматически от-
ключаются защитой; вынужденные режимы работы оборудования ТП
имеют место при оперативных переключениях агрегатов и питания линий,
а также при выходе из строя одной из ТП, когда ее нагрузка передается на
соседние.
Короткие замыкания могут возникать на шинах или в агрегатах самой
ТП, но чаще - в схемах ПС, КС или в питающих проводах и кабелях. Раз-
личные виды к.з. неравнозначны по воздействию на оборудование ТП и
тяговой сети и устойчивости (продолжительности действия). Короткое
замыкание на ПС вызывает отключение АВ соответствующего поезда;
ЛВ при этом не должен отключаться, а при случайном отключении должен
быть включен снова. В КС к.з. могут быть вызваны различными причинами:
обрывом КП с падением на землю или рельсы; схлестыванием и замыка-
нием троллейбусных КП при раскачке или замыкании штангой токоприем-
ника; пробоем изоляторов. Соответственно они могут иметь кратковре-
менный или длительный характер и вызывать различные токи к.з., включая
малые, не превышающие токов уставки ЛВ. В зависимости от характера
к.з. в КС линейный выключатель соответствующей питающей линии должен
быть либо включен повторно, либо оставаться в отключенном состоянии.
В питающих кабелях к.з. должны всегда сопровождаться отключением Л В
без повторного включения до устранения неисправности. Таким образом,
вводы, ТПА и питающие лииии ТП должны оборудоваться устройствами
АПВ, а также дополняться специальными устройствами, оценивающими
характер возникшей неисправности и в соответствии с видом последней
вырабатывающими приказ на срабатывание или блокировку АПВ. Токи
уставки автоматических выключателей (ВВ, ЛВ и др.) должны быть подоб-
раны так, чтобы обеспечивалась селективность работы защит и локализа-
ция мест повреждения без нарушения нормальной работы неповрежденных
присоединений.
Устройства АПВ и АВР могут быть либо индивидуальными, работаю-
щими каждое на свое присоединение, либо групповыми. Более надежны,
но требуют большего количества аппаратов, индивидуальные устройства
АПВ. Поэтому для снижения капитальных затрат и эксплуатационных рас-
ходов на техническое обслуживание и ремонт аппаратов на ТП применяют
преимущественно групповые устройства АПВ и АВР.
Схемы АПВ состоят из трех узлов: 1) подготовки повтор-
ного включения (ППВ), фиксирующего приказ на повторное вклю-
чение и определяющего возможность его осуществления; 2) выдержки
времени между повторными включениями для деионизации дугового
промежутка в точке к.з. и устранения его причин (если к.з. самоустра-
255

нимы) с использованием реле времени разных типов, гермогруппы (теп-
ловою маятника), телефонного искателя или релейно-механического пере-
ключателя; 3) с ч е т н о - б л о к и р у ю щ е i о узла, ограничивающего
число повторных включений (в большинстве случаев он совмещается с
узлом выдержки времени).-При разрабоже устройств АПВ основным яв-
ляется задание числа автоматических повторных включений и интервалов
времени между ними. Опытом эксплуатации установлено, что на долю
третьего АПВ приходится всего 0,5 -2л включений. Поэтому число АПВ
принимают равным двум, а в некоторых случаях одному. Интервал вре-
мени между АПВ принимают обычно в пределах 6— 8 с. Однако этот интер-
вал мал и в настоящее время увеличен. Дело в том, что токи перегрузки,
как правило, нс опасны для КП и не должны отключаться, так как отключе-
ния КС приводят к нежелательным перерывам электроснабжения тяговой
нагрузки и скоплениям поездов, которые связаны с дальнейшим ухудше-
нием условий их питания. Что же касается к.з., то они чаше всего вызы-
ваются сходом штанг троллейбусных токоприемников и по продолжитель-
ности кратковременны, но нередки случаи, когда они длятся время, необ-
ходимое водителю для выхода из машины и отвода штанг от проводов. В
соответствии с этим интервалы АПВ определены в настоящее время рав-
ными 20 и 180 с: первое АПВ делается через 20 с отрезок времени, доста-
точный, чтобы прекратилось кратковременное к.з., даже в том случае,
если оно повторялось несколько оаз; второе (если первое АПВ питающей
линии произошло на неотключенное к.з. и выключатель отключился) через
180 с, т.е. отрезок времени, необходимый для отвода, водителем штанги.
Если и второе АПВ приводит к отключению выключателя, то он блокиру-
ется и новое включение его возможно только с щитаТП или по телеуправле-
нию. На автотелеуправляемых ТП устанавливают запирающийся щиток
наружного управления включением выключателя бригадой контактной
сети после устранения неисправности.
Поскольку АПВ на к.з. нежелательно, так как связано с большими
тепловыми и электродинамическими воздействиями на аппаратуру, перед
АПВ питающих линий осуществляют зондаж присоединения пониженным
напряжением (36 или 220 В) испытателем коротких замыканий (ИКЗ).
Комплект ИКЗ состоит из трех блоков (рис. VI. 12): линейного (ЛБ),
измерительного (ИБ) и панели вентильно-предохранительной защиты
(ПВПЗ). В ЛБ входят разделительный трансформатор Тр мощностью
0,7 кВ А с номинальным первичным напряжением 220 и вторичным 36 В
и нагрузочное сопротивление НС из пяти параллельных резисторов. В ИБ
входят магнитный усилитель Л/У; выходное реле Рикз; диоды VD3 и VD4,
питающие нагрузочные обмотки усилителя А2Х2. B^Yi, B2Y2\
диоды VD7 - YD10 и резисторы R3 и R4, питающие обмотки смещения
усилителя Н2-К2-, диоды VD1] VD14, выпрямляющие напряжение вход-
ной обмотки управления усилителя; резистор R5 и конденсатор С7, обра-
зующие фильтр входного сигнала; резистор R7 с обмоткой Н1—К1, осуще-
ствляющие положительную обратную связь; конденсатор С2, обеспечиваю-
щий четкое срабатывание реле Рикз. В панель вентильно-предохранительной
защиты входят предохранители тина ПК-3 на 200 А и два вентиля VD1 и
VD2 типа ВЛ-200.
256

Pmc.VL12. Схема испытателя короткого замыкания (ИКЗ)
При наличии в линии к.з. зондирующий ток во вторичной обмотке
трансформатора Тр достигает нескольких десятков ампер, отбираемая им
мощность приводит к значительному падению напряжения на НС в цепи
первичной обмотки. Напряжение, снимаемое с НС, выпрямляется диодами
VD1I- VD14 и через фильтр R5, С1 подается на управляющую обмотку
Н4—К4. Управляющий сигнал является функцией зондирующего тока и,
следовательно, активного сопротивления пинии.
Нагрузочные обмотки МУ (AiXif А2Х2, B1Y1, ^2 Уз) питаются напря-
жением 36 В через диоды VD3-VD6, что обусловливает работу МУ в режи-
ме самонасыщения. От выпрямительного устройства через делитель R3,
R4 питается обмотка смещения Н2--К2. причем намагничивающий поток,
создаваемый ею, направлен в одну сторону с потоком самонасыщения,
чем обеспечивается более глубокое открытие МУ Управляющий сигнал,
подаваемый на обмотку управления Н4-К4 усилителя, создает намагни-
чивающий поток, противоположный потоку самонасыщения, и действует
в направлении закрывания МУ. Намагничивающий поток обмотки смеще-
ния МУ устанавливается регулируемым резистором таким, чтобы поток
обмотки управления Н4-К4 при ’’чистой” линии (отсутствии к.з. в линии)
мог быть скомпенсирован до уровня, обеспечивающего открытое состоя-
ние МУ. При значительном возрастании тока обмотки управления, имею-
щем место при к.з. на линии, ее намагничивающий поток становится больше
суммарного потока самонасыщения, МУ закрывается и реле Рикз обесто-
17-1962
257

Рис.VI13. Схема АПВ линейного выключателя ВАТ-43
чиваегся. Нужный порог закрывания МУ выбирается регулировкой резис-
тора R4. Таким образом, при включении испытателя на короткозамкну-
тую линию МУ закрыт, реле Рикз обесточено и замыкающим контактом не
дает разрешающей команды на включение ЛВ. Как только к.з. на линии
будет ликвидировано, управляющий сигнал на обмотке Н4—К4 уменьшает-
ся, МУ открывается, реле Рнкз возбуждается и своим контактом дает раз-
решающую команду на включение ЛВ.
Для четкого определения состояния линии (к.з. либо линия "чиста”)
необходимо, чтобы МУ работал в релейном режиме и вся схема обладала
наибольшей чувствительностью. Кроме того, весьма важно иметь высо-
кий коэффициент возврата устройства, что обеспечивает четкую фикса-
цию момента перехода линии из состояния к.з. к ’’чистой” и наоборот.
Релейный режим работы МУ обеспечивается введением положительной
обратной связи через резистор R7 (обмотку HI-KI), что повышает его
коэффициент возврата. Для повышения четкости срабатывания реле Р^кз
и исключения неустойчивого положения на границе срабатывания введен
конденсатор С2, шунтирующий катушку реле.
Для исключения попадания напряжения 600 В на вторичную обмотку
зондирующего трансформатора предусмотрена защита, выполненная на
вентилях ВЛ-200. Линия зондируется напряжением 36 В встречной поляр-
ности по отношению к напряжению КС. Вторичная обмотка зондирующего
трансформатора защищается предохранителями ПК-3/200. Устройство под-
ключается для испытания линии схемой автоматики ЛВ через защитные
вентили. На участках тяговой сети одно- и двустороннего питания попада-
ние напряжения 600 В на зондирующий трансформатор исключается, так
как вентили типа ВЛ не пропускают напряжения этой полярности. В основу
зондирования положен метод измерения активного сопротивления участка
КС, но измеряется оно по падению напряжения иа контрольном резисторе
258

71	74 St JJ 55	57	59	4/	45	',5	6/	49 5f
55	55	57	59 6f
в первичной цепи TP. Этим исключается гальваническая связь контролируе-
мой линии с измерительным блоком и возможность попадания напряжения
600 В в цепи автоматики и СН ТП.
В контактно-релейной схеме АПВ линейного выключателя ВАТ-43
(рис. VI. 13) для включения быстродействующего выключателя Б В при
местном управлении ключ ПУ устанавливают в положение местного управ-
ления, пакетный переключатель П^^^ переводят в положение ’’зондиро-
вание” включаемой линии. При нажатии на кнопку КМВ получает питание
реле включения РВ (цепь 17-18). Реле РВ подключает ИКЗ (цепи 11-12-
14) для зондирования линии и подготавливает цепь включения контактора
КВ. Если в линии к.з. отсутствует, то ИКЗ выдает разрешающий сигнал на
включение, замыкая контакт Рикз в цели 5-6. Контактор КВ включается,
его контакты подают питание на катушку управления выключателя КУ в
цепи 2-3 и БВ включается. Включившись, Б В замыкает контакты в цепях
5—8, 25—24, 57—42 и размыкает контакты в цепях 11—12 и 31—26. В цепи
5—8 получает питание реле блокировки РБ, которое становится на само-
подпитку и размыкает контакты в цепи 5—6. Катушка контактора КВ обес-
точивается, а реле РБ остается включенным (при замкнутой кнопке КМВ в
цепи 17-18). Введением в схему реле РБ обеспечиваются два важных мо-
мента: катушка управления КУ находится под током лишь до момента
окончательного включения БВ, чем устраняется перегрев катушки; устра-
няется режим ’’звонковости” при включении Б В на к.з., так как при замк-
нутой кнопке КМВ невозможно повторное включение БВ. В случае отказа
ИКЗ включение БВ можно произвести без зондирования линии. Для этого
переключатель зондирования переводится в положение ’’без зондирования
линии”, чем шунтируется контакт испытателя. Далее включение БВ осу-
ществляется аналогично. Если в момент нажатия на кнопку КМВ включил-
ся Б В и мгновенно отключился, то автоматическое повторное включение
(АПВ) блокируется, так как цепь запуска АПВ разрывается размыкающим
контактом РПВ в цепи 15—18. Для оперативного отключения БВ необхо-
259

димо нажать на кнопку отключения КМО в цени 21 -20. При этом срабаты-
вает реле отключения РО и, замыкая контакт в цепи 9-10, включает маг-
нитный контактор включения КО, в результате чею получает питание ка-
тушка управления КУ (цепь • I-4). Одновременно замыкает контакт РО
в цепи 27-26 и становится на- самоподпитку реле РПВ, чем исключается
запуск схемы АПВ. Включение БВ по цепям телеуправления обеспечивается
замкнутым положением контактов Влп и ОВ в цепи 19-18. Отключение БВ
но цепям телеуправления обеспечивается замкнутым положением кош ак-
тов £яв и 00.
Схемой обеспечивается двукратное АПВ при отключении близких к.з.
выключателем и однократное при.отключении удаленных к.з. токовремсн-
ной защитой (ТВЗ). Первое из двукратного АПВ осуществляется без
выдержки времени при разрешающем сигнале ИКЗ тотчас же'после устране-
ния к.з. на линии, второе (при наличии разрешающего сигнала ИКЗ) - че-
рез 3 мин с момента отключения БВ, которые необходимы для остывания
КП. Двукратное АПВ происходит при отключении ЬВ от близкого к.з.;
при этом срабатывает реле Т’дпв и автоматически подключается АПВ через
контакты РПВ, БВ и РП в цепях 11-12 и 14. Если линия чиста, то ИКЗ
выдает разрешающий сигнал в цепи-5-6. Включится БВ сразу же после вы-
дачи разрешающего сигнала ИКЗ при замкнутых контактах РПВ и РКП в
цепи 15-18, причем включение ею аналогично случаю оперативного вклю-
чения. При включении Б В реле РБП замыкает цепь 35-32 питания реле счет-
чика повторного включения Р\дцв (/’дпв отпадает лишь через 1 с после
включения БВ) и включает реле Л АПВ. которое становится на самонод-
питку по цепи 37-32. Реле -PfAnB замыкает цепь 29-26 и включает
реле блокировки повторных включений РПВ. Реле РПВ размыкает кон-
такты в цепи 15—18 (чем достигается кратковременность импульса на
включение) и в цепях 11-12, 14 отключает испытатель В случае удачного
включения Б В остается включенным, а реле /дпв отпадает через 1 с, раз-
мыкая цепь питания Р[Апв’> схема возвращается в исходное положение.
Если первое повторное включение было произведено на к.з. (в случае
ложного сигнала ИКЗ), то БВ в течение 1 с успевает отключиться, Лапв
остается на самоподпитке и запускает реле выдержки времени Р’Дднв
по цепи 45-34. Через 3 мин реле РДдпв замыкает контакт в цепи 51-36 и
включает реле РИЗ, которое разрывает цепь питания РПВ и подготавливает
цепи питания /^дпв и ^ОП. Контактами реле РПВ и ^аПВ испыта-
тель ИКЗ вновь включается на линию. Второе повторное включение
БВ произойдет аналогично первому. При включении БВ встанут под ток
реле •/’пАПВ (39-32, 43-32) и РОП (53-40, 55 -40 при замкнутом контак-
те РИЗ). Реле Л|АПВ включит реле РПВ (29-31-26) и разорвет цепь реле
/’Ддпв (45-34) и РИЗ (51-36). При этом отключается ИКЗ и разрывается
цепь АПВ (15-18). В случае удачного повторного включения через 1 с отпа-
дает Рдпв и разрывает цепи питания Т^АПВ- Лгдпв и ^41В Если повторное
включение производилось на к.з. (при ложном сш нале ИКЗ), то БВ отклю-
чается не более чем за 1 с, /длв отпадает, Р’АПВ» А1АПВ и /77# остаются
под током. Отключившись, БВ шавит на самоподпитку Р11В (31-26),
исключая следующее повторное включение, которое становится возмож-
ным только при оперативном вмешательстве персонала. Независимо от
260

того, было ли включение удачным или неудачным, реле РОП удерживается
на самоподпитке и следит за состоянием Б В в течение 3 мин. так как по
цепи 47-34 включается вторично реле Д^апв- Через 3 мин контакт ДКдпв
в цепи 51-40 реле РОП. шунтируется и отпадает [РИЗ не включается, так
как разомкнут контакт />дпв ПРИ удачном включении или /‘цдпе ПРИ неУ'
дачном). Таким образом, РОП в этих случаях не влияет на положение РПВ,
т.е. на блокировку повторных включений. Однако если в течение этих трех
минут отключение БВ произошло более чем через 1 с после второго повтор-
ного включения (т.е. начинается новый цикл АПВ), то последует лишь
одно повторное включение при разрешающем сигнале испытателя, так как
контакт реле РОП в цепи 41-32 при отключении Б В ставит реле Рцдпв
под ток. Далее включение БВ произойдет, как первое АПВ, и если оно бу-
дет неудачным, то второе включение блокируется (по цепи 29-26) через
контакты /’i дпв и РОП.
При дальних к.з. или недопустимой перегрузке ТВЗ (контакт ТВЗ
в цепи 23—20) включает реле РО. Далее БВ отключается аналогично случаю
оперативного отключения. Другим своим контактом реле РО замыкает
цель питания реле РПВ (27-26), которое ставится на самоподпитку. Сле-
довательно, АПВ без выдержки времени блокируется. Одновременно ТВЗ
своим контактом ТВЗц, который остается замкнутым при отключенном
положении БВ, включает реле времени /^дпв (49-34). Через 3 мин реле
/’Ддпв включает РИЗ, которое обесточивает РПВ, а РПВ подключает ИКЗ.
С получением разрешающего сигнала ИКЗ происходит повторное включе-
ние БВ, замыкаются контакты реле РБП в цепях 35-32, 39-32, 53-40,
включаются и становятся на самоподпитку реле /)дпв> Л1АПВ и РОП.
Реле РОП разрывает цепь самоподпитки ТВЗ и тем самым обесточивает
реле Д^дпв- Одновременно РОП в цепи 47-34 снова подготавливает
цепь питания РДдпв, которое разрывает питание РИЗ (51-36). Через 1 с
РИЗ отпадает и вновь запускает реле Р2?дпв (47-34), которое следит за
состоянием БВ. Если в течение 3 мин с момента включения БВ отключится,
то РПВ встает под ток и удерживается на самоподпитке сначала через кон-
такт РИЗ, а затем через Л1АПВ- Далее АПВ блокируется. При замыкании
контакта /'Ддпв в цепи 51-36 РОП шунтируется (РИЗ не получит питания,
так как разомкнут контакт />напв) и разрывает питание реле ^Ддпв-
Дальнейшее включение Б В возможно лишь при оперативном вмешатель-
стве персонала. Если АПВ оказалось удачным, то работа схемы аналогична,
но РПВ не остается на самоподпитке, так как цепь 31-26 разорвана и схема
возвращена в исходное положение. Для исключения запуска АПВ при вос-
становлении напряжения на схеме управления Л В после его исчезновения
вводятся реле контроля напряжения (РК и РКН). Реле включения РВ слу-
жит для блокировки повторных включений при оперативных включениях
(местное управление и телеуправление) и подключения при этом ИКЗ для
испытания линии.
Автоматическое включение резерва (АВР) используют при наличии
двух и более присоединений, из которых одно резервное. При наличии
двух присоединений, из которых одно является рабочим, я второе резерв-
ным АВР, осуществляют по детерминированной схеме, т.е. без выбора
резервного присоединения. На многоагрегатных 'I Н. имеющих один резерв-
261

ный, для обеспечения контроля работоспособного состояния резервного
агрегата целесообразно периодически отключать основной н вводить в работу
резервный. Схема АВР четырехагрегатной ТП (рис. VI. 14) содержит при
этом четыре реле BPAI-BPAIV и четыре пакетных выключателя OBPI-
OBPIV, каждый нз которых отключает свой агрегат. Контакты РВР, РВП,
РИА н РБА принадлежат реле, установленным в системах управления и
автоматики агрегатов. При автоматическом отключении резервного агре-
гата замыкаются контакты реле IPBP, размыкающий контакт ПРПА и
замыкающий контакт ИРВР\ замыкающий НРБА и размыкающий IIPHA
контакты между цепями 7 и 9 размыкаются. Предположим, что пакетный
выключатель OBPII находится в положении ’’Включено”. Тогда цепь
реле' ВРАН замкнется, а между цепями 7 и 9 связь прервется, срабо-
тает реле ВРАИ и его замыкающий контакт подаст нмпульс на вклю-
чение агрегата II. Реле ВРАН, включившись в работу через контакт IPBP
или 1РВП, перейдет на самоподлитку н останется в этом положении до тех
пор, пока реле IPBP или 1РВП не отпадет. После отпадания IPBP или 1РВП
реле ОВРП отключается н схема приходит в исходное состояние. Если в
момент замыкания контакта IPHA или 1РВП агрегат II находился в работе,
то контакты ПРПА, РИА или оказываются разомкнуты ми, а цепи 7 и
9 соединенными между собой соответственно контактами НРБА, IIPHA
нли ОВРП. Сигнал на включение резерва будет передан реле ВРА1П, если
третий агрегат исправен, но не включен. Аналогично приказ на включение
262

резерва передается агрегату IV, если агрегат III не может его выполнить.
Если по разным причинам агрегаты II, III н IV не могут быть включены в
качестве резервных, то приказ возвращается к агрегату I, который может
осуществить повторное включение, но прн условии, если он исправен н не
включилось реле IPHA.
Автоматика вводов 6—10 кВ РУ переменного тока ТП может содер-
жать схемы АПВ н АВР, но на автотелеуправляемых ТП схемы АПВ вводов
6-10 кВ применяют редко по причине сложной взаимосвязи между ними н
АПВ выключателей ТПА. Обычно схемы резервного ввода предусматривают
управление со щнта ТП и диспетчерского пункта (ДП), автоматическое
включение прн отключении рабочего ввода и защиту от понижения напряже-
ния. Схема управления получает питание от шнн г 11! У и —ШУ. Включение
автоматического выключателя (ЗАВ резервного ввода /3 со щита ТП осуще-
ствляется универсальным пакетным ключом (ЗКУ (рнс. VI. 15), замыкаю-
щим цепь 3—4 контактора (ЗКП. и по каналам телеуправления (ТУ) замыка-
нием контактов (ЗВ и ОВ в цепи 7-4. Контактор (ЗКП своими замыкающими
контактами включает цепь 1-2 включающего соленоида (ЗЭВ, получающего
питание от шин +ШТ и —ШП. Оперативное озключение выключателя (ЗАВ
осуществляется универсальным пакетным ключом (ЗКУ по цепи 9-6 или за-
мыканием контактов (ЗВ н 00 в цепи 7—6 ТУ, т.е. возбуждением отключаю-
щей катушки (ЗЭО привода. Автоматическое включение резервного ввода
происходит прн отключении основного ввода, когда на последнем исчезает
напряжение. При включении основного ввода универсальный пакетный
ключ ПБ устанавливают в положение АВР, чем подготавливается цепь
автоматического включения ввода (3 к срабатыванию. При исчезновении
напряжения на вводе а отключается его масляный выключатель МВ н по
цепи 5—4 получает питание контактор (ЗКП. При к.з. на вводе 3 срабатывает
МТЗ этого ввода, замыкаются контакты (31РТ (15-10) н (32РТ(17-10) н
получает питание реле (ЗРВ, которое своим контактом через указательное
реле (ЗРУ замыкает цепь 11-6 отключения выключателя. Если к.з. прои-
зошло при включении резервного ввода, то реле (ЗРУ мгновенно включает
своими контактами указательное реле (ЗРУ через замыкающий контакт /3777,
который еще не успел разомкнуться после включения ввода, и отключаю-
щий соленоид (ЗЭО получает питание по цепи 11-6. Реле КЗ, (31П, (32П, (ЗЗП,
(ЗЗУ задействованы в схемы АПВ и защиты.
Автоматика ТПА с кремниевыми выпрямителями естественного охлаж-
дения (рис. VI. 16) включает в себя телеуправление (ТУ) (включение и
выключение агрегата с ДП соответственно контактами В, ОВ илн ОО) и
местное управление кнопками со шкафа, причем оно может быть автомати-
ческим (кнопка КнП2 — включение, кнопка КнС2 - отключение) и ручным
(кнопки КнГБ н КнС\ — включение и отключение МВ; кнопки КнПз и
КнС$ — включение н отключение катодного быстродействующего вы-
ключателя КВ). При автоматическом управлении агрегатом ключ управле-
ния Вз ставят в положение +45°. Внд управления (местное илн ТУ) выби-
рают ключом В4. При ТУ агрегат включается через контакты В и ОВ с воз-
действием на реле включения агрегата РВА (39—20). При местном управле-
нии реле РВА получает питание через кнопку КнП2 (37-20). Реле РВА
включается при замкнутых контактах реле отключения аг регата РОА
263

РисЛ'1,16, Схема управления преобразовательным агрегате
264

(т.е. в том случае, если в этот момент не происходит отключения агрегата),
реле блокировки агрегата РБА (т.е. если агрегат не включен) и реле газо-
вой защиты РГЗ преобразовательного трансформатора ТрПА. После вклю-
чения реле РВА ставится на подпитку через свой контакт в цепи 35-20 и
замыкает контакт в цепи 3—4 контактора включения КП, который подает
питание на катушку ЭВ включения МВ по цепи 1—2. Масляный выключатель
замыкает контакт в цепи 25—10 контактора включения бысродействую-
щего выключателя БА. Цепь на включение БА создается через контакты
РВА и В. Контакты В, МВ и БА, замыкаясь, включают реле блокировки
агрегата РБА, которое размыкает контакт реле включения агрегата РВА и
отключает его.
При отключении агрегата по ТУ (через контакты В и 00) и по местному
управлению (кнопкой КнС2) включается реле отключения агрегата РОА,
которое ставится на самоподпитку через контакт РБА и размыкает цепи
реле РВА и РВР (реле включения резерва). Контакты РОА замыкают цепь
электромагнита ЭО отключения МВ и одновременно включают контактор
отключения, контакты которого по цепи 16—27 подают питание на электро-
магнит управления БВ, который отключает выключатель. После отключе-
ния МВ его коитакт разрывает цепи реле блокировки агрегата РПА. После
обесточивания реле РБА отключается реле РОА и подготавливается к
включению реле РВА.
Ручное и ремонтное управление производится при снятой автоматике,
чему соответствует перевод ключа В$ в положение — 45" (ручное управле-
ние). Агрегат включается кнопками КнП1 и КнПл: сначала кнопкой КнП\
включается МВ, затем кнопкой КнП3 - БА. Отключают агрегат кнопками
КнС\ и КнС$, причем схема ручного управления позволяет включать и от-
ключать все элементы отдельно, т.е. в ремонтном режиме.
Схемой автоматики агрегата предусмотрены: МТЗ, действующая на
отключение МВ и сигнал (при пробое вентильной ветви и сквозных сверх-
токах, своевременно ие отключенных линейной защитой со стороны пос-
тоянного тока) ; МТЗ с выдержкой времени, действующая при перегрузках
на включение АВР и сигнал; газовая защита (ГЗ), действующая на сигнал
и отключение; защита от замыкания на землю (реле РЗ), действующая на
отключение агрегата и сигнал. При пробое вентильного плеча агрегат отклю-
чается МТЗ без выдержки времени со стороны переменного тока и катод-
ным выключателем (КВ) обратного тока со стороны постоянного тока
(для исключения подпитки точки к.з. от соседних агрегатов), причем пер-
вым срабатывает КВ, а затем МВ. При перегрузке агрегата сверх допусти-
мой нормы срабатывает токовое реле ЗТ/В с ограниченно-зависимой вы-
держкой времени, которое при устойчивой перегрузке включает реле вре-
мени перегрузки (РВП). Своим мгновенным контактом РВП включает
резервный агрегат. Если после включения резерва перегрузка не исчезает,
то с выдержкой времени замыкается контакт РВП в цепи реле неисправ-
ности агрегата (РИА); обмотка этого реле шунтируется и подается сигнал
неисправности агрегата.
При неисправностях в ТрПА срабатывают репе газовой защиты и сиг-
нализации, встроенные в трансформатор. При замыкании сигнальных кон-
тактов ГС включается и становится на самоподпитку промежуточное реле
265

РГС, контакты которого разрывают цепь реле РНА, подающего сигнал
неисправности ТПА и не позволяющего ему включаться в качестве резерв-
ного. При замыкании контактов ГЗ включается промежуточное реле РГЗ
и становится на самоподпитку через КнСу. Контакт РГЗ в цепи электромаг-
нита отключения ЭО отключает МВ, а если агрегат находится в режиме
АУ, то и весь агрегат. При повышении температуры ТрПА сверх допусти-
мой контактом реле РТТ подается сигнал неисправности агрегата (на вклю-
чение резерва). Схемой предусмотрена защита ТПА от замыкания на землю
в системе 600 В, осуществляемая контактами реле РПЗ^, воздействую-
щими на отключающий электромагнит МВ и одновременно на РОА. В
этом случае агрегат отключается без включения резерва, гак как замыкание
на землю означает повреждение всей системы РУ 600 В.
Для контроля состояния кремниевых вентилей ВА в схеме автомати-
ки ТПА предусмотрена балансовая защита, срабатывающая при выходе из
строя одного вентиля. Контакт реле защиты разрывает цепь катушки реле
РНА, которое подает сигнал на включение резервного агрегата.
При исчезновении напряжения в схеме автоматики агрегат может
работать, но лишается возможности оперативного управления и защиты.
При исчезновении напряжения в системе автоматики ТПА в схеме СН или
Б В отпадает реле контроля напряжения (РКН), замыкает контакт в цепи
’’неисправность агрегата’’ и включает звуковую и световую сигнализацию.
Включение резерва при отключении ТПА от действия МТЗ, ГЗ и защиты
от обратного тока обеспечивают контакты В МВ или ЬА КВ, которые раз-
рывают цепь катушек РБА и РПА. При этом реле положения агрегата РПА
мгновенно замыкает свой контакт в цепи реле включения резерва РВР.
Если не срабатывает РОА (его контакт замкнут), то образуется временная
цепь на включение РВР и контакт РВР в цепи выбора резервного агрегата
включает резерв. В схеме автоматики установленно термореле цикла
включения ai регата РЦ. Если при включении РВА по какой-либо причине
произошла задержка включения МВ или КВ, т.е. реле РБА вовремя не от-
ключило РВА, то реле РЦ замыкает свой контакт в цепи РОА и отключает
РВА.
Высокая надежное 1ь работы кремниевых выпрямителей, основанная
на большом запасе вентилей но обратному напряжению, ограничивает
вероятность сквозных пробоев вентильных плеч и соответствующих к.з.
Это позволяет отказаться от использования на ТП дорогостоящих КВ и
заменить их значительно более простыми управляемыми разъединителями
(РК) с магнитофугальным или электромагнитным приводом. Масляные
выключатели в отличие от катодных не реагируют на направление тока в
цепи выпрямленного тока 600 В. Поэтому на многоагрегатных ТП с КВ
при к.з. в одном из агрегатов вначале (благодаря тому, что собственное
время срабатывания КВ примерно на порядок меньше времени срабаты-
вания МВ) срабатывает КВ поврежденного агрегата, а затем уже МВ. Поэ-
тому неповрежденные агрегаты не успевают отключиться и остаются в
работе. При замене КВ на РК, который не реагирует на направление вып-
рямленного тока, при к.з. в одном из агрегатов отключаются МВ всех ai ре-
гагов ТП. Для вывода поврежденного агрегата из работы и включения в
работу остальных используют реле обратного тока (РОТ) в цепях агрегатов
266

Phc.VL17. Принципиальная схема отключения поврежденного агрегата на трехагре-
гатной ТП при замене катодных выключателей на управляемые катодные разъеди-
нители
и схему выбора поврежденного агрегата (рис. Vi. 17), состоящему из реле
памяти обратного тока (РПОТ), реле отключения катодных разъедините-
лей (РОРК) и реле включения агрегатов РАВ. При повреждении первого
агрегата отключаются от МТЗ масляные выключатели МВ всех агрегатов
и их размыкающие контакты, замыкаясь, подготавливают цепи управления
последующим включением. Одновременно срабатывает РОТ поврежденного
агрегата и через контакт РОТ1 включается катушка РП0Т1. Затем через
контакты отключенных МВ и включившийся контакт РП0Т1 подается пита-
ние на катушку РОРК1 поврежденного агрегата и отключается его катод-
ный разъединитель РК1. Наконец, через цепочки реле РПОТ и контакты от-
ключенных РКвключаются реле РАВ всех агрегатов, кроме поврежденного.
Агрегаты включаются и на этом цикл работы схемы завершается.
§ VI.3. Телеуправление и электродиспетчерские пункты
системы электроснабжения
Телеуправлением (ТУ) называют выполнение оперативных включений
и отключений оборудования ТП, телеконтролем (ТК) — получение данных
о его состоянии и телеизмерением (ТИ) — получение числовых значений фи-
зических параметров, характеризующих работу оборудования ТП (тока,
напряжения, температуры и т.п.), по каналам связи средствами телемеха-
ники. Телемеханической системой (телемеханикой) называют средства ра-
диоэлектроники и автоматики, обеспечивающие возможность связи управ-
ляющего (УП) и контролируемого (КП) пунктов системой команд, пере-
даваемых по одной или нескольким многоканальным линиям связи. Дей-
ствующие телемеханические системы ТП ГЭТ имеют контактно-релейное
исполнение, но в стадии разработки находятся и системы телемеханики на
бесконтактных электронных элементах.
Сущность телемеханических систем состоит в передаче большого ко-
личества команд по малому числу или одной многоканальной линии связи
267

Рис.уЕ18. Методы формирования и разделения команде телемеханических системах
с последующим их разделением на УП и КП. Для формирования и разделе-
ния команд используют методы: полярный (рис.VI. ] 8, а), при котором в
зависимости от положения ключа К в линию связи подают с УП (или КН)
команды в виде напряжения разной полярности, а на КП в зависимости от
этого срабатывают реле либо Р1, либо Р2, выполняющие соответствующие
команды; амплитудный (рис.У1.18, б), при котором в зависимости от по-
ложения ключа К в линию связи посылают с УП команды, различающиеся
амплитудой. На КП при этом срабатывают либо оба реле Р1 и Р2 одновре-
менно, либо только одно из них, поскольку они отличаются токами сраба-
тывания; распределительный (рис.VI.18, в), при котором при вращении
распределителя Pi на УП линия связи поочередно предоставляется для пе-
редачи сигналов отправителям К1-Кп,а распределитель Р2 на КП синфаз-
но распределяет сигналы различных отправителей по соответствующим
приемникам Р1-Рп. Каждому каналу отводится при этом определенная
часть общего времени использования линии; частотный (pnc.VMB. г),
при котором на УП каждому отправителю предоставляется определенный
частотный канал, сообщения передаются в пинию связи одновременно (без
разделения во времени) через смеситель и распределяются между прием-
никами Р1-Рп частотными фильтрами Ф1-Фп с неперекрывающимися амп-
литудно-частотными характеристиками ^Вых^’ комбинационный
(рис.VI. 18, д), при котором различными комбинациями включения клю-
чей К1-КЗ и реле Р1-РЗ на УП в линию связи необходимая информация
передается двоичным трехразрядным кодом (ООО, 001, 010 и т.д.), а на
КП срабатывают реле Р1-Р8, принимающие информацию определенного
кода; комбинированные методы (полярно-амплитудный, распределитель-
но-комбинационный и др.) позволяют увеличить число команд, передава-
емых с УП на КП, и надежность обмена информацией между ними.
В современной технике ТУ, особенно в системах электроснабжения,
распространен временной или распределительный метод разделения кана-
лов, на основе которого выполняют ряд релейно-контактных и бескон-
тактных систем телемеханики: время-импульсных, время-паузных, амп-
268

литудных и др. Время-импульсная распределительная система ТУ
(рис.VI. 19, а) основана на передаче в линию двух серий импульсов: ко-
ротких (проходных) и продолжительных (рабочих). Расположение рабочих
импульсов в серии составляет код, обеспечивающий выбор определенного
объекта. Схема содержит узлы генерирования импульсов, их шифровки,
посыпки в линию, приема, дешифровки н включения индивидуальных реле
объектов. Генерирование импульсов осуществляет пульс-пара, состоящая
из реле II1 и П2. При замыкании пусковой кнопки КП включается реле/77
и своим контактом включает реле /72, размыкающее цепь реле 777; послед-
нее отпадает и размыкает цепь реле /72, вследствие чего опять включается
реле П1 и тд. Реле П1 замыкает своими контактами цепь катушки иска-
теля И1 и линейную цепь.
Образование длительного импульса (шифровка кода) происходит при
включении реле ВЦ которое своим замыкающим контактом шунтирует
размыкающий контакт 772 в цепи реле /7/. Включение реле Bl зависит от
того, в цепи какой из ламелей контактного попя будет замкнута кноп-
ка К. Если, например, будет замкнута кнопка 7С2, то третий импульс, при-
ходящий по времени на вторую ламель искателя, будет продолжитель-
ным. Работа установки применительно к этому примеру показана на
pHC.Vl.19, б.
Импульсы, приходящие на исполнительский пункт, принимаются линей-
ным реле Л, замыкающий контакт которого коммутирует цепь катушки
искателя /72, вследствие чего его щетки перемещаются синфазно со щетка-
ми искателя РП. Когда на исполнительный пункт придет продолжительный
импульс, цепь реле В2 будет разомкнута продолжительное время и реле от-
падет, замкнет своим размыкающим контактом цепь индивидуального ре-
ле, подключенного к определенной ламели искателя 772, которое и вклю-
чится. Таким образом, замыкание на распределительном пункте, например
кнопок КП и К2, приводит к включению на исполнительном пункте реле
Р2; замыкание кнопок КП и КЗ — к включению реле РЗ и т.д.
Аналогично время-импупьсной работает время-паузная распредели-
тельная система с той лишь разницей, что в этом случае в линию посыла-
ются не импульсы, а паузы различной продолжительности. Преимущество
время-паузной системы состоит в том, что в неработающем режиме провода
линии обтекаются током, что позволяет осуществлять автоматический
контроль состояния линии.
Амплитудная система ТУ (рис.у[.19, в) имеет код с импульсами, отли-
чающимися значениями тока: ток рабочих импульсов в 2—2,5 раза превы-
шает ток проходных. Шифровка импульсов (кодирование) осуществляет-
ся кнопками К1-Кп, которые шунтируют резистор R в цепи линии. На
исполнительном пункте от рабочего импульса включается реле Л2 и замы-
кает цепь индивидуальных реле Р1-Рп управления объектов. Трехпровод-
ная система ТУ (рис.У1.19, г) отличается от предыдущих тем, что не имеет
кода; в ней объект выбирается по третьему проводу.
Системы ТУ неравноценны. Время-нмпульсная отличается ограничен-
ной скоростью передачи, но большой дальностью действия; амплитудная -
повышенной скоростью действия, но ограниченной дальностью передачи;
трехпроводная - как большой скоростью, так и большой дальностью дей-
269

Phc.VL19. Системы телеуправления
270

ствия. Недостаток трехпроводной системы (необходимость прокладки
третьего провода) окупается ее преимуществами. Кроме того, на совре-
менных автотелеуправляемых ТП невозможно ограничиться одной парой
проводов, а приходится увеличивать их до пяти пар.
Бесконтактная транзисторная распределительная система ТУ
(рис.У 1.19, д) имеет на УП бесконтактный распределитель, выполненный
на основе двоичного счетчика и дешифратора. Для движения распределите-
ля используется сеть 1 переменного тока промышленной частоты. Он вы-
прямляется однополупериодным выпрямителем 2, на выходе которого
действует пульсирующее напряжение с частотой 50 Гц; отрицательные по-
луволны этого напряжения подаются на вход формирователя 3, представ-
ляющего собой ключевой триод. На выходе формирователя 3 образуются
прямоугольные импульсы, практически совпадающие по фа^е с полуволна-
ми на выходе выпрямителя. Под действием этих импульсов на выходах
распределителя 4 непрерывно и циклично пробегает импульс ”1”. Для пе-
редачи команд используют набор ключей К1-Кп, каждый из которых мо-
жет подать напряжение на вход соответствующей схемы ”И”; второй вход
каждой из них связан с соответствующим выходом распределителя. Пред-
положим, необходимо передать команду ключом К1. После его замыка-
ния при приходе распределителя на позицию 3 на оба входа 5 оддой из схем
”И” будет подано напряжение, которое распространится и на ее выход. За-
тем через схему 6 ’’ИЛИ” узел выделения пауз 7 и усилитель 8 в линию бу-
дет подан импульс, соответствующий по времени нахождению распредели-
теля на третьей позиции. Аналогично можно передать импульсы и с других
позиций распределителя с номером, большим трех.	%
Выходы ”0” и ”1” распределителя, минуя схему выделения пауз, при-
соединены к линии связи. Поэтому при нахождении распределителя на ну-
левой и первой позициях в линию связи поступает длинный непрерывный
сигнал, длительность которого равна времени нахождения распределителя
на этих позициях. На КП установлен такой же распределитель, причем цепь
его движения разорвана, а на месте разрыва смонтирована схема ”И”.
Один из выходов этой схемы присоединен к выходу формирователя им-
пульсов движения 3, а второй - к выходу триггера Tp3aii запуска. Им-
пульсы, приходящие из линии связи 9, одновременно поступают в усили-
тель 8 и дискриминатор длительности импульсов (задержки) 10. При по-
явлении длинного импульса дискриминатор перебрасывает триггер запус-
ка Трзац в состояние ”1” и на втором входе связанной с ним схемы ”И”
появляется постоянное напряжение. Поэтому с каждым импульсом сети
с частотой 50 Гц распределитель 11 ’’перемещается”. Когда он доходит до
д-й позиции, импульс с и-го выхода распределителя перебрасывает триггер
в состояние 0 и движение распределителя прекращается. Если длина
распределителя 11 на КП меньше на две позиции, чем распределителя 4
на УП, то оба они движутся синхронно и синфазно. Синхронность обеспе-
чивается движением обоих распределителей с одной и той же частотой
50 Гц, одинаковой для всех объектов одного района питания. Сйнфазность
обеспечивается запуском распределителя КП длинным импульсом. В рас-
сматриваемом примере в линию связи был выдан импульс с третьего шага
распределителя. В момент его прихода на КП распределитель 11 также бу-
271

дет на третьей позиции. В результате на один из входов соответствующей
схемы ”И” придет сигнал с распределителя 4, а на другой — из канала свя-
зи. Сигнал совпадения с выхода схемы ”И” перебросит триггер Тр1 в сос-
тояние /, что вызовет срабатывание реле Р1 и выполнение команды. Ана-
логично включаются другие триггеры Тр1-Трп и реле Р1—Рп.
Следует заметить, что на pnc.Vl.19 показаны упрощенные схемы ТУ.
В действительности они сложнее, так как должны обеспечивать: использо-
вание одной линии связи одновременно как для передачи приказов, так и
для получения сигналов положения объектов; автоматический запуск те-
лсустановки при изменениях в положении сигнализирующих объектов на
исполнительном пункте; защиту от неправильных действий (различные
сбои не должны вызывать неправильные приказы или сигналы); преиму-
щество сигнала перед приказом (если одновременно будут посланы приказ
и сигнал положения, то приказ не должен осуществиться, а сигнал должен
поступить на диспетчерский пункт (ДП). На ДП телеустановка должна
иметь пульт управления с мнемонической схемой, световой и звуковой сиг-
нализацией. Всякое новое положение в сигнализируемых объектах испол-
нительного пункта должно сопровождаться на ДП звуковым сигналом и
мигающим светом объекта, изменившею положение.
Для контроля напряжения на шинах 6- 10 кВ и нагрузки ТПА или пи-
тающих вводов на ТП используют выпрямительную схему телеизмерения
ближнего действия, передающую информацию на 15—20 км. Выпрямитель-
ные схемы ТП состоят из передающего устройства, в котором измеряемый
переменный ток преобразуется в постоянный,канала связи, по которому
передается постоянный ток, и приемного устройства в виде гальвано-
метра постоянного тока, градуированного в единицах переменного тока.
В выпрямительной системе ТП напряжения (pnc.VI.20, а) измеряемое на-
пряжение вторичной обмотки трансформатора напряжения TV подводится к
первичной обмотке измерительного трансформатора Т1, а его вторичная
обмотка соединяется с двойным диодом двухполупериодного выпрямите-
ля 6’Z, работающего по нулевой схеме. Выпрямленное напряжение подает-
ся через линию связи на измерительный прибор PV приемного пункта ПП.
Для уменьшения погрешностей, вносимых линией и нестабильностью харак-
теристики выпрямителя, последовательно с линией включается балласт-
ный резистор R3, сопротивление которого примерно в 20 раз превышает
Phc.VL20. Выпрямительные
системы телеизмерения:
а - ВПН-1 (измерения напря-
жения переменного тока);
б - ВПТ-1 (измерения пере-
менного тока)

сопротивление линии. Благодаря этому изменение сопротивления линии на
10- 15% вносит погрешность лишь на 0,5—0,75%. Регулировка и настройка
измерительного прибора осуществляется резистором R4. Конденсатор С2
предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Дроссель
ЛЛ в цепи трансформатора напряжения используют для повышения точнос-
ти (расширения шкалы) измерения напряжения в рабочем диапазоне
(0,8~1 ,1) /н: благодаря тому, что сердечник дросселя LL насыщается толь-
ко при повышении напряжения до 5ДЛ номинального, изменение напряже-
ния от 0 до 50% отклоняет стрелку измерительного прибора примерно на
20% шкалы, а остальные 80% ее приходятся на измерение напряжения от
50 до I 109? номинального. Для компенсации изменения индуктивного со-
противления дросселя при изменениях частоты переменного тока последо-
PHC.VL21. План электродаспетчерского
пункта и компоновки аппаратуры те-
лемеханики и диспетчерского оборудо-
вания
Phc.VI.22. Фрагмент наборной Мнемо-
схемы диспетчерского сигнального
щита ЭДН
1Х-1У62
273

вательно с ним включены резистор /\/, шунтированный конденсатором С1,
и резистор R2. С повышением частоты возрастание индуктивного сопро-
тивления дрскселя компенсируется уменьшением емкостного сопротивле-
ния конденсатора.
Выпрямительная система !И тока (рис.V!.20. б) аналогична системе
ТИ напряжения и отличается от последней лишь отсутствием насыщающе-
го дросселя и наличием неоновой лампы НЛ, которая снижает пики напря-
жения выше 100 В, возникающие в линии при толчках и к.з. Система пита-
ется от трансформатора тока ТТ.
Оборудование ТУ, ТС и ТИ размещено на ТП и элскгродиспетчерских
пунктах (ЭДП), с которых осуществляется диспетчеризация, т.е. непрерыв-
ный технический контроль и оперативное руководство производственным
процессом: состояния оборудования ТП, положительных и отрицательных
питающих линий и контактной сети, включая выбор схемы электроснабже-
ния, обеспечивающей наибольшую надежность и наименьшие потери элект-
рической энергии. В настоящее время в системах электроснабжения ГЭТ
работают так называемые районные ЭДП, обслуживающие до 25 — 30 ТП
и более. В будущем ожидается переход от системы управления электроснаб-
жением ГЭТ через районные электродиспетчерские пункты (РЭДП) к цент-
рализованному с единого центрального пункта (ЦЭДП), так как он обес-
печивает не только повышение технико-экономических показателей элект-
роснабжения, но и сокращение необходимого числа бригад диспетчеров.
Элсктродиспетчерский пункт (pnc.Vl 2 1) имеет; помещение диспетче-
ра, оборудованное диспетчерским щитом 5, пультом 6 и столом диспетчер-
ской связи 7: аппаратную, в которой располагаются комплекс устройств
телемеханики /, шкаф питания 3 и линейно-кроссовые устройства 2; ка-
бинет начальника 4. Диспетчерские сигнальные щиты, предназначенные для
сигнализации нормального и аварийного состояний основных и вспомога-
тельных аппаратов и установок системы электроснабжения, обеспечивают
мнемонической схемой электроустановки с упрощенной однолинейной
схемой ТП и линий контактной сети (рис.VI.22). Линии связи между ЭДП
и управляемыми объектами выполняют воздушными или кабельными;
воздушные прокладывают по опорам илн поперечным тросам подвески
КС. Они дешевле кабельных, но малонадежны, так как состояние изоляции
проводов зависит от метеорологических условий (туман, дождь, грозовые
разряды), от загрязнения и повреждения изоляторов. Сильные ветры при-
водят к их схлестыванию и обрыву. Кабельные линии связи дороже, но бо-
лее надежны, мало подвержены механическим повреждениям и внешним
влияниям атмосферы, отличаются высокой изоляцией.

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ГОРОДСКИЕ ДОРОГИ И РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ
ГЛАВА VII. КЛАССИФИКАЦИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСТРОЙСТВО
ГОРОДСКИХ УЛИЦ И ДОРОГ
§ VII.1. Классификация и элементы городских улиц и дорог
В зависимости от назиачеиия и транспортно-эксплуатационных характе-
ристик городского движения городские улицы и дороги классифицируют
по следующим категориям (СНиП 11-60—75, п.8.3) :
1.	Скоростные дороги, предназначенные для скоростной транспортной
связи городов и пунктов групповых систем населенных мест (ГСНМ),
крупнейшего или крупного города с пригородными промышленными зо-
нами, районов крупнейшего или крупного города между собой, городской
автодорожной сети с автодорогами Единой транспортной системы страны.
В черте города скоростные дороги проходят по направлениям транзитных
транспортных потоков и являются продолжением загородных дорог; обес-
печивают непрерывное движение транспорта с расчетными скоростями до
120 км/ч и развязками в разных уровнях. Наименьшее число полос движе-
ния проезжей части скоростных дорог в обоих направлениях движения —
6 (с учетом резерва — 8), ширина одной полосы движения 3,75 м, предохра-
нительной полосы между проезжей частью и бортовым камнем 1 м.
2.	Магистральные улицы и дороги:
общегородского значения, предназначенные для транс-
портной связи жилых, административных, промышленных и складских рай-
онов между собой, а также с общегородским центром и объектами обще-
городского значения (вокзалами, парками, стадионами и др.), скоростны-
ми дорогами и автодорогами общей сети. По характеру регулирования до-
рожного движения различают: улицы непрерывного движения (УНД),
обеспеченные развязками в разных уровнях и не имеющие поэтому свето-
форного регулирования движения; расчетная скорость движения на УНД
100 км/ч; наименьшее число полос движения проезжей части в обоих на-
правлениях движения — 6 (с учетом резерва — 8), ширина одной полосы
движения 3,75 м, предохранительной полосы между проезжей частью и
бортовым камнем 0,75 м; улицы регулируемого движения (УРД), имею-
щие развязки в одном уровне и светофорное регулирование движения
на перекрестках; расчетная скорость движения на УРД 80 км/ч; наимень-
шее число полос движения проезжей части в обоих направлениях движе-
ния — 4 (с учетом резерва - 6), ширина одной полосы движения 3,75 м,
предохранительной полосы между проезжей частью и бортовым кам-
нем 0,5 м;
районного значения, предназначенные для транспортной связи
в пределах жилых и промышленных районов, а также жилых и промыш-
ленных районов с магистральными улицами и дорогами общегородского
значения и скоростными. Характеризуются развязками преимущественно
275

в одном уровне, светофорным регулированием движения; расчетная ско-
рость движения транспорта до SO км/ч, наименьшее число полос движения
проезжей части в обоих направлениях движения - 4 (с учетом резерва — 6),
ширина одной полосы движения 3,75 м, предохранительная полоса между
проезжей частью улицы и бортовым камнем отсутствует;
грузового д в и ж е н и я, предназначенные для перевозки про-
мышленных и строительных грузов вне жилой застройки между промыш-
ленными и коммунально-складскими зонами города с устройством пере-
сечений в одном уровне и светофорным регулированием; расчетная ско-
рость движения транспорта до КО км/ч, наименьшее число полос движения
проезжей части в обоих направлениях движения 2 (с учетом резерва - 4),
ширина одной полосы движения 3,75 м, предохранительная полоса между
проезжей частью и бортовым камнем отсутствует.
3.	Улицы и дороги местного движения:
ж и л ы е улиц ы, предназначенные для транспортной и пешеходной
связи жилых микрорайонов, кварталов и отдельных групп жилых зданий
с магистральными улицами районного значения (без пропуска общест-
венною транспорта); расчетная скорость движения транспорта до 60 км/ч,
наименьшее число полос проезжей части в обоих направлениях движения —
2 (с учетом резерва — 4), ширина одной полосы движения 3 м, предохрани-
тельная полоса между проезжей частью и бортовым камнем отсутствует;
дороги гг р о м ы ш л е н н ы х и коммунально - с к л а д-
с к и х районов, предназначенные для транспортной и пешеходной свя-
зи отдельных промышленных предприятий и складов внутри промышлен-
ного района и с районными дорогами грузовою движения; расчетная ско-
рость движения транспорта до 60 км/ч, наименьшее число полос проезжей
части в обоих направлениях движения - 2 (с учетом резерва -4), ширина
одной полосы движения 3,75 м;
п р о с з д ы, предназначенные для подъезда к отдельным объектам
промышленных районов, а также транспортной связи внутри микрорайо-
нов и с улицами местного движения: расчетная скорость движения транс-
порта до 30 км/ч, в зависимости от населенности и важности зданий обслу-
живаемых территорий могут иметь: одностороннее движение на полосе ши-
риной 3,5 м, двустороннее на полосе 6 м, разъездные площадки и т.д.;
пешеходные улицы и д о р о г и, предназначенные для пеше-
ходной связи внутри микрорайонов жилых комплексов и зданий с места-
ми приложения труда, учреждениями и предприятиями обслуживания, мес-
тами отдыха и остановками общественного транспорта;
гг а р к о в ы е до р о г и, предназначенные для прогулочною движения
по зеленым массивам города и пригородов.
Распределение транспортных потоков городскою движения ио улицам
и дорогам осуществляется дорожными знаками и разметкой; соответст-
венно распределению транспортных потоков выбирают основные размеры
улиц и дорог в плане, продольном и поперечном профиле, тип покрытия,
конструкции проезжей части, освещенность, расстояния до красных линий
окружающей застройки. Движение ГМПТ допускают только на магистраль-
ных улицах городского и районного значения. Скоростные дороги проекти-
руют изолированными от городской застройки, местного движения и пс-
276

шсходов. Ширину улиц и дорог рассчитывают с учетом их категории; ин-
тенсивности движения транспорта и пешеходов; типа застройки; рельефа
местности; требований защиты населения прилегающих районов городской
застройки от пыли, шума, загазованности выхлопными газами автотранс-
порта; размещения подземных инженерных сооружений, зеленых насажде-
ний, водоотвода дождевых и талых вод и др. Ширина в пределах красных
линий магистральных улиц общегородского значения непрерывного движе-
ния 75 м, регулируемого движения 60 м, магистральных улиц районного
значения 35 м, жилых при многоэтажной застройке 25 м, при одноэтажной
1 5 м при соблюдении установленных санитарных разрывов между зданиями
(СНиП П-60-75, п-9.1). Пропускная способность одной полосы проезжей
части улиц и дорог (ед/ч): 1200-1500 для легковых автомобилей на ско-
ростных дорогах; 1000-1200 на УНД, 600-700 на УРД: соответственно
600-800, 500-650, ЗОД-400 для грузовых автомобилей; 200-300, 150-
250, 100- 1 50 для автобусов; 1 10 -130 для троллейбусов на УНД и 70—90
на УРД (СНиП 11-60-75, п.9.3). Наибольшие допустимые предельные укло-
ны (7оо) и наименьшие допустимые радиусы кривых в плане (м) на скорост-
ных дорогах соответственно 40 и 600, на УНД и УРД городского значения
50 и 400, на жилых улицах местного значения 80 и 1 25, на дорогах промыш-
ленных и коммунально-складских районов 60 и 125, на проездах 80 и 30
(СНиП 11-60 75, п. 9.12). Наименьшие радиусы вертикальных кривых (вы-
пуклых и вогнутых) на скоростных дорогах соответственно 1000 и 2000 м,
на магистральных улицах и дорогах районного значения 4000 и 500 м;
ширина полосы трамвайных путей нормальной колеи (двухпутной и одно-
путной) на прямых участках улиц при расположении в общей полосе движе-
ния при отсутствии опор контактной сети в междупутье 6,6 и 3,6 м, при рас-
положении на обособленном полотне 8,8 и 3,8 м, ширина двухпутного обо-
собленного полотна на всем протяжении трамвайной линии с учетом раз-
мещения посадочных площадок — не менее 9,6 м, однопутного — не менее
5 м (СНиП 11-60—75, п.913). Наименьшая ширина обособленного полотна
наземных участков скоростного трамвая (включая полосы, занятые защит-
ным ограждением, озеленением и опорами контактной сети) 10 м (СНиП
11-60-75, п.9.14).
В поперечном профиле улиц и дорог различают (рис.VII. 1). основную
проезжую часть 2 с предохранительными полосами /, местные и боковые
проезды 5, полосы для прокладки инженерных коммуникаций /Р, предох-
ранительные полосы 4, тротуары 7 для пешеходов, разделительные полосы
зеленых насаждений 3, б, обособленное полотно трамвайных путей //.
Элементы поперечного профиля расположены между осевой линией 0 и
красной линией 8. Между красной линией 8 и линией застройки 9 могут
располагаться палисадники или зеленые насаждения. Проезжая часть может
иметь двускатный и односкатный профиль. Покрытия проезжей части выби-
рают с учетом условий движения (грузоподъемности ПС, числа осей, часто-
ты движения), санитарно-гигиенических требований и безопасности движе-
ния транспорта с расчетными скоростями и нагрузками независимо от вре-
мени года и водно-теплового режима. Скоростные дороги, магистральные
улицы городского значения и городские дороги грузового движения в со-
ответствии с требованиями СНиП 114)0-75 (п.9.38) имеют усовершенствован-
277

Рис-VJl. 1, Примеры поперечных профилей городских улиц и дорог:
а - скоростная дорога; б, в - магистральные улицы общегородского
значения непрерывного движения; г, д - магистральные улицы общего-
родского значения регулируемого движения-; е, ж - магистральные ули-
цы районногх) значения
278

ные капитальные покрытия (цементобетонные или железобетонные, ас-
фальтобетонные на прочных основаниях, мозаиковые мостовые на бетон-
ных и каменных основаниях или брусчатые мостовые на основаниях, ук-
репленных вяжущими материалами); магистральные улицы районного зна-
чения — усовершенствованные капитальные или облегченные из битумно-
минеральных смесей или холодного асфальта на основаниях из щебня и
шлака, на грунтовых основаниях, укрепленных вяжущими материалами,
щебеночные и гравийные, брусчатые мостовые на песчаном основании;
улицы и дороги местного значения - усовершенствованные капитальные,
облегченные или переходные — грунтоасфальтовые; щебеночные, гравий-
ные и шлаковые, обработанные вяжущими материалами; мостовые булыж-
ного и колотого камня. При расчете ширины тротуаров пропускную способ-
ность (пеш/ч) одной полосы тротуара (0,75 м) принимают; 700 — для
тротуаров, расположенных у магазинов; 800 - отдаленных от зданий с ма-
газинами; 1000 - в пределах зеленых насаждений улиц и дорог; 600 - для
пешеходных дорог; 1200 - для переходов через проезжую часть (в одном
уровне). Минимальная ширина пешеходной части тротуаров должна состав-
лять не менее 4,5 м на магистральных уликах городского и 3 м районного
значения; 2,25 м на жилых улицах.
Таким образом, городские улицы и дороги - сложные инженерные со-
оружения. Они должны удовлетворять ряду сетевых требований (обеспе-
чивать кратчайшие связи центров тяготения города, минимальные затраты
времени на пешеходные и транспортные передвижения, минимальные ка-
питальные вложения и эксплуатационные расходы), а также требованиям
удобства и безопасности движения транспорта и пешеходов. Элементы
городских улиц и дорог (число и ширина полос движения, ширина тротуа-
ров) должны соответствовать характеру и размерам движения. Дороги
должны обеспечивать хорошую обзорность в плане и продольном профиле,
иметь хорошее освещение и озеленение, удобное расположение стоянок для
легкового и общественного транспорта, удобное для разрытий без повреж-
дения проезжей части расположение инженерных коммуникаций, хороший
водоотвод ливневых вод. Вопросы, связанные с благоустройством улиц,
решаются комплексно с учетом устройства и переустройства как назем-
ных, так и подземных сооружений. Городская дорога -- дорогостоящее
сооружение. Поэтому проектированию сети дорог должны предшествовать
расчеты ожидаемых на них транспортных потоков, выбор в соответствии с
этими потоками категорий дорог и распределение транспортных потоков
на них по сетевым критериям, расчет элементов (ширины, продольных и
поперечных уклонов, радиусов кривых и тд.) в полном соответствии с ка-
тегорией дороги и размерами ожидаемого движения.
Основной элемент городской улицы — дорожное покрытие, которое
воспринимает и передает на грунт вертикальные, продольные и боковые
нагрузки от ходовых колес ПС. Оно должно отвечать необходимым требо-
ваниям прочности, ровности, шероховатости, сопротивления износу и сани-
тарно-гигиеническим. Для удовлетворения этих требований дорожные по-
крытия делают многослойными. Верхний слой покрытия воспринимает на-
грузки от ходовых колес ПС и передает их на основание, которое, в свою
очередь, распределяет эти нагрузки по нижнему (подстилающему) слою.
279

Покрытие часто имеет защитный слой (слои износа). Наибольшие нагрузки
несет верхний слой покрытия, наименьшие — подстилающий слой. Поэтому
верхние слои дорожных одежд делают из более прочных материалов, ниж-
ние - из менее прочных. Основной материал покрытий - асфальтобетон или
цементобетон. Но их делают также из булыжника, брусчатки, мозаики,
щебенки, гравия и тд. Сборные и монолитные цементобетонные и железо-
бетонные покрытия, брусчатые мостовые на щебеночном и гравийном ос-
нованиях, обработанных вяжущими материалами, а также мозаиковые
мостовые на бетонных и каменных основаниях называют усовершенство-
ванными капитальными', щебеночные и гравийные покрытия, обработан-
ные вяжущими материалами, покрытия из битумно-минеральных смесей
на щебеночном и шлаковом основаниях или грунтах, обработанных вяжу-
щими материалами, а также из холодного асфальтобетона на щебеночных
или шлаковых основаниях или грунтах, обработанных вяжущими материа-
лами, - усовершенствованными облегченными; покрытия из грунт-ас-
фальта, а также щебеночные, гравийные и шлаковые, обработанные вяжу-
щими материалами, и грунтощебеночные, грунтогравийные, обрабозаниые
вяжущими материалами, мостовые из булыжного и колотого камня — пе-
реходными; грунтовые, улучшенные местными минеральными материала-
ми, а также гравийные, щебеночные и шлаковые, необработанные вяжущи-
ми материалами, - простейшими. Дорожные одежды магистральных улиц
общегородского значения (рис.УП.З, а, б) выполняют пяти- и шестислой-
ными, а магистральных улиц районного значения и городских дорог мест-
ного значения (рис.УП.З, в, ?) - четырех- и пятислойными.
Проектные характеристики городских дорог, их конструкция, качест-
во изготовления и текущего содержания определяют реализацию техниче-
ских возможностей ПС и поэтому требуют большого внимания транспорт-
ников. Сооружение дорог начинают с подготовительных работ: огражде-
ния полосы, пересадки деревьев, удаления кустарников, сноса строений,
выбора растительного слоя, используемого в дальнейшем для озеленения
городских территорий. Перед началом земляных работ проектную трассу
в плане и профиле переносят в натуру с использованием нивелира и коль-
ев - визиров. Земляные работы сводятся к устройству корыта под дорож-
ную одежду и тротуары с использованием экскаваторов, бульдозеров, ав-
тогрейдеров и скреперов. Проектирование дорог обычно ведут так, чтобы
объем грунта, снимаемого при разработке выемок, был примерно равен
объему грунта, укладываемого в насыпи. Однако часть разрабатываемого
грунта часто приходится вывозить или, наоборот, добавлять.
Главная задача разработки корыта земляного полотна — тщательное и
равномерное уплотнение грунта, обеспечивающее необходимую устойчи-
вость земляного полотна и дорожной одежды. Грунт уплотняют методами
укатки гладкими или кулачковыми катками, виброкатками, трамбую-
щими и вибротрамбующими машинами. Наибольшую глубину уплотнения
(до 100 см) обеспечивают трамбующие машины взрывного действия, не-
сколько меньшую (50-80 см) - виброкатки и виброилиты. Катки с глад-
кими вальцами массой до 12 т дают глубину уплотнения около 20 см, ку-
лачковые катки — около 3,0 см. Наиболее производительно уплотнение
грунта трамбующими машинами и виброкатками. Трамбование наиболее
280

□ / CZJ? Г~ПТ CZb Г 15 I 1
Рис. VII.2. Конструкции дорожных
одежд:
1,2 - мелко- и крупнозернистый асфаль-
тобетон; 3 - битумно-минеральная
смесь; 4 - известняковый щебень;
5 - песчаный подстилающий слой;
6 — тощий бетон
РисЛИ.З. Конструкции:
а - дренажа мелкого заложения; б - бор-
тового камня из горных пород; в - искус-
ственного бортового камня с основанием
из литого бетона; г - бортового камня с
двумя скосами на основаниях из сборных
блоков; б - шва расширения; е - шва сжа-
тия в литом цементобетонном покрытии
эффективно при уплотнении связанных и несвязанных грунтов, виброука-
тывание — при уплотнении несвязанных и малосвязаниых грунтов. Ко-
рыту придают двускатный или односкатный уклон, обеспечивающий сток
поверхностных и грунтовых вод, попадающих под дорожную одежду, а
для отвода воды из корыта разрабатывают дренажные каналы мелкого
заложения. На дно дренажной канавы укладывают (рис.VII 3, я) стяжку 5
из тощего бетона и асбоцементные трубы 4 диаметром 80-100 мм с пер-
форацией (отверстиями или поперечными пропилами), которые засыпают
мелким щебнем 3 твердых пород или гравием. Вместо асбоцементных
труб в последнее время часто используют дренажные трубофильтры из
беспесчаного керамзитобетона, что позволяет снизить стоимость работ и
трудовые затраты, так как трубы можно укладывать непосредственно на
грунт без обсыпки дренирующим материалом.
После устройства дренажа на дно корыта укладывают подстилающий
слой 6 (чаще всего из песка, реже из дренирующих материалов: гравия,
шлака и тд.). После уплотнения подстилающего слоя катками или плоски-
ми вибраторами устанавливают бортовые камни 7*на бетонном основании 2
из монолитного бетона или сборных бетонных блоков. На скоростных до-
рогах и магистральных улицах с большой интенсивностью движения уста-
навливают, как правило, бортовые камни из естественных горных пород
(гранита), отличающиеся большой прочностью и сроком службы. Искусст-
венные бортовые камни изготовляют из бетона с пределом прочности на
сжатие 40 МПа и пределом прочности на растяжение при изгибе 5 МПа.
Бортовые камни из горных пород должны соответствовать ГОСТ 6666-81.
Для отделения проезжей части улиц от тротуаров и газонов используют
камии ГП-1 высотой fi - 300 мм, шириной b - 150 мм и длиной 700 мм
281

(рис.УП.З, б). Их обрабатывают по наружным поверхностям b и d= 180 мм.
Искусственные бетонные и железобетонные бортовые камни должны соот-
ветствовать ГОСТ 6665-82. Для отделения проезжей части улиц от тротуа-
ров, газонов, остановок обшественного транспорта и обособленного по-
лотна трамвайных путей используют бортовой камень П2-1 высотой 300 мм,
шириной понизу 180 и длиной 3000 мм, устанавливаемый непосредственно
на песчаном основании и заливаемый по концам в бетонные подушки
(рис.УП.З, в). Срок службы искусственного бортового камня всего 3—
4 года. Разрушается в основном верхняя кромка камня, выступающая над
дорожным покрытием. Поэтому наиболее целесообразны бортовые камни
с двумя скосами (рис .VI 1.3, г), применение которых позволяет вдвое
увеличить срок их службы за счет двукратной оборачиваемости (установки
при перекладке разрушенной кромкой вниз).
После установки бортовых камней на подстилающий слой 6 уклады-
вают основание 7 (рис. VE3,tz): в нижний слой - щебень крупных фракций,
в верхний - более мелкий. В нижнем слое двухслойного основания допус-
кается применение щебня меньшей прочности крупностью 100-120 мм,
который, размельчаясь при укатке под катками, образует плотный слой ос-
нования. По поверхности уплотненного основания равномерно рассыпают
мелкий щебень с уплотнением его тяжелыми катками. На магистралях с
грузонапряженным движением верхний слой основания пропитывают би-
тумом или битумной эмульсией на глубину 4—8 см с насыпкой и укаткой
тяжелыми катками камня-клинца размером 10—12 мм, который заполняет
поры между щебенками. Используют также гравийные, битумоминераль-
ные и бетонные основания (на скоростных дорогах и магистральных ули-
цах с тяжелым троллейбусным, автобусным и грузовым движением),а на
городских улицах с небольшой интенсивностью движения — грунтовые ос-
нования, укрепленные вяжущими материалами.
На основании укладывают дорожные покрытия 8 - монолитные или
сборные. Монолитные покрытия выполняют асфальтобетонными или це-
ментобетонными. Асфальтобетонные покрытия укладывают горячей ас-
фальтовой смесью на очищенные от пыли и грязи, просушенные разогрева-
телями и обработанные после высушивания жидким битумом или битум-
ной эмульсией основания. Уложенные слои асфальтовой смеси уплотняют
катками. На скоростных дорогах, магистральных улицах, участках резкого
торможения (у остановок общественного транспорта, на перекрестках) и
с продольными уклонами более 30 °/оо для повышения шероховатости в
верхний слой асфальтобетонного покрытия укладывают специально подоб-
ранную мелкозернистую асфальтобетонную смесь с высоким содержанием
(до 65% по массе) щебня фракций до 10 мм (или песка зернистостью 2—
5 мм) или втапливают в недоуплотненный.слой асфальтобетонного покры-
тия черный щебень с максимальной крупностью зерен до 20 мм. Сцепные
свойства покрытия проверяют испытанием увлажненной поверхности ди-
намометрической тележкой или торможением легкового автомобиля.
Асфальтобетонные покрытия считают достаточно удовлетворительными,
если коэффициент сцепления составляет не менее 0,4.
Предпочтительнее асфальтобетонных цементобетонные монолитные по-
крытия, которые более износоустойчивы, прочны, стойки к вредоносному
282

воздействию масел и бензина, имеют более высокий коэффициент сцепле-
ния. В иижний слой двухслойных цементобетонных покрытий укладывают
бетонную смесь из сравнительно слабых каменных материалов, в верх-
ний - смесь на высокопрочном гранитном щебне. Для однослойных и верх-
него слоя двухслойных покрытий применяют бетон марки не ниже 350.
Для предупреждения образования трещин при температурных деформа-
циях цементобетонные покрытия делят на плиты швами расширения и сжа-
тия (рис.УП.З, д, е). Для образования плит по основанию укладывают
водонепроницаемую битуминизированную бумагу 7, полимерную пленку
или обрабатывают битумной эмульсией и перед укладкой бетона заклады-
вают разделители - доски 3. Для скрепления плит устанавливают на мон-
тажных подставках 6 металлические йггыри / с картонными колпачками 4
и частичной обмазкой 5 битумом. Швы заполняют мастикой 2.
Литые асфальтобетонные и цементе бетонные покрытия связаны с
’’мокрым” способом укладки и сезонно ограничены теплым периодом
года. Цементобетонную смесь укладывают в покрытие при температурах
ие ниже 5°С; при более низких температурах требуется специальная техно-
логия укладки. От температуры наружного воздуха зависит и конструкция,
и качество покрытия. Поэтому большое значение имеет переход на инду-
стриальный способ изготовления покрытий на заводах с укладкой в покры-
тие готовых плит, который получает в последние годы все большее рас-
пространение. Плиты покрытия индустриального производства изготовляют
из иенапряжениого и предварительно напряженного железобетона: прямо-
угольные 1500x1750x180 мм (12ООд2ООО)хбОО мм и шестиугольные со сто-
роной 1160 мм. Использование таких плит позволяет значительно улучшить
эксплуатационные качества покрытий, снизить расход бетона и арматуры,
сократить сроки и стоимость строительства, продлить сроки строительно-
го сезона. Сборные железобетонные покрытия укладывают на песчаное, пес-
чано-цементное, щебеночное, гравийное или шлаковое основания самоход-
ными пн евмок олеси ыми или автомобильными кранами с вибропосадкой
специальными вибраторами, сваркой стыковых скоб и заполнением швов
цементио-песчаной смесью и мастикой.
§ VII .2. Проектирование и расчет городских улиц и дорог
Проектированию городских улиц и дорог предшествует проектирова-
ние и расчет сводной транспортной нагрузки улично-дорожной сети грузо-
выми и пассажирскими перевозками. Разнотипный транспортный поток на
улицах смешанного движения приводят к легковому автомобилю с учетом
коэффициентов приведения: 1 - для легковых автомобилей; 2 - для гру-
зовых автомобилей грузоподъемностью 2—5 т; 2,5 — грузоподъемностью
5-8 т; 2,5 - для автобусов; 3 - для троллейбусов и тд. (СНиП П-60-75,
п.9.4). Если, например, на некоторой магистрали расчетная интенсивность
движения легковых автомобилей - 120, грузовых автомобилей грузоподъ-
емностью 2-5 т - 100, автобусов - 60 и троллейбусов - 60ед/ч,то приве-
денная интенсивность движения 7^ = 120-1 + 100.2,5 + 60-2,5 + 60-3 =
— 700 ед/ч. В зависимости от транспортной нагрузки (расчетной интенсив-
ности движения) назначают категории улиц и дорог по СНиП 11-60-75, ко-
торые определяют выбор допустимой максимальной скорости имакс транс-
283

портных средств и пропускную способность одной полосы двиЯ^ния про-
езжей части. Расчетное число полос движения
”n =	- "»МЛ	(VII.1)
где /„ — пропускная способность одной полосы движения, ед/ч; А;м - коэф-
фициент снижения пропускной способности вследствие метающего влия-
ния транспортных единиц разных полос движения друг на друга (коэффи-
циент многополосности); п'п — расчетное количество полос движения без
учета мешающего влияния друг на друга.
Считают, что число полос движения на юродских улицах и дорогах в
одном направлении движения не должно превышать четырех. Коэффици-
ент многополосности принимают; при одной полосе движения - 1, двух
полосах — 1,9, трех - 2,7, четырех — 3,5. Если, например, •/	— 2000 ед/ч,
7П = 700 ед/ч, то и;. = 2000/700 = 2,86 ~ 3,яц = "'„(n'jkj = 3 (3/2,7) =
= 3-1,11 = 3,33 ~ 4. При интенсивности движения троллейбусов 70—90 и
автобусов 100—150 ед/ч целесообразно для них выделять отдельные поло-
сы движения. Разделение разнородного транспортного потока при достаточ-
ном использовании пропускной способности выделяемых полос повышает
общую пропускную способность дороги, скорость движения транспортных
средств и безопасность движения.
Общее минимальное число полос движения на городских улицах и до-
рогах должно соответствовать СНиП П-60—75. Общая ширина дороги в
красных линиях назначается с учетом предохранительных полос (на ско-
ростных дорогах и магистральных улицах непрерывного и регулируемого
движения); дополнительных полос для стоянки автотранспорта на улицах,
застроенных административными и общественными зданиями; тротуаров;
разделительных полос озеленения; технических полос для укладки кол-
лекторов подземных сооружений; трамвайных путей или обособленного
трамвайного полотна; уширения перед перекрестками.
При выборе конструкций и расчете дорожных одежд проезжей части
улицы основное значение имеет состав и интенсивность движения транс-
портных средств, физико-механические свойства грунта земляного полотна
и его водно-тепловой режим. Чем тяжелее автомобили и больше интен-
сивность движения, тем большие нагрузки должно выдерживать дорожное
полотно. Прочность дорожной одежды рассчитывают на нагрузку от веса
"расчетного автомобиля” массой Ют (расчетная схема Н-10) на улицах и
дорогах местного значения или массой 30 т (схема Н-30) на улицах и до-
рогах городского значения. В последнее время расчетную нагрузку дорож-
ного покрытия на магистральных городских улицах районного значения
и дорогах местного движения принимают по схеме Н-13 от расчетного ав-
томобиля массой 13 т.
Давление от колес автомобиля передается на дорожное покрытие через
эллиптический след шин, площадь которого равновелика площади круга
диаметром D. Для расчетного автомобиля Н-30 принимают D = 0,365 м,
для автомобиля 11-13 /) ~ 0,34 м и для автомобиля Н-10 I) - 0,33 м. Пло-
щадь отпечатка шины . автомобиля Н-30 составляет F - л/)2/4 =
= 3,14-0,3652/4 - 0,1042 м‘. Нагрузку его задней оси принимают (> ~
284

= 1 2t) кН, на колесо - 60 кН, удельное давление колеса на дорожную одеж-
ду Р =	= 120-103/(2-0,1042) = 0,6МПа.
Дорожные одежды представляют собой сложные многослойные прост-
ранственные конструкции, напряженное состояние которых определяется
совместным действием вертикальных и касательных нагрузок от колес
транспортных средств, температурных деформаций, изменений влажност-
ного режима, соотношения модулей деформации прилегающих слоев. Ис-
тинное напряженное состояние дорожной одежды в различных точках раз-
лично благодаря анизотропности структуры. Поэтому инженерные методы
расчета дорожных одежд дают лишь ориентировочную оценку их напряжен-
ного состояния. Они различны для расчета дорожных одежд нежесткого
типа, монолитных цементобетонных и сборных из железобетонных плит.
Дорожные одежды нежесткого типа. В соответствии с инструкцией по
проектированию дорожных одежд нежесткого типа Союздорнии Минтранс-
строя СССР дорожные одежды нежесткого типа с усовершенствованными
капитальными покрытиями рассчитывают на прочность по упругому проги-
бу; сдвигу в подстилающем грунте и слабосвязанных материалах конст-
руктивных слоев; растяжению при изгибе слоев из монолитных материа-
лов. В основу расчета на прочность по упругому прогибу положен метод,
разработанный группой сотрудников Союздорнии noh руководством проф.
Н.Н.Иванова. Этапы этого расчета:
I)	определяют по данным транспортного расчета состав и интенсив-
ности движения транспортных средств на улицах и дорогах проектируемого
города, по которым назначают категории и виды покрытий в соответствии
со СНиП 11-60-75;
2)	принимают с учетом категории дороги тип '’расчетною автомоби-
ля" (Н-30, Н-13, Н-10) и находят приведенную к расчетному автомобилю
интенсивность движения 7И,ед/сут;
3)	определяют по приведенной интенсивности движения Jfi требую-
щийся эквивалентный модуль упругости дорожной одежды Ь’экв;
4)	принимают один или несколько вариантов схемы дорожной одежды
(количество, чередование и материалы слоев) с учетом рекомендаций ин-
струкции по проектированию дорожных одежд, наличия местных материа-
лов, климатических условий, водно-теплового режима, грунта земляного
полотна и др.;
5)	определяют по справочным данным модули упругости материалов
всех слоев по всем вариантам схем дорожной одежды;
6)	находят по справочным данным в соответствии с дорожно-климати-
ческим .районированием, видами подстилающих грунтов и гидрогеологи-
ческими условиями модуль упругости грунта земляного полотна;
7)	рассчитывают по номограммам толщины дорожной одежды.
Расчет приведенной интенсивности движения.
Приведенной к расчетному автомобилю Н-10, Н-13 или Н-30 называют та-
кую интенсивность движения расчетных автомобилей, которая по воз-
действию на дорожное полотно (остаточным деформациям дорожной одеж-
ды) эквивалентна заданной интенсивности движения рассматриваемых
транспортных средств. Отношение приведенной интенсивности движения
7Н;- транспортных средств /-го типа к их фактической интенсивности дви-
285

жения J- называют коэффициентом приведения А,- = /нг//;, откуда
4, = V,	(VII.2)
Для автомобилей с массой, меньшей массы расчетного, коэффициент
приведения меньше единицы, для автомобилей с массой, большей массы
расчетного, - больше единицы. Для приведения фактического транспорт-
ного потока к расчетному автомобилю Н-10, Н-13 или Н-30 определяют по
специальным таблицам, графикам или номограммам коэффициенты kj
как функцию нагрузки Ц-, приходящейся на ведущую ось приводимого ав-
томобиля, или приведенную интенсивность движения JHf- как функцию J,.
На pHC.VIl.4 показана номограмма для определения /н/- в функции J;
для расчетной нагрузки автомобиля Н-13. Если, например,/, = 1000 ед/сут,
то /н/ для автобусов ЗиЛ-158 составляет 130 ед/сут, а для троллейбусов
ЗИУ-5 - 3500 ед/сут. При разнотипном транспортном потоке суммарная
приведенная интенсивность движения
4 = '.2	,	(VII.3)
I - 1
где п - количество типов транспортных средств, составляющих транспорт-
ный поток.
Расчет эквивалентного модуля упругости дорож-
ной одежды £'экв. При расчете дорожных одежд нежесткого типа за-
даются удельным давлением дна одежду от колеса расчетного автомобиля
и допускаемой относительной деформацией покрытия X = 1/D- отношением
нормального прогиба / дорожной одежды под расчетной нагрузкой к диа-
метру D круга, равновеликого площади контакта колеса расчетного авто-
мобиля с дорожным покрытием. Требующийся модуль упругости дорож-
ной одежды определяют в функции коэффициента А'[ЮВТ повторяемости на-
грузок, учитывающего накопление в дорожной одежде деформаций при за-
данной интенсивности движения:
^экв — 7ГтХ[1ОВТАзап//2Х/,	(V11.4)
где А'зап - коэффициент запаса, учитывающий неоднородность условий ра-
боты одежды (для одежд с капитальными покрытиями принимают А'зцп =
= 1,2; для одежд с усовершенствованными облегченными покрытиями
Азап = 1,1; для одежд с покрытиями переходного типа Азал = 1).
Коэффициент А'1[ОВТ является функцией расчетной приведенной интен-
сивности движения
*пов-1 = 0,5 + 0,65WJ.
где у -- коэффициент, учитывающий число полос движения (при двухпо-
лосной проезжей части 7=1; при четырехполосной 7 = 0,75).
Минимальные расчетные модули упругости дорожных одежд прини-
мают (МПа); для скоростных городских дорог и магистральных улиц го-
родского значения - 65-80; для магистральных улиц районного значе-
ния - 55-70: для улиц и дорог местного значения движения - 45-55.
286

287

Выбор вариант ов схем а о р о ж пой одеж д ы. Схему до-
рожной одеж,и>1 (число, чередование и характеристики ее слоев) выбирают
с учетом ожидаемых на ней ши рузок, i солог (гидрологических условий,
требований градостроительства. возможностей доставки и максимального
использования дешевых местных материалов и др. Для одних и тех же ус-
ловий можно выбрать разные варианты дорожной одежды. Окончательный
устанавливают технико-экономическим расчел ом ио критерию минимума
приведенных затрат. Принимают следующие минимальные толщины сдоев
дорожной одежды (см): для асфальтобетона, укладываемо] о в i оря чем и
теплом состоянии, однослойного 5, двухслойного - 7, для щебеночных и
гравийных материалов, обработанных вяжущими или цементом, - Я, не
обработанных вяжущими - 15. Расчетные модули упругости, как и другие
физико-механические характеристики материалов дорожных одежд и
грунтов, принимают по справочным данным с учетом технологии приго-
товления и укладки в конструкцию, расчетной температуры, методов дре-
нирования и др. Модули упругости грунтов зависят от степени увлажне-
ния, Iранулированного состава, плотности, метода дренирования. Отноше-
ния модулей упру] ости смежных конструктивных слоев дорожной одежды
не должны превышать 2,5-3,5. Наибольшую толщину в дорожной одежде
должен иметь подстилающий слой из наиболее дешевых местных материа-
лов. Модули упругости вышележащих слоев tn слоя к слою возрастают.
Максимальный модуль упругости имеет поверхностный слой одежды, нс
считая покрытия, работающею на истирание. Толщину слоев принимают
минимально необходимой по условиям прочности и технологической воз-
можности формирования, а их материал - с учетом доступности, минималь-
ной стоимости и плавного перехода от более жестких верхних слоев к
менее жестким нижним при отношении модулей упругости, нс превышаю-
щем 2.5 - 3,5. Такая методика конструирования и расчета обеспечивает тре-
бующуюся прочность дорожной одежды в основном за счет увеличения тол-
щины нижнет о подстилающего слоя из дешевых местных материалов.
Расчет дорожной одежды нежесткого типа. Расчет многослойных дорожных
одежд нежесткого типа сводится ио методике Союздорнии к расчету двухслойной кон-
струкции с эквивалентным модулем yiipyrocni Лл<в, представляющей собой слой
одежды толщиной h с модулем упругости А, уложенный иа основание с модулем уп-
ругости Eq Соотношения между £экн, Ли /; определяются отношением h/1) и выража-
ются номо]раммой на рис.VII.5, где по оси абсцисс отложены отношения h/О, по оси
ординат Fq'E. а каждая кривая номограммы соответствует определенному отно-
шению t'.JKB/A7 Номограмма даст возможность решать три типа задач 1) определяй,
F3KB дорожной одежды при поверочных расчетах метолом "снизу вверх" начиная oi
грунта земляного полотна с известным модулем упругости А’ц при известных моду-
лях упругости F- и толщине ftj конструктивных слоев: 2) определять необходимую
толщину h подстилающего слоя или требующийся модуль упругости А’о земляного
полотна при конструктивном расчете дорожной одежды с известным эквивалентным
модулем упругости ^ЭК|5 методом "сверху вниз" от верхнего слоя к земляному по-
лотну; Ы определял, требующуюся толщину h- любого из конструктивных слоев до-
рожной одежды с известным модулем упругости /1 при известных h и А’остальных
слоев и эквивалентным модулем упругости дорожной одежды /'JKB методом "свер-
ху вниз" до слоя, толщину которого необходимо найти, а также определить эквива-
лентный модуль упругости А-в на верхней поверхности лоы слоя, азатем метолом
"снизу- вверх” определить эквивалентный модуль упругости А'и на его нижней поверх-
ности ГолщинуА; рассматриваемо! о слоя находя г по А'в, А{{ и !
288

Пример VII. 1. В качестве примера выполним расчет двух приведенных на рис.
VI 1.6, а, б вариантов схем дорожной одежды магистральной улицы городского значе-
ния с расчетным модулем упругости Ь’	72 .МПа. Материал, толщина и модули уп-
ругости слоев рассматриваемых вариантов дорожной одежды, принятые по справоч-
никам и опыту проектирования, указаны на рисунке; знаками вопроса отмечены ве-
личины, подлежащие определению: толщина //3 слоя металлургического ишака в ва-
рианте, показанном на рис.VII.6, а, и толщина//4 подстилающего слоя песка в вариан-
те, показанном на рис.VII.6, б. Вариант конструкции одежды (рис.МН.б, а} рассчиты-
ваем ’’сверху вниз”.
1.	Рассмотрим двухслойную конструкцию: слой 1 асфальтобетона, имеющий модуль
упругости Е Е}, уложен на основание с модулем упру ('ости Eq -- £’экв. Известны
£’экв “72 МПа, Л - //1 - 5 см, Е - Е{ - 300 МПа, D 34 см. Определить 6Ц —
—
Найдем h/D - 5/34 - 0,147, Е^кв/Е ~ 72/300 = 0,24, на горизонтальной оси но-
мограммы (рис.У11.5) отложим h/D - 0,147, восставим из этой точки перпенди-
куляр до пересечения с кривой Еэкв/Е - 0,24 и на вертикальной оси определим
Eq/E - 0,21, откуда £0 = Л’экв - 0,21 Е~ 0,21-300 63 МПа.
2.	Условно отбросим слой асфальтобетона и рассмотрим двухслойную конструк-
цию: слой 2 известнякового щебня, имеющий модуль упругости Е - Е2, уложен на
основание с модулем упругости Eq — Е„кв. Известны £экв ” ^экв ’ ^3 МПа, Л -
- h2 = 16 см, Е - Е2 — 100 МПа, D~- 34 см. Определить Eq - E.JKB.
Аналогично предыдущему находим h/D - 16/34 •“ 0,47, Е^в/Е - 63/100 - 0,63.
По номограмме (см.рис.VII.5) определим Eq/E — 0,49, откуда Eq - Еэкв — 0,49-100 -
- 49 МПа.
3.	Аналогично, отбросив слой 2 щебня, получим двухслойную систему: слой ме-
таллургического шлака уложен на основание с модулем упругости Е В этой сис-
теме две неизвестные величины: h ~ h^ и Е”у что не дает возможности рассмотреть
се по номограмме рис.VI].5. Поэтому расчет продолжаем ’"снизу вверх”, рассматри-
вая двухслойную систему: слой песка 4 уложен на грунтовое основание. Для этой
системы А’экв = Е — Е^~ 30 МПа, Eq -= Es — 11 МПа, h —	- 20 см, /9 - 34 см,
т.е. известны все величины, кроме EqKB В этом случае h/D - 20/34 - 0,59, Eq/E -
-• 11/30 - 0,366. Па горизонтальной оси номограммы (см.рис.V 11.5) найдем точку
h/D г= 0,59, восставим из нее перпендикуляр, на вертикальной оси найдем точку
Eq/E = 0,366 и проведем из нее горизонталь до пересечения с перпендикуляром, вос-
ставленном из точки h/D — 0,59. Точка пересечения в общем случае будет лежать
между двумя каким-либо кривыми Еэкв/Е. Интерполируя, определим £’экв/£ =
- 0,565, откуда К...п — Б'" - 0,565 Е - 0,565 -30 - 17 МПа.
4	Установив величину £’экв -- 17 МПа, рассмотрим двухслойную систему из
слоя 3 металлургического шлака, уложенного на песчаное основание с модулем упру-
гости Eq - Е"экв — 17 МПа. Для этой системы h/D =• ?, Eq/E — 17/60 = 0,28,
^экв^ — ^экв^З “ 49/60 -- 0,81. На вертикальной оси номограммы (см.рис.У11.5)
отложим Eq/E - 0,28 и проведем из этой точки горизонталь до пересечения с кривой
^экв^ ~ 0,81. Полученную точку пересечения проектируем на горизонтальную ось,
находим h/D - 1,72 и затем h - h3 - 1,72. D — 1,72-34 - 58 см.
Вариант конструкции дорожной одежды по схеме, показанной на рис.V 11.6, б,
рассчитываем аналошчно, приемом "сверху вниз”. Получим /14 - 40 см.
Прочносгь дорожной одежды (рисЛ'П.б, а, б) одинакова, поскольку одинаков их
эквивалентный модуль упругости - 72 МПа. Однако они отличаются используе-
мыми материалами и эксплуатационными свойствами. Поэтому окончательный выбор
гина дорожной одежды требует технико-экономического сравнения вариантов  их
стоимости. эксплуатационных затрат, сроков службы и др.
289
19-1962

Расчет дорожной одежды нежесткого типа по сдвигу в подстилающем
слое. Условие, при котором нс образуются пластические деформации сдвига
в подстилающем дорожную одежду грунте:
Цмакс + Vm <	(VII.5)
где та макс — максимальное активное напряжение сдвига в нижнем слое
двухслойной одежды от расчетной временной нагрузки, Па; га м — ак-
тивные напряжения сдвига от собственной массы одежды, Па; А' — коэф-,
фициент вида подстилающих грунтов и материалов (А'г - 0,8 — для
одежд, подстилаемых связанными грунтами и материалами: суглинками,
мелкими супесями, связанными гравийными или подобными им материа-
лами; Аг = 0,45 - для одежд, подстилаемых слабосвязанными грунтами
и материалами: песками, крупными супесями, несвязанными обломочными
породами); к2 - коэффициент запаса на неоднородность условий работы
конструкций, учитывающий колебания природных условий, технологиче-
ские неоднородности и др. (определяется по таблицам в функции интен-
сивности движения ./н приведенных автомобилей); Сгр - нормативное
сцепление в подстилающем грунте при медленном сдвиге (определяется по
таблицам); Апр - коэффициент, зависящий от требований к эксплуатаци-
онным качествам дорожной одежды (A = 1 - для одежде капитальными
покрытиями; Апр - 0,95-40,85 - для одежд с покрытиями из’щебеночных и
гравийных материалов,, обработанных вязкими битумами; А'пр --
= 0,85-0,75 - для одежд из смесей с жидкими вяжущими веществами, а
также с поверхностной обработкой).
Приведение многослойной дорожной одежды к двухслойной, у которой
толщина верхнего слоя равна суммарной толщине конструктивных слоев,
сводится к вычислению среднего модуля упругости
/ •- н
f,' — V	I - п
Lcp - -	£’/,/ X	(VI1.6)
"	i - 1
где Е-, lit — расчетные модули упругости и толщина /-го конструктивного
слоя одежды; п— число слоев.
Для одежды, приведенной к двухслойной конструкции, находят отно-
шения E^/'Eq и /?//), где Ео — модуль упругости подстилающего грунта;
h — общая толщина слоя одежды; I) — диаметр иагружениой площади от
колеса расчетного автомобиля. Максимальное активное напряжение сдвига
та макс находят по номограммам в виде отношения та макс/р (/? - удель-
ное давление на грунт от колеса расчетного автомобиля) по значениям
/i/D, E^/Eq и - угол внутреннего трения груита); та м находят по но-
мограмме в функции толщины одежды h и угла внутреннего трения грунта
проверяют соблюдение условия (VII.5). Если оно не соблюдается, уве-
личивают толщину отдельных коиструктивных слоев одежды или заменяют
их материал на имеющий более высокий модуль упругости.
Аналогично проверяют работу дорожной одежды на сдвиг конструктив-
ных слоев из слабосвязанных материалов (гравийных, песчаных или им
подобных), а также из материалов и грунтов, укрепленных жидкими вяжу-
щими веществами. Если условие (VII.5) для какого-либо слоя не соблюда-
290

ется, то увеличивают толщину вышележащих слоев, изучают возможность
использования в рассматриваемом конструктивном слое более прочных ма-
териалов (с более высокими значениями и Сгр) или повышения Е за
счет применения более прочных материалов в вышележащих слоях. Если
же рассчитанные активные напряжения сдвига в конструктивных слоях
дорожной одежды значительно ниже допускаемых, т.е. прочностные свой-
ства материала того или другого слоя резко недоиспользуются, то проду-
мывают целесообразность внесения в конструкцию дорожной одежды из-
менений, позволяющих снизить ее стоимость за счет использования менее
прочных местных материалов, утолщения слоев из дешевых местных ма-
териалов за счет уменьшения толщины вышележащих, выполненных из бо-
лее дорогих материалов, и тд.
Расчет монолитных слоев дорожных покрытий нежесткого типа на рас-
тяжение при изгибе. Монолитные слои дорожных одежд (из асфальтобетона;
материалов, укрепленных неорганическими вяжущими материалами и др.)
рассчитывают на изгиб с целью предупреждения появления трещин по ус-
ловию
< *изг»	(VII.7)
где ог — наибольшие расчетные напряжения растяжения в рассматриваемом
слое дорожной одежды (рассчитывают по номограммам); /?И31. - предель-
ные допускаемые напряжения растяжения материала слоя при изгибе (при-
нимают по справочным данным).
Расчет цементобетонных монолитных покрытий. Цементобетонные по-
крытия городских улиц и дорог проектируют, как правило, в виде прямо-
угольных плит, ширину которых принимают равной ширине полосы движе-
ния, а длину определяют расчетом температурных напряжений. В продоль-
ных швах плит предусматривают шпунтовые или штыревые соединения, в
поперечных — преимущественно штыревые. Расчет жестких дорожных по-
крытий проводят методом предельных состояний на несущую способность
(прочность и устойчивость), по деформациям и на трещиностойкость.
Основной вид расчета - расчет на прочность. Расчетный изгибающий момент
в цементобетонной плите
М = mk(-Rpiijibh2/6,	(VI! 8)
где т — коэффициент однородности цементобетона); к§ — коэффициент
условий работы, учитывающий повторяемость приложения расчетных на-
грузок, воздействие температурных напряжений и возрастание прочности
бетона во времени; R и н — нормативное сопротивление бетона растяже-
нию при изгибе, Па; о — длина или ширина плиты, м; h — толщина пли-
ты, м.
Расчетный изгибающий момент М, появляющийся в бетонной плите под
действием нагрузки от колес расчетного автомобиля (расчетный автомо-
мобиль принимают по схеме Н-30), определяют по общим правилам строи-,
тельной механики упругих систем, рассматривая бетонную плиту как изо-
тропное упругое тело, лежащее на упругом основании с модулем упругос-
ти Eq . Из (VII.8) находят необходимую толщину плиты
Л = УбЛ/(т*6йрл.нТТ.	(VK.9)
291

Температурные напряжения в плите определяют в предположении, что
под воздействием температурных деформаций нижняя плоскость плиты
смещается на подстилающем слое, преодолевая силы сцепления с основа-
нием:
<; = bihyf,
(VII.10)
где b — ширина полосы плиты, взятая для расчета, м; I — полудлина плиты
между швами сжатия, м; у — объемный вес бетона, Н/м3; f — коэффи-
циент трения плиты по основанию.
Сила сцепления G приложена относительно нейтрального слоя плиты на
высоте с ~ Л/2. Она вызывает появление в плите напряжений внецентрен-
ного сжатия при удлинении плиты в результате повышения температуры и
напряжений внецентренного растяжения при ее охлаждении:
аг = [<>KbD] (\ ± 6е//% afMaKC = 4(;/(Ы).
(VII.I 1)
откуда, принимая допускаемые температурные напряжениядюжно опреде-
лить длину плиты между швами расширения. Суммарные напряжения в
плите от действия внешних нагрузок и колебаний температуры
о = M/W + of,
(VII.12)
где IV - момент сопротивления поперечного сечения плиты на изгиб.
Расчет плит на трещиностойкость сводится к определению расчетной
относительной деформации растяжения в поверхностном слое плиты и срав-
нении ее с допускаемой
е = ЬМЦЕ^Ы!2) < едоп ,
(VII.13)
где £’б — модуль упругости цементобетона; b - ширина плиты; едоп — до-
пускаемая относительная деформация растяжения.
ГЛАВА VIII. РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ ТРАМВАЯ И МЕТРОПОЛИТЕНОВ
§ VIII.1. Особенности рельсовых путей
и организация трамвайного путевого хозяйства
Рельсовый путь — один из важнейших элементов транспортной системы
трамвая, от состояния которого зависит безопасность и допустимые ско-
рости движения ПС. В составе средств трамвайного хозяйства рельсовый
путь — один из наиболее дорогостоящих элемеитов (на долю путевого хо-
зяйства приходится более 60% всех основных фондов трамвая). Поэтому
методы его сооружения и способы содержания оказывают большое влия-
ние на эксплуатационную Экономичность трамвайного хозяйства. В насто-
292

ящее время актуальность вопросов теории работы, совершенствования кон-
струкций и методов содержания трамвайных путей значительно возросла в
связи с применением современного ПС с высокими динамическими пока-
зателями и развитием скоростного трамвая.
Особенности рельсового пути трамвая: сочетание с различными ти-
пами дорожных покрытий, что определяет его более высокую конструк-
тивную сложность по сравнению с железнодорожными и путями метропо-
литена; органическая связь с городской застройкой, что определяет боль-
шой процент кривых участков и, в частности, кривых малых радиусов,
большие уклоны, малую доступность для осмотра (благодаря замощению),
подверженность загрязнению; большая интенсивность износа из-за частых
торможений и сильного загрязнения, трудных условий вписывания ПС в
кривые малых радиусов и большой частоты движения.
Взаимодействие рельсового пути н ПС трамвая в процессе движения оп-
ределяют упругие характеристики пути и ПС. В рельсовом пути также по-
степенно накапливаются остаточные деформации. Благодаря этому даже
при идеальной первоначальной рихтовке в плане и профиле по истечении не-
которого времени в пути неизбежно появляются и накапливаются отступ-
ления от заданного положения. Они вызывают появление дополнительных
сил динамического взаимодействия колес с рельсов, что ускоряет процесс
дальнейшего накапливания расстройств пути. На ликвидацию накапливаю-
щихся остаточных деформаций и расстройств пути затрачивается много
труда и средств. Расходы на содержание и обновление пути являются одни-
ми из основных эксплуатационных расходов трамвайного хозяйства. Для
их сокращения необходимо обеспечивать минимальное разрушающее влия-
ние на рельсовый путь внешней среды и оптимальные условия взаимодей-
ствия пути и ПС. Основным требованием, предъявляемым к ПС, является
минимальная чувствительность его к расстройствам пути, а основным тре-
бованием к пути — обеспечение его оптимальной упругости, способствую-
щей продлению периода работы в упругой стадии.
Эксплуатацию трамвайных путей ведет служба пути управления трам-
вая. Путевая сеть организационно делится на участки, являющиеся первич-
ным производственным звеном путевого хозяйства. Участки объединяются
в дистанции пути, подчиненные службе пути. В зависимости от длины при-
писанной путевой сети участки пути (км) делят на пять групп: первая при
длине приписанной путевой сети - свыше 30, вторая - 26-30, третья —
21-25, четвертая - 15-20, пятая - 10—15; дистанции пути - на три груп-
пы: первая с длиной приписанной путевой сети свыше 75, вторая - 56-75,
третья - 35-75. Трамвайные предприятия в зависимости от длины путевой
сети (км) делят на три категории: первая с длиной путевой сети - свы-
ше. 150 (крупные хозяйства), вторая - 30—150 (средние хозяйства),
третья — менее 30 (малые хозяйства). В хозяйствах третьей категории
участки пути могут непосредственно объединяться службой пути без проме-
жуточных звеньев - дистанций. В крупных хозяйствах дистанции объеди-
няют два-три участка пути. Опыт работы крупных трамвайных предприятий
показывает, что наибольшая эффективность эксплуатационной деятель-
ности путевых хозяйств достигается при укрупненных дистанциях пути,
имеющих длину путевой сети 90—100 км, при которой обеспечивается воз-
293

можность организации при них мощных баз механизации, крупных бригад
по капитальному н планово-предупредительному ремонту пути, обеспечен-
ных эффективной путейской техникой, комплексной механизацией и ква-
лифицированными кадрами ИТР н рабочих.
Службы н дистанции пути в трамвайных хозяйствах первой категории
являются хозрасчетными предприятиями с самостоятельным балансом,
а в средних и малых находятся на положении отдела управления трамвая
без самостоятельного баланса. Дистанции пути крупных трамвайных хо-,
зяйств помимо эксплуатационных подразделений (участков пути) имеют
ряд цехов и подсобных хозяйств — группы капитального ремонта пути;
планово-предупредительного и текущего ремонта пути; цех механизмов и
транспорта; мастерскую для ремонта механизмов, инструмента и путевых
материалов; складское хозяйство; строительную группу для ремонта и со-
держания путевых линейных сооружений. При управлениях и службах пу-
ти крупных трамвайных хозяйств имеются крупные подсобные предприя-
тия, обеспечивающие эксплуатационную деятельность путевых хозяйств:
централизованные базы машин, механизмов и специального ПС для содер-
жания и ремонта пути: монтажные площадки; крупные мастерские или
заводы; специализированные ремонтно-строительные конторы или уп-
равления, выполняющие работы больших объемов по капитальному ре-
монту и переустройству пути; полигоны железобетонных путевых конст-
рукций; шпалопропиточные и камнедробильные хозяйства и др.
В зависимости от назначения трамвайные пути делят иа три группы:
первая — пассажирские пути, предназначенные для маршрутного движения
пассажирских поездов (включая стрелочные переводы, пересечения, тупи-
ковые н запасные пути на промежуточных и конечных станциях); вторая -
деповские и заводские пути, расположенные на территориях депо и ремонт-
ных заводов, а также подъездах к ним, если подъездные пути не исполь-
зуются одновременно и для пассажирского движения; третья - грузовые
и служебные пути, предназначенные для движения только грузовых и слу-
жебных поездов. В зависимости от принадлежности к той или другой
группе к трамвайным путям предъявляют различные требования устройст-
ва и эксплуатации, причем наиболее высокие - к пассажирским путям,
работающим в наиболее напряженном режиме и характеризующимся наи-
более высокими требованиями безопасности движения.
§ VIII.2. Конструктивные элементы трамвайного пути
Трамвайный путь — сложное инженерное сооружение, имеющее верх-
нее строение — рельсы, специальные части (стрелки, крестовины, пересе-
чения), детали скреплений (накладки, подкладки, костыли, шурупы, бол-
ты, тяги и др.) и электросоединения; нижнее строение (основание) — под-
рельсовые опоры (шпалы, продольные лежни или рамные конструкции)
и балласт (песок, щебень, гравий и др.); земляное полотно в виде продоль-
ного котлована (корыта) прн укладке рельсового пути иа улицах общего
пользования или насыпей и выемок при укладке рельсового пути на собст-
венном или обособленном полотне: водоотводные сооружения — путевые
и стрелочные водоприемные коробки с колодцами, дренаж, лотки, кюве-
294

ты, трубы и др.; дорожное покрытие различных типов (булыжное, брус-
чатое, железобетонное, асфальтобетонное, сборное и др.).
Верхнее строение трамвайного пути. Основной элемент верхнего строе-
ния рельсового пути — рельсы, представляющие собой в собранном виде
две упругие балки специального профиля, воспринимающие н передающие
на основание внешние силы взаимодействия пути с ПС: статические и дина-
мические вертикальные точечные нагрузки от ходовых колес, боковые
силы взаимодействия (направляющие усилия и дополнительные динами-
ческие нагрузки), продольные тяговые и тормозные нагрузки от движу-
щих колес при пуске и торможении ПС, а также внутренние нагрузки, свя-
связанные с температурными деформациями рельсовых ниток.
В трамвайных путях с собственным (обособленном) полотном ис-
пользуют рельсы железнодорожного типа с простой головкой. В трам-
вайных путях с замощением (дорожным покрытием), укладываемых на
дорожном полотне общею пользования, используют желобчатые рельсы
(трамвайного типа) с головкой сложного профиля. В профиле рельсов же-
лезнодорожного типа (pHC.VIIl.l, а) различают головку 5, шейку 2, по-
дошву 1 и пазухи 4 — пространства, ограниченные поверхностями головки,
шейкн и подошвы, в которых устанавливают рельсовые скрепления. В
шейке 2 рельса выполняют отверстия 3 под болты рельсовых скреплений.
Профиль рельса железнодорожного типа симметричен относительно верти-
кальной оси. В головке желобчатого рельса (pnc.VIIl.l, б) различают боль-
шое яблоко (головку) 5, губу (малое яблоко) 7 и желоб 6 — пространст-
во между большим и малым яблоками, в которое входит реборда ходо-
вого колеса. Поверхность катания ходового колеса опирается на верхнюю
плоскость большого яблока. Отличия желобчатых рельсов от железнодо-
рожных: большие ширина подошвы 1 и высота шейки 2, отсутствие сим-
метрии профиля относительно вертикальной оси и разные размеры пазух
4 и 8, В шейке 2 желобчатых рельсов выполняют отверстия 3 для болтов
скреплений,как и в рельсах железнодорожного типа. Размеры поперечного
сечения и масса 1 м желобчатых рельсов больше, чем рельсов железнодо-
рожного типа, что объясняется более тяжелыми условиями работы. В обо-
значениях рельсов железнодорожного типа буква Р - рельс, цифры — мас-
са 1 м рельса в кг; в обозначениях желобчатых рельсов буквы — назначе-
ние рельсов (Тв — трамвайный высокий для кривых участков пути, Тн —
трамвайный низкий для прямых участков пути), а цифры — масса 1 м
рельса. Основные размеры профиля рельса — высота (для рельсов желез-
нодорожных 152, желобчатых 180 мм), ширина подошвы (железнодорож-
ных 114, желобчатых 180 мм), толщина шейки (железнодорожных 13,5
и 14,5, желобчатых 12 мм), толщина подошвы (железнодорожных 30, 33,
желобчатых 30 мм), ширина головки (железнодорожных 7, трамвай-
ных 58 мм), а у желобчатых, кроме того, толщина губы (рельсов Тн 14 мм,
рельсов Тв 23 мм) и ширина желоба (35 мм). Длина рельсов определяется
возможностями производства и транспортировки. Стандартная длина же-
лобчатых рельсов 12,5 м, железнодорожных 12,5 и 25 м.
Рельсы в трамвайных путях г 'ботают в более тяжелых условиях на-
гружения и износа по сравнению с железнодорожными, несмотря на то,
что нагрузка на ось трамвайных вагонов ниже. Поэтому к трамвайным
295

рельсам предъявляют более высокие 1рсбования на прочность и износо-
стойкость. Желобчатые рельсы I в-60 (65) и Гн-55 (60) изготовляют из уг-
леродистой мартеновской или слабомарганцовистой стали с временным
сопротивлением растяжению нс менее 800 МПа, содержанием углерода
0,55-0,8%, марганца 0,7-1,6, кремния 0,13-0,35, серы и фосфора нс более
0,04%. Железнодорожные рельсы типов Р-43 и Р-50 изготовляют из марте-
новской стали с временным сопротивлением соответственно 800 и 750 МПа,
содержанием углерода 0,64-0,8%, марганца 0,6-1,0, кремния 0,13-0,28,
серы не более 0,05, фосфора не более 0,04, мышьяка ие более 0,15%. Угле-
род и марганец повышают твердость стали, но вместе с тем и ее хрупкость,
что приводит к снижению прочности; кремний уплотняет сталь и повышает
ее износоустойчивость; примесь серы снижает прочность рельсов при на-
гревании, а примесь фосфора - при охлаждении (придаст им хладнолом-
кость) . Поэтому серу и фосфор считают вредными примесями.
Износ рельсов считают равномерным, если поверхность головки изна-
шивается в основном равномерно по поперечному сечению. При неправиль-
ной рихтовке пути по ширине колеи, неправильном взаимном расположе-
нии рельсовых ниток по высоте и неправильной установки колесных пар
ПС наблюдается неравномерный (’’шахматный” и волнообразный) износы
рельсов. Особенность износа рельсов, характерная для трамвайных путей, —
это образование уклона на поверхности катания головки в сторону оси
пути, а также значительный износ боковой поверхности головки и губок
на кривых участках пути. Износ головок вновь уложенных рельсов во
всех случаях начинается с рабочей грани (канта) и постепенно увеличивает-
ся по ширине головки. Нормы предельного износа желобчатых рельсов сос-
тавляют (мм); по высоте головки - 22: боковой головки - 20, губы -
18; одновременный износ головки и губы по высоте - 20, боковой - 15;
железнодорожных Р-43 и Р-50 по высоте головки - 20, боковой голов-
ки - 30.
Одним из главных факторов повышения экономической эффектив-
ности работы рельсового пути является применение тяжелых рельсов -
железнодорожных типов Р-65, Р-75 и трамвайных Тн-60, Тв-65. Это связа-
но с тем, что тяжелые рельсы отличаются более высоким сроком службы
и обеспечивают наибольшую стабильность рельсового пути, в связи с чем
сокращаются затраты.на текущее содержание пути, расход металла в путе-
вые конструкции и сопротивление движению поездов. Поданным Всесоюз-
Рис. VIII. 1. Профили рельсов железнодо-
рожного типа (а) и желобчатых трам-
вайного типа (б, в)
Рис. VII 1.2. Сборочный рельсовый стык
желобчатых трамвайных рельсов
296

кого научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
(ЦНИИ МНС) каждый килограмм увеличения массы рельса снижает затра-
ты труда на текущее содержание пути и расходы материалов иа 1,4-
1.6'/. Поэтому затраты, связанные с укладкой более тижелых рельсов,
быстро окунаются. С рок службы рельсов определяют по формуле
= <o0/fi307;j,	(vinj)
где со0 = bhQ-l - допустимый износ головки рельса, мм2; b — ширина го-
ловки рельса, мм; ho - допустимый износ головки рельса, мм; % — ’иска-
жение очертания головки нового рельса (£ = 70 мм2 при глубине верти-
кального износа 6-9 мм) ; Зо - коэффициент изиоса рельсов, определяе-
-	2
мыи средним износом головки рельсов в мм поперечного сечения на
I млн.т нагрузки, мм2/млн.т; Го - грузонапряженность участка пути,
млн.т-км/км в год.
При ш0 = 300 мм2, Зо - 16 мм2/млн.т и Го = 8 млн.т-км/км по (VIII.1)
получим (о = 2,3 года. Повышение сроков службы рельсов достигается
тщательным наблюдением за их состоянием и соблюдением предусмотрен-
ной системы ремонтов. Наибольшие затраты связаны с ремонтом замощен-
ных путей, на которых работы по разборке замощения и его восстановле-
нию составляют до 7 (УЛ всех работ.
Кроме рельсов в состав верхнего строения трамвайного пути входят
рельсовые скрепления и специальные части. Рельсовые скрепления необ-
ходимы для соединения рельсов по длине в рельсовые нитки и крепления
их к подрельсовому основанию. Детали соединения рельсов в рельсовые нит-
ки называют реяьсовыми соединителями, детали крепления рельсов к под-
рельсовому основанию (шпалам, лежням, рамам) - рельсовыми прикрепи-
те.мми. Рельсовые соединители - детали, из которых состоят сборные (ме-
ханические) рельсовые стыки (рис.VIII.2); накладки 3, вставляемые в
рельсовые пазухи, обхваты 7 и стягивающие болты 2 с гайками 4. Сборные
рельсовые стыки - слабые места рельсового пути, требующие большого
внимания при сборке и текущем содержании пути. Даже слабые расстрой-
ства стыка вызывают удары колеса о торцы рельсов в месте стыка, в ре-
зультате которых на головке рельсов образуются выбоины, увеличивающие
ударные нагрузки колес на рельсы. Расстройство стыков приводит к про-
садкам и перекосам подрельсового основания и разрушению под ним зем-
ляного полотна. Для предупреждения расстройства механических стыков
необходима их точная сборка с плотной пригонкой накладок без переко-
сов, обязательная постановка всех стыковых болтов с пружинными шайба-
ми под каждой гайкой и особо тщательное уплотнение подрельсового ос-
нования в местах стыков рельсов. Однако механические стыки, как бы
хорошо они не были устроены, не могут обеспечить безударного прохож-
дения ПС, быстро расстраиваются и требуют больших затрат труда и средств
на содержание и ремонт. Поэтому наилучшим вариантом соединения рель-
сов по длине в рельсовые нитки является сварка рельсовых стыков (свар-
ные стыки) на большой длине - создание бесстыкового пути на сварных
стыках. Бесстыковой путь имеет огромные преимущества перед стыко-
вым, так как обеспечивает плавное движение вагонов и большой срок
службы пути в целом. При бесстыковом пути значительно снижаются дина-
297

мическое воздействие ИС на путь, удельное сопротивление движению по-
ездов и расход электрической энергии на движение, сокращаются до 309?
затраты труда на текущее содержание пути, значительно уменьшаются блуж-
дающие токи, ответвляющиеся от рельсового пути в землю. Однако при ко-
лебаниях температуры в рельсах бесстыкового пути развиваются очень
большие температурные напряжения растяжения и сжатия. Наиболее опас-
ны напряжения сжатия, которые могут привести к искривлениям рельсо-
вых ниток — "выбросам" пути в горизонтальной (боковые выбросы) и
вертикальной плоскостях (вертикальные выбросы). Для средних климати-
ческих условий усилия в‘рельсах от температурных напряжений могут
достигать 1300-1500 кН и более на один рельс. Поэтому при устройстве
бесстыкового ненапряженного пути необходимо принимать специальные
меры для обеслечения свободного изменения длины рельсов и предупреж-
дения возникновения в них чрезмерных сжимающих и растягивающих на-
пряжений.
Трамвайный путь при наличии дорожного покрытия и использовании
тяжелых рельсов можно проектировать напряженно-бесстыковым без до-
полнительных мер повышения жесткости в горизонтальной плоскости.
Выбросу рельсовых ниток хорошо сопротивляется дорожное покрытие.
Поэтому замощенные трамвайные пути и пути на бесшпальных бетонных и
совмещенных железобетонных основаниях всегда проектируют напряжен-
но-бесстыковыми. В открытых путях бесстыковой путь выполняют с раз-
рядкой температурных напряжений на сборных рельсовых стыках, специ-
альных уравнительных рельсах и компенсаторах. В соответствии с техни-
ческими условиями на 1 км бесстыкового рельсового пути для разрядки
температурных напряжений ставят до десяти сборных стыков. Москов-
ские температурные компенсаторы поперечно-разрезного типа (рис.ХНП.З)
поглощают температурный зазор за счет перемещения рельсов в стыке от-
носительно рельсовой накладки с овальными отверстиями под болты.
Непрерывность рельсовой нитки в местах ее разрыва достигается продоль-
ным разрезом головок рельсов в месте стыка. Максимальный зазор, погло-
щаемый компенсатором, — 90— 120 мм, Ходовые колеса проходят по ком-
пенсатору плавно без ударов.
Конструкция рельсовых прикрепитслей определяется конструкцией
подрельсового основания. Для крепления рельсов к деревянным шпалам в
Рис.\'Ш.З. Поперечно-разрезной температурный рельсовый компен-
сатор из рельсов железнодорожного типа
298

РисЛ'Ш.4. Рельсовые прикрепители
качестве прикрепителей используют стальные подкладки с упругими (фа-
нерными) прокладками и путевые костыли или шурупы. Более надежно и
долговечно крепление рельсов к шпалам шурупами, но иногда используют
и путевые костыли. Рельсовые прикрепители для деревянных шпал делят
на два класса: нераздельные и раздельные. У нераздельных прикрепителей
(рис.УШ.4, а) рельсовую подкладку 2 и рельс 3 прикрепляют к шпале /
одними и теми же костылями или шурупами 4. Этот тип прикрепителей
прост, удобен при сборке и расшивке пути, отличается сравнительно не-
большой массой, однако не обеспечивает достаточной стабильности пути
благодаря ослаблению шурупов под действием меняющихся нагрузок,
передаваемых от ПС, и пониженному сопротивлению угону рельсов. В раз-
дельном прикрепителе типа К (pHC.VIII.4, б) рельсовые подкладки 6 кре-
пят к шпале 5 шурупами 10, а рельсы 7 укладывают в желоб подкладки 6
и укрепляют в нем жесткими зажимами 9, опирающимися одной стороной
на подошву рельса, а другой на подкладку. Зажимы закрепляют гайка-
ми 8 на шпильках. Под рельс укладывают упругую прокладку /1. Такое
скрепление надежно прижимает рельс к шпале, предотвращает угон пути,
обеспечивает хорошую стабильность скрепления и боковую устойчивость
рельсов, но многодетально и требует большого расхода металла. В улуч-
шенных конструкциях пути с железобетонными основаниями (шпалами,
лежнями, блоками и др.) используют другие типы прикрепителей. Жест-
кий прикрепитель типа ЛС-054 (pnc.VIIL4, в) для железобетонных шпал
состоит из металлической подкладки /5, укладываемой на шпалу /7, рези-
новой прокладки )2 и жестких прижимных зажимов /6, одним концом
упирающихся в выемку шпалы, а другим прижимающих подошву рельса
и создающих для него боковой упор. Прижимные зажимы 16 крепят к
шпале 17 закладными болтами 14 с Т-образной головкой и трехвитковой
пружинной шайбой 15. Рельсовые прикрепители ЛС-054 сравнительно мало-
fl етальны? однако недостаточно надежно обеспечивают боковую устойчи-
вость рельсов, так как при ослаблении прижатия клемм нарушается боко-
вой упор рельса, фиксирующий ширину колеи. Рельсовый упругий прикре-
питель типа ЖБТ (рис.VII 1.4, г) включает в себя пружинные зажимы /9,
фиксируемые закладными болтами 20. Длинным концом зажимы прижи-
мают рельс к шпале, а коротким упираются в его подошву и фиксируют
ширину колеи. Обратной стороной клемма упирается в выемку в шпале.
299

Рельс укладывают на упругую прокладку 18. Применяют и другие типы
прикрепи гелей.
Специальные части - элементы верхнего строения рельсового пути,
обеспечивающие соединение и пересечения рельсовых путей различных
направлений: стрелочные переводы (стрелки), крестовины и глухие перо
сечения. Стрелочные переводы предназначаются для соединения двух пу-
тей разных направлений в одно (стрелки схождения) и для разветвления
одного пути на два направления (стрелки разветвления). В зависимости от
типа рельсов различают стрелочные переводы из желобчатых рельсов и рель-
сов железнодорожного тина; от способа изготовления — литые и сборные;
от направления ответвления — правые, левые и симметричные; от конст-
рукции пера с подвижными шарнирными перьями, подвижными гиб-
кими перьями и глухим пером. Сборную трамвайную стрелку, состоящую
из желобчатых рельсов с шарнирными перьями (рис.УП 1.5, а), изготовляют
из прокатных рельсов Тв-65 нормального профиля с кузнечной обработкой
для устройства перегибов и механической обработкой на металлорежущих
станках. Стрелку собирают из пера 2, рамного рельса 7 и контррельса 3
на трех литых вкладышах — коицевом7, среднем/? и-корневом 6 с крепле-
нием болтами 5. Нагрузка, воспринимаемая пером 2 от колеса вагона, пе-
редается через вкладыши 4 на подошвы рельсов 1 и 3. Между корневым 6
и средним 8 вкладышами оставляется разрыв для пропуска стрелочной
тяги и тяги замыкателя. Корневой вкладыш 6 имеет выступ для крепления
пяты пера, а за пятой выходит наружу, заполняя собой до уровня катания
часть пространства между рамным 7 и хвостовым 7 рельсами. Литая трам-
вайная стрелка (рис.У1П.5. б) отливается из высокомарганцовистой стали.
В ней рамный рельс 7, контррельс 5, хвостовые рельсы и связывающий их
мостик, на котором лежит перо 2, составляют одну цельную стальную от-
ливку. Высота пера в литой стрелке увеличена по сравнению с высотой пера
сборной стрелки, что делает его более прочным.
Значительно более надежды по сравнению со стрелками, имеющими
шарнирные перья, стрелки с гибкими перьями. У этих стрелок перо явля-
ется продолжением рамиого рельса и контррельса и переходит непосредст-
венно в хвостовую часть стрелки. Стрелки с гибкими перьями допускают
более высокие скорости движения ПС и отличаются длительным сроком

Рис.VHL5.Путевые трамвайные стрелки
300

службы. Отсутствие слабого места - шарнира в пяте пера — повышает на-
дежность стрелки и снижает трудоемкость ее технического обслуживания.
Крестовины и глухие пересечения предназначены для пересечения под-
вижным составом путей в узлах без взаимного соединения. Их отливают из
высокомарганцовистой стали и соединяют с рельсами накладками на
болтах. Конструкция крестовины допускает проход пересечения ребордой
колеса через пересекаемый рельс без ударов в разрыве головки рельса.
Крестовины и глухие пересечения могут быть прямыми и кривыми, с раз-
личными углами, образуемыми пересекающимися рельсами, литого ис-
полнения, сварными и сборными. Сварные сваривают термитной или элект-
родуговой сваркой из кусков рельсов желобчатого или железнодорожного
типов, сборные собирают из обработанных кусков рельсов на вкладышах
и болтах.
Нижнее строение трамвайного пути. Это - подрельсовое основание,
на котором укрепляется верхнее строение: рельсы, стрелки и пересечения.
Основание воспринимает нагрузки от ПС и передает их на земляное полот-
но. Оно должно: не допускать расстройства дорожного покрытия: быть
жестким и упругим для повышения износостойкости рельсов; свободно
пропускать грунтовые и поверхностные воды, не допуская их скопления и
задержки в путевой конструкции, либо быть непроницаемым для поверх-
ностных вод; требовать минимальных капиталовложений н трудоемкости
возведения; обеспечивать индустриальные методы укладки и технического
обслуживания в эксплуатации.
По конструктивным признакам различают четыре типа оснований:
шпальные, бесшпальные, сборные железобетонные и совмещенные. Шпаль-
ные основания состоят из деревянных, металлических или железобетонных
шпал и балласта из сыпучих материалов: песка, щебня, гравия и др.; бес-
шпальные — из однослойной или двухслойной монолитной бетоннойУититы,
уложенной на грунт, песчаное или щебеночное основания; сборные — из
железобетонных плоских рам, панелей, блоков и подрельсовых лежней ин-
дустриального производства, уложенных на песчаное или щебеночное ос-
нование; совмещенные — из сборных элементов крепления верхнего строе-
ния рельсового пути и дорожного покрытия.
Шпальные основания в зависимости от материала балласта делят на
шпально-песчаные (тип П) и шпальио-щебеночные (тип 111). Шпалы предна-
значаются для крепления верхнего строения рельсового пути и передачи
нагрузок от рельсов на балласт; балласт — для восприятия и равномерной
передачи иагрузок верхнего строения рельсового пути на земляное полот-
но, обеспечения необходимой поперечной устойчивости и упругости рель-
сового пути, пропуска поверхностных вод. Деревянные шпалы отличаются
хорошей упругостью, но недолговечны. Современной конструкцией явля-
ются железобетонные шпалы из предварительно напряженного железобето-
на или струиобетона: цельнобрусковые в виде жесткого железобетонного
бруса с постоянным или переменным сечением по длине; двухшарнирные,
состоящие из трех железобетонных брусков, соединенных стержневой ар-
матурой с упругими прокладками из полимерных материалов между брус-
ками, или полушпалы — короткие железобетонные опоры под каждую рель-
совую нитку. Шпально-песчаные подрельсовые основания (рис.VIII.6. а)
301

PKC.VIII.e. Подрельсовые основания
302

рельсовых путей городских улиц выполняют в котловане. По выровненной
песчаной подушке / укладывают отдельные шпалы 2, на которые устанав-
ливают и после рихтовки укрепляют на подкладках 4 рельсы 5, либо гото-
вые собранные заранее секции рельсового пути. Промежутки между шпала-
ми заполняют песком, но которому укладывают дорожное покрытие 3
из брусчатого камня. Рельсовые нитки соединяют металлическими крепле-
ниями 6 и электропроводными шунтами. По оси междупутья укладывают
путевой дренаж 7. Шпально-щебеночное основание (рис VII 1.6, б) выпол-
няют аналогично с той лишь разницей, что вместо песчаного балласта ис-
пользуют щебеночный 8 из щебенки 5—15 мм по защитному подстилающе-
му песчаному слою 9 толщиной 5 см и опорному слою 10 из щебня круп-
ных фракций (толщиной 20-30 см). Ш паль но-щебеночные основания дол-
г овеян ее, но и дороже шпально-песчаных.
Бесшпально-бетонные основания типа А (рис.VIII.6, в) относят к жест-
ким. Верхнее строение пути — рельсы 4 - собирают на монтажных деревян-
ных шпалах 2, уложенных с шагом 2 м на подкладках 3 с рельсовыми
скреплениями 5, и заливают бетоном 1 марки 300. Междупутье образуется
бетонной плитой 7 из бетона марки 150—200. По бетонной плите запод-
лицо с головкой рельса укладывают слой асфальта б, Бесшпально-бетонное
основание типа Б (рис.VII 1.6, г) выполняют аналогично, с той лишь разни-
цей, что вместо деревянных монтажных шпал для крепления рельсов ис-
пользуют анкерные болты 8 с металлическими накладками 9 и упругими
прокладками 12 для придания рельсовому пути некоторой упругости. Бе->
тонную плиту укладывают в два слоя: сначала нижний 10, в котором за-
крепляют арматуру (анкерные болты 8), затем после сборки верхнего стро-
ения пути - верхний 11 (вспомогательный). Основной несущий бетонный
слой 10 укладывают бетоном марки 300, верхний слой 11 — бетоном марки
150—200. Упругую прокладку 12 под подошву рельса 4 укладывают спе-
циальным асфальтом слоем толщиной 2 см и шириной 18—20 см. Жесткие
бесшпальные основания типов А и Б долговечны, но ие технологичны,
так как связаны с мокрым способом бетонных работ, практически исклю-
чают смену изношенных рельсов, не обеспечивают необходимую упругость
рельсового пути. Промежуточные по жесткости между шпальными и бсс-
шпальными — это основания типа В (рис.VIII.6, <3), представляющие собой
обычное шпально-песчаное нли шпально-щебеночное основание, но уложен-
ное не по грунту земляного полотна, а по литой или сборной железобетон-
ной плите 13.
Сборные железобетонные основания выполняют на рамных шпалах или
гибких шпалолежнях. Рамная шпала — плоская бетонная рама 1750х
X1936XI20 мм, армированная стальными прутками диаметром 5-8 мм.
Ее продольные (лежневые) балки используют как сплошные опоры рель-
совых ниток, а поперечные обеспечивают связность и боковую стабиль-
ность рельсовой колеи. Рельсовые шпалы скрепляют анкерно-втулочными
или анкерно-хомутными связями в единую конструкцию, причем одна рам-
ная шпала заменяет четыре одиночных, что дает экономию в массе и стои-
мости подрельсового основания. Рамные шпалы укладывают по песчаному
илн щебеночному основанию.
Конструкция сборного железобетонного основания на гибких шпало-
303

РисЛ1П.7. Гибкий пшалолежснъ
Phc.VUJ.8. Плитолежневое (ff) и блочное
(б) сборные совмещенные железобетон-
ные основания трамвайных путей
лежнях близка к основаниям из рамных шпал. Ее выполняют в виде прямо-
угольных рам 2880x1904x65 мм, причем подрельсовыми лежнями служат
длинные элементы рамы шириной 350 мм. Поперечины сечением 170x58 мм
обеспечивают поперечную стабильность рельсовой колеи. Рельсы укрепляют
на упругих прокладках 3 прижимными лапками 2 и болтами на анкерах /,
утопленных в бетон лежней (рис.VII 1.7)
Общий недостаток шпальных и бесшпальных бетонных оснований из
литого бетона — низкая индустриальное™, благодаря чему все они отлича-
ются высокой строительной стоимостью. Поэтому наиболее современными
являются сборные железобетонные и совмещенные сборные железобетон-
ные основания из элементов конструкций индустриального производства.
Сборное совмешеннос железобетонное плитолежневое основание
(pHC.VIII.8. а) собирают из жестких лежней 1 длиной 4100 мм, шириной
400 мм и высотой 155 мм, изготовленных из предварительно напряженно-
го железобетона. Лежни 1 укладывают на песчано-щебеночную постель:
нижний слой — песок, на нем слой щебня крупных фракций 20-30 мм, за-
тем слой щебня мелких фракций 5-15 мм. Лежни засыпают щебнем мел-
ких фракций, на их центральную плоскость по упругой прокладке 2 укла-
дывают рельсы 6 н закрепляют анкерными болтами с прижимными лап-
ками а на боковые полкн — сборные железобетонные плиты 4 покрытия,
связанные с лежнем анкерными креплениями 7. Плиты 4 покрытия имеют
наклонные к вертикали скосы, опирающиеся на бетонные вкладыши 5,
закладываемые в лазухи рельсов. Опирание плит дорожного покрытия на
лежни с анкерным креплением, а не на балластный слой, как в обычных
шпальных основаниях, обеспечивает совместную работу основания, покры-
тия и рельсов; одновременную упругую деформацию под транспортной
нагрузкой. Благодаря этому выход пути из строя минимален. Блочные сов-
мещенные основания (pnc.VIII,8, б) собирают из железобетонных блоков 9
корытообразной формы, имеющих лежневые полки для размещения рель-
сов. Блоки укладывают на песчаное основание. В лежневые пазухи по уп-
304

ругому подстилающему слою из полимерных материалов укладывают рель-
сы с анкерным креплением лапками. В пазухи рельсов закладывают бетон-
нь^е вкладыши, а в пространство между боковыми поверхностями рельсов
и гранями лежневых пазух - продольные железобетонные брусья 8 длиной
4100 мм. Жесткое соединение подрельсовых частей блока и его средней
части, являющейся дорожным покрытием, обеспечивает их совместную ра-
боту и высокую устойчивость.
§ УШ.З. Рельсовая колея и вписывание подвижного состава
в кривые участки рельсового пути
„ Основные конструктивные размеры двухколейного рельсового пути
(рисУП1.9): ширина колеи К, междупутья М н расстояние между осями
смежных путей О связаны зависимостью
О = М + К.	(VIII.2)
Ширина колен рельсового пути - расстояние между рабочими кантамн
головок рельсов, измеряемое по перпендикуляру к продольной осн пути.
Рабочий кант рельса — линия, по которойгсоприкасаются неизношенные го-
ловка рельса и реборда бандажа колеса. Рабочий кант расположен ниже
поверхности катания колеса по рельсу на 6 мм для желобчатых рельсов и
на 12 мм для железнодорожных рельсов (см.рис.УШЛ). Нормальная шири-
на колеи трамвайных путей на прямых участках пути равна железнодорож-
ной ширине колеи 1524 мм; на кривых она уширяется для облегчения ус-
ловий вписывания ПС в кривые. Единая ширина колеи для трамвайных и
железнодорожных рельсовых путей позволяет пропускать по трамвайным
путям при необходимости железнодорожный ПС. Минимальный допусти-
мый зазор между кузовами двух встречных вагонов 300 мм, поэтому мини-
мальное расстояние между осями смежных путей на прямых участках пу-
ти может составлять 2900 м (ширина кузова 2600 мм плюс 300 мм - рас-
стояние между вагонами). Однако наименьшее расстояние О = 3200 мм
принимают из расчета зазора между встречными вагонами 600 мм, причем
только на узких проездах, так как и зазор 600 мм небезопасен для челове-
ка, который может оказаться между вагонами. Нормальное расстояние
между осями путей на прямых участках пути установлено 3550 мм, дающее
зазор между вагонами 950 мм. Междупутье М = О - К - 3550 - 1524 -
- 2026 мм позволяет при необходимости устанавливать в междупутье опо-
ры контактной сети. При этом между опорой диаметром 250 мм и прохо-
дящим вагоном остается зазор (950- 250) /2 = 350 мм.
Движение колесных пар ПС в рельсовой колее направляется головка-
ми рельсов и ребордами колесных пар. Поперечное смещение колесной па-
'____ 0	г
1 • j---L
Рис. VIII.9. Основные размеры гу?——-— —-------FW------
рельсовой колеи	"	''	'I
20-1962
305

РисЛ'Ш 10. Колесная пара в рельсовой колее при различном сочетании размеров
колеи и колесной нары
ры в колее происходит в пределах зазора, который называют "игрой ко-
леи" (рис .VII 1.10):
е - А' -	- 2Ьр,	(VI1L3)
где Ьн - расстояние между внутренними гранями бандажей колесной пары,
называемое шириной насадки колесной пары; Ьр - ширина реборды в плос-
кости рабочих кантов рельсов.
Для трамвайных вагонов />н — 1474 мм, £ = 25 мм, нормальная колея для пря-
мых участков пути К ~ 1524 мм. е - К - /?п - 2ft р - 1524 - 1474 - 2-25 — 0. Поэтому
при новых бандажах и рельсах колесные пары не имеют "игры” в колее (рис.УШЛО, я).
Для железнодорожных вагонов &н — 1440 мм, b 34 мм, е — 1524 -1400	2-34 ~
— 16 мм.
При износе реборд бандажей и головок рельсов значения/С и Ьр меня-
ются, в результате чего между ребордами колес и головками рельсов по-
является зазор и движение колесных пар становится неспокойным. При
небольшом износе зазор е колесной пары невелик и при движении в кривой
она направляется ребордой наружного колеса, упирающейся в большое
яблоко наружного рельса (pnc.VIll.lO, б). При большом износе бандажей
колес и рельсов могут наблюдаться два варианта направления колесных пар
в кривой: одновременно ребордами обоих колес, когда реборда наружного
колеса упирается в большое яблоко наружного рельса, а реборда внутрен-
него колеса - в малое яблоко внутреннего рельса (рис.УШ.! 0, в), или ре-
бордой внутреннего колеса, упирающейся в малое яблоко внутреннего
рельса (рис.УШ.10, г). Горизонтальный износ рельсов в кривых участках
пути может превышать вертикальный примерно в полтора раза. Для полно-
го использования допускаемого износа рельсов в горизонтальной и верти-
кальной плоскостях нужно выбирать колею Ктакой, чтобы колесные пары
работали в кривых по схеме, показанной на рис.VII 1.10. г, с переходом по
мере износа малого яблока внутреннего рельса к работе по схеме, показан-
ной на рис.VIII. 10, в. Это обеспечивает и более высокую безопасность дви-
жения по всползанню колеса на рельс. Чтобы новая колесная пара начала
306

работать при проходе кривой по схеме, показанной на рис .VIII. 10, г, ко-
лея К рельсового пути в кривых должна быть больше колеи К на прямых
участках не менее чем на 10 мм, так как зазор между ребордой колеса и
губкой рельса (рис.VIII. 10, а) равен 10 мм. Однако в связи с разнотип-
ностью ПС, работающего на трамвайных путях, ПТЭ устанавливают для
трамвайных путей унифицированную ширину колеи в кривых до 75 м
равной 1532 мм, т.е. уширенной по сравнению с колеей на прямых участ-
ках на 8 мм. Поэтому колесная пара с новыми бандажами на рельсовом
пути с новыми рельсами при движении в кривой работает вначале по схеме,
показанной на рис.УШ.Ю, б, а затем при некотором износе — по схеме
на рис.VIII. 10, в. Однако практически благодаря допускам на рихтовку
пути одна и та же колесная пара может иметь на разных участках пути раз-
ные схемы вписывания.
При движении ПС колесные пары передают на рельсы статические и ди-
намические нагрузки: вертикальные силы Рн, Р^ и боковую силу Но
(pHC.VUI.lO, б). Под действием боковой силы 7/0 колесо может всползти
на головку рельса, что приводит к сходу колесных пар с рельсов. Для пре-
дупреждения схода проекция силы Рн на плоскость АВ, касательную к об-
разующей поверхности реборды, должна быть больше суммы проекций
на ту же плоскость всех сил, препятствующих соскальзыванию реборды
колеса в желоб, включая силы трения. При соскальзывании реборды в же-
лоб имеет место условие PHcos0 > FH + (HQ + FB,/sin0 илн
?Hcos0 >д [ (//0 + д/’в)со50/’н51п0 ] + (//о+дРв)зт0 ,	(V1H.4)
где Рп, PR - вертикальная нагрузка на наружное и внутреннее колесо; FH,
F}i — горизонтальные составляющие сил трения в контакте наружного и
внутреннего колес с рельсами; 0 — угол, образуемый плоскостью АВ
образующей реборды колеса с вертикалью; д — коэффициент трения сколь-
жения реборды и поверхности катания колеса по головке рельса.
После преобразований неравенства (VIII .4) получим
НО+1ЛРЪ	1-Mtg0
Рн	Д + tg0
Из (VIII.4) и (VIII.5) следует, что устойчивость колесных пар умень-
шается с увеличением угла 0, боковой силы //0 и коэффициента тре-
ния д. Главное значение имеют угол 0,увеличивающийся при износе ребор-
ды и рабочей грани головки рельса, и боковая сила Но, определяемая ус-
ловиями вписывания колесных пар. На прямых участках пути поперечные
силы Но давления колес на рельсы вызываются вилянием в пределах
’’игры”, допускаемой рельсовой колеей. Однако эти силы сравнительно
невелики. Наибольшие поперечные силы //0 возникают при движении ва-
гонов по кривым участкам пути.
При движении тележки трамвайного вагона в кривой радиуса R с цент-
ром S2 первая колесная пара набегает на губку (малое яблоко) внутренне-
го рельса или головку (большое яблоко) наружного рельса и ее движение
в кривой определяет направляющее усилие У,, толкающее колесную
307
(V1II.5)

PMC.VIII.II. Положения тележки трамвайного вагона в кривой:
а — общий случай; б — смещение центра поворота из геомет-
рического центра О тележки (7, 2 — продольная ось тележки в
хордовом положении и в положении наибольшего перекоса);
в - положение наибольшего перекоса при Н = Нн п; г - хор-
довое положение при Н — Ну
пару внутрь кривой (pnc.VIll.ll, а). Вторая колесная пара при свобод-
ном перемещении набегает на губку наружного или головку внутреннего
рельса, но боковая сила Я, действующая на тележку в кривой, отжимает
ее наружу кривой (к головке наружного рельса). Поэтому направляющее
усилие У2, действующее от рельса на вторую колесную пару, всегда меньше
направляющего усилия Yt первой колесной пары. Движение тележки в
кривой складывается из двух движений: поступательного перемещения со
скоростью v и вращательного вокруг некоторой точки О', называемой
центром поворота. Поступательное движение осуществляется качением, а
вращательное — скольжением колес по рельсам. В зависимости от дейст-
вующих сил тележка в кривой может занимать:
Положение наибольшего перекоса (pHC.VIH.l 1,6),когда первая колес-
ная пара прижата ребордой к губке внутреннего или головке наружного
рельса, а вторая колесная пара — к губке наружного или головке внутрен-
него рельса. При установке с наибольшим перекосом центр поворота сме-
щен в сторону задней по ходу движения осн колесной пары на расстояние
До от середины тележки (pHC.VIH.l 1,6):
До = eR/Б^,
(VIII.6)
где е — суммарный зазор между гребнями колес и рельсами; R — радиус
кривой; Бт — база тележки.
Положение наибольшего перекоса тележка получает при малом значе-
нии боковых сил. Направляющее усилие У2 второй колесной пары имеет
308

наибольшее значение при Н — 0. По мере увеличения боковой силы Н в
результате увеличения скорости движения вагона в кривой направляющее
усилие второй колесной пары уменьшается. Максимальная боковая сила
Я = Нн п > при которой еще сохраняется положение наибольшего перекоса,
но направляющее усилие второй колесной пары становится равным нулю,
называют максимальной боковой силой наибольшего перекоса. Послед-
нюю можно определить из уравнений равновесия тележки при установив-
шемся движении вагона в кривой. Полагая а — а0 и У2 — 0 и составляя
уравнение моментов действующих сил относительно точки 5, лежащей в
пересечении продольной оси тележки с осью первой колесной пары (рис.
VIII.11, в), получим
Ян.п (^т/2) =	+ BD + BE + BN) =
= 2F^(BC + BE) = 2Frp [(BK + КС) + BE] =
= 2F [5'Tcos«2 + (S'/2)(sina1 + sina2)],
откуда
/7н.п “ [2cosa2 + (S75T) (sin»! + sina2)].	(VIII.7)
Хордовое положение, когда реборды обеих колесных пар прижаты к
губке внутреннего или головке наружного рельса, устанавливаются по
’’хорде”. В хордовом положении тележки центр поворота совпадает с гео-
метрическим центром тележки: ах = 0. Наименьшую боковую силу Ях,
при которой тележка устанавливается по хорде, но направляющее усилие
еще равно нулю, называют минимальной хордовой боковой силой.
Силу Нх, как и силу /Л, п, можно определить из уравнений равновесия те-
лежки при установившемся движении вагона в кривой. Полагая а — 0 и
У2 = 0 и составляя уравнение моментов действующих сил относительно
точки В (pHC.VIH.l 1,г), получим
Нх (£т/2) = F^ (ВС + BD + BE + BN) = 2/^, (ВС + BE) =
= 2F [(BK + КС) + BE] = 2Е^ [Eicosa + (5/2)sina +
+ (5/2) sina] = 2F (Eicosa + Ssina),
откуда
= 4FTp [cosa + (5/ST)sina] ,	(VII 1.8)
где S — расстояние между кругами катания колес колесной пары; =
= Рр — сила трения в контакте колес с рельсами, направленная перпенди-
кулярно радиусам-век торам, проведенным из центра поворота до точки
касания колеса с рельсом в сторону, противоположную направлению пово-
рота тележки; Р — статическое давление колеса на рельс; д — коэффици-
ент трения скольжения в контакте колеса с рельсом (обычно принимают
Д = 0,2);
309

COSO =	+ 52 ; Sine = 5/Vfi2 + № ;
coso, = ((ZJ./2) + a„) /[(5T/2) + a„]2 + (S/2)2;
sino, = (S/2)/s/T(EJ2) - «о]2 + (5/2) 2 ;	)
cosa2 = [ (5T/2) - a0 ] /V [(5T/2) - <7O]2 + (S/2)’2 ;
sin a 2 = (S/2)/V [ (5T/2) - л0 ] 2 + (S/2)2 .
(VIII.9)
Промежуточное положение, когда первая колесная пара прижата ребор-
дой к губке внутреннего рельса, а вторая не прижата ни к губке наружно-
го, ни к губке внутреннего рельса н не воспринимает от них направляющего
усилия (У2 =0)-
Определение дополнительных усилий, действующих на рельсовый путь
от ходовых частей при вписывании в кривые, связано с установлением на-
правляющих сил Yi и У2. Используя условия равновесия при установив-
шемся движении вагона в кривой, можно составить два уравнения, опреде-
ляющих зависимость между силами Yt и Х2. Взяв сумму моментов дейст-
вующих сил относительно центра поворота О\получим (рис,VIII.11,а)
На = У,[(5т/2)+а] + Г, |(5T/2) -a] + 2F^V[(ST/2)M2+ (S+2)2+
+ г^Ук^/г)-а]2 + (s/2)2 =0.	(VH1.10)
Второе уравнение получим, проектируя действующие силы на направ-
ление поперечной оси телсжкн:
Н - Y! ± Y2 + 2/'Tp(cosa1 -cosa2) = 0,	(VIII.11)
где cose, = ((Z>T/2) + a|/V[(5r/2) + а]2 + (5/2)2 ; cose, = [(5T/2)-
- a]/V[ (5т/2) -о)2 ~+~(S/2)2 .
В (УШЛО), (V111.11)верхний знак при Y2 отвечает случаю, когда направ-
ляющее усилие действует внутрь кривой, а нижний — когда оно направле-
но наружу кривой. Поскольку в этих уравнениях содержатся три неизвест-
ных (У7!, У2, а), определить направляющие усилия У, и У2, передаваемые
колесными парами на рельсы, непосредственным решением уравнений не-
возможно. Поэтому решение начинают с определения положения тележки в
кривой в расчетном режиме движения. Для расчетных условий определяют
центробежную силу Ст и боковое давление ветра />т, приходящиеся на те-
лежку вагона. Суммарную боковую силу И = Ст + сравнивают с мини-
мальной ходовой боковой силой Ях и максимальной боковой силой наи-
большего перекоса Нн п. Если при этом И > /7Х, то тележка в расчетном ре-
жиме движения занимает хордовое положение; если /7Н Г1 < И < то те-
лежка находится в промежуточном положении; если Н < /7Н п, то тележка
находится в положении наибольшего перекоса.
Вначале по (VII 1.8) определяют минимальную хордовую боковую си-
лу Ях. Если И > то в (VIII. 10) и (V111.1 I) имеем а = 0 н cosat = cosa2 =
310

= 5t/V^t + S2 . Остаются, следовательно, два неизвестных: и Y2, ко-
торые и определяются. Если 7/<Ях,то требуется принять суммарный за-
зор е между гребнями колес и рельсами. Определив далее максимальное
смещение а0 центра поворота от середины базы тележки нз (VIII.6), по
(VII 1.7) находят максимальную боковую силу наибольшего перекоса. Если
Н < /7Н п, то в (VIII. 10) и (VII 1.11), как и в рассмотренном выше случае,
остаются два неизвестных: Y{ и Y2. Если же Ян п < Н < Ях, то У2 = 0 и в
(VIII.10) и (VIII.1 I) остаются неизвестными направляющее усилие У] и
положение центра поворота (величина а). Решая систему уравнений для это-
го случая, находим искомое направляющее усилие У, и координату центра
поворота.
Полные силы, передаваемые колесами на рельсы, могут вызывать от-
жатия рельсов и расстройство их креплений, которые наблюдаются
главным образом у рельсовых путей на собственном н обособленном полот-
не. Пути с замощением имеют, как правило, большой запас поперечной ус-
тойчивости.
§ УП1.4. Возвышения наружного рельса и переходные кривые
Износ рельсовых ниток должен быть равномерным. На прямых участ-
ках пути износ рельсов теоретически равномерен из-за симметрии дейст-
вующих на них нагрузок. Однако практически и на прямых участках наблю-
дается неравномерный ’’волнообразный” износ рельсов благодаря виля-
нию колесных пар в рельсовой колее и других причин, природа которых до
сих пор окончательно не выяснена. Но особенно важно обеспечить равно-
мерный износ рельсов в кривых участках пути, где благодаря скольжению
колес по рельсам наблюдается сильный износ трением. Для снижения не-
равномерности износа рельсов в кривых участках пути устраивают возвы-
шения наружного рельса и переходные кривые (ПК) между прямолиней-
ным участком и основной кривой, а также применяют другие меры, напри-
мер смазку рабочих кантов рельсов.
В кривых участках пути иа вагон действует центробежная сила С =
= (1000/3,62)Ми2//?, где М - масса вагона, т; и - скорость его поступа-
тельного движения, км/ч; R — радиус кривой, м. Центробежная сила на-
правлена в сторону, обратную расположению центра кривой. Она вызыва-
ет перераспределение вертикальных нагрузок, передаваемых вагоном на
рельсы: перегрузку наружного рельса и разгрузку внутреннего. Благо-
даря перегрузке наружного колеса у колесных пар проскальзывают в
основном внутренние колеса; внешняя рельсовая нитка испытывает повы-
шенный износ благодаря перегрузке, а внутренняя — за счет повышенного
скольжения ходовых колес ПС. Чтобы передавать вес вагона на обе рельсо-
вые нитки равномерно и тем самым обеспечивать одинаковый вертикаль-
ный износ рельсов, устраивают возвышение наружного рельса на величи-
ну h (pHC.VIH.l2). Вертикальные нагрузки на рельсовые нитки будут рав-
ны при условии
Gsina = Ccosa = (1000/3,6 2) (Mv2lR) cosa,	(VIII.12)
где G — вес вагона, Н; а - угол наклона вагона в кривой относительно
горизонтальной плоскости.	3j i

Из (V111.12) можно найти угол а и превышение наружной рельсовой
нитки h, обеспечивающие равномерную передачу вертикальных нагрузок
ПС на рельсы:
tga = (1000/3,62) Mv2/(GR) = u2/(3,62g/?) = h/S,	(VH1.13)
откуда h - v2S/(3.62gR). Принимая ширину поверхности катания головки,
равной 60 мм, получим 5 = 1524 + 60= 1584 мм. Тогда
h = v2  1584/(3,6 2-9,81Л) = 12,5v2 R.	(VIII.14)
Следовательно, для обеспечения одинаковой вертикальной нагрузки
рельсов в кривых превышение наружной рельсовой нитки нужно выбирать
с учетом скорости движения ПС и радиуса кривой. Важно обеспечить мак-
симальные допустимые скорости движения в кривых, так как в условиях
городской застройки их протяженность доходит до 20-25% общей длины
транспортной сети и снижение скорости движения ПС на кривых резко
снижает скорости сообщения ПС. Но выполнение больших превышений
наружного рельса сложно и неудобно в условиях городских улиц; лри не-
возможности точного соблюдения расчетных скоростей движения и при по-
нижении скорости против расчетной перегрузка внутреннего рельса может
принести пути больше вреда, чем перегрузка наружного рельса при недоста-
точном превышении; на выбор значения превышения влияет не только
центробежная сила, но и ряд других силовых факторов, учет которых сло-
жен и не всегда возможен: конструктивные особенности ПС, реализация
Phc.VI1I.12. Возвышение наружной рель-
совой нитки в кривой
Рис. VIII. 13. Схемы переходной кривой
/7/Смежду прямой П и круговой кривой
КК(а/, криволинейного отвода возвы-
шения наружной рельсовой нйтки в
кривой (<5) и прямолинейного отвода
наружной рельсовой нитки в кривой (в)
312

поездом в кривой сил тяги, смазка боковых поверхностей головок рель-
сов, переменная сила бокового ветра и др. Поэтому выбор превышений на-
ружной рельсовой иитки в кривой является многофакторной задачей.
Практически иа участках трамвайного пути с тяжелым профилем, когда
возможны случаи входа в кривые с большой скоростью, приводящие к
сходам с рельсов и даже опрокидыванию ПС, превышения наружного рель-
са принимают от 25 до 150 мм.
В точках перехода вагона с прямой на кривую и с кривой на прямую
угловая скорость и центробежная сила меняются мгновенно, т.е. вагон
испытывает боковой удар. Для его устранения необходимо между прямо-
линейной частью П и круговой кривой КК устройство переходной кри-
вой ПК (рисДНПЛЗ, а), в пределах которой (а при ее отсутствии - на при-
легающем к началу кривой прямолинейном звене) выполнять разгонку
(отвод) превышения наружного рельса. На ПК угловая скорость вагона
должна возрастать плавно от сонпк - 0 в точке ее начала до <окпк = о//? в
конце, т.е. в точке перехода к КК. Если принять в первом приближении
возрастание сэ с постоянным угловым ускорением duj/dt = е, то угловая
скорость будет меняться по закону со — \edt — et, где t — текущее время
движения вагона. Если при этом скорость поступательного движения ваго-
на в кривой постоянна: и = //Л где / — текущий путь, пройденный вагоном
в кривой, то из соотношения v = сор можно найти соответствующий этому
случаю радиус р переходной кривой
р = и/со = у/(ет) = и2/(е/) = 1/(х0,	(VIII.15)
где х = Е/v2 - константа переходной кривой.
Следовательно, если принять линейный закон изменения угловой ско-
рости движения вагона в ПК, то ее радиус должен меняться обратно про-
порционально пройденному пути. Требующаяся при этом длина переходной
кривой / = 1/(хр) = А-/р. Радиус ПК в точке НПК р = 00 (поскольку в ней
I - 0) и в точке КПК р = R, т.е. равен радиусу КК. Если, например, R =
- 20 мм, v = 10 км/ч = 2,78 м/с и угловое ускорение е = 0,1 м/с2,тох =
— E/v2 - 0,1/2,782 = 0,0129 м-1, необходимая длина переходной кривой
/ =1/ (ХР) ~ 1/(0,0129-20) = 3,88 м, а ее радиус должен меняться по за-
кону р = 1/ (X/) = (1/0,012Ь)// = 77,5 //.
Если принять, что возвышение наружной рельсовой нитки должно от-
водиться в пределах ПК и меняться пропорционально ее кривизне А.', т.е.
Л//?0 = А:/А:о, то закон отвода возвышения
h = h^k/kn = Ацк,	(VI11.16)
где h0 — принятое возвышение наружной рельсовой нитки в кривой; к —
текущее значение кривизны ПК; к0 = 1/7? - кривизна КК Ао - к0/к0 -
константа отвода возвышения.
Для расчетов формулы (VII 1.1 5) и (VI11.16) не используют, поскольку
они не учитывают всех особенностей движения ПС в кривых. Практически
необходимо, чтобы в пределах ПК любые силовые факторы изменялись
313

плавно от нуля в точке НПК до нуля в точке КПК и не превышали допус-
тимых максимумов в любой точке ПК. Эти требования определяются пятью
условиями: 1) текущая ордината у в интервале от НПК до КПК должна
меняться непрерывно и монотонно от у = 0 в НПК до у - yQ в КПК, где
у0 - начальная ордината круговой кривой (КК) (рис.УШЛЗ, а); 2) теку-
щие значения тангенса угла поворота (tgy? — dy/dx) в интервале от НПК до
КПК должны меняться непрерывно и монотонно от tgip - 0 в НПК до tg^ =
= tg<p0 в КПК, где ip0 — угол поворота КК; 3) текущие значения кривизны
{к — 1/р) в интервале от НПК до КПК должны меняться непрерывно и мо-
нотонно, получая в НПК величину к = 0 и = 1/Лв КПК, где R — радиус
КК; 4) криволинейность отвода возвышения (dk/dl} в интервале от НПК
до КПК должна изменяться непрерывно, не превышая допустимых значе-
ний и получая в НПК и КПК значения dkjdl - 0; 5) производная кривизны
(d2k/dl2} в интервале от НПКцу> КПК должна изменяться непрерывно, не
превышая допустимых значений и обращаясь в НПК \\КПК в нуль. Первые
три условия определяют необходимую геометрию переходной кривой;
четвертое условие требует криволинейного отвода возвышения наружного
рельса с переходом в прямолинейную часть и круговую кривую по каса-
тельным (pHC.VIH.l 3, б), а не по прямой (рис.VIII.13. в); пятое условие
определяет постепенное изменение силовых факторов, возникающих при
движении вагона в переходной кривой, и вызывающих их ускорений.
Условиям 1 — 5 удовлетворяет большое количество различных кривых.
Практически порядок их проектирования сводится к выбору такого закона
изменения производной сП к/сНг, который удовлетворяет всем условиям.
Так как d\p = dl/p = kdl, dx — cosydl, dy = sin<p6/, то при известной функ-
ции d2 k/dl2 интегрированием можно найти все характеристики ПК:
I	I
dk/dl = J (d2k/dl2)dl; к = J (dk/dl )dl;
0	0
/	1	l
— J -kdl; x = J cosipdl; у ~ _[ sin</?(#.
0	0	0
(VIII.17)
Переходная кривая, полученная с учетом всех пяти условий, на значи-
тельном протяжении начальной части почти сливается с прямой, а затем ин-
тенсивно от нее отходит. При выполнении лишь первых четырех условий
отход ПК от прямой более интенсивен, а при выполнении только трех пер-
вых — еще более интенсивен. Практически проще устройство и содержание
ПК, удовлетворяющих лишь первым трем условиям. Отвод возвышения
наружного рельса выполняют в этом случае прямолинейным и потому наи-
более простым для содержания по сравнению с криволинейным. Поэтому
в практике эксплуатации трамвая при обычных скоростях движения пере-
ходные кривые проектируют с учетом лишь первых трех условий, хотя
они и неполны. Пренебрежение четвертым и пятым условиями компенси-
руют соответствующим выбором длины ПК.
При прямолинейном отводе возвышения в пределах ПК длиной 10
уклон f возвышения и возвышение hx на расстоянии х от точки НПК
I = х = (lx/l„)h.	(VIII.18)
314

При движении по такой ПК вагон будет наклоняться внутрь кривой,
благодаря чему появится составляющая силы веса (7sina = C'tga — G(h/S),
также направленная внутрь кривой (pHC.VIH.l 2). Чтобы сила G(hfS) не вы-
зывала перераспределения нагрузок копес на рельсы, она в любой точке ПК
должна уравновешиваться центробежной силой Сх - Mv~kx = Mv2/px,
где кх и рх - текущие значения кривизны и радиуса ПК. Следовательно,
длина ПК должна быть пропорциональна ее кривизне
= Скх = с/рх,	(VIII.19)
где параметр переходной кривой С -	, так как при 1Х = /о должно быть
р = /?. При одном и том же значении радиуса А’ круговой кривой значение
параметра С может приниматься разным в соответствии с выбором длины
!0 переходной кривой.
Кривую, выражаемую в полярных координатах уравнением (VIII.19),
называют радиоидальной спиралью (клотоидой) . В декартовых координа-
тах она выражается рядом
у =	(] +
6С 35С2
293х8
237000С4
(VIII.20)
В параметрической форме
lY (1 -	----.
40С2	3456С4
'Зх I С	<х
2С 3 ” Тб8С2 21120С4
(VIII.21)
Из-за малости /0 по сравнению с С ряды (VIIL20) и (VIII.21) быстро
сходятся, что дает возможность ограничиваться первыми членами. В этом
случае
х ~ 1Х; у 13Х/(6С) = х3/(6С).	(VIH.22)
Следовательно, первым приближением к радиоидальной спирали явля-
ется кубическая парабола (VIII.22). Отличие ее от радиоидальной спирали
состоит в том, что ее кривизна кх меняется пропорционально не длине
1Х, как это требуется, а абсциссе х, т.е. проекции соответствующих отрезков
радиоидальной спирали на ось х. Однако эта разниид невелика и в случаях,
не требующих большой точности, допустима.
Выбор длины переходной кривой связан с выбором уклона возвыше-
ния наружной рельсовой нитки по (VIII.18):

(VIII.23)
где 7доп ~ допустимый уклон возвышения.
315

Уклон возвышения должен обеспечить безопасную скорость подъема
(dh/dt)макс ходового колеса по рельсу на возвышение, ограничиваемую
динамической нагрузкой колеса при входе в кривую и его разгрузкой при
сходе с кривой
(dh)	_ (dh dl
макс	^1 макс
V Л < f
умакс	-<доп ’
di м акс
(VIII.24)
где/дОГ1 ~ допустимая скорость подъема колеса на возвышение/?.
Так как dh/dl ~ h/l0 = i, то при прямолинейном отводе (VII 1.24) полу-
чает вид имакс/маке </доп, откуда
7 макс	Ад он ^макс -
(VIII.25)
Рекомендуют принимать /доп = 1/10 и ?макс < 1/Юимакс. Таким обра-
зом, длина /0 переходной кривой является функцией допустимой скорос-
ти движения ПС. Приняв ?макс, по (VIII.23) определяют/0.
Практически удобно очерчивать ПК по составной, приближенной к ра-
диоидальной спирали кривой, состоящей из отдельных круговых дуг по-
степенно уменьшающегося радиуса. Радиусы дуг убывают обратно пропор-
ционально длине кривой от ее начала по (VIII. 19). Если длина элементарной
дуги Д/, а начальный радиус переходной кривой р1 ,то
р2/Р1 = Д//(2Д./) = 1/2; р2 = Р1/2;
р3/рх = Д//(ЗД/) = 1/3; рз - Р1/3;
(VIIL26)
pn/pi ~ Al/lnAl) = 1/я; рп = pjnu
1777 5665	6107 8568 10976 15567 15767	18096 70569 27695
7665 6886	7527 9/62	17186	1658? 16959 19256 71658 25515
Рис.VIII. 14. Переходные кривые трамвайного пути;
а - с начальным радиусом 210 м к круговым кривым с радиусом до
50 м; б - с начальным радиусом 420 м к круговым кривым с радиу-
сом 50 м и более
316

Технические условия рекомендуют принимать при радиусе КК до 50 м
переходную кривую с начальным ридиусом 210 м (ПК состоит из 10 участ-
ков, ее длина 12 086 мм) ,а при радиусе КК 50 м и более — с начальным ра-
диусом 420 м (ПК состоит из 20 участков, ее длина 23 5 15 мм) (рис .VIII.14).
§ VIII.5. Расчеты рельсового пути на прочность
Рельсовый путь с подрельсовым основанием и взаимодействующий с
ними ПС представляют собой единую механическую систему (рисУ111.15),
в которой экипаж представлен: массой кузова Мк,упругими связями меж-
ду кузовом и тележками с жесткостью Ск и коэффициентом демпфиро-
вания Хд к, подрессоренной массой тележек Мт, упругими связями между
подрессоренными и неподрессо ре иными массами тележек с жесткостью Ст
и коэффициентом демпфирования /6Д.Т, неподрессоренными массами теле*
жек Мнп, имеющими эквивалентную контактную
жесткость Сн п; верхнее строение рельсового пути —
массой рельсов Мр с жесткостью Ср и коэффициентом
демпфирования лд.р; грунт — эквивалентной жест-
костью Сг и коэффициентом демпфирования Кд.г.
Математический анализ этой системы весьма сложен
главным образом по причине трудностей и неопределен-
ности выбора характеристик пути и режимов взаимодей-
ствия пути и ПС. Основные факторы динамического
взаимодействия пути и ПС: неровности рельсов и банда-
жей ходовых колес (отклонения геометрии реальных
путей и колес от идеальных), а также местные просад-
ки рельсов под ходовыми колесами зависят от многих
случайных факторов (технологии изготовления, режи-
мов эксплуатации, материала и качества подбивки шпал,
температуры, времени года и т.д.) . Поэтому взаимодей-.
ствие пути и ПС имеет случайный характер и подчиняет-'
ся статистическим закономерностям. Для их 'теорети-
ческого исследования предложены различные идеализи-
рованные модели, в основе которых лежит выбор той
или другой формы траектории движения колес: либо в
виде синусоидальной функции
2 = (Л/2)(1 - cospjf),	•	(VIII.27)
где 2 - вертикальное перемещение колеса при движении
по рельсу; h — амплитуда перемещения; со — угловая
скорость;
либо в виде функции биения (наложения двух сину-
соид с отношением частот, близких к единице)
z - 2Г + 22 - rsin(coZ + у),	(VIII.28)
где 22 — динамическая добавка, учитывающая инерцион-
ные и случайные факторы; г = х/'а2 + Ь2 + 2лЛ cosAcof;
Рис. VIII. 15. Модель
механической сис-
темы ’’экипаж -
рельсовый путь”
317

a, b — амплитуды составляющих функций; Zj — функция волнообразного
износа рельсов; Дсог — разность частот фукнций Z] и z2.
Функции (VIII.27) и (VIII.28) изображают форму траектории движения
колес ПС по рельсовому пути приближенно. Истинный вид этих функций
можно получить лишь в результате эксперимента, который показывает, что
траектории движения колес ПС по рельсовому пути представляют собой
реализации стационарного случайного процесса. Их вид зависит от конст-
руктивных характеристик и скорости движения ПС, различен на разных ос-
нованиях пути, имеет нелинейный характер. Параметры пути (Мр, Ср, р,
Сг, Х'д г и др.) не остаются постоянными, а меняются, причем не только от
точки к точке пути, но и в фиксированной точке в зависимости от режима
движения (скорости и действующих сил). Траектории соседних колес,
движущихся по одной рельсовой нитке, неодинаковы н обусловливают
Друг друга. По этим причинам в настоящее время отсутствуют точные мето-
ды определения динамических параметров пути в различных сечениях с
учетом конструкции ПС для заданной скорости движения. Их находят с
применением гипотезы Фусса—Винклера о линейной зависимости между
давлением р колеса на путь и просадкой z пути (р = k п шг, где k п ш —
коэффициент постели шпалы, Н/м3), которая дает большие ошибки из-за
фактически имеющейся нелинейности.
Замена реальной нелинейной модели взаимодействия ПС и рельсового
пути упрощенной линейной моделью связана с неопределенностью исход-
ных данных н стремлением к упрощению вычислительного процесса,
поскольку линейные функциональные зависимости легко решаются с ис-
пользованием ЭВМ. При этом, отвлекаясь от реального сложного процесса
взаимодействия пути и ПС, протекающего в пространстве и времени, рель-
совый путь рассматривают в виде двух неразрезанных равноупругнх балок
бесконечной длины, лежащих на равноупругнх точечных опорах — шпалах
или сплошном упругом основании (расхождение в результатах расчетов по
этим схемам, при достаточно частом расположении под рельсовых шпал не
превышает обычно 5-7%); принимают гипотезу Фусса—Винклера о линей-
ной зависимости между давлением колеса на путь и просадкой пути; учи-
тывают только вертикальные силы, действующие от ПС на рельсы, причем
рельсы считают равнонагруженными; предполагают двусторонние реакции
основания на действие нагрузок (фактически имеют место реакции толь-
ко одного направления — снизу вверх). Так как нагрузки и другие характе-
ристики в одной и .той же точке пути имеют статистический характер, т.е.
при повторных замерах дают разные результаты, в первом приближении
подчиняющиеся закону нормального распределения, то расчетное давление
колеса на головку рельса определяют как максимальное вероятностное в
виде суммы математического ожидания (среднеарифметического) Р^
и вероятностной добавки, определяемой среднеквадратичным отклонением
ор и коэффициентом риска к 0 выхода фактического давления за пределы
расчетного
~	+ ^а°р =	+
/" i- N — * *
+ *ал/[ S (Л-^ср)2]2/^,	(VIII.29)
318

где N - общее число измерений; Д, - нагрузка или другая характеристика
рельсового пути, полученная в г-м измерении; — число измерений, дав-
ших ьй результат.
Коэффициент риска при законе нормального распределения
ка = 2100 J *(x)dx = [200/ (арч/2?) ] X
х 1
00 -х2/(2а2)
X / е - р dx,	(VI1I.30)
где Xi — принятый максимальный" (расчетный) параметр х; <р(х) -
+ о° -х2/(2Д2) ’
= (о /х/2я f е р dx - плотность вероятности нормального рас-
— оо
пределения.
Коэффициент риска - функция отношения хх/о Обычно принимают
к0 = 2,5, при котором риск выхода фактического параметра Рр за пределы
расчетного не превышает 0,6%.
Динамическая нагрузка колеса на рельс
/дин = Л-ес + /’р.п + /’н.м + /’or,	(VI1I.31)
где Рвсс - нагрузка от веса расчетной ПЕ; Р п — нагрузка, определяемая
колебаниями кузова на рессорной подвеске; Рн м - нагрузка от сил инер-
ции неподрессоренных масс прн движении ПЕ пр неровностям пути; Ро г —
нагрузка от сил инерции неподрессоренных масс ПЕ, связанных с отклоне-
ниями геометрии колес ПЕ от идеального круга качения (неравномерным
износом, эллиптичностью, лысками).
Каждая из составляющих динамической нагрузки определяется
по (VIII.29), а общая динамическая нагрузка
т	/т _
S/’mh = f/’q, + 2,5V2a2p,	(VIII.32)
где т = 4 — количество частных нагрузок, составляющих расчетную нагруз-
Лгин-
Средние значения нагрузок Рв м и Ро г можно принимать равными
нулю. Кроме того, если среднеквадратичные отклонения ар п и а0 г малы
по сравнению с ан м, то нх в подкоренном выражении исключают, а учи-
тывают увеличением коэффициента к0 до 2,56. При этом
/’дик = /’вес + /’р.п.ер + 2,56о„ „ . '	(VII1.33)
где Др п ср — средняя нагрузка на рельс, связанная с колебаниями ПЕ
на рессорной подвеске (вычисляют по эмпирическим формулам) .
Формула (VII 1.33) показывает, что основной дополнительной динами-
ческой нагрузкой колеса на рельс является составляющая Рп , связанная
с неровностями рельсового пути.
319

Сложность расчета рельсового пути связана с неопределенностью выбо-
ра коэффициента постели кп ш в, формуле Фусса- Винклера, зависящего
от материала и размеров шпал, качества и состояния подкладок под рель-
сы, прокладок, шпал, балластного слоя и земляного полотна, который мо-
жет поэтому иметь весьма различные значения, например для рельсов иа
деревянных шпалах 100- 1500 в летнее и до 6000 МН/м3 в зимнее время,
особенно на песчаном основании. Значительно выше могут быть значения
Ап щ при железобетонных шпалах.
Упругость точечной опоры рельса оценивают упругой характеристикой
Со р, численно равной силе, которую необходимо приложить к опоре, что-
бы вызвать ее осадку на единицу длины. Характеристика CQ р (Н/м) зави-
сит от упругости опоры и ее основания. Если точечная опора цод нагрузкой
Р получит прогиб z. то
со.р = Plz = W).	(V1II.34)
Если точечная опора состоит из различных элементов п, каждый из ко-
торых под нагрузкой Р получает осадку , то
г— п	/- л
Со = />/(£ г,) = 1/( 2 z,7>).	(V11I.35)
i~ 1	i= 1
Если шпала длиной а и шириной b нагружена двумя равными силами Р,
то условие ее равновесия
2Р = f кц mzdF,	(VIII.36)
F
где F = ab — площадь опоры шпалы на основание; Ап — коэффициент
постели.
При ш = const под всей площадью шпалы
V = *„.ш I = *п.шгс|/ = *п.ш2срд6-	(VIII.37)
где2ср ~ средняя осадка под рельсового основания.
Фактически форма изгиба шпалы под рельсами и соответствующая ей
осадка зависят от типа шпал (рис.VIII.16, а, б). Отношение средней осадки
£ ср к осадке ср шпалы в рассматриваемом подрельсрвом сечении называют
коэффициентом изгиба шпал
°ш=2ср/гр-	(V1I1.38)
Рис.VIII. 16. Средняя линия изгиба шпал:
а - деревянных, б - струнобетонных
320

С учетом аш из (VIII.37) получим
СО.р
(VHI.39)
I де в общем случае, когда коэффициент постели для разных точек под шпа-
лой различен, принимают среднее значение
^П.Ш ^П.ш.ср [1/(л^)] /
F
(VIII.40)
Коэффициент яш летом для деревянных шпал обычно находится в пре-
делах 0,70-0,85, для струнобетонных может быть до 1,00 и даже выше.
В модели рельса как упругой балки, лежащей иа сплошном упругом ос-
новании и равномерно нагруженной по длине распределенной нагрузкой
р/ (Н/м) в соответствии с гипотезой Фусса—Винклера
Р1 = Uz,
(VIII .41)
где z - просадка рельса под нагрузкойpf, U — модуль упругости подрель-
сового основания, численно равный равномерно распределенной нагрузке,
вызывающей упругую осадку рельса, равную единице, Па.
С другой стороны, аналогично (VIII,36) условие равновесия единицы
длины рельса
Pl
(VI 11.42)
где Ьо — ширина нижней плоскости рельса.
Из(УП1.41)и (VIII.42) находим связь U и к
п.ш •
(VIII.43)
Перейти от модели рельса, лежащего на упругих точечных опорах, на-
ходящихся друг от друга на расстоянии I и нагруженных силами Р (Н), к
модели рельса, лежащего на сплошном упругом основании и нагруженного
равномерно распределенной нагрузкой Р/ (Н/м), можно из условия ра-
венства осадок рельса длиной L :
z = Pl/U = Р1.!(1Со р,
откуда определяются эквивалентные нагрузки
Р[ = PUL!(lCop)\ Р = PllCo pl(UL),
(V1H.44)
При расчетах пути на прочность в первую очередь рассчитывают рельсы,
затем подрельсовое основание (шпалы, лежни, блоки и др.) и по результа-
там этих расчетов определяют допустимое давление на балласт и земляное
полотно.
Состояние рельса, рассматриваемого в виде сплошной (неразрезиой)
балки, уложенной на сплошное упругое основание и нагруженной системой

321
2 1 1962

колес ПС, можно выразить дифференциальным уравнением оси балки при
изгибе
Яр = Jpd2z/d.x- = М,
(VIII.45)
где £р — модуль упругости материала рельса; Jp — момент инерции сече-
ния; z — координата осадки; х — координата положения рассматриваемо-
го сечения рельса относительно принятой системы координат; М — изги-
бающий момент рельса в рассматриваемом сечении.
После двойного дифференцирования (V1H.45) получим
EpJpcfz[dx* - d2Mjdx2 = q,	(VIII.46)
где q — реакция подрельсового основания.
Принимая зависимость q от z по гипотезе Фуасса-Винклера q--Uz
(знак ” показывает, что направления реакции q н перемещения z поверх-
ности основания рельса взаимно противоположны) , получим
(fz/dx* + (Jz/(EpJ= 0 или d*z/dxA + 4k^z = О,
(V11I.47)
где кс — y/L/'l(4EpJp) — коэффициент относительной жесткости рельса и
основания.
Общий интеграл уравнения (VIII.47) имеет вид
__Y
z = е с (C\coskcx + C’4sinA'cx) +
к х
+ е (C3cosAcx + C4sinZrcx),
(V111.48)
где С\, С2, С3 и С4 - постоянные интегрирования, определяемые из началь-
ных и граничных условий деформации рельса.
Линейность дифференциального уравнения изогнутой осн рельса позво-
ляет использовать принцип суперпозиции (независимости действия сил) и
вести расчет по каждой нз действующих на рельс сил в отдельности с после-
дующим суммированием осадок. Расположив начало координат в точке
приложения силы Р (рис.У111.1 7), примем, что при длинном рельсе (а рельс
принимается бесконечно большой длины) с удалением от точки приложе-
ния силы Р деформации постепенно уменьшаются. При этом в (VIII.48) чле-
ны с постоянными интегрирования С3 и С4 равны нулю, так как в против-
ном случае осадка z рельса неограниченно возрастает с удалением от точки
приложения силы Р, что невозможно. Две остальные постоянные интегри-
рования находим из условий под силой Р. При х = 0 касательная к изогну-
той линии рельса горизонтальна, т.е. (dz/dx) 0 = 0. Третья производная,
пропорциональная поперечной силе, будет (d~ z/dx3 )0 = Р/(2EpJ ). Эти
Рис.VII 1.17. Графики единичных проги-
бов z и изгибающих моментов М
322

условия позволяют составить два алгебраических уравнения, из которых
определяют постоянные С\ и С2- После этого находим выражения для про-
гибов z и изгибающих моментов М в произвольном сечении рельса с коор-
динатой х:
z = [Ркп ш/(267) ] е с (cos£cx+ sin/ccx) =
= [рсп.ш/(2У)]п(М);	(VII149)
М = [PI (4к п ш) ] е к(caskсх-sinkсх) =
—к х	-к х
rjxari^k^x) ~ е (cos/ccx+sinfccx); ^(к^) = е (cosk^ -
sinfcpX).
Суммарный эффект действия на рельс нескольких (т) нагрузок Pj оп-
ределяется по формулам
f=1	(VII1.50)
i=m
M = [l/(4fcn ш)] S
i = l
где xz- — расстояние от рассматриваемого сечения до силы Р}.
Наибольший изгибающий момент появляется под одним из колес. По-
этому расчетное сеченне совмещают с точкой опирания одного из колес н
вычисляют изгибающий момент под этим колесом от действия всей сис-
темы сил. Затем расчетное сеченне помещают под другое колесо н расчет
повторяют. После проведения таких вычислений из полученных значений
изгибающего момента выбирают наибольшее, которое и является расчет-
ным. При этом расчетное колесо оказывает наибольшее динамическое воз-
действие, а остальные находятся в более благоприятных условиях. Их ди-
намическое давление на рельсовый путь принимают равным среднему дав-
лению.	/
Максимальная просадка рельса под действием системы сил может
располагаться не под силой, но для упрощения вычислений принимают, что
и просадка имеет максимальное значение под расчетной силой, В общем
случае максимумы изгибающего момента и просадки могут возникать лод
разными колесами.
Вычислив изгибающий момент М, определяют напряжения изгиба в
рельсах
% = ШЖ	(V111.51)
где f — эмпирический коэффициент, учитывающий влияние горизонталь-
ных нагрузок колеса на рельс, направленных перпендикулярно осн пути
(зависит от типа экипажа, конструкции верхнего строения пути, радиуса
кривой и скорости движения); W — момент сопротивления поперечного
сечения рельса.
323

От максимальных прогибов переходят к максимальным давлениям
рельса на шпалы
Р = Ul z
ШИ	ШП »
где /шп — расстояние между шпалами.
Для учета динамического характера действующих на путь сил в
(V1H.49) вводят результирующую динамическую нагрузку и коэффициен-
ты, учитывающие ее вероятностный характер:
2дкн = 1Д,.Ш/(2О| 1('’всс+/>р.„.ср+2.5<>»и.м)п(Дл)] ; (VIII 52)
[(/’вк+/’р.„.ср+236авм)я(Лсх)]	(VIII.53)
Применение вероятностных методов в определении действующих на
рельсовый путь сил с учетом динамического взаимодействия пути и ПС
впервые было обосновано д-ром техн.наук. проф. М.Ф.Вериго. В настоя-
щее время они совершенствуются и развиваются в работах АКХ им.
К.Д.Памфилова МЖКХ РСФСР в направлении более точного учета действи-
тельного характера динамического силового взаимодействия элементов
механической системы экипаж — рельсовый путь, так как существующие
методы расчета подрельсовых оснований не удовлетворяют строительную
практику, а гипотезы, принимаемые для расчета совместной работы путе-
вой конструкции и грунтового основания, несовершенны.
Академией коммунального хозяйства разработаны методики расче-
тов подрельсовых оснований из сборного железобетона для трамвайных
путей на основе выбора расчетных схем, отвечающих реальным условиям
работы конструкций и учета возможностей уменьшения трудоемкости
расчетов. В отличие от шпальных оснований основания непрерывного типа
в виде продольных или рамных лежней и блочные совмещенные основа-
ния обеспечивают сплошное продольное опирание рельса на лежневые
части подрельсовых конструкций. Поэтому подрельсовые основания непре-
рывного типа работают в продольном направлении аналогично рельсу и с
большой степенью приближения могуг рассматриваться в виде балки или
плиты бесконечной (или конечной) длины, опирающихся на упругое грун-
товое основание или балластный слой. Расчетные схемы плитолежневой и
блочной (см.рис.УШД, а, б) конструкций оснований трамвайных путей
принципиально отличаются: плитолежневое представляет собой балку
бесконечной длины, лежащую на упругом основании, а блочное — плиту
ограниченной длины на упругом основании, работающую в основном в по-
перечном направлении относительно оси пути. Поэтому и расчеты их раз-
личны.
Плитолежневое основание. Из теории расчета балок на упругом осно-
вании бесконечно большой длины известно, что при нагрузке сосредото-
ченной силой максимальный прогиб балки находится под силой и равен
Со = FZ?y/(8^6J6),'	(VI1I.54)
324

где Р — сосредоточенная нагрузка; L — упругая характеристика балки;
— жесткость балки.
Упругая характеристика балки L зависит от жесткости конструкции
EqJq и модуля упругости Uo рельсового основания:
Ly=V4%jJl7Q; C'„={0,l/(4(E6/6)1ft]j (P/z0)*K.	(V1II.55)
Значения модуля упругости рельсового основания трамвайных путей
на жестких (бетонных и железобетонных) основаниях еще не определены
с достаточной точностью. Поэтому для уточнения расчетного модуля уп-
ругости рельсового основания используют комбинированный эмпирико-
теоретический метод расчета: осадку z0 находят опытным путем и, зная
Р, Еб и ./б, по (VIII.55) определяют модуль упругости Uo. Эксперименталь-
ные исследования АКХ показали, что прогиб бетонных оснований колеблет-
ся в зависимости от конструкции, характеристик подстилающего грунта
и нагрузок Р в пределах 0,05—0,2 см. В связи с этим зависимость 4/0 от
z0 целесообразно принимать с учетом крайних значений прогибов: аомин =
- 0,05 см и ?омакс — 0,2 см. Соответственно определяют два значения упру-
гой характеристики Лу по (VIII.55), изгибающих моментов М и перерезы-
вающих сил Q по формулам:
= Л/ОФХ; Q = (РЦ)ТХ,	(VIII.56)
где Мо = PLyl4 - изгибающий момент в сечении под грузом; Ф* =
=e"£(cos£ — sin£) и Тх = e_£cos$ — затухающие функции; £ — приведенная
абсцисса (£ = x/Ly) ; х — текущая координата сечения.
Расчетная схема и характер эпюр прогибов z t углов поворота изги-
бающих моментов М и перерезывающих снл Q железобетонного основа-
ния, нагруженного сосредоточенной силой /*, показаны на рис.VIII.18.
Блочное основание. Блочное основание представляет собой плиту на
упругом основании, которую можно рассчитать на действие подвижной на-
грузки Р как балку ограниченной длины по условию
1,2£у < / < 4Лу.	(VI 11.57)
Расчет блочных оснований значительно упрощается при симметрич-
ной нагрузке. Поэтому во всех случаях, когда это не искажает условий ра-
боты, расчетные схемы блочных оснований принимают симметричными
(рис.У111.19). Практически это оправданно, так как даже резкое увеличе-
ние нагрузки на одном конце шпалы иичтожно мало отражается на изгибе
другого ее конца. Иначе говоря, осадка и изгибающий момент в шпале под
силой Рг практически не зависят от силы Р7. Изгибающий момент в средней
части шпалы при симметричном расположении нагрузки /’несколько выше,
чем при неравенстве этих сил, что идет в запас прочности. Распределение
балласта под путевой конструкцией может соответствовать четырем схе-
мам: I) шпала опирается на балласт только концами. Эта схема возможна
в эксплуатации лишь сразу после укладки конструкции; 2) шпала опира-
325

РисЛШ.18. Расчетная схемам эпюры ха-
рактеристик плитолежневого основания
трамвайных путей
Рис.VIII. 19. Расчетная схема блочного
основания
ется на балласт всеми точками, но в средней части меньше, чем по концам
в Подрельсовых частях; 3) шпала равномерно опирается на балласт всеми
точками; 4) шпала опирается более плотно на балласт средней частью и
менее плотно подрельсовыми (схема отражает начавшееся осыпание под-
бивки под концами путевой конструкции или случай неправильной под-
бивки балласта).
Изгибающие моменты в подрельсовом сечении шпалы мало зависят
от распределения балласта: при расчете по первой схеме они несколько
больше, чем, налример, при расчете по третьей схеме, но если длина свобод-
ной не опирающейся на балласт средней части блока А/ = 0,6дО,7 м (что,
как правило, и бывает) , то увеличение моментов очень незначительно и нм
можно пренебречь. В отличие от этого изгибающий момент в средней части
шпалы сильно зависит от характера опирания ее на балласт. Расчеты по пер-
вой схеме дают сравнительно небольшой момент в средней части, причем
при А/ > 0,6 м он становится положительным (растянутая зона внизу).
При расчете по первой схеме с А/ < 0,6-Ю,7 м и расчетам по второй и треть-
ей схемам изгибающий момент в средней части шпалы всегда отрицателен.
Он резко увеличивается с уменьшением длины AZ, достигая максимума прн
третьей схеме опирания, когда А/ = 0. При появлении остаточных деформа-
ций балластного споя на концах шпалы (осыпании подбивки), учитывае-
мых приближенно четвертой схемой расчета, изгибающий момент в средней
части шпалы может возрасти еще больше, но такое состояние подбивки
нельзя считать нормальным. Расчеты по этой схеме приводят к проектиро-
ванию шпал с очень неэкономичным средним сечением. Поэтому рекомен-
дуют расчет шпал по третьей схеме опирания на балласт, а возможную не-
равномерность опирания учитывают специальным коэффициентом усло-
вий работы.
Большое влияние на результаты расчетов блочных оснований оказыва-
ет выбор коэффициента постели грунта кп г, зависящего от ряда факторов,
но в первую очередь от площади опирания шпалы, уменьшаясь с ростом
площади опирания. Предельные значения кп г, соответствующие предель-
ным значениям прогибов z0, принимают равными &п.г«мин = 0>05МН/м2 и
^п.г .макс = 1,5 МН/м2.
326

Расчет блока проводят методом начальных условий, при котором все
силовые и геометрические факторы в любом сечении х выражаются через
начальные параметры. Для путевой конструкции постоянною сечения, ле-
жащей на упругом основании, они определяются формулами:
zx — zoAkx + (^о^у)-^кх	(4к уМ/Ув )Ск^х +
+ (4*yP/C/0)DAfx_fl;;	(VII1.58)
^х ~ ~zо4&у&кх +	+ (4^уМ/^o)(x -a) +
+ (4^^M)Q^_^;	(Viii.59)
Mx = (UQ/k2) [z0Ckx + (&Q/ky)Dkx\ -MAk(x_a) -
~<P!ky}Bk(x_a)-	(VH1.60)
Qx ~ (^Ay) lzo^tx + ^fo!ky)Ckx\ + ^kyMDk(X ^ -
-^k(x-a)-	(VHI-61)
где z0 — прогиб в начальной точке; — угол поворота в начальной точке;
кх, к(х~а) - приведенные абсциссы; А, В, С, D - гиперболо-тригонометрн-
ческие функции, определяемые по таблицам для соответствующих значе-
ний кх и k(x-aij ку = l/Ly — обратная величина упругой характеристики
балки.
Начальные условия определяют для симметричной схемы нагружения
путевой конструкции. В этом случае при х = I поперечная сила Q и угол
поворота равны нулю. Приравнивая нулю правые части уравнений (VIH.59)
и (VI11.61) и решая (VIII.58) и (VIII.60), получим искомые неизвестные
z0 и <р0- Подставляя их в (VIII.58)-(VIIL61), определим искомые характе-
ристики zx> <рх, Мх и Qx и строим эпюры изгибающих моментов, попереч-
ных сил и прогибов конструкции.
Требующиеся размеры бетонных и железобетонных конструкций эле-
ментов подрельсовых оснований трамвайных путей рассчитывают как до-
рожные одежды автомобильных дорог — методом предельных состояний
на несущую способность (прочность и выносливость) ,на предельные дефор-
мации и трещиностойкость. Расчет предварительно напряженных железобе-
тонных подрельсовых оснований на прочность (первое предельное состоя-
ние) дает возможность определить необходимое сечение конструкции и
расположить рабочую арматуру по зонам. Учитывая воздействие многократ-
но повторяющихся нагрузок, плиты, шпалы и блоки рассчитывают также на
выносливость. Расчет по деформациям (второе предельное состояние) за-
ключается в определении прогиба от действия нормативной нагрузки и
предварительного обжатия бетона. Общие деформации подрельсовых ос-
нований зависят не только от жесткости самой конструкции, но и дефор-
мативных свойств основания. Поэтому при расчете конструкций обязатель-
но проверяют напряжения в основании и балластном слое при воздействии
эксплуатационной нагрузки: они не должны превышать расчетного сопро-
тивления подстилающего грунта. Расчет на трещиностойкость (третье пре-
дельное состояние) позволяет назначить такие параметры конструкции, при
327

которых в процессе эксплуатации образование трещин будет исключено.
Важнейшими факторами, от которых зависит наступление предельных сос-
тояний поцрельсовых конструкций, являются: внешние нагрузки, физико-
механические свойства бетона и арматурной стали, а также условия рабо-
ты, изготовления и содержания подрельсового основания (климатические
характеристики местности, обеспеченность водоотвода и др.).
§ VIII.6. Тоннели и рельсовые пути метрополитенов
Линии метрополитенов выполняют подземными, наземными и надзем-
ными. В пределах городских центров они имеют, как правило, подземное
глубокое или мелкое заложение. Линии глубокого заложения сооружают в
большинстве случаев в виде однопутных тоннелей круглого сечения, рассчи-
танных на щитовую проходку; глубину их заложения выбирают с учетом
гидрогеологических условий в расчете на расположение преимущественно
в коренных устойчивых породах с кровлей (слоем устойчивых пород
над сводом), достаточной для проходки тоннелей закрытым способом.
Подземные метрополитены мелкого заложения заглубляют на 6-12 м от
поверхности земли до уровня головок рельсов (Ур.г.р.); работы по их со-
оружению ведут открытым способом; тоннель выполняют, как правило,
прямоугольного сечения и устраивают на два пути. Наземные участки
метрополитенов прокладывают преимущественно иа окраинах городов в
выемках или на насыпях; они необходимы, в частности, при устройстве
объединенных пересадочных станций метрополитенов и пригородных же-
лезных дорог. Наземные метрополитены в виде эстакад используют редко,
несмотря на меньшую стоимость по сравнению с подземными. Ограниче-
ния использования наземных и надземных линий метрополитенов связаны
с большим стеснением городской территории и помехами наземному го-
родскому движению; большим уровнем шума, вредно воздействующим на
население прилегающих районов городской застройки; загрязнением воз-
духа пылью, поднимаемой поездами с проезжей части пути; нарушением
архитектурных ансамблей города вследствие непрерывности и монотон-
ности зрительного восприятия эстакад и ограждений линий, проходящих по
застроенным кварталам.
Строительство тоннелей метрополитенов отличается большой трудоем-
костью и стоимостью. Искусственно образованная в земной коре полость,
предназначенная для размещения тоннеля или для вспомогательных строи-
тельных целей, называется выработкой. По положению в пространстве вы-
работки делят на горизонтальные, наклонные и вертикальные. Поперечное
сечение горизонтальной или наклонной выработки делят на две части
(рис.VIII.20, а); верхнюю сводчатую — калотту 2, ограниченную сверху
кровлей 5, и нижнюю — штроссу 1, ограниченную снизу подошвой 5 и с бо-
ков стенами 4. Торец выработки, в котором разрабатывают породы, назы-
вают забоем. Горизонтальная или наклонная выработка, используемая для
раскрытия выработки полного сечения или вспомогательных целей, назы-
вается штольней 6. Вертикальные выработки, имеющие выход на днев-
ную поверхность 7 и предназначенные для обслуживания подземных работ
или вентиляции, называют шахтами (рис.VIII.20, б). Верхняя часть 8 ство-
ла 9 шахты называется устьем, нижняя К) — околостволъной выработкой.
328

В нижней ее части размешают
водосборник (зумпф) 12. От около-
ствольной выработки 10 начинаются
штольни 11. В выработкам уклады-
вают элементы конструкции тонне-
лей — обделку, которая в о (днем
случае состоит из верхнего свода
75, стен 13 и обратного свода 14
(рис VIII. 20, в).
Стоимость тоннеля растет пример-
но пропорционально квадрату площа-
ди выработки. Поэтому ее выбира-
ют минимально необходимой с уче-
том габаритных размеров ПС и разме-
щения предусмотренного оборудова-
ния. Форма поперечного сечения об-
делок должна соответствовать усло-
виям работы конструкции под давле
нием породы, особенностям применя-
емых строительных материалов и спо-
РисЛ'Ш.2О. Элементы горизонтальных
(а) и вертикальных (б) выработок
тоннелей и тоннельной о,бдепки (в)
собу производства работ. Наибольшее
влияние на выбор внутреннего очерта-
ния тоннеля при заданных габаритных размерах оказывают геологические и
гидрогеологические условия его заложения, определяющие в большинстве
случаев выбор материалов и конструкции обделки, а также способа произ-
водства работ (проходки тоннеля и возведения обделки). Основной матери-
ал для сооружения обделки - бетон,особенностью которого является неболь-
шое сопротивление растяжению, составляющее примерно одну десятую часть
прочности на сжатие. Поэтому обделка должна работать в основном на сжатие.
При неподвижных опорах свода на стены и стен на обратный свод
(пяту) безмоментная ось свода, совпадающая с кривой распределения
горного давления окружающей породы, очерчена для равномерной ради-
альной нагрузки по круговой кривой и для вертикальной равномерной на
грузки по параболе. Однако практически совмещеиие осн свода с кривой
давления представляет собой значительные трудности, так как пяты нельзя
считать неподвижными, поскольку они опираются на податливую породу
или стены, верхние сечения которых имеют линейные и угловые смещения.
Благодаря смещений пят лаже в своде параболического очертания, подвер-
гающемуся действию вертикальной равномерно распределенной нагрузки,
неизбежно появление изгибающих моментов и, следовательно, отклонение
кривой давления от оси обделки. Выбор форм поперечного сечения об-
делки тоннелей сводится к следующему: 1) при преобладании вертикаль-
ных горных нагрузок свод должен быть достаточно подъемистым, прибли-
жающимся к форме квадратной параболы. Для этого в верхней (замковой)
части свод должен иметь большую кривизну, чем в нижней, примыкающей
к стенам (у пят); 2) при действии на обделку бокового горного давления
стены должны иметь криволинейное очертание, направленное выпуклостью
329

в сторону породы. Исходя из этих положений, в крепких горных породах,
оказывающих на обделку лить вертикальное горное давление небольшой
интенсивности, стены свода проектируют вертикальными, что обеспечи-
вает наибольшее приближение контура выработки к габаритным размерам
и удобно для производства работ (проходки); свод очерчивают в одно-
путных тоннелях по круговой кривой (рис.V 111.21, а), а в двухпутных —
по трехцентровой коробовой кривой с увеличением радиуса в замковой
части (рисЛ'Ш.21, б). Такая форма вызывает отклонение оси свода от ра-
циональной, но при небольшом вертикальном давлении это целесообраз-
нее, чем увеличивать подъемистость свода и, следовательно, площадь выра-
ботки. В породах, создающих боковое горное давление" стенам придают
криволинейное очертание, способствующее лучшему вписыванию кривой
давления в тело обделки. При этом внутренняя поверхность обделки очер-
чивается по трех- или пятицентровой коробовой кривой (pHC.VIII.21, в,г).
В неустойчивых и водоносных породах, производящих иа обделку всесто-
роннее давление, наиболее целесообразным является замкнутое сечение
обделки. Поэтому тоннели, сооружаемые в слабых и мягких грунтах щи-
товым способом, проектируют, как правило, однопутными кругового
сечения (рис.У1П.21, д'), обеспечивающего устойчивую работу на нагрузки
с гидростатическим распределением и удобную для применения сборных
конструкций. Для двухпутных тоннелей в этом случае используют обдел-
ки эллиптического сечения (рис.VII 1.21, с).
Конструктивно обделки тоннелей могут выполняться из монолитного
бетона, железобетона или сборных бетонных блоков. Достоинства моно-
литного бетона — бесшовность обделки, способствующая повышению ее
водонепроницаемости, и возможность полной механизации транспортиров-
ки и укладки бетонной смеси. Монолитные бетонные обделки однопутных
и двухпутньгх участков Московского метрополитена показаны на рис.
VIII.22. а, б. Недостатками монолитного бетона, как материала для бетон-
ных обделок, являются- необходимость устройства опалубки, выдержива-
ния бетонных сводов на кружалах опалубки до достижения достаточной
прочности, малая химостойкость и недостаточное использование прочност-
ных свойств. Размеры сечений бетонных обделок определяются в основном
работой на растяжение, а их прочность иа сжатие практически не реализу-
ется. Повышение использования прочностных свойств бетона в обделках
достигается армированием, но применение монолитного железобетона в
условиях выработки, стесненной временной крепью, чрезвычайно затруд-
нено и поэтому допустимо лишь при соответствующем обосновании. Про-
грессивно использование сборных обделок из железобетонных блоков
(марки бетона 300-400, толщина элементов не менее 15 см), изготовляе-
мых индустриальными методами на заводах и лишь монтируемых в под-
земных условиях (рис.VIII.22, в). Применение монолитных бетонных об-
делок целесообразно лишь в мягких и слабых породах, требующих воз-
ведения тоннельных обделок по частям, а также в скальных породах,
разрабатываемых взрывным способом. В последнем случае выработку
обычно раскрывают на полное сечение с постановкой крепи лишь по конту-
ру. Сечение выработки остается при этом свободным, что создает условия
для полной механизации производственного процесса и применения как
330

Рис. \lli.L2. Монолитные бетонные обдел-
ки однопутных (а) и двухпутных (6) тон-
нелей Московского метрополитенам сбор-
ная железобетонная обделка двухпутно!с
тоннеля мелкого заложения (в)

монолитных бетонных обделок, так и сборных из железобетонных эле-
ментов заводского изготовления.
Сооружение тоннелей складывается из двух основных процессов:
проходки, т.е. раскрытия выработки (удаления породы из пространства,
предназначенного для размещения тоннеля) с установкой в случае необхо-
димости временной крепи и возведения стен и свода тоннельной конструк-
ции — обделки. Выбор способа производства этих работ определяется ха-
рактером сооружения (размерами поперечного сечения и длиной тоннеля)
и гидрогеологическими условиями. В зависимости от крепости и состояния
горных пород проходку выполняют с временным креплением или без
крепления выработки. Временная крепь из дерева, стали или железобетона
предназначается для предотвращения остаточных деформаций контура вы-
работки и связанного с ними развития горного давления. В зависимости
от свойств горных пород и размеров сечения выработку раскрывают за
один прием или по частям. Способы производства тоннельных работ:
1)	сечение целиком (за одни прием или по частям) освобождают от
породы, после чего в выработке полного сечения сооружают стены 2 и
свод / обделки (рисЛЧП.23, а);
2)	калотту, в которой возводится свод /, опирающийся непосредствен-
но на породу, раскрывают и закрепляют в первую очередь. После разра-
ботки средней штроссы или через колодцы, проходимые из калотты, выни-
мают породу из-под пят свода и отдельными столбами подводят стены 2
(рис.VIII.23, б);
3)	стены I обделки сооружают в штольнях 2, после чего раскрывают
калотту, в которой возводят свод 5, опирающийся на готовые стены 1
(рис.УП1.23,в); под защитой готового свода удаляют ядро"/ породы,слу-
жившее во время проходки штолен и калотты опорой временной крепи.
В слабых (пески, супеси), мягких (суглинки, глины) и полускальных
(мергели, обводненные глинистые сланцы) породах при разработке вы-
работок возможно развитие большого горного давления. Для его уменьше-
ния сечение выработки расчленяют на сравнительно мелкие части, а штоль-
ни немедленно закрепляют крепью, исключающей обрушение породы.
Многочисленные элементы крепи стесняют выработку и ограничивают воз-
можность механизации работ. Поэтому разработку породы в этих условиях
ведут ручными или пневматическими инструментами, погрузку породы —
вручную или малогабаритными погрузочными устройствами и машинами,
укладку бетона - вручную ввиду отсутствия достаточного фронта работ
для эффективного применения бетоноукладочных машин. В скальных
породах раскрытие сечения выработки производят крупными частями или
полностью за один прием. При этом крепь устанавливают только по конту-
ру выработки и все ее внутреннее пространство оставляют свободным.
Разработку породы ведут высокопроизводительным буровзрывным спосо-
бом с применением бурильных машин или методом щитовой проходки,
погрузку породы - погрузочными машинами или экскаваторами, бетони-
рование - с применением бетоноукладочных машин.
Сборные обделки метрополитенов глубокого заложения проектируют,
как правило, под один путь. Основное требование к сборной обделке
помимо достаточной прочности — это обеспечение безопасного, простого и
332

Рис. VIII. 24. Щитовая проходка тоннеля
нетрудоемкого монтажа. Для обдеиок метрополитенов используют чугун-
ные, стальные, бетонные и железобетонные стандартные сборные элементы
сегментной формы — тюбинги. Переход на строительстве Московского
метроплитена от монолитных бетонных обделок к сборным тюбинговым
способствовал резкому повышению производительности горных работ.
Прогрессивными в настоящее время считают обделки из сборного бетона и
железобетона, использование которых позволяет резко экономить металл
и бетон.
Тоннели с обделкой из сборных тюбингов сооружают в мягких грун-
тах прогрессивным методом щитовой проходки, а в скальных — горным
способом с разработкой забоя на полный профиль и применением тюбин-
гоукладчиков. Механизированный щит 1 (рис.УШ.24), снабженный в пе-
редней части режущим органом, разрабатывает породы в плоскости 5 за-
боя и выполняет роль временной крепи. Кольца 4 обделки собирают из же-
лезобетонных тюбингов под защитой задней части щита — оболочки. Поро-
да перед щитом разрабатывается на ширину кольца 4, после чего щит про-
двигают в образовавшееся пространство гидравлическими домкратами 2,
отталкиваясь от последнего установленного кольца. Диаметр выработ-
ки 5 несколько больше, чем обделки. Плотный контакт обделки с окру-
жающими породами обеспечивают нагнетанием за обделку цементного раст-
вора. Для отжатия подземных вод при щитовой проходке тоннелей в во-
доносных грунтах и подводных тоннелей переднюю часть тоннеля отделя-
ют перегородкой и заполняют сжатым воздухом под давлением, соответ-
ствующим давлению воды, или применяют специальные герметичные щи-
ты с разработкой породы методом гидромеханизации.
При проходке тоннелей за пределами полосы густой застройки широко
применяют открытый способ работ, обеспечивающий значительное сниже-
ние стоимости тоннелей. Тоннели мелкого заложения сооружают обычно на
два пути (см.рис.УП1.22, в) и только на небольших участках сопряжения с
тоннелями глубокого заложения и на подходах к станциям — на один путь.
Их обделка состоит из стен, перекрытия и лотка. Материал обделок — бе-
тон, железобетон или металл. Сооружение тоннелей мелкого заложения вы-
полняют с разработкой котлованов на полное сечение или траншейным
способом с последовательным вскрытием траншей небольшой ширины,
когда по условиям устойчивости грунтов вскрывать котлованы сразу на
полное сечение оказывается невозможным.
333

Phc.VII1.25. Унифицированная
сборная железобетонная об-
делка двухпутных линий мел-
кого заложения отечествен-
ных метрополитенов
Тоннели мелкого заложения обделывают сборными железобетонными
элементами из предварительно напряженного железобетона. Унифициро-
ванная сборная железобетонная обделка двухпутных тоннелей отечествен-
ных метрополитенов состоит (рис,VIII 25) из секций, собираемых из вось-
ми плоских, и ребристых железобетонных элементов пяти типов: стеновых
блоков С-2 и С-3, лотковых блоков Л-4 и Л-5 и балок перекрытий П-1.
Секции соединяют впритык с заполнением швов между плитами перекры-
тия и лотка раствором на расширяющемся цементе с последующей чекан-
кой чистым расширяющимся цементом. Стеновые и лотковые блоки имеют
выпуски арматурных стержней, которые после установки блоков омоно-
личивают. Сборные железобетонные обделки характеризуются большой
несущей способностью, небольшой толщиной (до 15 см), благодаря чему
снижается до минимума расход бетона и арматуры на сооружение тонне-
лей, сокращается объем выработки и масса устанавливаемых конструкций
обделки.
Одна из важнейших проблем сооружений тоннелей — защита от под-
земных вод. Решение этой задачи возможно двумя принципиально различ-
ными способами: герметизацией обделки тоннеля с восстановлением ре-
жима подземных вод, существовавшего до проходки выработки, и осуше-
нием окружающего тоннель горного массива. Часто используют оба эти
способа, но основным является герметизация тоннеля, которую осущест-
вляют подбором состава бетона по плотности и применением специальных
добавок к нему; нагнетанием за обделку цементного раствора с добавка-
ми, повышающими его водонепроницаемость; устройством гидроизоляции
обделки. Наиболее надежная защита тоннелей от подземных вод обеспе-
чивается гидроизоляцией обделки. При строительстве тоннелей мелкого
заложения, выполняемых в открытых котлованах, используют наружную
гидроизоляцию (см. рис.VIII.22, в), которая укладывается по наружному
контуру обделки и прижимается к обделке гидростатическим давлением
воды. Обделка воспринимает в этом случае суммарное горное и гидроста-
тическое давление. При строительстве тоннелей глубокого заложения ук-
ладка‘наружной изоляции на обделку чрезвычайно затруднена и требует
увеличения обь’сма выработки. В этом случае используют внутреннюю гид-
роизоляцию обделок (см.рис.УП1.22, а, б). Ее укладывают по внутренней
поверхности бетонной обделки и она подвергается давлению воды, фильт-
рующейся через бетон. Однако гидроизоляция этого типа выполняется
в хороших условиях, что обеспечивает ее хорошее качество.
334


Рис, VIII. 26. Верхнее строение рельсового пути на станциях (а) , нераздельное рельсо-
вое скрепление (б) и раздельное рельсовое скрепление (в) путей метрополитенов
Используют жесткую и гибкую (оклеечную) гидроизоляцию. Жесткую
гидроизоляцию наносят на обделку в виде неармированной (при напоре
подземных вод до 0,05 МПа) или армированной 'стальной сеткой, при-
крепляемой анкерами к телу обделки (при напоре более 0,05 МПа) водо-
непроницаемой цементной штукатурки толщиной до 40 мм. Оклеечную гид-
роизоляцию используют при напорах грунтовых вод более 0,1 МПа. Ее
выполняют из битумной мастики, армированной двумя—четырьмя слоями
рулонного гидроизоляционного материала (гидроизола, металлоизола,
стеклоткани и пр.). Оклеечная гидроизоляция поддерживается железо-
бетонной оболочкой, воспринимающей гидростатическое давление грун-
товых вод.
Верхнее строение рельсового пути метрополитенов укладывают в
большинстве случаев на бетонное основание из бетона марки 75, которое
располагается ниже уровня головок рельсов (Ур.г.р.) на 550 мм (рис.
VII 1.26, а). Рельсы укладывают в большинстве случаев на сосновые, про-
питанные креозотом, и реже на железобетонные шпалы-коротыши (полу-
шпалы) длиной 900 мм, общее их количество составляет на прямых участ-
ках 1680 и для кривых 1840 шт. на 1 км пути. Между шпалами по оси пути
располагают водоотводную канаву шириной 900 мм и глубиной 550 мм от
Ур.г.р. Шпалы утапливают в бетон марки 150; поверхность бетонного слоя
ниже верхней плоскости шпал на 10 мм и имеет уклон 0,03 в сторону водо-
отводной канавы.
На главных путях применяют рельсы типа Р50 с раздельным скреп-
лением, на парковых и служебных — типа Р43 с нераздельным скреплением.
В нераздельном скреплении (рис.VII 1.26. б) четырехдырчатую двухреборд-
ную подкладку и рельс крепят к шпале общими шурупами. В раздельном
скреплении (рис.VIII.26, в) подкладку крепят к шпале шурупами, а рельс
свободно вставляют внутрь подкладки на упругой прокладке. Конструкция
этого скрепления проста, надежна и позволяет производить быструю смену
рельсов без вывинчивания шурупов, что в условиях метрополитенов, где
рельсы изнашиваются быстрее шпал, очень важно.
Безбалластное верхнее строение рельсового пути на бетонном основа-
нии устраняет источник пылеобразования в тоннелях, каким является
балластный слой, обеспечивает возможность быстрой промывки пути и ло-
335

зволяет увеличить высоту тоннеля в свету на 150—200 мм, т.е. улучшает га-
баритные условия. Однако безбалластный путь отличается большой жест-
костью, ухудшающей условия работы рельсов и ПС цри резких колебаниях
нагрузки. Полому в местах расположения стрелочных переводов и пере-
крестных съездов, где неизбежны толчки и удары, а [акже на открытых
путях, мостах и эстакадах, припортальных участках тоннелей на длине
100 м от портала пути метрополитенов укладывают на щебеночном баллас-
те толщиной 24—30 см. В перегонных тоннелях и на земной поверхности
рельсовый путь метрополитенов укладывают на сосновых, пропитанных
креозотом, шпалах типа ПА длиной 2,7 м. Главные пути оборудуют про-
тивоугонами, а на кривых контррельсами, по расположению и конструкции
аналогичными железнодо рожным.
В настоящее время на путях метрополитенов СССР проходят Испыта--
ния различные конструкции бесшпального пути с заменой сосновых сравни-
тельно малодолговечных шпал-к о роты шей железобетонными элементами
и виброгасителями, снижающими уровень шума, борьба с которым - одна
из самых актуальных задач дальнейшего повышения пассажирской комфор-
табельности.

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ГОРОДСКОГО МАССОВОГО
ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА
ГЛАВА IX. СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
И РЕМОНТА И НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИХ ПОСТРОЕНИЯ
§ IX. 1. Основные понятия
Все конструктивные элементы технических средств Г.МПТ (подвиж-
ной состав, путевые устройства, устройства систем электроснабжения и
др.) в процессе конструкторской разработки и проектирования получают
номинальные (конструктивные) значения параметров функционирования
(рабочих параметров), необходимых и достаточных для обеспечения тре-
бующейся надежности, долговечности и других эксплуатационных пока-
зателей. Одновременно на эти параметры назначают производственные (тех-
нологические) и эксплуатационные допуски — предельные отклонения от
номинальных значений, допускаемые соответственно в процессе производ-
ства (изготовления) и эксплуатации по условиям нормального функцио-
нирования (использования соответствующего технического средства по
эксплуатационному назначению). Необходимость нормирования производ-
ственных допусков связана с неизбежными отклонениями производствен-
ных (получаемых в процессе изготовления) значений параметров функци-
онирования от конструктивных вследствие колебаний характеристик ис-
ходных материалов и технологических режимов изготовления деталей и
сборочных единиц; необходимость нормирования эксплуатационных до-
пусков - с процессами физического износа и нарушениями регулировки
в процессе эксплуатации.
Физический износ, нарушения регулировки сопряжений, утеря деталей
крепежа, нарушения герметичности и другие изменения состояния дета-
лей, конструкций и систем приводят к появлению неисправностей и отка-
зам технических средств ГМПТ — потере ими работоспособности. По харак-
теру проявления отказы делят на внезапные, наступление которых непред-
сказуемо, и постепенные (параметрические), нарастание которых можно
наблюдать, а момент наступления предсказывать с той или другой вероят-
ностью, Четких физических различий между внезапными и постепенными
отказами нет: отказы одной и той же физической природы (например, свя-
занные с появлением и развитием трещин усталости) можно отнести и к
внезапным (если нет системы контроля появления и развития этих отка-
зов) , и к постепенным (если система такого контроля имеется). Иначе
говоря, отнесение тех или других отказов к внезапным или постепенным
определяется организацией контроля измерений параметров функциони-
рования деталей, сборочных единиц и систем средств ГМПТ: если контроль
1Ой или другой характеристики технически сложен, трудоемок и дорог, то
(мосле необходимых технико-экономических обоснований) его не прово-
дят, а отказы соответствующего технического средства, связанные с непред-
22 -1962	337

виденными изменениями этой характеристики, относят к случайным.
Для предупреждения постепенных отказов технических средств ГМПТ
организуют систему их планового технического обслуживания и ремонтов
в эксплуатации, выступающую как элемент системы управления их техни-
ческим состоянием; для ликвидации последствий случайных отказов и
восстановления утерянной работоспособности — систему неплановых (слу-
чайных) ремонтов.
Техническим обслуживанием (ТО) называют комплекс операций по
поддержанию установленной нормативно-технической документацией рабо-
тоспособности или исправности изделий (технических средств), включаю-
щий в себя мойку изделия, очистку, смазывание, контроль его техниче-
ского состояния, крепление болтовых соединений, замену некоторых сос-
тавных частей (например, фильтрующих элементов), регулировку и т.п. В
зависимости от конструктивных особенностей средств ГМПТ, их ответст-
венности в перевозочном процессе и характера эксплуатации виды их ТО
могут быть различными. Виды ТО различают по следующим признакам
(ГОСТ 18322-78):
1.	Этапам эксплуатации: ТО при использовании, хранении, перемеще-
нии, ожидании. Техническое обслуживание при использовании — это ТО
изделия при подготовке к использованию по назначению, использовании
по назначению, а также непосредственно после его использования. Техниче-
ское обслуживание при хранении — это ТО изделия при подготовке к хра-
нению, хранении, а также непосредственно после его окончания. Техниче-
ское обслуживание при перемещении — это ТО изделия при подготовке
к транспортированию, транспортировании, а также непосредственно после
его окончания. Техническое обслуживание при ожидании — это ТО изделия
при подготовке к ожиданию, при ожидании и непосредственно после его
окончания (под ожиданнс-м понимают нахождение изделия в состоянии го-
товности к использованию по назначению).
2.	Периодичности выполнения; периодическое ТО, выполняемое через
установленные в эксплуатационной документации наработку или интерва-
лы времени; сезонное ТО — выполняемое для подготовки изделия к ис-
пользованию в осенне-зимних или весенне-летних условиях. Периодиче-
ские ТО, различающиеся содержанием операций, нумеруют в порядке воз-
растания, например ежесменное, ТО-1, ТО-2, ТО-3 и т.д.
3.	Условиям эксплуатации: ТО в нормальных (оговоренных норматив-
но-технической документацией) и в особых (оговоренных эксплуатацион-
ной документацией) условиях.
4.	Регламентации выполнения: регламентированное, предусмотренное
нормативно-технической документацией и выполняемое с периодичностью
и в объеме, установленными в ней, независимо от фактического техниче-
ского состояния изделия в момент начала ТО (регламент ТО может быть
жестким и с допуском; вид регламента устанавливается эксплуатационной
документацией); с периодическим контролем — ТО, при котором конт-
роль технического состояния выполняют с установленными нормативно-
технической документацией периодичностью и объемом, а объем остальных
операций определяют техническим состоянием изделия в момент начала
ТО; с непрерывным контролем — ТО, предусмотренное нормативно-техни-
338

ческой документацией и выполняемое по результатам непрерывного конт-
роля технического состояния изделия;
5.	Организации (методу) выполнения: поточное, выполняемое поточ-
ным методом на специализированных рабочих местах с определенными
технологической последовательностью и ритмом; централизованное, вы-
полняемое централизованным методом, т.е. персоналом и средствами одно-
го подразделения организации или предприятия; децентрализованное, вы-
полняемое децентрализованным методом, т.е. персоналом и средствами
нескольких подразделений .организации или предприятия; ТО эксплуата-
ционным персоналом — выполняемое эксплуатационным персоналом, ра-
ботающим на изделии при использовании его по назначению; ТО специа-
лизированным персоналом — выполняемое персоналом, специализирован-
ным на выполнении операций ТО (по видам объектов или их составных
частей, маркам объектов, видам операций и видам ТО) изделий. В ремонт
могут входить разборка, дефектовка, контроль технического состояния
изделия, замена или восстановление отдельных деталей и сборочных еди-
ниц, сборка и тд. Содержание части операций ремонта может совпадать с
содержанием операций ТО. Ремонт любого вида сопровождается обычно
выдачей определенных гарантий на последующий срок эксплуатации или на-
работку изделий.
Виды ремонта различают по следующим признакам (ГОСТ 18322- -78) :
1)	степени восстановления ресурса: капитальный ремонт (КР), выпол-
няемый для восстановления исправности и полного или близкого к пол-
ному (установленному нормативно-технической документацией) восста-
новлению ресурса изделия с заменой или восстановлением любых его час-
тей, включая базовые (базовой называют основную часть изделия, предна-
значенную для его. компоновки и установки других составных частей);
средний ремонт (СР), выполняемый для восстановления исправности и
частичного восстановления ресурса изделий с заменой или восстановлени-
ем составных частей ограниченной номенклатуры и контролем техническо-
го состояния остальных частей, выполняемом в объеме, установленном нор-
мативно-технической документацией (значение частично восстанавливае-
мого ресурса устанавливается нормативно-технической документацией);
текущий ремонт (ТР), выполняемый для обеспечения или восстановления
работоспособности изделия и состоящий в замене и (или) восстановлении
отдельных частей; .
2)	характеру планирования: плановый, осуществляемый в соответст-
вии с требованиями нормативно-технической документации независимо
от фактического состояния изделия на момент начала ремонта; неплано-
вый, осуществляемый по мере надобности (после отказов или обнаружения
неисправностей изделия) без предварительного назначения для устранения
последствий отказов или неисправностей;
3)	регламентации выполнения: регламентированный (плановый ре-
монт, выполняемый с периодичностью и в объеме, установленными в экс-
плуатационной документации, иезависимо от технического состояния изде-
лия в момент начала ремонта); ремонт по техническому состоянию (пла-
новый ремонт, при котором техническое состояние контролируется с пе-
риодичностью и в объеме, установленными в нормативно-технической
339

документации, а объем и момент начала ремонта определяются техниче-
ским состоянием изделия). Регламентированными или выполняемыми по
техническому состоянию могут быть все виды ремонтов: КР, СР и ТР,
4)	сохранению принадлежности ремонтируемых частей: обезличенный
ремонт (при котором не сохраняется принадлежность восстанавливаемых
составных частей к определенному экземпляру изделия); необезличенный
(при котором эта принадлежность сохраняется) ;
5)	организации выполнения: агрегатный, выполняемый обезличенным
методом, при котором неисправные агрегаты заменяются новыми или за-
ранее отремонтированными, снятыми с других экземпляров изделия; по-
точный, выполняемый иа специализированных рабочих местах с опреде-
ленными технологической последовательностью и ритмом;'ремонт эксплу-
атирующей организацией, ремонт специализированной организацией, ре-
монт предприя тием-изготовителем.
Организация ТО и ремонта техники требует наличия соответствующих
средств технологического оснащения и сооружений, предназначенных для
выполнения ТО и ремонта, необходимой эксплуатационной и ремонтной
документации, а также инженерно-технического и рабочего эксплуатаци-
онно-ремонтного персонала. Совокупность организационно взаимосвя-
занных средств, документации ТО и ремонта и исполнителей, необходимых
для поддержания и восстановления качества тех или других технических
средств (устройств), называют системой их технического обслуживания и
ремонта. Научное обоснование, выбор и оптимизация систем ТО и ремонта
предполагают выбор и оптимизацию видов и методов ТО и ремонта, их ха-
рактеристик (состава операций), порядка чередования, необходимого тех-
нического оснащения и организации. Задача обоснования, выбора и опти-
мизации систем ТО и ремонта сложных технических систем, состоящих из
ряда частей, распадается на две задачи: обоснование сроков проведения ТО
и ремонта отдельных частей системы и последующее 6ix группирование в
комплексы ТО, ТР, СР и КР, Критериями оценки систем ТО и ремонта
являются показатели, нормируемые ГОСТ 18322—78:
1.	Средняя продолжительность, трудоемкость и стоимость ТО и ремон-
та - математическое ожидание соответственно продолжительности, трудо-
емкости и стоимости одного ТО или ремонта того или другого вида за оп-
ределенный период Т эксплуатации или наработку /;
Пу	«т
Z = 3-2 rf; s = J-S с =Л-Х	(IX.1)
к ит 1	«т 1 Е пт I
где пт — количество ТО или ремонтов рассматриваемого вида за период Т
или наработку I; tj. Sit — соответственно продолжительность, трудоем-
кость и стоимость ТО или ремонта f-го технического устройства из числа
рассматриваемых.
2.	Средняя суммарная продолжительность, трудоемкость и стоимость
ТО и ремонтов технического устройства за период Т эксплуатации или на-
работку /:
к "т	к "т
ty = X X Л; = X X
~ 1 1 2	L 11
п <•
к
(IX.2)
340

где к - количество видов ТО и ремонтов изделия за период Т или нара-
ботку /.
3.	Удельная суммарная продолжительность, трудоемкость и стоимость
ТО и ремонтов — отношение средней суммарной продолжительности, тру-
доемкости и стоимости ТО и ремонтов технического устройства за период
Т эксплуатации к длительности Т этого периода или за наработку I к этой
наработке:
fy« = t^/T- sya = Sz/T; Суд = Cs/T.	(1Х.З)
4.	Коэффициент готовности — вероятность работоспособного состоя-
ния технического устройства в любой момент времени между плановыми
ТО и ремонтами в период установленной наработки:
= (То - Т^/То,	(IX.4)
где Tq — продолжительность периода регламентированной наработки;
^воссг — среднее время восстановления:
п
^occr =	(’Х.5)
где п — общее количество отказов в партии из No единиц технических
устройств, находящихся в эксплуатации за период наблюдения; - затра-
ты времени на отыскание и устранение /-го отказа (включая простой в ожи-
дании ремонта и по окончании ремонта до ввода технического устройства
в эксплуатацию).
5.	Коэффициент технического использования — отношение числа рабо-
тоспособных изделий к общему числу изделий парка в рассматриваемый
момент времени t или (за период Т) — общего времени работы изделий в
эксплуатации за период Т к общему времени нахождения парка изделий
в хозяйстве:
т т
=^и; ^{Г)=2А/бЛ/(2Л/иЛ),	(IX.6)
где — число изделий, находящихся в процессе использования в мо-
мент t; Nn — число изделий, находящихся в инвентаре хозяйства в мо-
мент t; NBi — число изделий, находящихся в процессе использования в
/-ю единицу времени периода Т; Nwi - число изделий, находящихся в ин-
вентаре хозяйства в /-ю единицу времени периода Т.
Эксплуатационная и ремонтная документация нормируются ГОСТ
2.601—68 и 2.602—68. В качестве эксплуатационных документов исполь-
зуют :
1.	Технические описания, содержащие описание устройства и принци-
па действия изделия, а также технические характеристики и другие сведе-
ния для обеспечения полного использования его технических возмож-
ностей (комплектность, режимы работы, нормы расхода топлива и смазоч-
ных материалов на единицу учета или период работы изделия, действие ор-
ганов управления, регулирования и контроля, маркирование и пломби-
рование, упаковка и др.).
341

2.	Инструкции по эксплуатации, содержащие сведения, необходимые
для организации правильной эксплуатации (использования, транспортиро-
вания, хранения и ТО) изделия и поддержания его в постоянной готов-
ности к действию. Описание работ и операций, проводимых с изделием,
приводят в технологической последовательиости их выполнения с указа-
нием способов выполнения работ, необходимых приборов, инструмента,
принадлежностей и специального оборудования; повременного (сетевого)
графика выполнения работ с укрупненным перечнем операций и временем,
выполнения каждой из них. При описании работ особо выделяют операции,
время на выполнение которых ограничено требованиями безопасности, а
также указания по предупреждению повреждения изделий. В приложениях
к инструкциям по эксплуатации указывают необходимые справочные дан-
ные и другие дополнительные материалы и сведения.
3	Инструкции по ТО и ТР, в которых излагают порядок и правила ТО
и ТР изделий: характеристику принятой системы ТО и ТР, указания по их
организации, меры безопасности, специальные требования к помещению,
рабочим местам и участкам, перечни иеобходимого оборудоваиия (стендов,
контрольно-измерительных приборов и специального оборудования).
Специальиое оборудование, стенды, приборы, специальный инструмент и
принадлежности, необходимые для проведения ТО и ТР, включают в соот-
ветствующие комплекты запасного инструмента и приспособлений (ЗИП) .
Для каждого вида ТО и ТР указывают содержание работ и методику их про-
ведения, технические требования и перечни приборов, инструмента, при-
способлений и материалов, необходимых для их проведения. В таблице
смазки указывают номера позиций на иллюстрированиой схеме смазки,
наименования смазочных материалов и номера технических условий на них,
количество точек смазки, способ нанесения смазочных материалов, перио-
дичность проверки и замены смазки.
4.	Инструкции по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделий
на месте их применения, которые составляют в тех случаях, когда излага-
емые в них вопросы невозможно или нецелесообразио включать в инструк-
ции по эксплуатации.
5.	Формуляры на изделия, требующие учета технического состояния и
данных эксплуатации (времени и условий работы, видов ТО и ремонта за
период эксплуатации, неисправностей, сведений о рекламациях, расходе
ЗИПитд).
6.	Паспорта - документы, отражающие и удостоверяющие гарантиро-
ванные предприятием-изготовителем технические даиные изделия.
7.	Прочие - ведомости ЗИП на изделия, совместно с которыми по-
ставляют ЗИП, и на наборы ЗИП, поставляемые отдельно от изделий; па-
мятки по обращению с изделием; инструкции для обслуживающего персо-
нала; инструкции по технике безопасности; каталоги; спецификации и
т.Д.
Ремонтные документы - это рабочие конструкторские документы,
предназначенные для подготовки ремонтного производства, ремонта и
контроля изделий после ремонта: общие руководства по СР и КР или техни-
ческие условия на СР и КР; ремонтные чертежи на изделия и детали, ремонт
которых заменой новыми или отремонтированными на основе взаимоза-
342

меняемости технически невозможен или экономически нецелесообразен;
нормы расхода ЗИП и материалов на КР и СР; инструкции по ремонту и
отдельным видам ремонтных работ (сварке, наплавке, окраске и Др.);
нормы ремонтных допусков и износов и т.д.
Эксплуатационную и ремонтную документацию разрабатывают на ос-
нове технических даниых и рабочей конструкторской документации;
статистических данных о неисправностях и отказах изделий в эксплуа-
тации; анализа контроле- и ремонтопригодности изделия и его составных
частей; технологической документации предприятия-изготовителя и т.д.
Разработанную эксплуатационную и ремонтную документацию оценивают
критериями эффективности ТО и ремонта соответствующих изделий или
технических средств: показателями безопасности, надежности, трудоемкос-
ти и стоимости эксплуатации изделий. Для получения наивысших показа-
телей эксплуатационной эффективности изделий в эксплуатационной и ре-
монтной документации определяют экономически оправданную номенкла-
туру работ ТО и ремонта, а также выбор наиболее эффективных в заданных
условиях способов проведения работ. При разработке документации на ТО
наибольшее внимание уделяют операциям контроля технического состоя-
ния изделий, поскольку они составляют более 50% всей номенклатуры ра-
бот и прямо определяют безотказность эксплуатации изделий; при разра-
ботке ремонтной документации — выбору методов и способов ремонта,
обеспечивающих сохранение взаимозаменяемости деталей и составных час-
тей изделия, предусмотренной в рабочей конструкторской документации.
Способы ремонта, технические требования к отремонтированному изделию,
параметры, определяющие эксплуатационные характеристики изделия
после ремонта, нормы расхода ЗИП и материалов и другие показатели,
включаемые в ремонтную документацию, должны быть технически обосно- -
ваны и экспериментально проверены. В тех случаях, когда требования к
техническим характеристикам, нормам и т.д., определяющим эксплуата-
ционные свойства изделия и его качество после ремонта, дают в ремонт-
ной документации с отклонениями от аналогичных требований рабочей
документации на изготовление изделия, предприятие-разработчик ремонт-
ной документации в соответствии с требованиями ГОСТ 2.602—68 состав-
ляет ведомость обоснований этих отклонений с соответствующими рас-
четами.
Коренные вопросы технико-экономического обоснования систем ТО
и ремонтов технических средств - это вопросы обоснования экономиче-
ской целесообразности их ремонтов, выбора нормируемых показателей
надежности, контроле- и ремонтопригодности.
В процессе эксплуатации от момента выпуска изделия предприяти-
ем-изготовителем оно проходит периоды (рис.IX.1, д): приработки OAlf
которому сопутствует интенсивный приработочный износ; нормальной экс-
плуатации А1В1> для которого характерен небольшой рост интенсивности
износа, и аварийного износа Сх, для которого характерно резкое нараста-
ние износовых изменений. Задача ТО - максимальное продление периода
нормального эксплуатационного износа и предупреждение перехода его в
аварийный. Из общего предельного допуска хпр на размеры или физико-
механические характеристики изделия за период приработочного износа
343

Рис.IX. 1. Характерная кривая нарастания износа х в
функции наработки L и влияние на нее технического
обслуживания (а) и восстановительного ремонта (б)
выбирают допуск хп, за период нормального эксплуатационного износа —
допуск %Э1 - хп, где допускхэ1 характеризует точку перехода нормального
эксплуатационного износа в аварийный. Проведение ТО целесообразно в
случаях, когда > хЭ1. При этом выполнение операций ТО в точке В}
предупреждает переход нормального эксплуатационного износа в аварий-
ный и обеспечивает продление периода нормальной эксплуатации изделия
до точки В-2 - второй точки перехода нормального эксплуатационного из-
носа в аварийный. При этом допуск достигает значения хЭ2, а период
полной эксплуатации увеличивается с до L2- Проведение в точке В2
второго ТО обеспечивает продление периода нормальной эксплуатации
изделия до £3 , когда его ресурс исчерпывается полностью (износ становит-
ся равным предельному хггр). Экономическая эффективность системы ТО
определяется соотношением удельных затрат производства и эксплуата-
ции изделий заводского изготовления в условиях использования ТО и без
них при эксплуатации до полного использования предельного допуска
пр •	«
СЗЯЦ.> < Лэ.и + SCT J/L, ,	(1X 7)
где С3 и — стоимость заводского изготовления изделия; 2СТ — суммар-
ные затраты на ТО и случайные ремонты изделия за период эксплуатации
Lj до достижения предельного состояния.
Уравнение (IX.7) и рис.IX.1, а показывают, что экономическая эффек-
тивность системы ТО обеспечивается продлением периода эксплуатации из-
делий с £] до £3 при условии, что суммарная стоимость их ТО и случай-
ных ремонтов за период эксплуатации не превысит значения
2СТ0 < С.,иЛз/i= C3„('Z.3/L1-17.	(1X8)
344

Технико-экономическая эффективность дополнения системы ТО сис-
темой ремонтов определяется возможностью восстановления работоспособ-
ности деталей и составных частей изделия в точке 53 с полным или частич-
ным восстановлением первоначального допуска х на износ (рисЗХ.1, б),
после чего эксплуатацию изделия можно продолжить с проведением ТО в
точках В12, В22 и тд. Проведение ремонтов экономически целесообразно,
если соблюдается условие
Кз.и + SCT.o.3)/i3.H> Кз.» + SQ.o.p + 2Ср)Лр-	'1Х9>
где SCT 0 з - затраты на ТО и случайные ремонты изделия заводского из-
готовления за период эксплуатации L3 и до достижения предельного состоя-
ния при организации эксплуатации с системой ТО без восстановительного
ремонта; о р - то же при организации эксплуатации изделия с систе-
мой ТО, дополненной системой восстановительных ремонтов; SCp — за-
траты на ремонт за период эксплуатации L изделия с системой ТО, допол-
ненной системой восстановительных ремонтов.
Из (IX.9) и рис.IX.1, б следует, что экономическая эффективность ре-
монтов обеспечивается продлением периода эксплуатации изделия с L3 и
до Л при условии, что стоимость ремонтов не превысит значения
(Сзи + 2СТ03)(£р/Л3 И)-(СЗИ + 2С1?р).	(IX.10)
Следовательно, экономическая эффективность ремонтов тем выше,
чем ниже их стоимость. Дополнительно при решении вопроса о внедрении
систем ремонта учитывают возможности выделения народным хозяйст-
вом материальных ресурсов в производство изделий рассматриваемого ви-
да, возможности соответствующих заводов-изготовителей обеспечения по-
требности в них народного хозяйства и др.
Прн выборе показателей безотказности и долговечности изделий руко-
водствуются ГОСТ 23642-79, в соответствии с которым все изделия под-
разделяют на четыре класса:
1.	Перемонтируемые и> невосстанавливаемые изделия общего назна-
чения, не подлежащие ремонту; подшипники качения, крепежные элемен-
ты, конденсаторы, электродвигатели малой мощности, электрические лам-
пы, контрольные приборы и др.
2.	Восстанавливаемые изделия, не подвергающиеся КР, но проходящие
плановые или неплановые операции ТО, ТР или СР.
3.	Восстанавливаемые изделия, ресурс которых полностью при КР не
восстанавливается.
4.	Изделия, предназначенные для выполнения кратковременных (разо-
вых или периодических) заданий.
По признаку ’’дисциплины восстановления” (поддержания работоспо-
собности) изделия делят на два вида: с регламентированной (назначаемой)
периодичностью операций ТО и ремонта; с нерегламентированной периодич-
ностью операций ТО и ремонта и смешанными дисциплинами восстановле-
ния; по признаку ’’размерности показателей надежности” — с показателя-
ми надежности, выражаемой календарной продолжительностью и в едини-
345

цах наработки; по ограничениям на длительность использования — с назна-
ченной длительностью использования [изделия, предназначенные для вы-
полнения заданий установленного объема (продолжительности) или
эксплуатация которых прекращается после заданной наработки (продол-
жительности) независимо от фактического состояния из-за угрозы безопас-
ности человека или больших материальных потерь, вызываемых возмож-
ными отказами] и с вынужденным прекращеиием функционирования
(изделия, эксплуатация которых прекращается из-за их фактического
состояния, обусловленного наступлением отказа или предельного состоя-
ния или переходом изделия в состояние, предшествующее отказу или пре-'
дельному состоянию).
Для изделий класса 1 (перемонтируемые и невосстанавливаемые) не-
зависимо от дисциплины восстановления за показатели надежности прини-
мают при вынужденной длительности использования — установленную на-
работку до отказа Го у (при размерности показателей по наработке) и ус-
тановленный срок службы до отказа tK о у (при размерности по календар-
ному сроку); при назначенной длительности использования — назначен-
ную наработку до отказа tQ н (при размерности показателей по наработке)
и назначенный срок службы до отказа tK о н (при размерности по календар-
ному сроку). Если изделие предназначено для выполнения нескольких
функций или использования в различных условиях эксплуатации, то пока-
затели безотказности устанавливают для каждой функции и каждого ус-
ловия или для наиболее неблагоприятных условий; если отказы наступают
из-за различных независимых видов разрушений, то рекомендуют регла-
ментировать безотказность ио видам разрушения (износу трущихся по-
верхностей, усталостной долговечности, старению изоляции и т д.) .
Для изделий классов 2 и 3 показатели надежности принимают:
при назначенной длительности использования и регламентированной
дисциплине восстановления — назначенные ресурсы: до списания ?спн,
между операциями восстановления f^BH и до капитального ремонта
^?кр.н* (ПРИ размерности показателя по наработке) или назначенные сро-
ки службы: до списания сп н, между операциями восстановления fк в н
и до капитального ремонта 1К кр н* (при размерности показателя по кален-
дарному сроку),
при назначенной длительности использования и нерегламентированной
дисциплине восстановления - установленные ресурсы: до списания tpcn у,
между операциями восстановления у и до капитального ремонта
(ккр.у* (при размерности показателя по наработке) или установленные
сроки службы: до списания fKCny, между операциями восстановления
8 у и до капитального ремонта Гк кр у (при размерности показателя по
календарному сроку);
при вынужденной длительности использования и регламентированной
дисциплине восстановления — установленные ресурсы: до списания ГКеп у,
*
Показатели, отмеченные звездочкой, - только для изделий класса 3
346

между операциями восстановления ГЛвн и до капитального ремонта
(ПРИ размерности показателя по наработке) или установленный
срок службы: до списания tK сп у, назначенные сроки службы, сроки служ-
бы между операциями восстановления fK в н и до капитального ремонта
кр и (ПРИ размерности показателей по календарному сроку);
при вынужденной длительности использования и нерегламентированной
дисциплине восстановления - установленные ресурсы: до списания /дсп.у»
между операциями восстановления z^B у и до капитального ремонта tR у
(при размерности показателя по наработке) или установленные сроки
службы: до списания fKCny, между операциями восстановления fK в у
и до капитального ремонта tK кр у (при размерности показателя по кален-
дарному сроку). Вместо регламентации ресурса или срока службы между
операциями восстановления допускается в обоснованных случаях давать
средний ресурс или средний срок службы до КР иди списания; для изде-
лий класса 3 — вместо ресурса или срока службы до списания указывать
число КР, которым подвергается изделие, и значение ресурса или срока
службы после каждого КР.
Для изделий класса 4 можно использовать показатели: Pcp(/j — веро-
ятность безотказной работы за время t\ £о г — коэффициент оперативной
готовности (для изделий, которые до использования по назначению нахо-
дятся в состоянии ожидания). На изделия, для которых условиями ис-
пользования предусмотрены периоды хранения (консервации), в течение
которых может снижаться работоспособность, устанавливают показатели
сохраняемости; назначенный срок сохраняемости tc н — при определенной
продолжительности хранения до использования и установленный срок со-
храняемости tc у — при неопределенной продолжительности хранения до
использования. Для изделий, работоспособность которых может нарушать-
ся в процессе транспортирования, устанавливают вероятность сохранения
работоспособности при транспортировании Рс (/).
Цель количественной оценки ремонтопригодности изделий состоит в
повып/ении их качества и эффективности эксплуатационного использова-
ния снижением затрат времени, труда и средств на ТО и ремонт. Номенкла-
туру и показатели ремонтопригодности выбирают по ГОСТ 23146—78 с
учетом требований ГОСТ 14.201—73, 14.202-73, 13377—75, 21623-76, ме-
тоды их расчета — по ГОСТ 22952-78. Номенклатуру показателей ремон-
топригодности нужно выбирать с учетом принципов совместимости —
увязки показателей ремонтопригодности с другими показателями надеж-
ности и показателями технологичности ТО и ремонта; независимости —
отсутствия избыточности показателей; определенности — соответствия
номенклатуры показателей ремонтопригодности перечню видов ТО и ре-
монтов, предусмотренных нормативно-технической документацией; прак-
тичности — номенклатура показателей ремонтопригодности должна позво-
лять рассчитывать экономический эффект от повышения ремонтопригод-
ности изделия.
Показатели ремонтопригодности назначают с учетом дисциплины
347

восстановления (поддержания) работоспособности и ограничений на дли-
тельность восстановления (поддержания) работоспособности. В зависи-
мости от режимов эксплуатации изделий в качестве показателей ремонто-
пригодности принимают: при непрерывном режиме работы — показатели
продолжительности ТО и ремонта; при циклическом и оперативном режи-
мах - показатели продолжительности и трудоемкости ТО и ремонтов; при
общем режиме работы — показатели трудоемкости ТО и ремонтов. Непре-
рывным называют режим эксплуатации, когда период действия изделия
длится непрерывно; циклическим — когда определенные периоды действия
изделия и ожидания чередуются с постоянной цикличностью; оператив-
ным — когда период действия изделия сменяется неопределенным перио-
дом ожидания; общим — когда периоды действия изделия и ожидания
чередуются случайным образом. К изделиям с ограничениями на длитель-
ность восстановления относят те, для которых невыполнение операций ТО
или ремонта за установленную продолжительность приводит к катастрофи-
ческим последствиям, большим экономическим потерям -или угрожает
безопасности человека. Для оценки работоспособности таких изделий ис-
пользуют показатели: ZT0 н — назначенную продолжительность ТО; tp н —
назначенную продолжительность ремонта и F(t) — вероятность выполне-
ния за установленное время t ремонта данного вида. В качестве удельных
показателей ремонтопригодности используют: удельную суммарную опера-
тивную трудоемкость [чел-ч/вагоно-км] , продолжительность (ч) или стои-
мость (руб.) работ (уборочно-моечных, контрольно-диагностических, сма-
зочных, регулировочных, крепежных и т.д.) , отдельных видов ТО и ремон-
тов; отдельных видов требующихся технических средств и оборудования
итд.
Кроме перечисленных в качестве показателей надежности допускает-
ся использовать: установленную наработку до отказа или предельною
состояния; установленный ресурс до предельного состояния, КР, списа-
ния, восстановления; установленный срок службы до предельного состоя-
ния. Их задают в тех случаях, когда известен физический процесс разруше-
ния, что позволяет прогнозировать моменты наступления отказов или пре-
дельных состояний; предусмотрено использование средств технической
диагностики, неразрушающего контроля или других средств, позволяющих
определять состояние изделий и прогнозировать моменты наступления пре-
дельных состояний или отказов; предусмотрена система гарантийного об-
служивания; в соответствии с технико-экономическими расчетами или тре-
бованиями безопасности целесообразно устанавливать минимальное значе-
ние наработки до отказа, ресурса или срока службы изделия, до истечения
которых наступления отказов или предельных состояний недопустимы.
Показатели надежности и ремонтопригодности, включаемые в техничес-
кие условия и конструкторскую документацию, обосновывают расчет-
ными, экспериментальными или расчетно-экспериментальными методами.
§ IX.2. Научные основы построения систем технического
обслуживания н ремонта техники
Задача обоснования, выбора и оптимизации систем ТО и ремонта слож-
ных технических-систем и устройств, состоящих из ряда частей, распада-
348

ется на две: обоснования сроков проведения ТО и ремонта отдельных час-
тей системы и последующего их группирования в комплексы, решающие
задачи ТО, ТР, СР и КР. В настоящее время единой методики расчета систем
ТО и ремонта еще не создано; используют различные частные методики,
большая часть которых базируется на выводах теории надежности или эко-
номических соображениях. Периодичность ТО обосновывают средней нара-
боткой на отказ, вероятностью исправного состояния и безотказной рабо-
ты, технико-экономическими и экономико-вероятностными методами.
Основа всех методов расчета периодичности ТО и ремонта — сбор ста-
тистических сведений о неисправностях и отказах технических устройств в
эксплуатации. Для этого организуют непрерывное наблюдение за их состоя-
нием в эксплуатации и фиксируют моменты времени или наработку на не-
исправность и отказ. При большой номенклатуре деталей и сборочных еди-
ниц технического устройства изучение ресурса каждой из них в отдель-
ности практически невозможно. В этих случаях этапу сбора статистиче-
ских данных о неисправностях и отказах предшествует выбор базовых —
наиболее ответственных агрегатов, сборочных единиц и деталей, определя-
ющих безотказность работы устройства, сроки и трудоемкость его ТО и
ремонтов. Критерием выбора периодичности ТО и ремонтов является ре-
сурс не всех, а только базовых агрегатов. Для последних устанавливают
базовые детали или соединения, состояние которых определяет ресурс все-
го агрегата, а ремонт требует полной его разборки. Выбор базовых агрега-
тов и деталей — одна из наиболее ответственных подготовительных опера-
ций, от правильного решения которой зависит эффективность работы по
сбору необходимой статистической информации о неисправностях и отка-
зах и, как следствие, правильность расчетов искомой периодичности ТО и
ремонтов. Вместе с выбором базовых агрегатов и деталей устанавливают
наблюдаемые параметры их износа. В качестве примеров материалов этого
рода в табл.IX.1 приведены перечни базовых агрегатов, базовых деталей и
наблюдаемых параметров их состояния для трамвайных вагонов КТМ-5МЗ
и в табл.IX.2 — троллейбусов ЗиУ-9 по данным лаборатории подвижного
состава АКХ им. К.Д.Памфилова МЖКХ РСФСР.
Таблица IX.1
Базовый агрегат	Базовые	j детали	Наблюдаемые параметры состояния	Ресурс, тыс.км
Тележка	Продольная бал- ка Резиновые вкла- дыши под лапы ба- лок	' Балка подвески ТЭД Шкворневая бал- ка Центральное под- вешивание	Трещины, изгиб, состояние свар- ных швов и элементов рельсового тормоза Раздавливание, расслоение Состояние резинового буфера, сварных швов, пружин, направля- щей втулки Трещины, состояние вклады- шей и уплотнительных колец Состояние резиновых аморти- заторов, пружин, пробок и гарели; износ отверстий тяг и валиков	140-220 60-80 140-220 150-200 80-100
349

Продолжение табл.1Х.1
Базовый агрегат	Базовые детали	•	Наблюдаемые параметры состояния	Ресурс, тыс. км
Редуктор	Ведущий узел  Ведомый узел Длинный кожух - - -	Разрушение сепараторов под- шипников 32413 и 7312, износ по- садочной поверхности стакана и ве- дущего вала Износ и состояние зубьев ведо- мой шестерни (наличие питтингов) Ослабление крепления болтово- го соединения ведомой шестерни Состояние подшипников 122 и 3620 Трещины по периметру окна для установки датчика спидометра	80-100 280 150-170. 100-140 70-100
Колесная пара	Ось колесной пары Бандаж	Выработка под маслоотража- тельным кольцом Износ по толщине Износ реборды по высоте	70-100 210-230 60-80
Карданный	Игольчатый под-	Разрушение	30-35
вал	(шинник
Барабан- , Тормозной бара- Износ по диаметру рабочей по- '
ный тормоз |бан	верхности	210-230
	Ролики, валики, втулки Тормозной элект- ромагнит	Предельный износ Износ стержня и втулки якорн, конуса	30-40 70-75
Дверной привод	Подшипники 203 и 105 Звездочки	Разрушение, износ посадочной поверхности Износ зубьев большой и малой звездочки	30-50 30-50
Рельсовый тормоз	Пружины Катушки	Растяжение пружин Пробой изоляции	70-80 80-100
ТЭД гене- ратор, вспо- могательный двигатель	Вал якоря	Износ посадочной поверхности под подшипники	70-80
Реле-регу- лятор	Катушки реле	Старение, пробой	30-40
Контактор- ная панель	Контакторы КПД-113	Износ главных контактов ЛК-1 и Т по толщине	26-27
Групповой реостатный контроллер	Кулачковые эле- менты	। Износ контактов J	70-80
350

Продолжение табл.IX. I.
Базовый агрегат	Базовые детали	1	Наблюдаемые параметры	i _ Ресурс, i тыс.км
Пускотор- мозные резис- торы	Секции резисто- ров	Перегорание	’	100 и более
Пантограф	Плунжер Подшипники 1202 и 202	Износ втулок Износ обоймы	70-80 80-90
Кузов	Внутренняя от- делка, пол, обшив- ка, окна, резиновые уплотнения, двери, подножки, сиденья, кресло водителя, окраска	Удовлетворительное состояние >	Табл	До 70 и ц а IX .2
Базовый агрегат	Базовые детали	Наблюдаемые параметры	Ресурс, тыс.км
Рулевой механизм	Гайка-рейка, винт, вал с зубча- тым сектором	Износ зубьев по толщине, по- садочных мест подшипников по диаметру, зуба сектора по толщине	1	100 и более
Гидрав- лический уси- литель руля	Шаровой палец, золотник	Износ сферической части шаро- вого пальца, конуса и рабочей по- верхности золотника	100 и более
Насос гид- роусилителя	Статор Ротор	Износ внутренней поверхности центрального отверстия Износ пазов под лопасти и тор- цовых поверхностей	50-60 40-60
Рулевые тяги	Кронштейны двухплечего рычага	Износ по диаметру отверстия под подшипники вала рычага	50-60
Управляе- мый мост	Шкворень	Износ бронзовых втулок	35-40
Карданная передача	Крестовина	Износ шипов	50-60
Редуктор главной пере- дачи	Картер .1 Ведущая кони- ; ческая шестерня j Ведомая кониче- • ческая шестерня '	Износ по диаметру посадочно- го места под подшипник, отвер- стия под стакан ведущей шестерни, отверстий под подшипники диф- ференциала Износ по диаметру шеек под подшипники и зубьев Износ зубьев и шпоночйой ка- навки	50-60 Более 100 Более 100
351

Продолжение табл.1Х.2
Базов ый агрегат	Базовые детали	Наблюдаемые парами!ры	Ресурс, тыс км
год	Г Якорь	Выработка коллектора под щет- ками	70
Генератор	Я корь	Износ шеек вала под подшип- ники ♦	68
Групповой реостатный контроллер	Контактные эле- менты КЭ-41 Серводвигатель	Износ контактов по толщине : Выработка под щетками	70 65
Кузов 1 1 1	Внутренняя от- делка, пол, обшив-, ка, окна, резиновые у плотн ения, двери, подножки, сипенья; пассажирские	и 1 к ресло водит еля,: окраска	!	Удовлетворительное состояние i ! i	До 65
Методика назначения периодичности ТО и ремонтов по допустимому
уровню вероятности безотказной работы технических устройств включает:
выбор базовых агрегатов, деталей и наблюдаемых параметров их состоя-
ния; организацию наблюдений и сбор статистических данных об износе
базовых агрегатов и деталей с установлением наработки на предельный из-
нос, допускаемый нормативно-технической документацией и квалифици-
руемый как отказ; расчет вероятности безотказной работы базовых агре-
гатов и деталей с построением кривых P(l), i де Р - вероятность безотказной
работы; / - наработка на отказ (предельное состояние); выбор на основе
требований безопасности. технических и экономических соображений при-
емлемых уровней вероятности безотказной работы базовых агрегатов и
деталей; определение по кривым Р(1). соответствующих этим уровням,
вероятности наработок базовых агрегатов и деталей; группирование базо-
вых агрегатов и деталей по наработке в комплексы, решающие задачи ТО,
1Р, СР и КР.
Зависимости Р(1) для базовых агрегатов и деталей строят в результа-
те обработки статистических наблюдений износа по формуле
ГН. ТП
IV) = lim	(IX.H)
 Vf) -oo	1	1
где m - l/Л/ — число интервалов наработки (времени или пробега), в кото-
рых подсчитываются отказы (факты наступления предельных состояний);
;V0 - число объектов наблюдения; и, - число отказов в дм интервале.
Полученные АКХ МЖКХ РСФСР зависимости Р(1) для базовых агрега-
тов и деталей трамвайных вагонов КТМ-5МЗ и троллейбусов ЗиУ-9Б при-
ведены на рис.IX.2 и IX.3. Нормативы на вероятность безотказной работы
технических средств ГМПТ пока отсутствуют. Для ответственных изделий
авиационной техники принимают Р(1) до 0,9999 и выше, те. вероятность
352

РисДХ.2. Вероятность безотказной работы агрегатов и узлов
трамвайных вагонов КТМ-5МЗ по данным АКХ МЖКХ
РСФСР:
1 - ТЭД; 2 -групповой реостатный кбнтроллер; 3 - элемен-
ты контакторной панели ТП-103Г; 4 — элементы контактор-
ной панели ТП-89; 5 - элементы контакторной панели
ТП-128; 6 - пантограф; 7 — карданный вал; 8 - редуктор
колесной пары; 9 — барабанный тормоз; 10 - рельсовый
тормоз; 11 - привод дверного механизма
Рис. IX.3. Вероятность безот-
казной работы агрегатов и уз-
лов троллейбусов ЗиУ-9 Б по
данным АКХ МЖКХ РСФСР:
I - коллектор ТЭД; 2 — щет-
ки ТЭД; 3 - башмак токо-
приемника; 4 — контакторы
ЛК-1, ЛК-2 и ЛК-3; 5 - регу-
лятор положения кузова под-
вески управляемого моста;
б — гидравлический аморти-
затор подвески управляемо-
го моста; 7 - пневматичес-
кий упругий элемент подвес-
ки управляемого моста; 8 -
гидравлический усилитель ру-
ля; 9 — карданный вал; 10 —
электродвигатель привода
дверного механизма
отказов практически исключают. Однако уровень Р(1) должен быть согла-
сован с условиями эксплуатации, так как его повышение приводит к быст-
рому росту производственных и эксплуатационных затрат. Поэтому для
ПС ГЭТ рекомендуют применять три уровня нормативной вероятности без-
отказной работы, которые следует принимать при определении периодич-
ности его ТО и у-процентного ресурса:
1)	Р(1) = 0,95-Ю,98 — для элементов оборудования, неисправности ко-
торого угрожают безопасности движения;
2)	Р(1) - 0,9 — для элементов оборудования, неисправности которого
приводят к возвратам ПС, связаны с нарушениями нормального режима
пассажироперевозок, вызывают большой объем ремонтных работ для вос-
становления работоспособности, связаны с длительными простоями ПС в
ремонтах и значительными затратами средств;
353
23-1962

3)	P(l) = 0,8 - для элементов оборудования, неисправности которого
устраняются во время плановых осмотров или ремонтов (с соответствую-
щим увеличением трудоемкости) и не вызывают отказов ПС в межремонт-
ные периоды.
Распределение основных элементов оборудования трамвайных ваго-
нов КТМ-5МЗ и троллейбусов ЗиУ-9Б по уровням вероятности безотказной
работы, рекомендуемым АКХ МЖКХ РСФСР, приведено соответственно в
табл. IX .3 и IX.4.
Таблица IX.3
Номер уровня	Нижний предел	Элементы оборудования, к которым относится уровень безотказности
1	0,95	Элементы, обеспечивающие безопасность движения: бара- банный тормоз, тормозной электромагнит, рельсовый тор- моз, ручной привод барабанного тормоза, аккумуляторная батарея, тормозные контакторы
2	0,9	Элементы, отказы которых приводят к возвратам под- вижного состава: ТЭД, пантограф, групповой реостатный контроллер, контакторы и реле, карданный вал, редуктор колесной пары Таблица IX.4
Номер уровня	Нижний предел	Элементы оборудования, к которым относится уровень безотказности
1	0,95	Элементы, обеспечивающие безопасность движения: у прав-
		! ляемый мост (подшипники ступиц, люфт шкворневого сое- ; динения); рулевое управление (рулевой механизм, руле- ' вые тяги, гидроусилитель руля, насос гидроусилителя руля, j двигатель привода насоса); тормозное оборудование (тор-
		мозные цилиндры, тормозной механизм, тормозная педаль, • тормозной кран, тормозные контакторы)
э	0,9	=	Элементы, отказы которых приводят к возвратам ПС: подвеска (регулятор уровня пола кузова, гидравлический
		амортизатор, пневматический упругий элемент, листовые . рессоры); карданный вал; ступицы колес ведущего моста; сальник бортового редуктора; электрооборудование (ТЭД, токоприемники, контакторы и реле, групповой реостатный ! контроллер, контроллер управления, автоматический вы-
		1 ключатель, генератор, вспомогательный двигатель, электро-
		• двигатель привода дверного механизма, аккумуляторная ба- j тарея)
Расчетные значения необходимой периодичности (тыс.км) ТО базовых
элементов трамвайного вагона КТМ-5МЗ могут быть взяты по рис.IX.2
(в скобках указаны номера уровней безотказности) для: коллекторов
ТЭД — 55(2), группового реостатного контроллера — 37(2), элементов
контакторной панели ТП-103Г — 9,5(1), элементов контакторной панели
ТП-89 - 3(2), элементов контакторной панели ТП-128 — 2(2), пантогра-
фа - 15(2), карданного вала - 12(2), редуктора колесной пары - 10(2),
барабанного тормоза - 5(1), тормозного электромагнита - 25 (1) , рельсо-
354

вого тормоза - 43(1), ручного привода барабанного тормоза — 14(1),
привода дверного механизма — 26 (2).
После определения расчетной периодичности ТО базовых элементов на-
ходят методом совмещения возможные системы ТО и затем методом на-
правленного отбора с учетом экономических, организационных и других
соображений выбирают наиболее оптимальную из них. Задача направленно-
го выбора системы ТО и ремонтов может быть реализована на ЭВМ. Рассмот-
рим ее иа условном примере.
Пример IX. 1. Для конструкции, состоящей из четырех элементов 1-4, получен-
ные расчетом периодичности ТО составляют 5, 7, 13 и 27 тыс.км пробега (рис.1Х.4, а).
Выбрать наилучший вариант системы ТО конструкции по экономическим соображе-
ниям.
Решение. Вариант 1. Периодичности ТО элементов равны расчетным (рис.
1Х.4, а). Длительность цикла ТО (периода повторяемости совокупности ТО всех эле-
ментов конструкции), соответствующая этому варианту, равна наименьшему крат-
к
ному периодичности ТО элементов конструкции: Z ц = П где к — число элементов,
1 >
определяющих постановку конструкции в ТО; I,- — периодичность ТО i-го элемента.
Число ТО Z-го элемента за цикл п,- = число ТО всех элементов конструкции за
к	“
цикл	число постановок конструкции в ТО с учетом совмещения
ТО разных элементов пп =	+ ^Сз +...+ ЕСр.гдев скобках - суммысоче-
таний пробегов по 2, 3..., к элементов.

В варианте 1 расчетная длительность цикла 7 = 5-7-13-27 - 12 285 тыс.км, т.е.
в пределах срока службы конструкции до списания цикличности ТО не наблюдается,
так как необходимо чтобы ! соответствовало 7,- наибольшей длительности. Расчет-
ное число ТО элементов 1-4 конструкции составляет соответственно 0,2; 0,14;
0,07; 0,03 на 1 тыс.км пробега, расчетное число постановок конструкции в ТО — 0,39
на 1 тыс.км пробега. Если трудоемкости ТО элементов соответственно 8, 16, 32 и
24 челч, то общая фудоемкость их ГО составит Q = 0,2-8 + 0,14-16 + 0,07-32 +
+ 0,03-24 = 6,8 чел ч на 1 тыс.км пробега. Пусть потери времени линейной работы, свя-
занные с постановкой конструкции на ТО, составляют в среднем 15 ч на одно ТО.
Тогда в расчете на»! тыс.км пробега потери времени 15 (0,2 + 0,14 + 0,07 + 0,03) =
= 15-0,44 = 6,6 ч. Если доходы от линейной работы конструкции 8 руб/ч, а затраты
на ТО 2 руб/(чел-ч), то общие потери от постановки конструкции в ТО составят С —
— 6,6-8 + 6,8-2 — 52,8 + 13.6 — 66,4 руб. на 1 тыс.км пробега. Основные потери
(52,8/66,4) ‘ 100	— 79% будут при этом связаны не с затратами на ТО, а с выемкой
конструкции из эксплуатации на время проведения ТО, т.е. с простоями се в ТО.
Вариант 2. Совмещение ТО элементов конструкции (рис.1Х.4, б). При совме-
щении ТО отдельных элементов стремятся максимально сократить число постановок
конструкции в ТО и разнотипность видов ТО. В рассматриваемом варианте совмеще-
ния за основу принят пробег между ТО элемента 7 конструкции. Чтобы образовать
цикл, пробег между ТО элементов 2, 3 и 4 сокращен соответственно до 5, 10 и
20 тыс.км; /ц = 20 тыс.км. В циклограмму ТО входят три вида ТО: ТО-1 элементов
1 и 2 с суммарной трудоемкостью 01 = 8 + 16 = 24 чел-ч,ТО-2 элементов 7, 2 и 3 с
Qi — 8 + 16 + 32 - 56 чел-ч и ТО-3 элементов 1,2, J и 4 с (2з = 8 + 16 + 32 + 24 =
= 80 чел-ч. За цикл = 20 тыс.км проводится четыре ТО. Число постановок конст-
рукции в ТО составляет 4/20 = 0,2 на 1 тыс.км пробега, т.е. снижено но сравнению с
вариантом 1 в 0,39/0,2 = 1,95 раза. Поз ери времени линейной работы, связанные с по-
становкой конструкции на ТО, равны за цикл 15-4 — 60 чили 60/20= 3 ч на 1 тыс.км
пробега. Трудоемкость ТО за цикл Q = 2Q] + Qi + Q$ = 2-24 + 56 + 80 = 184 чел-ч,
или 184/20 = 9,2 чел-ч на 1 тыс.км пробега, т.е. в 9,2/6,8 = 1,35 раза выше по сравне-
нию с вариантом 1. Общие затраты, связанные с постановкой конструкции в ТО по
варианту 2, составляют С = 60-8+ 184-2 =480 + 368 — 848 руб., или 848/20=42,4 руб. на
1 тыс. км пробега, т.е. (на 1 - 42.4/66,4) 100 = 36% ниже по сравнению с вариан-
том 1.
Вариант 3. Совмещение ТО элементов конструкции (рис.1Х,4, в). За основу
взят пробег между ТО элемента 3 конструкции. Чтобы образовать цикл, пробег между
ТО элементов 1, 2 и 4 сокращен соответственно до 3,25; 6,5 и 26 тыс.км; /ц =
= 26 тыс.км. В циклограмму ТО входят четыре вида ТО. ТО-1 элемента 1 с трудо-
емкостью 01 = 8 чел-ч, ТО-2 элементов 1 и 2 с Qi = 8 + 16 = 24 чел-ч, ТО-3 элемен-
тов 7, 2 и 3 с Qi = 8 +16 + 32 = 56 чел-ч и ТО-4 элементов 1,2, 3 и 4 с Q^ — 8 + 16 +
+ 32 + 24 — 80 чел-ч. Всего за цикл (ц — 26 тыс км проводятся восемь ТО или 8/26 =
— 0,3 на 1 тыс.км пробега, т.е. число постановок конструкции в ТО снижено по срав-
нению с вариантом 1 в 0,39/0,3 — 1,3 раза, а по сравнению с вариантом 2 больше в
0,3/0,2 =1,5 раза. Потери времени линейной работы, связанные с постановкой кон-
струкции на ТО, равны за цикл 15-8 = 120 ч. Трудоемкость ТО за цикл Q = 401 +
+ 202 + 0з + 04 — 4-8 + 2-24 + 56 + 80	216 чел-ч, или 216/26 = 8,3 чел-ч на
1 тыс.км пробега, т.е. составляет 8,3/9.2 = 0.9 по сравнению с вариантом 2. Общие
затраты, связанные с постановкой конструкции в ТО по варианту 3, составляют С =
= 120-8 + 216-2 = 960 + 432 = 1392 руб., или 1392/26 = 53,5 руб. на 1 тыс.км про-
бега,т.е.на (1 - 53,5/42,4) 100 — 26% выше по сравнению с вариантом 2.
Вариант 4. Совмещение ТО элементов конструкции (рис.1Х.4, г).
За основу взят пробег между ТО элемента 4 конструкции. Чтобы образовать
цикл, пробег между ТО элементов 1 и 2 сокращен до 4,5 и элемента 3 до 9 тыс.км;
/ц = 27 тыс.км. В циклограмму ТО входят три вида ТО: ТО-I элементов 7 и 2 с трудо-
емкостью 01 = 8 + 16 = 24 чел-ч, ТО-2 элементов 7, 2 и J с 02 = 8 + 16 + 32 = 56 чел-ч
и ТО-3 элементов 1,2, 3 и 4 с 0з = 8 + 16 + 32 + 24 _ 80 чел ч. За цикл /ц = 27 тыс км
проводится шесть ТО, те. число постановок конструкции в ТО составляет 6/27 - 0,22
на 1 тыс.км пробега. Потери времени линейной работы, связанные с постановкой кон-
струкции на ТО, равны за цикл 15-6= 90 ч.Трудоемкость 1’0 за цикл 0 - 301 + 20-2 +
356

+ Q3 = 3-24 + 2-56 + 80 — 264 чел ч. или 264/27 = 9,8 чел-ч па 1 тыс.км пробега; об-
щие потери, связанные с постановкой конструкции в ТО за цикл С - 90-8 + 264-2 —
- 720 + 528 = 1248 руб , или 1248/27 — 46,2 руб на I тыс.км пробега, ’т.е. на
(1 - 46,2/42,4) 100 - 8,9% выше по сравнению с вариантом 2.
Таким образом, наиболее выгодным по затратам оказывается вариант 2 системы
ТО, хотя в нем принятые периодичности ТО элементов 2, ? и 4 существенно ниже рас-
четных. Это объясняется тем, что в нем максимально сокращено число постановок
конструкции в ТО и за счет этого - потери линейного времени работы ее в эксплу-
атации.
Существенный недостаток выбора периодичности ТО и ремонтов по
расчетной вероятности безотказности работы состоит в отсутствии прямого
учета экономических критериев: связь между Р(1) и экономической эффек-
тивностью эксплуатации технических устройств существует, но выявление
ее характера требует специальных исследований. Расчет периодичности ТО
и ремонтов по вероятности безотказной работы ие учитывает затрат време-
ни и трудоемкости ТО и ремонтов, экономические потери от срывов нор-
мального функционирования технических устройств и тд. Поэтому ис-
пользуют и другие модели обоснования выбора периодичности ТО и ре-
монтов.
Периодичность ТО, соответствующая заданной вероятности исправного
состояния P(t) с учетом восстановления [среднего времени восстановле-
ния Тв, см. (IX.5)] ;
Р([) = кг + (\-kr)exp[-t/(krTJ],	(IX.12)
где кг — коэффициент готовности технического устройства [см. (IX.4)] .
Задаваясь кг и P(t) и зная Гв, по (IX. 1 2) находят наработку г, которую
приравнивают искомой периодичности ТО.
Если считать отдельные виды отказов технического устройства незави-
симыми, а поток отказов случайным (что справедливо при внезапных от-
казах, наступление которых не зависит от износа и связано в основном с
внешними воздействиями, не зависящими от принятой системы ТО и ремон-
тов)^. то их можно описать экспоненциальной моделью, в соответствии с кото-
рой плотность вероятности наступления отказов f(t),вероятность безотказ-
ной работы P(t), интенсивность отказов X(f) и средняя наработка на отказ
M(t) определяются в функции наработки уравнениями:
f(t) = Хе~Л/; P(t) = e~Xt; Х(/) = const;	(IX.13)
Особенность экспоненциальной модели состоит в том, что интенсив-
ность отказов принимается в ней не зависящей от наработки г, т.е. наступ-
ление отказа в любой момент времени или пробега принимается равнове-
роятным. Определяя экспериментально интенсивность отказов Х(г) и зада-
ваясь вероятностью безотказной работы P(t}, по (IX.13) находят периодич-
ность П технических обслуживании рассматриваемого технического устрой-
ства как П С t.
Оптимальную периодичность ТО технического устройства можно най-
ти также сравнением требующихся затрат на его плановые и случайные ре-
монты с учетом потерь, связанных с прекращением нормального функцио-
357

нирования (в частности, потерь от дезорганизации движения н простоев).
С увеличением наработки t между плановыми ТО и ремонтами затраты
Сп на ннх уменьшаются (рнс.1Х.5), но растут' затраты Сс на случайные ре-
монты н потери, связанные с прекращением нормального функционирова-
ния технического устройства. Кривая С суммарных затрат имеет точку ми-
нимума, которая и определяет оптимальную наработку Топг технического
устройства на ТО илн ремонт. Трудности практического использования
этой методики состоят в большой сложности построения зависимостей
Сп(7) и Сс(0> поскольку это требует длительных и не всегда допустимых
условиями безопасности экспериментальных статистических исследований.
Наработку Гогтг можно определить также аналитически из уравнения
<	„'i гопт
{/еопт)IIЧ г [dt +
+ l"[l-/ZronTH -С„/Сс = 0.	(IX.14)
Уравнение (IX. 14) имеет решение прн любых законах распределения
f(t). Например прн экспоненциальном законе распределения f(t)= 1 — е~^
оно получает вид
^0ПТ-Чпт - 1-Cn/Q= °-	<1х-15)
При законе распределения Вейбулла, который используют для описа-
ния постепенных отказов, проявляющихся в результате постепенного на-
копления износа, а также действия нескольких факторов - постепенного
старения, конструктивных недостатков, перегрузок и др., действие кото-
r	-at&
рых накладывается друг на друга, f(t) — 1 — е , где а н (3 - эксперимен-
тально устанавливаемые параметры распределения, уравнение (IX. 14)
имеет вид
/? 1	Гопт в
(«^ОПТ /ё ОПТ) Г e~at dt+at^-Cn/Cc = 0.	(IX.16)
Важно отметить, что (1Х.14)-(1Х.16) можно использовать для опреде-
ления оптимальной периодичности ТО и ремонтов всех элементов техниче-
ских устройств, кроме Обеспечивающих безопасность движения ПС, так как
для последних нельзя учитывать только минимум удельных потерь, по-
скольку экономические соображения имеют для ннх подчиненное значение.
При определении оптимальной периодичности ТО по средней наработке
п
на отказ = (\/п) S tit где Z, - наработка на отказ ьго технического уст-
ройства из партии и, искомую периодичность П можно найти в общем слу-
чае по формуле
Л=*Опт'ср.	(IX.17)
где &01ТГ — коэффициент оптимальности, устанавливаемый расчетом.
358

Рис.IX.5. Зависимость затрат на плано-
вые Сп и случайные Сс ремонты от про-
должительности межремонтного периода
t плановых ремонтов
Рис.1Х.6. Зависимости коэффициента оп-
тимальности KQ от отношения Сп/Сс
затрат на плановые и случайные ремонты:
а - для закона нормального распределе-
ния (7 — при Vv ~ ОД; = 0,2;
з - Vв = 0,3; 4 - ръ = 0,4; 5 - Рв =
= 0,5); б - для закона распределения
Вейбулла (7 — при (3 — 0,1; 2 - /3 =
= 0,2; 3 - /3 = 0,3; 4 - 3 - 0,4) ; в -
для экспоненциального закона распреде-
ления
Зависимости коэффициента оптимальности &опг от Сп/Сс при различ-
ных значениях коэффициента вариации «в = а/(о — среднеквадратичное
отклонение наработки 7) приведены на рис.IX.6: для нормального закона
распределения (рисДХ.6, а), распределения Вейбулла (рис.1Х.6, б) и экспо-
ненциального закона распределения (рис.IX.6, в). Общий характер этих
кривых показывает, что с увеличением отношения Сп/Сс коэффициент
оптимальности ^опт возрастает, т.е. оптимальная периодичность ТО прибли-
жается к средней наработке на отказ. Это свидетельствует о том, что повы-
шение затрат на ТО с целью более полного выявления и устранения неис-
правностей обеспечивает рост эффективности предупреждения отказов и
возможность увеличения периодичности ТО. Наиболее простой вид имеет
зависимость	/Сс) при экспоненциальном законе распределения
(рисДХ.6, в), так как она не зависит от коэффициента вариации. Установив
отношение Сп/Сс, по кривым рис,IX.6,в находят коэффициент fcotrr н затем
оптимальную периодичность ТО:
П ~ ^опт^ср “ ^опт 0 А),	(IX.18)
где X — параметр распределения.
359

В реальных условиях эксплуатации фиксируют обычно только отказы,
хотя им всегда предшествуют те или другие неисправности. Для уверенно-
го определения оптимальной периодичности ТО и ремонтов требуется знать
среднюю наработку изделия на неисправность гн и среднюю наработку /0,
необходимую для развития из неисправности отказа. В результате статисти-
ческого наблюдения за работой в эксплуатации изделий (выборки)
можно определить суммарное количество нн неисправностей, обнаружен-
ных при проведении ТО и ремонтов, и отказов но рассматриваемых уст-
ройств. Так как неисправности предшествуют отказам, то общее число не-
исправностей за период наблюдения будет п = пн + nQ. Если под наблюдение
поставлено /Vo устройств и период наблюдения равен Z, то их суммарная на-
работка Т ~ tWo. Используя полученные данные, можно определить:
математическое ожидание наступления неисправности
7н “	+
математическое ожидание отказа, включающее наработку /н
правность и наработку г'о на развитие из неисправности отказа:
т Т _ Т"н
‘О — Ч) 'н	------ --------------•
По па+п0 п0(пн + п0)
Средние интенсивности развития неисправностей и отказов
ственно
Хн = 1/^н = («н+«о)/Г; Хо = 1/Д = «о (»н + йо)/СГлн).
Оптимальная периодичность допт, обеспечивающая наибольшее разре-
жение потока отказов (максимум вероятности выявления неисправности
и невозникновения отказов), зависит от наличия или отсутствия корреля-
ционной зависимости между наработками и t'o на неисправность и отказ.
Определить коэффициент корреляции между ними обычно не представляет-
ся возможным, так как точные значения пар tH и t'o неизвестны. Поэтому
проводят два расчета периодичности /О11Г: первый в предположении неза-
висимости /н и t'Q и второй в предположении линейной зависимости между
ними, т.е. прн коэффициенте корреляции г — 1. Истинное значение опти-
мальной периодичности Zoirr находится в интервале, полученном при этих
расчетах. При Хн/Х0 > 2 корреляционная связь между /н и l'Q настолько ма-
ла, что ее можно не учитывать.
При независимости наработок на неисправность и отказ вероятности
Рн о появления в период между ТО неисправности и невозникновения от-
каза, Рн невозникновения неисправности и Ро наступления отказа опреде-
ляются по формулам:
Лио<0 =	- М) (е"Л°'- <ГХ"');
(IX.23)
P„(Z) =гХ“'; P0(Z) = !-Рн.о(0 -/>„(/)•
(IX.19)
на неис-
(IX.20)
(IX.21)
соответ-
(1Х.22)
360

Оптимальная периодичность ТО, определяемая максимумом вероят-
ности появления неисправности, но невозникновения отказа,
^опт (Хн/Хо) I (Хн Хо ) •
(IX.24)
При линейной зависимости случайных величин 7Н и t'o соответственно
Ко (0 = е Х°' - е ; z„irr = (Хн/\, +
+1)1п(ХнАо+ '(/(MW
(IX.25)
Формулу (IX.25) используют при наличии сильной корреляции между
/н и t'o, т.е. когда коэффициент корреляции г % 1. При Хн/Х0 2 корреля-
цию можно не учитывать и при вычислении периодичности ТО использовать
формулу (IX.24).
Пример IX.2. Пусть за время наблюдения в течение наработки L — 300 тыс.км в
партии из 10 вагонов обнаружено 30 неисправностей и имели место 5 отказов. Опреде-
лить оптимальную периодичность ТО.
Решение. По формулам (IX.19)-(1Х.22) определяем статистические характеристи-
ки двух стадий развития отказов: наработки на неисправность и на развитие из неис-
правности отказа:
/й = L/(nH + nJ = 300 103/[10-(30 4-5) ] = 855 км;
Хн = 1/*и = 1/855 = 1,17-Ю-3 1/км;
l0 = L/п = 300103 / (10-5) = 6000 км;
хо = ^о = 1/6000 = 1,167-Ю-31/км.
Для оценки точности этих характеристик задаемся уровнем доверительной веро-
ятности а — 0,8-Ю,95 и определяем соответствующие ей верхние и нижние доверитель-
ные границы, оцениваемые коэффициентами корреляции гв и гн. Если принять, что
случайные числа лн и nQ распределены по закону Пуассона, то, используя соответст-
вующие таблицы, при а = 0,9 и — 30 + 5 ~ 35 получим коэффициент корреляции
гв(и) ~ 1>265 игН(Н) - 0,795, а при а - 0,9 и nQ ~ 5 соответственно г 0	- 2,05 и
гн (о) = О’54- Доверительные границы /н и lQ при этом будут:
'нГ'ЖЮ - 0,795-855 ~680 км; ZHJ} =rB(H) /н = 1,265-855 * 1081 км;
/О.Н = ГИ(О) 1о = 0,54-6000 = 3240 км; ?OJJ - rB (о) lQ = 2,05 -6000 = 12300 км.
Поскольку р ~ Хн/Хо = 1,17/0,167 = 7 >2, корреляционную связь между I и
/0 можно не учитывать. Оптимальную периодичность ТО определяем по (IX.24):
/Опг = [1п(Хи/Х0)]/(Хн^Х0) - 1лр/[Х0<р-1) J = Д(р)/Хо =
= 0,324/ (0,167-Ю-3) = 1940 км,
где Д(р) ~ 1пр/(р~1) = 1п7/(7 -1) - 0,324 - функция р.
В расчете на нижнюю доверительную границу величин /н и lQ получим:
Хн н = 1/1 „ н = 1 / 680	1,47-10 3 1/км;
о.И	Н.П
Хп „ = 1 / н = 1 / 3240 = 0,39-10-3 1/км;
U.tl	(J. Il	17
р = Хн.н/Хо.н 1 >47 / 0,39 - 3,78 >2;
Др = 1вр/(р - 1) = In 3,78/(3,78 - 1)= 0,477;
Zom = Др/Хо н= 0,477 / (0,39-10-3) = 1220 км.
361

Чтобы принять окончательное решение о периодичности ТО, целесообразно по-
строить функции (/), Рн о (/) и 7’0(0 и исследовать характер их поведения вблизи
полученной точки 1от, а также учесть организационные и другие соображения. В част-
ности, в нашем случае, учитывая среднесуточный пробег подвижного состава /	=,
— 250 км, целесообразно назначить периодичность ТО /опт = 250-7 = 1750 км, т.е!
направлять ПС в ТО один раз в неделю.
Оптимальному варианту периодичности ТО и ремонта должно соответ-
ствовать максимальное использование технических средств для эксплуата-
ционной работы при минимальных затратах на ТО и ремонт. Математиче-
ская модель этого условия записывается уравнением:
'Z'CJQ = минимум или 'ZCJL - минимум,	(IX.26)
где ZQ — сумма расходов на ТО и ремонт технического устройства за рас-
четный период или срок полной амортизации (выполненный за этот период
объем работы, пробег или другой измеритель использования устройства).
§ IX.3. Показатели полноты диагностирования
и контролепригодности технических устройств
Качество ТО и ремонта определяется рядом организационных и техно-
логических факторов, но одним из наиболее важных является правильное
установление требующегося объема крепежных, регулировочных и восста-
новительных работ на основе возможно более полного выявления неисправ-
ностей технических устройств. Процесс определения технического состоя-
ния технических устройств (объектов) с определенной точностью называ-
ют техническим диагностированием: совокупность предписаний о прове-
дении диагностирования, устанавливающую состав и порядок проведения
элементарных проверок объекта диагностирования и правила анализа их
результатов - алгоритмом диагностирования, а совокупность средств и
объекта диагностирования и при необходимости исполнителей, осуществля-
ющих диагностирование по установленному алгоритму', — системой техни-
ческого диагностирования. Полное выявление неисправностей техниче-
ских устройств на момент ТО или ремонта практически невозможно, что
приводит к снижению качества ТО и ремонта и росту потока их отказов в
эксплуатации. Поэтому важнейшей задачей организации ТО и ремонта явля-
ется установление технико-экономическими расчетами степени полноты ди-
агностирования технических устройств.
В соответствии с ГОСТ 23564-79 для оценки систем диагностирования
технических устройств прн ТО и ремонте используют следующие показа-
тели: вероятность правильного диагностирования D - полная вероятность
того, что система диагностирования определяет именно то техническое сос-
тояние, в котором действительно находится объект диагностирования; ве-
роятность Pi  ошибки диагностирования вида (/, /) — вероятность сов-
местного наступления двух событий: объект диагностирования находится в
техническом состоянии i, а в результате диагностирования считается нахо-
дящимся в состоянии / (прн i - j показатель Р; ; - вероятность правиль-
ного определения технического состояния объекта диагностирования);
362

апостериорная вероятность ошибки диагностирования Pf  — вероятность
нахождения объекта диагностирования в состоянии i, когда в результате
диагностирования получеи ответ, что он находится в состоянии 7 (при i =
= / показатель Pf.- — апостериорная вероятность правильного определения
технического состояния объекта); средняя оперативная продолжительность
диагностирования та — математическое ожидание оперативной продолжи-
тельности однократного диагностирования; средняя стоимость диагнос-
тирования Сд — математическое ожидание стоимости однократного диаг-
ностирования; средняя оперативная трудоемкость диагностирования S& —
математическое ожидание оперативной трудоемкости проведения однократ-
ного диагностирования; глубина поиска дефекта L (по ГОСТ 20911—75) —
характеристика поиска дефекта, задаваемая указанием составной части объ-
екта диагностирования или ее участка, с точностью до которых определя-
ется место дефекта.
Вероятность ошибки диагностирования вида (/, /)
pt j = р? ^pfp^, = дph'	*|х-27>
где Р? — априорная вероятность нахождения объекта диагностирования
в состоянии i; к — число технических состояний средства диагностирования;
Р^ — априорная вероятность нахождения средства диагностирования в сос-
тоянии /; РУ { {— условная вероятность того, что в результате диагностиро-
вания объект’ диагностирования признается находящимся в состоянии /,
тогда как он находится в состоянии i при условии, что средство диагности-
рования находится в состоянии I; — условная вероятность получения
результата ’’объект диагностирования находится в состоянии 7” при усло-
вии, что средство диагностирования находится в состоянии I; Р*. { — услов-
ная вероятность нахождения объекта диагностирования в состоянии 7, ког-
да средство диагностирования находится в состоянии / и получен резуль-
тат, что объект диагностирования находится в состоянии /.
Оценка вероятности ошибки диагностирования вида (7, 7)
hi = р°,	(|Х-28)
где 7V. _ общее число испытаний системы диагностирования (под испыта-
нием понимают диагностирование объекта, находящегося в состоянии 7,
средством или средствами диагностирования, находящимися в состоянии
/); г ц— число испытаний, при которых система диагностирования за-
фиксировала состояние /. Вероятности Р? (i = 1,2,..., т) н Р^ (I =
~ 1,2,..., к) можно определять методами теории надежности.
Если состояние объекта диагностирования определяется совокупностью
п независимых диагностических параметров н средство диагностирования
различает 2” состояний объекта диагностирования, то вероятность
ри = Р,р>	<|Х29)
363

где fivi ~	~ а» р если в состояниях i и / объекта диагностирования
диагностический параметр у находится в поле допуска, а средство диагнос-
тирования - в состоянии Z; р	если в состоянии i объекта диаг-
ностирования диагностический параметр v находится в поле допуска, в сос-
тоянии / - вне его, а средство диагностирования - в состоянии /;
= если в состоянии i объекта диагностирования диагностический
параметр v находится вне поля допуска, в состоянии / — в поле допуска, а
средство диагностирования - в состоянии /; v[ = 1— Ру — если в
состояниях i и у объекта диагностирования диагностический параметр v
находится вне поля допуска, а средство диагностирования - в состоянии /;
Pv — априорная вероятность нахождения диагностического параметра v
в поле допуска; — вероятность нахождения диагностического парамет-
ра г в поле допуска, когда он считается находящимся вне поля допуска,
а средство диагностирования находится в состоянии I;	/ — вероятность
нахождения диагностического параметра v вне поля допуска, когда его
считают находящимся в поле допуска, а средство диагностирования нахо-
дится в состоянии I.
В системах диагностирования, предназначенных для проверки работо-
способности (при различении т = 2 состояний объектов диагностирова-
ния), возможны ошибки диагностирования видов (1,2) и (2,1). Индексы
i = 1 (/ - 1) соответствуют работоспособному иг' — 2 (j = 2) — нерабо-
тоспособному состояниям объекта. Вероятность диагностирования вида
(1,2) — вероятность Р^ 2 нахождения объекта диагностирования в работо-
способном состоянии, когда диагностируется как находящийся в нерабо-
тоспособном; вероятность ошибки диагностирования вида (2,1) — веро-
ятность Ру 1 нахождения объекта диагностирования в неработоспособном
состоянии,’когда диагностируется как находящийся в. работоспособном:
Л.2 =	= Д	(1Х.Зо1
к	к
P = Р° 2 РС РУ = У РсРа РВ	HY1H
2,1	2/^1Г/Г1,2,/ I 1.Р	(IX.31)
где Р _ априорная вероятность нахождения объекта диагностирования в
работоспособном состоянии; РУ2 . z - условная вероятность признания
объекта диагностирования в неработоспособном состоянии, когда он нахо-
дится в работоспособном состоянии, а средство диагностирования — в сос-
тоянии /; ^2 / ~ условная вероятность признания нахождения объекта диаг-
ностирования в неработоспособном состоянии при нахождении средства
диагностирования в состоянии /; Р\21 - условная вероятность нахожде-
ния объекта диагностирования в работоспособном состоянии в то время,
когда он диагностируется как неработоспособный, а средство диагности-
рования находится в состоянии /;	— априорная вероятность нахождения
объекта диагностирования в неработоспособном состоянии; Р\ 2 i — Ус"
повная вероятность признания объекта диагностирования находящимся в
работоспособном состоянии, когда на самом деле он находится в неработо-
способном состоянии, а средство диагностирования - в состоянии /;
I — условная вероятность признания объекта диагностирования нахо-
364

дящимся в работоспособном состоянии, когда средство диагностирования
находится в состоянии I; P* f — условная вероятность признания объек-
та диагностирования находящимся в неработоспособном состоянии, когда
на самом деле он находится в работоспособном состоянии, а средство диаг-
ностирования — в состоянии 1.г
Если состояние объекта диагностирования определяется совокуп-
ностью п независимых диагностических параметров, то
к „ п	п
Р = 2 Pf [ П Р- П (/>р(1Х.32)
*’2 ;=, ' Р=1 v V=1 "
к п	п
л.,= м р>1Л ~ +V “ /',1 • (1ХЗЗ)
При проверке работоспособности объектов диагностирования, когда
средство диагностирования может находиться в одиом из трех состояний:
I = 1 — работоспособном при правильной индикации своего состояния;
1=2 — неработоспособном, при котором средство диагностирования фик-
сирует работоспособность объекта диагностирования независимо от его
фактического состояния; 1=3 — неработоспособном, прн котором сред-
ство диагностирования фиксирует неработоспособность объекта диагности-
рования независимо от его фактического состояния, вероятности ошибок
диагностирования видов (1,2) и (2,1):
р	—р^рСру	+»орс_рспа пв «+рСрв	.	ИХ 34)
1,2	Г1Г1Г2,1,1	1 3	Г1 2,1	1,2,1	3.1,2,3’	UA.jhj
р	= рсрУ	+р°рс = р£р* р* +РСРЪ	(IX 35)
*2,1	Г2^Г 1,2,1	2Г2	1 1,1	2,1,1	2Г2,1,2'
Если состояние объекта диагностирования определяют совокупностью
п независимых диагностических параметров, а средство диагностирова-
ния может находиться в состояниях I = 1,2 и 3, то вероятности ошибок
п	п	„ п
Л 2=^1 п pv- П (Pp-apl)J +Р3С п pv,	(IX.36)
1	р-1	у л	-’p=i
п	п
Р2,. =/>1 [	- Лг - Vl)] +
п
+ АС(1- П Pv),	•	(IX.37)
~ v~ 1
причем, если при диагностировании диагностический параметр и = 1,2,,../?,
не проверяют, то - 0 и - 1 — Р».
В тех случаях,’когда можно пренебречь возможностью открытых от-
казов средства диагностирования, т.е. Рс^= 1 иР^ = Р^ = 0, вероятности оши-
бок соответственно:
2= п"/р-	(|х-38>
р= 1	р— 1	’L
365

Р2Д =	Vl +	<1Х'39’
Апостериорная вероятность ошибки диагностирования вида (7, /)
л	т
Fu=FJ^.r	<1Х40>
Вероятность правильного диагностирования
т	т	т
D = 2 Р-.= 1 _ S S А ..	.	(IX.41)
7=1	’’	i=\	Fl	’’
Оценка вероятности правильного диагностирования
а	т	л	т	т
£> = S	А.	. = 1 - S	S A,..	(IX.42)
7=1 lJ	i=l /=1
i*i
Применительно к системам диагностирования, предназначенным для
проверки работоспособности, т.е. различающим т = 2 состояний объектов
диагностирования, вероятность правильного диагностирования
D = 1 -	2 “ ?2 1 ’	(1Х.43)
где Р. 2 и А, 1 определяют по (1Х.30)-(1Х,37).
Если состояние объекта диагностирования определяют совокупностью
п независимых диагностических параметров и средство диагностирования
различает 2" состояний объекта диагностирования, то вероятность правильно-
го диагностирования
к п
D= ? Р? п (l-а а ).	<1X44)
Если средство диагностироваиия находится в одном из состояний I =
= 1,2,3, то вероятность правильного диагностирования
„ п	п	п
D= Р\ П (1-а	0	)+/>' П PV*P‘ П (!+/>„).	(1Х.45)
1 т>—1	zp=l ?Р=1
Если можно пренебречь возможностью открытых отказов средства ди-
агностирования, вероятность правильного диагностирования
п
о= п (1-^! -Рр1).	(IX,46)
Средняя оперативная продолжительность диагностирования
т	т к
\ =	= ^F°i (,Х47>
где т. - средняя оперативная продолжительность диагностирования объ-
екта, находящегося в состоянии i (включает продолжительности выполне-
ния вспомогательных операций диагностироваиия и собственно диагности-
366

роваиия); т. 1 — оперативная продолжительность диагностирования объек-
та. находящегося в состоянии i при условии, что средство диагностирова-
ния находится в состоянии I.
Оценка средней оперативной продолжительности диагностирования
N т
Т = (1/X) S S г,. Р»,	(1Х.48)
д	«=1 1=1 *
где г	— оперативная продолжительность диагностирования объекта, на-
t о
годящегося в состоянии i при g-м испытании.
Средняя стоимость диагностирования
С д	= £ СР° = £ Р° X С ,р?,	(1X 49) i =1 1 1	z=l 1 1=1	1
где Ci — средняя стоимость диагностирования объекта, находящегося в
состоянии i; С. ( — стоимость диагностирования объекта, находящегося в сос-
тоянии i, когда средство диагностирования находится в состоянии I. Вели-
чина Q включает в себя амортизационные отчисления, затраты на эксплуа-
тацию системы диагностирования и стоимость износа объекта диагностиро-
вания.
Средняя оперативиая трудоемкость диагностирования
щ	т Л к	.
S = S S -Р° = s 5 itPf,	(IX.50)
д i =1 Д’1 1 f=l 1 /=1 Д’2д/
где 5 - - средняя оперативная трудоемкость диагностирования при нахож-
дении объекта в состоянии i; { - оперативная трудоемкость диагности-
рования объекта, находящегося ’в состоянии i при условии, что средство
диагностирования находится в состоянии I.
Оценка средней оперативной трудоемкости диагностирования
а	/V т л
5 = (1/Л) 2 2 S Р°,	(1X51)
®	д=11=1
где S -	— оперативная трудоемкость диагностирования объекта, находя-
щегося’ в состоянии i при q-м испытании.
Пример IX.3. Объектом диагностирования (ОД) является система, состоящая
из блоков 1 и 2. Система диагностирования определяет техническое состояние ОД с
глубиной поиска дефекта до блока, т.е. фиксирует работоспособное и неработоспособ-
ное состояния каждого блока. Техническое состояние блоков определяют совокуп-
ностью четырех диагностических параметров (ДП) (табл.1Х.5). Анализ статистиче-
ских данных показал, что все ДП имеют нормальное распределение с математически-
ми ожиданиями, совпадающими с номинальными значениями ДП, и средними квадра-
тическими отклонениями Оп у (где Ц — номера блоков, V — номер ДП). Средства
Диагностирования (СД) характеризуются погрешностями измерений ДП, имеющими
нормальное распределение с нулевыми математическими ожиданиями и средним квад-
ратическим отклонением Ofi значения которых приведены в табл.IX.5. Анализ
отказов, возникающих в СД,’ показал, что при диагностировании СД могут находить-
ся: с вероятностью Р^ — 0,97 в состоянии I =- 1, с Р$ — 0,01 в состоянии / = 2 ис
/’з — 0,02 в состоянии / = 3. Характеристики технических состояний объекта диагнос-
тирования приведены в таблЛХ.6. Систему диагностирования обслуживают два опера-
тора, а собственно диагностирование — один. Определить априорные вероятности рабо-
тоспособности каждого из блоков ОД, вероятности ошибок диагностирования вида
(1,2) и (2,1), вероятность правильного диагностирования ОД при проверке работо-
способности, среднюю оперативную продолжительность, трудоемкость и стоимость
диагностирования.
367

Т а б л и ц а IX.5
Блок	Диагности-	Номиналь-	Предельное
	ческий пара-	ное значение	отклонение
i i	метр	1 •	AjU;p(°p, р)
Среднее квадратическое
отклонение
диагности-	погрешности
ческого па-	измерения
раметра	V

1 *	1 1-2	1 1-3 1-4	*	25 2,5 35 85	20 3 ±15 + 15	2,6 0,25 6,0 6,25	0,39 0,03 0,12 0,94
i	2-1	45 0	>	400	27,8	2,78
	2-2	2	3	0,42	0,08
Z * 1	2-3	85	±15	6,25	0,62
•	2-4 I	35 i	±15 I	5,76	Не проверяют 1
				Таблица IX.6 |	
Номер	Техническое	I Продолжительность		Средняя	! Вероятность 1
техни-	I состояние			। стоимость	технического 1
чес ко-	од	> собственно	вспомога-	диагности-	1 состояния
го сос-		: диагностиро-	тельных one-	। рования	Л°
тояния		‘ вания т -	радий ди аг-	С-, усл,ед.	
од			ностирова-		
—						i
1	11	0,1	0,5	1,0	0,8595
2	10	0,2	0,7	1,5	0,0645
3	01	0,2	0,8	1,8	0,0707
4	00	0,4	1,0	2,2	0,0053
Решение. Определяем нормированные характеристики р диагностических па-
раметров с одно- и двусторонним допусками соответственно:
Вычисляем вероятности нахождения диагностических параметров в поле допуска:
Г
_ xu,v~y
1	2	2 n,V 2	00	?
aMPl = ,—	* е ( f е~' l2dt + J е~‘ l2dt]dy:
368	Zp,P

/ _ у
1	2 ztiy ,
0д,р2-= ~ | J е~У /2[ J е~* /2dt]dy +
1 -ОО	у _у
<	_ лм,р л
Z цу
У-ау-У
+ оо	2	| 1
+ J (	/	е~‘ l2dt]dA
*уу *liy~y	J
Определяем априорную вероятность v того, что диагностический параметр
находится в допустимых пределах по диагностическим параметрам с одно- и двусто-
ронним допусками: •
Рд,14	0,5 + Фо (Х^Р1);
Руу2 ~ 2<^°(\i,P2>’
а 2
где Фо (а) = (1/v^) J е * /2dt - нормированная функция Лапласа.
О
Определяем априорную вероятность работоспособности каждого блока ОД
РР = P^v'
Определяем для
каждого
1,2,Д “ ад,1
Р2,1У	^Д,1
4
П
Р=1
блока вероятности 2 Д и ^2 1 Д По ^.32) и (IX.33):
(рцу ~ а(лу,1 +	~ pBj ^ру.у ~ ацу,1^ ‘
Г)
Вероятность правильного диагностирования ОД по (IX.45)
2	2	2
f П (1-% 1 - Р + Рэ »П Ри + Р\ П (1-^и) - 0,9325.
1 Д=1	2Д=1	5 fi=l М
Для сравнения определяем вероятность правильного диагностирования при про-
верке работоспособности ОД, предварительно по (IX.36) и (IX.37) вычислив вероят-
ности
г 2	2	А 2
л.2 = ^ (дуд-д^ ‘vw1^?/^ 0'03825;
i ",	- “M.i * Здд’ - Д	- “дд’ 1 +
+ рС (1 _ п Р ) = 0 0234.
J	Д-1 М
Вероятность правильного диагностирования при проверке работоспособности по
(IX.43) D = 1 - Р12 - Р2 1 - 0,9383.
369
24-1962

По (IX.29) находим члены матрицы вероятностей ошибок диагностирования та-
кого вида (4 /):
2	2
Р, , = Р,' П (Р - а ) + П Р, 
1,1	1М=] М ДЛ 2Д=1 М
Pl,2=Pf (Р1 -а1,1)С2,1-
^1,3 = Р?1,1(Р2-а2,1)-
с 2	2
Р\ 4 = Л П, « 1 + Р3 П	Р ;
1 л 1 Д=1 МЛ 3 М=1
Р2Л = ^<Р1
Р2,з" РГа1,1^2,р
/,2.4=<й1,1(1-/,2-02,1>+'>3,’1
Ч1 = Р1₽1.1(,,2-Я2.1)+Р2<1-Р1)Р2:
Р3,2 = /’1^1,1а2,1;
P3,3=PlC<1-f'1-/Jl,l)<f2-a2,l’-.
Р3,4’ Pl<l-Fl-	W’
„2	с 2
Р4,2 = Р1^1,1	- Р1 ~ ^2,1» •
Р4,3 = Р1 (1 " Р1 " ^1,1,(32,1 ’
с 2	'2
Расчетом получим матрицу вероятностей ошибок диагностирования:
	0,82125	0,00770	0,01323	0,01646	
|р4/ 1 =	0,01350 0,00911	0,04812 0,00008	0,00022 0,05953	0,00207 0,00198	
	0,00017	0,00050	0,00098	0,00363	-
Для сравнения определяем вероятность правильного диагностирования по фор-
4
муле D = S Р-. = 0,9325.
(=1 1’}
По (IX.40) находим члены матрицы апостериорных вероятностей ошибок диаг-
ностирования следующего вида (i, J):
Р1Д = Pi,ll z3] РЛ1; Pl,2= Pl,2!	pi,2'
л	4	и	4
Р1,3	Р1,3/	Л,3: Р1,4 " Pl,4! ElPi,4'’
370

р"4	— 2,1	4 ^2 ? 2,1	1=1	PiV	r2,2	P2,2/ ,.?!	Pi,V
РЛ = гз,з	4 Р2 2,3	1=1	Pi,^	рД _ 2,4	4 2>4 I=1	Pi^
р д — 3,1 “	4 Р^' ,= !	pi,v	рД „ r3,2	4 pз 2^ 1=1	Pi,2;
рД _ г3,3 -	Р^' ,= !	Рг,У	рл = 3,4	P^ ,1.	PC4’
р'4	= 4,1	4 Лц/ S 4,1	/=1	pi,v	P"4 — 4,2	p^'	Л-.2’
рД = *4,3	4 P4 3Z 2 1=1	pi,y	p^4	= 4,4	4 Рл л! £ 4’4 i=l	PC4‘
Расчетом получаем;
0,97301	0,13652	0,17888	0,68126
0,01579	0,85319	0,00297	0,08575
0,01079	0,00142	0,80489	0,08202
0,00020	0,00887	0,01325	0,15037
Для сравнения определяем вероятность правильного диагностирования с глуби-
ной поиска дефекта по ДП:
4	с 2
П (1 -«ЦР1	+ Р2 П
Р=1	МЛЛ ZM=1 Р=1
2
П
м=1
4
П
4
П Р^,Р
,с
3
(1 -	= 0,9306.
ГС1
2
П
д=1 Р=1
Априорные вероятности состояний ОД:
Р1=Р1РУ’ рО2= рг^-р2У, ^з= -РРР2’
ро = (1 _рр{1
Средняя оперативная продолжительность диагностирования по (IX.47):
Гу = J1i>°(Tl,I+r2,i) = 0’65 4'
Средняя оперативная трудоемкость диагностирования по (IX.50):
5Д = ,|Л<5и+52,> = 119
Средняя стоимость диагностирования по (IX.49):
4 п
С - S Р?С. - 1,1 усл.ед.
«	»-=i 1 1
Одна из важнейших характеристик технических устройств, определя-
ющая их ремонтопригодность, — контролепригодность, т.е. приспособлен-
ность к выявлению неисправностей и дефектов с максимальной полнотой
при минимальной трудоемкости и стоимости диагностических работ. Конт-
371

ролепригодность технических устройств должна обеспечиваться на стадии
разработки и предполагает необходимость аппаратурной (или программно-
аппаратурной) приспособленности изделий к диагностированию в процессе
их производства, эксплуатации и ремонта в соответствии с заданными тре-
бованиями к эффективности диагностирования, а также взаимное согласо-
вание характеристик изделий, методов диагностирования и средств диаг-
ностирования (ГОСТ 23563—79).
Контролепригодность предполагает: а) приспособленность изделия к
рациональным методам и средствам диагностирования в зависимости от
вида и назначения систем диагностирования по ГОСТ 20417—75; б) взаим-
ное согласование устройств сопряжения изделия со средствами диагности-
рования на основе широкого использования стандартизированных и унифи-
цированных устройств сопряжения (разъемов, клеммных колодок, пере-
ходников, штуцеров и др.); в) обеспечение безопасного соединения уст-
ройств сопряжения изделия и средств диагностирования, исключающего
возможность их неправильного соединения (использованием маркировки,
направляющих шпонок, смещенных отверстий и Др.), короткого замыка-
ния и учитывающего эргономические и эстетические показатели; г) обос-
нование требований к. числу, расположению и доступности устройств сопря-
жения, устанавливаемых исходя из необходимости обеспечить заданную
трудоемкость подготовки изделия к диагностированию с учетом мини-
мального демонтажа изделий (применением быстросъемных крышек
люков, одновременно соединяемых разъемов и др.); д) легкосоединяе-
мость и легкосъемность устройств сопряжения (применением быстрой и на-
дежной системы крепления устройств сопряжения, рациональной конст-
рукции разъемов, их массы, габаритных размеров и др.); обоснование
требований к специальным устройствам сопряжения, обеспечивающих ра-
циональное ограничение их номенклатуры н типоразмеров; а) установле-
ние оптимального количественного и качественного состава диагностиче-
ских параметров и рационального алгоритма диагностирования.
Обеспечение контролепригодности включает в себя формирование тре-
бований к контролепригодности изделия; разработку конструкторской
документации, необходимой для описаний и анализа изделия как объекта
диагностирования; выбор математического аппарата моделирования и раз-
работку математической модели изделия; анализ диагностической модели
и выбор диагностических параметров изделия; разработку схемы разме-
щения контрольных точек на изделии и их конструктивного оформления
(разъемы, лючкн, штуцера и т.д.); определение и оценку достигнутого
уровня контролепригодности.
Для оценки уровня контролепригодности технических устройств ис-
пользуют следующие показатели:
1.	Коэффициент полноты проверки исправности (работоспособности,
правильного функционирования) изделия
к п = А /А ,	(IX.52)
П.П ЭЛ о ’	'
vjxq А — суммарная интенсивность отказов проверяемых составных час-
тей (элементов) изделия на принятом уровне деления; А — суммарная
372

интенсивность отказов всех составных частей изделия на принятом уровне
деления.
Если интенсивности отказов неизвестны, то п =.на1/ио» где —
число диагностических параметров; и0 — число параметров технического
состояния, использование которых обеспечивает методическую достовер-
ность проверки.
2.	Коэффициент глубины поиска дефекта
п = F/R,	(IX.53)
Где F _ число однозначно различимых составных частей изделия на приня-
том уровне деления, с точностью до которых определяется место дефекта;
R — общее число составных частей изделия на принятом уровне деления, с
точностью до которых требуется определение места дефекта.
Коэффициент к п определяется по диагностирующей модели изделия.
3.	Длина теста диагностирования
L ={1,2,3,.., |Л|},	(IX.54)
где |£ | — число тестовых воздействий.
4.	Среднее время подготовки изделия к диагностированию заданным
числом специалистов
Т
в
Т + Т
у.с.п м.д.р
(1Х.55)
где Т с — среднее время установки и снятия измерительных преобразова-
телей и других устройств, необходимых для диагностирования изделия;
Тм д — среднее время монтажно-демонтажных работ на изделии, необ-
ходимых для подготовки его к диагностированию (вскрытие люков, разъ-
емов, снятие блоков и т.д.).
Если изделие состоит из к автономных составных частей, то Т* -
к
г=1
У , где Гв — среднее время подготовки г-й составной части из-
делия к диагностированию. При имеющихся данных о времени подготовки
изделия к диагностированию по каждому параметру общее время на подго-
товку изделия к диагностированию
п i	m i
Т = Ъ tl + S t1 ,
B	У-сп	;=i МЛ-Р
(IX.56)
где п, m — числа диагностических параметров и контрольных точек;
с р ~ среднее время установки и снятия измерительных преобразова-
телей и устройств, необходимых для контроля /го диагностического пара-
метра; t1 ,	— среднее время монтажно-демонтажных работ на изделии
*•	м .д.р
для обеспечения доступа к у-и контрольной точке и приведения изделия
после диагностирования в исходное состояние.
5.	Средняя трудоемкость подготовки изделия к диагностированию
S - S +5
в у.с.п м.д.р’
(1Х.57)
373

где сп — средняя трудоемкость установки и снятия измерительных пре-
образователей и других устройств, необходимых для диагностирования из-
делия; 5м — средняя трудоемкость монтажно-демонтажных работ на
изделии, требующихся для обеспечения доступа к контрольным точкам и
приведения изделия после диагностирования в исходное состояние.
Если изделие состоит из к автономных составных частей, то SB =
= Е $вГ где 5в/ — средняя трудоемкость подготовки /-и составной части
изделия к диагностированию. При имеющихся данных о трудоемкости под-
готовки изделия к диагностированию по каждому параметру общую трудо-
емкость на подготовку изделия к диагностированию определяют по фор-
муле
(IX.58)
И	т .
S = Е S + Е S}
В /=1 у.с.п  J М.Д.р’
где S1^ с п - средняя трудоемкость установки и снятия измерительных пре-
образователей и других устройств, необходимых для контроля z-ro диаг-
ностического параметра; 5УМД р - средняя трудоемкость монтажно-демон-
тажных работ на изделия для обеспечения доступа к /-й контрольной точке
и приведения изделия после диагностирования в исходное состояние.
Коэффициент избыточности изделия
к = (G - G )/G ,
и.и v и	и.и.д ' И’
(IX.59)
где G — масса или объем изделия; G „ — масса или объем составных
Jt	и.н.д
частей, введенных для его диагностирования.
7.	Коэффициент унификации устройств сопряжения изделия со средст-
вами диагностирования
*у.с =	(.1Х.60)
где 7Vy - число унифицированных устройств сопряжения; 7Vo — общее чис-
ло устройств сопряжения.
8.	Коэффициент унификации параметров сигналов изделия
*,.п = «А>	•	<1Х-6')
где 6у - число унифицированных параметров сигналов изделия, исполь-
зуемых при диагностировании; 5q - общее число параметров сигналов,
используемых при диагностировании.
9.	Коэффициент трудоемкости подготовки изделия к диагностиро-
ванию
*г.д = <5д -	'•	(IX.62)
где S - средняя оперативная трудоемкость диагностирования изделия;
5в — средняя трудоемкость подготовки изделия к диагностированию;
374

S = У + 5 , где 5	— основная трудоемкость диагностирования из-
д осн В	ОСН
делия.
10.	Коэффициент использования специальных средств диагностиро-
вания
к = (G - G )/G ,	(1Х.63)
и.с v с.д с.с.д" с.д’	4	7
где Gc — суммарная масса или объем серийных и специальных средств
диагностирования; Gc с - масса или объем специальных средств диаг-
ностирования.
11.	Уровень дифференциальной оценки контролепригодности по i-
му показателю
gt =	(1X64)
где ki — значение показателя контролепригодности оцениваемого изделия;
к& - значение - базового показателя контролепригодности.
12.	Уровень комплексной оценки контролепригодности
п
g = П	(1Х.65)
где п — число показателей контролепригодности, по совокупности кото-
рых оценивают уровень контролепригодности; В. — весовой коэффици-
ент z-ro показателя контролепригодности.
ГЛАВА X. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ГМПТ
§ Х.1. Системы технического обслуживания и ремонта
подвижного состава
Техническое обслуживание ПС ГЭТ организуют по системе периоди-
ческих регламентированных ТО и ремонтов, выполняемых с определенной
периодичностью и в объеме, установленными нормативно-технической до-
кументацией; ТО автобусов — по системе периодических регламентиро-
ванных ТО, ремонт автобусов - либо по системе периодических регламен-
тированных ремонтов, либо ремонтов по техническому состоянию (см.
§ IX.1). Вследствие технического подчинения хозяйств ГЭТ Главным уп-
равлением горэлектротр!анспорта (ГУ ГЭТ) МЖКХ союзных республик и
различных климатических условий эксплуатации принятые в них системы
ТО и ремонта ПС ГЭТ несколько различаются, хотя и близки друг к другу.
Для автобусов, эксплуатируемых Управлениями автобуса Минавтотранса
СССР, предпочтительной установлена система периодических регламенти-
рованных ТО и ремонтов, но при большом разнообразии условий эксплу-
атации допускается система ремонтов по техническому состоянию. При
375

разработке систем ТО и ремонта ПС ГМПТ учитывают терминологию
(ГОСТ 18322—78), нормируемые сроки амортизации, наблюдаемую нара-
ботку на неисправности и отказы, требования безопасности движения, уро-
вень восстановления технических параметров при ремонтах и др.
Действующая система ТО и ремонтов ПС трамвая и троллейбусов
МЖКХ РСФСР соответствует Положению о порядке планирования, начис-
ления и использования амортизационных отчислений в народном хозяйст-
ве, утвержденному Госпланом, Госстроем, Минфином, Госбанком, Строй-
банком и ЦСУ СССР. Она рассчитана на нормативный срок полной аморти-
зации для трамвайных вагонов 18 лет и для троллейбусов 14 лет при годо-
вых пробегах соответственно 60 и 55 тыс.км. Система ТО (рисА.1, а)
включает в себя регламентированные работы, выполняемые без снятия ПС
с наряда (время на их проведение предусматривают в расписании движения
поездов): ежедневное обслуживание (ЕО); первое техническое обслужи-
вание (ТО-1) — контрольно-профилактический осмотр (КПО); второе тех-
ТО-2
°) □
TQ-1
СО А	$
ШИ
1
ТО-1 Т0~1
28 суток
□
£
7 суток
6)
, Пердью цикл
О торой цикл
КР Г
СР П
тр А тр
КР-Н
^140
280 тыс км
560
СР
А тр
СР
ТР А
60 \
120
KP~J_
□
ТР
1____
240 тыс. км
300 тыс. км
тыс. км
540 'тыс. км
СР
ТР А ТР ТР
? I ? ?
1100 тыс. км, но не менее 18 лет
Тр
первый цикл
Тр О Тр 2р
Второй цикл
КР-Н
KP-T
ТР ТР □ ТР ТР ТР
195тыс. км
165 тыс. км
220 тыс.км
Рис.Х.1.
390mbic. км \
385 тыс км
но не менее 14 лет
Действующие системы технического обслуживания трам-
вайных вагонов и троллейбусов (if), ремонтов трамвайных вагонов
(6) и троллейбусов (в) в трамвайных и троллейбусных предприяти-
ях МЖКХ РСФСР
376

ническое обслуживание (ТО-2) — ревизионно-предупредительный ремонт
(РПР); кантовку тележек трамвайных вагонов (КТ). Работы ТО выполня-
ют с периодичностью во времени: ЕО — ежесуточно до выпуска поездов на
линию в ночное время с нормируемым простоем 15—40 мин; ТО-1 — один
раз в 7 сут в дневное время с нормируемым простоем 2 ч; ТО-2 — один раз
в 28 сут в дневное время с нормированным простоем до 8 ч; КТ трамвай-
ных вагонов — после пробега 30-35 тыс.км в промежутке между плановы-
ми ремонтами во время проведения ТО-2 (с соответствующим увеличе-
нием трудоемкости последнего). Нормирование работ ТО в календарном
времени удобно для составления графиков ТО и расписаний движения, но
не учитывает колебаний суточного пробега ПС в разных хозяйствах от
150 до 250 км, т.е. более чем в 1,5 раза, и, следовательно, фактического из-
носа, который сильно коррелирует с пробегом. Однако для работ ТО это
не имеет определяющего значения, так как его задачей является поддержа-
ние регламентированного вида (чистоты и комплектности) ПС, экипиров-
ка (пополнение запаса песка, доливка смазки, смена при необходимости
маршрутных указателей и знаков и тд.) и предупреждение неисправностей
и отказов устранением случайных нарушений крепления и регулировки
электромеханического оборудования. Работы всех видов ТО выполняют в
соответствии с Правилами деповского осмотра и ремонта трамвайных ва-
гонов и троллейбусов и финансируют за счет эксплуатационных расходов.
Система ремонтов трамвайных вагонов (рисА.1, б) включает в себя
текущие ремонты ТР-1 (малый ремонт МР)’ и ТР-2 (средний ремонт СР),
а также капитальные ремонты КР-I первого и КР-П второго объемов; сис-
тема ремонтов троллейбусов (рис.Х.1, в) — текущие ремонты ТР и капи-
тальные КР-I и КР-П. Особенности системы ремонтов: нормирование меж-
ремонтных периодов не в календарном времени работы, а в пробеге ПС,
и деление полного цикла работы ПС от начала эксплуатации до списания на
два цикла, первый из которых начинается моментом выпуска ПС с предпри-
ятия-изготовителя и заканчивается моментом передачи его в КР-П (трам-
вайных вагонов) или КР (троллейбусов), а второй начинается моментом
выпуска с ремонтного завода после КР-П (трамвайных вагонов) или КР
(троллейбусов) и заканчивается моментом списания; поскольку восста-
новление технических характеристик при ремонтах ПС не эквивалентно но-
вому изготовлению, межремонтные пробеги второго цикла уменьшены на
8,5% для трамвайных вагонов и немногим более 9% для троллейбусов.
Кроме того, для трамвайных вагонов, находящихся в эксплуатации более
9 лет и троллейбусов более 7 лет после заводского изготовления, установ-
лен коэффициент повышения трудоемкости и стоимости ТО и ТР на 15%
для проведения более углубленных работ, направленных на повышение на-
дежности ПС.
Известно, что показатели надежности и ресурса ПС после заводского
КР могут быть даже выше, чем нового после заводского изготовления, но
это обеспечивается лишь за счет соответствующего повышения затрат на
ремонт и только в том случае, если технический уровень ремонтного произ-
водства не ниже, чем заводов-изготовителей. Действительно, стоимость
С капитального ремонта единицы ПС, его надежность и ресурс Z,
связаны между собой соотношением
337

С + т q
. (£ )q -«1»
PPP L
H
(X.l)
m
+ —-2- q
L P
P
случайных ремонтов за пробег новой единицы ПС до
— средняя стои-
L
P
C + m q C
_P _ EP =
L	L
P	P
где лг , m — число
KP и капитально отремонтированной до списания; q q
мость случайного ремонта единицы ПС иа первом и втором циклах работы;
со (/.) — параметр потока отказов ПС после КР; Сн - затраты изготовле-
ния единицы нового ПС.
Параметр потока отказов и вероятность безотказного состояния Р(L )
связаны соотношением	р
Р
Р(Лр) = exp [ — J шр(Лр)с/£р] .
(Х.2)
Из (Х.1) и (Х.2) можно найти ресурс L и надежность P(L ), которые
ожидаются при тех или других вложениях Ь в КР, в частности вложения
Ср, обеспечивающие Рр (£р) не ниже Рн (£н) — уровень надежности ПС пос-
ле КР не ниже, чем заводского изготовления.
Однако уровень технической оснащенности ремонтных заводов отста-
ет от заводов-изготовителей, благодаря чему удельная стоимость ремонтов
намного выше нового изготовления. Практически стоимость капитального
ремонта Ср = (0,6-Д7)Сн, ресурс £р = (0,3-И),4)7,н и Рр (L ) = РН(£Н) /
/ (ЗжЗ,5). Поэтому предусмотренное системой МЖКХ РСФСР снижение
межремонтных пробегов трамвайных вагонов и троллейбусов после перво-
го цикла работы теоретически оправдано и способствует безотказности ра-
боты ПС на линии.
Работы по ТР трамвайных eai онов и троллейбусов выполняют по Пра-
вилам деповского осмотра и ремонта и финансируют за счет эксплуатаци-
онных расходов, а работы по СР, KP-i и КР-П - в соответствии с Руковод-
ством по .заводскому ремонту и финансируют за счет амортизационных от-
числений.
Ежедневное обслуживание (ЕО). Задача ЕО — подготовка выпуска на
линию и общий контроль технического состояния ПС для обеспечения без-
опасности движения, поддержания pei ламентированиого внешнего вида и
чистоты в пассажирском салоне. Характеристика ЕО ПС трамвая включа-
ет в себя две группы работ;
1) проверку экипировки и связанные с ней работы; замену поврежден-
ных или несоответствующих маршрутных указателей и знаков, досыпку
песка в песочницы и пр.;
2) уборочно-моечные работы снаружи (кузов и ходовые части) и внут-
ри (салон и кабина водителя).
Характеристика ЕО троллейбусов включает в себя те же группы работ,
что и ЕО трамвайных вагонов и, кроме того, контроль токов утечки, а так-
же проверку состояния крепления и отсутствия повреждений наиболее от-
ветственных узлов механического оборудования, определяющих безопас-
ность движения троллейбусов: тормозной передачи (тяг, валиков, вилок,
шплинтов, фиксаторов ручного тормоза), рулевого управления (крепле-
378

ния тяг, рычагов, шарниров, рулевого механизма и механизмов усилителя
руля) и управляемых колес (гаек колесных дисков, износа и давления
шин). Повышенный объем ЕО троллейбусов определяется более тяжелыми
условиями их работы на линии по сравнению с вагонами трамвая и боль-
шей опасностью потери управляемости в связи с работой на свободном до-
рожном полотне в общем потоке городского движения. Трудоемкость ра-
бот ЕО трамвайных вагонов составляет примерно 1,5—2 чел-ч, троллейбу-
сов — 2—3 чел-ч.
Первое техническое обслуживание (ТО-1). Этот вид ТО называют так-
же контрольно-профилактическим осмотром (КПО), Задача ТО-1 трам-
вайных вагонов и троллейбусов - предупреждение неисправностей, преж-
девременного износа оборудования и снижения безопасности работы ПС,
связанных с расстройством креплений, регулировки и ненормальным из-
носом оборудования по этим причинам. Первое техническое обслужива-
ние включают в себя следующие группы работ:
1.	Уборку и мойку вагонов и троллейбусов снаружи и виутри с дезин-
фекцией в сроки, устанавливаемые горисполкомами;
2.	Проверку сопротивления изоляции (тока утечки) высоковольтно-
го электрооборудования (только на троллейбусах);
3.	Проверку отсутствия повреждений, ненормального износа и состоя-
ния креплений деталей и узлов механического, электрического и прочего
оборудования ПС: кузова, его наружного и внутреннего оборудования,
предохранительных устройств, тормозного оборудования и передачи, теле-
жек или мостов, колес и колесных пар, ТЭД и тяговой передачи, тяговых
аппаратов, пневматического оборудования и приводов, рулевого управле-
ния и пр.;
4.	Проверку действия и регулировку основных агрегатов, аппаратов и
узлов механического, электрического, пневматического и прочего обору-
дования ПС, определяющих безопасность движения, безотказность работы
НС иа линии и связь водителя с пассажирами: тормозов (по выходу штока
тормозного цилиндра и зазорам между тормозными колодками и вращаю-
щимся элементом тормоза), песочииц, подвагонных предохранительных
сеток, сигнального оборудования, пневматической системы с устранением
утечек сжатого воздуха, пневматических приборов, компрессора (на слух) ,
пневматических приводов, коитроллеров управления и электрических ап-
паратов (с визуальной проверкой раствора, давления и притирания кон-
тактов), секвенции групповых аппаратов управления, педалей безопас-
ности, цепей освещения и отопления, давления токоприемников на кон-
тактный провод, окружного и осевого люфта руля, радиофикации и др.;
5.	Устранение износа деталей и узлов оборудования методами слесар-
ного ремонта или при необходимости замену их на новые или отремонти-
рованные: зачистку коллекторов ТЭД, двигателей компрессоров, вентиля-
торов и серводвигателей; зачистку, кантовку или замену вставок токопри-
емников; замену изношенных накладок или тормозных колодок, сгорев-
ших ламп освещения, плавких предохранителей, разбитых оконных сте-
кол и пр.; замену или зачистку оплавленных контактов и кулачковых эле-
ментов контроллеров.
6.	Проверку ууечек смазки, наличия и уровня смазки и доливку смаз-
379

ки в картеры редукторов и компрессоров и другие точки по схеме смазки
и инструкции предприятия-изготовителя;
7.	Проверку экипировки и связанные с ней работы: замену поврежден»
ных или несоответствующих маршрутных указателей и знаков, зеркал зад-
него вида, засыпку песка в песочницы и пр. Общая трудоемкость работ
ТО-1 трамвайных вагонов разных типов составляет около 6-9 чел-ч, трол-
лейбусов - 4,5-8 чел-ч.
Второе техническое обслуживание (ТО-2). Этот вид ТО называют так-
же ревизионно-предупредительным ремонтом (РПР). Основная его задача —
обеспечение контролем и регулировкой необходимого режима эксплуата-
ционной работы узлов и агрегатов ПС для предупреждения неисправностей
и преждевременного износа их на линии. Во время ТО-2 выполняют тот
же комплекс работ, что и при ТО-1, но по более расширенной характерис-
тике: увеличивают перечень узлов, подлежащих смазке, проводят продув-
ку воздухопроводов пневматической системы и т.д. Если в ТО-1 преобла-
дают визуальные проверки, то в ТО-2 — инструментальные проверки: люф-
та руля люфтмером, зазоров щупами и др. Ряд узлов оборудоваиия в ТО-2
подвергают ревизии, т.е. осмотру с предварительной разборкой. С троллей-
бусов снимают пневматические ходовые колеса для мойки, осмотра и пере-
монтажа в шиномонтажной мастерской, тормозные барабаны со ступица-
ми для расточки (при необходимости), тормозные колодки, карданиые ва-
лы для контроля и ремонта в агрегатной мастерской, двигатели вентилято-
ров, гидронасосов, серводвигателей, генераторов управления и реле-регу-
ляторов для ревизии в электротехнической мастерской, аккумуляторные
батареи для ревизии и подзаряда в аккумуляторной мастерской. В ТО-2
значительно шире, чем в ТО-1, заменяют изношенные детали и узлы на но-
вые или отремонтированные, а также выполняют большой объем регули-
ровочных работ. Общая трудоемкость работ ТО-2 трамвайных вагонов сос-
тавляет около 40-50 чел ч, троллейбусов - 50-60 чел-ч. После ТО-2 трол-
лейбусы подвергают обкатке пробегом не менее 25 км с проверкой работы
всех механизмов на ходу н последующим контролем сопротивления движе-
нию иа выбеге.
Кантовка тележек (КТ) трамвайных вагонов. Кантовку тележек ис-
пользуют для предупреждения неравномерного износа бандажей колес из-за
более интенсивного нагружения передних по ходу движения (направляю-
щих) колесных пар. При кантовке первую по ходу движеиия тележку ста-
вят на место второй и каждую из них поворачивают иа 180° так, чтобы
первая колесная пара стала на место второй.
Текущий ремонт (ТР). Трамвайные вагоны ставят в ТР после пробегов
70 тыс.км в первом цикле работы и 60 тыс.км во втором, троллейбусы —
после пробегов 65 тыс.км в первом цикле работы и 55 тыс.км во втором.
Постановка ПС в ТР определяется необходимостью восстановления повреж-
денной окраски кузова, а также регулировки и устранения износов основ-
ных агрегатов и узлов оборудования с целью предупреждения роста интен-
сивности износов и перехода их в аварийный. Кузов при этом виде ремонта
поднимают, тележки или колесные пары, а у троллейбусов мосты выкаты-
вают, разбирают, детали механического оборудования очищают и моют в
моечных установках и затем направляют для ревизии и ремонта в мастер-
380

ские: колесные пары - в колесно-токарную, редукторы — в редукторную,
ТЭД — в электротехническую, рельсовые тормоза - в механическую, тор-
мозные цилиндры — в пневматическую и тд. Балки тележек осматривают
и ремонтируют по мере надобности на месте (заварка трещин, правка, на-
варка накладок на изношенные места) или в механической мастерской, С
кузова снимают для ревизии и ремонта в мастерских аппараты и агрегаты
электрического оборудования (токоприемники, контроллеры, групповые
аппараты, контакторные панели, аккумуляторные батареи, вспомогатель-
ные электрические машины, автоматические выключатели и др.), пневма-
тического оборудования (пневматические приводы, аппараты напорной
системы, компрессоры и Др.) и пр. Часть оборудования кузова (краны
машиниста, трубопроводы, реостаты и др.) и сам кузов (крыша, каркас,
обшивка и пр.) проходят осмотр и ревизию на месте.
У троллейбусов ревизию в мастерских проходят основная часть элект-
рооборудования, пневматические приводы и аппараты, рессоры, рулевые
механизмы и рулевая передача с усилителями руля, балки ведущих и уп-
равляемых’мостов, ведущие и управляемые колеса со ступицами и пово-
ротными кулаками, карданные валы. На месте ремонтируют кузов, возду-
хопроводы и некоторое другое оборудование.
Во время ТР восстанавливают изоляцию ТЭД (пропиткой), погнутые
балки и тяги (правкой), выработку упоров рельсовых тормозов и других
узлов трения (наплавкой), профиль бандажей колесных пар (наплавкой
с последующей обточкой) и тд. Заменяют изношенные валики, втулки,
вкладыши, прокладки, манжеты пневматических приводов, вышедшие из
допусков резиновые амортизаторы и другие детали, а также редукторы и
другие крупные узлы при износе, превышающем эксплуатационные допус-
ки. Машины, аппараты и приборы, прошедшие ревизию и ремонт, испыты-
вают и регулируют на стендах испытательных станций. Кузов внутри и сна-
ружи и оборудование под кузовом окрашивают по старой краске (так на-
зываемая малая окраска). Таким образом, ТР включает в себя контроль-
но-диагностические, разборочные, сборочные, регулировочные, слесарные,
кузнечные, сварочные, жестяницкие, электротехнические, обойные, шино-
монтажные, малярные и другие виды работ. Трудоемкость ТР трамвайных
вагонов составляет около 650-950 чел-ч, троллейбусов - 250—400 чел-ч,
нормируемый простой — до семи суток. После ТР трамвайные вагоны и
троллейбусы обкатывают пробегом не менее 25 км с контролем работы
всех узлов и механизмов на ходу и последующей проверкой сопротивления
движению на выбеге. Для отдельных типов трамвайных вагонов в зависи-
мости от их конструкции,балансовой стоимости и метода организации ре-
монта с разрешения ГУ ГЭТ допускается замена малого ТР на средний (СР).
Средний ремонт трамвайных вагонов и капитальный ремонт первого
объема (КР-I) троллейбусов. Этот вид ремонта выполняют на трамвайных
вагонах после пробегов 140 тыс.км в первом цикле работы и 120 тыс.км во
втором, а на троллейбусах - после пробегов 195 тыс.км в первом цикле ра-
боты и 165 тыс .км во втором. При этих пробегах в материале деталей ПС
накапливаются усталостные и физико-химические изменения вследствие
старения, а нормальные эксплуатационные износы приближаются к пре-
дельно допустимым. Поэтому характеристики СР трамвайных вагонов и
381

КР-I троллейбусов предусматривают две основные группы работ: заменуЖ
на новые деталей, срок работоспособности которых истек, и восстанови-®
тельный ремонт деталей, имеющих еще достаточный запас работоспособ-3
ности. В процессе этих ремонтов проходят тщательную ревизию все узлы f
механического, электрического и пневматического оборудования ПС, |
включая (при необходимости) распрессовку колесных пар, полную раз*
борку электрических машин, аппаратов и приборов. Все детали подвергают *
тщательной инструментальной проверке, включая дефектоскопию осей 1
колесных пар и полуосей троллейбусов, механические, гидравлические и,
электрические испытания. На кузове ремонтируют по состоянию обшивку, Ж
каркас, крышу, пол, внутреннее и наружное оборудование. На тележках !
заменяют все детали с чрезмерными износами, не удовлетворяющие требо- Ж
ваниям технических условий (ТУ) или не выдержавшие испытаний, а так- Ж
же крепежные детали (болты, гайки, шплинты, шайбы) . У ТЭД и вспомога- ?
тельных электрических машин (двигателей компрессоров, вентиляторов, g
серводвигателей) при необходимости заменяют обмотку якоря и катушки, ж
пропитывают изоляцию, протачивают или перебирают и ремонтируют кол- >
лектор, щеткодержатели, корпус, вводные провода. Электрические anna- 1
раты ремоитируют с заменой на новые контактных элементов и деталей, ’
дугогасительных камер, с восстановлением до номинальных или ремонтных 1
размеров деталей узлов вращения, переключающих, блокирующих и фик- 1
сируюших механизмов. Проводку силовых цепей, цепей управления и вспо- 1
могательных цепей ремоитируют по мере надобности с проверкой сопро- i
тивления изоляции. Заменяют провода с поврежденной изоляцией, укоро- |
ченные против чертежа, имеющие недостаточное сопротивление изоляции «
по отношению друг к другу и к корпусу. Обязательной замене подлежат I
сальниковые уплотнения, манжеты, картонные прокладки, подшипники I
качения, втулки подшипников скольжения, детали с чрезмерными изно- j
сами, трещинами и искривлениями, не поддающиеся ремонту, резиновые
шланги и несущие резиновые детали. Годные детали, а также собранные
после ревизии и ремонта узлы и агрегаты ПС устанавливают иа вагоны и
троллейбусы только после тщательного контроля, испытаний и обкатки в
соответствии с действующими ГОСТами и ТУ. Обкатку и ходовые испыта-
ния троллейбусов после КР-I производят пробегом не менее 100 км, трам- |
вайных вагонов после СР — пробегом не менее 50 км с последующим конт- 1
ролем сопротивления движению на выбеге.
Капитальные ремонты второго объема (КР-П). Задача КР - полное вос-
становление работоспособности деталей и узлов ПС по нормам иового из-
готовления. Здесь заменяют новыми или отремонтированными по нормам
нового изготовления обшивку кузова, двери, оконные рамы, элементы
наружного и внутреннего оборудования, шестерни редукторов, устанав-
ливают колесные пары с новыми осями, новыми бандажами и резиновыми
вкладышами, новые воздушные резервуары, полностью перемотанные или
иовые ТЭД, новые или полностью отремонтированные контакторные па-
нели, новые пускотормозные резисторы и тд. В результате КР-П трамвай-
ные вагоны и троллейбусы должны восстанавливать запас работоспособ-
ности, достаточный для всего второго цикла работы в эксплуатации до
списания.
382

Капитальный ремонт КР-1 трамвайных вагонов выполняют после про-
бегов 280 тыс.км в первом цикле работы от начйла эксплуатации и
240 тыс.км во втором цикле после KP-1I. По трудоемкости он занимает
промежуточное положение между СР и КР-П. Сверх работ, выполняемых
при СР, при КР-I принудительно снимают и заменяют негодную обшивку
кузова, вскрывают и ремонтируют электрическую проводку силовой и
вспомогательных цепей, производят полную окраску кузова снаружи и
внутри. Узлы механического и пневматического оборудования восстанавли-
вают до номинальных или ремонтных размеров с последующим испыта-
нием на стендах. Тяговые электродвигатели ремонтируют с заменой обмо-
ток якоря и полюсов, якорных подшипников и других деталей. Электриче-
ские аппараты полностью разбирают, восстанавливают и устанавливают на
кузове после регулировки и испытаний.
Обкатку и ходовые испытания трамвайных вагонов и троллейбусов
после КР-П проводят по тем же нормам, что и после СР трамвайных ваго-
нов и КР-I троллейбусов; трамвайных вагонов — пробегом не меиее 50 км,
троллейбусов — не менее 100 км с последующим контролем сопротивления
движению на выбеге.
Помимо регламентированных системой ТО работ ЕО, ТО-1, ТО-2 и КТ,
к работам ТО относят также следующие нерегламентированные работы:
Сезонное техническое обслуживание (СО). Сезонное обслуживание
выполняют два раза в год для подготовки ПС к осенне-зимнему и весенне-
летнему периодам работы. Основная работа СО — смена зимней смазки на
летнюю и наоборот. Обычно работы СО совмещают с ТО-1 или ТО-2 с со-
ответствующим увеличением их плановой трудоемкости. Объем и сроки
СО устанавливает руководитель предприятия в зависимости от местных
условий.
Заявочные ремонты (ЗР). Заявочные ремонты выполняют по заявкам
водителей в книге поезда и при обнаружении на ЕО, ТО-i или ТО-2 неис-
правностей, работы по которым не укладываются в характеристику этих
видов ТО.
Линейный ремонт (ЛР). Это’ - линейное обслуживание и устранение
мелких иеисправиостей ПС, выявляющихся при работе на линии; произво-
дится по мере надобности иа конечных и промежуточных станциях марш-
рутов.
Скорая техническая помощь (СП). Это — вид ТО, организуемый для
устранения неисправностей, связанных с потерей способности ПС к само-
тоятельному передвижению, или транспортирования его в депо.
Системы ТО и ремонтов трамвайных вагонов и троллейбусов других
союзных республик в принципе аналогичны системе ТО и ремонтов МЖКХ
РСФСР, но имеют и отличия. В частности, система ТО и ремонтов ПС трам-
вая и троллейбусов МЖКХ УССР предусматривает:
ежесуточное обслуживание (ЕО) — ежесуточно в ночное время с
нормой простоя 30-45 мин;
контрольно-профилактический осмотр (КПО) - один раз в неделю
в дневное время с простоем 1,5-2 ч для троллейбусов всех типов и 2—2,5 ч
для трамвайных вагонов (эквивалентен ТО-1 в системе МЖКХ РСФСР);
ревизионный ремонт № 1 (РР1) после пробега 20 тыс. км для трам-
383

вайных вагонов и 15 тыс. км для
троллейбусов с простоем в те-
чение одного рабочего дня (эк-
вивалентен ТО-2 в системе
МЖКХ РСФСР);
средний ремонт № 2 (СР2) —
после пробега 100 тыс. км для
трамвайных вагонов и 75 тыс. км
для троллейбусов с простоем 7 ра-
бочих дней (эквивалентен ТР в сис-
теме МЖКХ РСФСР);
капитальный ремонт №3
(КРЗ) - после пробега 300 тыс.
км для трамвайных вагонов и
240 тыс. км для троллейбусов
с простоем 17 рабочих дней.
Циклограмма	ремонтов
Ш KPS KPS KPS о
I T СР? СР? □ СР? СР? □ СР? СР? □ СР? СР? 1.
ЗРитыс,. км
Я)
1700тыс км, но не менее 18лет
О KPS KPS о
Y СР? СР? □ СР? СР? □ СР? СР? | t
at иш;
[5
?W тыс.км
120 тыс км, но не менее 11/ лет
РисЬс.2. Система ремонтов
нов
(о)
трамвайных
ваго
и троллейбусов (СО в трамвайных
троллейбусных предприятиях МЖКХ УССР
(рис. Х.2) , как и в системе МЖКХ РСФСР, принята с учетом установленной
Госпланом СССР нормы амортизационных отчислений по трамвайным ва-
гонам 53% и по троллейбусам 6,9% от балансовой стоимости. Пробег до
списания определен расчетом амортизационных отчислений и поэтому
для ПС разных типов различен.
и
Например, для трамвайных вагонов ’’Татра” балансовая стоимость 24 778 руб.,
годовые амортизационные отчисления составляют 24778-0,053 = 1313,13 руб/год,
нормативная продолжительность работы до списания 24778/1313,23 = 18,9 лет. Факти-
ческий среднегодовой пробег этих вагонов по данным Киевского ТТУ 59 тыс.км. С
учетом этого их пробег до списания 59-18,9 = 1115 % 1200 тыс.км. Аналогично для
троллейбусов 9Тр, циклограмма которых показана на рис.Х.2, б, балансовая стоимость
одной машины 15 240 руб., годовые амортизационные отчисления 15 240 0,069 =
= 1051,56 руб., нормативная продолжительность работы до списания 15 240/1051,56 =
- 14,5 лет. Принимая среднегодовой пробег одной машины равным 50 тыс.км, полу-
чаем пробег ее до списания равным 14,5 -50 - 725 ~ 720 тыс.км.
Основные особенности системы МЖКХ УССР: максимальная унифика-
ция ремонтов трамвайных вагонов и троллейбусов, максимальное сокра-
щение номенклатуры ремонтов и отнесение к ремонтам РР (ТО-2). В от-
личие от системы МЖКХ РСФСР в системе МЖКХ УССР нормирование ТО-2
(РР) осуществлено в пробеге, т.е. с учетом зависимости износа ПС от про-
бега. Периодичность ТО-2 трамвайных вагонов и троллейбусов установлена
разной, что с учетом более тяжелых условий линейной работы троллейбу-
сов представляется вполне оправданным. Унификация и сокращение номен-
клатуры ремонтов, принятые в системе МЖКХ УССР, облегчают организа-
цию и увеличивают программы ремонтов ремонтных заводов, что обеспе-
чивает более широкие возможности организации их индустриальными ме-
тодами. Представляется более правильным, как это сделано в системе
МЖКХ УССР, относить ТО-2 (РР) к ремонтам, т.е. работам, выполняемым
на ПС со снятием с наряда, поскольку включение в наряд вагонов и, трол-
лейбусов, проходящих ТО-2, связано с определенными организационными
затруднениями.
384

г
Недостаток системы ремонтов МЖКХ УССР — это отсутствие учета сни-
жения работоспособности ПС с ростом пробега после ввода в эксплуата-
цию: система ремонтов построена так, что межремонтные.пробеги сохраня-
ются постоянными во всем периоде работы на линии от момента начала
экспл /атации до списания.
К ж и в системе РСФСР, в системе ТО и ремонтов ПС ГЭТ, принятой в
УССР, помимо плановых работ предусматриваются заявочные ремонты,
сезонное обслуживание для подготовки ПС к осенне-зимней и весенне-лет-
ней эксплуатации, линейное обслуживание (линейные ремонты) ПС на
конечных и промежуточных станциях маршрутов и скорая техническая
помощь для устранения отказов ПС на линии и возврата его в депо.
Важное значение имеет экономическое сравнение систем ремонтов. В частности,
в системе МЖКХ УССР стоимость одного СР-2 трамвайных вагонов Т-3 по данным Ки-
евского ТТУ равна 1426,1 руб., КР - 7520 руб. Общая стоимость ремонтов вагона за
ремонтный-цикл до списания-. 8-1426,1 + 3-7520 — 33968,8 руб. или в расчете на едини-
цу пробега 33968,8 / 1200 — 28,2 руб/тыс.км. Стоимость ремонтов вагонов Т-3 в про-
изводственном объединении заводов Главмосгортранса соответственно СР - 2380 руб.,
KP-I - 8000 руб. и КР-П - 8800 руб., общая стоимость ремонтов вагона за ремонт-
ный цикл до списания: 4-2380 + 2-8000 + 1-8800 — 34 320 руб. или в расчете на едини-
цу пробега 34 320 / 1100 = 31,2 руб/тыс.км. Таким образом, затраты на ремонт, отне-
сенные к единице пробега, в системе УССР составляют 28,2 / 31,2 - 0,904, или на 9,0%
меньше, чем в системе РСФСР. Этот факт отражает, однако, не недостатки системы ре-
монтов МЖКХ РСФСР, а особенности производства и формирования себестоимости
ремонтов на разных ремонтных заводах.
Транспортные предприятия социалистических стран (Польши, ЧССР,
ГДР и др.) практикуют системы периодических регламентированных ТО и
ремонтов с периодичностью во времени, пробеге и смешанные. В Болга-
рии (Софии), например, для трамвайных вагонов и троллейбусов принята
единая система ТО и ремонтов (рисЛ.З)г 1) ЕО - ежедневно; 2) профи-
лактическая проверка - через 7 дней; 3) сезонный осмотр — 2 раза в год;
4) средний ежегодный СР - после 60—80 тыс.км пробега; 5) генеральный
ремонт ГР - после 180—240 тыс.км пробега; 6) восстановительный ре-
монт ВР — после 540—720 тыс.км пробега. Строгое соблюдение этой систе-
мы ремонтов*и их высокое качество позволили довести коэффициент тех-
нической готовности ПС до 89%, коэффициент использования по трамвай-
ным вагонам до 88% и по троллейбусам до 87%.
В капиталистических странах (США, ФРГ и др.) применяют различные
системы ремонтов, которые, как правило, не регламентированы никакими
правительственными постановлениями и правилами, а устанавливаются
каждой транспортной компанией в зависимости от финансовой политики.
- 7'/U тыс км
Рис. Х.З. Единая система ремонтов
зрамвайных вагонов и троллейбусов
Софии (Болгария)
25J-1962
385

§ Х.2. Технические средства и организация технического
обслуживания и ремонта подвижного состава ГЭТ
Техническое обслуживание и ремонт ПС ГЭТ осуществляются в депо,
ремонтных мастерских и заводах, имеющих соответствующие сооружения,
производственную структуру и технологическое оснащение. Депо органи-
зуют хранение, ТО, ремонт и выпуск ПС иа линию для выполнения планов
пассажирских и грузовых перевозок, ремонтные мастерские и заводы — КР’
и СР подвижного состава.
По характеру выполняемых работ трамвайные и троллейбусные депо
классифицируют на эксплуатационные и объединенные (эксплуатационно-
ремонтные). Эксплуатационными называют депо, выполняющие хранение,
ТО и выпуск ПС на линию. В настоящее время эти депо выполняют и ремон-
ты ПС до малого (ТР) включительно. Объединенными (эксплуатационно-
ремонтными) называют депо, выполняющие не только ТО, хранение и вы-
пуск ПС на линию, но и все виды ремонтов, включая СР КР. В крупных
городах, имеющих большой инвентарный парк ПС (до 500—1000 единиц и
более), организуют эксплуатационные депо, а для выполнения крупных ре-
монтов ПС — ремонтные мастерские или заводы. Иногда ремонт ПС осу-
ществляют в крупных межобластных ремонтных заводах — вагоноремонт-
ных (ВРЗ), троллейбусоремонтных (ТРЗ) или объединенных вагоно- и
троллейбусе ремонтных (ТТРЗ). В сравнительно небольших городах, име-
ющих небольшой инвентарный парк ПС, часто организуют объединенные
эксплуатационно-ремонтные депо, хотя выполнение крупных ремонтов
ПС в них, как правило, дороже, чем на ремонтных заводах.
Основные подразделения депо (рис.Х,4): отдел эксплуатации, воз-
главляемый заместителем директора по эксплуатации, и производствен-
ные подразделения, возглавляемые главным инженером. Заместителю ди-
ректора по эксплуатации подчинены отделы эксплуатации, сбора выручки,
диспетчерская и начальники маршрутов.
Отдел эксплуатации обеспечивает ПС поездными бригадами (водите-
лями и кондукторами), составляет наряды и графики их работы, ведет
табельный учет водителей и кондукторов, при отсутствии в Управлении
службы движения составляет расписания и графики движения ПС на при-
крепленных маршрутах. В штате отдела движения находятся нарядчики
бригад, техники по составлению расписаний движения, инспекторы по пре-
дупреждению аварий, табельщицы, водители, кондукторы, начальники
маршрутов.
Отдел сбора выручки хранит и выдает водителям или кондукторам ра-
зовые проездные билеты, принимает от них выручку, ведет учет выданных
проездных билетов и принятой выручки. В штате отдела находятся касси-
ры по выдаче билетов, кассиры-приемщики выручки и билетные контро-
леры.
Диспетчерская выпускает ПС по расписанию, выписывает и выдает во-
дителям путевые листы и поездные расписания движения, контролирует
работу поездов на прикрепленных маршрутах, принимает меры по ликви-
дации последствий аварий и задержек ПС на линии. В штате диспетчерской
386

Рис.Х.4. Примерная организационная структура троллейбусного депо небольшого
города
находятся старший диспетчер, диспетчер по выпуску, его помощник, дис-
петчеры конечных станций маршрутов, линейные контролеры движения
(при отсутствии в Управлении службы движения).
Главному инженеру подчинены; цех технического обслуживания НТО,
цех плановых ремонтов ЦПР, заготовительный цех и обеспечивающие от-
делы: технический, снабжения, главного механика, инженер по технике
безопасности.
К ЦТО приписан ПС депо. Он обеспечивает содержание ПС в комплект-
ном, опрятном и технически исправном состоянии проведением ЕО, ТО-1,
ТО-2, заявочных и мелких случайных (так называемых бесподъемочных)
ремонтов; подготавливает ПС к выпуску, включая оформление книги поез-
да, которые передаются диспетчеру по выпуску, организует линейный ре-
монт ПС. Ему подчинены слесари линейных ремонтных пунктов и скорой
технической помощи (при отсутствии Центральной восстановительной
службы при Управлении). В штат ЦТО входят начальники смен, мастера,
нарядчица, слесари (механики, пневматики, кузовщики, электрики) по
ТО и ремонту ПС, смазчики, уборщики и мойщики ПС, водители-перегон-
щики. Все передвижения вагонов и троллейбусов на территории депо, за
исключением передвижений при возвращении их в депо с линии и выпуска
на линию, осуществляют водители-перегонщики ЦТО.
Цех плановых ремонтов (ЦПР) выполняет малые (ТР), средние (СР)
и капитальные (КР) ремонты ПС (при отсутствии в хозяйстве специальной
ремонтной базы), а также крупные случайные (подъемочные) ремонты. В
него входят кузовное, разборочное, моечно-дефектовочное, столярное,
обойное и малярное отделения, а также участки ТР, СР, КР-1 и КР-11.
387

Заготовительный цех (мастерские) выполияет восстановительный ре-
монт и регулировку агрегатов, аппаратов и деталей механического, элект-
рического и пневматического оборудования ПС по заказам цехов ЦПР и
ЦТО; создает и поддерживает оборотный фонд (технологический запас)
агрегатов и деталей ПС при агрегатном методе ремонта; изготовляет при-
способления, оснастку и нестандартное оборудование для ремонта ПС, за-
пасные части взамен отбракованных при осмотрах и ремонтах ПС; выпол-
няет заказы для других цехов на станочные, кузовные, сварочные и другие
работы. В заготовительный цех входят: участок окраски деталей и агрега-
тов, слесарио-кузовное и слесарно-сборочное отделения, роликовое, пнев-
матическое, редукторное, электротехническое (с участками ремонта токо-
приемников, электромашинным, электроаппаратным и испытательной стан-
цией), пропиточно-сушильная, кузиечно-рессорное отделение, электросва-
рочное, механическое, колесно-токарное, шиномонтажное, вулканизаци-
онное, а также ряд других вспомогательных помещений: кладовые колес
(резины), лакокрасочных материалов, уборочного инвентаря, помещения
отдыха бригад и др. В штат заготовительного цеха входят мастера, рабо-
чие-станочники, слесари-механики, агрегатчики, электрики, инструмен-
тальщики, кузнецы, рессорщики, транспортные рабочие и др.
Технический отдел разрабатывает и внедряет технологические про-
цессы осмотров и ремонтов ПС, составляет графики ремонтов, конструи-
рует различные приспособления и нестандартное технологическое оборудо-
вание, ведет технический учет работы и неисправностей ПС, паспортизацию
и учет пробега агрегатов и узлов ПС по номенклатуре ЦСУ СССР, техни-
ческую статистику, разрабатывает организационно-технические мероприя-
тия по повышению качества ТО и ремонтов ПС, снижению числа неплано-
вых ремонтов и простоев ПС по технической неисправности, повышению
производительности труда на ТО и ремонте ПС, механизации тяжелых и
трудоемких работ, обеспечению техники безопасности на осмотровых и
ремонтных работах. В штате технического отдела находятся инженеры, тех-
ник по паспортизации и учету, копировщик-архивариус.
Отдел главного механика (ОГМ) проводит текущий и капитальный
ремонты зданий, сооружений и технологического оборудования депо, его
энергетического и сантехнического хозяйства, отопительных, водопровод-
ных и канализационных устройств и сетей, организует обслуживание ко-
тельной, компрессорной и трансформаторных подстанций. В штат ОГМ
входят слесари по ремонту технологического оборудования, сантехники,
кочегары, электромонтеры, столяры, стекольщики, штукатуры, кровель-
щики, компрессорщики, телефонисты и др.
Отдел снабжения организует материально-техническое обеспечение про-
изводственных цехов и служб депо необходимыми запасными частями и
материалами; составляет заявки на материалы, запасные части, оборудова-
ние, инвентарь, спецодежду и пр.; получает их и доставляет в депо; орга-
низует их хранение и работу складов; контролирует расход материалов на
едниицу продукции (один ремонт или единицу ПС); заказывает и получа-
ет проездные билеты, путевые листы и другие бланки.
Депо возглавляет директор, которому на правах единоначалия под-
чинены все отделы и службы. Директор отвечает за работу дело и прежде
388

всего за выполнение государственного плана по количественным и ка-
чественным показателям пассажироперевозок. Он следит за трудовой и
производственной дисциплиной иа предприятии, отвечает за сохранность
ПС и материальных фондов депо, правильное расходование денежных и ма-
териальных ценностей, соблюдение финансовой дисциплины, подбор и рас-
становку кадров, организацию учебы и воспитание кадров. Кроме главно-
го инженера и заместителя по эксплуатации ему непосредственно подчине-
ны плановый отдел, отдел кадров, бухгалтерия и отделы: труда и зарпла-
ты (ОТЗ), технического коитроля (ОТК), административно-хозяйствен-
ный (АХО), инспектор по предупреждению аварий ПС и пожарно-стороже-
вая охрана (ПСО).
Плановый отдел депо составляет годовые, квартальные и месячные
планы работы депо, сметы расходов, разрабатывает месячные планы работы
цехов и других производственных участков предприятия и др., учитывает
выполнение показателей планов, потерь и выбытия ПС из движения, анали-
зирует выполнение планов подразделениями депо, разрабатывает меропри-
ятия по повышению рентабельности работы депо и его отдельных подраз-
делений.
Отдел труда и зарплаты разрабатывает и периодически пересматри-
вает нормы выработки и расценки иа сдельные работы, учитывает и анали-
зирует выполнение норм выработки, показателей социалистического сорев-
нования, ведет и контролирует правильность расчетов заработной платы,
премий н других выплат в соответствии с законодательством.
Отдел технического контроля следит за качеством материалов, изде-
лий и всех видов ТО и ремонтов ПС. Работники ОТК принимают ПС с ли-
нии, подписывают путевые листы и наряды иа сдельную работу, выявляют
причины брака и разрабатывают меры по его предупреждению, ведут рабо-
ту по рекламациям к поставщикам и ремонтным заводам, периодически
контролируют сопротивление движению ПС.
Производственную структуру и штаты депо определяет в основном
приписанный к нему парк ПС. В соответствии с нормативами депо делят
на две категории: I) с общим плановым пробегом ПС (в приведенных
единицах) свыше 20 млн.км/год; 11) с общим плановым пробегом ПС до
20 млн.км/год. Нормативы численности производственных рабочих и води-
телей-перегонщиков определяют по ’’Временным нормативам численности
рабочих по ремонту и обслуживанию подвижного состава, энергохозяйст-
ва и трамвайного путевого хозяйства электротранспорта” МЖКХ РСФСР.
Трамвайные и троллейбусные депо размещают обычно в периферий-
ных районах на свободных площадях. Для уменьшения бесполезных нуле-
вых пробегов ПС в городе целесообразно иметь несколько депо. Однако
дробление депо и связанное с этим уменьшение приписанного к ним ПС
приводит к снижению их рентабельности за счет низкого использования
технологического оборудования вследствие его небольшой загрузки. С
другой стороны, укрупнение депо приводит не только к росту нулевых про-
бегов, но и усложнению организации работы. Поэтому количество и опти-
мальные вместимости депо должны устанавливаться технико-экономиче-
скими расчетами по критерию максимальной экономической эффектив-
ности с учетом эксплуатационных, производственных и организационных
389

факторов, а также возможностей получения необходимых земельных участ-
ков и их расположения в плане города. Практика проектирования и эксплу-
атации трамвайных и троллейбусных хозяйств показывает, что для вновь
организуемых трамвайных хозяйств с инвентарем до 100 вагонов опти-
мальная вместимость депо составляет 100 вагонов с выделением первой
очереди строительства на 50 вагонов. При отсутствии посторонней ремонт-
ной базы депо в этом случае должно быть объединенного типа. При инвен-
таре до 1000 вагонов оптимальная вместимость депо составляет 150—
200 вагонов; для крупнейших и столичных городов при инвентаре более
1000 вагонов оптимальная вместимость — 250 вагонов.
Оптимальные вместимости троллейбусных депо определяются теми
же факторами, что и трамвайных. Для сравнительно небольших городов
оптимальными считают депо на 100 троллейбусов, в крупных городах с
инвентарем более 1000 единиц ПС - на 250 троллейбусов.
В столичных городах, например в Москве, имеются трамвайные и
троллейбусные депо на 300—400 единиц ПС. Однако эксплуатировать та-
кие хозяйства сложно вследствие трудностей организации бесперебойного
выпуска, хранения ПС, маневрирования его на территории депо и тд. При
отсутствии возможностей расширения емкость отстойных площадок таких
депо часто не соответствует инвентарю, вследствие чего ПС приходится
размещать на прилегающих улицах, что не обеспечивает необходимых ус-
ловий хранения, создает неудобства дорожному движению и пр.
При наличии в городе до 300 единиц ПС ремонты его целесообразно
передавать в областные или межобластные ремонтные мастерские или ре-
монтные заводы, а при отсутствии такой возможности одно из депо делать
эксплуатационно-ремонтным. При инвентаре до 500 единиц целесообразно
предусматривать строительство в городе РМ, а при инвентаре более 1000 —
строительство РЗ, а депо — эксплуатационными. В специализированные
РМ и РЗ целесообразно передавать все виды текущих и капитальных ре-
монтов ПС, включая ТР. Принятую практику выполнения в эксплуатацион-
ных депо ТР следует считать неверным или вынужденным решением, объ-
ясняющимся отставанием развития ремонтной базы от роста инвентаря ПС
городов.
При проектировании генерального плана депо учитывают общие прин-
ципы проектирования промышленных предприятий, установленные в
Строительных Нормах и Правилах (СНиП), и технологические процессы
организации ТО, ремонта, хранения и выпуска ПС на линию. На генераль-
ном плане троллейбусного,депо размещают (рис.Х.5) главный корпус 1
с профилакторием, цехом планово-предупредительных ремонтов, мастер-
скими и вспомогательными помещениями; административный корпус 3
с помещениям отделов эксплуатации, производственно-технического,
планового, административно-хозяйственного, общественных организаций и
тд.; открытую стоянку троллейбусов 7; контрольно-пропускные пункты
(КПП) 2 (обычно два: один организует выпуск ПС на линию, второй -
прием его с линии); материальные склады 8', склад горючесмазочных ма-
териалов 9: подземные стоянки 6 электрокар: очистные сооружения 4
для сточных вод от мойки троллейбусов с частичным или полным оборот-
ным водоснабжением (типовой проект 902-2-171); железобетонный за-
390

Рис.Х.5. Генеральный план трол-
лейбусного депо на 100 трол-
лейбусов ЗиУ-9 с мастерскими
(типовой проект 507-48 проект-
ного института Гипрокоммун-
дортранс)
глубленный резервуар для воды емкостью 250 м3 (типовой проект
4—18—841); автоматическую насосную станцию 10 противопожарного
водоснабжения производительностью 300 м3/ч (типовой проект
901—2—53/75); агрегаты и узлы установок 10 реагентного обезвреживания
сточных промышленных вод производительностью до 50 м3/ч (типовой
проект 902—2—208). Передвижение троллейбусов по территории депо ор-
ганизуют в направлении стрелок с учетом требований техники безопас-
ности и исключения лишних пробегов при передаче с открытой стоянки в
главный корпус и с поточных линий осмотра на места заявочного ремонта.
В соответствии с принятой схемой передвижения троллейбусов территорию
депо оборудуют контактной сетью. Кроме того, на территории депо орга-
низуют зеленые зоны отдыха, открытые спортплощадки и тд. Иногда пре-
дусматривают открытую площадку или отдельный корпус для уборочно-
моечных работ с целью отделения мокрых и грязных уборочно-моечных ра-
бот от осмотрово-экипировочных и ремонтных.
Размещение помещений и оборудования на генеральном плане, в про-
изводственном корпусе 1 и административном 3 подчинено задачам удоб-
ства организации и контроля технологических процессов приемки ПС с ли-
нии, передачи его на ТО, расстановки на открытой стоянке и выпуска на ли-
нию. Въездные и выездные ворота с контрольно-пропускными пунктами 2
обычно располагают в разных концах земельного участка, но иногда и сов-
мещают. Диспетчерский отдел размещают в торце административного кор-
пуса так, чтобы диспетчер по выпуску имел возможность непосредственно-
го наблюдения КПП и открытой стоянки. При отсутствии такой возмож-
ности КПП и открытую стоянку необходимо оборудовать соответствую-
щей телевизионной аппаратурой. Движение вагонов и троллейбусов по
территории депо должно быть преимущественно односторонним, так как
осадка назад (движение задним ходом) отличается повышенной опасностью
и в соответствии с ПТЭ может производиться только с кондуктором. На
открытой площадке должны быть предусмотрены пожарные проезды и
оставаться свободным один обгонный путь или проезд с контактной сетью.
В соответствии с действующими СНиПами производственные, вспомо-
гательные и бытовые помещения депо должны располагаться в одном про-
изводственном здании (главном корпусе) прямоугольной формы. Их тех-
нологическая планировка (взаимное размещение) должна учитывать тех-
391

нологические и транспортные связи, строительные нормы, санитарные и
противопожарные требования, организацию охраны труда. Пути перемеще-
ния узлов и агрегатов ПС с одного производственного участка на другой
в процессе ТО и ремонта должны отвечать критерию минимума:
п
Е G.I. = мин,	(Х.З)
/=1 1 1
где G. - вес или масса перемещаемых деталей; I. ~ путь их транспорти-
ровки; п — количество перемещаемых деталей, агрегатов и узлов.
Производственный корпус имеет сборный железобетонный каркас со
стеновым ограждением из сборных панелей индустриального изготовле-
ния, с окнами и распашными воротами по периметру, световыми фонаря-
ми или без световых фонарей на крыше. Длина производственного корпуса
определяется чаще всего требующейся длиной поточных линий ТО и прини-
мается кратной шагу колоии 6 м; ширина зависит от требующихся площа-
дей и выбора ширины пролетов между рядами колонн, которую в соответ-
ствии со строительными стандартами принимают 12, 18, 24 или 30 м. Жела-
тельно, чтобы весь корпус имел пролеты одной ширины.
С учетом критерия (Х.З) по ширине производственного корпуса раз-
мещают: а) пролет отделений и мастерских, обслуживающих ЦТО, комна-
ты уборщиц, мастеров, пескосушильное, аккумуляторное, ремонта касс,
радиотехническое и маслораздаточное отделения, тепловой узел с насос-
ной, мастерскую и кладовую ЦТО, инструментальную, шиномонтажную и
др. Типовым проектом 507—48 (рис.Х.6) предусмотрено резмещение в
этом пролете бункерной Т, стоянки спецавтомашин У, насосной Ф, комп-
рессорной 7, теплового узла АГ, главной кладовой 111. аккумуляторной X,
инструментальной Э и трансформаторной подстанции Ю. В компрессорной
установлены две компрессорные установки 18 типа ВУ-3788, в главной
кладовой — мостовой кран 6, в инструментальной - сверлильные 9 и то-
чильно-шлифовальные 11 станки;
б)	цех технического обслуживания с поточными линиями ЕО, ТО-1
(в ночное время они работают на ЕО, днем - иа ТО-1), лоточными линия-
ми илн стационарными местами ТО-2, заявочных и случайных неплановых
ремонтов, линией или постом для контрольно-диагностических работ и пло-
щадкой для контроля сопротивления движению троллейбусов методом вы-
бега. Типовым проектом 507—48 предусмотрено размещение в ЦТО поточ-
ных линий ЕО и ТО-1 с уборочно-моечным отделением Р и осмотровым С,
разделенными перегородкой с воротами. В уборочно-моечном отделении ус-
тановлены моечные машины 1 типа ТК-12 с вращающимися щетками и име-
ются осмотровые канавы 19. В осмотровом отделении проложены осмот-
ровые канавы 21 с приямками 22. Первый пост оборудован крышевым
мостиком 20 для осмотра и ремонта токоприемников, последний - канав-
иыми домкратами 5 типа Т-34 для вывешивания мостов. Технический ос-
мотр ТО-2 и заявочные ремонты проводятся на четырех стационарных мес-
тах 3 в другом пролете;
в)	пролет отделений, обслуживающих кузовной цех (слесарно-кузов-
ного, слесар ио-сборочного, обойного, столярного, малярного) и заготови-
тельный цех (разборочного, моечно-дефектовочного, кузнечно-рессорного
392

393

и др,), а также не связанных непосредственно с ремонтом ПС (станции!
очистки промстоков, складских помещений и др.). Типовым проектом
507-48 предусмотрено размещение в этом пролете кузнечно-рессорного 1
отделения Я с ковочным молотом 17 типа М4132 и мостовым краном 6
грузоподъемностью 10 кН; станции очистки промстоков Л", моечно-дефек-1
товочного отделения JJ с установкой 2 для мойки деталей типа ГДТ
137-000000; механического отделения М с токарно-винторезными станка-
ми 7 типов 1М63 и 16К20, сверлильными 9 типов 2М112, 2Н118,2Н135,
фрезерным 12 типа 6Р81Ш, токарно-револьверным 8 типа 1Е365, попереч-
но-строгальиым 13 типа 7В35 и круглошлифовальным 10 типа ЗК12: зле кт- I
ротехнического отделения Н с испытательной станцией; столярио-обойно- I
го отделения О с деревообрабатывающим станком 15 типа К, леяточно- I
пильным 16 типа ЛС-40-1 и гидрофильтром 4 типа ГТД 196-000000; пропи-
точно-сушильного отделения П. Пролет отделений К, Л, М и Н перекрыт
двумя мостовыми кранами 6. Имеется мостовой кран и в пропигочно-су- I
шильном отдел ей и и /7;
г)	пролет отделений и мастерских цеха плановых ремонтов с кузов- >
ным, разборочным и малярным отделениями и заготовительиого цеха. .
Типовым проектом 507—48 предусмотрено размещение в этом пролете ку-
зовного отделения Е с ремонтными канавами 23 и канавными домкрата-
ми 5 для подъемки кузова; слесарно-сборочного отделения Ж со станоч-
ным оборудованием (сверлильными станками 9 типов 2М112,2Н118и
2Н135 и балансировочными станками 14 типов МС9-02 и МС9 92)
и участка 3 для ТО-2 и заявочных ремонтов. Малярное отделение с обеспе-
чивающими помещениями по типовому проекту 507-48 размещено в еле- 1
дующем пролете главного корпуса. Оно имеет пост А подготовки троллей- I
бусов к окраске, пост сушки Б с терморадиационной сушильной установ-
кой 3 типа ГТД 184-000000, пост окраски В с канавой 24, шлюз Г и доде- 1
лочно-сдаточное место Д с осмотровой канавой 25 и канавными домкрата- j
ми 5 для вывешивания мостов.
При этой же принципиальиой схеме размещение производственных
помещений в производственном корпусе может быть и другим, обоснован-
ным различными соображениями. Ремонтные мастерские нужно размещать
так, чтобы они были близко расположены к цеху плановых ремонтов ЦПР
и цеху технического обслуживания ЦТО; компрессорную станцию — в
центре воздухоразбора; насосную — в центре нагрузок основного водопо-
требления; кузницу, главную кладовую и столярно-обойную размещают у
наружных стен корпуса, так как они должны иметь наружные выходы; в
здании депо должны быть предусмотрены удобные продольные и попереч-
ные проходы и проезды.
В зависимости от ремонтной программы, оцениваемой приведенным по
трудоемкости количеством капитальных ремонтов, выполняемых в тече-
ние календарного года, ремонтные базы ПС называют вагона- или троллей-
бусоремонтными мастерскими (BPM, ТРМ) или заводами (ВРЗ, ТРЗ).
Приведенное по трудоемкости к КР количество ремонтов ир годовой прог-
раммы определяют по формуле
m
п = и + S (Д.5./5 ).	(Х.4)
Р к .р _ 1 V I I ' кр7	'	’
394

где «к р — количество капитальных ремонтов в ремонтной программе; т —
количество видов ремонта, выполняемых в РМ или на РЗ; ni — количест-
во ремонтов z-ro вида в годовой ремонтной программе; S. — трудоемкость
этих ремонтов, чел-ч; 5	-- трудоемкость КР.
Вагоно- или тролле^усоремонтные мастерские организуют как само-
стоятельные ремонтные предприятия или в составе крупных эксплуатацион-
но-ремонтных депо. Обычная ремонтная программа первых — до 300 и
вторых — 50-100 приведенных КР в год. Вагоио- и троллейбусоремонт-
ные заводы организуют при годовой программе приведенных КР 400 и
более. По экономическим соображениям выгодны крупные РЗ, позволяю-
щие обеспечить наиболее высокое техническое оснащение производства,
минимальную стоимость и наивысшее качество ремонтов. Поэтому ремонт
трамвайных вагонов и троллейбусов выгодно объединять на единых ре-
монтных трамвайно-троллейбусных заводах (ТТРЗ).
Распределение ремонтов ПС между депо и самостоятельными РМ или
РЗ диктуется экономическими и конъюнктурными соображениями. Усло-
вие экономической выгодности передачи ПС для ремонта на РЗ
(t	+t +t )С + С + С <{t	+ г ) X С + С ,	(Х.5)
V	Т 3.0 з.р7 в т з.р v д.о д.р7 в д.р’	v
где <f, Z и t3 — затраты времени соответственно на транспортировку ПС
из депо на РЗ, простой его на заводе в ожидании ремонта и время заводско-
го ремонта, дни; Сц, Су, Сз р и Сд - средняя дневная выручка на единицу
ПС данного типа в эксплуатации, стоимость его транспортирования из депо
иа РЗ, стоимость заводского ремонта и стоимость деповского ремонта,
руб.; t о, /д — затраты времени на простой ПС в ожидании деповского
ремонта и деповский ремонт, дни.
Когда в (Х.5) правая часть больше левой, экономически выгоднее за-
водской ремонт, когда меньше — деповский ремонт. Анализ (Х.5) пока-
зывает, что выгодность заводского ремонта определяется в основном соот-
ношением стоимостей С3 р и Сдр, стоимостью Ст, соотношением затрат
времени + t з о по сравнению с /до и временем /3 по сравнению с /др.
Вследствие небольшой программы ремонтных работ оснащение депо техно-
логическим оборудованием, необходимым для выполнения крупных ре-
монтов ПС, экономически не оправдывается из-за низкого коэффициеита
использования. Поэтому обычно t > t3 и Сд > С другой сторо-
ны, как правило, +	> Z - П^этому^экономическую эффективность
концентрации ремонтов flC на ¥*3 существенно определяют их территори-
альное размещение относительно обслуживаемых хозяйств ГЭТ и наличие
транспортных связей между ними. Задача оптимального распределения ре-
монтов ПС между депо и РЗ решается с учетом местных условий. В круп-
ных транспортных хозяйствах экономически выгодна организация собст-
венных РМ или РЗ, а для мелких — организация областных или межоб-
ластных РЗ.
Существенное влияние на распределение ремонтов между депо и РМ
или РЗ оказывает их трудоемкость. Чем она меньше, тем меньше разность
между С3 и Сд и тем выгоднее оказывается деповский ремонт по срав-
нению с заводским. При высокой трудоемкости обычно С3 о « С р и
395

более выгоден заводской ремонт. Этим определяется то, что работы ТО сосЯ
редоточивают в депо, а трудоемкие плановые и случайные ремонты, требу-
ющие наличия специального дорогостоящего оборудования, — в РМ или на
РЗ. Обычно организация РЗ оправдывается при программе не менее
300 приведенных КР в год. При меиьшей программе их целесообразно вы-
полнять в РМ, объединенных с одним из депо. Существенным фактором, не
учитываемым соотношением (Х.5), является обеспечиваемое качество КР.
На РЗ, имеющих высокий уровень технической оснащенности, качество ре-
монтов принципиально выше, чем в депо, ие имеющих возможности иметь
такое же оснащение по экономическим соображениям. Это обстоятельство
является одним из решающих в пользу концентрации всех ремонтов на РЗ.
В РМ и РЗ входят производственные, вспомогательные, подсобные, ад-
министративно-хозяйственные и бытовые подразделения. Их состав опреде-
ляется мощностью предприятия (ремонтной программой) и принятой ор-
ганизацией производства. Производственными называют подразделения,
непосредственно занятые ремонтом ПС или изготовлением запасных частей
для него. Продукция производственных цехов - заготовки деталей, детали,
узлы и агрегаты ПС. Основным производственным цехом крупных ВРМ
(ТРМ) является вагоно- или троллейбусосборочный, выполняющий раз-
борку ПС дпя передачи его оборудования в ремонт, кузовные работы и
монтаж оборудования после ремонта на ПС. В него входят кузовное, раз-
борочное, моечно-дефектовочное, слесарно-кузовное, столярно-обойное,
малярное и другие отделения. К производственным цехам относят также
электротехнический с отделениями ремонта ТЭД, вспомогательных машин
и аппаратным; холодной обработки металлов с механическим, слесарно-
сборочным, колесно-токарным и пневматическим отделениями; кузнечно-
рессорный с кузнечным, сварочным и рессорным отделениями; пластмас-
совый и др. На РЗ в составе производственных цехов организуют вагоно-
или троллейбусосборочный, малярный, тележечный, колесио-токарный,
механический, слесарно-сборочный, электротехнический, столярно-дерево-
обделочный, сварочный, термический, пластмассовый, цех металлопокры-
тий и др. Таким образом, с ростом размеров ремонтных предприятий их
производственная специализация углубляется. Однако чрезмерным дроб-
лением производства не следует увлекаться, так как это усложняет взаи-
модействие производственных подразделений и управление ими связано с
увеличением штатов ИТР и фонда заработной платы.
Вспомогательными называют подразделения, обеспечивающие нор-
мальную работу основных производственных цехов: инструментальный
цех, цех главного механика с энергетической, ремонтно-технологичегкой и
ремонтно-строительной группами; заводские лаборатории. К подсобным
помещениям относят склады, кладовые, компрессорные станции, транс-
форматорные подстанции, проходные, контрольные, пожарно-сторожевую
охрану; к административно-хозяйственным и бытовым подразделениям —
заводоуправления, административно-хозяйственные отделы, бытовые поме-
щения в заводоуправлении и производственных цехах (гардеробы, душе-
вые, санузлы), помещения общественных организаций и др.
Принципы организации генерального плана РЗ рассмотрим на примере
ТТРЗ, рассчитанного на 400 ремонтов в год (рис.Х.7). На участке ТТРЗ
396

262,00
Рис.Х.7. Генеральный план трамвайно-троллейбусного ремонтного заво-
да на 400 приведенных капитальных ремонтов в год
1ШОО
Рис.'Х.8. План производственного корпуса трамвайно-троллейбусного ре-
монтного завода на 400 приведенных капитальных ремонтов в год
397

размещены производственный корпус / прямоугольной формы; ад мин ист-?
ративный корпус 2; въездные и выездные ворота с проходной и будкой 3
КПП для контроля ПС, поступающего в ремонт своим ходом, и выходя-,
щего из ремонта; железнодорожный путь 8 с эстакадой 4 для погрузки и
выгрузки трамвайных вагонов и троллейбусов, поступающих на завод из
других городов; склад-навес 5 у железнодорожного пути 8 для поступаю-
щих на завод материалов; открытая стоянка 8 с рельсовыми путями для
поступающих на ремонт трамвайных вагонов и площадка 9 с контактной
сетью для троллейбусов; мазутохранилище 6 и запасной резервуар 7 для
воды. Территория озеленена и асфальтирована. Схема движения трамвай-
ных вагонов и троллейбусов по территории РЗ показана стрелками.
В кузовном цехе этого ТТРЗ (рисЛ.8) принята характерная для ВРЗ
и ТРЗ продольная схема перемещения кузовов в процессе ремонта. Сквоз-
ной рельсовый путь 44 с разборочным отделением 43 предназначен для ре-
монта трамвайных вагонов, сквозная ремонтная канава 45 — для ремонта
троллейбусов. Тупиковый рельсовый путь 46 используется для ремонта
аварийных трамвайных вагонов и сдачи вагонов, выходящих из плановых
ремонтов; тупиковая ремонтная канава 48 — для ремонта аварийных трол-
лейбусов и сдачи троллейбусов, выходящих из плановых ремонтов. Для до-
делочных работ по вагонам имеется ремонтное место 47, по троллейбу-
сам — ремонтное место 42. Малярный цех 41 имеет камеры для окраски и
сушки вагонов и троллейбусов. В отдельном помещении 8 расположена ка-
мера для снятия с кузовов старой краски. В непосредственном соседстве с
кузовным цехом размещены пневматическое отделение 1, колесно-токар-
ное 2, тележечно-агрегатное 3, слесарно-сборочное 4, слесарно-кузовное 6
и стапельный участок 5. Моечно-дефектовочное отделение 7 расположено
вблизи разборочного отделения 43. В механическом отделении 40 выделе- ।
на инструментальная 9. В помещении 34 расположена электротехническая
с испытательной станцией 39, по торцу здания — пропиточно-сушильная 30,
обойное отделение 31, окрасочная 32 и мастерские главного механика 33. I
С противоположного торца находится кузнечно-рессорная 41, столяр-
ная 12, электросварочная 13, электротермическая 14, газосварочная 15. С
ними соседствует слесарное отделение 10 и высокочастотная установка 37
для термической обработки. По продольной стене корпуса расположен галь-
ванический цех с отделением 19 металлопокрытий, травильной 16, цианис-
того меднения 18, кладовой 20, генераторной 21 и полировочной 22. Здесь
же расположены инструментально-раздаточная 23, реагентное отделение 24,
тепловой узел 26, трансформаторная подстанция 25, насосная 27, компрес-
сорная 28 и главная кладовая 29. Помещения 38 — бытовые с гардеробны-
ми и санузлами.
Приведенная планировка показывает, что для РЗ характерна поточная
форма организации ремонтных работ с перемещением кузова по специа-
лизированным ремонтным зонам, каждая из которых может состоять из
одного или нескольких постов (рабочих мест), имеющих закрепленное
технологическое оснащение и рабочих. Снятое с кузовов оборудование
поступает в специализированные ремонтные цехи, проходит в них ремонт
поточным или стационарным методом и передается затем в технологиче-
ский запас. На вагоны и троллейбусы ставят отремонтированное оборудо-
398

вание из технологического запаса. Везде соблюдается принцип расстановки
оборудования по ходу технологического процесса с целью минимальной
'ранспортировки и по возможности исключения встречных потоков дета-
лей при ремонте. Ремонт оборудования ПС распределен между цехами по
предметному принципу: тележечный выполняет ремонт балок тележек, ко-
1есно-редукторный — колесных пар и тяговых редукторов и тд. В зави-
симости от объема номенклатуры и ремонтной программы в цехах орга-
низуют ремонтные работы методом постоянных рабочих мест или поточ-
ным. В колесно-редукторном цехе создают, например, поточные линии ре-
монта колесных пар и редукторов, в электротехническом — поточные
линии ремонта якоря, остова, отдельных групп аппаратов и тд.
§ Х.З. Система управления качеством и АСУ технического
обслуживания и ремонта подвижного состава ГЭТ
Производственные, процессы и факторы состояния, определяющие
функционирование системы ГМПТ, отличаются высоким уровнем стохас-
тичности, связанным с колебаниями спроса на пассажироперевозки, слу-
чайным характером тяговых нагрузок и условий эксплуатации техниче-
ских средств ГМПТ. При эксплуатации ПС ои находит выражение в не-
равномерности износа, случайном характере и неравномерном распределе-
нии потоков неисправностей и отказов по месяцам года, в колебаниях
номенклатуры и трудоемкости осмотровых и ремонтных работ от единицы
к единице ПС, определяющих необходимость индивидуального выбора вос-
становительных технологий и технологических режимов ТО и ремонта в за-
висимости от характера неисправностей и степени износа деталей и агрега-
тов. Все это связано с потерями рабочего времени на ТО и ремонт, сниже-
нием производительности труда и значительным усложнением организации
ремонтного производства. Колебания распределения тяговых нагрузок по
сети ГМПТ в целом, по районам электроснабжения н секционным участ-
кам снижает коэффициент нагрузки средств электроснабжения, заставляет
закладывать в них дополнительные мощности и плохо используемые резер-
вы. Колебания условий эксплуатации путевых устройств приводят к росту
эксплуатационных затрат на содержание и ремонт дорог и рельсовых путей.
В связи с этим эксплуатация систем ГМПТ требует весьма гибких форм
управления, которые должны отличаться высоким быстродействием и ин-
формативностью, малой инерционностью и потерями.
Целевая функция Е производственного процесса предприятий ГЭТ,
состоящая в обеспечении пассажироперевозок с максимальными качест-
венными показателями при минимальных затратах, выражается функцио-
налом
Е = f(A}, Л2,...Лл) = opt,	(Х.6)
где А — некоторый, например денежный, критерий качества функцио-
нирования подсистем 1—и, составляющих систему транспортного пред-
приятия (одной из этих подсистем является подсистема ТО и ремонта ПС).
Важно отметить, что (Х.6) выражает условие оптимальности функцио-
нирования транспортного предприятия в целом. При этом, как правило,
399

в оптимальном состоянии должны находиться и все его подсистемы, хотя;
это условие и не обязательно, так как могут быть случаи, когда оптималь-
ность одной или нескольких подсистем не соответствует оптимуму всей
системы и даже нарушает его. Решение функционала (Х.6) - задача плани-
рования и организации транспортного предприятия, для которой в настоя,
щее время уже частично разработаны экономико-математические алгорит-
мы расчетов с использованием ЭВМ. Выходом ее являются критерии н
числовые показатели оптимальности отдельных подсистем, на основании
которых их можно оптимизировать по тому же уравнению (Х.6) с подсис-
темами 1-п соответствующего ранга.
В связи с общей задачей повышения рентабельности пассажироперево-
зок основной проблемой любого эксплуатационного предприятия является
повышение уровня детерминированности его подсистем, который характе-
ризуют показателем неупорядоченности. С позиций теории управления лю-
бое эксплуатационное предприятие, равно как и предприятия-изготовители,
представляют системой, в которой действуют управляемые LX. и неуправ-
ляемые SK- факторы, числовые характеристики и сочетания которых в
основном имеют случайный (стохастический) характер. Чтобы получить
стабильные выходные параметры SZR этой системы, необходимо маневри-
ровать управляемыми факторами LX с учетом действия неуправляемых.
Если бы в этих системах действовали только управляемые факторы, то
для получения нужных выходных, т.е. продукции с постоянными свойст-
вами, достаточно было бы найти оптимальные соотношения между SX й
.SZK, строго связанными функциональными или статистическими зависи-
мостями. При достаточно большом удельном весе неуправляемых факто-
ров такие зависимости между и SZr отсутствуют. Поэтому для полу-
чения стабильных выходных параметров SZK в условиях действия возму-
щающих неуправляемых факторов SYy необходимо непрерывно корректи-
ровать управляемые факторы с учетом изменений неуправляемых.
Эффективность производства зависит при этом от соотношения между
и SY/, достаточности информации для их оптимизации, скорости ее
переработки и передачи управляющих воздействий. Обобщающим крите-
рием эффективности работы предприятия как системы является в этом
случае показатель неупорядоченности (диффузности) гп, связанный с коли-
чеством используемой и перерабатываемой в йен информации J дифферен-
циальным уравнением drn = -arn,dl, откуда
г = г е	(Х.7)
п «макс ’	\	/
где а — некоторый коэффициент, который можно найти, если для какого-
либо значения 1 - /„ известно значение неупорядоченности гп = гп0.
Тогда
я = (///П)1п(г /г .),	(Х8)
v ' О л макс' «(г
где г„макр ~ 1 ~ максимальная неупорядоченность системы (при 7 — 0).
С учетом (Х.8) получим
С. = 'пОехР1-(///о)|п<'-„„акЛ„О)).	(Х.9)
400

Из (Х.9) следует, что с ростом объема информации I степень неупо-
рядоченности системы убывает по экспоненциальному закону, благодаря
чему даже небольшой прирост информации 7, перерабатываемой в системе,
существенно сказывается на ее упорядоченности. Оптимальной управляе-
мости соответствуют два условия
Kt) - Iomlt) = 0; dl(t) - dlQJt) = 0,	(X.10)
где l(t), I — контролируемая переменная в момент времени t и ее опти-
мальное значеине.
Невыполнение условий (Х.10) приводит к появлению в производстве
потерь двух видов, связанных с отклонениями I(t) от 7ОптЛ) н с запаздыва-
нием использования информации. Потери первого вида
Т
А = ^Лпт’Л 17ОПТЛ-7(Л dt>	(Х11)
0
где /опт, I) - весовая функция отклонения l(t) от 7отЛ ДЛЯ разных мо-
ментов времени
Потерн второго вида
В = Г &(t., 1	, J Л dl -dl । .
J Г опт’ ' опт '
о
(Х.12)
Формула (Х.12) выражает ’’цену” отклонения (11(1) от dlQm(t) и тем са-
мым качество управления.
С учетом (Х.11) н (Х.12) и принимая во внимание, что неупорядочен-
ность производственных систем - величина случайная, искать ее следует
как математическое ожидание М неупорядоченности за отрезок времени
0— Т. Для производственных систем с непрерывным процессом
(г
<пт^-
<°
-/^л}/[/оп/гл Wb	(Х.13)
Для систем с дискретным процессом
Т
г = М < I (t), I 6	(t.) -
Q 1 Г опт1 l” 1 V J опт1 г
/UO„TW-W],	(х.14)
где
^опт^ А>пт^Л ~ ^опт^/
W =	(Х.15)
Для эксплуатационно-ремонтного производства неупорядоченность зна-
чительно выше, чем для предприятий-изготовителей технических средств
401
26-1962

ГМПТ. С другой стороны, общие затраты по эксплуатации технических
средств составляют до 10% стоимости основных фондов и значительно пре-
вышают стоимость их производства. Поэтому исследования неупорядочен-
ности эксплуатационно-ремонтного производства особенно актуальны.
Таким образом, теоретические исследования показывают, что проблема
оптимизации технологических процессов ТО и ремонта ПС сводится к вы-
бору наиболее рациональных форм организации и управления, с одной сто-
роны, и упорядочения информационного обмена между его звеньями, с
другой. Решающим фактором является правильное членение системы ТО и
ремонта на подсистемы, которое проводят по различным признакам, но
обязательно так, чтобы было четко определено их функциональное назна-
чение, входные (управляемые) факторы и выходные параметры. С учетом
этого определяют организационную структуру депо, РМ и РЗ, делят их на
цехи, отделения и участки, выделяют в системе ТО и ремонта подсистемы
подготовки производства, запуска ремфонда в производство, производст-
венного процесса, выпуска продукции, подсистемы обеспечения качества,
экономичности, НОТ и др.
Задача отыскания оптимума функционала Е [см.(Х.б)] в системе ТО
и ремонта ПС предполагает получение экономически оправданных значе-
ний всех технических показателей качества ПС в эксплуатации (включая
надежность) и организацию производственных процессов его ТО и ремонта,
обеспечивающую эти показатели с минимальной трудоемкостью, при мини-
мальных простоях ПС в ТО и ремонтах и минимальных затратах на ТО и
ремонт. Она требует: 1) выявления структуры системы ТО и ремонта
ПС как объекта планирования и управления, деления ее на подсис-
темы разных рангов (ранжирования) ; 2) выявления внутреииих и внеш-
них связей, определяющих качество функционирования системы в целом и
ее подсистем; 3) отбора из них наиболее существенных управляемых фак-
торов по степени их влияния на качественные показатели работы системы;
4) определения зависимостей качественных показателей подсистем от
отобранных управляемых факторов; 5) определения количественных зна-
чений характеристик подсистем, обеспечивающих оптимальное состояние
системы; 6) выбора наиболее экономичных и эффективных управляющих
воздействий на управляемые факторы для приведения системы к оптиму-
му и способов управления ими.
Математические модели управления качеством ТО и ремонта ПС созда-
ют обычно в виде линейных корреляционных уравнений, выражающих
связи между теми или другими показателями качества ТО и ремонта ПС и
определяющими их производственными и социологическими факторами:
эксплуатационно-ремонтной программой, уровнем специализации и тех-
нической оснащенности производства, обеспечеиностью ТО и ремонта за-
пасными частями и материалами, характеристиками организации произ-
водства, технологической дисциплины, квалификацией эксплуатационно*
ремонтиого персонала, системами материального и морального стимулиро-
вания качества труда и др.:
у = а0 + а{х} + а2х2 + ... +	+ ш,	(Х.16)
402

где у — рассматриваемый показатель качества ТО или ремонта ПС; Xj,...,
хп — производственные и социологические факторы, определяющие харак-
теристику у; а1}...,ап — коэффициенты регрессии; Ш — остаток, представ-
ляющий собой разность между фактическим значением признака^ и его те-
оретическим значением, предсказанным моделью.
Многофакторная регрессионная модель, выражаемая уравнением
(Х.16), позволяет установить и оценить коэффициентами корреляции влия-
ние на характеристики качества ТО и ремонта ПС каждого из рассматрива-
емых факторов х. в отдельности и на основании этого исследовать пути
улучшения качества ТО и ремонта. Экономико-математические модели, вы-
ражаемые уравнениями (Х.6) и (Х.16), представляют собой математиче-
ское обеспечение системы управления качеством. Сама система управления
качеством производственного процесса предприятий ГЭТ, подсистемой ко-
торой являются ТО и ремонт ПС, выступает как совокупность организаци-
онно-технических и социальных мероприятий, реализующих полученные
рекомендации. Таким образом, управление качеством некоторой системы
В {'#-} предполагает выявление критериев качества^. элементов ее под-
систем В}, составление и решение корреляционных уравнений (Х.16),
выражающих связи между и определяющими их факторами хг; выбор
обобщенного критерия качества Aj подсистемы В- и исследование корре-
ляционных связей между А- и математической моделью, аналогичной
(X. 16); составление целевой функции Е и оптимизацию ее по форму-
ле (Х.6).
Проблема разработки и внедрения в практику систем управления ка-
чеством ТО и ремонта ПС ГЭТ решается в настоящее время на двух уров-
нях: 1) в условиях существующей на предприятии системы технического
обеспечения информационного обмена между производственными звень-
ями и звеньями управления с минимальной ее доработкой; 2) в условиях
разработки и внедрения автоматизированной системы управления произ-
водством (АСУП).
Автоматизированная система управления производством предполагает
определенный достаточно высокий уровень механизации и автоматизации
сбора, передачи и первичной обработки (сортировки и систематизации)
информации о состоянии и изменениях управляемых факторов, опреде-
ляющих технологический процесс эксплуатации ПС. Однако эффект внед-
рения АСУП состоит не столько в механизации и автоматизации, сколько в
новых формах организации планирования и контроля производства, исклю-
чающих неорганизованность, дублирование функций разных исполнителей,
простои и т.д. Благодаря этому для небольших трамвайно-троллейбусных
хозяйств, которые не располагают необходимыми средствами для внедре-
ния АСУП и не могут ожидать их быстрой окупаемости, особый интерес
представляют системы управления производственной деятельностью, отли-
чающиеся высоким уровнем организованности на достижение конечных по-
казателей работы при минимальном техническом оснащении. В передо-
вых трамвайно-троллейбусных хозяйствах опробован и показал высокие
результаты ряд таких систем. В той или другой мере они заимствуют опыт
совершенствования систем управления промышленных предприятий.
403

Структура их весьма разнообразна, так как определяется не только общей
закладываемой в них идеей, но и местными условиями.
В качестве примера на рис.Х.9 приведена структурная схема системы
управления качеством ТО и ремонта ПС, разработанная и внедренная в
Киевском ТТУ. Главное содержание схемы - четкое определение структу-
ры и разделение функций управления всех служб и отделов ТТУ и его хо-
зяйственных подразделений - службы ПС, движения, электроснабжения,
путевого хозяйства и др., а также четких обратных связей между ними и
внутри их. Главная задача служб управления — формирование перспектив-
ных стратегических разработок и планов организационно-технических меро-
приятий, материального стимулирования за показатели качества, социаль-
но-экономических мероприятий, социалистического соревнования и других
на базе полученной в порядке обратной связи от предприятий и служб тех-
нической информации, изучения передового опыта и новых научных разра-
боток. Основные задачи депо как элемента системы управления качест-
вом — систематический анализ качества выпуска, изучение и решение проб-
лем ТО и ремонта ПС на основе совершенствования их организации. В ре-
зультате внедрения этой системы выбытие ПС из движения по техническим
неисправностям снизилось в Киевском ТТУ за пять лет с 3,47% до 1,38%,
т.е. в 2,2 раза.
Эффективность и качество работы ТТУ определяется постоянным пла-
номерным учетом и целенаправленным воздействием на весь комплекс
организационных, экономических, социальных и технических факторов,
определяющих формирование ресурса ПС и организации пассажиропере-
возок. Поэтому практика показывает, что проведение отдельных меро-
приятий воздействия на эффективность и качество работы ТТУ дает огра-
ниченный эффект или вовсе не дает его. Система управления качеством
связана с планомерной разработкой научной организации труда и управле-
ния (НОТ) и должна иметь системный характер. Комплекс мероприятий
системы управления эффективностью и качеством работы ТТУ расчленяют
на подсистемы взаимосвязанных технических, организационных, экономи-
ческих, информационных и социальных аспектов управления. К техниче-
ским относят мероприятия технологической подготовки эксплуатации,
организации ТО и ремонта и других технических средств обеспечения пас-
сажироперевозок, механизации и автоматизации технологических процес-
сов; к организационным — целенаправленное формирование оптимальной
организационной структуры ТТУ и его подразделений, нормативов органи-
зации эксплуатации, ТО и ремонта ПС, материально-технического обеспе-
чения; к экономическим — совершенствование форм и методов оплаты
труда, мероприятий материального и морального стимулирования за повы-
шение качественных показателей эксплуатации, ТО и ремонта ПС; к инфор-
мационным — разработку систем информационного обеспечения эксплуа-
тации, ТО и ремонта ПС, технической документации, методик прогнозиро-
вания качества, алгоритмов и программ обработки информации; к социаль-
ным — социалистическое соревнование, пропаганду передовых методов и
приемов труда, движение за коммунистическое отношение к труду, совер-
шенствование методов и форм материального и морального стимулирова-
ния за качество труда, улучшение условий труда и быта рабочих и ИТР.
404

405

Система управления качеством ТО и ремонта ПС Киевского ТТУ стро-
ится на принципах коммунистического отношения к труду, персональной
ответственности всех исполнителей за качество выполняемой работы, конт-
роля (административного и общественного) за качеством их труда, широ-
кой гласности результатов труда исполнителей. Систему управления ка-
чеством возглавляет начальник Управления, обеспечивающий ее разработку
и проведение через главного инженера и руководство отделов и служб.
Прямые связи служб Управления с производственными подразделениями
выражаются в формировании для них перспективных стратегических зада-
ний на базе получения плановых заданий по пассажироперевозкам, передо-
вого опыта эксплуатации, нормативной технической документации н типо-
вых методик НОТ. На этом этапе ведется анализ систем ТО и ремонта, ана-
лиз и разработка необходимой нормативно-технической документации, ана-
лиз эффективности принятых и разработки иовых систем оплаты труда и
материального стимулирования, систем управления производством, мате-
риально-технического снабжения, плановых заданий н Тд. Результаты спус-
каются в эксплуатационно-ремонтные депо в виде планов модернизации
ПС, комплексных планов организационно-технических мероприятий, пла-
нов внедрения единой метрологии, повышения общей культуры производ-
ства, социально-экономических мероприятий и др. В депо планы обсужда-
ются и разрабатываются мероприятия по их конкретизации и повышению
эффективности с привлечением к этой работе партийно-хозяйственных ак-
тивов, групп народного контроля, научно-технического общества (НТО) и
Всесоюзного общества изобретателей и рационализаторов (ВОИР), орга-
низуются конференции по качеству и агитационно-массовая работа. В ре-
зультате организационной и политико-воспитательной работы, конкретных
разработок планов НОТ и обобщений предложений трудящихся уточненные
планы системы управления качеством доводят до исполнителей и переда-
ют в Управление. Таким образом, система управления качеством строится
по принципу замкнутых систем управления с обратными связями, что
обеспечивает возможность ее непрерывного совершенствования.
Основными трудно устранимыми недостатками систем управления
качеством ТО и ремонта ПС, основанных на информационном обмене, осу-
ществляемом силами ИТР (работниками администрации, плановых отде-
лов, мастерами по выпуску, мастерами технического обслуживания, плано-
вых ремонтов, ОТК и др.), являются ограниченность информации и низ-
кое быстродействие, что вызывает большие потери рабочего времени и сни-
жение эффективности эксплуатации ПС. Недостаточное информационное
обеспечение и низкое быстродействие систем управления производственной
деятельностью депо и ремонтных заводов в сочетании с большой динамич-
ностью выпуска ПС и разнообразием ремонтных работ приводят к плохому
использованию выделенных ресурсов, рабочей силы и производственного
оборудования, низкому качеству и высокой себестоимости ТО и ремонта
ПС. Трудовые и материальные затраты на ТО и ремонт ПС при традицион-
ных неавтоматизированных системах управления производственной дея-
тельностью трамвайных и троллейбусных депо составляют до 20% себесто-
имости пассажироперевозок, в то время как затраты на обслуживание и
ремонт производственного оборудования в промышленности нс превы-
406

шают 8—9% себестоимости выпускаемой продукции. Более высокие затра-
ты на ТО и ремонт ПС связаны с широкой номенклатурой его ТО и ремон-
тов, особенностями эксплуатационной работы на линии и многочисленны-
ми возмущающими факторами, нарушающими ритмичность эксплуатаци-
онно-ремонтных работ.
Современным направлением коренного улучшения показателей про-
изводственной деятельности депо и РЗ является основанная на использова-
нии современных достижений научно-технической революции, автоматики
и электроники разработка и внедрение АСУП, охватывающих планирова-
ние, организацию, оперативный контроль и управление технологическими
процессами ТО и ремонта, материально-технического снабжения, бухгал-
терского учета, выпуска ПС на линию и других элементе производствен-
ной деятельности предприятий ГЭТ. Разработки АСУ ГЭТ ведутся в общем
плане разработок АСУ городского пассажирского транспорта (АСУ ГПТ).
Ими занимаются АКХ им.К.Д.Памфилова, Мосгортрансниипроект, СКБ
промавтоматики (г.Омск), Научно-исследовательский институт автомо-
бильного транспорта (НИИАТ) и др. Опытные системы АСУП созданы и
проходят испытания в Алма-Ате, Свердловске, Омске'-, Владивостоке, Харь-
кове и других городах. В трамвайных и троллейбусных депо Киева, Душан-
бе, Днепропетровска и других городов внедряются элементы АСУ депо. В
будущем АСУП должны иметь все крупные дело.
Основная цель создания АСУП — повышение эффективности производ-
ственно-финансовой деятельности предприятий ГМПТ за счет улучшения
использования ПС, снижения себестоимости ТО и ремонта ПС, повышения
его качества, т.е. мобилизация резервов, ие используемых в настоящее
время в связи с ограниченными возможностями традиционных методов и
средств управления. Уже первые шаги внедрения на ГЭТ показывают, что
АСУП позволяют увеличить производительность труда на предприятиях на
7—9% и уменьшить себестоимость продукции или услуг на 4-5% при быст-
рой окупаемости затрат. При повышении уровня автоматизации и матема-
тического обеспечения эффективность их возрастает еще больше.
В общем виде технология управления любой системой включает в себя
сбор информации о состоянии объекта управления; переработку этой ин-
формации и формирование на ее основе решений по необходимому воз-
действию на объект управления; передачу командной информации испол-
нителям. В обычных системах управления эти задачи решаются людьми с
минимальным техническим обеспечением. В АСУП операции по сбору и об-
работке информации о производственных объектах автоматизированы, т. е. ,
выполняются либо автоматически периферийными устройствами сбора ин-
формации, либо автоматизированы с использованием различных техниче-
ских средств. Обработка поступающей информации осуществляется в вы-
числительном центре (ВЦ) с использованием вычислительной техники по
программам математического обеспечения. Создание АСУ позволяет оп-
тимизировать использование трудовьгх и материальных ресурсов депо,
свести к минимуму потери рабочего времени, увеличить пропускную спо-
собность зон ТО и ремонта ПС, снизить себестоимость ТО н ремонта. Поми-
мо улучшения общих экономических показателей АСУ обеспечивают воз-
можность повышения программы ТО и ремонтов иа тех же площадях, что
407

весьма важно, так как в настоящее время обеспечение ПС эксплуата-
ционно-ремонтными базами, как правило, отстает от роста инвентарного
парка.
Трудности, связанные с разработкой АСУП, определяются необходи-
мостью формализации и математического моделирования всех процессов
организационно-хозяйственной деятельности предприятий, невозможного
без. пересмотра и оптимизации их организационных основ. Отличие реко-
мендуемых структур управления трамвайно-троллейбусных депо от сущест-
вующих при внедрении АСУП состоит в Организации и повышении роли дис-
петчерского центра управления производством (ЦУП), повышении роли
технической диагностики ПС, организации специальных лабораторий или от-
делов НОТ. Комплекс технических средств АСУ депо (АСУД) целесооб-
разно создавать в расчете на организацию единого кустового ВЦ при ТТУ.
Эта централизация определяется необходимостью единого управления
цассажироперевозками и всеми обеспечивающими их подразделениями, а
также с целью максимального использования дорогостоящих ЭВМ. Поэ-
тому комплекс технических средств АСУД должен включать лишь пери-
ферийные устройства сбора и передачи производственной информации,
командно-диспетчерские устройства (мнемощиты, пульты, дисплеи, табло
и т.д.) и устройства оперативно-диспетчерской связи. Ремонтные заводы
могут иметь ВЦ с управляющими ЭВМ средней ступени.
Технические средства, используемые в АСУП, определяются решаемы-
ми ими задачами и возможностями фондирования. Для эксплуатационно-
ремонтного производства характерно многообразие путей и способов ор-
ганизации осмотровых н ремонтных работ, выбора методов восстанови-
тельной технологии, маневрирования ресурсами и тд. Автоматизирован-
ные системы управления депо должны решать задачи контроля и опти-
мального регулирования хода производственных процессов, прогнозиро-
вания технического состояния ПС, расчета эксплуатационно-ремонтных
планов и графиков ТО и ремонта, распределения заданий между ремонтным
персоналом, расчетов планов загрузки оборудования и тд. В этих случаях
важно установить экономически оптимальный вариант, который можно
найти с использованием вычислительной техники методами моделирования
и системного анализа. Поэтому АСУП депо и РЗ целесообразно создавать
по типу замкнутых саморегулирующихся систем с прямыми и обратными
связами с метасистемой АСУ ГПТ. Сложность и многообразие технологиче-
ских процессов депо и РЗ не позволяют осуществить их полную автомати-
зацию. Исполнительные и управляющие функции реализуются в них экс-
плуатационным и ремонтным персоналом. Поэтому одна из главных задач
создания АСУП депо и РЗ - это максимальное использование и согласова-
ние возможностей технических средств и люден по критерию общей опти-
мальности.
Большое значение имеет структура АСУП, правильное деление ее на
подсистемы, которое можно осуществлять по функциональному или орга-
низационному признаку или составу системных элементов. Основные
факторы, определяющие схемное решение АСУП, - пространственная рас-
средоточенность управляемых ею объектов, их информационная структура
и производственная взаимосвязь. Производственные процессы, протекаю-
408

щие в АСУП, и их взаимосвязи описываются математическими моделями —
алгебраическими, дифференциальными и логическими уравнениями. Крите-
рием оптимальности АСУ является общий критерий качества [см. (Х.6) ] .
Для определения экстремумов функционала Е критерия качества по тем
или другим управляющим воздействиям х приравнивают нулю его частные
производные дЕ/дх. Теория оптимального управления позволяет устано-
вить структуры АСУ, отличающиеся максимальными показателями ка-
чества функционирования при учете различных ограничений н возмущаю-
щих факторов (шума). Оптимизацию функционала £ можно осуществить
различными методами стратегии поиска экстремума, градиентов, итера-
тивного повышения показателя эффективности и др. Общую оценку прини-
маемого решения можно осуществлять по условию
р — Ъ aj).	(Х.17)
i= | r 1
где Pi — оценка системы по отдельным показателям i (i = 1,..., п): а. —
весовой коэффициент, определяющий ’’удельный вес” (значимость) част-
ных оценок.
При использовании метода итеративного повышения показателя эф-
фективности £, который часто используют в самоорганизующихся АСУ,
информация, получаемая от производственных объектов, используется
не только для выработки управляющих воздействий, но и для внесения в
них коррективов. Математическое обеспечение организуется в этом слу-
чае так, что иа основе первичной информации определяются неокончатель-
ные, а только первичные оценки показателей эффективности и выраба-
тываются первичные рекомендации по корректированию управляющих воз-
действий. Уточнение управляющих воздействий приводит к повышению
показателей качества. Этот процесс продолжается до тех пор, пока харак-
теристики функционирования управляемого производственного объекта не
войдут в зону оптимума.
Производственная информация поступает в ВЦ системы от датчиков и
локальных систем управления производственных участков ТО и ремонта
ПС, контрольных и проходных, отделов и служб, складов и тд. Часть ее
вводится вручную производственным персоналом со специальных пуль-
тов, располагающихся на рабочих местах. По принятым алгоритмам и прог-
раммам математического обеспечения ВЦ перерабатывает получаемую ин-
формацию и выдает информацию, необходимую для управления производ-
ственными процессами, выполняя роль ’’советчика” для производственного
персонала. Развитие управляющей части АСУ определяется структурой и
степенью развития автоматизации производства. На современном этапе раз-
вития эксплуатационно-ремонтного производства она сравнительно мала.
Эффективность оперативного управления определяется полнотой сведе-
ний, получаемых с производственных участков, а также структурой и сис-
темой автоматизированного учета производственных показателей.
Анализ производственного процесса ТО и ремонта ПС в депо позво-
ляет рассматривать его в виде семи подсистем: 1) контроля выпуска и
возврата подвижного состава (КВВ); 2) контроля загрузки постов в зонах
осмотров и ремонтов (КЗП); 3) контроля выполнения графиков обслу-
409

живания и ремонтов (КВГ); 4) контроля наличия запасов и учета движе-
ния запасных частей и материалов (КНЗ); 5) табельного учета (ТУ);
6) контроля состояния оборудования (КСО); 7) оперативной производ-
ственной связи (ОПС). Однако можно применять и другие принципы ран-
жирования. В системе ТО и ремонтов в качестве подсистем можно рас-
сматривать, например, подсистему материально-технического снабжения,
оперативно-производственного планирования, планово-предупредительного
ТО, плановых и случайных ремонтов и др.
Технологический процесс разработанных в АКХ им.К.Д.Памфилова
подсистем АСУД состоит в следующем. Подсистема КВВ предназначена
для автоматизации учета выпуска ПС на линию и возвращения его’ в депо
в соответствии с графиком или по техническим неисправностям, а также
дня выдачи оперативных команд при отклонении от графика. Она позволя-
ет диспетчеру по выпуску получать непрерывную информацию о суммар-
ном количестве ПС, находящемся на линии и территории депо, а также
контролировать выпуск ПЕ на линию и возвращенце их в депо. В простей-
шем исполнении этой подсистемы у диспетчера по выпуску устанавливают
специальный шит, состоящий из съемных ячеек с подсвечивающимися но-
мерами ПЕ, которые набираются на щите в соответствии с плановым вре-
менем выхода ПЕ на линию. У шифра каждой ПЕ на щите вставляется жезл
ПЕ, наличие которого указывает на то, что ПЕ находится в депо. Диспет-
чер по выпуску выдает водителю вместе с путевым листом жезл (выни-
мает его из щита), который служит пропуском на выпуск ПЕ из депо.
При вынимании жезла на щите под соответствующим шифром ПЕ загора-
ется лампочка, информирующая диспетчера о том, что эта ПЕ находится в
депо и готовится к выпуску. На контрольно-пропускном пункте (КПП)
водитель отдает жезл контролеру по выпуску, который вставляет его в
соответствующее отверстие на щите КПП. При этом лампочка на щите
диспетчера по выпуску гаснет, что означает выход этой ПЕ на линию. При
возвращении ПЕ с линии контролер КПП вынимает ее жезл со своего щита
и возвращает его води гелю. При этом у диспетчера по выпуску загорается
лампочка, сигнализирующая, что эта ПЕ возвращается с линии. Водитель
устанавливает ПЕ на указанное ему место и после этого вместе с путевым
листом сдает диспетчеру жезл. Диспетчер ставит жезл в гнездо соответст-
вующей ПЕ, лри этом лампочка ее гаснет, что означает нахождение ПЕ иа
стоянке или на постах ТО. Регистрация на перфоленте времени выхода и
возврата каждой ПЕ дает возможность ввести автоматизированный учет
эксплуатационных показателей работы ПС депо с использованием ЭВМ.
Подсистема КЗП предназначена для оперативного руководства и конт-'
роля технологического процесса ТО и ремонта ПС с регистрацией загрузки
постов по всем зонам и регулированием ПС, находящегося в зоне ожида-
ния. Для осуществления этих работ в диспетчерской устанавливают мнемо-
схему зон ТО, ремонта и ожидания, а на каждом из постов - сигнальные
лампы, указывающие на наличие (лампа гаснет) или отсутствие (лампа
горит) на них ПЕ. Прибывающий в депо ПС осматривается приемщиком
в зоне технической диагностики, оборудованной мнемосхемой депо с ука-
занием на ней зон и постов ТО, ремонтов, ожидания ТО и отстойной пло-
щадки. Результаты осмотра ПЕ приемщик сообщает диспетчеру по ремонту
410

(по селектору или телефону) и получает от него указание, куда ее напра-
вить. Диспетчер по ремонту набирает на своей мнемосхеме на соответствую-
щем посту шифр направляемой на него ПЕ, который дублируется на мнемо-
схеме поста диагностики и в зоне поста. Одновременно диспетчер сообщает
на пост по селектору или телефону содержание работ, которые он должен
выполнить иа ПЕ, и отводимое для этого время. После получения сведений
с поста о поступлении ПЕ диспетчер по ремонту со своего пульта гасит лам-
пу сигнализации на посту, фиксируя тем самым момент начала работ по уст-
ранению неисправностей ПЕ. Момент окончания работ на посту сообщается
диспетчеру, который включает на нем сигнальную лампу, сигнализирующую
об освобождении поста, и снимает шифр ПЕ со своей мнемосхемы.
Подсистема КВГ предназначена для программирования и контроля вре-
мени выполнения технических воздействий при осмотрах и ремонтах ПЕ.
Контролируемыми участками при этом являются: в цехе технического об-
служивания — посты поточных пиний ТО-1 и ТО-2 и в цехе плановых ремон-
тов — кузовной, агрегатный и электротехнический участки (контроль вы-
полнения плановых ремонтов ПС по сетевому графику). По результатам
технической диагностики диспетчер по ремонту, используя специальное
программирующее устройство,назначает постам время, необходимое для
выполнения работ ТО и ремонта ПЕ (от 10-20 мии для поста осмотра до
8—10 ч для зон ремонта). Фактическое время нахождения ПЕ на постах
ТО и ремонтов регистрируется иа перфоленте для последующего анализа
производственной деятельности депо. По истечении заданного диспетче-
ром времени осмотровых и ремонтных работ программное устройство дает
диспетчеру звуковой и световой сигналы для принятия соответствующих
управляющих воздействий.
Подсистема КНЗ предназначена для контроля использования техноло-
гического запаса агрегатов и движения материалов и запасных частей. На-
чальники участков передают информацию об использовании наличного обо-
ротного фонда агрегатов, материалов и запасных частей диспетчеру по ремон-
ту, которая фиксируется цифровым индикатором на табло диспетчера.
Учет движения запчастей и материалов иа складе ведет кладовщик на спе-
циальных бланках, используя печатающую машинку с параллельной авто-
матической записью информации на перфоленту. Поступающую инфор-
мацию сверяют с заложенной в счетном устройстве информацией о необхо-
димом оборотном фонде в пределах допустимых отклонений (максималь-
ном и минимальном). Диспетчер по ремонту и начальник отдела сиабжеиия
получают сводку об отсутствующих материалах в цехах и на складах. По-
требность депо в агрегатах, материалах и запасных частях рассчитывают на
основе эксплуатационно-ремонтного плана.
Подсистема ТУ предназначена для автоматизированного объективного
контроля и регистрации своевременного прихода и ухода на работу и с ра-
боты всех работников депо. Каждый из них получает специальный жетон
со своим шифром. Для отметки прихода на работу и ухода с работы жетои
вставляют в специальный приемник, установленный на КПП. Приемник
имеет ряд отверстий, соответствующих началу работы отдельных катего-
рий работников депо, которые автоматически или по команде диспетчера
411

закрываются после истечения заданного врсмеии. Опоздавшие вставляют
свои жетоны в специальное отверстие приемника.
Информация о приходе на работу водителей и работников отдела экс-
плуатации передается на специальный щит, находящийся у диспетчера по
выпуску. Щит состоит из съемных ячеек с шифрами водителей и других
работников отдела эксплуатации. Ячейки водителей устанавливают на щите
по I руппам в соответствии с графиком выпуска поездов на линию. Щит
дает диспетчеру по выпуску полную информацию о своевременности при-
хода на работу всех работников эксплуатации. Опоздавшие на работу яв-
ляются к диспетчеру для объяснений; допуская их к работе, диспетчер
вручную включает соответствующие им шифры на щите.
Информация о приходе на работу ремонтных рабочих передается на
шит диспетчера по ремонту. Приход на работу административно-управленче-
ского персонала и опоздавших регистрируется на специальной пенте циф-
ропечатью.
Подсистема КСО .предназначена для контроля загрузки, состояния и
планирования профилактического обслуживания основного технологиче-
ского оборудования депо. Для контроля времени его фактической работы
используют электрические часы и выключатели, срабатывающие в момен-
ты начала и окончания работы оборудования. Профилактическое обслужи-
вание технологического оборудования планируют в календарном времени
или времени его фактической работы. Сведения о неисправностях и отка-
зах оборудования передают диспетчеру по ремонту для принятия управля-
ющих решений.
Подсистема ОПС предназначена для оперативного контроля за работой
всех зон ТО и ремонта ПС, а также вспомогательных цехов и подразделе-
ний для обеспечения ритмичности всего производственного процесса депо.
Она может базироваться на телефонную связь через учрежденческую авто-
матическую телефонную станцию (УАТС), селекторную диспетчерскую
связь или их сочетание, а также периферийные устройства контроля и сиг-
нализации (сигнальные лампы и реле, кнопки, выключатели и др.).
Центр управления производством АСУД представляет собой комп-
лекс технических средств: вычислительный блок на базе процессора типа
М-6000, аппаратуру передачи информации, командно-диспетчерские уст-
ройства (мнемощиты, пульты, табло и др.) и устройства оперативно-дис-
петчерской связи. Затраты на создание системы АСУД составляют около
150 тыс.руб. Предварительная оценка ее экономической эффективности по
расчетам АКХ им.К.Д.Памфилова- показывает возможность повышения
производительиости труда в целом по депо на 15%, что обеспечивает сни-
жение себестоимости пассажироперевозок на 7,5%. Срок окупаемости сис-
темы составляет менее полутора лет.

ГЛАВА XI. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
ОБОРУДОВАНИЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ И ТЯГОВЫХ СЕТЕЙ
СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГЭТ
§ XI. 1. Техническое обслуживание и ремонт
оборудования тяговых подстанций
Нормативно-технической документацией, устанавливающей правила
эксплуатации, ТО и ремонта оборудования ТП, являются Правила техниче-
ской эксплуатации трамвая и троллейбуса, Правила технической эксплуата-
ции электроустановок потребителей, Правила техники безопасности при
эксплуатации электроустановок потребителей, Правила пожарной безопас-
ности, а также действующие Указания но системе ремонтов оборудования
тяговых подстанций трамвая и троллейбуса [18] . Нормальная работа обо-
рудования ТП обеспечивается его выбором и установкой в соответствии с
требованиями Правил устройства электроустановок (ПУЭ); организацией
контроля эксплуатационных режимов работы и своевременного выполне-
ния необходимых оперативных переключений; соблюдением установлен-
ной периодичности и содержания работ ТО и ремонтов.
Комплекс работ обслуживания ТП включает в себя оперативное обслу-
живание, осуществляемое оперативным и обслуживающим персоналом на
ТП или электродиспетчером районного диспетчерского пункта (РДП) на
автотелеуправляемых ТП; периодические ТО и ремонты, осуществляемые
оперативным персоналом ТП, мастерами РДП, в мастерских энергохозяй-
ства или на заводах; случайные ремонты, осуществляемые оперативным
персоналом ТП ипи специализированными бригадами оперативно-ремонт-
иого района. Оперативное обслуживание ТП — это контроль эксплуатацион-
ных режимов работы оборудования, выполнение необходимых оператив-
ных переключений и подготовка рабочих мест для выполнения ремонтных
работ; все оперативные переключения и работы на электроустановках, а
также замеченные неисправности и принятые меры по их устранению фик-
сируются дежурным персоналом в оперативном журнале; в суточных от-
четах о работе ТП фиксируются показания всех счетчиков ЭЭ, основные по-
казатели работы (нагрузка) ПА, количество автоматических отключений
выключателей питающих линий и др. Порядок проведения оперативных
переключений устанавливается инструкциями и правилами отдельно для
каждого присоединения. Основное правило выполнения оперативных пе-
реключений в высоковольтных цепях состоит в том, что первым в цепях,
находящихся под нагрузкой, должен отключаться аппарат, способный га-
сить дугу, а затем разъединители, ограждающие присоединение от частей
электроустановок, находящихся под напряжением, и обеспечивающие ви-
димый разрыв цепей; включение электроустановок осуществляется в об-
ратной порядке: первыми включаются разъединители, ограждающие при-
соединение, последним — аппарат, осуществляющий дугогашение. Порядок
включения разъединителей устанавливается инструкциями. Например, при
отключении вводов 6—10 кВ рекомендуется отключать вначале выключа-
тель, затем линейный и после этого шинный разъединитель; включение
413

ввода осуществляют в обратном порядке. Особенно важно точно выполнять
правила при отключении оборудования для ремонта и включении его в ра-
боту после проведения ремонта. •
Действующая система ТО н ремонтов электрооборудования ТП вклю-
чает в себя: осмотры без снятия напряжения, текущий (ТР), средний (СР)
и капитальный (КР) ремонты, осуществляемые с периодичностью, оцени-
ваемой временем работы, фактическим состоянием оборудования и коли-
чеством срабатываний (отключений токов к.з.). После срабатывания за-
щит, сигнализирующих о неисправностях или отказах оборудования, про-
водят его внеочередные проверки и ремонты.
В соответствии с действующей системой ремонтов МЖКХ РСФСР
установлены следующие сроки и виды ремонтов:
для РУ 6-10 кВ (сборных шин изоляторов, разъединителей и приво-
дов, измерительных трансформаторов, предохранителей контактных соеди-
нений) - один раз в год ТР и по состоянию КР;
для МВ вводов - один раз в год ТР, один раз в д^а года СР и по состо-
янию КР, причем независимо от этого после каждых четырех отключений
тока к.з. или после отключения МВ с выбросом масла внеочередной СР;
для МВ агрегатов те же виды ремонтов, но их плановые СР выполняют
с периодичностью не один раз в два года, а один раз в год;
для приводов МВ - те же виды ремонтов, что и МВ, но внеочередные
ремонты для них не назначают;
для силовых трансформаторов внутренней установки ТрПА и СН —
один раз в шесть месяцев ТР (его рекомендуют сочетать с сезонной регу-
лировкой уровня масла) и с периодичностью шесть лет КР, причем первый
КР через шесть лет после включения в эксплуатацию является обязатель-
ным, а в дальнейшем выполняется по состоянию (при сигналах перегрева,
срабатывания газовой защиты, отключениях защитой и других явлениях,
вызывающих ненормальную работу, силовым трансформаторам назначают
внеочередные ТР);
для кремниевых выпрямителей — один раз в год ТР, один раз в год СР
и по состоянию КР;
для оборудования РУ 600 В (положительной, запасной и отрицатель-
ной шин, изоляторов контактных соединений, разъединителей и переключа-
телей с приводами, шунтов, блок-контактов) — один раз в год ТР и по ме-
ре необходимости КР;
для релейной защиты — частичную проверку один раз в год, полную
проверку - один раз в два года и внеочередные ТР (частичные провер-
ки) — в случае неправильного действия или отказов;
для выключателей постоянного тока — один раз в два месяца ТР,
один раз в год СР, по состоянию КР и внеочередные ТР после 20 автомати-
ческих отключений;
для автоматики и телемеханики ТП — текущий ремонт ТР одновремен-
но с ремонтом соответствующего оборудования, полную проверку - один
раз в год и внеочередные проверки — в случаях неправильного действия
или отказа;
для собственных нужд переменного и постоянного тока — один раз в
год ТР, один раз в три года СР, ло состоянию КР;
414

для заземляющих устройств — один раз в год ТР и по состоянию КР.
Организация ТО и ремонтов оборудования ТП зависит от организацион-
ной структуры энергохозяйства. В больших городах в энергохозяйство
входят службы ТП, контактной и кабельной сетей, СЦБ (сигнализации,
централизации, блокировки) и связи. Тяговую сеть и ТП делят на эксплуа-
тационные районы, в каждый из которых входит от 3—4 до 25 ТП; эксплу-
атационные районы - на участки электроснабжения. Мастера ТП или участ-
ков электроснабжения обслуживают 2—3 многоагрегатных или до 7—8 од-
ноагрегатных ТП, выполняют планы технического обслуживания (включая
СР) и устраняют мелкие неисправности оборудования. При службе ТП
создают электроизмерительную лабораторию, обеспечивающую централи-
зованное обслуживание защит ТП; отдел автоматики и телемеханики, обес-
печивающий техническое обслуживание схем автоматики и телемеханиче-
ских устройств; отдел КР, осуществляющий КР оборудования ТП, н опера-
тивно-ремонтный район — службу, обеспечивающую аварийно-восстанови-
тельный ремонт оборудования ТП.
Осмотр оборудования ТП без снятия напряжения производят мастера
ТП, РДП или дежурный монтер (с квалификацией ие ниже 4-го разряда)
на ТП с постоянным дежурным персоналом ежедневно и на ТП без посто-
янного дежурного персонала — один раз в неделю. При осмотре РУ прове-
ряют: состояние и положение аппаратов и приборов, изоляцию (чистоту
поверхности, отсутствие'видимых дефектов, перекрытий) шин, контакт-
ных соединений, кабельных воронок; отсутствие нагрева контактных сое-
динений (по цветам поверхности, установленным термоиленкам), треска,
шумов, разрядов, коронирования на шинах, видимых дефектов креплений
и сцепления выключателей, приводов и приводных механизмов; уровень
масла в аппаратах, отсутствие его течи и следов выброса из МВ; целость
пломб у счетчиков и реле и вращение дисков счетчиков; работу сигнализа-
ции; исправность освещения и отопления; состояние заземляющей про-
водки, помещения, исправность дверей, окон, отсутствие течи в кровле,
в междуэтажных перекрытиях и исправность замков; наличие средств без-
опасности. При осмотре силовых трансформаторов проверяют: уровень
масла в маслоуказателе расширителя; отсутствие течи масла в местах уп-
лотнений (под крышками, изоляторами, кранами, в сварочных швах);
температуру масла (в нормальных условиях допускается температура до
95°С); отсутствие постороннего или ненормального шума, короны, газов
в смотровом стекле газового реле, нагрева контактных соединений (по
установленным термоуказателям), видимых повреждений, оплавлений и
трещин изоляторов; состояние кабелей, присоединенных к газовому реле,
стекла выхлопной трубы; чистоту трансформатора; состояние контура за-
земления (отсутствие разрывов), кабельной воронки, освещения и венти-
ляции помещения; целость дверей, запоров, отсутствие течи воды в транс-
форматорной камере; отсутствие в камере отверстий, через которые в
нее могли бы проникнуть мелкие животные или птицы. При осмотре вы-
прямителей проверяют отсутствие постороннего шума, треска и разрядов в
шкафах В А; выпадение сигналов (блинкеров) защиты от пробоя вентилей;
плавность работы вентиляторов у ВА с принудительным охлаждением, от-
сутствие постороннего шума и вибрации двигателя.
415

Основные работы текущего ремонта РУ 6—10 кВ: ревизия и чистка
сборных шин, изоляторов, разъединителей и их приводов, контактных сое-
динений; вводных ячеек с отключением со стороны питающего центра;
ячеек РУ 6—10 кВ, контактных соединений, измерительных трансформато-
ров тока и напряжения, предохранителей, блокировок. Проверяют надеж-
ность контактных соединений сборных шин, нагрев (по вздутию краски и
наличию цветов побежалости или термопленками). При осмотре изолято-
ров обращают внимание на трещины, повреждения глазури, следы перекры-
тия электрической дугой, качество крепления колпачков й фланцев; при
осмотре разъединителей — на плотность соприкосновения ножей и непод-
вижных контактов (щупом), отсутствие перекоса ножей и одновремен-
ность касания ножей трехполюсных разъединителей, на работу замков (от-
сутствие самопроизвольного отключения при к.з.), состояние проводов и
блок-контактов, отсутствие повреждений изоляторов, надежность креп-
лений, состояние сцепления тяг приводов и поводков сигнальных кон-
тактов и тд. Очищают детали от пыли, грязи и ржавчины, регулируют сиг-
нальные блок-контакты. На измерительных трансформаторах тока (ТТ)
и напряжения (ТН) проверяют отсутствие повреждений изоляторов, плот-
ность контактов и присоединения заземляющих проводов, у ТН — отсут-
ствие следов утечки масла (смену масла в ТН производят один раз в три
года). У предохранителей проверяют отсутствие повреждений изоляторов
и трубок, надежность крепления изоляторов и колпачков, контактов, ис-
правность и соответствие плавких вставок по току. Кроме того, проверя-
ют исправность сетчатых ограждений РУ напряжением 6-10 кВ, надежность
закрывания дверей и исправность замков, наличие соответствующих плака-
тов и исправность блокировок.
Прн ТР МВ осматривают опорные и проходные изоляторы и фарфоро-
вые нзоляторы-тяги, целости цилиндров, состояние креплений тяг и сое-
динительных муфт, контактных стержней (без вскрытия цилиндров) с за-
чисткой или заменой лрн сильном оплавлении или уменьшении длины на-
конечников. После замены наконечников цилиндры полностью разбирают
для внутреннего осмотра с последующей сборкой и регулировкой, про-
веркой действия маслоуказателя, приводов при ручном и дистанционном
управлении. При ТР соленоидных приводов МВ замеряют сопротивление
изоляции катушек привода по отношению к корпусу, осматривают отжи-
мающую пружину соленоида на отсутствие изломов и трешин, крепление
привода, проводят ревизию и регулировку контактов, проверяют отсутст-
вие заеданий в механизме привода при включении (ручном и дистанцион-
ном) и тд.
При ТР силовых трансформаторов проверяют внешним осмотром ко-
жух трансформатора, состояние резиновых уплотнений с подтяжкой гаек
креплений (при необходимости), уровень масла в расширителе (с доведе-
нием до нормы), осматривают газовое реле и проводку к нему, проверяют
работу газового реле, состояние ошиновки трансформатора, затяжку кон-
тактов на выводах, отбирают пробу трансформаторного масла, устраняют
замеченные течи масла подтяжкой креплений, измеряют сопротивление
изоляции обмоток мегаомметром на 1000 или 2500 В и др. У кремниевых
ВА очищают от пыли (пылесосами) вентильные блоки и аппаратуру,осмат-
416

ривают поверхности проводов и кабелей, проверяют установленные рас-
стояния между неизолированными разнопотенциальными элементами (гиб-
кими выводами вентилей различных фаз и тд.) , состояние гибких выводов
вентилей, контактов в клеммниках, в соединениях вентилей с радиаторами,
у резисторов и конденсаторов, анодных и катодных кабелей, проводов в
переходных клеммах, болтовых соединений шин вентильных блоков и
катодной шины. Тестером замеряют прямое н обратное сопротивления вен-
тилей, проверяют состояние предохранителей, работу защиты от неисправ-
ностей вентилей, опробуют включение и отключение ВА при ручном, авто-
матическом и авто телеуправлении.
При ТР распределительных устройств напряжением 600 В кроме очист-
ки и осмотра оборудования проводят ТР разъединителей с зачисткой и
смазкой контактных поверхностей техническим вазелином, регулировкой
давления контактов, вытягивающего усилия, угла поворота ножей и кон-
тактов. При ТР линейных выключателей проверяют нагрев главных контак-
тов, осматривают механизм свободного расцепления, соединения, кон-
такты, дугогасительные камеры, проверяют крепление и очищают все
части выключателя, замеряют сопротивление изоляции различных частей
мегаомметром на 2500 В, зазоры, опробуют работу механизма выключа-
теля, прн необходимости зачищают контакты, подтягивают контактные
соединения, регулируют зазоры и т.д.
При ТР релейной защиты кроме осмотра аппаратуры, клеммных сбо-
рок и очистки аппаратуры проверяют целость токовых цепей всех защит
гальванометром или вольтметром и прозвонкой вентилей в цепи заземляю-
щего контура напряжения 600 В, измеряют сопротивление изоляции токо-
вых цепей защиты относительно земли, проверяют действие защит на сиг-
нал и отключение при номинальном напряжении оперативного тока (от
реле каждой фазы). При ТР распределительных щитов СН и освещения ТП
тщательно проверяют, продувают и очищают шины и изоляторы, кабельные
наконечники, рубильники, контакторы, автоматические выключатели, про-
веряют щупами плотность контактных соединений, подтягивают крепле-
ния и тд. В целом для ТР оборудования ТП характерны углубленные ос-
мотровые и крепежные работы с очисткой оборудования, проверкой рабо-
тоспособности, а также электрический и инструментальный контроль со-
стояния преимущественно без разборки оборудования.
Для СР оборудования ТП характерны ревизионные работы с разборкой.
Кроме выполнения всех работ ТР при СР масляный выключатель разбира-
ют, зачищают и при необходимости заменяют розеточные контакты, промы-
вают трансформаторным маслом цилиндры с проверкой действия клапа-
нов и маслоук азат ел ей, разбирают и проводят ревизию приводных механиз-
мов, проверяют все нормируемые зазоры, углы поворота приводов и тд.
Поврежденные детали восстанавливают методами слесарного ремонта или
заменяют. При СР выпрямительного агрегата выполняют в основном тот
же комплекс работ, что и при ТР с выемкой вентильных блоков из шка-
фов и увеличением объема ревизионных работ по вентиляторам принуди-
тельного охлаждения. При СР быстродействующих выключателей постоян-
ного тока в большем объеме, чем при ТР, контролируют параметры (натя-
жение главных пружин, давление и притирание дугогасительных контактов,

раствор контактов, зазоры, ток и сопротивление держащей катушки, износ,
сопротивление изоляции), состояние и регулировку элементов выключате-
ля, проводят замеры сопротивления изоляции и активного сопротивления
катушек и др. При СР (полной проверке) релейной защиты кроме работ
ТР (частичной проверки) проводят внутрениий осмотр и проверку реле с
контролем надежности всех паек и винтоболтовых креплений, контролем
работы контактов на замыкание и размыкание, зазоров между контактами
в разомкнутом состоянии, тока срабатывания и тд. Контроль реле разных
типов проводят по специальным инструкциям (указаниям). У измеритель-
ных ТТ и TH для выявления межвитковых замыканий измеряют коэффи-
циент трансформации или снимают вольт-амперную характеристику (при
наличии межвитковых замыканий характеристика резко снижается). При
проверке максимальной токовой, максимальной направленной, избиратель-
ной и резервной защит измеряют собственное время отключения МВ по схе-
ме, показанной на рис.XI.1, а. При включении пакетного выключателя ПВ
трогается секундомер С и одновременно получает питание отключающая
катушка САГ МВ. После разрыва контактов МВ отключается секундомер и
контактом МВ-Б разрывается цепь питания ОК. У защиты от однофазных
замыканий на землю в системе РУ 6-10 кВ проверяют уставку по схеме,
представленной на рис.XI.1. б: проводник /7, пропущенный между сердеч-
ником ТЗР и кабелем, подключают к источнику питания через реостат R
и плавно увеличивают ток до срабатывания реле У. Этот ток сравнивают с
требующимся током уставки. Для проверки электрических характеристик
и уставок токовременной защиты кабелей напряжением 600 В используют
схему, показанную на рис.Х1.1, в. Концы ТВЗ, подходящие к шунту hi,
отсоединяют и подключают к переносной установке с трехфазным транс-
форматором ТР 3х50 Вт, 220/12 В, выпрямительным мостом В и реле
РТ-40/10. Меняя реостатом R ток питания, доводят его до срабатывания
реле РТ. Уставка по току определяется как среднее из двух-трех замеров.
Рис.ХЦ. Схемы контроля:
а - собственного времени отключения МВ; б - уставки защиты от за-
мыканий на землю в системе 6-10 кВ; в — характеристик токовремен-
ной защиты кабелей 600 В
418

В соответствии с нормами и сроками проводят испытания изоляции цепей
релейных защит. Проверку действия защит на отключение и сигнал осу-
ществляют подключением к трансформаторам тока, имитирующим ток на-
грузки, ток к.з. и т.д., в зависимости от функций, выполняемых защитой.
Защита должна срабатывать при номинальном и пониженном до 80% опера-
тивном напряжении постоянного и до 85% переменного токов. Проверяют
действие защиты от реле каждой фазы; при срабатывании защиты должны
срабатывать сигнализация и выпадать указатели сигнальных реле.
Особенность КР оборудования ТП — проведение его по потребности
(по состоянию). Разъединители, МВ н их приводы, силовые трансформато-
ры, быстродействующие выключатели и другие узлы и агрегаты ТП при
КР полностью разбирают, подвергают дефектовке, восстановительному ре-
монту и сборке с регулировкой, наладкой и испытаниями. При КР сило-
вых трансформаторов вынимают сердечник; очищают от шлама и промы-
вают маслом обмотки, железо сердечника и вентиляционные каналы; про-
веряют состояние витковой изоляции, прокладок между катушками, от-
сутствие деформации и смещения обмоток, состояние проводов, исправ-
ность изоляции, целость перемычек и т.д.; заменяют или очищают транс-
форматорное масло. В процессе КР измеряют сопротивление изоляции раз-
личных элементов трансформатора, проводят гидравлические испытания
бака с радиаторами, восстанавливают или заменяют отдельные детали.
Трансформаторы, прошедшие КР, подвергают всесторонним испытаниям:
проверяют сопротивление обмоток постоянному току, группы соединения
обмоток и полярность выводов; измеряют коэффициент трансформации,
сопротивление изоляции обмоток с определением отношения ^60^15’
ток х.х. при нормальном напряжении; испытывают главную изоляцию (с
выводами) повышенным напряжением промышленной частоты, а сами
трансформаторы — трехкратным включением на номинальное напряжение
и др.
Контроль состояния и опробование действия устройств автоматики и
телемеханики при осмотрах и ремонтах соответствующего силового обору-
дования осуществляет персонал, выполняющий ремонт этого оборудова-
ния без вскрытия устройств ТМ. Полную эксплуатационную проверку
устройств ТМ и сигнализации выполняют бригады специализированного
подразделения (отдела автоматики и телемеханики эксплуатационного рай-
она электроснабжения) совместно с мастером ТП или РДП. Каналы связи
обслуживает и ремонтирует персонал службы СЦБ или городской телефон-
ной сети по заявкам энергохозяйства.
Отключенное устройство ТМ очищают кистями, щетками и пылесосами
от пыли; проверяют механическую исправность и монтаж аппаратуры,
крепление всех реле, кнопок, ключей с подтяжкой; проверяют состояние
паек и защитных заземлений; очищают контакты реле, ключей и кнопок;
регулируют реле, искатели; проверяют ключи и кнопки, сопротивление
изоляции (цепей оперативного тока - мегаомметром на 1000 В, цепей
ТМ - мегаомметром на 500 В); опробуют нормальную работу схем, зву-
ковой и световой сигнализации в нормальном и аварийном режимах. Отыс-
кание повреждений на работающей аппаратуре начинают с элементов, пара-
метры которых отличаются от нормальных; при выходе из работы всего
419

устройства - с источников питания и ведут от общего к частному, опреде-
ляя, при каком действии схемы появляется неисправность. Реле, искатели,
полупроводниковые диоды и триоды, магиитиые элементы ТМ должны
иметь параметры, соответствующие нормам предприятия-изготовителя.
Правильность регулировки электромагнитных реле устанавливают по регу-
лировочным данным (ходу якоря и контактов, зазорам между контактами
в притянутом и отпущенном положениях, контактному давлению, прогибу
контактных пружин при замыкании контактов), отсутствию перекосов и
заеданий якоря, наплывов на контактных поверхностях и тд.; правиль-
ность регулировки шаговых искателей - по отсутствию перекосов и заеда-
ний якоря, значению рабочего зазора, правильности установки щеток на
ламелях. При необходимости реле и шаговые искатели регулируют, кон-
такты зачищают, поврежденные полупроводниковые элементы заменяют.
Для проверки диодов используют авометр, для проверки триодов — спе-
циальные испытатели ИПТ-1, ИПТ-2 или авометр Ц4341. При проверке
схемы управления питающими вводами проверяют время блокировки
АВР (реле блокировки должно четко удерживаться во включенном поло-
жении на все время обесточения СН); при проверке схем автоматики ПА
проверяют и устанавливают выдержки времени реле автоматики; при про-
верке схемы ЛВ - устанавливают выдержки времени реле, регулирующих
цикл АПВ (время блокировки повторного включения, цикла повторного
включения, количество циклов повторного включения); при наличии ТВЗ
илн ТЗ проверяют блокировку выключателя при срабатывании этих защит;
периодически один раз в три- пять лет проверяют коэффициент отпадания
реле контроля напряжения на линии напряжением 600 В. В схеме собствен-
ных нужд проверяют и при необходимости регулируют реле контроля на-
пряжения Е-551, пробивной предохранитель и заземление. В схеме сигна-
лизации проверяют прохождение сигналов от всех объектов, а у сигнальных
реле — наличие переброса контактов и четкость срабатывания. При провер-
ке схем автоматики, связанных с ТУ или ТС, контролируют правильность
сигналов положения н состояния объектов на пульте ТУ и управление по
системе ТМ.
Работы по ТО и ремонту оборудования ГП отличаются повышенной
опасностью поражения электрическим током и поэтому требуют строгого
соблюдения правил электробезопасности. Безопасность работающего на
ТП оперативного и ремонтного персонала и предупреждение аварий и не-
счастных случаев, связанных с действиями персонала, обеспечиваются стро-
гим соблюдением Правил техники безопасности при эксплуатации ТП
трамвая и троллейбуса. Онн регламентируют определенный порядок про-
изводства операций, условия проведения ремонтных работ, порядок приме-
нения защитных средств и рекомендуют конструктивные меры, создающие
безопасные условия эксплуатации ТП (расстояния приближения оборудова-
ния, необходимые блокировки и тд.).
В отношении мер безопасности все выполняемые работы в действую-
щих электроустановках делят на четыре категории: при полном снятии на-
пряжения с установки; при части'шом снятии напряжения; без снятия на-
пряжения с установки илн близко расположенных к ней гоковсдущнх час-
тей, находящихся под напряжением; без снятия напряжения с установки,
420

расположенной вдали от токоведущих частей, находящихся под напряже-
нием. Отнесение работы к той или другой категории определяется Прави-
лами техник и безопасности.
Работы в электроустановках и на оборудовании, какие-либо части
которого находятся в работающем состоянии под напряжением выше
1000 В, допускаются при наличии установленной формы разрешения (на-
ряда, устного или телефонного распоряжения) лица, уполномоченного да-
вать такие распоряжения; выполнении технических и организационных ме-
роприятий, обеспечивающих безопасность персонала; выполнении работ не
менее чем двумя лицами. В электроустановках напряжением до 1 кВ ра-
боты, выполняемые дежурным и оперативно-ремонтным персоналом по
плану или графику в порядке текущей эксплуатации, могут производить-
ся без специального разрешения. Организационные мероприятия обеспече-
ния безопасности работы в электроустановках: оформление ее нарядом или
устным распоряжением; оформление допуска исполнителей к работе; ор-
ганизация надзора за работающими в процессе выполнения ими работы;
оформление перерывов в работе, переходов с одного рабочего места на дру-
гое; организация и оформление приемки законченных работ и рабочих
мест. Технические мероприятия обеспечения безопасности работ в элект-
роустановках: меры по снятию напряжения, заземлению й ограждению ра-
бочего места от частей электроустановок, находящихся под напряжением,
, и использование защитных средств. При подготовке рабочего места для вы-
полнения работ с частичным или полным снятием напряжения выполняют
необходимые отключения, снимают предохранители, ставят механические
запоры на коммутационные аппараты для предупреждения их самопроиз-
вольного или ошибочного включения; проверяют отсутствие напряжения
на отключенией электроустановке и накладывают переносные заземления;
устанавливают временные ограждения и вывешивают плакаты безопасности
(”Не включать, работают люди”, ’’Работать здесь”, ’’Заземлено” и др.).
При выполнении работ с частичным снятием напряжения необходимо от-
ключить токоведушие части, на которых будут выполняться работы, н то-
коведущие части, к которым при выполнении работ не исключено случай-
ное прикосновение или приближение на расстояние менее 0,7 м. При невоз-
можности отключения их ограждают, причем расстояние между ограждени-
ем и токоведущими частями должно быть не менее 0,35 м. В качестве за-
щитных средств, исключающих поражение работающих электрическим то-
ком, на ТП используют изолирующие штанги, подставки, диэлектриче-
ские коврики и перчатки, диэлектрические боты или калоши, резиновые
коврики и дорожки, указатели напряжения, токоизмерительные клещи,
монтерский инструмент с изолированными ручками и др.
§ XI.2. Техническое обслуживание и ремонт контактных
и кабельных сетей трамвая и троллейбуса
Основные сложности эксплуатации контактных сетей трамвая и трол-
лейбуса связаны с невозможностью нх резервирования. Этим определяют-
ся повышенные требования к надежности КС и системе ее ТО, которая
должна предупреждать возможные неисправности КС и обеспечивать не-
421

медленную ликвидацию отказов, вызывающих задержки движения и пе-
рерывы электроснабжения ПС.
Организацию эксплуатационного обслуживания контактных и кабель-
ных сетей осуществляет служба контактной и кабельной сети электрохо-
зяйства ТТУ. Контактную сеть города делят на районы, районы — на
участки; участки закрепляют за сменными мастерами; участок сменного
мастера делят на участки, закрепленные за бригадами контактной сети.
Деление КС на районы и участки выполняют с учетом их протяженности, ис-
пользуемых типов подвески, спецчастей и частоты движения ПС. Основное
производственное подразделение - район КС. За каждым районом КС за-
крепляют производственные помещения, монтажный транспорт, механиз-
мы, приспособления и комплекты инструментов, запас материалов и спец-
частей. Он выполняет все виды эксплуатационного содержания КС до СР
включительно и организует аварийно-восстановительную службу - кругло-
суточное дежурство бригад скорой технической помощи, выполняющих
аварийно-восстановительный ремонт КС. Районные бригады скорой техни-
ческой помощи оперативно подчинены электродиспетчеру электрохозяй-
ства, в распоряжении которого находится центральная аварийно-восстано-
вительная служба контактной сети (ЦВС) с тяжелым оборудованием
(автокранами, телескопическими вышками, гидроподъемниками, под-
вижными сварочными установками и др.) и бригадами, способными лик-
видировать крупные аварии и выполнять связанные с ними крупные вос-
становительные ремонты КС. Капитальные ремонты КС выполняют спе-
циализированные подразделения службы контактной и кабельной сети
(с привлечением бригад районов), либо строительно-наладочные организации
по договорам со службой контактной и кабельной сети.
Система ТО и ремонтов КС строится с периодичностью во времени и
выполняется в следующие сроки:
контрольный осмотр — один раз в 2 месяца;
профилактический ремонт специальных частей (пересечений троллей-
бусных проводов и трамвайных с троллейбусными, управляемых и сход-
ных троллейбусных стрелок, секционных изоляторов трамвая, температур-
ных винтов, контактной сети под искусственными сооружениями, развод-
ных устройств — один раз в месяц: секционных изоляторов троллейбус-
ной КС, пересечений типа МПИ-6-12Д, устройств автоматического регули-
рования натяжения КП «- один раз в 3 месяца);
профилактический ремонт сетей трамвая и троллейбуса — один раз в
6 месяцев
средний ремонт КС при всех видах подвески, кроме цепной — один раз
в 3 года, при цепной подвеске — один раз в 4 года;
капитальный ремонт КС при всех видах подвески, кроме цепной, —
один раз в 9 лет, при цепной подвеске — один раз в 12 лет. Замена КП се-
тей трамвая и троллейбуса осуществляется по состоянию, ориентировочно
трамвайных — через 8 лет, троллейбусных — через 16 лет; окраска опор и
кронштейнов КС — по состоянию; ориентировочно один раз в 3 года; из-
мерения зигзагов и выносов трамвайных КП - один раз в 6 месяцев, изно-
са трамвайного КП — один раз в год; высоты подвешивания трамвайных и
троллейбусных КП (за исключением пересечений с железными дорогами) —
422

в сроки проведения среднего ремонта; на пересечениях с железными доро-
гами— в сроки, устанавливаемые ТТУ; натяжения КП — при сезонные регу-
лировках на участках с ручным регулированием натяжения.
Контрольный осмотр контактной сети проводит мастер или начальник
района после ремонтов КС для проверки их качества и периодически по
графику с целью контроля состояния оборудования. Наружным осмотром
с земли с использованием бинокля выявляют не только заметные на глаз
нарушения в подвеске КП, положении опор и спецчастей, но и поджоги
провода. При осмотре железобетонных опор устанавливают наличие и сте-
пень раскрытия трещин в зонах растяжения и сколов в зонах сжатия. Дан-
ные осмотров используют при выдаче заданий на ремонты сети.
Задача профилактического ремонта спецчастей КС — выявление и уст-
ранение дефектов, износов и повреждений спецчастей и прилегающих к
ним участков КС для предупреждения перерастания неисправностей в от-
казы, которые могли бы вызвать нарушения бесперебойности движения и
необходимость заявочных ремонтов. Работы профилактического ремонта i
начинают с осмотра положения спецчасти и устранений смещения ее от
заданного положения, регулировки прямолинейности общей ходовой ли-
нии спецчасти и прилегающих проводов, а также группы спецчастей, рас-
положенных последовательно. Затем устраняют дефекты на КП прилегаю-
щих участков, износ, поджоги и искривления на концевых частях и дефек-
ты, обнаруженные на НТ и струнках, поддерживающих спецчасти. Ремонт
спецчастей начинают с очистки изоляторов и восстановления нарушенных
мест наложением бандажей из изоляционной леиты с покрытием глифтале-
вой дугостойкой эмалью или заменой деталей; заменяют изношенные или
поврежденные сменные вставки, ходовые элементы, концевые части. Про-
веряют отсутствие трещин на КП у спецчастей: они образуются обычно на
верхней части КП под первым врезанным болтом и обнаруживаются по тем-
ному пятну на нижней поверхности провода. Проверяют плотность и надеж-
ность электрических контактов частей, по которым проходит электриче-
ский ток; осуществляют сплошную проверку и смазку крепежных дета-
лей; на стрелочных узлах троллейбусной КС регулируют положение троса
симметрии или распорного рычага, срабатывание механизмов перевода
стрелки, специальным нагрузочным устройством выполняют отладку
стрелки.
Задача профилактического ремонта КС — выявление и устранение
дефектов КП и находящихся в пределах монтажной площадки элементов
подвесной арматуры, струнок, спецчастей, питающих проводов н тросов.
По результатам проводимого накануне контрольного осмотра устраняют по
заданию мастера дефекты тросов системы и опор. Ремонт начинают со
сплошного подробного осмотра (в темное время прощупыванием) КП для
выявления местных износов, подбоев, поджогов, трещин, изгибов и мест,
где провод повернут вокруг оси и работает фаской; особо отмечают места,
требующие неотложного ремонта. Сразу же после осмотра устраняют вы-
явленные дефекты, в первую очередь неотложные, и одновременно дефек-
ты подвески, препятствующие свободному прохождению токоприемника:
перекосы подвесов и зажимов, разность уровней проводов на слияниях,
противошерстные уступы, недопустимые выносы провода на зигзагах и
423

кривых, чрезмерные отклонения в высоте подвески; проверяют плотность
и надежность электрических контактов крепления питающих дужек (за-
меняют изношенные, восстанавливают недостающие, устраняют провиса-
ние и чрезмерное натяжение дужек, поджоги на питающих проводах и пе-
ремычках) , ремонтируют поврежденные места поперечных и продольных
тросов (поджоги, обрывы жилок, очаги коррозии), на цепной подвеске при
значительном отклонении от нормы регулируют натяжение продольных тро-
сов, ставят на место смещенные скользящие струнки и ограничители пере-
мещения, проверяют действие устройств автоматического регулирования
натяжения КП, при недопустимом отклонении регулируют положение бло-
ков и грузов компенсаторов.
Задача среднего ремонта КС - ревизия оборудования и снецчастей с за-
меной деталей, подверженных ускоренному износу и особо влияющих на ка-
чество токосъема; полная регулировка положения проводов в плане (зиг-
загов, выносов на кривых) и высоты подвеса в соответствии с требования-
ми ПТЭ; окраска арматуры и спсцчастей, восстановление изоляционного
покрытия бакелитовых труб и изоляторов из древеснослоистого пластика
(ДСП). Кроме того, при СР проводят все работы, предусмотренные профи-
лактическим ремонтом КС. ?
Задача КР — обновление и модернизация оборудования КС вместе с
арматурой и изоляцией по нормам требований ПТЭ. Ремонту предшествует
обследование сети, по результатам которою составляют дсфектиые ведо-
мости и определяют объемы требующихся работ. В зависимости от состоя-
ния сети назначают один из двух видов ремонта: ремонт с заменой обору-
дования при сохранении основных параметров и типа подвески, либо пе-
реоборудование КС с изменением типов подвески; при проведении КР
второго вида разрабатывают проект, и работы выполняют в соответствии
с действующими СНиПами на строительство новых лииий.
При КР проводят сплошную замену тросовой системы вместе с узлами
концевого* крепления, натяжной, подвесной и изоляционной арматуры
(кроме подвесных зажимов), снецчастей, питающих дужек, подшивок под
мостами (при небольшом износе ограничиваются ревизией подшивок с
переборкой и выборочной заменой деталей); замену КП, опор и кронштей-
нов осуществляют по результатам обследования в зависимости от факти-
ческого износа; во время заключительных работ устраняют лишние стыки
КП в пролетах, перемонтируют стыковые соединения, а на трамвайных КП
заменяют байдраты и добавочные провода. Осмотр опор перед КР КС вы-
полняют в теплое время года до замерзания грунта. При осмотре проверяют
соблюдение габаритных размеров приближения к трамвайным путям и
тротуарам, а также степень износа опор; для определения износа металли-
ческие и деревянные опоры освобождают от грунта на глубину 0 3—0,4 м, а
при наличии бетонного фундамента - до фундамента; фундаменты, нахо-
дящиеся под асфальтовым покрытием, вскрывают только при явных приз-
наках коррозионных повреждений или сдвигов. Зона наибольшего гниения
деревянных опор и коррозии металлических наблюдается на глубине 0,2—
0,3 м от поверхности грунта. Для дефектовки опор используют специаль-
ные таблицы. Износ кронштейнов определяют по степени коррозии, дефор-
424

мации, а также целости изоляции в узлах крепления, износ КП — по ре-
зультатам замеров поперечного сечения и количеству стыков.
Аварийно-восстановительный ремонт КС имеет целью предупрежде-
ние или быстрейшее восстановление движения транспорта при поврежде-
ниях и неисправностях КС. Бригады скорой технической помощи имеют в
своем распоряжении автовышку, оснащенную необходимым инструмен-
том, арматурой, запасными частями и защитными средствами. Дежурные
пункты бригад скорой технической помощи размещают в городе из расче-
та прибытия к месту повреждения КС не позже 15 мин после вызова. Виды
аварийно-восстановительного ремонта КС определяются характером неис-
правностей. Для крупных восстановительных работ служба КС имеет де-
журные автокраны, телескопические вышки, гидроподъемники, подвиж-
ные сварочные установки и керосинорезы, В сетевых районах и других
пунктах хранят аварийный запас крупных снецчастей, опор и кронштейнов.
По прибытии на место аварии бригадир бригады скорой технической помо-
щи выясняет обстановку, размеры повреждений КС, объем необходимых
восстановительных работ и намечает план ликвидации повреждения, после
чего бригада приступает к работе. При большом объеме работ, требующих
нескольких бригад, бригадир, не прекращая работы, сообщает об этом
электродиспетчеру. В процессе ликвидации аварийной ситуации в первую
очередь выполняют работы, обеспечивающие восстановление прерванного
движения, причем допускается пропуск ПС через место повреждения КС
по инерции с опущенными токоприемниками. При повреждениях КС иа за-
пасных грузовых, служебных и деповских путях, связанных электрически
с пассажирской линией, ее прежде всего отключают от пассажирской линии
для восстановления на ней движения. В местах опускания на высоту ниже
4 м сеть ограждают для объезда автотранспорта и одновременно принима-
ют меры к подъему сети. После восстановления движения ремонт КС
продолжают до полного восстановления. В исключительных случаях по спе-
циальному разрешению электродиспетчера часть работ оставляют на ночное
время или даже до очередного профилактического ремонта; при этом
допускается временно оставлять двойной пролет, стыкование провода в
любом месте, временные скрутки для сращивания тросов, крепление на
блоках оборванных поперечин и другие строго оговоренные отклонения
при условии, что они не ухудшают условия безопасности обслуживания
КС и безопасности уличного движения.
Наиболее характерные виды повреждений КС, вызывающие необходи-
мость аварийно-восстановительного ремонта;
1.	Наклон или падеиие опор от удара при наезде транспорта, перегрузки от
удара по закрепленной на опоре поперечине, при захвате ее токоприемни-
ком движущегося поезда, от смещения в результате размыва грунта и тд.
Сильно наклонившуюся или поломанную опору разгружают от тросов и
кронштейнов и при необходимости удаляют, а сеть при опускании ниже
4 м подвешивают на временных поперечинах, используя стеиы близко рас-
положенных домов. На прямом участке движение может быть открыто при
двойном пролете провода, на кривых - с увеличенными углами поворота.
После восстановления движения восстанавливают опоры, причем допуска-
ется временная установка опор с последующей заменой на постоянные.
425

2.	Обрыв поперечины от удара или падения сбрасываемого с крыш
льда, пережога при к.з. штангой троллейбуса или упавшими проводами
освещения, коррозии или механического износа. При обрыве поперечины
прежде всего устраняют к.з. КП, вырезают запутанные или подожженные
места, включают сеть под напряжение и открывают движение, причем в не-
обходимых случаях с ограничением скорости или прежде поврежденного
места при опущенных токоприемниках. Затем восстанавливают в первую
очередь те поперечины, без которых нельзя обойтись прн подъеме провода
на нужную высоту: концы оборванных продольных НТ стягивают на бло-
ках до заключительного этапа работы; отдельные пролеты, имеющие пе-
режоги в нескольких местах, срезают, а на провод ставят распорные план-
ки. На кривых участках в первую очередь восстанавливают фиксирующие и
поперечные тросы, необходимые для образования хорд, а в трамвайной се-
ти - для создания выиоса провода относительно оси пути. Вырванные из
стен 4<рюки забивают в новых местах. На заключительном этапе восстанав-
ливают остальные поперечины, заменяют временные элементы системы
постоянными, а также поврежденную арматуру.
3.	Обрыв КП от удара токоприемника, пережога при к.з., превышении
натяжения, износа или надлома. Восстановление КП начинают с ликвидации
к.з., после чего включают линию и открывают движение на соседних участ-
ках, стягивают и электрически соединяют закороткой, после чего органи-
зуют движение с опущенными токоприемниками. Разгрузив линию от скоп-
ления ПС, выполняют стыковку проводов; прн большой частоте движения
допускается временная стыковка КП трубкой, в которую вставляют концы
провода и закрепляют врезающимися болтами.
4.	Отжиг КП в результате неотключенного к.з. илн перегрузки, При
сильном нагреве происходит рекристаллизация материала провода, потеря
наклепа и первоначальной прочности, провод становится мягким и тягу-
чим и провисание его достигает недопустимых размеров. Восстановление
начинают с устранения к.з. илн перегрузки, изменяя при необходимости
схему питания или^меньшая объем движения. Затем провисший КП подтя-
гивают, а сильно отожженный заменяют новым.
5.	Выпадение КП из зьажима при плохом креплении;срабатывании фас-
ки КП или ударе токоприемника. Опасно выпадение КП сразу нз несколь-
ких зажимов, в результате чего он может получить недопустимое прови-
сание. В этом случае сначала закрепляют провод через один подвес, а за-
тем после восстановления движения - в остальных.
6.	Повреждения секционных изоляторов, температурных винтов,
пересечений, троллейбусных стрелок в результате поломки отдельных де-
талей, нарушений изоляции и др. Повреждения спецчастей начинают ликви-
дировать с устранения к.з. при их наличии, после чего заменяют поврежден-
ные детали или всю спсцчасть целиком в расчете на восстановление движе-
ния в кратчайшее время.
7.	Обрыв питающего провода или перемычки в результате пережога
илн механического повреждения. Концы оборванного провода поднимают
и стыкуют: при нескольких поджогах — заменяют. Если восстановление
вызывает задержку движения, то по решению электродиспетчера провод
426

может быть срезан (с последующим восстановлением в ночное время),
а питание участка переведено на соседние кабели.
8.	Скрытые к.з. на линии в результате пробоя изоляции изоляторов
или изоляционных болтов подвеса КП, падения на КП проволоки и свари-
вания с ним или наличия скрытого к.з. на каком-либо вагоне или трол-
лейбусе. Чаще всего выявление мест скрытого к.з. затруднено. Поиски их
начинают с объезда участка, осмотра КС и опроса линейных работников и
постовых милиционеров о замеченных ими вспышках на сети. Затем, если
поиски не дали результатов, при участии электродиспетчера последователь-
но отключают пассажирские участки, кабельные междупутные перемычки,
питающие линии. Наконец, дают распоряжение на опускание всех токопри-
емников с КП. Если к.з. исчезает только на этом этапе, то оно находится на
одном из вагонов илн троллейбусов. Неисправная ПЕ обнаруживается при
поочередном пуске поездов.
Для контроля состояния, быстрого обнаружения повреждений и лик-
видации аварий КС необходимы регулярные замеры ее параметров: высоты
подвески КП, зигзага и выносов, износа провода и др. В крупных городах
измерения параметров трамвайной КС проводят измерительными вагонами,
обеспечивающими почти полную автоматизацию замеров. В небольших го-
родах, где использование измерительного вагона не оправдывается малой
загрузкой, пользуются упрощенными методами. Для измерения зигзага и
выносов КП приспосабливают вагон со смотровым пюком на крыше, через
который ведут наблюдения. Под контактной вставкой токоприемника ва-
гона укрепляют рейку с двусторонней шкалой отклонений от оси пути, ну-
левую отметку которой совмещают с осью пути на прямом горизонталь-
ном участке. Наблюдая через люк за положением провода относительно
шкалы, записывают при скорости движения вагона 10—1'5 км/ч отметки
положения провода в точках подвеса и ориентиры на линии. Результаты за-
меров наносят на схему линии и обрабатывают. Измерения высоты подвес-
ки КП выполняют раздвижными штангами с земли или монтажной вышки.
Состояние изоляции фарфоровых изоляторов оценивают наружным осмот-
ром, а пряжечных изоляторов и изоляционных болтов проверяют вольт-
метром с большим внутренним сопротивлением или группой ламп, вклю-
ченных на напряжение сети. Для проверки изоляционного болта / трам-
вайного подвеса (рис.Х1.2, а) положительный зажим вольтметра соединя-
ют с поперечиной у подвеса, а отрицательный — с рельсом. Отсутствие на-
пряжения показывает исправность изоляции, показание полного напряже-
ния — пробой изоляции, наличие неполного напряжения — утечку тока илн
нарушения целостности изоляции. Для проверки изолятора 2 у опоры трос
со стороны опоры заземляют, а вольтметр включают между проводом и
опорой. Для проверки изоляции между троллейбусными проводами и це-
лости изоляторов вольтметр включают по схеме, показанной на рис.XI.2, б.
Регулярные замеры износа КП начинают выполнять после трех-четырех лет
эксплуатации. Замеряют высоту КП микрометром или штангенциркулем
в середине пролета при простой подвеске и в середине струнового пролета
при цепной подвеске с точностью до 0,01 мм. Размер износа в процентах
шющади поперечного сечения определяют по результатам замеров высоты
с использованием таблиц.
427

Рис.ХЕ2. Схемы контроля изоляторов:
а - изоляционного болта и изолятора у опоры трамвайной подвески; б - изоляции
между проводами троллейбусной контактной сети
Основные работы эксплуатации кабельных линий тяговых сетей трам-
вая и троллейбуса: надзор за состоянием трасс и охрана кабельных линий;
контроль режима нх работы; профилактические испытания изоляции; за-
щита металлических оболочек кабелей от коррозии; выявление мест по-
вреждений и ремонт кабелей и кабельных сооружений. Надзор за состоя-
нием кабельных линий заключается в периодических обходах и осмотрах;
наиболее частыми являются повреждения кабелей в результате проведения
земляных работ на трассе кабеля или вблизи ее без согласования со служ-
бой кабельной сети и несоблюдения необходимых правил разрытия. Конт-
роль режима работы кабелей имеет целью соблюдение нормальных темпе-
ратурных условий, гарантирующих долговечную работу кабелей. Проверку
кабелей по нагреву осуществляют сопоставлением расчетных фактических
токов с допускаемыми токовыми нагрузками при учете поправочных
коэффициентов на температуру окружающей среды и количество располо-
женных рядом работающих кабелей или расположение кабеля в блоке. Про-
филактические испытания изоляции кабельных линий позволяют обнару-
живать и своевременно устранять дефекты в кабелях и муфтах, допущен-
ные в процессе монтажа и появляющиеся в эксплуатации. Профилактиче-
ские испытания кабелей проводят повышенным напряжением постоянного
тока, так как для испытаний переменным током требуются испытательные
установки значительно большей мощности из-за больших емкостных токов
утечки кабелей. На вновь проложенных кабельных линиях испытательное
напряжение принимают равным шестикратному номинальному и длитель-
ность приложения 10 мин, для бывших в эксплуатации — соответственно
пятикратному и 5 мин. Испытания кабелей высоким напряжением прово-
дят для кабельных линий, работающих в нормальных условиях — не реже
одного раза в год; проложенных в земле и работающих пять лет и более
без пробоев не реже одного раза в три года; проложенных в коллекто-
рах, туннелях и зданиях подстанций - не реже одного раза в три года. При
испытаниях используют кенотронные установки. Кабель считают годным к
дальнейшей эксплуатации при токе утечки до 0,3 мА, условно годным при
токе утечки 0,3-0,5 мА; утечка выше 0,5 мА свидетельствует о наличии
повреждения или ухудшении состояния изоляции. Одной из причин повы-
шенной утечки тока может быть неудовлетворительное состояние конце-
вых заделок, поэтому перед началом испытаний их проверяют осмотром н
очищают от пыли и грязи. У новых и отремонтированных кабелей прове-
ряют изоляцию контрольных жил по отношению к основной токоведущей
428

напряжением 1,5 кВ в течение 2 мин; постоянный контроль за состояни-
ем кабельных линий осуществляют на ТП кабельные сигнализаторы, реаги-
рующие на замыкание контрольных жил на землю, на основную жилу, на-
ходящуюся под напряжением положительной шины ТП, и на обрыв конт-
рольных жил. Наиболее характерные повреждения кабелей — замыкание
токоведущей жилы на землю, контрольных жил на токоведущую или
землю, обрывы контрольных жил или токоведущей жилы. Если кабель-
ная линия повреждена, то в первую очередь необходимо определить харак-
тер и место повреждения. Для большинства методов определения места по-
вреждения требуется, чтобы сопротивление изоляции в нем было невели-
ко. Чтобы снизить сопротивление изоляции в месте повреждения до необ-
ходимого уровня, используют кенотронно-газотронные установки для про-
жигания изоляции в месте повреждения; для определения зоны повреж-
дения — установки импульсного метода, колебательного разряда или мос-
товые, а для определения .места повреждения непосредственно на трассе
кабеля — акустические или индукционные. Импульсный метод определе-
ния места повреждения кабеля основан на измерении времени от момента
посылки по жиле аварийного кабеля кратковременного электрического им-
пульса до момента возвращения отраженного сигнала; метод колебатель-
ного разряда применяют для выявления ’’заплывающих” пробоев изоля-
ции, возникающих в муфтах при образовании в них полостей, выполняю-
щих роль искровых промежутков, через которые происходят пробои в про-
цессе испытаний; мостовые схемы связаны с использованием мостов Уит-
стона (петли Муррея), Томпсона или емкостного моста. Каждый из них
имеет свою область применения: петлю Муррея используют, когда жила с
поврежденной изоляцией не имеет обрыва, одна из неповрежденных жил
имеет хорошую изоляцию, а переходное сопротивление в месте поврежде-
ния не превышает 5 кОм; при к.з. жил кабеля и переходных сопротивле-
ниях, не превышающих 100 Ом, используют мост Томпсона; при обрывах
жил кабеля — емкостный мост. Индукционный метод обнаружения места
пробоя изоляции кабеля непосредственно на трассе основан на использова-
нии кабелеискателя, улавливающего сигнал генератора звуковой частоты,
пропускаемый по кабелю. Над местом повреждения этот сигнал усилива-
ется, а за ннм резко уменьшается. Акустический метод отыскания места
пробоя изоляции кабелей связан с созданием кенотронной установкой в
месте повреждения искровых разрядов, которые обнаруживаются на по-
верхности земли приемниками АИП-3, АИП-Зм н др.
ГЛАВА ХИ. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ
РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ ТРАМВАЯ
,§ XII.1. Средства и состав текущего содержания
рельсового пути
Содержание рельсового пути в технически исправном состоянии обес-
печивается соблюдением правил эксплуатационного использования ПС без
429

превышения установленных максимальных скоростей движения, содержа-
нием в технически исправном состоянии ПС, а также системой техническо-
го обслуживания и ремонтов рельсовых путей. Нормы и допуски на техни-
ческие параметры пути, допускаемые при строительстве, ремонтах и в экс-
плуатации (по уширению и сужению колеи,' изиосам профиля рельсов и
др.), установлены СНиП П-41-76 и ПТЭ трамвая.
Задачей текущего содержания пути является предупреждение неисправ-
ностей, которое обеспечивается поддержанием его технических параметров
в пределах установленных норм и допусков; содержанием - системати-
ческий контроль состояния и выполнение работ, предупреждающих преж-
девременный износ и неисправности; основным принципом - систематич-
ность выполнения работ по предупреждению неисправностей и устранение
их в самом начале появления, обеспечивающие максимальную эффектив-
ность ТО при минимальной затрате труда и материалов. Организация теку-
щего содержания пути должна соответствовать ПТЭ трамвая и Инструкции
по текущему содержанию трамвайного пути; комплектация бригад — Вре-
менным нормативам численности рабочих по ремонту и обслуживанию
трамвайного путевого хозяйства; расходы материалов на текущее содер-
жание пути — утвержденным нормам.
Содержание рельсовой колеи заключается в систематической очистке,
смазке кривых и посыпке песком участков торможения ПС; системати-
ческом контроле ширины; своевременном устранении осадок подъемкой
пути с последующей рихтовкой; регулировке зазоров в механических сты-
ках; соблюдении норм возвышения рельсовых ниток и уширения колеи в
кривых; подтяжке шурупов н путевых болтов; периодической сплошной
рихтовке с проверкой кривых участков по хордам. Для предупреждения
ненормального износа рельсов в кривых организуют смазку направляющих
поверхностей профиля рельсов; для предупреждения просадок — своевре-
менный водоотвод с полосы путей, уничтожение растительности на откры-
тых путях обработкой химикатами, предупреждение загрязнения балласта.
Наиболее часто встречающиеся виды износа рельсов: местный неравномер-
ный изиос головки, вызываемый просадками или перекосами пути и рас-
стройством стыков; боковой ’’шахматный” изиос при значительных откло-
нениях по ширине колеи и уровню; волнообразный износ (наиболее час-
то — в путях на жестком основании) ; излом из-за дефектов изготовления,
неправильной работы в пути, ударов колес ПС, изменений структуры метал-
ла в местах отверстий и приварки электросоединений; трещины и изломы в
зоне стыков из-за нарушений технологии сварки, просадки пути, выбоин
или смятия рельса в зоне стыка; выбоины и смятия рабочей поверхности
головки в стыках из-за неудовлетворительного содержания и некачествен-
ной сварки (низкого качества присадочного металла); продольные трещи-
ны по жолобу трамвайных рельсов; коррозия; выкрашивание наплавлен-
ного слоя металла. Для предупреждения неисправностей, увеличения срока
службы рельсов и обеспечения безопасности движения поездов необходимо
периодически подбивать стыковые шпалы и выправлять путь в местах про-
садок и перекосов; перешивать и выправлять участки с шахматным изно-
сом рельсов при отклонениях колеи по ширине и уровню; при волнооб-
разном износе регулярно шлифовать рельсы; регулярно следить за состоя-
430

иием рельсов (особенно в зоне стыков) , в случае излома дефектные рельсы
заменять, а стыки сваривать; наплавлять рельсы в местах местного износа
и выбоин с последующей проточкой под*линейку; периодически переби-
рать механические стыки с заменой негодных скреплений; систематически
подтягивать шурупы и путевые болты, добивать костылн, подтягивать
клеммные и закладные болты при железобетонных шпалах; по мере износа
рельсов сверх установленных Йорм ПТЭ — заменять их новыми. Путь дол-
жен быть закреплен от угона; механические стыки должны быть комп-
лектными с постоянно натянутыми болтами, не должны иметь просадок и
отрясенных шпал; стрелки, комплектные рельсы и крестовины необходи-
мо регулярно очищать от грязи и снега, стрелки для предупреждения про-
мерзания перьев при температурах до — 18°С поливать соляным раствором,
а при температурах ниже — 18°С — раствором хлористого магния или каль-
ция; переводный механизм регулярно смазывать мазутом или графито-
вой смазкой, содержать в чистоте и исправности водостоки от стрелочных
коробок, контролировать износ и при недопустимом износе заменять
стрелочные перья и другие элементы, периодически наплавлять и протачи-
вать корневое крепление пера, ремонтировать изношенные канты. Для
продления сроков службы шпал и брусьев необходимо поддерживать плот-
ное прилегание рельсов к подкладкам и подкладок к шпалам или брусьям,
поддерживать в хорошем состоянии подбивку шпал и брусьев, а также рих-
товку пути; на пучинистых участках проводить противопучинные меропри-
ятия; поврежденные шпалы, рамы и блоки заменять иовыми. Содержание
балластного слоя имеет целью сохранение его дренирующих и упругих
свойств своевременной очисткой от грязи, предупреждением засорения,
обеспечением хорошего водоотвода; содержание земляного полотна — со-
хранение несущей способности и отвода воды с полосы трамвайных путей.
Работы по текущему содержанию балластного слоя сводятся к удалению
загрязненного балласта и его очистке, обработке путей химикатами для
удаления растительности, предупреждению застоя воды содержанием в
чистоте водоотводных сооружений, подбивке шпал иа участках просадки,
восстановлению нарушенных покрытий; работы по текущему содержа-
нию земляного полотна — предупреждению проникновения в него поверх-
ностных вод и ликвидации размывов. Главный враг рельсовых путей —
избыточная вода. Поэтому осмотр и очистка водоотводных устройств трам-
вайного пути проводятся ежеквартально, а также после каждого большого
дождя или оттепели; устранение мелких дефектов и неотложный ремонт —
немедленно после обнаружения дефектов; периодически проводятся
комиссионные осмотры водоотводов старшим дорожным мастером с учас-
тием начальника или главного инженера дистанции пути, по результатам
которых составляют план работ по текущему ремонту водоотводов;
очистке водостоков и дренажей, фильтров, водоотводных коробок, ко-
лодцев и присоединений к городской канализации. Особенно тщательной
очистки требуют устройства отвода воды от стрелочных коробок, состоя-
ние которых определяет работу стрелочных переводов.
Большое значение имеет правильное содержание дорожного покрытия,
состояние которого обеспечивает беспрепятственный пропуск по трамвай-
ным путям безрельсового транспорта и пешеходов, поверхностный сток
431

ливневых вод и внешний вид магистралей в соответствии с существующи-
ми требованиями. Устойчивость дорожного покрытия зависит от стабиль-
ности всех элементов верхнего и нижнего строения пути и, в свою оче-
редь, оказывает сильное влияние на водный режим и состояние земляною
полотна и балласта. Поэтому режим текущего содержания дорожного по-
крытия рассматривают в плане предупреждения ненормальных состояний
всех элементов трамвайного пути. Важно обеспечить своевременное уст-
ранение разрушений кромок плит покрытия, заделку трещин, раковин,
выбоин асфальтового покрытия и плит - всех точек, через которые в пу-
тевую конструкцию проникает вода.
Работы по текущему содержанию рельсового пути на путевых участ-
ках выполняют монтеры по месячному графику, составляемому на основе
осмотра и проверки технического состояния пути должностными лицами
дистанции. Техническое содержание пути имеет сезонный характер
и целится на весеннее, летнее, осеннее и зимнее с подразделением работ по
очередности на три группы: внезапные ио устранению неисправностей,
угрожающих безопасности движения (выполняются немедленно после их
обнаружения); н е о т л о ж н ы с по устранению неисправностей, угрожаю-
щих состоянию пути, но не угрожающих непосредственно безопасности дви-
жения (выполняются не позднее двух-трех дней после обнаружения неис-
правностей) и предупредительные, направленные на предупреж-
дение расстройств пути (их номенклатура, объемы и очередность выполне-
ния определяются по фактическому состоянию пути). В весеннее время
проводят работы по отводу с полосы трамвайных путей паводковых вод,
приведению в порядок водоотводных сооружений после пропуска весен-
них вод, исправлению пути на пучинах, ликвидации просадок пути, ремонт
механических и сварку лопнувших стыков, смеиу ^дефектных рельсов и
спецчастей; подтяжку и смазку путевка болтов, добивку костылей; пере-
шивку пути и спецчастей; рихтовку пути; ямочный ремонт дорожного по-
крытия (в первую очередь на переездах); шлифовку рельсов на участках,
пораженных волнообразным износом; очистку полосы путей от грязи;
электронаплавку и шлифовку спецчастей и рельсов; регулировку стрелоч-
ных механизмов; смазку рельсов в кривых участках пути и химическую
обработку открытых участков для уничтожения растительности. В летисе
время проводят рихтовку пути, выправку просадок, подбивку и одиноч-
ную смену шпал, перешивку пути и узловых устройств; ямочный ремонт
дорожного покрытия; очистку кюветов, водоотводных колодцев, дрена-
жей и тд.; подтяжку и смазку путевых болтов; ремонт механических и
сварку лопнувших стыков и др. В осеннее время путь подготавливают к ра-
боте в зимних условиях и началу интенсивных осенних дождей: рихтуют и
правят с подбивкой шпал, при необходимости ремонтируют стыки, очища-
ют водоотводные сооружения и тд. К зимним работам относят снегозащи-
ту и очистку пути от снега, неотложную перешивку пути и стрелочных пе-
реводов, смену дефектных рельсов и спецчастей, исправления пути на пу-
чинах, ремонт неисправных стыков, посыпку песком рельсов на уклонах и
смазку в кривых участках пути. Все работы по текущему содержанию пути
целесообразно выполнять линейио-кольцевым методом с последователь-
ным осуществлением предупредительных комплексов работ на всем протя-
432

жении дистанции или путевого участка; номенклатура предупредительных
комплексов и их объемы зависят от состояния путей; при хорошем состоя-
нии путей он сводится в основном к эксплуатационному обслуживанию
(очистка пути, подтяжка болтов, подбивка костылей и тд.), при неудов-
летворительном включает в себя более крупные работы со сменой отдель-
ных элементов путевой конструкции.
Основные правила производства работ текущего содержания пути сво-
дятся к устранению вместе с неисправностью и причины ее появления;
преимущественному использованию передовой технологии с максималь-
ным применением механизмов; исключению необходимости повторного
выполнения одинаковых работ. Специфика работ текущего содержания
рельсового пути связана с территориальной разобщенностью мест производ-
ства, разнотипностью и большими колебаниями объемов, что затрудняет их
механизацию несмотря на весьма высокую в целом трудоемкость. Для раз-
борки трамвайных путей, пришивки рельсов, подбивки шпал, шлифовки
.наплавленных мест на рельсах и спецчастях, подтяжки шурупов и выпол-
нении других работ при текущем содержании трамвайных путей исполь-
зуют электрошпалоподбойки, костылевыдергиватели, костылезабивщики,
шурупогаечные ключи, рельсошлифовальные и рельсосверлильные стан-
ки с питанием от передвижных электростанций или преобразователей тока,
установленных на специальных вагонах или машинах; для подъемки и рих-
товки пути, разгонки и регулировки зазоров и других работ — гидравличе-
ские путевые домкраты, рихтовочные и разгоночные приборы; для очист-
ки путей - сн его метельные машины, вагоны-снегоочистители, машины по
очистке стрелок, подметально-уборочные машины; для шлифовки рель-
сов при волнообразном износе - рельсо шлиф овальные вагоны; для очист-
ки желобов и смазки рельсов в кривых — желобоочистительные вагоны и
машины; для сварочных и наплавочных работ - вагоны-мастерские и пу-
тевые станции; для обработки полосы путей химикатами при уничтожении
растительности - специальные поливочные машины; для транспортировки
рельсов, спецчастей и другого оборудования — автокраны, вагоны-рельсо-
транспортеры; платформы с краном-дерриком, транспортные вагоны и
платформы и др. К путеизмерительным средствам относятся путеизмери-
тельные вагоны и тележки, путеизмерительные шаблоны ЦУП-2Д и
ЦУП-2Д-Т, оптический прибор ПРП-1 для визирования пути, рельсоизме-
рительные линейки и тележки, рельсовые дефектоскопы РДП-56 и др. Пу-
теизмерительный шаблон 1ДКП-2Д — тонкостенная труба с устройствами
для измерения ширины колеи в пределах 1510—1550 мм и возвышения од-
ного рельса относительно другого в пределах ±160 мм; вес шаблона —
25 Н. Путеизмерительная тележка Матвеенко производит непрерывную про-
верку ширины колеи и положения рельсовых ниток по высоте с записью
показаний на ленте с точностью ±1 мм; вес тележки 200 Н, рабочая ско-
рость около 5 км/ч. Путеизмерительные вагоны ПВ-1 и другие непрерывно
контролируют с записью на ленте ширину колеи, разность высот рельсовых
ниток и вертикальные толчки (просадки) с точностью ± 1 мм; рабочая ско-
рость 30—35 км/ч позволяет использовать их в потоке трамвайного дви-
жения. Оптический прибор ПРП-1 используется для контроля положения
рельсовых нитей в плане и профиле; рельсоизмерительная линейка и
28-1962	433

рельсоизмеритсльные тележки - для измерения выбоин, волнообразного
износа и других неровностей поверхности катания рельсов; рельсовые
дефектоскопы - для магнитной дефектоскопии трещин, выходящих на по-
верхность рельса.
Сроки и порядок текущего осмотра и контроля состояния рельсового
пути регламентированы Инструкцией по текущему содержанию трамвай-
ного пути таким образом, чтобы была обеспечена их регулярность и непре-
рывность. Записи о всех обнаруженных неисправностях пути и недостатках
в его содержании, а также указания по их устранению и отметки о выпол-
нении необходимых работ заносят в книги и журналы установленного
образца. Два раза в год (весной и осенью) организуют так называемый
комиссионный осмотр и обследование пути комиссией в составе предста-
вителя службы, главною (старшего) инженера дистанции пути, ревизора и
мастера участка. По результатам комиссионного осмотра с применением
путеизмерительных средств оценивают качество текущего содержания пу-
ти участка, дистанции и службы штрафными баллами по установленной
системе показателей; общей оценкой качества содержания путей являет-
ся приведенный средний балл на 1 км одиночного пути участка, дистанции
или службы. Штрафными баллами оценивают различные характеристики
состояния пути и динамического воздействия ПС на путь; механический
износ и изломы рельсов, неисправности сборных стыков и электросоеди-
нений, стрелочных переводов и других спецчастей, изиос шпал, разруше-
ния дорожного покрытия на путевой полосе и др.
§ ХП.2. Система и средства ремонтов рельсового пути
Система ремонтов рельсового пути регламентирует виды, характерис-
тики и межремонтные сроки восстановительных ремонтов путевых конст-
рукций с учетом условий их работы: грузонапряженности, радиусов кри-
вых и др. Системой ремонтов МЖКХ РСФСР предусмотрены отдельные
циклы ремонтов прямых и кривых участков пути и спецчастей. Для пря-
мых и кривых участков пути установлены; текущий планово-предупреди-
тельный малый ремонт с периодичностью 2-6 лет в зависимости от грузо-
напряженности; текущий планово-предупредительный средний ремонт с
периодичностью 7-18 лет в зависимости от грузонапряженности; капиталь-
ный со сменой рельсов без смены основания; капитальный со сплошной
сменой рельсов, спецчастей и оснований (полный) с периодичностью 10-
32 лет в зависимости от грузонапряженности. Кроме плановых ремонтов
предусматривается неотложный (случайный) ремонт, выполняемый при
выявлении дефектных рельсов и спецчастей или неисправностей пути, уг-
рожающих безопасности движения поездов.
Периодичность текущего планово-предупредительного МР устанавли-
вают в зависимости от динамики изменения ширины колеи в эксплуата-
ции, предельное отклонение которой по уширению в соответствии с ПТЭ
трамвая нс должно превышать 15 мм. Степень расстройства пути в плане и
профиле характеризуют коэффициентом къ> предельное значение которого
составляет 0,20 0,25; удельное изменение ширины колеи на 1 млн.т брутто
434

пропущенного тоннажа X = 0,08ч-0,24 мм/млн-т. С учетом этого межре-
монтный тоннаж Тп п и срок службы конструкции трамвайного пути
?п п р в зависимости от изменения ширины колеи для планово-предупре-
дительного ремонта
Т = к Д/Х: t = Т /7\,	(XII I)
П.П.р В ' ’ п.п.р п.п.р' О’
где Д = 15 мм - предельное значение уширения kojjch; Tq — грузонапря-
женность рельсового пути, млн,т-км/ (км год) .
Кроме того, потребность в планово-предупредительных ремонтах трам-
вайного пути определяется износом шпал, загрязнением балласта и наруше-
нием нормальной работы водоотводных устройств. Срок службы шпал и
их состояние влияют на надежность пути в целом, так как даже при пол-
ноценных рельсах, но сгнивших шпалах, безопасность движения поездов не
может быть гарантирована. Для деревянных шпал, пропитанных водными
антисептиками, установлен нормативный срок службы 14 лет; на замощен-
ных путях эти шпалы могут служить 20 лет и более; ожидаемый срок служ-
бы железобетонных шпал составляет не менее 45—50 лет. Средний практи-
ческий срок службы шпал с учетом замен и данных осмотров
Т .	= AtJ(n +	— mJ,	(XII.2) ’
ш.факт- ft	2 Iх’	'	'
где A — общее количество шпал, лежащих на участке в среднем за один год
расчетного периода Zn; п — количество шпал, замененных за расчетный
период Zn; m2 — количество негодных шпал по осмотру к началу пе-
риода, принятого для расчета срока службы шпал, и в конце расчетного
периода.
Основная задача планово-предупредительного МР - устранение отдель-
ных случайных повреждений и неисправностей пути с учетом поддержания
его в нормах ПТЭ до очередного СР: исправление искажений продольного
и поперечного профиля и плана пути; частичная смена отдельных дефект-
ных рельсов, имеющих предельный износ, и постановка новых кусков вза-
мен имеющих местные повреждения (сколы, трещины, отслоения); оди-
ночная смена шпал с одновременной заменой загрязненного балласта; по-
становка контррельсов при предельном износе губки желобчатого рельса
или смена контррельса; смена отдельных негодных тяг и постановка новых
в местах уширения колеи; ремонт сборных стыков с заменой негодных на-
кладок, болтов и подбивкой шпал, постановка накладок в лопнувших сты-
ках; смена костылей при перешивке йути; исправление ширины колеи;
рихтовка пути; регулирование ширины желобов между рельсами и контр-
рельсами; исправление пути на пучинах со сменой балластного слоя и от-
водом от него воды при верховых пучинах, устройство дренажа при корен-
ных пучинах; перемощение дорожного покрытия при ямочных просадках и
других расстройствах; наплавка головок рельсов в стыках с укреплением
стыков и стыковых шпал; наплавка рельсов на кривых участках; привар-
ка электросоединений; сварка стыков; смена замыкателя стрелки или его
определенных деталей; снятие остроты рабочей грани пера, правки пера,
435

заварка трещин в стрелках н крестовинах, наплавка пяты, плечиков и
острия пера, наварка изношенного наката желоба, исправление ширины же-
лоба в стрелках и крестовинах наваркой с проточкой рабочего канта; мел-
кий ремонт и прочистка водоотводов. Бригада МР состоит из трех-четырех
человек; работой бригады руководит бригадир; в зависимости от выпол-
няемых работ бригаде выдают тс или другие механизмы.
Планово-предупредительный СР трамвайных путей производят на участ-
ках, требующих оздоровления балластного слоя, рельсового н шпального
хозяйства, приведения основных параметров рельсовой колеи в соответ-
ствие с нормами ПТЭ. При СР исправляют искажения продольного и попе-
речного профиля и плана пути; производят ремонт шпал н смену негодных
шпал в количестве до 300 шт. на 1 км одиночного пути; сплошную подъ-
емку пути с заменой до 20% загрязненного балласта под шпалами; досып-
ку и оправку балластной призмы; смену дефектных стрелок, крестовин
и рельсов в кривых малого радиуса; вырезку дефектных кусков рельсов
с заменой их рельсами, близкими по износу; сварку стыков рельсов н ре-
монт сборных стыков с обновлением креплений; наплавку выбоин; ре-
монт и постановку отсутствующих электро соединений; сплошную проверку,
перешивку н рихтовку рельсовой колеи; смену дефектных тяг; разгонку
рельсовых зазоров; смену дефектных стрелочных перьев; электронаплав-
ку рельсов на кривых участках; ремонт и восстановление дорожного по-
крытия; ремонт и прочистку водоотводных сооружений. Работы СР выпол-
няет бригада в составе 6-8 человек под руководством мастера; бригада
имеет станцию, оснащенную электрифицированным, гидравлическим и руч-
ным исполнительным инструментом по утвержденному перечню. Смену
рельсов, стрелок, крестовин и шпал выполняют с использованием рельсо-
транспортеров, автокрана, крана-деррнка и других грузоподъемных меха-
низмов; выемку балласта из междушпальных ящиков — специальным ме-
ханизмом на рельсовом ходу; досыпку балластной призмы — вагонами-до-
заторами, выгружающими балласт на обочину путей; наплавку изношен-
ных мест (выбоин в сварных стыках, смятых концов рельсов сборных сты-
ков н тд.) - сварочным агрегатом; рихтовку пути - гидравлическими при-
борами с применением оптического устройства или бинокля; регулировку
и разгонку зазоров в механических стыках - гидравлическими приборами
РН-01 и РН-02, В зоне путевых работ дорожное покрытие снимают, а затем
восстанавливают.
Капитальный ремонт без смены основания предусматривают для участ-
ков пути, на которых срок службы рельсов и спецчасгей в несколько раз
меньше по сравнению со сроком службы основания, т.е. в кривых малых
радиусов, узловых соединениях, участках с железобетонными шпалами н
т.п. Примеры технологических процессов КР без смены шпал и основания
соответственно на кривых малого радиуса и стрелочных переводах приве-
дены в табл.XII. 1, XII.2; работы КР без смены шпал и основания кривых ма-
лого радиуса выполняет во время ночного закрытия пути бригада из 8 че-
ловек, работы КР стрелочного перевода - бригада из 5 человек; сроки ра-
бот зависят от продолжительности ночного закрытия пути.
Капитальный ремонт со сплошной сменой рельсов н основания (пол-
ный) имеет целью привести рельсовый путь к техническому состоянию, ана-
436

Таблица XII. 1
Наименование работ	Изме- ритель	Коли- чество	Трудо- емкость, чел .ч	Часы работы				
				5	10 1,	5 20	25 3	0 35
Разборка дорожного по- крытия Выборка грунта Расшивка рельсов, раз- борка стыков, резка тяг и рельсов Выемка и погрузка сня- тых рельсов, уборка скреп- лений Укладка рельсов, рас- кладка скреплений, поста- новка тяг, сборка стыков Пришивка рельсов и пер- вичная выправка пути с рих- товкой Сварка стыков Окончательная выправка пути Засыпка балласта до го- ловки рельса Устройство дорожного по- крытия	м2 м2 м м м м Стык м м2 м2	160,5 160,5 50,0 50,0 50,0 50,0 10 50,0 160,5 160,5	39,3 37.3 18,1 21,8 29,7 46,3 18,6 8,8 17,6 85,1		—		11	1
Итого...			318,6					
Таблица XII. 2
Наименование работ	Изме- ритель	Коли- чество	Трудо- емкость, чел-ч	Часы работы				
				5	10	15	20	25
Разборка дорожного покрытия, выборка грунта до шпал	м2	48,0	17,0					
Расшивка рельсов и спецчастей, разборка стыков, резка тяг и рель- сов	м	23,1	7,6	п				
Выемка и погрузка снятых рель- сов и снецчастей, уборка скрепле- ний Укладка спецчастей и соедини- тельных рельсов, постановка тяг, сборка стыков	м м	23,1 23,1	8,3 29,7		1	1		
437

Продолжение таблицы XII.2
Наименование работ	Изме- ритель	Коли- чество	Трудо- емкость, чел .ч	Часы работы					
				5	10	15		20	25
Пришивка рельсов и спецчастей, первичная рихтовка пути, привар- ка электросоединений Окончательная выправка пути, подбивка шпал и брусьев Засыпка балласта Устройство дорожного покры- тия	м м	23,1 23,1 48,0 48,0	12,6 19,1 5,6 31,7				1		
Итого. . .			131,6						
логичному состоянию нового пути. При этом ремонте производится инст-
рументальная проверка и исправление всех искажений продольного и по-
перечного профиля и плана пути; сплошная смена рельсов и спецчастей,
сварка стыков с постановкой новых скреплений и восстановлением ста-
рых, приварка электросоединений; сплошная смена шпал с постановкой
рельсов на подкладки, установка противоугонов; замена негодного баллас-
та новым с доведением толщины слоя до нормы и сплошная подъемка
пути; оздоровление больных мест земляного полотна; устройство, вос-
становление и ремонт водоотводных сооружений; восстановление дорож-
ного покрытия в зоне ремонтируемого участка, уширение земляного по-
лотна загородных линий с досыпкой и укреплением откосов и планировкой
обочин; замена и постановка контррельсов, регулировка ширины желоба;
засыпка крупным балластом открытых путей до уровня низа головки
рельсов. Пример технологического процесса КР трамвайных путей на пря-
мых и кривых участках пути радиусом более 500 м с комплексной сменой
верхнего строения пути приведен в табл. XII.3.
Необходимость ремонта того илн иного вида, в том числе капитально-
го, определяется на основе системы ремонтов с комиссионным уточнени-
ем на месте; на основе обследования трамвайных путей ежегодно состав-
ляют программу работ по капитальному и планово-предупредительным ре-
монтам. Работы по КР путей выполняются, как правило, специализирован-
ной подрядной организацией, с тем чтобы не отвлекать иа них службу и дис-
танции пути от работ по их эксплуатационному обслуживанию. Допуска-
ется выполнение работ КР и хозяйственным способом силами службы или
дистанции, но в незначительных объемах. К таким работам относятся, на-
пример, смена отдельных стрелочных переводов, пересечений, кривых.
Подрядные организации (СМУ, РСУ и др.) кроме КР выполняют работы по
реконструкции и новому строительству трамвайных путей. Они имеют в
своем составе несколько участков (бригад), механобазу, звеносборочную
базу, склады путевых материалов н др. Работой участков (бригад) руко-
водят прорабы (мастера), количество рабочих на участке (в бригаде) ко-
438

леблется от 15 до 30. Механобаза обеспечивает участки и бригады машина-
ми, механизмами и исполнительным инструментом, выполняет работы по
их содержанию и ремонту; в задачи звеносборочной базы входит предвари-
тельная подготовка и сборка звеньев рельсошпальной решетки на специаль-
ном полигоне, что позволяет широко применять индустриальные методы
труда и производства, механизировать работы, резко повышать производи-
тельность труда и сокращать сроки путевых работ непосредственно на
линии.
На КР разрабатывают проектно-сметную документацию (смету, план-
трассу ремонтируемого участка, продольный и поперечный профили,
проект устройства водоотводных сооружений и их присоединения к город-
ской канализации, конструктивные чертежи и др.) и проект организации
работ, учитывающий конкретные условия на участке (влияние трамвай-
ного и автомобильного движения, потребность в рабсиле, машинах, меха-
низмах и т.д.). Проект организации работ содержит календарный график
работ, график работы машин и механизмов, расстановки рабочих и работы
транспорта; на работы по планово-предупредительному ремонту проектно-
сметную документацию не разрабатывают, а составляют объемную ведо-
мость работ с учетом их трудоемкости. Проектированйе и проведение работ
по КР путей осуществляют в полном соответствии со СНиПами и техниче-
скими условиями, а выполненные работы поэтапно предъявляют заказчи-
ку - представителю дистанции или службы. Замечания по качеству и объе-
му работ заносят в журнал производства работ.
Основными направлениями повышения производительности н качест-
ва труда, а также снижения себестоимости и сроков производства путевых
работ являются их индустриализация и механизация. Индустриализация
предполагает выполнение возможно большей части работ в стационарных
условиях звеносборочных баз и на заводах железобетонных конструкций;
этому принципу подчинено создание новых сборных путевых конструкций.
Из средств механизации при разборке дорожного покрытия на трамвайных
путях используют компрессоры с отбойными молотками; рипперы, прицеп-
ляемые к трактору; буровые установки. Погрузку разобранного асфальта
и шпал на автомашины выполняют экскаваторами и автопогрузчиками;
разборку пути — путеподъемниками (моторными домкратами) грузоподъ-
емностью 12 и 20 т производительностью до 500 м пути в смену; после
подъема разбираемого пути на высоту до 500 см рельсы устанавливают на
опоры, а шпалы отрывают бульдозером С-80 или С-100. Резку старых рель-
сов, тяг и болтов производят бензорезными постами; разрезанные рельсы
и старые шпалы грузят на платформы автокранами и специальными вилоч-
ными погрузчиками или используют рельсотранспортеры. Для перевозки
новых рельсов применяют рельсотранспортеры или специальные платфор-
мы с подъемными консолями. Выемку старого балласта осуществляют
многоковшовыми экскаваторами ЭТ-251, открывающими котлован по за-
данному профилю с одновременной погрузкой грунта на трамвайные плат-
формы или на отвал; производительность его до 50—60 м3 грунта в час.
При небольших объемах работ применяют одноковшовые экскаваторы.
Дно котлована планируют и уплотняют бульдозерами и катками. Укладку
верхнего строения пути на прямых участках выполняют, как правило, го-
439

Этап работ	Наименование работ	Изме- ритель	Коли- чество	Трудо- емкость, чел-ч							
					1	2	3	4	5	6	
Земля-; H6otiT '	Разборка пути	Укладка временного стрелочного	перевода	Комп- лект	2	266,6							
	Разборка дорожно- го покрытия	2 м	1605	314,6							
	Разборка пути, резка рельсов и тяг, разборка стыков, уборка скрепле- ний, выемка и погрузка рельсов и шпал	м	500	197,2						-I	
	Рытье котлована, уст- ройство основания	м	500	303,0							
о ю rt	Раскладка и разгонка шпал, укладка рельсов и раскладка скреплений, пришивка рельсов, сбор- ка сты ков	м	500	700,4							
1 Отделочные работы	Монтажные f	Сверление отверстий в рельсах, постановка тяг	Тяга	200	37,0							
	Предварительная вы- правка пути, сварка сты- ков, правка электросо- единений	м	500	•• 285,9							
	Засыпка	между- шпальных ящиков и окончательная выправ- ка пути		 м2	500	290,7		1					
	Засыпка пути до го- ловки рельса	м2	1605	192,6								
	Разборка временного стрелочного перевода и восстановление пути в месте врезки	Комп- лект		254,4				1			
	Устройство дорожно- го покрытия	2 	1605	850,6							
	Итого, ...			3693,0							
440

Таблица X II. 3
441

товыми звеньями длиной 12,5 м, которые грузят и перевозят на платфор-
мах по 4—5 звеньев; при раздельном способе укладки пути рельсы укла-
дывают иа предварительно разложенные шпалы автокраном или рельсо-
транспортером. Песок и щебень доставляют трамвайными вагонами-доза-
торами, автомобилями-самосвалами или трамвайными поездами-самосва-
лами. Вагоны-дозаторы загружаются экскаваторами, а разгружаются задан-
ным слоем на всю полосу пути или только части ее; грузоподъемность
дозатора 14 т, время разгрузки поезда из моторного вагона и двух дозато-
ров — 7—8 мин. Для подбивки шпал используют самоходные подбивочные
машины ШПМ-02 производительностью более 300 шцал в час и электрошпа-
лоподбойки ЭШП-3, ЭШП-6, ЭШП-7. Для рихтовки пути применяют путерих-
товочную машину ПРМ-1 производительностью до 500 м пути в смену,
гидравлические рихтовщики УРГ-01, РГ-01, системы Матвеенко и др. Ши-
роко применяют при ремонте путей станции механизации путевых работ
ТК-13П, состоящие из головной автомашины и двух прицепов с электро-
сварочной установкой, набором электрифицированного и гидравлическо-
го инструмента, оборудованием для термитной сварки рельсов и др.
Список основных сокращений
ГТ - городской транспорт
ГПТ - городской пассажирский транспорт
ГМПТ - городской массовый пассажирский транспорт
ГЭТ - городской электрический транспорт
ПС - подвижной состав
ПЕ - подвижная единица подвижного состава
ТЭД - тяговый электрический двигатель
ДВС - двигатель внутреннего сгорания
ПТЭ - правила технической эксплуатации
ТП - тяговые подстанции
ПА - тяговый преобразовательный агрегат ТП
ВА - выпрямительный агрегат ПА
ТрПА - силовой трансформатор ПА
КС - контактная сеть
КП - контактный провод КС
РУ - распределительное устройство ТП
МТЗ - максимальная токовая зашита
МНТЗ - максимальная направленная токовая защита
ТВЗ - токовременная защита
ТЗ - тепловая защита
ТО - техническое обслуживание
АСУП - автоматизированная система управления производством

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Ефремов И.С., Кобозев В.М., Юдин В.А. Теория городских пассажирских пе-
ревозок. - М.? 1980.
2.	Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов.
СНиП П-60-75. - М.,. 1976.
3.	Самойлов Д. С, Юдин В.А. Городской транспорт. - М. 1975.
4.	Ефремов И.С., Гущо-Малков Б.П. Теория и расчет механического оборудова-
ния подвижного состава городского электрического транспорта. - М. ,1970.
5-	. Ефремов И.С., Кобозев В.М. Механическое оборудование троллейбусов. - М.
1978.
6.	Ефремов И.С, Косарев Г.В. Теория и расчет электрического оборудования
подвижного состава городского электрического транспорта. - М. 1976.
7.	Коган Л.Я., Корягина Е.Е., Белостоцкий И.А. Устройство и эксплуатация
троллейбуса. — М., 1978.
8.	Проектирование дорог и сетей пассажирского транспорта в городах jE.A.Mep-
кулов и др. - М.. 1980.
9.	Городской транспорт и дорожно-мостовое хозяйство / Е.А.Меркулов и др. -
М.41967.
10.	Афанасьев А.С., Долаберидзе Г.П., Шевченко В.В. Контактные и кабельные
сети трамваев и троллейбусов. - М.. 1979.
11.	Нормы и технические условия проектирования систем электроснабжения
трамваев и троллейбусов МЖКХ РСФСР, Отдел научно-технической информации АКХ
им.К.Д.Памфилова. - М , 1972.
12.	Сади ков О.Н. Трамвайные пути (устройство, ремонт и содержание). - М.
1976.
13.	Лиманов Ю.А. Метрополитены. М. 1960.
14.	Волков В.ГТ., Наумов С.Н, Пирожкова АН. Тоннели и метрополитены / Под
ред. В. П. Волкова. - М. 1964.
15.	Загайнов НА. Тяговые подстанции городского электрического транспор-
та. - М.,1970.
16.	Загайнов Н.А., Финкельштейн Б.С. Тяговые подстанции трамвая и троллей-
буса. - М. ,1978.
17.	Электроснабжение метрополитенов (устройство, эксплуатация и проектиро-
вание) / Под рер-.Е. И. Быкова. - М. 1977.
18.	Кобозев В.М. Эксплуатация и ремонт подвижного состава городского элект-
рического транспорта. - М. 1982.
19.	Указания по системе ремонтов оборудования тяговых подстанций трамвая и
троллейбуса. Отдел научно-технической информации АКХ им.К.Д.Памфилова. -
М. 1975.
20-	Ефремов И.С. Троллейбусы. - М.,1969

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автоматика вводов 6-10 кВ переменно-
го тока 263
— тяговых подстанций 254
---преобразовательных агрегатов 263
Автоматическое включение резерва 261
— повторное включение 255, 258
Автосцепка 59
Агрегаты преобразовательные тяговые
212
Аппараты подвижного состава пневмати-
ческие 125,130
-------электрические системы управле-
ния 100, 116
-------тяговые 100, 104
База вагона, экипажа 15
- подвески экипажа поперечная 68
Бандаж трамвайный 66
— вагонов метрополитена 66
Болты подвесные контактной сети 1 74
Буксы 68
Винт температурный контактной сети
180
Выключатели автоматические подвижно-
го состава 109
---РУ 6-10кВ переменного тока 229
---РУ 600 В постоянного тока 235
Вынос кузова вагона в кривых 13
Выпрямители неуправляемые шести-
пульсовые схемы нулевой 231, 221
-------мостовой 217
---двенадцатипульсовые 218
-	управляемые 224
Габариты подвижного состава 12
-	приближения оборудования 13
---строений 12,15
Гидропривод вспомогательных механиз-
мов подвижного состава 131
Городской массовый пассажирский тран-
спорт, выбор видов 7
-------, области рационального исполь-
зования 9
Графики нагрузок тяговой сети 149
Двигатели тяговые 83
Держатели кривые контактной сети 188
Документы ремонтные 342
-	эксплуатационные 341
Зажимы проводов контактных I 74
Заземление на тяговых подстанциях 252
Занос осей подвижного состава безрель-
сового 33
Зануление оборудования тяговых под-
станций 252
444
Защита газовая трансформаторов тяго-
вых преобразовательных агрегатов
224
-	кабелей питающих линий тяговых под-
станций 239
-	от замыканий на землю 234, 248
—	от малых токов к.з. 153
-	от перенапряжений 250
-	потенциальная 250
—	токовая максимальная 243
-----направленная 247
—	токовременная 249
Изоляторы контактной сети натяжные
180
-----секционные 183
Испытатель коротких замыканий 256
Источники^ оперативного тока тяговых
подстанций 243
- энергии вспомогательные подвижного
состава 123
Кабели силовые 193
Кабина водителя 55
Колеса ходовые бандажные 65
--безбандажные 65
Колеса ходовые движущие 65
--поддерживающие 65
--подрезиненныс 66
--с шинами пневматическими 65, 67
Колея рельсового пути 305
-	безрельсового подвижного состава 16
Комфортабельность подвижного состава
динамическая 39
-----статическая 39
Компенсаторы грузовые контактной се-
ти 181
Конструкция верхнего строения рель-
совых путей 294
-	дорожных одежд 281
-	кузовов подвижного состава 42
-	оснований подрельсовых трамвайных
путей 302
-	- подстанций тяговых 208
-	привода тягового подвижного состава
82, 89
-	элементов контактной сети 173
-	ходовых частей подвижного состава
69, 75
Контакторы электромагнитные 11 3
—	эл ектропнев магические 115
Контроллеры реостатные групповые 115
Коэффициент габаритных размеров ПС
19
-	готовности ПС 341
-	глубины поиска дефекта при диагно-
стировании 373

—	загрузки электроприемников 150
—	использования установленной мощнос-
ти 150
-	нагрузки боковой ПС 33
—	одновременности использования мощ-
ности присоединенной 150
—	поперечной устойчивости подвижного
состава 33
— присоединенной мощности электро-
приемников 150
- спроса присоединенной мощности
электроприемннков 151
Коэффициент сцепления ходовых колес
с рельсами (дорожным покрытием)
33, 75
Крестовины контактной сети 185
Кузова подвижного состава, вмести-
мость 18
-----жесткие 45
-----коэффициент использования габа-
ритов 19
-----материалы 42
-----методы сборки 42
-----основные элементы 43, 47
-----отопление и вентиляция 52
-----размеры внешние 18
-----внутренние 19
-----требования к планировке 17
-----шарнирно-сочлененные 45
Мосты безрельсового подвижного соста-
ва неуправляемые 76
-----управляемые 75
Муфты соединительные кабельные 195
Нагрузки дорожных одежд 283, 284
-	провода контактного 189
-	путей трамвая рельсовых 319
— токовые системы электроснабжения
151
Оборудование подвижного состава гид-
равлическое 42,132
-----механическое 42, 49, 59,64,82
-----электрическое 83, 100
Обслуживание техническое подвижного
состава 375
--путей трамвая рельсовых 429
--тяговых подстанций 413
------ сетей 421
Передачи тяговые 86, 89
Пересечения контактной сети воздушные
175
Песочницы 58
Подвеска контактная полигонная 169
Подвеска контактная простая 166
--цепная 168
--, эластичность 171
Подвесы контактной сети трамвайные
177
-----троллейбусные 179
Подстанции тяговые, классификация
141,199
--компоновка 207
----передвижные 209
--сборно-комплектные 210
--схемы вводов 6-10 кВ 202
----питания 138, 142
----РУ 600 В постоянного тока 205
----сборных шин РУ 6 -10 кВ пере-
менного тока 203
----собственных нужд переменного
тока 206
------ структурные 140, 211
— - — электрические 200, 201
Показатели систем ГМПТ технические
5
----экономические 6
Предохранители 227
Приводы подвижного состава дверные
50
----тормозов механических 95
----тяговые 82„ 89
Провода контактные 173
- усиливающие 173
Пункты системы электроснабжения дис-
петчерские 273
Путь рельсовый метрополитенов 385
--трамвая, классификация 294
----колея 305
----кривые 311
----нагрузки 307
----основные требования 293
----организация эксплуатации 294
----расчеты на прочность 317
----рельсы 296
------ скрепления 297
----стрелки путевые 300
----строение верхнее 295
----нижнее 301
— тормозной подвижного состава 24
Разрядники 11 1
Разъединители 222
Расчет контактных подвесок механиче-
ский 189
—	мощности тяговых подстанций 165
—	одежд дорожных 285
—	проводов и кабелей 157, 163
-	тяговой сети электрический 156
Резервирование тяговых подстанций 205
—	питающих линий тяговых подстанций
205
—	собственных нужд тяговых подстан-
ций 206
Регуляторы положения уровня пола ку-
зова ПС 81
-	пускорсгулирующие тирнсторно-им-
пульсные 118
Реле 111
445

Реостаты пускотормозныс 11 3
Свес кузова вагона в кривой 13
Сеть контактная системы электроснаб-
жения 144
Сила сопротивления качению ходовых
колее ПС 31
- сцепления ходовых колес ПС 31
Системы диагностирования 362
- технического обслуживания и ремон-
та, классификация 337
------оборудования ТП 41 3
------подвижного состава 375
------путей трамвая 429	1
Системы технического обслуживания и
ремонта, расчет 349
------сетей кабельных 428
------контактных 422
------эффективность 344
- электроснабжения подвижного состава
135,147
Скорость подвижного состава конструк-
тивная 23
---критическая движения на поворо-
те 33
---максимальная 24
---установившаяся 24
---ходовая 24
Состав подвижной, классификация обо-
рудования 42
---комфортабельность 39
---маневренность 25
---основные элементы 42
---плавность хода 40
---показатели динамические 22
---массо-габаритные 15, 19
---проходимость 25
---с жестким кузовом 45
---управляемость 27
---устойчивость 31
---шарнирно-сочлененный 45
Сочленения секций кузовных 46
Средства технические ГЭТ, выбор 4
---элементная база 4
Стрелки контактной сети воздушные
187
Тележки двухосные подвижного сос-
тава безрамные 71
------поворотные 69
------рамные 69
------с устройствами самоустановки
колесных пар в кривых 73
Телеизмерения системы 272
Телеуправления системы 267
Токоприемники дуговые 104
-	масса приведенная 172
-	пантографные 106
-	рельсовые 108
446
-	характеристики 172
Тоннели метрополитенов 328
Тормоза барабанные 95
-	классификация 91,93
—	колесио-колодочные 95
-	механические 82,93
-	приводы 98
-	реализация сил тормозных 94
-	схемы структурные 92
-	электромагнитные рельсовые 99
Трансформаторы преобразовательные
тяговые 21 2, 223
-	измерительные 232
Углы установки ходовых колес управ-
ляемых безрельсового ПС 28
Улицы и дороги городские, классифи-
кация 275
-----покрытая 279, 281
-----проектирование и расчет 283
-----профили поперечные 277
Управление рулевое подвижного состава
безрельсового 78
Ускорение пусковое подвижного состава
среднее 23
Характеристики подвижного состава,
безопасности 38
-----весовые 28
-----габаритные 15
-----динамические 22
-----комфортабельности пассажирской
39
-----маневренности 25
-----методы определения 10
-----надежности 35
-----патентно-правовой защиты 38
----- осности 21
-----плавности хода 40
-----проходимости 25
-----преемственности конструктивной
36
-----технологической 37
-	- - санитарно-гигиенические 41
		унификации 37
		управляемости 27
		уровня стандартизации 37
		устойчивости 31
-	сети тяговой 149
-	системы электроснабжения 148, 155
-	экономические системы ГМПТ 7
-	элементов упругих подвески ПС 80
Электропривод тяговый групповой 89
-----дифференциальный 87
— индивидуальный 89
- - основные элементы 86
-----схемы 86, 87, 89

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие...........................................................   3
Введение ............................................................... 4
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕ-
СКОГО ТРАНСПОРТА...................................................... 10
Глава!. Сравнительная характеристика подвижного состава................ 10
§ 1.1.	Принципы сравнительной оценки подвижного состава . . ...... 10
§1.2.	Габариты, планировка, вместимость и внутренние размеры кузова 12
§ 1.3.	Весовые характеристики, осносгь и показатели использования
сцепного и тормозного весов........................................ 20
§ 1.4.	Динамические характеристики ............................... 22
§ 1.5.	Характеристики проходимости, маневренности, управляемости и
устойчивости .....................................................
§ 1.6.	Характеристики надежности, технологичности	и	патентно-право-
вой чистоты	 35
§ 1.7.	Характеристики пассажирской безопасности,	комфортабельности,
эргономические и санитарно-гиеденические.......... 38
Глава II. Элементы подвижного состава ГЭТ.............................. 42
§ П.1.	Основные элементы подвижного состава.............. 42
§ 11.2.	Кузова............................................ 42
§ 11.3.	Внутреннее оборудование кузова.................... ^9
§ 11.4.	Внешнее оборудование кузова....................... 59
§ 11.5.	Ходовая часть..................................... 64
§11.6.	Тяговый привод и механические тормоза...................... 82
§11.7.	Электрическое оборудование и схемы....................... 100'
§11.8.	Пневматическое и гидравлическое оборудование.............. 125
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ И ТЯГОВЫЕ ПОДСТАНЦИИ
ГОРОДСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА .... 135
Глава 111. Системы электрической тяги, схема и расчеты электроснабжения ГЭТ 135
§ Ш.1. Системы электрической тяги и основные элементы системы
электроснабжения ГЭТ.............................................. 135
§111.2.	Внешнее и внутреннее электроснабжение..................... 137
§ Ш.3. Характеристики и нормативы проектирования систем электро-
снабжения ........................................................ 147
§ III.4.	Основы теории электрического расчета тяговой сети........ 156
Глава IV. Контактные и кабельнь^е сети трамваев и троллейбусов........ 166
§ IV.1. Типы контактных подвесок н динамика взаимодействия токопри-
емников с контактиой сетью................'....................... 166
§ IV.2. Контактные провода и подвесная арматура контактной сети .... 173
§ 1V.3. Расчет контактных подвесок................................ 189
§ IV.4. Силовые кабели и линейные кабельные сооружения............ 193
Глава V. Тяговые подстанции ГЭТ....................................... 199
§ V.I. Схемы и конструкции тяговых подстанций..................... 199
§ V.2. Преобразовательные агрегаты................................ 212
§ V.3. Аппараты распределительных устройств переменного и постоянно-
го тока........................................................... 225
447

Глава VI. Автоматика, телемеханика и защита в системе электроснабжения
ГЭТ................................................................. 239
§ VI. 1. Защита и защитное заземление ......................... 239
§ VI.2, Автоматика тяговых подстанций.......................... 254
§ \1.3. Телеуправление и электро диспетчерские пункты системы элект-
роснабжения .................................................... 267
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ГОРОДСКИЕ ДОРОГИ И РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ.................*. . 275
Глава VII. Классификация, проектирование и устройство городских улиц и
дорог............................................................... 275
§ VII. 1. Классификация и элементы городских улиц и дорог...... 275
§ VII.2. Проектирование и расчет городских улиц и дорог........ 283
Глава VIII. Рельсовые пути трамвая и метрополитенов................. 292
§ VIH. 1. Особенности рельсовых путей и организация трамвайного путе-
вого хозяйства.................................................. 292
§ V 111.2. Конструктивные элементы трамвайного пути............ 294
§ VIII.3. Рельсовая колея и вписывание подвижного состава в кривые ч
участки рельсового пути ........................................ 305
§ VIII.4. Возвышения наружного рельса и переходные кривые...... 311
§ VII1.5. Расчеты рельсового нуги на прочности................. 317
§ VI11.6. Тоннели и рельсовые пути метрополитенов.............. 328
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ТЕХ-
НИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ГОРОДСКОГО МАССОВОГО
ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА............................................ 337
Глава IX. Системы технического обслуживания и ремонта и научные основы их
построения..............................................................  337
§ IX.]. Основные понятия........................................... 337
§ IX.2. Научные основы построения систем технического обслуживания
и ремонта .техники................................................. 348
§ IX.3. Показатели полноты диагностирования и контролепригодности
технических устройств ............................................. 362
ГлаваХ. Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава ГМПТ ... 375
§ Х.1. Системы технического обслуживания и ремонта подвижного
состава.............................................................
§Х.2. Технические средства и организация технического обслуживания
и ремонта подвижного состава ГЭТ....................................
§ Х.З. Система управления качеством и АСУ технического обслужи-
вания и ремонта подвижного состава ГЭТ..............................
Глава XI. Техническое обслуживание и ремонт оборудования тяговых подстан-
ций и тяговых сетей систем электроснабжения ГЭТ................. 413
§ XI. 1 Техническое обслуживание и ремонт оборудования тяговых под-
станций ......................................................... 413
§ XL2. Техническое обслуживание и ремонт контактных и кабельных се-
тей трамвая и троллейбуса........................................ 421
Глава XII. Техническое обслуживание и ремонт рельсовых путей трамвая .... 429
§ ХП. 1. Средства и состав текущего содержания рельсового пути... 429
§ XII.2. Система и средства ремонтов рельсового пути............. 434
Список основных сокращений............................................ 442
Список литературы..................................................... 443
Предметный указатель .............................................  -	. 444
448