Автор: Горошков Ю.И. Бондарев Н.А.
Теги: электротехника электричество электрические сети издательство транспорт контактная сеть
Год: 1981
Текст
Ю.И .Г орошков • Н. А.Бондарев
КОШАКТНАЯ СПЬ
Издательство <Транспорт»
Ю. И. ГОРОШКОВ, Н. А. БОНДАРЕВ
КОНТАКТНАЯ СЕТЬ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Утверждено
Главным управлением учебными заведениями МПС
в качестве учебника для учащихся техникумов
железнодорожного транспорта
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1981
УДК 621.332.3
Горошков Ю. И., Бондарев Н. А. Контактная сеть.
Учебник для техникумов ж.-д. трансп. 2-е изд., перераб.
и доп. — М.: Транспорт, 1981, 400 с.
Рассмотрены основные детали, узлы и конструкции
контактной сети электрифицированных железных дорог.
Даны методы и примеры расчета контактных подвесок,
а также сведения по расчету и подбору типовых под-
держивающих и фиксирующих устройств, опор и фунда-
ментов контактной сети. Описаны условия взаимодейст-
вия контактных подвесок и токоприемников при различ-
ных скоростях движения поездов. Изложены основные
способы трассировки, сооружения и эксплуатации кон-
тактной сети.
Настоящее издание учебника дополнено изложени-
ем вопросов обеспечения высокой надежности работы
контактной сети в любых метеорологических условиях,
а также при высоких скоростях движения поездов.
1-е издание вышло в 1973 г.
Предназначен для учащихся техникумов железно-
дорожного транспорта по специальности «Энергоснабже-
ние и энергетическое хозяйство железнодорожного транс-
порта». Может быть полезен инженерам и техникам,
занятым проектированием, строительством и эксплуата- *
цией контактных сетей электрифицированных железных
дорог, а также студентам высших учебных заведений
железнодорожного транспорта специальности «Электри-
фикация железнодорожного транспорта».
Ил. 246, табл. 59, библиогр. 47 назв.
Книгу написали:
главы I, II, V—ХШ, XVI—канд. техн, наук 10. И. Го-
рошков, главы IV, XIV, XV, XVII—XIX — инж. Я. А. Бон-
дарев, главу III — совместно.
Рецензенты: Н. В. Боковой, А. Н. Зимакова,
П. М. Шилкин
SSS
г, 31802-064
Г O49(OJ)-8J ' 64-81 3602030000
© Издательство «Транспорт», 1981
ГЛАВА
I
КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ
1. ПРОСТАЯ КОНТАКТНАЯ ПОДВЕСКА
Простая (однопроводная) контактная подвеска представляет собой
контактный провод, закрепленный непосредственно на поддерживаю-
щих конструкциях. Такая подвеска получила широкое применение на
городском электрическом транспорте (особенно для трамваев, поэтому
ее часто называют «трамвайной»), а также на электрифицированных
путях промышленного транспорта. На магистральных железных до-
рогах простую контактную подвеску допускается применять только на
станционных путях (включая приемо-отправочные) и подъездных
путях, где скорость движения поездов не превышает 50 км/ч.
Качество токосъема при простой контактной подвеске во многом
зависит от положения в вертикальной плоскости (стрелы провеса)
контактного провода f и его перегиба в опорном узле, характеризую-
щим углом наклона касательной ср к проводу (рис. 1), а также от эла-
стичности опорного узла (см. гл. X). При быстром переходе токоприем-
ника с восходящей ветви контактного провода пройденного пролета
на нисходящую ветвь очередного пролета происходит резкий толчок
полоза токоприемника, чем нарушается непрерывность токосъема.
Контактный провод в точках подвеса получает дополнительные
напряжения от изгиба, которые уже при пролетах 40 м составляют
120—130 МПа и в сумме с основным напряжением растяжения провода,
равным для медных контактных проводов 100—120 МПа, достигают
предела текучести материала провода. Поэтому по значениям местных
максимальных напряжений простые контактные подвески с однократ-
ным подхватом провода у опор (см. рис. 1, а) не могут быть выполнены
с пролетами более 40—45 м.
Уменьшить перегиб контактного провода в опорном узле, а следо-
вательно, выполнить простую подвеску с большими пролетами можно
при двукратном или много-
кратном подхвате (подвес-
ке) контактного провода у
опор, который легко,; вы-
полнить с помощью отрезка
продольного^,троса, смонти-
рованного в виде петлн.
Такую подвеску называют
простой петлевой контакт-
ной подвеской.
Существует несколько
разновидностей простой
петлевой контактной под-
вески: со струной у опоры;
со смещенными от опоры
Рис. 1. Схемы, простых контактных подвесок:
а — с однократным креплением (подхватом) контакт-
ного провода у опор: б — петлевая (с двукратным
подхватом); 1 — контактный провод; 2 — трос петле-
вой струны
3
двумя (рис. 2) или четырьмя струнами; с рессорной струной; с рес-
сорной струной и двумя простыми струнами.
Рассмотрим простую петлевую контактную подвеску; На рис. 1
обозначено: Л, В — опоры; I — длина пролета контактного провода;
Zn — длина троса петлевой струны; Zin — п конструктивная высота
(расстояние по вертикали от контактногог провода до узла подвеса
троса петлевой струны на поддерживающей конструкции); -— стрела
провеса контактного провода в пролете Zo; fn — стрела провеса кон-
тактного провода в пролете Zn; К —''натяжение контактного провода
в пролете Zo; /Сп -— натяжение контактного провода под петлевой стру-
ной (в пролете Zn); П — натяжение троса петлевой струны.
Одним из главных параметров простой петлевой контактной под-
вески является длина троса петлевой струны Zn. От нее зависит кон-
структивная высота подвески hn, с учетом которой выбирают высоту
опор. Чем короче Zn, тем меньше йп. Однако при очень коротких Zn
(1—2 м), как показывают расчеты, эффект от применения петлевой
струны как по уменьшению перегиба контактного провода в опорном
узле, так и по уменьшению напряжений в проводе от изгиба получается
незначительным. Поэтому длину петлевой струны рекомендуют при-
нимать не менее 3—4 м. В случае выполнения подвески по схеме 1, б
1П имеет большую длину и контактный провод, имеющий под петлевой
струной ослабленное натяжение /<п = /< — 77, получит в пролете
Zn большую стрелу провеса /п. Это может отрицательно сказаться на
параметрах подвески, определяющих качество токосъема. Следова-
тельно, при /п более 4—5 м в простых подвесках целесообразно исполь-
зовать многократный подхват контактного провода. Для обеспечения
более плавного перегиба контактного провода в зоне опорного узла
ему в таких подвесках обычно дают небольшой (порядка 0,04—0,06 м)
отрицательный прогиб /п. Таким
образом, применение простой пет-
левой подвески с многократным
подхватом контактного провода
позволяет снять ограничение в от-
ношении длины пролета, которые
свойственны «трамвайной» подвеске.
Оптимальной при натяжении
контактного провода 15—18 кН
представляется простая подвеска,
выполненная со смещенными от
опоры двумя струнами, длиной
троса Zn = 8-у 15 м и конструктив-
ной высотой Zn = 0,3-у0,6 м.
Наибольшие длины пролетов
простых подвесок принимают так-
же с учетом обеспечения необхо-
димой ветроустойчивости и рас-
стояния от уровня верха головки
рельса до контактного провода при
гололеде.
Рис. 2. Опорный узел простой петле-
вой контактной подвески с двумя
чьгй провод; 2 — нетлева я
'Рос пстлевг.тх ottivi.
4
Горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприем-
ника в пролете под действием ветра наибольшей интенсивности с уче-
том порывистости и упругого прогиба опор не должно превышать
500 мм на прямых и 450 мм на кривых участках пути.
Для простых подвесок, в которых натяжение контактного провода
регулируется автоматически (например, с помощью блочного компен-
сатора), в гололедных районах при выборе пролетов учитывают пони-
жение уровня контактного провода в середине пролета за счет увели-
чения стрелы провеса при гололеде. На станционных путях контакт-
ный провод при гололеде может иметь стрелу провеса не более 0,35 м,
па перегоне — не более 0,5 м.
2. ЦЕПНЫЕ КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ
В цепных контактных подвесках (рис. 3) контактный провод 2,
или контактные провода, подвешивают с помощью легких подвесок
(струн) 4 — 7 непосредственно (или через вспомогательный провод,
или провода) к несущему тросу У, закрепленному на поддерживаю-
щих устройствах.
Основными геометрическими параметрами цепных подвесок яв-
ляются:
длина пролета I — расстояние между соседними точками подвеса
несущего троса к поддерживающим устройствам;
конструктивная высота h — расстояние от контактного провода до
несущего троса у точки его подвеса при беспровесном положении
контактного провода в полукомпенснрованной подвеске или при но-
минальном натяжении несущего троса компенсированной подвески;
стрела провеса несущего троса F — расстояние от низшей точки
троса в пролете до прямой, проведенной через точки подвеса троса;
стрела провеса контактного провода /к — расстояние от наиболее
удаленной по вертикали точки контактного провода в пролете от пря-
мой, проведенной через точки подвеса контактного провода у опор;
струновой пролет с—-расстояние между двумя соседними струнами
(сс — расстояние между струнами в середине пролета);
длина струны s — расстояние между точкой закрепления (подвеса)
струны на несущем тросе (вспомогательном проводе, рессорном про-
воде или каком-либо элементе, в свою очередь закрепленном на несу-
щем тросе) до контактного провода (smin — длина струны, установлен-
ной в середине пролета).
Рис. 3. Схема рессорной цепной контактной подвески
В рессорных контактных подвесках (см. рнс. 3) геометрическими
параметрами являются также: Zp = 2 а' - длина рессорного провода
троса); е расстояние от опоры до первой простой струны,
(ZK = (Z — 2 е) — длина части пролета, в которой контактный провод
имеет провес; d — расстояние от опоры до рессорной струны (закреп-
ленной на рессорном проводе); с0 — расстояние от рессорной до про-
стой струны; Ср = 2 d — расстояние между рессорными струнами;
b — расстояние по вертикали от точки подвеса несущего троса до
рессорного провода.
Наличие в цепной подвеске несущего троса позволяет в отличие от
простых контактных подвесок задать контактному проводу (подбором
струн соответствующей длины) беспровесное положение в пролете или
смонтировать его с небольшой стрелой провеса. Изменение стрелы
провеса контактного провода в цепной подвеске зависит в основном от
изменения стрелы провеса несущего троса. В любой цепной подвеске
несущий трос изменяет стрелу провеса при воздействии на него допол-
нительных нагрузок (например, от гололеда), при этом изменит свое
высотное положение и контактный провод. Имеется несколько конст-
руктивных мероприятий, с помощью которых изменение стрелы про-
веса контактного провода в пролете можно сделать меньшим, чем из-
менение стрелы провеса несущего троса. Если выполнить цепную под-
веску так, что несущий трос не будет при изменении температуры ок-
ружающего воздуха изменять свою стрелу провеса, то и положение
контактного провода в пролете по высоте будет постоянным.
Стрелы провеса контактного провода в струновых пролетах незна-
чительны и могут быть соответствующим выбором расстояния между
струнами н повышением натяжения контактного провода доведены до
размеров, мало влияющих на качество токосъема. Поэтому цепные
контактные подвески позволяют осуществлять нормальный токосъем
при высоких (160 км/ч и более) скоростях движения в пролетах боль-
шой длины (до 80 м).
Цепные контактные подвески различают по следующим основным
признакам:
способу подвешивания контактных проводов к несущему тросу;
способу регулирования натяжения проводов;
взаимному расположению проводов, образующих подвеску, в плане;
типу струн у опор.
Все конструкции цепных подвесок в зависимости от способа под-
вешивания контактного провода к несущему тросу разделяют на две
группы. К первой группе относят одинарные цепные под-
вески, в которых контактные провода 1 (рис. 4, а, б) подвешивают
на струнах 2 непосредственно к несущему тросу 5; ко второй группе —
двойные и тройные (рис. 4, в, г). В д в о й н о й цепной подвеске
(см. рис. 4, в) к несущему тросу 3 подвешивают иа струнах 2 вспомо-
гательный провод 5, к которому крепят контактные провода /; в
тройной цепной подвеске (см. рис. 4, а) к, вспомога-
тельному проводу 5 подвешивают второй вспомогательный провод 6,
к которому крепят контактные провода 1.
6
Рис. 4. Основные виды цепных контактных
подвесок:
а — одинарная; б — рессорная одинарная; в —
двойная; г — тройная
В зависимости от способа
регулирования натяжения
проводов цепная подвеска мо-
жет быть:
некомпенсирован-
ной, когда контактный про-
вод 1 и трос 2 закрепляют
(анкеруют) жестко (рис. 5, а)
и нет устройств для автома-
тического регулирования нх
натяжения. Разновидностью
такой подвески является цеп-
ная подвеска, имеющая в кон-
тактном проводе приспособ-
ления (например, стяжные
муфты) для сезонного регу-
лирования их натяжения;
полукомпе н сированной, в которой только часть про-
водов, например контактные провода (рис. 5, б) или контактные и
вспомогательные провода, снабжена устройствами длнеавтоматическо-
го регулирования натяжения — компенсаторами 5;
компенсированной, в которой все провода снабжены
общими (рис. 5, в) или отдельными для каждого провода компенсато-
рами.
Иногда применяют частично компенсированную
цепную подвеску, в ней компенсаторы работают лишь в каких-то пре-
делах изменения температур или нагрузок на провода. При опреде-
ленной температуре компенсатор стопорится и в случае дальнейшего
понижения температуры подвеска работает уже как некомпенсиро-
ванная. Стопор включается также при увеличении выше допустимой
гололедной нагрузки на провода цепной подвески. В этом случае пре-
дотвращается образование недопустимых стрел провеса контактного
провода.
По взаимному расположению проводов, образующих цепную под-
веску, в плане различают:
вертикальную цепную подвеску, в которой провода распо-
ложены в одной вертикальной плоскости (на рис. 6 слева) или имеют
небольшое (не более 0,5 м) смещение относительно друг друга в плане;
кос у,йо цепную подвеску, когда несущий трос в плане значительно
(угол наклона струн к вертикали в плоскости, перпендикулярной оси
пути, превышает 20°) смещен относительно контактного провода
(на рис. 6 справа).
Рис. 5. Схемы анкеро-
вок проводов неком-
пенсированной (а);по-
лукомпенсированной
(б) и компенсирован-
ной (в) цепных под-
весок
7
Рис. 6. Вертикальная (слева) и косая (справа) одинарные цепные
подвески
В вертикальной подвеске на прямых участках пути возможны две
схемы расположения несущего троса в плане: по оси пути (рис. 7, а);
над контактным проводом с зигзагом, равным зигзагу контактного
провода (рис. 7, б). На железных дорогах Советского Союза несущий
трос обычно располагают по оси пути (см. рис. 7, а). На зарубежных
дорогах несущий трос обычно висит над осью пути, но иногда применя-
ют схему, показанную на рнс. 7, б.
В косой подвеске (рис. 8) струны получают большой наклон в пло-
скости, перпендикулярной оси пути. Чтобы исключить выкручивание
контактного провода, применяют специальные способы крепления его
к струнам в зависимости от угла
a) f наклона струны. На кривых
Рис. 7. Схемы расположения несущего
троса в плане относительно контактного
провода в вертикальных цепных контакт-
ных подвесках:
<7 — по оси пути; б — над контактным проводом
с зигзагом, равным зигзагу контактного про-
вода; / — контактный провод; 2 — несущий
трос
участках пути (рис. 8, б) в сред-
ней части пролета струны оття-
гивают контактный провод в на-
ружную сторону кривой, вслед-
ствие этого он принимает криво-
линейное (в плане) очертание,
приближающееся по форме к
кривой железнодорожного пути.
Косая цепная подвеска на
кривых участках позволяет су-
щественно уменьшить в плане
углы изменения направления
контактного провода у опор в
местах расположения фиксато-
$
ров (устройств, удерживающих
контактный провод в требуемом
положении "в горизонтальной
плоскости). Это повышает эла-
стичность контактной подвески
в опорных узлах, что благопри-
ятно сказывается на токосъеме,
особенно в кривых малого ра-
диуса. При определенных ра-
диусах кривых косая цепная
подвеска может быть выполнена
без фиксаторов. Косая подвеска
обладает повышенной ветроус-
тойчивостью по сравнению с
вертикальной подвеской, одна-
ко монтаж и эксплуатация ее
Рис. 8. Расположение в плане несущего
троса (2) и контактного провода (?) ко-
сой подвески на прямом {а) и кривом
(б) участках пути
значительно сложнее.
От расположения контактного провода в плане по длине пролета
зависит как ветроустойчивость цепной подвески, так и срок службы
контактных пластин (вставок) полозов токоприемников электропод-
вижиого состава. При этом чем ближе расположен контактный провод
к оси пути во всем пролете, тем ветроустойчивее цепная подвеска. Это
положение находится в противоречии с вопросом увеличения срока
службы контактных пластин из спеченных материалов (металлокера-
мических) н особенно угольных вставок токоприемников, поскольку
чем больше смещен контактный провод от оси пути у опор и чем это
смещение равномернее по длине пролета, тем больше срок службы
контактных пластин и вставок токоприемников. Поэтому контактный
провод (или провода) на прямых участках располагают зигзагообразно
относительно оси пути, т. е. с поочередным смещением в ту и другую
сторону (рис. 9, а). На электрифицированных дорогах Советского
Союза нормальный размер зигзагов контактного провода 1 от оси при
расчетном беспровесиом его положении принят 300 мм. Зигзаги, на-
правленные от опор, называют плюсовыми, а к опорам — минусовы-
ми. Двойные контактные
провода в точках фиксации
располагают обычно на
расстоянии 40 мм друг от
Друга.
На кривых участках пу-
ти контактный провод у
опор смещен с помощью
фиксаторов во внешнюю
сторону кривой — ему дают
зигзаг относительно оси
(середина полоза) токопри-
емника. Нормальный зиг-
заг контактного провода у
опор на кривых принимают
Рис. 9. Расположение контактных проводов
вертикальной подвески в плане на прямых уча-
стках пути (а) и на кривых (б)
9
равным 400 мм (рнс. 9, б). Несущий трос на кривых участках пути
располагают обычно над контактным ^проводом. Допускается откло-
нение в расположении несущего троса в плане не более ± 200 мм.
Таким образом, провода вертикальной цепной подвески иа кривых
участках пути располагаются по хордам. Поэтому вертикальную под-
веску иногда называют хордовой. В отдельных случаях допускается
увеличивать зигзаг контактного провода: до 400 мм — на воздушных
стрелках и до 500 мм — на кривых. При двойном контактном прово-
де размер зигзагов принимают ’по отношению к наружному от оси
токоприемника проводу. Отклонения от установленных зигзагов кон-
тактного провода при расчетном беспровесном его положении не дол-
жны превышать ± 30 мм.
Зигзаг контактного провода на прямых участках пути в зарубеж-
ных странах принимают в пределах 150—500 мм у каждой опоры или
через несколько опор. Наибольший зигзаг контактного провода у опор
на кривых участках пути составляет 240—400 мм.
Кроме рассмотренных подвесок имеется также ромбовидная
ц епная подвеска (рис. 10), в которой контактные провода располагают
вплане у опор в виде ромба с разносторонними зигзагами 300—400 мм,
а в средней части пролета — параллельно оси пути на расстоянии
50—100 мм один от другого. Ромбовидная подвеска более ветроустой-
чива, чем подвески, в которых контактные провода по всему пролету
расположены параллельно друг другу с одинаковыми зигзагами у опор.
В зависимости от типа струн и их расположения у опор цепная под-
веска может быть:
с простыми опорными струнами (см. рис. 4, а),
когда струны устанавливают не далее 1—2 м от опор;
со смещенными простыми опорными стру-
н а м и (см. рис, 4, в), когда струны удалены от опор более чем на 2 м;
в одинарной подвеске опорные простые струны устанавливают обычно
на расстоянии 4—5 м от опоры, в двойной подвеске •— на расстоя-
нии 5—9 м;
рессорной, в ней струны контактного провода (илн вспомога-
тельного провода — в двойных подвесках) закреплены на рессор-
ном проводе 4 (см. рис. 4, б);
Рис. 10. Ромбовидная рессорная цепная подвеска с двумя контактными прово-
дами:
1 — контактные провода; 2 — несущий трос; 3 — струна; 4 — соединительный элемент
10
Рис. 11. Схема упругой струны с гибким полимерным
стержнем
с упругими струнами, когда струны подвешивают к не"
сущему тросу с помощью упругих элементов, например гибких поли-
мерных стержней или рычагов, скручивающих несущий трос;
демпфированной, в ее струнах у опор установлены дем-
пферы.
Рассмотрим разработанную в Италии схему упругой’струны с гиб-
ким полимерным стержнем, расположенным в плоскости подвески
(рис. 11). Струна 4 из медной проволоки диаметром 5 мм прикреплена
к концу стеклопластикового стержня 3 диаметром 18 мм, длиной 2 м
(рабочая часть 1,6 м); другой конец стержня жестко закреплен на
несущем тросе 7. Для предотвращения возможных резонансных коле-
баний полимерного стержня его свободный конец соединен с несу-
щим тросом с помощью оттяжки 2 из стальной проволоки диаметром
2-—3 мм,, длиной 1 м.
В СССР разработан узел рычажного подвешивания струны (рис. 12).
К несущему тросу 1 соединительным зажимом 2 крепят рычаг 3 из
круглой стали диаметром 12 мм илн из уголка размером 28 X 28 X
X 3 мм. Длина рычага в зависимости от места его установки в пролете
и типа контактной подвески составляет 50—400 мм. Закрепленные на
несущем тросе рычаги закручивают вместе с тросом на определенный
угол (45—270°) так, чтобы положение рычага после закручивания
было близко к горизонтальному (с допуском 30° вниз). При/гаком поло-
жении рычага струну соединяют
с контактным проводом. Сосед-
ние рычаги закручивают в раз-
ные стороны.
В Японии в струны цепных
контактных подвесок устанавли-
вают пружинно-воздушный демп-
фер (рис. 13). Он состоит из ци-
линдрического корпуса 7, пру-
жины 2, элемента 3 со штоком
4, перепускного канала 5 и ре-
Рис. 12. Узел рычажного подвешивания
струны:
а — вид вдоль контактной сети; б — вид свер-
ху; / — несущий трос; 2 — соединительный за-
жим; 3 — рычаг; 4 — коуш; 5 — струна
II
Рис. 13, Пружинно-
воздушный демпфер
для струп контактной
подвески
гулировочного клапана 6. При подъеме кон-
тактного провода токоприемником клапан 6 от-
крывается и позволяет воздуху проходить в ниж-
нюю часть цилиндра; при движении контактного
провода вниз клапан 6 закрывается, и проте-
кание воздуха из нижней части цилиндра в
верхнюю происходит с ограниченной скоростью
только через малый зазор между стенками ци-
линдра и элемента 3. Жесткость пружины 2 и
масса элемента 3 со штоком 4 приняты строго по
расчету в зависимости от положения демпфера
в пролете такими, чтобы получить равномерную
эластичность (жесткость) и массу цепной подвески
по длине пролета. Демпфирующее действие пе-
репускного канала с клапаном обеспечивает не-
обходимое поглощение колебаний контактного
провода.
Конструктивную высоту цепных подвесок
(см. рис. 3) принимают исходя нз выражения
h > F + smIn — /к,
где F — стрела провеса несущего троса при бес-
провесном положении контактных про-
водов (в полукомпенсированной под-
веске) или при номинальном натяже-
нии проводов (в компенсированной
подвеске);
smin — наименьшая допустимая длина не-
скользящей струны;
/к — стрела провеса контактного провода
в части пролета ZK, в которой про-
вод имеет провес.
Наименьшую длину струны smln определяют
из условия, чтобы угол наклона струны в плос-
кости цепной подвески, образующийся в ре-
зультате продольных перемещений контактно-
го провода относительно несущего троса при максимальных и ми-
нимальных температурах, не превышал 30° к вертикали.
В том случае, если по каким-либо причинам конструктивную высо-
ту цепной подвески необходимо выполнить меньше, то сокращают
длину пролета и тем самым уменьшают стрелу провеса несущего
троса или используют скользящие струны,
С целью унификации всех конструктивных размеров цепных под-
весок с учетом применения типовых железобетонных опор контактной
сети в типовых проектах конструктивную высоту цепных подвесок
постоянного тока (с медным или сталеалюмиииевым несущим тросом н
одним нли двумя контактными проводами) принимают равной 2±о,*2й м;
цепных подвесок переменного тока (со сталемедным или сталеалюми-
ниевым несущим тросом и одним контактным проводом) — 1,8±о,’з м.
12
В компенсированной цепной подвеске при изменениях температуры
воздуха происходит перемещение вдоль анкерного участка как кон-
тактного провода, так и несущего троса. Причем в случае изготовления
троса и провода из одного материала эти перемещения будут одинако-
выми, и, следовательно, при любых температурах струны подвески
будут располагаться в ее плоскости вертикально, а если трос н провод
нз разнородных материалов, то с незначительным наклоном. Это поз-
воляет выполнять компенсированную цепную подвеску с меньшей конст-
руктивной высотой.
Важным параметром цепной подвески является длина струнового
пролета (см. рис. 3). Исследованиями установлено, что при больших
струновых пролетах (более 12 м) из-за наличия местной стрелы про-
веса контактный провод в средней части струнового пролета изнаши-
вается быстрее, чем у струн. Следовательно, чтобы износ контактного
провода в пределах струновых пролетов был равномерным, необходи-
мо их длины принимать по возможности меньшими, особенно в сред-
ней части пролета цепной подвески.
В типовой компенсированной подвеске с одним контактным прово-
дом в зависимости от длины пролета расстояние между струнами при-
нимают от 6 до 8 м, в подвеске с двумя контактными проводами—- от
3,7 до 4,2 м (по несущему тросу при шахматном расположении струн).
Двойные контактные провода в полукомпенснрованной подвеске
обычно крепят на общих струнах с отдельными нижннми звеньями
длиной по 300 мм для каждого провода с расстоянием между струнами
не более 12 м.
При электрификации железных дорог широкое применение нахо-
дит компенсированная подвеска. По своим динамическим качествам
она значительно превосходит полукомпенсироваиную. Даже при не-
высоких скоростях движения неравномерность нажатий полозов токо-
приемников на контактные провода при полукомпенснрованной под-
веске оказывается значительно выше, чем при компенсированной. Это
приводит к неравномерному износу контактных проводов и повышению
их среднего удельного износа, а следовательно, и уменьшению
срока службы. Срок службы двойного контактного провода в компенси-
рованной подвеске в 1,3 раза больше, чем в полукомпенснрованной.
На электрифицированных железных дорогах Советского Союза
смонтированы главным образом одинарная полукомпенсироваиная и
компенсированная цепные подвески.
3. ВЫБОР ТИПА И СХЕМЫ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ
Тип контактной подвески для перегонов и станции выбирают
в зависимости от принятой скорости движения поездов, общей площади
сечения1 проводов контактной сети, климатических и других местных
условий, а также особенностей электроподвижного состава.
1 В дальнейшем в книге принято вместо площади сечения сокращенно —
сечение проводов.
13
Количество проводов в контактной подвеске и их сечение опреде
ляют расчетом на прочность и нагрев. Марку (материал) многопрово-
лочных проводов (ГОСТ 839—74, ГОСТ 4775—75) выбирают с учетом
характеристики атмосферы воздуха (ГОСТ15150—69), в которой они
будут эксплуатироваться, а марку (медный, низколегированный,
бронзовый) контактных проводов — с учетом их износостойкости,
допустимой температуры нагрева и допустимого напряжения при рас-
тяжении (ГОСТ 2584—75).-
Окончательный выбор типа контактной подвески для заданной
максимальной скорости движения поездов производят с учетом числа
и характеристик токоприемников (ГОСТ 12058—72) на электропод-
вижном составе на основании результатов вариантного технико-эко-
номического сравнения различных подвесок. При этом учитывают
также возможное в перспективе повышение скоростей поездов на рас-
сматриваемом участке.
На главных путях линий IV категории, а также станционных
путях, где скорость движения поездов не превышает 70 км/ч, должна
применяться полукомпенсированная цепная подвеска со смещенными
от опор на 2—3 м простыми струнами и сочлененными фиксаторами.
Размер смещения от опор простых струн зависит от конструкции
фиксаторов (простой или сочлененный) и материала (массы), из кото-
рого изготовлены дополнительные стержни, сочлененных фиксаторов
(сталь, алюминиевый сплав). Сочлененный фиксатор вообще рекомен-
дуется применять на путях, где скорости движения поездов превы-
шают 50 км/ч.
На главных и приемо-отправочных путях, по которым предусмат-
ривается безостановочный пропуск поездов со скоростью до 120 км/ч,
допускается использование полукомпенсированной рессорной цепной
подвески или компенсированной цепной подвески со смещенными от
опор на 4—5 м простыми струнами и сочлененными фиксаторами с лег-
кими дополнительными стержнями из алюминиевых сплавов.
На главных путях перегонов и станций при скорости движения
поездов более 120 км/ч (до 160 км/ч) применяют, как правило, компен-
сированную рессорную цепную подвеску с одним (рис. 14, а) или дву-
мя контактными проводами (рис. 14, б). На действующих электрифи-
цированных линиях с разрешения Министерства путей сообщения
(МПС) допускается эксплуатация полу компенсированных рессорных
цепных подвесок и двойной (рис. 14, в) с сочлененными фиксаторами.
Пригодность контактной подвески для эксплуатации ее при ско-
рости более 160 км/ч определяется отношением наименьшей эластич-
ности подвески эш1п к наибольшей зшах в пролете (см. с. 178). Это отно-
шение — коэффициент равномерности эластичности подвески =
= Smtn/Smax — должно быть не менее 0,75 в любых расчетных для
района расположения контактной подвески условиях. Применяемые
контактные подвески имеют наименьшую эластичность в опорном
узле, наибольшую -— в средней части пролета. Разрабатываются рав-
ноэластичные контактные подвески, у которых эластичность в опорном
узле равна эластичности в средней части пролета.
14
Рис. 14. Схемы типовых цепных контактных подвесок:
а — рессорной с одним контактным проводом, Zit = 50 м, fit =50 мм; б— рессорной с двумя
контактными проводами, /к—50 м, /к = 65 мм; в — двойной со смещенными простыми опор-
ными струнами Zk=Z, /к=0
На действующих электрифицированных линиях для скорости
200 км/ч может быть приспособлена одинарная рессорная контактная
подвеска с изменением ее схемы (удлинением рессорных проводов,
увеличением их натяжения, смещением от опор на большее расстояние
первых от опор простых струн), а также возможным увеличением на-
тяжения несущего троса и контактных проводов.
При скорости 200 км/ч провес контактных проводов fK значительно
влияет на качество токосъема. Его принимают в зависимости от зна-
чения коэффициента кэ и с условием достижений максимальной рав-
номерности реализуемых контактных нажатий токоприемниками при
их движении вдоль пролета (вдоль анкерного участка).
'Если коэффициент кэ более 0,9, то контактные провода в пролетах
располагают беспровесно (fK = 0). При значениях кэ = 0,85-4-0,90
контактные провода рекомендуется монтировать с провесами =
= 204-30 мм, а при /сэ = 0,754-0,85 — с провесами /к, равными 1/1000
длины части пролета (/к), в которой контактный провод имеет провес
(см, рис. 3). Действительные стрелы провеса контактных проводов
в пролетах не должны отличаться от установленных более чем на
± 10 мм.
Параметры системы «контактная подвеска — токоприемник» долж-
ны быть такими, чтобы размер отжатия контактных проводов токо-
приемниками у опор при ветре до 5 м/с не превышал 150 мм, а при мак-
15
симальной расчетной скорости ветра для рассматриваемого участка
контактной сети — не более 250 мм.
В открытых местах, где скорость ветра может оказаться в процессе
эксплуатации выше нормативной для данного района на 20% и более,
применяют ромбовидные подвески или с оттяжными проводами
(см. гл. IX). В местах, подверженных автоколебаниям, на проводах
контактной сети и высоковольтных линиях электропередачи (ВЛ)
устанавливают гасители автоколебаний.
Провода контактной подвески (их материал, сечение и количество),
выбранной но рассмотренным выше условиям эксплуатации', должны
быть проверены на нагрев тяговыми токами. Задачей теплового расчета
контактной подвески является определение наибольшей температуры
нагрева ее проводов, которая может быть в режиме наибольшей тем-
пературы окружающего воздуха ( 4- 35° С или 4- 40° С) для рассмат-
риваемого района. Если значения температуры, полученные в резуль-
тате расчета, не превышают наибольшие допустимые температуры
для образующих контактную подвеску проводов, то считают, что марки
проводов выбраны по условиям нагрева правильно.
Провода контактной подвески нагреваются неодинаково. Поэтому
обычно нагрев проверяют не всех проводов, а только того провода,
температура нагрева которого может в первую очередь превысить
максимально допустимую. Температура нагрева проводов зависит от
значения и длительности токовых нагрузок, а также от температуры и
скорости воздушного потока, в котором находятся провода.
4. КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ ДЛЯ СКОРОСТЕЙ 200—200 км/ч
Основными направлениями в разработке высокоскоростных кон-
тактных подвесок являются: установление оптимальных геометриче-
ских параметров контактных подвесок; создание равноэластичных и
одновременно равиомассовых контактных подвесок, т. е. имеющих
одинаковую эластичность и массу по длине пролета; увеличение
натяжения проводов, из которых состоит подвеска.
При подготовке электрифицированной на постоянном токе напря-
жением 3 кВ линии Москва — Ленинград к движению поездов со ско-
ростями 200 км/ч для увеличения общего сечения проводов контакт-
ных подвесок па отдельных ее участках были дополнительно подвеше-
ны усиливающие провода, а сталемедный несущий трос ПБСМ-95
был заменен на медный трос М-120. При смене несущего троса одно-
временно удлиняли провода рессорных струн до 18—20 м, а первые
простые струны устанавливали на расстоянии 14—15 м. Компенсирован-
ные подвески были смонтированы по схеме рис. 15, а, а полукомпеп-
сирэванные — по схеме рис. 15, б. У таких контактных подвесок коэф-
фициент равномерности эластичности достигает 0,8—0,85, т. е. они
практически равноэластичны. Некоторое дополнительное выравни-
вание эластичности подвесок в пролете получают при увеличении но-
минального натяжения компенсированного несущего троса М-120 до
19,5 кН и контактных проводов, исходя из напряжения в них 120___
16
Рис. 15, Схемы усовершенствованных одинарных рессорных контактных под-
лесок:
я — компенсирован л oi'i, fit=20~3O мм; б — полукомпенсировациой
130 ЛШа. Контактные провода компенсированных подвесок по схеме
рис. 15, а монтируют с небольшой стрелой провеса = 20—30 мм.
При полукомпенсированных подвесках качество токосъема зна-
чительно зависит от стрел провеса контактных проводов при температу-
рах воздуха, значительно отличающихся от температуры, при которой
контактные провода занимают беспровесное положение. Для улучше-
ния качества токосъема при полукомпенсированных контактных
подвесках их монтаж выполняют по схеме рис. 15, б. Изменение длины
части пролета /к (см. рис. 15, б) с 50 до 40 м за счет увеличения расстоя-
ния от опор до первых простых струн с 10 м до 15 м позволяет в полтора
раза (стрелы провеса контактных проводов относятся как квадраты
длин Д) уменьшить стрелы провеса контактных проводов полукомпен-
сированиых подвесок при температурах воздуха, отличающихся от
температуры беспровесного положения контактных проводов. Умень-
шение стрел провеса контактных проводов в полукомпенсированных
подвесках при высоких положительных температурах воздуха приво-
дит к меньшему изменению натяжения несущего троса от предельно
допустимого (20 кН для М-120).Это в свою очередь также обеспечивает
более равномерную эластичность по длине пролета пол у компенсиро-
ванной подвески в режимах высоких положительных температур
воздуха.
Для скоростей 250—300 км/ч в Советском Союзе разработана двой-
ная равиоэластичная контактная подвеска, у которой в средней части
пролета контактный провод подвешивают к вспомогательному проводу
с помощью зажимов (жестких соединений), а в опорных зонах — с по-
мощью петлевых струн. Жесткие соединения между контактным и
вспомогательным проводами обеспечивают одновременный их подъем
при всех возможных в эксплуатации нажатиях токоприемников, в ре-
зультате чего эластичность подвески в средней части пролета умень-
шается до эластичности в других точках пролета, и цепная подвеска
17
становится равноэластичной. Способствуют этому близкое расположе-
ние гибких струн вспомогательного провода к зажимам, которые сое-
диняют контактный н вспомогательный провода, а также меньшие
расстояния между этими зажимами по сравнению с расстояниями между
петлевыми струнами контактного провода. Чтобы избежать^ резкого
изменения эластичности контактного провода в местах установки
зажимов и между ними, длину струнового пролета в средней части
пролета принимают не более 4 м.
Наличие в цепной подвеске различных (жестких и гибких) связей
между ее проводами и их соответствующее расположение в пролете
создают демпфирующий эффект, что очень важно при эксплуатации
электроподвижного состава с несколькими токоприемниками. Оди-
наковая по длине пролета эластичность цепной подвески обеспечивает
равномерное нажатие токоприемника на контактный провод в различ-
ных точках пролета. Это приводит к меньшему и равномерному износу
контактного провода. Равномерную эластичность подвески при длине
пролета 70 м нетрудно получить уже при суммарном натяжении ее
проводов 35 кН (15 4-10 + 10 кН). Однако для получения надежного
токосъема при более высокой скорости движения поездов суммарное
натяжение проводов подвески целесообразно принимать равным
50 кН (20+15+15 кН). В этом случае используют бронзовые
контактные и вспомогательные провода.
' На новой линии Токайдо (Япония), открытой в 1964 г. для макси-
мальной скорости движения поездов 210 км/ч, одной из основных осо-
бенностей устройства контактной сети переменного тока является то,
что контактный провод цепных подвесок на всем протяжении линии
изменяет высоту расположения над уровнем головок рельсов только
в пределах 550 мм: от + 350 до — 200 мм от нормальной высоты
5000 мм. На этой линии применены четыре типа компенсированных
цепных подвесок с раздельной компенсацией несущего троса, вспомо-
гательного и контактного проводов; обычная двойная; рессорная двой-.
ная; тройная цепная подвеска и двойная демпфированная (рис. 16, а).
Испытания тройной и двойной цепных подвесок показали, что
у двойной демпфированной подвески при скоростях до 250 км/ч коэф-
фициент отрыва полоза токоприемника от контактного провода мини-
мален. В четырех ближайших к опорам струнах цепной подвески уста-
новлены демпфирующие элементы (см. рнс. 13), обеспечивающие рав-
номерную эластичность и массу подвески по длине пролета. Эти эле-
менты также гасят колебания контактного провода при проходе не-
скольких одновременно поднятых токоприемников.
Опыт эксплуатации двойной демпфированной подвески показал,
одиако, что при сильном поперечном ветре полностью нарушаются
ее исходные характеристики. Качество токосъема при этом значительно
ухудшается. Поэтому для линии Сан — Йо, являющейся продолже-
нием линии Токайдо, была рекомендована двойная рессорная цепная
подвеска (рис. 16, б) с увеличенным суммарным натяжением проводов
(55 кН).
В ФРГ на новых магистральных участках, которые должны
быть построены до 1985 г., движение электропсдвижного состава
18
рис. 16. Схемы двойных контактных подвесок, применяемых на скоростных ли-
ниях Японии:
а — двойная демпфированная; б — рессорная с увеличенным натяжением проводов; / — пру-
жинно-воздушный демпфер; 2 — рессорный провод
планируется осуществлять со скоростью 300 км/ч. Для этих участков
разработаны три типа контактных подвесок: тяжелая и легкая двойные
рессорные контактные подвески и одинарная рессорная контактная
подвеска. Длина пролета принята равной 60 м.
Тяжелая двойная рессорная контактная подвеска состоит из'брон-
зового несущего троса 95 мм2, бронзового вспомогательного провода
95 мм2 и двух бронзовых контактных: проводов, легированных
серебром, сечением каждый по 120 мм2. Натяжение проводов соответ-
ственно 27; 27 и 2 X 15 кН, т.'е. суммарное натяжение проводов под-
вески 84 кН.
Легкая рессорная двойная контактная подвеска состоит из бронзо-
вых: несущего троса 70 мм2, вспомогательного провода 70 мм2 и одного
контактного провода 120 мм2. Натяжение проводов соответственно
19
Одинарную рессорную контактную подвеску предполагается выпол-
нить из бронзовых: несущего троса 70 мм2 и контактного провода
120 мм2. Натяжение проводов соответственно 19 и 15 кН, т. е.
суммарное натяжение проводов подвески 34 кН.
Отличительной особенностью разработанных на железных доро-
гах ФРГ контактных подвесок является также то, что фиксаторы
в них выполняют функцию поддерживающих струн. Достигается это
соответствующим наклоном дополнительного стержня сочлененного
фиксатора, при котором масса контактного провода, приходящаяся на
фиксатор, удерживается в подвешенном состоянии за счет горизонталь-
ного усилия на фиксатор от зигзага контактного провода. Кроме того,
под фиксатором контактный провод расположен несколько выше, чем
у соседних струн.
Во Франции для высокоскоростной линии Париж—Лион, где ско-
рость движения поездов будет достигать 300 км/ч, предназначается
усовершенствованная одинарная рессорная контактная подвеска
(рис. 17). Чтобы обеспечить нормальный токосъем при скорости
300 км/ч специальными двухступенчатыми токоприемниками
(см. гл. X), параметры усовершенствованной контактной подвески
несколько изменены по сравнению со стандартной контактной подве-
ской переменного тока, применяемой на электрифицированных фран-
цузских железных дорогах. Натяжение бронзового несущего троса
65 мм2 увеличено с 10 до 14 кН. Медный контактный провод 107 мм2
заменен легированным кадмиевым бронзовым контактным проводом;
его натяжение также увеличено до 14 кН. Медный провод рессорных
струн сечением 29 мм2 заменен на бронзовый сечением 35 мм2; его длина
увеличена с 10 до 15 м (при длине пролета 63 м); натяжение увеличено
с 15 до 4 кН. Расстояние между струнами уменьшено с 9 до 6,75 м
(испытывалась также подвеска с расстоянием между струнами 4,5 м).
В Италии на скоростной магистрали Рим— Флоренция, электрифи-
цированной на постоянном токе напряжением 3 кВ и рассчитанной на
движение электропоездов с максимальной скоростью 250 км/ч, смон-
тирована контактная подвеска с бронзовым несущим тросом 160 мм2
(сечение в медном эквиваленте 140 мм2) и двумя медными контактны-
ми проводами сечением каждый 150 мм2. Натяжение несущего троса
27,5 кН, двух контактных проводов 2 X 15 кН, т. е. суммарное на-
тяжение проводов подвески 57,5 кН. Длина пролета 60 м.
II ПРОВОДА и ТРОСЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ
5. КОНТАКТНЫЕ ПРОВОДА
Контактные провода являются одним из основных элементов кон-
тактной сети. От правильного выбора их материалов, сечения и кон-
струкции зависят технико-экономические показатели, стоимость со-
оружения и эксплуатации контактной сети.
Материал для контактных проводов должен обладать высокой ме-
ханической прочностью, износостойкостью (твердостью), электропро-
водностью, нагревостонкостью (тепл о прочностью). Высокая механи-
ческая прочность проводов позволяет давать им большие натяжения.
Это повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает ка-
чество токосъема, особенно при высоких скоростях движения поездов,
обеспечивает устойчивую работу цепной подвески в течение всего пе-
риода ее эксплуатации. Высокая электропроводность проводов способ-
ствует снижению потерь электрической энергии в контактных подвес-
ках. Термоустойчивый материал сохраняет при высоких температурах
нагрева прочность и твердость.
В Советском Союзе выпускают бесстыковые медные, низколегиро-
ванные (с легирующими компонентами в меди 0,01—0,08%) и бронзо-
вые (с легирующими компонентами в меди более 0,08%) контактные
провода. Их изготовляют методом непрерывного литья и прокатки
катанки (методом НЛП). Этот метод позволяет получать контактный
провод бесстыковым, т. е. без мест соединения (пайкой, сваркой)
на всей строительной длине провода.
Для электрифицированных железных дорог используют контакт-
ные провода фасонного (рис. 18) и фасонного овального профиля
(рнс. 19) с двумя продольными желобками для захвата головки провода
зажимами. Достоинством овальных проводов является их повышен-
ный на 10% допустимый длительный ток (ввиду большего периметра
профиля и поэтому лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое
сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проек-
тировании новых линий увеличивать длину пролета, а на эксплуати-
руемых линиях, где пролет уже выбран, — иметь повышенную вет-
роустойчивость контактной сети.
Контактные провода по ГОСТ 2584—75 изготовляют следующих
марок; МФ — медный фасонный, МФО — медный фасонный оваль-
ный, НЛФ — низколегированный фасонный, НЛФО — низколеги-
рованный фасонный овальный, БрФ — бронзовый фасонный, БрФО —
бронзовый фасонный овальный. К марке провода добавляют его номи-
нальную площадь сечения. Тогда обозначение провода, например,
низколегированного фасонного сечением 100 мм2 будет НЛФ-100.
Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке)
должны иметь одну отличительную канавку (рис. 20, а), а низколеги-
рованные — две канавкн, расположенные симметрично относительно
21
Рис. 18. Профиль фасонного
контактного провода марок
МФ, НЛФ и БрФ
Рис. 19. Профиль фасонного
овального контактного провода
марок МФО, НЛФО и БрФО
вертикальной оси (рис. 20, 6). В обозначениях низколегированных и
бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв
НЛ и Бр указывают легирующий компонент н расчетный процент его
содержания, например: НЛОлО, 04Ф0-100—низколегированный с при-
садкой олова (0,04%) фасонный овальный сечением 100 мм2;
БрЦр0,5Ф-100 — бронзовый с присадкой циркония (0,5%) фасонный
сечением 100 мм2.
В низколегированных контактных проводах, кроме олова (0,03—
0,06% Sn), в качестве легирующих компонентов применяют также маг-
ний (0,04—0,06% Mg), цирконий (0,04—0,06 % Zr), кремний (0,03—
0,06% Si) и титан (0,01—0,04% Т1); в бронзовых контактных прово-
дах— магний (0,15—0,30%), кадмий (0,8—1,1% Cd), цирконий(0,4—
0,6%), а также магний (0,1—0,2%) вместе с цирконием (0,1—0,2%).
Бронзовые контактные провода по сравнению с медными и низколеги-
рованными имеют более высокую износостойкость, прочность и термо-
стойкость, но меньшую проводимость и более । высокую стоимость.
Меньшая проводимость вызывает увеличение расхода электроэнергии
на тягу поездов. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди ста-
раются использовать недорогие и недефицитные металлы, которые бы,
повышая износостойкость н прочность контактных проводов, незна-
" ияние легирующих добавок
(примесей) на электриче-
скую^ проводимость про-
водов (проводимость чис-
той меди 100 %) показа-
но на рис. 21.
На железных дорогах
Советского Союза применя-
ют контактные провода се-
чением 85, 100 и 150 мм2,
провода сечением 85 мм2 —
на станционных путях.
чительно уменьшали их проводимость.
Рис. 20. Расположение отличительной канавки
на бронзовых контактных проводах (а) и от-
личительных канавок на низколегированных
контактных проводах (б)
22
Номинальные сечения,
размеры, допустимые от-
клонения и расчетная мас-
са контактных проводов
должны соответствовать
указанным на рис. 18 н
19 н в табл. 1. Отклонение
фактического сечения про-
вода от номинального
должно быть в пределах
от + 2 до —- 1 %.
Марки контактных про-
водов ПО ИХ .химическому рис_ 2р кривые, характеризующие влияние
составу для конкретных примесей на проводимость меди
условий эксплуатации .вы-
бирают sb зависимости от
допустимой наибольшей температуры нагрева проводов и допусти-
мого механического напряжения.
Для медных контактных проводов марок МФ и МФО допускаемая
температура нагрева проводов принята равной 95 °C, а допустимое
механическое напряжение 117,7 МПа;
для низколегированных проводов марок НЛФ и НЛФО эти показа-
тели соответственно равны: 110° С и 127,4 МПа;
для бронзовых контактных проводов марок БрФ и БрФО: 130° С,
137,2 МПа.
Механические характеристики медных и низколегированных кон-
тактных проводов должны соответствовать значениям, указанным
в табл. 2, а бронзовых — в табл. 3.
Таблица 1
Номинальное сечение про- вода, мм2 Размеры проводов, мм Расчетная масса 1 км провода, кг
фасонных фасонных овальных
А н А 1 н
85 11,76±0,22 10,80±0,10 — 755
100 12,81 ±0,25 11,80±0,11 14,92± 0,30 10,50±0,10 890
150 15,50±0,32 14,50±0,13 18,86±0,35 12,50±0,12 1335
Таблица 2
Номинальное сечение про- вода, мм® Временное сопротивление растяжению проводов, МПа, не менее Относительное удлинение проводов, %, не менее Радиус губок при испытании на пе- региб, ММ
медных низколегиро- ванных медных низколегиро- ван пых
85 367,5 377,3 3,5 3,0 16
100 362,6 377,3 4,0 3,5 16
150 352,8 362,6 4,0 3,5 20
Примечания. 1. Число перегибов в плоскости симметрии до полного разрушения не
менее 3.
2. Число скручиваний фасонного провода вокруг оси до разрушения 4.
23
'Г а б л и ц a 3
Номинальное сечение прово- да, мм3 Временное сопротивление при растяжении про- водов, М(1а, легированных Относительное удлинение проводов, % Радиус губок при испытании на перегиб, мм
кадмием магнием цирконием магнием и цирконием
85 431,2 421,4 441 431,2 3,0 16
100 421,4 411,6 431,2 421,4 3,5 16
150 401,8 392 411 ,6 401,8 4 20
Примечания. 1. Число перегибов в плоскости симметрии до полного разрушения
не менее 3.
2. Число скручиваний провода вокруг оси до разрушения 5.
Электрические сопротивления проводов постоянному току при тем-
пературе + 20° С должны быть не более значений, указанных в табл. 4.
Таблица 4
Материал и марка провода Удельное электрическое сопротивле- ние, 10“ 6Х X Ом • м Электрическое сопротивленце провода, Ом/км, при номинальном сечении, мм2
85 100 150
Медный МФ 0,0176 0,207 0,176 0,117
Низколегированный НЛФ 0,0185 0,218 0,185 0,123
Из циркониевой бронзы БрЦрФ 0,0200 0,235 0,200 0,133
Из кадмиевой бронзы БрКдФ 0,0205 0,242 0,205 0,137
Из магниевоциркониевой бронзы БрМгЦрФ 0,0215 0,253 0,215 0,143
Из магниевой бронзы БрМгФ 0,0220 0,259 0,220 0,147
Коэффициент температурного линейного удлинения медных, низ-
колегированных и бронзовых контактных проводов а равен
17 • 10~6 1/°С, а модуль упругости Е = 130 ГПа.
Важной характеристикой контактных проводов является их твер-
дость. Чем тверже материал контактного провода, тем более он устой-
чив в отношении механического износа при проходе по нему токосъем-
ных пластин (вставок) токоприемников. Твердость контактных про-
водов измеряют по методу Бринелля в соответствии с ГОСТ 13406—67.
Число твердости по Бринеллю НВ определяется отношением
нагрузки Р, действующей на шарик (диаметром 2,5 мм), к шаровой
поверхности полученного отпечатка F, т. е. НВ = P/F.
Более твердые провода имеют при испытаниях большие числа
твердости. У новых медных контактных проводов твердость равна
95—120 НВ, у низколегированных — 105—135 НВ, у бронзовых —
110—140 НВ.
24
Пластичность материала, из которого изготовлены контактные про-
вода, характеризуется относительным удлинением 6 (%) отрезков
контактного провода длиной 250 мм, доведенных при растяжении до
разрыва
5 = wo
й)
где /раз — суммарная длина двух соединенных частей разорванного
образца;
k — первоначальная длина образца.
Чем больше значение 6, тем пластичнее материал, т. е. он меньше
подвержен хрупким разрушениям. Как видно из табл.2 и 3, относитель-
ное удлинение у медных контактных проводов сечением 85 мм2 должно
быть не менее 3,5%, а сечением 100 и 150 мм2 — не менее 4%; у низко-
легированных и бронзовых контактных проводов соответственно 3;
3,5 и 4%.
Провода в процессе изготовления подвергаются деформации уплот-
нения (наклепу), вследствие чего материал проводов упрочняется,
и временное сопротивление (предел прочности) при растяжении
у медных контактных проводов увеличивается с 220—240 до 370—
385 МПа. В эксплуатации под влиянием нагрева тяговыми токами и
растягивающих нагрузок происходит обратное явление — разупроч-
нение проводов (уменьшаются временное сопротивление при растяже-
нии и твердость). Скорость разупрочнения проводов зависит от тем-
пературы нагрева и ее длительности, а также от механического напря-
жения растяжения. Разупрочнение проводов сопровождается повыше-
нием их пластичности. Испытания образцов проводов, длительно на-
ходившихся в эксплуатации, показали, что временное сопротивление
при растяжении ов медных контактных проводов может снизиться
с 350—370 до 300 МПа, т. е. на 20%; на 20—25% снижается также
твердость. Разупрочнение начинается уже при длительном нагреве
проводов до 100° С и усиливается при наличии растягивающих напря-
жений.
Медные контактные провода, изготовляемые из меди МО методом
непрерывного литья и прокатки катанки, имеют более высокие меха-
нические характеристики, чем выпускаемые ранее медные контактные
провода из меди Ml, имеющей большее количество примесей, чем медь
МО. Более высокие механические свойства у медных проводов, выпус-
каемых в настоящее время (ов ~ 370 вместо 360 МПа), достигается по-
вышенной деформацией, получаемой проводом в процессе прокаткн
катанки. Вследствие этого такие провода при нагреве разупрочняются
несколько интенсивнее, чем медные контактные провода из меди Ml.
Поэтому допустимая температура нагрева контактных проводов из
меди Ml в течение всего срока их службы не должна превышать 100° С,
а контактных проводов из меди МО — 95° С.
Провода сечением 85 мм2, получающие при изготовлении большее
обжатие, чем провода сечением 100 мм2, разупрочняются быстрее.
При нагреве медных контактных проводов из меди МО до температу-
ры 120° С у них начинается повышенное разупрочнение, появляется
25
явление ползучести (неупругого растяжения). В этом отношении низ-
колегированные контактные провода имеют преимущества по сравне-
нию с медными проводами как из меди МО, изготовленными методом
НЛП, так и из медн Ml, изготовлявшимися ранее на петлевом стане.
Введение легирующих добавок в небольших (не более нужного коли-
чества примесей для медн Ml) количествах в медь при изготовлении
низколегированных контактных проводов создает направленное упроч-
нение материала провода. Поэтому низколегированные контактные
провода допускают более высокую температуру нагрева 110° С в тече-
ние всего срока нх службы и более высокое напряжение растяжения
130 МПа.
^Наиболее стабильные свойства низколегированных проводов полу-
чаются при их легировании оловом.
Границей максимального нагрева проводов может служить тем-
пература, при которой начинает проявляться у них ползучесть. Эта
температура составляет + 140° С для медных, + 150° С для низколе-
гированных и + 180° С для бронзовых контактных проводов.
В эксплуатации обычно наблюдаются отдельные однократные на-
гревы контактных проводов различной продолжительности до темпе-
ратур 70—100° С. В основном же нагревы контактных проводов не пре-
вышают 50—70° С, а при таких температурах изменение свойств про-
водов происходит очень медленно.
Температура нагрева контактных проводов (0,°С) зависит от зна-
чения и длительности тяговых токов, температуры окружающего воз-
духа tmaX, а также от скорости воздушного потока, который обдувает
провода. Чем'лвыше скорость воздушного потока, тем больше провод
охлаждается. Следовательно, при нагреве контактных проводов наибо-
Рис. 22. Тепловые характеристики
контактных проводов МФ-85 (/),
МФ-100 (2), МФО-ЮО (3), МФ-150
(4) при минимальной скорости вет-
ра 1 м/с
лее тяжелые условия будут при мак-
симальной температуре окружающего
воздуха /тах и минимальной скорости
ветра yrain.
При тепловых расчетах проводов
минимальную скорость воздушного
потока % tn обычно принимают равной
1 м/с, а максимальную температуру
окружающего воздуха /тах принима-
ют равной 4~40°С.
Допустимые токовые нагрузки на
контактные провода определяют по
тепловым характеристикам проводов
с учетом расчетной максимальной
температуры воздуха /тах и мини-
мальной скорости ветра г?га1п в рай-
оне электрифицированной линии.<
Тепловая характеристика провода
представляет собой зависимость пре-
вышения установившейся температу-
ры провода над температурой окру-
жающей среды от значения длительно
26
протекающего по нему тока
(рис. 22). Сравнение тепловых
характеристик проводов
МФ-85, МФ-100, МФО-100 и
МФ-150 показывает,! что на
допустимую токовую нагруз-
ку провода влияет не только
площадь сечения провода, но
и его профиль, а при двух
контактных проводах — еще
и расстояние между их осями.
Как видно из рнс. 22, при
допустимом превышении тем-
пературы провода над темпе-
ратурой окружающей среды
60 °C токовая нагрузка для
Рис, 23. Зависимость нагревостойкости 0 от
тока для контактных проводов МФ-100 и
МФО-ЮО (/), БрКдФО-ЮО (2), МФ-150 (3),
2МФ-100 (4)
провода МФ-85 составит 540 А, для проводов МФ-100 и МФО-ЮО —
соответственно 600 и 660 А, для провода МФ-150—750 А.
При двух контактных проводах имеет место тепловое экраниро-
вание, которое начинает существенно сказываться при расстоянии
между осями проводов меньше 60 мм. Следовательно, при расчетах
допустимой плотности тока для двойного контактного провода
2МФ-100 необходимо учитывать расстояния между осями проводов.
Это относится, например, к ромбовидным контактным подвескам, в
которых провода в средней части пролета располагают на расстоя-
нии 50 —100 мм один от другого.
По мере изнашивания контактного провода удельная плотность
тока возрастает по линейному закону, а допустимая токовая нагрузка
на оставшееся сечение провода уменьшается. При превышении тем-
пературы провода над температурой окружающей среды 60°С и ско-
рости ветра 1 м/с допустимую токовую нагрузку на провод МФ-100
с износом 40% принимают 420 А вместо 600 А для неизношен-
ного.
Термостойкость контактного провода при воздействии на него
электрической дуги измеряется кулонами (Кл) и зависит от значения
тока и марки провода. Если значения 0 больше, чем найденные по
кривым рис. 23, то возможен пережог провода.
Как видно из рис. 23, в области значений тока до 4000 А для пере-
жога медных контактных проводов МФ-100 и МФО-ЮО необходимо
300—600 Кл, а бронзового провода БрКдФО-ЮО—ие менее 700—
1100 Кл, т. е. почти в 2 раза больше. В этом отношении бронзовые
контактные провода имеют преимущество перед медными.
Целесообразность применения бронзовых контактных проводов
устанавливают на основании технико-экономических расчетов, в кото-
рых учитывают как единовременные затраты, так и текущие эксплуа-
тационные расходы, включая амортизационные отчисления.
Срок службы медных контактных проводов должен, быть не менее
6 лет, низколегированных — 8 лет, бронзовых — 15 лет.
27
6. НЕСУЩИЕ ТРОСЫ
| Несущие тросы цепных контактных подвесок должны обладать
большой механической прочностью, невысоким коэффициентом темпе-
ратурного линейного удлинения, чтобы не вызывать больших изме-
нений стрел провеса контактных проводов, и быть атмосферостон-
кими.
В качестве несущих тросов применяют неизолированные моно-
металлические, биметаллические и комбинированные многопроволоч-
ные провода.
Монометаллические провода (рис. 24, а) свивают из проволок, из-
готовленных из одного металла (медные, бронзовые, стальные).
Биметаллические провода (рис. 24, 6} свивают из биметаллических
проволок, имеющих сердцевину из одного, а оболочку — из другого
металла (сталемедные, сталеалюминиевые).
Комбинированные провода свивают из проволок, изготовленных
из разных металлов (рис. 24, в), либо из биметаллических проволок и
проволок, изготовленных из одного металла (рис. 24, а), например,
сталеалюминиевые.
Многопроволочные провода изготавливают из круглых проволок,
причем в центре помещают одну проволоку. На эту центральную про-
волоку навивают один или несколько повивов (слоев) проволок в за-
висимости от требуемого сечения провода. При одной проволоке в цент-
ре и равном диаметре всех проволок первый повив имеет шесть про-
волок, а каждый последующий на шесть проволок больше (см. рис. 24).
Таким образом, при одном повиве провод состоит из семи, а при двух
повивах — из 19 (1 + 6 + 12) проволок. Все проволоки одного
повива должны иметь одинаковый диаметр; диаметры проволок от-
дельных повивов могут быть различными.
Условные обозначения многопроволочных проводов, используемых
в качестве несущих тросов, состоят нз буквенной и цифровой частей.
Буквы указывают материал и конструкцию провода: М — медный;
Бр — бронзовый; С — стальной; ПБСМ — биметаллический стале-
медный; ПБСА — биметаллический сталеалюминневый; АС — комби-
нированный сталеалюминиевый; АПБСА — комбинированный из алю-
миниевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры
указывают на номинальное сечение провода в квадратных миллиметрах.
Рис. 24, Конструкции миогопроволочиых проводов:
а — медные М, бронзовые Бр, стальные С; б — биметаллические сталемедные ПБСМ и стаде'
алюминиевые ПБСА; в — комбинированные АС; е — комбинированные АПБСА
28
Рис. 25. Тепловые характеристики
провода М.120 при отсутствии ветра
(/) и при минимальных скоростях
ветра 1 м/с (2) и 2 м/с (5)
Например, М120 означает: провод
медный сечением 120 мм2.
Материал несущего троса опре-
деляется конструкцией цепной под-
вески, необходимой площадью се-
чения всех ее проводов (обычно
в медном эквиваленте), месторас-
положением электрифицированной
линии и другими условиями.
На электрифицированных ли-
ниях Советского Союза применяют
в основном медные М, биметалли-
ческие сталемедные ПБСМ и сталь-
ные С несущие тросы. В небольшом
количестве эксплуатируются также
бронзовые Бр и биметаллические
сталеалюминиевые ПБСА тросы.
Медные провода в качестве несу-
щих тросов применяют на электри-
фицированных участках постоян-
ного тока, т. е. там, где требует-
ся большая электрическая прово-
димость несущего троса.
Медные многопроволочные провода марки М выпускают по ГОСТ
839—74 из медной твердотянутой проволоки марки МТ.
Временное сопротивление этой проволоки при растяжении должно
быть не менее 390 МПа, а относительное удлинение — не менее 1 %.
Срок службы медных проводов должен быть не менее 40 лет.
Основные данные проводов марок М95 и Ml20, применяемых в ка-
честве несущих тросов, приведены в табл. 5. Тепловые характеристики
провода М120 показаны на рис. 25, из которого видно, что допустимая
токовая нагрузка на провод М120 существенно зависит от скорости
ветра. Для летнего режима при температуре воздуха ~Г 40° С и допус-
тимом превышении температуры провода над температурой окружаю-
щей среды 60° С токовая нагрузка на провод М120 составит: при
отсутствии ветра (у = 0 м/с) — 500 А, при скорости ветра 1 м/с —
650 А, при скорости ветра 2 м/с — 730 А.
Таблица 5
Номиналь- ное сече- те прово- да, мм г Число и диа- метр проволок, мм Расчетные данные проводов марки М Строитель- ная ДЛИН Я , км, не ме- нее
Сечение, мм2, п диаметр, мм, Электрическое сопротивление постоянному току при 20°С, Ом/км, не более Разрушающая нагрузка, кН Масса, kf'/km
95 19X2,51 94,0; 12,6 0,191 39,85 850 1,2
120 19X2,80 117,0; 14,0 0,154 44,46 1058 1,0
29
Т а б л цц а 6
Номиналь- ное сече- ние прово- да, мм2 Число и номиналь- ный диа- метр про- волок, мм Расчетные данные проводов Электрическое сопро- тивление постоянному току при 20°С, Ом/км, не более, проводов Разрушаю- щая наг* рузка при растяже- нии, кН, не менее
Диаметрт мм Сечение, мм1 Масса, к г/км
ПБСМ1 ПБСМ2
25 7X2,2 6,6 25,8 220 1,752 2,388 17,08
35 7X2,5 7,5 33,4 285 1 ,382 1,842 22,12
50 7X3,0 9,0 48,3 412 0,955 1 ,273 31 ,98
70 19x2,2 11,0 69,9 598 0,660 0,880 48,07
95 19x2,5 12,5 90,6 774 0,509 0,679 60,32
120 19X2,8 14,0 114,0 973 0,405 0,539 75,49
Примечание. Строительная длина провода не менее 1,6 км.
В тех случаях, когда большая проводимость несущего троса не
требуется, например на участках переменного тока, станционных пу-
тях, используют биметаллические несущие тросы.
В Советском Союзе по ГОСТ 4775—75 изготавливают биметалли-
ческие сталемедные провода двух марок: ПБСМ1 — провод биметалли-
ческий сталемедный первого класса проводимости и ПБСМ2 — то же
второго класса проводимости. Для изготовления проводов марок
ПБСМ1 и ПБСМ2 применяют биметаллическую проволоку соответст-
венно БСМ1 и БСМ2. В проволоках БСМ1 толщина медной оболочки
составляет 10% радиуса проволоки, в проволоках БСМ2 — только
7%. Поэтому провода ПБСМ1, свитые
Рис. 26. Тепловые характерис-
тики проводов ПБСМ1-70 (/)
и ПБСМ.1-95 (2) при минималь-
ной скорости ветра 1 м/с и на-
греве их переменным (сплош-
ные линии) и постоянным то-
ком (штриховые линии)
из проволок БСМ1, имеют меньшее элек-
трическое сопротивление, чем провода
ПБСМ2, свитые из проволок БСМ2. Вре-
менное сопротивление биметаллических
сталемедных проволок при растяжении
должно быть ще менее 750 МПа. Основ-
ные данные биметаллических сталемед-
ных проводов ПБСМ приведены в табл. 6.
В качестве несущих тросов цепных
подвесок применяют провода ПБСМ-70
н ПБСМ-95, скрученные из 19 сталемед-
ных проволок (см. рнс. 24, б). Провода
ПБСМ используют также в качестве по-
перечных несущих и фиксирующих тро-
сов гибких поперечин и троса группового
заземления опор контактной сети.
Тепловые характеристики проводов
ПБСМ1-70 и ПБСМ1-95 при нагреве их
постоянным и переменным током при ми-
нимальной скорости ветра 1 м/с показаны
на рис. 26. Для сталемедных проводов
наибольшая допустимая температура на-
грева принята равной + 120° С.
30
Таблица 7
Номиналь- ное сече- ние прово- да, мм2 Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные стальных канатов Масса сма- занного ка- ната, кг/км
Сечение, мм2 Диаметр, мм Разрушающая нагрузка каната, кН, при прочности проволок па растяжение, МПа
1200 1400 1600
50 7X3,0 50,4 9,2 55,65 64,95 74,25 438
50 19x1 ,8 48,6 9,1 -— 61,20 70,00 418
60 19x2,0 60,0 10,1 -— 75,60 86,40 515
70 19x2,2 72,6 11,1 78,30 91,35 104,00 623
85 19x2,4 86,3 12,1 93,15 108,00 124,00 741
100 19X2,6 101,7 13,2 109,5 127,50 146,00 873
Одним нз способов снижения расхода меди при электрификации
железных дорог может быть замена сталемедных и медных несущих
тросов сталеалюминневыми. Такие провода могут быть биметалличе-
скими ПБСА или комбинированными АПБСА.
Основные данные стальных канатов из семи проволок и из 19 про-
волок приведены в табл. 7.
Стальные канаты используют для несущих тросов контактных под-
весок, фиксирующих тросов, оттяжек опор контактной сети.
Стальные канаты имеют высокую механическую прочность, одна-
ко ввиду того, что онн сильно подвержены атмосферной коррозии, срок
их службы не превышает 10 лет. Даже применение оцинкованной
проволоки для изготовления стальных канатов не обеспечивает дос-
таточно надежной их защиты от коррозии, особенно в местностях,
расположенных вблизи моря, промышленных предприятий. Поэтому
использование стальных канатов ограничено. Для защиты от коррозии
после монтажа и в эксплуатации их периодически'покрывают атмосфе-
ростойкими антикоррозионными смазками повышенной термостойкости
марок ЗЭС и ХБГ-3.
7. УСИЛИВАЮЩИЕ. ПИТАЮЩИЕ,
ОТСАСЫВАЮЩИЕ И ДРУГИЕ ПРОВОДА
В качестве усиливающих, питающих и отсасывающих линий при-
меняют алюминиевые провода сечением 150 или 185 мм2 по ГОСТ 839—
74 из твердотянутых алюминиевых проволок марок АТ или АТп. Алю-
миниевые провода уступают медным в электропроводности и механи-
ческой прочности. Проводимость алюминия в 1,65 раза меньше, чем
проводимость меди, но алюминий легче медн примерно в 3 раза. Поэ-
тому алюминиевые провода, эквивалентные по проводимости медным,
примерно в 2 раза легче медных. Для алюминиевых проводов макси-
мальная допустимая температура нагрева принята + 90° С.
Основные данные неизолированных алюминиевых проводов марок
А и А КП для контактной сети н высоковольтных линий электропере-
дачи приведены в табл. 8. Временное сопротивление алюминиевой
31
Таблица 8
Таблица 9
Номиналь- ное сече- ние прово- да, мма Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные проводов марок А и АКП Строитель- ная длина провода, км, не ме- нее
Сечение, мм2 Диаметр, мм Электри- ческое соп- ротивление постоянно- му току при 20°С, Ом/км, не более Разрушаю- щая наг- рузка1 проиода при растя- жении , кН, нс менее Масса, кг /км
50 7X3,00 49,5 9,0 0,576 7,75/8,46 135 3,50
70 7x3,55 69,2 10,7 0,412 10,85/ И ,50 189 2,50
95 7X4,10 92,4 12,3 0,308 14,05/ 14,90 252 2,00
120 19x2,80 117,0 14,0 0,246 18,34/ 20,01 321 1,50
150 19x3,15 148,0 15,8 0,194 23,20/ 24,60 406 1,25
185 19x3,50 183,0 17,5 0,157 28,68/ 30,42 502 1,00
В числителе данные для алюминиевой проволоки марки АТ; в знаменателе —АТп.
Номинальное сече- ние, мм*, (алюми- ний/сталь) Число и диаметр проволок, мм Расчетные данные проводов марок АС Строительная длина, не менее
Сечение, мм2 Диаметр, мм Электри- ческое соп- ротивление постоянно- му току при 20°C, Ом/км, не более Разрушаю- щая наг- рузка про- вода при растяже- нии, кН, не менее Масса провода (без смазки), кг/км
алюминие- вых стальных К S 5С И S 2 г? а S в
35/6,2 6X2,80 1X2,80 36,9 6,15 8,4 0 773 12,74 149 3,0
50/8,0 6X3,20 1 ХЗ,20 48,2 8,04 9,6 0,592 16,32 194 3 0
70/11 6X3,80 1X3,80 68,0 и,з 11,4 0,420 22,98 274 2,0
70/72 18X2,22 19x2,20 68,4 72,2 15,4 0,420 93,25 755 2,0*
95/16 6X4,50 1X4,50 95,4 15,9 13,5 0,299 31,85 384 1 ,5
95/15 26X2,12 7X1,65 91,7 15,0 13,5 0,314 32,02 370 1.5
95/141 24x2,20 37X2,20 91,2 141,0 19,8 0,316 174,90 1357 1 5*
120/27 30x2,22 7x2,20 116 26,6 15,5 0,249 48,85 528 2,0
150/34 30X2,50 7X2,50 147 34,3 17,5 0,196 60,86 675 2,0
185/43 30X2,80 7x2,80 185 43,1 19,6 0,156 76,52 846 2,0
185/128 54х2,Ю 7X2,10 187 128,0 23,1 0,155 176,49 1525 2,0*
• Сталеалюминневые провода повышенной механической прочности могут изготавливаться
длиной 4 км.
проволоки (диаметром более 2,5 мм2) при растяжении должно быть не
менее 150 МПа.
Алюминиевые провода марки А преимущественно применяют в ме-
стах, где в атмосфере воздух типов I и II, но при условии содержания
в атмосфере сернистого газа не более 150 мг/(м2 - сутки) на суше всех
макроклиматических районов, кроме районов ТВ и ТС.
Алюминиевые провода марки А КП представляют собой провода мар-
ки А, у которых межпроволочное пространство всего провода, за ис-
ключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой
повышенной термостойкости. Такие провода рекомендуется исполь-
зовать на побережьях морей, соленых озер, в промышленных районах и
в районах засоленных песков, а также в прилежащих к ним районах
с атмосферой воздуха типов II и III в случаях, когда содержание в ат-
мосфере сернистого газа превышает 150 мг/(м2 • сутки) и хлористых
солей превышает 2,0 мг (м2 • сутки) па суше и море всех макроклима-
тических районов.
Срок службы проводов марки А составляет не менее 40 лет, а про-
водов марки АКП — не менее 20 лет. Фактический срок службы прово-
дов не ограничивается сроком службы, указанным в стандарте, a on-1
ределяется техническим состоянием провода. I
В качестве проводов воздушных линий электропередачи, групповыхi
заземлений опор и с другим назначением в контактной сети применяют;
сталеалюминиевые провода и стальные многопроволочные и однопро-'
волочные неизолированные провода. j
Для всех сталеалюмиииевых проводов введено единое буквенное'
обозначение АС и цифрами указываются номинальное сечение алюми-1
32
ниевой (в числителе) и стальной (в знаменателе) частей провода
(табл. 9). Так, провода марки АС 185/43 имеют номинальное сечение
алюминия 185 мм2, стали 43 мм2.
Для сталеалюмиииевых проводов максимальная допустимая тем-
пература нагрева принята + 90°С.
s Кроме проводов АС, выпускают также сталеалюминиевые провода
АСКП, АСКС и АСК, предназначенные для использования в районах
с различной степенью загрязнения атмосферы. У проводов АСКП
между проволочное пространство всего провода за исключением на-
ружной поверхности заполнено нейтральной термостойкой смазкой.
У проводов АСКС смазкой заполнена также наружная поверхность.
Таблица 10
Марка провода Число и номи- нальный диа- метр прово- лок', мм Расчетные данные проводов
Сечение, мм2 Диаметр, мм Разрушающая нагрузка при растяжении, кН, не менее Масса, кг/км
ПС-25; ПМС-25 5x2,5 24,6 6,8 16,50 194
ПС-35; ПМС-35 7X2 5 34,4 7,5 24,00 272
ПС-50; ПМС-50 12X2,3 49,9 9,2 32,00 396
ПС-70; ПМС-70 19X2,3 73,9 11,5 51,00 632
ПС-95; ПМС-95 37X1 ,8 94,0 12,6 64,00 755
ПСО-4 1 Х4,0 12,6 4 11,70 99
ПСО-5 1X5,0 19,6 5 17,00 154
2 Зак- 2195
Провода АСК имеют стальной сердечник, изолированный двумя лента-
ми из полиэтилеитерефталатной пленки и заполненный смазкой.
Срок службы проводов АС должен быть не менее 40 лет, проводов
АС КП — не менее 20 лет, а проводов АС КС и АСК в соответствующей
атмосфере воздуха, для использования в которой онн предназначе-
ны, — не менее 10 лет.
Стальные многопроволочные провода изготавливают из обыкно-
венной или медистой телеграфной катанки. Соответственно провода
обозначают буквами ПС и ПМС и цифрами, указывающими сечение
провода. Основные данные многопроволочных стальных проводов ПС
и ПМС приведены в табл. 10.
Однопроволочные стальные провода обозначают буквами ПСО
(провод стальной, однопроволочный) и цифрой,-указывающей диаметр
провода. Основные данные проводов ПСО приведены также в табл. 10.
8. ПРОВОДА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ И СТРУН
Различные электрические соединения и шлейфы, предназначен-
ные для подключения секционных разъединителей, разрядников и дру-
гих аппаратов к проводам контактной сети, стыковые электрические
соединители рельсовой цепи выполняют из медных гибких неизолиро-
ванных многопроволочных проводов марки МГ, выпускаемых по ГОСТ
20685—75. Йз проводов МГ целесообразно изготавливать сплошные
струны цепных контактных подвесок.
Провода марки МГ свивают нз нескольких стренг (прядей), свитых
в свою очередь из нескольких тонких медных проволок диаметром
0,52—0,97 мм. Этим обеспечивается большая гибкость проводов марки
МГ по сравнению с проводами марки М.
Основные данные медных гибких неизолированных проводов МГ,
применяемых в контактной сети, приведены в табл. 11.
Таблица. 11
Номиналь- ное сече- ние прово- да, мм1 Число н номи- нальный диа- метр прово- лок, мм Расчетные данные проводов марки МГ Строительная длина провода, км, не менее
Сечение, мм* Диаметр, мм Электрическое сопротивление постоянному току при 20°С, Ом/км, не более Масса, кг/км
10 49X0,52 10,40 4,68 1,76 95 2,0
10* 140x0,30 9,89 4,77 1,89 91 2,0
16 49x0,64 15,75 5,76 1,15 144 2,0
16* 224x0,30 15,83 6,03 . 1,18 145 2,0
25 98X0,58 25,88 7,67 0,707 237 2,0
35 133X0,58 35,12 8,70 0,521 322 1,0
50' 133X0,68 48,28 10,20 0,375 442 1,0
70 189x0,68 68,60 12,55 0,264 629 1,0
95 259X0,68 94,01 14,28 0,193 861 0,5
120 259x0,77 120,55 16,77 0,150 1104 0,5
♦ Провода повышенной гибкости.
34
Таблица 12
Диаметр про" волоки, мм Наименьшая толщина медной оболочки проволоки, мм Временное (Сопротивление разрыву, МПа Масса, кг/км
БСМ1 БСМ2 БСМ1 Б СМ2 -
2,2 0,11 0,08 750 31,5 31,0
2,5 0,12 0,09 750 41,0 40 4
2,8 0,14 0,10 750 50,5 49:7
3,0 0,15 0,11 750 59,0 58,0
4,0 0,20 0,14 750 104,3 102,8
6,0 0,20 — 650 236,0 —
Звеньевые струны цепных подвесок изготавливают из сталемед-
ной проволоки марки БСМ1 или БСМ2 диаметром 4 мм. Провода рес-
сорных струн выполняют из сталемедной проволоки диаметром 6 мм.
Основные данные биметаллических сталемедных проволок приве-
дены в табл. 12.
9. СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДОВ
Соединения проводов контактной сети в пролетах должны иметь
механическую прочность, равную прочности провода. Получить сое-
динения проводов такой прочности с помощью различных зажимов не
всегда удается. Поэтому в ГОСТ 12393—77 принято, что зажимы,
предназначенные для механического соединения и анкеровки прово-
дов, должны удерживать эти провода без проскальзывания и разру-
шения провода (включая разрушения отдельных проволок многопро-
волочных проводов) при нагрузке не менее трехкратной допускаемой
или 90% от минимальной разрушающей нагрузки соединяемых про-
водов (принимается меньшее значение).
Допускается перемещение проводов в зажимах при приложении
допускаемой нагрузки, обусловленное уплотнением элементов соеди-
нения. В стыковых зажимах контактного провода зазор между прово-
дами при приложении допускаемой нагрузки не должен превышать
1 мм, при 1,5-кратной допускаемой нагрузке— 1,5.мм.
Арматура, предназначенная для электрического (без обеспечения
механической прочности) соединения проводов, должна удерживать
этн провода без проскальзывания или срыва при нагрузках, превы-
шающих максимальные расчетные для указанных режимов, с коэф-
фициентом запаса не менее 1,5.
Значения предельных нагрузок, при которых арматура должна
Удерживать провода без проскальзывания или срыва, и схемы их
приложения указываются в нормативно-технической документации.
Качество электрического контакта соединений должно удовлетво-
рять требованиям стандартов. При хорошем качестве соединения его
сопротивление должно быть меньше или равно сопротивлению такого
Же по длине участка целого провода. Качество соединения оценивается
значением коэффициента дефектности по электрическому сопротивле-
нию т. е. отношением сопротивления провода в месте соединения
Л>с к сопротивлению такого же по длине участка целого провода £пр.
Так как падение напряжения прямо пропорционально сопротивлению,
то
/Ср = = А(7{;/Д(7Пр,
где А(7С — падение напряжения на соединении;
/Шпр — падение напряжения на участке провода равной длины.
Начальный /ср у новых безболтовых (неразъемных) соединений
многопроволочных проводов и контактных проводов, выполненных с по-
мощью зажимов с вертикальными стопорными болтами, должен быть
не более 0,9; у соединений, выполненных с помощью болтовых плашеч-
ных зажимов (питающих, соединительных и переходных), не более 1,0.
В эксплуатации значения к# для соединения проводов могут быть
больше начальных, но они не должны превышать значений 1, 2.
Если /ср = 1,2-4-2, то это означает, что переходное сопротивление
в контакте имеет повышенное значение, и в зависимости от ответствен-
ности узла и значений токов нагрузки и коротких замыканий для
таких соединений устанавливают более частые сроки замеров: 1 раз
в 3—12 месяцев. При /ср > 2 соединение считается дефектным и долж-
но быть отремонтировано или вырезано и заменено на новое в течение
1 месяца.
Стыкования контактных проводов осуществляют стыковыми за-
жимами, холодной сваркой встык давлением или с помощью соедини-
тельных элементов, закрепляемых на концах стыкуемых проводов
сваркой взрывом.
Наибольшее распространение получил способ стыкования кон-
тактных проводов с использованием различных неразъемных и разъем-
ных болтовых зажимов. В Советском Союзе для стыкования контакт-
ных проводов применяют неразъемные зажимы с вертикальными сто-
порными болтами. Зажимы 059-1-76 для контактных проводов сече-
нием 85 и 100 мм2 имеют шесть стопорных вертикальных болтов и два
зажимных горизонтальных (рис. 27); зажимы 059-2-76 для контактных
проводов сечением 150 мм2 имеют восемь стопорных болтов. Допускае-
мая растягивающая нагрузка для этих зажимов соответственно рав-
на 15 и 20 кН.
Прочность закрепления контактного провода в неразъемном сты-
ковом зажиме во многом зависит от размеров его паза. Основные раз-
меры паза неразъемного стыкового зажима, устанавливаемом на кон-
Рис. 27. Стыковой зажим типа 059-1-76 со стопорными болтами для контактных
проводов сечением 85 и 100 мм2
6,05
Рис. 28. Основные размеры паза не-
разъемного .стыкового зажима .кон-
тактного провода по ГОСТ 12393—77
тактном проводе, должны соответ-
ствовать размерам, указанным на
рис. 28.
Перед установкой стыкового за-
жима его контактные поверхности
и соединяемых проводов должны
быть тщательно зачищены. Стыко-
вые зажимы обязательно подвеши-
вают на струнах к несущему тросу.
В случае расположения стыкового
зажима от струны цепной подвески
на расстоянии менее 2 м последнюю
совмещают со струной стыкового
зажима. При двух контактных проводах в цепной подвеске стыковые
зажимы располагают на расстоянии не менее 6 м друг от друга, а для
улучшения токосъема контактный провод со стыковым зажимом при-
поднимают на-30—50 мм выше второго провода. Струновой зажим на
втором контактном проводе устанавливают на расстоянии 200—
250 мм от середины стыкового зажима. Для уменьшения износа кон-
тактных проводов в местах установки стыковых зажимов при одном
контактном проводе в цепной подвеске стыковые зажимы приподнима-
ют на 10—20 мм выше соседних точек подвеса контактного про-
вода.
Для получения надежного электрического контакта соединяемых
проводов и исключения периодического его замера в эксплуатации
разработаны сварные цельнометаллические соединения проводов с по-
мощью холодной сварки давлением, сварки взрывом и термитной
сварки.
Способы холодной сварки контактных проводов встык давлением
разработаны в Советском Союзе, Японии, Чехословакии, ГДР. Сущ-
ность холодной сварки заключается в том, что при приложении высо-
кого обжатия (до 800 кН) происходит сильное деформирование и тече-
ние металла по границе раздела соединяемых поверхностей, в резуль-
тате чего происходит их схватывание при температуре окружающего
воздуха, т. е. без какого-либо нагрева. Поскольку соединяемые эле-
менты не нагреваются, то химический состав металла в зоне сварки не
изменяется.
С помощью холодной сварки давлением можно соединять медные,
низколегированные и бронзовые контактные провода как новые,
так и изношенные.
Надежность и долговечность соединения встык контактных прово-
дов, полученного холодной сваркой давлением, зависит от многих фак-
торов и в первую очередь от качества очистки поверхности стыкуемых
проводов, способа торцовки (обрезки) их перед сваркой, значения
совместной пластической деформации и геометрических размеров за-
жимного инструмента.
На Японских национальных железных дорогах холодную сварку-
контактных проводов начали внедрять с 1970 г. С тех пор эксплуати-
руется большое количество таких соединений, особенно на пригород
37
36
Рис. 29. Сварной стык контактного провода с защитной накладкой:
« — защитная накладка; б — направление усилия Р при обжатии накладки; / —контактный
провод; 2 — сварной стык; 3 — накладка
ных линиях Токио. Для увеличения ударной прочности сварных сты-
ков на головку контактного провода устанавливают (рис. 29) обжа-
тием с помощью гидравлического пресса накладку жесткости (про-
тектор).
Прочность сварного соединения контактных проводов сечением
110 мма проверяют растягивающей нагрузкой 25 кН.
В Советском Союзе разработаны способы стыкования контактных
проводов соединительными элементами, закрепляемыми на концах
стыкуемых проводов сваркой взрывом. Сущность процесса сварки
энергией взрыва основана на способности металлов образовывать
прочные металлические связи в твердом состоянии при их высокоскоро-
стном соударении. Для получения в твердых телах достаточно мощных
ударных волн технологически наиболее удобны взрывчатые вещества
(ВВ). Однако их применение связано с необходимостью обеспечения
безопасности работающего персонала и со специальной его подготов-
кой.
Соединения многопроволочных проводов выполняют с учетом на-
значения и марки проводов овальными соединителями (их.обжатием
или скручиванием), прессуемыми соединителями, сваркой взрывом,
термитной сваркой, болтовыми зажимами, с помощью вилочных коу-
шей или клиновых зажимов и соединительных планок.
Наиболее распространенным способом для многопроволочных про-
водов является соединение с помощью овальных соединителей. Оваль-
ный соединитель представляет собой трубку овального сечения, из-
готовленную из меди, алюминия или стали; трубка с обоих концов
имеет развальцовку (рис. 30, а).
Медные и сталемедные провода сечением до 150 мм2 соединяют мед-
ными овальными соединителями СОМ (соединитель овальный для
медных проводов), алюминиевые провода сечением до 185 мм2'— сое-
Рис. 30. Овальный соединитель (й) и соединения проводов, выполненные обжа-
тием (б) и скруткой соединителя (в)
38
динителями СОА, сталеалюминиевые провода сечением 185 мм2 —
соединителями СО АС; стальные провода сечением до 95 мм2 — соеди-
нителями СОС. Соединители иа заводе снабжают маркой, указывающей
для какого провода предназначен соединитель, например СОАС-70—
соединитель овальный для сталеалюминиевого провода АС-70.
Эксплуатационная надежность соединения в большой степени зави-
сит от тоге/, насколько тщательно выполнена обработка и очистка сое-
диняемых концов проводов и контактных поверхностей соединителями.
После подготовки к соединению концы проводов вводят в соединитель
внахлестку таким образом, чтобы они выходили из соединителя на 40—
50 мм. Если концы проводов будут соединяться в виде петли термитной
сваркой, каждый конец провода выпускают из соединителя иа длину,
равную 3/4 длины соединителя.
При стыковке алюминиевых проводов между ними в соединителе
устанавливают алюминиевый вкладыш.
Обжатие овальных соединителей на проводах сечением до 185 мм2
осуществляют монтажными клещами МИ-19А (масса клещей 13 кг).
Обжатие проводов проводят по рискам, нанесенным на соединителе
в последовательности их операции (рис. 30, б). Механическую проч-
ность соединений проводов, выполненных с помощью овальных соеди-
нителей, можно увеличить, если вместо обжатия овальных соедини-
телей клещами их опрессовать гидравлическим прессом. Для опрес-
совки овальных соединителей используют набор инструментов
НИОС-2 и гидравлический пресс ПГЭП-2 с электрическим приводом,
ручной гидравлический пресс РГП-7М и др.
Для более полного использования механических и электрических
свойств овальных соединителей, а также упрощения их монтажа ши-
роко применяют соединение сталеалюминиевых, алюминиевых, много-
проволочных и однопроволочных стальных проводов способом скрутки
овального соединителя. При скручивании овального соединителя
с введенными в него концами проводов последние образуют винтовую
линию, причем корпус соединителя плотно обжимает скрученные
провода на всей длине соединителя (рис. 30, в). Для соединения про-
водов овальными соединителями способом скрутки в зависимости от
марки проводов применяют специальные приспособления типов
МИ-189А, МИ-190 или МИ-230А.
На электрифицированных железных дорогах Советского Союза
большое применение получил способ соединения много проволочных
проводов сваркой взрывом.
Сваркой взрывом многопроволочные провода могут быть соединены
как внахлестку, так и встык (врасплет) с расплетением стыкуемых
концов проводов. Контроль качества соединений, выполненных свар-
кой взрывом, осуществляют внешним их осмотром. В соединениях не
должно иметься трещин и надрывов; жилы проводов около соединения
не должны быть перебиты.
Медные и сталемедные провода соединяют с помощью вилочных
коушей, овальных соединителей и соединительной планки (рис. 31, а).
Сталемедные и стальные провода, имеющие натяжение не более 15 кН,
соединяют с помощью двух клиновых зажимов н соединительной план-
39
650
Рис. 31. Соединение проводов:
о — медных и сталемедных; б — сталемедных и стальных с натяжением менее 15 кН; 1 —
трос; 2 — вилочный коуш; 3 — соединительная планка; 4 —овальный соединитель; 5 —шунт;
6 — соединительный зажим; 7 — бандаж
ки (рис. 31,6), причем шунт делают только для сталемедных проводов.
Свободные концы проводов, образующие шунт, могут быть соединены
встык термитной сваркой.
Стальные провода диаметром от 9 до 13 мм также соединяют хому-
товыми стыковыми зажимами типов 079-76. Провода С-50 стыкуют
одним хомутовым зажимом (рис. 32), а провода С-70 — двумя. На за-
жим допускается растягивающая нагрузка не более 30 кН.
Для улучшения электрических характеристик соединений с за-
жимами или овальными соединителями и обеспечивающих необходи-
мую механическую прочность этих соединений свободные концы про-
водов стыкуют термитной сваркой. Термитную сварку проводов вы-
полняют с помощью специальных термитных патронов. Такая сварка
обеспечивает надежный электрический контакт, не требующий в даль-
Рис. 32. Зажим стыковой 0/9-70 для стальных проводов
40
нейшем периодического контроля. Термитной сваркой могут быть сое-
динены алюминиевые, сталеалюминиевые и медные провода всех се-
чений.
Термитную сварку проводов осуществляют с использованием спе-
циальных сварочных приспособлений, клещей или пистолетов. В ли-
ниях электропередачи для термитной сварки встык сталеалюминиевых
и алюминиевых проводов сечением от 50 до 185 мм3 применяют клещи
АТСП50-185 (масса клещей 3,4 кг).
Перед термитной сваркой концы проводов очищают от грязи,
тщательно обезжиривают в бензине Б-70 (запрещается пользоваться
этилированным бензином) или в другом растворителе, дают про-
сохнуть, а затем вставляют в термитный патрон до упора во вкладыш.
Тип термитного патрона должен соответствовать диаметру свари-
ваемых проводов.
Максимальные разрушающие нагрузки Q, кН, соединений стале-
алюминиевых проводов АС, выполненных термитной сваркой, должны
быть не менее:
Сечение провода АС,
мм2 .................... 35 50 70 95 120 150 185
<2, кН.................. 0,2 0,25 0,30 0,45 0,55 0,70 0,80
Максимальные разрушающие нагрузки соединений алюминиевых
проводов таких же сечений, выполненных термитной сваркой, должны
быть не менее 50% от приведенных выше для сталеалюминиевых про-
водов; например, для провода А-185 разрушающая нагрузка соедине-
ния должна быть не менее 0,40 кН.
Термитную сварку проводов производят в соответствии с Инструк-
цией по термитной сварке проводов воздушных линий электропере-
дачи.
ГЛАВА
III ИЗОЛЯТОРЫ
10. ИЗОЛЯТОРЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Изоляторы являются одним из ответственных элементов контактной
сети. Повреждение их может привести к снятию напряжения, а сле-
довательно, к нарушению графика движения поездов на участке.
Из выпускаемых электротехнической промышленностью фарфоро-
вых и стеклянных изоляторов в контактной сети применяют следую-
щие типы изоляторов; фарфоровые линейные подвесные тарельчатые по
ГОСТ 6490—75, стеклянные линейные подвесные тарельчатые по
ГОСТ 21799—76 для районов с загрязненной атмосферой, фарфоро-
вые опорные стержневые и штыревые для наружных установок и спе-
циальные фарфоровые изоляторы для контактной сети электрифициро-
ванных железных дорог по ГОСТ 12670—77.
Грязестойкие изоляторы предназначены для использования в мест-
ностях, подверженных всем видам загрязнений, содержащих проводя-
щие компоненты, и в условиях частых туманов или высокой влажности.
Грязестойкие изоляторы имеют увеличенную длину пути утечки и кон-
структивные отличия, облегчающие условия обмывки их поверхности.
Стеклянные изоляторы легче фарфоровых и лучше их противостоят
ударным нагрузкам. К достоинствам стеклянных изоляторов относится
и то, что в случае электрического пробоя или разрушающего механи-
ческого или термического воздействия закаленное стекло не растрес-
кивается, а рассыпается. Это облегчает нахождение не только места
повреждения на линии, но и поврежденного изолятора в гирлянде, т.е.
позволяет отказаться от профилактической дефектировки изоляторов.
Для изготовления изоляторов, кроме фарфора и стекла, исполь-
зуют также полимерные и другие материалы.
По конструкции изоляторы, применяемые в контактной сети, раз-
деляют на тарельчатые и стержневые, по назначению — на подвес-
Рис. 33. Подвеспой изолятор ПФ6-А
ные, секционные, фиксаторные
и консольные.
На электрифицированных
железных дорогах Советского
Союза наибольшее распростра-
нение получили тарельчатые
изоляторы (рнс. 33). Они со-
стоят из шапки 1, изготовлен
ной из ковкого чугуна, изолиру-
ющей детали (тарелки) 2 из фар-
фора (стекла или стеклофарфо-
ра) и металлического стержня 5,
заканчивающегося пестиком или
серьгой. Головка изолирующей
детали выполнена в форме об-
42
ратного конуса, что обеспечивает надежное сцепление шапки и стер-
жня. Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью
портландцемента 4 марки не ниже «500».
Конструкция шапки и стержня с пестиком обеспечивает нормаль-
ное шарнирное сцепление изоляторов при комплектовании их в гир-
лянду. Для предотвращения расцепления шапки одного изолятора с
пестиком другого служат замки 5.
Фарфор изолятора в изломе должен быть однородным по струк-
туре и не иметь открытой пористости. Поверхность фарфора изолято-
ра покрывают ровным слоем гладкой и блестящей глазури. Метал-
лическую арматуру изоляторов оцинковывают.
Для изготовления стеклянных изоляторов из щелочного стекла
применяют состав, принятый для производства обычного оконного
стекла. Высокая механическая прочность и термостойкость стеклянных
изоляторов обеспечиваются специальной термической обработкой —
закалкой. Такая обработка повышает прочность на разрыв и изгиб.
Это позволяет конструировать стеклянные изоляторы с меньшей го-
ловкой изолирующей детали. Поэтому при одинаковых с фарфоровы-
ми изоляторами электрических и механических характеристик стек-
лянные имеют меньшую высоту и массу.
Электрическую прочность изоляторов принято характеризовать
следующими величинами:
сухоразрядным напряжением при частоте 50 Гц;
мокроразрядным напряжением при частоте 50 Гц;
минимальным импульсным разрядным напряжением с формой
волны 1,2/50 мкс;
пробивным напряжением при частоте 50 Гц;
длиной пути утечки.
Сухоразрядным называется напряжение промышленной частоты,
при котором происходит перекрытие изолятора с сухой и чистой
поверхностью.
Мокроразрядным называется напряжение промышленной частоты,
при котором изолятор перекрывается при искусственном дожде силой
3 мм/мин с удельным сопротивлением около 100 Ом • м, направленным
под углом 45° к оси изолятора.
Минимальным импульсным разрядным называется напряжение,
при котором происходит перекрытие изолятора при воздействии на
него импульсного напряжения с формой волны 1,2/50 мкс (длина фрон-
та волны 1,2 мкс, длина волны 50 мкс).
Пробивным напряжением называется такое напряжение, при
котором происходит электрический пробой изолятора в трансформатор-
ном масле через толщу изолирующей детали. Пробивное напряжение,
как правило, не должно быть менее 1,5-кратного значения сухоразряд-
ного напряжения.
Длина пути утечки изолятора Ly — это наикратчайшее расстояние
(огибающая) или сумма наикратчайших расстояний по контурам на-
ружных изолирующих поверхностей между частями изолятора, на-
ходящимися под разными потенциалами. При этом расстояние, из-
меренное по поверхности цементного шва или другого токопроводя-
43
щего соединительного материала, не считается составной частью длины
пути утечки.
Мокроразрядное напряжение определяет условия работы изолято-
ров при внутренних перенапряжениях, импульсное—при атмосфер-
ных, длина пути утечки — при рабочем напряжении в случае увлаж-
нения загрязненного изолятора.
Значение мокроразрядного напряжения зависит от формы изоля-
тора, наличия капельниц (выступов в нижней части ребра изолятора,
предохраняющих ее поверхность от смачивания водой), угла наклона
оси изолятора к горизонтали.
Загрязнение изоляторов практически не влияет на значение сухо-
разрядного напряжения, если относительная влажность воздуха не
превышает 70%. Увлажнение поверхности загрязненных изоляторов
(при росе, моросящем дожде, тумане, мокром снеге) приводит к рез-
кому снижению разрядного напряжения. Наиболее опасными являются
загрязнения, в которых содержится много растворимых в воде солей.
Загрязнение изоляторов опасно не только из-за перекрытий, при-
водящих к снятию напряжения, а в отдельных случаях и к излому i
стержневых изоляторов, но и тем, что оно способствует электролити- '
ческому разъеданию стержня подвесных изоляторов на участках по- |
стоянного тока. I
В эксплуатационных условиях поверхности изоляторов загрязня-
ются и увлажняются неравномерно. Кроме того, при сложной форме ]
изолятора разряд на отдельных участках может отрываться от поверх-
ности и развиваться по наикратчайшему пути в воздухе. В результате .
эффективно используется не вся геометрическая длина пути утечки ]
L-у, а только ее часть. Поэтому напряжение перекрытия изоляторов, :
загрязненных в реальных условиях эксплуатации, пропорционально ;
не геометрической, а эффективной длине пути утечки Ев$ = Еу!к,
где к ~ 14-1,3 — поправочный коэффициент, иногда называемый коэф- *
фициентом формы изолятора.
Коэффициент к зависит не только от формы изолятора, но и от ус-
ловий его загрязнения, т. е. от скорости ветра и интенсивности мокрых ;
осадков, от адгезионных и других свойств загрязняющих веществ. =
Для конкретной местности с определенными метеорологическими ’
условиями, свойствами и интенсивностью загрязнения атмосферы :
вероятность перекрытия изолятора зависит от значения величины .
— L^/Uu1.Ax (здесь L/max — максимальное рабочее напряжение). 1
Величина получила название удельной длины пути утечки (см/кВ), 1
т. е. длины пути утечки (см) по поверхности изоляции на 1 кВ макси- •’
малы-юго рабочего напряжения. i
В зависимости от характеристики местности и опасности источни-
ков загрязнения для работы изоляции установлены шесть степеней i
загрязненности атмосферы и нормированы наименьшие допустимые .1
значения %э, при которых обеспечивается малое число отключений под s
действием рабочего напряжения.
Для воздушных линий с номипальвым напряжением 3—35 кВ j
рекомендуются следующие удельные длины пути утечки (см/кВ, не j
44
рнее) при степени загрязненности атмосферы I, II, III, IV, V и VI
соответственно 1,70; 1,90; 2,25; 2,60; 3,50 и 4,00 см/кВ.
Методика определения степени загрязненности атмосферы, учиты-
вающая все возможные источники загрязнения: промышленные пред-
приятия, засоленные почвы и засоленные водоемы, подробно изложена
в руководящих указаниях по выбору и эксплуатации изоляции (РУ)
в районах с загрязненной атмосферой, в которых характеристика ме-
стности по степени загрязненности атмосферы:
I — особо чистые районы, не подверженные естественным и про-
мышленным загрязнениям, в почве содержится незначительное коли-
чество растворимых ионообразующих примесей (например, лесные
или почвы, имеющие травянистый покров, затрудняющий перенос
пылевых частиц в воздухе);
II — земледельческие районы, для которых характерно примене-
ние в широком масштабе химических веществ (удобрений, гербици-
дов), и промышленные районы, расположенные за пределами наимень-
шего защитного интервала и не подверженные загрязнению соляной
пылью (количество растворимых солей не более 0,5%);
III — VI определяются по степени опасности загрязнений про-
мышленных предприятий, засоленности и характеру покрова солон-
чаковых почв, солености близко расположенных водоемов и расстоя-
нию линий электропередачи от источника загрязнения.
В контактной сети переменного тока рабочее напряжение может
достигать 29 кВ. Следовательно, длина пути утечки у изоляции кон-
тактной сети переменного тока для участков с различной степенью
загрязненности атмосферы должна быть не менее Ту =
Степень загрязненности атмос-
феры ........................ I
Лэ, см/кВ...................1,7
iy, см ....................49,3
II III IV V VI
1,9 2,25 2,6 3,5 4,0
55,1 65,2 75,4 101,5 116,0
Для контактной сети электрифицированных железных дорог вы-
пускают специальные фарфоровые изоляторы ССФ70,' ФСФ70, КСФ70,
ФТФЗО и ПТФ50 (табл. 13). В их обозначениях первая буква указы-
вает па назначение изолятора (С — секционный, Ф — фиксаторный,
К — консольный, П — подвесной), вторая — на конструктивное
выполнение изолятора (С— стержневой, Т — тарельчатый), третья —
на материал изолирующей детали (Ф — фарфоровый); цифры озна-
чают нормированную разрушающую нагрузку при растяжении в ки-
лоньютонах (кН). Пример условного обозначения секционного стерж-
невого фарфорового изолятора с нормированной разрушающей на-
грузкой при растяжении 70 кН: ССФ70.
Механические и электрические параметры фарфоровых изоляторов
Для контактной сети электрифицированных железных дорог должны
соответствовать указанным в табл. 13.
Тарельчатые изоляторы ФТФЗО (старое обозначение ФТФ-3,3/3) и
ПТФ50 (ПТФ-3,3/5) состоят из унифицированной изолирующей фар-
форовой детали подвесного изолятора ПФ6-В, армированной различ-
ной арматурой в зависимости от назначения.
45
Таблица 13
ССФ70
ФСФ70
КСФ70
ФТФ40
ПТФ70
Тип изоля-
тора
Пробивное
напряже-
ние, кВ,
не менее
1 42
1 42
42
20
35
1,1
1 ,1
2,5
42
42
42
24
42
Непроби-
ваемый
»
э
130
130
Фиксаторный изолятор ФТФЗО (рис. 34, а) армирован шапкой,
имеющей патрубок с резьбой Г' для соединения с фиксатором контакт-
ной сети и стержнем, оканчивающимся серьгой.
Изолятор ПТФ50 (рис. 34, б), широко применяемый в качестве под-
весного, армирован обычной шапкой и стержнем с серьгой для удобного
соединения с арматурой контактной сети.
На участках переменного тока широко применяют стержневые,
фарфоровые изоляторы (рис. 35), представляющие собой сплошной
фарфоровый цилиндрический стержень с кольцевыми или винтообраз-
ными ребрами, армированный по концам двумя шапками из ковкого
чугуна. Ребра предназначены главным образом для увеличения длины
пути утечки.
Стержневые изоляторы имеют следующие преимущества по срав-
нению с тарельчатыми. Они электрически непробиваемы, вследствие
Рис. 34. Фиксаторный тарельчатый изолятор ФТФ50 (а) и тарельчатый
изолятор с серьгой ПТФ70 (б)
46
Рис. 35. Стержневые изоляторы на напряжение 27,5 кВ:
а — секционный ССФ70 и б — фиксаторный ФСФ70
чего сокращаются расходы иа контроль в эксплуатации; изготовление
их механизировано; расход металла и фарфора меньше, чем на тарель-
чатые на то же напряжение. Однако стержневые изоляторы менее на-
дежны в механическом отношении: при перекрытии изолятора и уда-
рах может произойти его разрушение. Механическая разрушающая
нагрузка при растяжении изолятора ССФ70 (ССФ-27,5/5) (рис. 35, а)
не менее 70 кН.
Фиксаторный стержневой изолятор ФСФ70 £ (ФСФ-27,5/3,5)
(рис. 35, б) для соединения с фиксатором в одной из шапок имеет пат-
рубок с резьбой 1". Механическая разрушающая нагрузка изолятора
при растяжении не менее 70 кН.
Консольный стержневой изолятор КСФ70 (ИКСУ-27,5) (рис. 36)
устанавливают в подкос изолированной консоли около пяты, чем до-
стигается изоляция консоли от опоры. Изолятор работает на изгиб
и сжатие и поэтому выполнен более массивным.
Для проверки изоляторы подвергаются приемо-сдаточным, типо-
вым и периодическим испытаниям. Приемо-сдаточные испытания про-
водят на изоляторах, отобранных методом систематического отбора
единиц в выборку. Типовые испытания изоляторов проводят при из-
менении конструкции, технологии изготовления и применяемого сырья.
Типовые испытания проводят на изоляторах, отобранных от партии,
прошедшей приемо-сдаточные испытания. Периодические испытания
предприятие-изготовитель проводит не реже одного раза в два года на
изоляторах, прошедших приемо-сдаточные испытания.
Основными приемо-сдаточными испытаниями изоляторов являют-
ся: испытание на отсутствие внутренних дефектов, испытание механи-
ческой нагрузкой в течение 1 мин и испытание непрерывным потоком
искр. Качество поверхности изо-
лирующей детали, арматуры и
изолятора в целом проверяют
визуально в соответствии с ГОСТ
14884—79.
Вероятность безотказной рабо-
ты изоляторов должна быть не ме-
нее 0,997, в конце гарантийного
срока эксплуатации (через 2 года
со дня ввода в эксплуатацию) — не
менее 0,994, а в пределах срока
службы — не менее значения, опре-
75 75 75 JX-
Рис. 36. Консольный стержневой извля-
тор КСФ70
47
дсляемого но формуле
р (/) = 0,9940 — 0,0028 (Z — 2),
где i — период с момента выпуска изоляторов предприятием-изготови-
телем, год;
0,0028 — коэффициент, характеризующий годовую повреждаемость изо-
ляторов, 1/год.
Средний срок службы изоляторов — 30 лет. Подставив в формулу t — 30,
получим: Р (30) = 0,994 — 0,0028 (30 — 2) = 0,9156 « 0,916. Это означает,
что из каждой тысячи находящихся в эксплуатации изоляторов в течение 30 лет
может выйти из строя 84 изолятора,
В контактной сети электрифицированных железных дорог широко
применяют и изготовляемые для высоковольтных линий электропере-
дачи фарфоровые и на линиях переменного тока стеклянные тарельча-
тые подвесные изоляторы, В обозначениях этих изоляторов в табл. 14,
например ПФ6-Ар буквы означают; П — подвесной, Ф — фарфоро-
вый, С — стеклянный, Г — грязестойкий; число — значение гаранти-
рованной электромеханической нагрузки, на которую рассчитан изо-
лятор, в кН. Буквы А, Б, В и т. д. — различное конструктивное ис-
полнение.
Изолятор ПФ6-А (см. рис. 33) до введения новых стандартов имел
обозначение П-4,5 (подвесной; электромеханическая одночасовая
испытательная нагрузка 4,5 тс).
В отличие от изолятора Г1Ф6-А, у которого конструктивная (стро-
ительная) высота 167 мм, изоляторы ПФ6-Б (рис. 37, а) и ПФ6-В
(рис. 37, б) являются малогабаритными, их конструктивная высота
140 мм. Изолятор ПФ6-В имеет увеличенную длину пути тока утечки
(324 мм) по сравнению с изоляторами ПФ6-А (285 мм) и ПФ6-Б
(280 мм).
Поддерживающие и натяжные (в анкеровках проводов) гирлянды
изоляторов комплектуют из изоляторов ПФ6 и ПТФ50.
Коэффициент запаса прочности изоляторов, т. е. отношение раз-
рушающей нагрузки (гарантированной электромеханической) к нор-
мативной, действующей на изоляторы в соответствующем режиме,
должен быть не менее: в нормальном режиме при наибольшей нагруз-
ке— 2,7; в аварийном— 1,8. Следовательно, изоляторы ПФ6 в нор-
Рпс. 37. Фарфоровые изоляторы, применяемые в контактной сети, типа:
а — ПФб-G; б — ПФС-В
48
Таблица 14
Тип изолятора Гарантирован- ная электро- механическая нагрузка, кН, не менее Напряжение, кВ, не менее Размеры, мм Длина пути утечки, мм, не менее Масса, кг
пробивное испытательное в течение 1 мин Высота Н г — - 1 тт I Диаметр тарелки (ребра) Д
в сухом состоянии под дож- ' дем
Фар фо ровые тар ельчатые
ПФ6-А (П-4,5) 60 . ПО 60 32 167 270 285 6,5
ПФ6-Б (ПМ-4,5) 60 110 60 32 140 270 280 6,0
ПФ6-В (ПФЕ-4,5) 60 по 60 32 140 270 355 5,2
ПФ16-А 160 110 68 40 173 280 365 8,6
ПФЕ-16, ПФ-20А 200 Ст t 125 к л я н н ы е 68 таре 44 льчаг 194 ы е 350 420 12,8
ПС6-А (ПС-4,5) 60 90 58 37 130 255 255 4,1
ПС6- Б 60 90 65 40 130 255 295 4,1
ПС12-Л 120 90 70 40 140 260 325 5,7
Тарельчатые для загряз: еннь х р а й о н о в
ПФ Г -5Л (ПР-3,5) 50 ПО по 48 196 250 450 10,4
ПФГ-6А (ПС-2) 60 ПО 107 50 198 270 440 8,1
ПФГ-8Л (НЗ-6) 80 Ш 120 г ы р е в ы е 110 I О П 0 62 р и ы е 214 300 480 13,5
ШФ10-А (ШС-10) 14 78 60 34 105 140 215 1,4
ШФ20-А (ШД-20) 20 ПО 86 57 199 185 410 3,4
ШФ20-В 13 150 92 63 184 175 385 3,9
ОНС-35-500 (СТ-35) 5 Не пробива- ем 120 80 420 160 100 620 14,5
ОНШ-10- 2000 (ИШД- 10) 20 То же 50 34 210 250 —* 12,7
КО-400с 10 » 135 90 500 230 120 1050 37,8
Примечания. 1. В скобках приведены старые обозначения изоляторов.
2. у штыревых и опорных изоляторов указаны разрушающие механические нагрузки на
49
Рис. 38. Стеклянный тарельчатый изолятор
типа ПС6-А
мальном режиме могут быть
нагружены до 22 кН, а изо-
ляторы ПТФ50 — до 18,5 кН.
В совмещенных анкеров-
ках контактного провода и
несущего троса применяют
изоляторы ПФ 16-А.
На участках переменного
тока допущены в качестве
подвесных стеклянные тарель-
чатые изоляторы ПС6-А (рис.
38) и ПС12-А. Конструктив-
ная высота изолятора ПС6-А
всего 130 мм.
Для районов с повышенным уровнем загрязнения выпускают фар-
форовые изоляторы ПФГ-5А (рис. 39, а) для поддерживающих гирлянд,
ПФГ-6А (рис. 39, б) и ПФГ-8А — для натяжных. Осваивается произ-
водство стеклянного изолятора ПСГ-16А, предназначенного как для
поддерживающих, так и для натяжных гирлянд. Эти изоляторы от-
личаются формой изолирующего элемента (тарелки), обеспечивающей
увеличение пути тока утечки по поверхности изолятора.
Для секционных разъединителей, линий электропередачи 6; 10 кВ
н других элементов и узлов контактной сети используют различные
опорные и штыревые изоляторы.
В секционных разъединителях постоянного тока изоляторы
ОНШ-10-2000 устанавливают последовательно по два в колонке. Сек-
ционные разъединители переменного тока выполняют на опорных
изоляторах ОНС-35-500. Провода линий электропередачи закрепляют
на штыревых изоляторах ШФ10-А и ШФ20-А. В обозначениях опорных
и штыревых изоляторов первые цифры после букв — напряжение ли-
нии. Низковольтные провода дистанционного управления, телеуправ-
ления, волноводные и осветительные подвешивают на изоляторах
ТФ-20.
Рис. 39. Изоляторы для районов с повышенным уровнем загрязнения:
а — ПФГ5А; б — ПФГ6А
50
Основные характеристики линейных изоляторов, устанавливаемых
на контактной сети, приведены в табл. 14.
Недостатком тарельчатых изоляторов является подверженность
электрической коррозии.их стержней, которая уменьшает норматив-
ный срок службы изоляторов в 2—4 раза. Электрокоррозия стержней
изоляторов происходит под действием токов утечки по загрязненной
и увлажненной их поверхности. Интенсивность электрокоррозии на-
ходится в прямой зависимости от количества электричества, сошедшего
с поверхности электр ода-а но да (в данном случае — стержня изоля-
тора) и времени его действия.
Для предотвращения электрокоррозии стержней изоляторов ре-
комендуется более частая очистка поверхности от загрязнений, при-
менение грязестойких изоляторов (ПФГ-5А, ПФГ-6А, ПФГ-8А)
с большей длиной пути утечки. Эффективным способом защиты
является установка на изоляторы дренажных втулок, состоящих из
двух полувтулок (чугунное литье), прикрепляемых к стержню
электропроводным полимерным клеем. Ток утечки в этом случае
будет стекать на поверхность фарфора не со стержня, а со втулки.
В районах с повышенным уровнем загрязнения дренажные втул-
ки устанавливают на вновь монтируемых подвесных изоляторах,
а также на изоляторах, снятых с контактной сети из-за коррозии,
по у которых диаметр шейки прокорродированного стержня боль-
ше наименьшего допустимого.
Предельно допустимыми являются следующие диаметры шеек,
поврежденных коррозией стержней изоляторов:
в анкеровках контактного провода, несущего троса, в поперечных
несущих тросах гибких поперечин, в фиксаторах на кривых радиусом
менее 600 м — 14 мм;
в подвесных гирляндах на главных путях — 12 мм;
в подвесных гирляндах на станциях, в фиксаторах на кривых
радиусом более 600 мм и других узлах — 10 мм.
Для решения вопроса продления срока службы изоляторов по кор-
розии из стержней в районах с повышенным уровнем загрязнения
предусматривается установка изоляторов со стержнями, имеющими
утолщения с 16 до 28 мм на выходе из цементной заделки на длине
20 мм.
Кроме того, на изоляторы наносят гидрофобные (влагоотталкиваю-
щие) вязкие изолирующие покрытия (смазки, пасты). Жирообразная
масса, во-первых, обволакивает частицы загрязнений, изолирует их
друг от друга и препятствует образованию плотных, проводящих
электрический ток во влажных условиях пленок. Во-вторых, на покры-
той смазкой поверхности вода не образует сплошной водяной пленки,
а собирается в капли, в результате чего утечка тока ограничена и ни-
каких частичных разрядов не возникает.
Наиболее эффективными гидрофобными покрытиями являются
кремнийоргапические вазелин КВ-3/10 или паста КПД. Они представ-
ляют собой высоковязкую однородную массу от светло-серого до серо-
голубого цвета, химически инертны, взрывобезопасны, нетоксичны и
51
могут быть использованы прй температурах от — 60 до + 200° С.
На поверхность изолятора их наносят слоем 0,7—1 мм непосредствен-
но перед сезоном с наиболее неблагоприятными метеорологическими
условиями. В большинстве случаев вазелин и паста сохраняют свои
защитные свойства не менее одного года, т. е. в течение этого периода
не требуется очистки изоляторов и возобновления покрытия.
Потеря вазелином и пастой защитных свойств определяется как
по поведению изоляции в увлажненном состоянии (наличие сильного
коронирования и частичных разрядов), так и при осмотре покрытия
(превращение вазелина или пасты в пылевидный осадок, лишенный
вязкости).
Удаляют остатки покрытия с поверхности изоляторов без приме-
нения каких-либо растворителей обтиркой тряпками.
11. УРОВЕНЬ изоляции контактной сети
ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Электрическая изоляция контактной сети подвергается воздействию
различного рода напряжений. Во-первых, это длительно действующие
рабочие напряжения, достигающие на линиях постоянного тока 4 кВ,
на линиях переменного тока 29 кВ.
Во-вторых, кратковременные внутренние перенапряжения, воз-
никающие при включениях и отключениях различных элементов кон-
тактной сети, а также при аварийных режимах. Опасными внутренни-
ми перенапряжениями являются перенапряжения при отключении
коротких замыканий ненагруженных участков контактной сети и тран-
сформаторов. На участках постоянного тока наиболее опасны также
перенапряжения при отключении фидерными выключателями корот-
ких замыканий вблизи тяговой подстанции или поста секционирова-
ния. Их максимальное значение 10—11 кВ, а длительность —
10—15 мс.
На участках переменного тока перенапряжения при отключении
ненагруженных трансформаторов могут достигать более чем трехкрат-
ного значения максимального рабочего напряжения в контактной
сети Umax. При отключении контактной сети без нагрузки напряжение
не превышает 2,5 1/гаах. Перенапряжения" (1,5—2) Пщах имеют дли-
тельность 0,4—0,6 с, а более 2 Umax — 50—70 мс.
Третьим видом напряжений являются грозовые, или атмосфер-
ные, перенапряжения. Максимальные атмосферные перенапряжения
повреждают изоляцию при прямых ударах молнии в опору или кон-
тактную подвеску. Время их воздействия очень мало — 10—100 мс,
однако значения их при ^отсутствии специальных мер защиты могут
достигать миллионов вольт. Таких высоких напряжений не выдержи-
вает изоляция на любое номинальное напряжение. Поэтому атмосфер-
ные перенапряжения ограничивают до приемлемых значений с помощью
специальных устройств (разрядников).
Принятый уровень изоляции должен быть в соответствии с воздей-
ствующими на изоляцию напряжениями, защитными мерами и целе-
52
сообразными запасами, обеспечивающими необходимую надежность.
Такое согласование называется координацией изоляции.
Уровень изоляции выбирают исходя из расчетных кратностей внут-
ренних перенапряжений. Основной характеристикой изоляции яв-
ляется мокроразрядное напряжение, значение которого для контактной
сети переменного и постоянного тока
тт — А'вн бйлах
мр" о,эр ’
где кВн—расчетная кратность внутренних перенапряжений;
Umay — максимальное рабочее напряжение в контактной сети, кВ.
Коэффициент 0,9 в формуле учитывает разницу между напряжением
в эксплуатации и разрядным напряжением, полученным при испыта-
ниях, а поправочный коэффициент р — условия эксплуатации изоля-
тора; его принимают равным 0,94.
В контактной сети переменного тока расчетная кратность внутрен-
них перенапряжений может быть принята равной 3. Тогда мокрораз-
рядное напряжение изоляции должно быть не менее
U 3-29
мр
. . 100 кВ.
0,9-0,94
Уровень изоляции в анкеровках проводов контактной сети должен
быть на 25—30% выше уровня изоляции для других узлов и составлять
125—130 кВ.
Расчетная кратность внутренних перенапряжений в контактной
сети постоянного тока не превышает трех и мокроразрядное напря-
жение изоляции должно быть не менее
ту = °-*
Мр 0,9-0,94
1-5 кВ.
Пробивное же напряжение роговых разрядников на участках по-
стоянного тока принимают 32—34 кВ, т. е. на 15—20% ниже разряд-
ного напряжения защищаемой изоляции. С учетом этого изоляция
контактной сети постоянного тока должна выдерживать мокроразряд-
пое напряжение не менее 34 X 1,2 ж 40 кВ, а анкерная изоляция,
как и при переменном токе, па 25—30% выше, т. е. не менее 50 кВ.
Мокроразрядные напряжения гирлянд тарельчатых изоляторов
Пмг-прямо пропорциональны числу изоляторов в гирлянде п
ИИ1. = Е^пН
где — среднее значение мокроразрядного градиента, кВ/мм; для
фарфоровых тарельчатых изоляторов = 0,21 кВ/мм, для
стеклянных £м = 0,26 кВ/мм;
И — конструктивная высота одного изолятора, мм.
Для гирлянды, состоящей из одного изолятора ПФ6-В (Н — 140 мм) и од-
ного изолятора ПТФ-50 (// = 183 мм), мокроразрядное напряжение составит
0,21 (140-j- 183) G8 кВ. Таким образом, уровень изоляции на участках по-
стоянного тока по мокроразрядному напряжению равен примерно 70 кВ.
53
Для гирлянды, состоящей из двух изоляторов ПФ6-В и одного ПТФ-50,
мокроразрядное напряжение
Пмг = 0,21 (2 * 140+ 1 • 183) ~ 97 кВ,
Такая подвесная гирлянда обеспечивает необходимый уровень изоляции
по мокроразрядному напряжению (100 кВ) на участках переменного тока.
Подвесная гирлянда тарельчатых изоляторов в случае их загрязнения
и увлажнения обеспечит необходимую изоляцию, если суммарная длина пути
утечки всех изоляторов Ауг не менее 754 в местах с небольшим загрязнением
и 1160 мм в местах повышенного загрязнения атмосферы.
Суммарная длина пути утечки у подвесной гирлянды из двух изоляторов
ПФ6-А и изоляторов ПТФ-50
Lyr = 2 . 285+ 1 • 324 = 894 мм.
Следовательно, такая гирлянда обеспечит необходимую изоляцию в местах
небольшого загрязнения, так как в местах повышенного загрязнения суммар-
ная длина пути утечки должна быть не менее 1160 мм. Поэтому в местах с по-
вышенным загрязнением устанавливают грязестойкие изоляторы, например,
ПФГ-5А или ПФГ-6А или увеличивают количество в гирлянде других изоля-
торов. Так, подвесная гирлянда из трех изоляторов ПФГ-5А имеет
£уг = 3 • 450 = 1350 мм,
а из трех изоляторов ПФ6-В и изолятора ПТФ-50 —
АуГ = 3 • 355+ 324 = 1389 мм.
12. ИЗОЛЯТОРЫ И ИЗОЛИРУЮЩИЕ ВСТАВКИ
ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Полимерные изоляторы представляют собой изолирующие эле-
менты, которые могут быть установлены самостоятельно в различных
узлах и устройствах контактной сети. Широкое применение уже по-
лучили полимерные стержневые изоляторы. Разработаны полимерные
подвесные изоляторы взамен подвесных гирлянд фарфоровых тарель-
чатых изоляторов, а также консольные (рис. 40) и фиксаторные изо-
ляторы. В отличие от полимерных изоляторов полимерные изолирую-
щие вставки являются частью какого-либо устройства или узла, на-
пример, секционного изолятора. В секционных изоляторах устанавли-
вают также полимерные изолирующие вставки-скользуиы, по которым
непосредственно скользит полоз токоприемника. Полимерные изолято-
ры и изолирующие вставки по сравнению с фарфоровыми имеют более
высокую механическую прочность и дугостойкость, небольшую маху
и поперечные размеры, не повреждаются от ударов.
Однако при работе на открытом воздухе загрязненная и увлажнен-
ная поверхность полимерной изоляции может разрушаться- токами
утечки с образованием токопроводящих дорожек — треков, способст-
вующих перекрытию изоляции. Этот вид разрушения носит название
трекинга. Стойкость материала изолятора или изолирующей вставки
к процессам трекинга с образованием токопроводящих дорожек
(треков) получила название трекингостойкости. Степень трекинго-
стойкости позволяет оценить возможность и эффективность исполь-
зования полимеров в атмосферных условиях, а также в местах повы-
шенного загрязнения.
54
Рис. 40. Изолированная консоль (а) с
полимерными изоляторами на 3 кВ (Ита-
лия); стержневой изолятор для тяги кон-
соли (б); консольный изолятор (s)
Трекингостойкость полимер-
ных изоляторов и изолирующей
вставки зависит от состава и
структуры материала, из кото-
рого они сделаны, удельной дли-
ны пути утечки, состава загряз-
няющего вещества, формы изо-
ляторов и их электродов.
Опыт эксплуатации полимер-
ных изоляторов и изолирующих
вставок в устройствах контакт-
ной сети показывает, что при
напряжении 3 кВ длина изоля-
торов и их форма определяются
мокроразрядным напряжением,
а при напряжении 25 кВ —
тр еки н гостой кост ью.
Одной из особенностей поли-
мерных материалов является то,
что их механическая прочность
в процессе эксплуатации может
значительно снизиться. Анализ
результатов испытаний стекло-
пластиковых стержней на растя-
жение показывает, что разруше-
ние стержней происходит тогда,
когда их деформация достигает
некоторого предела. При этом
деформация, обусловленная пол-
зучестью материала (способно-
стью материала деформироваться под нагрузкой во времени), зави-
сит от значения механического напряжения: чем выше это напряжение,
тем больше ползучесть стеклопластика и разрушение его происходит
быстрее. Расчеты показывают, что предел длительной прочности стек-
лопластика составляет примерно 50% предела его кратковременной
прочности. Поэтому значение опасного напряжения для однонаправ-
ленных стеклопластиков сгоп = 0,5 сгв, где ав — предел кратковре-
менной прочности материала стеклопластиковых стержней, МПа.
Допустимое напряжение в стеклопластиковом стержне <т должно
быть не более значения опасного напряжения аоп, разделенного на
обобщенный коэффициент запаса прочности п, т. е. о = &ов/п =
= 0,5 сгв/п. Значение обобщенного коэффициента запаса прочности п
находят как произведение частных коэффициентов запаса прочности
При расчете стеклопластиковых стержней, применяемых для изготовления
изоляторов и изолирующих вставок устройств контактной сети, учитывают сле-
дующие факторы и соответствующие им частные коэффициенты запаса проч-
ности: степень ответственности =я 1,0 -~ 1,3; точность расчетных схем па «=
= 1,0-г 1,1; концентрация напряжения м 1,0-г 1,2; нестабильность ма-
териала = 1,1 4- 1,3; масштабный эффект = 1,0 4* 1,1; старение пв =
= 1,0 4- 1,3; влияние окружающей среды п7 = 1,0 4- 1,3.
55
С учетом этих частных коэффициентов обобщенный коэффициент запаса
прочности может иметь следующие минимальное и максимальное значения:
«min = 1,0 • 1,0 1,0 1,1 • 1,0 1,0 1,0 = 1,1; пшах = 1,3 - 1,1 1,2 . 1,3 X
X 1,1 - 1,3 . 1,3 = 4,15.
При правильно выбранном сечении стеклопластикового стержня
прочность полимерного изолятора или вставки будет зависеть от проч-
ности закрепления концевых захватов на стержне. Поэтому прочность
закрепления концевых захватов у полимерных стержневых изолято-
ров и вставок, монтируемых в провода контактной сети, должна быть
не менее прочности этих проводов.
Перед установкой в устройства контактной сети все полимерные
изоляторы и вставки подвергают испытанию нагрузкой, равной 60%
разрушающей для проводов, в которые эти изоляторы или вставки
будут вмонтированы. При установке изоляторов и вставок в контакт-
ный провод МФ-100 испытательная нагрузка (в течение 1 мин) должна
составлять 0,6 • 3700 == 22 кН, в провод М-120 & 27 кН, в провод
ПБСМ-70 ж 28 кН. Изоляторы и вставки считают выдержавшими
испытание, если у них не произошло смещения концевых захватов по
стеклопластиковому стержню.
Электрическая прочность полимерных изоляторов и изолирую-
щих вставок зависит от длины их изолирующей части (удельной длины
пути утечки) и трекингостойкости (эрозионностойкости) материала, из
которого они изготовлены.
Мокроразрядное ’(влагоразрядное) напряжение полимерной изо-
ляции контактной сети переменного тока напряжением 25 кВ должно
быть не менее 100 кВ, анкерной изоляции на 25—30% выше, т. е. сос-
тавлять 125—130 кВ. Мокроразрядное напряжение изоляции контакт-
ной сети постоянного тока напряжением 3 кВ должно быть не менее
соответственно 40 и 50 кВ. Однако целесообразно, чтобы мокроразряд-
ное напряжение полимерных ^изоляторов и вставок на напряжение
3 кВ было не ниже мокроразрядного напряжения применяемых фар-
форовых изоляторов. Например, два подвесных тарельчатых изолято-
ра имеют мокроразрядное напряжение 68 кВ, в этом случае мокро-
разрядное напряжение полимерной изоляции в контактной сети по-
стоянного тока должно быть не ниже 70 кВ.
Как показывают исследования, мокроразрядное напряжение поли-
мерных изоляторов и вставок зависит от их геометрических размеров,
конфигурации и трекингостойкости материала, из которого они или
их защитные чехлы (покрытия) изготовлены. Мокроразрядное напря-
жениелизоляторов и вставок из трекингостойких материалов при их
испытаниях после нескольких перекрытий дугой почти не изменяется.
У изоляторов и вставок из нетрекингостойких материалов мокрораз-
рядное напряжение после каждого перекрытия снижается, например
мокроразрядное напряжение прессованной брусковой изолирующей
вставки из материала АГ-4С после 10 перекрытий может снизиться
на 20%. Поэтому мокроразрядным напряжением для полимерных изо-
ляторов и вставок из нетрекингостойких материалов является значе-
ние разрядного напряжения после 10 испытаний.
56
Мокроразрядное напряжение £7мр полимерных изоляторов и вста-
вок имеет линейную зависимость от длины изолирующей части
где кмр — коэффициент разрядного напряжения для соответству-
ющего материала, кВ/см.
По данным испытаний, при выборе длины изолирующей части
полимерных изоляторов и вставок по мокроразрядному напряжению
можно принимать следующие значения кмр для различных полимерных
материалов:
фторопласт и циклоалифатическая эпоксидная смола (толщина
слоя покрытия не менее 0,5 мм) — 1,75 кВ/см;
термостабилизированный полиэтилен высокой плотности —
1,45 кВ/см;
прессованный стеклопластик АГ-4С, покрытый кремнийоргани-
ческим вазелином, — 0,85 кВ/см.
Опыт эксплуатации различных полимерных изоляторов и изоли-
рующих вставок показал, что на напряжение 3 кВ длину изолирую-
щей части вставок можно устанавливать исходя из требуемого мокро-
разрядного напряжения (70 кВ). В этом случае длина изолирующей
части у полимерных изоляторов и вставок на напряжение 3 кВ долж-
на быть не менее:
у прессованных брусковых вставок из материала АГ-4С —
70/0,85 = 82,3 см ( 80 см);
у стержневых изоляторов и вставок с фторопластовыми защитными
трубками или покрытых циклоалифатической эпоксидной смолой —
70/1,75 = 40 см;
у стержневых изоляторов и вставок с полиэтиленовым защитным
чехлом — 70/1,45 = 48,3 см ( яу 50 см).
В отличие от полимерной изоляции на 3 кВ, у которой основным
показателем является мокроразрядное напряжение, полимерная изо-
ляция на 25 кВ характеризуется в основном трекингостойкостью,
а также удельной длиной пути утечки. Целесообразно соизмерять тре-
кингостойкость полимерных материалов с удельной длиной пути утеч-
ки: чем больше удельная длина пути утечки, тем ниже может быть
трекингостойкость полимерного материала изолятора или вставки.
Исследования и имеющийся длительный опыт эксплуатации пока-
зывают, что при номинальном напряжении в контактной сети 25 кВ
необходимая электрическая прочность у полимерных изоляторов и
вставок будет обеспечиваться, если трек ин го стой кость полимерного
материала будет не ниже, чем у фторопласта (его трек и иго стой кость
можно принять за эталон), а удельная длина пути утечки у полимер-
ного изолятора или вставки будет не менее 2,6 см/кВ для мест неболь-
шого загрязнения атмосферы и 3,5—4,0 см/кВ — для мест повышен-
ного загрязнения атмосферы (промышленные районы, химические за-
воды, морское побережье, солончаки и т. п.).
Таким образом, изолирующая часть у полимерных изоляторов и
изолирующих вставок на номинальное напряжение 25 кВ (максималь-
ное рабочее — 29 кВ) при фторопластовых защитных чехлах или
57
чехлах из других полимерных материалов (но с такой же трекинго-
стойкостью, как у фторопласта) должна быть не менее:
для мест небольшого загрязнения атмосферы — 29 • 2,6 = 75,4 см
( 80 см);
для мест с повышенным загрязнением атмосферы — 29 • 3,5 =
— 101,5 см ( ж 100 см); наибольшее значение — 29 • 4,0 = 116 см
( « 120 см).
В случае же, если трекингостойкосты полимерного материала за-
щитного чехла или покрытия больше, чем фторопласта, то изолирую-
щая часть у изоляторов и вставок может быть несколько короче, но
при этом она должна быть не меньше, чем требуется по мокроразряд-
ному напряжению. Изолирующая часть у изоляторов с фторопласто-
вым защитным чехлом по мокроразрядному напряжению должна быть
не менее 130/1,75 = 74,3 см ( ж 75 см).
Перспективными являются полимерные стержневые изоляторы
без каких-либо защитных чехлов или покрытий. В контактной сети на
напряжение 25 кВ и 3 кВ устанавливают комбинированные полимер-
ные стержневые изоляторы (рис. 41), состоящие из несущих стекло-
пластиковых стержней 2 и защитных трекингостойких чехлов 3. За-
щитный чехол изолятора может быть выполнен из гладкой трубки
(как на рис. 41) или с целью уменьшения длины изолятора — из по-
лимерных втулок с ребрами; полимерные втулки с ребрами могут быть
надеты также на стержень. Полимерные стержневые ребристые изоля-
торы (рис. 42) могут оказаться рациональными в качестве подвесных,
когда требуется возможно меньшая длина изолятора,
В качестве несущих стержней полимерных изоляторов используют
эпоксидно-полиэфирные или эпоксидные стеклопластиковые стержни
диаметром 12—38 мм. Для соединения с арматурой контактной сети
на стержни устанавливают клееобжимные 1 (см., рис. 41) металлические
концевые захваты.
Для устройств контактной сети рациональными могут оказаться не
только короткие полимерные стержневые изоляторы, длина которых
принята в соответствии с необходимой их электрической прочностью
(мокроразрядным напряжением, трекингостойкостью), но и длинные
изоляторы, размеры которых выбраны с учетом обеспечения надежной
работы или повышения безопасности обслуживания устройств контакт-
ной сети. Например, для секционных изоляторов нужны короткие
стержневые изоляторы, чтобы обеспечить им хорошие скоростные ха-
Рис. 41, Полимерный стержневой изолятор с гладким защитным чехлом
на напряжение 25 кВ:
/—концевой захват; 2 — стеклопластиковын стержень; 3 — фторопластовая трубка
58
Рис. 42. Полимерные стержневые натяжные ребристые изоляторы на
25 кВ (Италия) с двойным (а), одинарным (б) ушком; с головкой
для пестика (в)
Рис. 43. Прессованная брусковая изолирующая вставка из полимер-
ного материала АГ-4С на напряжение 3 кВ
600-1000
Рис. 44. Полимерная стержневая изолирующая вставка с фторопластовой защит-
ной трубкой н клееобжпмными концевыми захватами для секционных изоляторов
59
рактеристики. В то же время над секционными изоляторами в несущий
трос целесообразно врезать длинные полимерные стержневые изоля-
торы: это уменьшит вероятность пережога несущего троса в случае
возникновения электрической дуги в секционном изоляторе. Установ-
ка длинных стержневых изоляторов в тягах консолей исключит воз-
можность их перекрытия птицами, повысит безопасность обслужива-
ния изолированных консолей ит. п. Применение длинных полимерных
изоляторов повысит безопасность обслуживания устройств контактной
сети.
Изолирующие вставки из полимерных материалов в зависимости от
назначения могут быть прессованными брусковыми (рис. 43), стерж-
невыми и вставками-скользунами. Секционные изоляторы (см. гл. XIV)
на напряжение 3 кВ комплектуют прессованными брусковы-
ми изолирующими вставками прямоугольного поперечного
сечения (толщина 15—25 мм, высота 60—65 мм) из стеклопластика
АГ-4С. Мокроразрядное напряжение вставок с изолирующей ча-
стью 800 мм составляет 40 кВ, а при покрытии их кремнийоргани-
ческим вазелином КВ-3 или пастой КПД — 70 кВ. Вставки из АГ-4С
имеют низкую трекинго стой кость.
Наиболее рациональными изолирующими вставками как для сек-
ционных изоляторов иа напряжение 15—50 кВ, так и для секционных
изоляторов на напряжение 3 — 6 кВ являются стержневые
изолирующие вставки (рис. 44). В качестве несущих
стержней в этих изоляторах используют стеклопластиковые стержни
диаметром 14—22 мм. Для соединения с другими элементами секцион-
ного изолятора на стержни устанавливают клееобжимные концевые
захваты. Необходимая трекингостойкость вставок достигается за счет
защитных чехлов или покрытий из трекингостойких материалов.
В секционных изоляторах на напряжение 3—6 кВ, эксплуатируе-
мых в условиях чистой и загрязненной атмосферы, могут быть при-
менены стеклопластиковые вставки с защитной трубкой или покрытые
слоем циклоалифатической смолы; длина изолирующей части вставок
не менее 400 мм.
В секционных изоляторах на напряжение 25 кВ длину изолирующей
части вставок принимают 800 мм, а в местах с повышенным загрязне-
нием атмосферы — 1000 мм.
Изолирующие скользуныв отличие от обычных стерж-
невых изолирующих вставок позволяют полозам токоприемников про-
ходить (скользить) непосредственно по защитному чехлу вставки.
Поэтому материал защитных чехлов изолирующих скользунов дол-
жен быть не только трекингостойким и дугостойким, но и ударопроч-
ным и износостойким.
Защитные чехлы изолирующих скользунов могут быть сплош-
ными, либо наборными: из втулок и шайб или только из втулок.
Сплошные защитные чехлы изготовляют из износостойкого и тре-
кингостойкого полимерного материала, либо комбинированными: из
полимерного Иц керамического материалов. Втулки чехлов могут
быть керамическими либо прессованными полимерными.
60
IV АРМАТУРА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
13. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ДЕТАЛЯМ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Общие требования. Арматура контактной сети представляет собой
комплекс изделий, которыми крепят конструкции на опорных устрой-
ствах, комплектуют гирлянды изоляторов, фиксируют провода и тросы
на заданном расстоянии друг от друга и относительно пути, соединяют
провода и тросы между собой и т. п.
Эти изделия работают на открытом воздухе в условиях, способст-
вующих интенсивной коррозии, особенно в местах повышенной заг-
рязненности воздуха от промышленных предприятий, химических удоб-
рений, морских солей, а также от тепловозов и паровозов. Кроме того,
они подвергаются постоянным вибрациям при проходе электр©подвиж-
ного состава, воздействию ветровых и гололедных нагрузок и изме-
нений температуры.
Поэтому арматура должна отвечать повышенным требованиям:
иметь достаточную механическую прочность с учетом возможных
перегрузок и усталостных явлений в металле при долговременной ра-
боте под переменной нагрузкой, хорошую сопрягаемость, обеспечи-
вающую свободное скольжение в шарнирах, достаточную надеж-
ность в узлах жесткого крепления, высокую коррозионную стой-
кость.
Для обеспечения указанных требований надежности применяют
арматуру, изготовляемую только на специальных заводах и соответст-
вующую требованиям утвержденных рабочих чертежей и ГОСТ
12393—77.
Более подробно требования к качеству арматуры изложены в нор-
малях на арматуру контактной сети, разработанных Проектно-кон-
структорским бюро Главного управления электрификации и энергети-
ческого хозяйства МПС (ПКБ ЦЭ), в которых обусловлены требова-
ния на материалы, качество отливок и сварки, защитные покрытия,
испытания, маркировку и упаковку.
Для изготовления арматуры контактной сети щ зависимости от
места крепления используют следующие материалы: ковкий и серый
чугун, цветное литье — латунное, бронзовое, алюминиевое, а также
сталь ВСтЗ.
Выпускаемую с завода арматуру подвергают приемо-сдаточным,
периодическим и типовым испытаниям. При приемо-сдаточных испы-
таниях детали осматривают, проверяют размеры, комплектность, каче-
ство и прочность покрытий, состояние резьбы и шарнирности,
проводят механические испытания зажимов, предназначенных для
соединения и анкеровки проводов.
При периодических испытаниях определяют массу, механическую
прочность арматуры и проводят электрические испытания. Периоди-
ческие испытания проводят после каждой замены литейной модели,
61
но не реже одного раза в год и при возобновлении производства ар-
матуры. Типовым испытаниям подвергается арматура нового типа и
при изменении конструкции, технологии изготовления или замене
материалов.
Механические испытания деталей проводят в соответствии со схе-
мами приложения нагрузок, соответствующих рабочим нагрузкам.
Все отобранные образцы испытывают нагрузкой, равной 2-кратной
по отношению к допускаемой, а для стыковых зажимов контактного
провода— 1,5-кратиой, и выдерживают в течение 5 мин. При этих
нагрузках не должно быть выкрашивания металла при затяжке болтов,
остаточных деформаций в материале детали, трещин и нарушений це-
лостности антикоррозионных покрытий, проскальзывания или срыва
проводов.
При испытаниях, проводимых до разрушения арматуры, обращают
внимание на то, чтобы это разрушение происходило при нагрузках
не менее 3-кратной допускаемой, а для стыковых зажимов контактного
провода — 2,5-кратной и чтобы остаточная деформация не наступила
раньше достижения разрушающей нагрузки. Кроме испытаний на
механическую прочность, для некоторых деталей определяют нагрузку,
при которой закрепленный в них провод начнет проскальзывать.
На каждую деталь наносят товарный знак или условные обозна-
чения завода-изготозителя и две последние цифры года изготовления
таким образом, чтобы была обеспечена ясность знаков в течение всего
периода эксплуатации. На сварных, штампованных и кованых изде-
лиях маркировку не наносят.
Арматура из ковкого или серого чугуиа. Для крепления изолято-
ров и проводов контактной сети в узлах, не предназначенных для про-
хождения тока, широкое распространение получили детали из чугуна.
В зависимости от назначения они имеют различную конфигурацию
и рассчитаны на определенную нагрузку.
При изготовлении этих деталей качество отливок проверяют на
изгиб, сжатие, растяжение и твердость. При проверке поверхности
отливок обращают внимание, чтобы не было трещин, заусенцев, намы-
вов, пригара, окалины, отколотых частей и других дефектов, снижаю-
щих качество изделий. Арматуру из чугуна оцинковывают или защи-
щают другим влагоустойчивым покрытием, предотвращающим атмос-
ферную коррозию.
Значения и схемы приложения допускаемых нагрузок для наиболее
распространенной арматуры из чугуна приведены в табл. 15.
Арматура нз цветного литья. Для крепления и стыковки контактных
проводов и тросов во всех узлах, предназначенных для прохождения
тока, применяют детали из цветного литья: латунного и медного —
для медных, сталемедных, бронзовых проводов и тросов; алюминие-
вого — для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов.
При изготовлении деталей из цветного литья обращают внимание
на соответствие химического состава материала требованиям стан-
дартов. Поверхность деталей должна быть гладкой с плавными перехо-
дами и не иметь трещин, заусенцев, намывов, пригара и окалины, от-
колотых частей, раковин и других дефектов, снижающих качество
62
Таблица 15
Деталь Схема испытания детали Допускаемая нагрузка Р, кН
Коуш ВИЛОЧНЫЙ Ж 20
Седло одинарное и двойное 10
‘Р
Ушко: одно-и двухлапчатое шарнирное двойное р' К,г 20 2
разрезное шарнирное одинарное 5 2
неразрезное 3/4" неразрезное 1" неразрезное 11/2" Л р J г т 3,5 5 3
Держатели всех типов 4
L~p
Муфты соединительные и крепления труб к пестику —гТГТЗДт] р 5
Зажим: клиновой гк р 20
63
Продолжение табл. 15
Деталь Схема испытания детали Допускаемая нагрузка Р, кН
для одиночного троса 10
хомутовый Р 10
с ушком P\7w° С? 5
Стойка сочленения фиксатора 200 р 3,5
Ролик подвесной Блок компенсатора с подшипниками: роликовыми 5 30
шариковыми J р/2 f 20
изделий. На деталях, используемых для крепления различных про-
водов, указывают сечение этих проводов.
Значения допускаемых нагрузок, а также схемы приложения этих
нагрузок при испытании для наиболее распространенной арматуры из
цветного литья приведены в табл. 16.
Арматура из стали. Все детали контактной сети, имеющие резьбу,
а также натяжные штанги, соединительные планки, серьги и пестики,
изготовляют из стали ВСтЗспб (спокойной), остальные—из стали
ВСтЗпсб £ (полуспокойной). Необходимость применения спокойной
стали для арматуры, имеющей резьбу и значительные механические
нагрузки, обусловлена требованием обеспечения надежности работы
при низких температурах. Сталь ВСтЗкп2 (кипящую), имеющую при
низких температурах повышенную хрупкость, применяют только для
изготовления штанг для грузов, зажимов заземления и других деталей,
которые не несут значительных рабочих нагрузок.
При приемке стальных деталей обращают внимание, чтобы не было
трещин, заусенцев, отколотых частей и пережогов металла; переход
от одного сечения к другому должен быть плавным, без подрезов.
64
Таблица 16
Деталь Схема испытания детали Допускаемая нагрузка Р, кН
Арматура аз цветного литья
Зажим:
струновой
фиксирующий
соединительный и переходный для
многожильных проводов
стыковой для контактного прово-
да:
МФ-85 и МФ-ICO
МФ-150
средней анкеровки
Соединитель проводов
Серьга и пестик двойной
Арматура из стала
1,5
2,5
15
20
15
100% допус-
каемой на-
грузки сое-
диняемых
проводов
20
Пестик с нарезкой и детали сочлене-
ния изоляторов
5
Зажим:
стыковой для стальных тросов
30
I Зак. 2193
65
Продолжение табл. 16
Деталь
для крепления фиксатора к фикси-
рующему тросу
Бугель подвесной п серьга сварная
Коромысло:
для контактных проводов
для питающих проводов
Болт крюковой
d - - 16 мм
d=-~20 мм
Зажим для поперечного несущего
троса
Штанга с пестиком и резьбой, деталь
для анкеровки контактного провода,
бугель анкерный, планки соедини-
тельные
Штанга:
с ушками
для грузов
Муфта натяжная п пластина регули-
ровочная
20
30
10
15
66
Все сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очи-
щены от шлака, окалин, наплывов и брызг металла. Сварное соедине-
ние должно иметь прочность не менее прочности основного металла;
наплавленный металл должен быть плотным, не иметь трещин, пор и
незаваренных кратеров. Для защиты от коррозии детали из стали
также покрывают антикоррозионным покрытием, как правило, цин-
ковым при горячем цинковании толщиной не менее 48 мкм и при элект-
ролитическом с последующим хроматированием или фосфатирова-
нием — 24 мкм или лакокрасочными материалами.
Большинство деталей контактной сети является типовыми и имеет
определенные номера по каталогу типового проекта «Арматура кон-
тактной сети». Например, одинарные седла, предназначенные для
укладки несущего троса, обозначают 008-76 или 009-76 в зависимости
от конструкции узла соединения с изолятором: с серьгой или с пести-
ком. Первые три цифры обозначают номер детали по каталогу, две
последние цифры — год выпуска типового проекта.
Ы. ДЕТАЛИ И СТРУНЫ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ
ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ
Цепную подвеску контактной сети и отдельные провода крепят
различными деталями, тип которых выбирают в зависимости от конст-
рукции опорного устройства. На консолях крепление осуществляют
с помощью бугелей различных конструкций: на изогнутых консолях
применяют бугель, выполненный из прутка (рис. 45, а), и на наклон-
ных — пластинчатый (рис. 45, б). Для жестких поперечин используют
треугольный подвес (рис. 46, а). На станциях, кроме того, провода
подвешивают на траверсах. На гибкой поперечине используют комп-
лект деталей для крепления проводов к поперечному несущему тросу
с фиксированием их к верхнему поперечному несущему тросу
(рис. 46, б).
Несущий трос укладывают в седлах (рис. 47) и крепят двусторон-
ними плашками, у которых одна сторона приспособлена для проводов
меиьших сечеиий, другая — для больших. На переходных опорах
полукомпенсированных цепных подвесок, на которых к одному изоля-
тору подвешивают два несущих троса, устанавливают двойные седла.
В компенсированной цепной подвеске необходимо обеспечить при из-
менениях температуры продольное перемещение троса, поэтому его
подвешивают на специальном ролике (рис. 48).
Усиливающие, питающие, отсасывающие и некоторые другие про-
вода подвешивают с помощью тех же седел, которые применяют для
подвески несущих тросов. Широко распространена подвеска несколь-
ких проводов на общей гирлянде изоляторов. В этом случае провода
Располагают в двойном седле и один под другим с последовательным
соединением седел.
Для сочленения изоляторов и седел различных конструкций служат
переходные детали: ушко однолапчатое и двухлапчатое (рис. 49),
серьга и т. п.
3*
67
DU
Рис. 45. Бугель:
а — из прутка d=16 ым; б — пластинчатый; 1 — бугель; 2 - планка; 3 — гайка М16; 4 — серь-
га сварная
Рис. 46. Подвеска па жесткой
(а) и гибкой (б) поперечинах:
1 — жесткая поперечила; 2 — крюко-
вой болт; 3 — опорный уголок; 4 —
треугольный поднес; 5 — серьга; 6 —
поперечный несущий трос; 7 — за-
жим для поперечных несущих тро-
сов; 8 — струпа; 9 — верхний фикси-
рующий трос; 10 — хомутовый за-
жи м
Рис. 47. Одинарное седло:
/ — седло: 2 — планка с резьбой; 3 —
болт М15Х55; 4 —гайка М12; 5 —
шайба; 6' — валик d=HG мм; 7 —
шплинт
Концевую заделку контактных проводов, сталемедных и стальных
тросов выполняют клиповыми зажимами (рис. 50). При заделке конец
провода или троса пропускают через зажим, загибают, а затем вместе
с вставленным в загиб провода клином (большим или малым в зависи-
мости от сечения проводов) вгоняют в зажим. Малый клин предназна-
чен для крепления проводов МФ-150, С-100; большой клин — для
остальных проводов.
Концевая заделка многопроволочных проводов может быть также
выполнена через вилочный коуш 1 креплением трубчатым обжимным
соединителем 2 (рис. 51) или соединительными зажимами. Для обес-
печения надежного электрического контакта места соединения прово-
дов тщательно очищают от грязи и окислов, устраняют заусенцы и
неровности на проводах и очищенную поверхность смазывают техни-
ческим вазелином.
Струны в цепных подвесках служат для крепления контактных
проводов к несущему тросу, а в двойных цепных подвесках к вспомо-
гательному проводу и вспомогательного провода — к несущему тросу.
Струны должны обеспечивать эластичность подвески, а в полуком-
пенсированной цепной подвеске — также возможность свободных
продольных перемещений контактного провода относительно несуще-
го троса при изменениях температуры. Материал струп должен обес-
печивать необходимую механическую прочность, долговечность и
стойкость к атмосферной коррозии. Связь между контактным про-
водом и несущим тросом не должна быть жесткой, поэтому струны
изготовляют отдельными звеньями или гибкими.
Звеньевые струны цепных подвесок изготовляют из сталемедной
проволоки диаметром 4 мм (рис. 52 а, б), отдельные звенья шарнирно
связаны между собой. В зависимости от длины струна может быть вы-
полнена из двух и более звеньев, при этом нижнее звено, связанное
с контактным проводом, во избежание излома должно быть длиной
не более 300 мм. Для уменьшения износа струн в местах соединения
звеньев устанавливают медные коуши. Звеньевые струны прикрепляют
к контактному проводу и несущему тросу стр у новыми зажимами.
Двойные контактные провода нолукомпеисированной подвески
крепятся на общих струнах с отдельными нижними звеньями
(см. рис. 52, б).
Могут применяться также струны из гибкого канатика ПАМГ
сечением 10 мм2 с плотным креплением концов к струновым зажимам,
а также из лавсанового или капронового каната (шнура) диаметром
3—6 мм. Капроновые струны имеют преимущества: не подгорают,
легче осуществляется их регулировка, достигается экономия цветного
металла.
При изменениях температуры происходит взаимное перемещение
контактного провода и несущего троса (по обе стороны от средней
анкеровки). Особенно сильно сказывается это явление в полу компен-
сированной подвеске, в которой несущий трос практически не имеет
продольных перемещений, а у контактного провода эти перемещения
достаточно велики. Взаимное перемещение проводов приводит к пере-
косу струн. В результате меняется как положение контактного про-
69
Рис. 48. Крепление компенсированного несущего троса на ролике:
/ — натяжной зажим; 2 — соединительная планка; 3 — клиновой зажим; 4 — дополнительный
трос; 5— ролик; 6 — основной несущий трос
Рис. 49. Однолапчатое (а) и двухлап-
чатое (б) ушко
Рис. 50. Клиновой зажим:
I — корпус зажима; 2 — клин; 3 — валик; 4 — шплинт; 5 — бандаж
Рис, 51. Концевая заделка мно-
гожильных проводов
70
вода по высоте, так и натяжение
проводов цепной подвески. Чтобы
уменьшить это влияние, угол нак-
лона струны не должен превышать
30° к вертикали.
Если это условие не соблюдает-
ся, то используют скользящие стру-
ны (рис. 53). Длина направля-
ющей, устанавливаемой на несу-
щем тросе, должна быть такой,
чтобы при крайних температурах
обеспечивалось взаимное переме-
щение контактного провода отно-
сительно несущего троса без пере-
коса струны более 30°.
Контактный провод в косых
подвесках смещен относительно не-
сущего троса поперек пути при
угле наклона более 20°, поэтому в
них для предотвращения вывора-
чивания контактного провода при-
меняют специальный рычаг косой
струны, обеспечивающий верти-
кальное положение струиовых за-
жимов.
Для более равномерной эластич-
ности и уменьшения стрел прове-
сов контактного провода при тем-
Рис. 52. Звеньевая струна для оди-
нарного (а) и двойного (б) контакт-
ного провода:
1 — контактный провод; 2 — несущий трос
пературных изменениях контактные провода у опорных конструк-
ций подвешивают на рессорных тросах (см. рис. 3).
Вспомогательный трос 3 изготавливают из сталемедной проволоки
диаметром 6 мм. Он прикрепляется к несущему тросу 1 посредством
зажима рессорной струны. Звеньевые струны 5 и 4 крепят с одной сто-
Рис. 53. Скользящие струны для рабочей (я) и нерабочей (б) ветвей под-
вески;
/ — контактный провод; 2— несущий трос; 3 — соединительный зажим; 4 — направля-
ющая; 5 —скоба; 6 — звеньевая струна; Z —струновон зажим
5) 7
71
роны к вспомогательному тросу струновыми зажимами или медными
скобами, а с другой — к контактному проводу с обычным креплением
струн зажимами.
Струны, устанавливаемые на гибких поперечинах между попереч-
ным несущим и верхним фиксирующим тросами, изготавливают из ста-
лемедной проволоки диаметром 6 мм без звеньев.
15. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СОЕДИНИТЕЛИ
Электрические соединители между отдельными проводами или уча-
стками контактной подвески обеспечивают параллельное соединение
их и непрерывность цепи контактной сети для прохождения электри-
ческого тока. В зависимости от назначения и места установки раз-
личают поперечные (рис. 54, а), продольные (рис. 54, б) и обвод-
ные электрические соединители. Электрические соединители должны
обеспечивать вертикальные и продольные перемещения проводов кон-
тактной подвески при расчетных изменениях температуры.
Электрические соединители, устанавливаемые между контактным
проводом и несущим тросом, изготовляют из медного неизолирован-
ного гибкого (МГ) или медного неизолированного (М) провода сече-
нием не менее 70 мм3 на участках постоянного тока и не менее 50 мм2 —
на участках переменного тока. Соединители, устанавливаемые между
несущим тросом и усиливающим проводом, могут быть выполнены из'
медного или алюминиевого (А) неизолированного провода. Усиливаю-
щие и питающие алюминиевые и сталеалюминиевые провода соеди-
няют между собой алюминиевыми неизолированными проводами се-
чением, соответствующим сечению соединяемых проводов.
Соединители, предназначенные для параллельного соединения под-
весок путей на станциях участков постоянного и переменного тока,
изготовляют из провода МГ или М сечением не менее 70 мм2.
Для большей эластичности электрические соединители из провода
МГ, устанавливаемые между несущим тросом и контактным проводом,
выполняют с тремя эластичными витками диаметром 50—60 мм на
расстоянии 300 мм от контактного провода, а соединители из провода
М — в виде полукольца.
Электрические соединители на многопроволочпых проводах крепят
соединительными зажимами: латунными — для медных проводов
(рис. 55, а) и алюминиевыми — для алюминиевых (рис. 55, б).
Крепление соединителя на контактных проводах осуществляют
посредством болтовых питающих зажимов (рис. 56) или прессован-
ными без болтовым и зажимами. Увеличение поверхности соприкосно-
вения питающего зажима с контактным проводом достигается кли-
пом, забиваемым в зажим при его креплении на контактном проводе..
Нижняя поверхность клина, которая соприкасается с контактным
проводом, выполняется в виде желоба, имеющего тот же радиус кри-
визны, что и головка контактного провода. Конец клипа после его уста-
новки разводят по вертикальной прорези, имеющейся на конце клина.
Прессованные зажимы монтируют с помощью гидравлических прес-
72
Рис, 54. Поперечный (а) и продольный (б) электрические соединители;
/ — алюминиевый провод: 2 — переходной зажим ПАМ; 3—медный провод; 4 — усиливаю-
щий провод; 5 — несущий трос; 6 — соединительный зажим; 7 — соединительный зажим для
алюминиевых проводов; 8 — питающий зажим для контактных проводов; <? —контактный про-
вод; 10 — витки
ПО
Рис, 55, Соединительные зажимы для медных (а) и алюмшшсиых (б) проводив
73
Рис. 5G. Питающий зажим;
/ —копта 1чтпый провод; 2 — соедини-
тельный провод; 3 — клип
сов, создающих усилие опрессовки 200 кН. Разработаны портативные
гидравлические прессы с ручным и электрическим приводами.
Места соприкосновения меди с алюминием при попадании на них
влаги и прохождении электрического тока подвергаются коррозии,
в результате чего повышается переходное сопротивление и происходит
перегрев и пережог соединяемых проводов. Чтобы предотвратить это
явление, для присоединения медных проводов к алюминиевым разра-
ботан специальный переходный зажим ПАМ (рис. 57). Он изготовлен
из алюминия, а в той части зажима, в которой крепится медный про-
вод, снабжен впаянными медными пластинами.
При монтаже контактные поверхности зажимов и концы соединяе-
мых проводов зачищают и смазывают техническим вазелином.
Поперечные соединители (см. рис. 54, а) устанавли-
вают между всеми проводами контактной сети, относящимися к одному
пути или группе путей на станции (контактными, усиливающими
проводами и несущими тросами). Такое соединение обеспечивает про-
текание тока по всем параллельно расположенным проводам.
Поперечные электрические соединители рессорной контактной под-
вески располагают за пределами рессорных проводов, но не далее
15 м от опоры, на следующих расстояниях друг от друга:
на электрифицированных линиях постоянного тока 250—200 м —
если сечение контактных проводов составляет 50 % и более общего се-
чения подвески; 200—150 м — если сечение контактных проводов
менее 50% общего сечения подвески;
на электрифицированных линиях переменного тока 350—250 м —
если сечение контактного провода 50% и более общего сечения;
200—150 м — если сечение его менее 50 % общего сечения.
19П
Рис. 57. Переходный зажим ПАМ:
/ — алюминиевый или сталеалюм и пневый провод; 2 — медный провод; 3 — алюминиевый
зажим; 4 — медные пластинки
74
Электрические соединители на станциях для параллельного сое-
динения подвесок путей, входящих в одну секцию, располагают па
расстоянии 200—400 м друг от друга. Предусматривают обязательную
установку их в местах трогания электровозов и электропоездов.
В горловинах станций па боковых путях, где электровозы постоян-
ного тока трогаются с тяжеловесными составами, в каждом пролете
между опорами не менее двух подвесок соединяются между собой и
между несущим тросом и контактным проводом предусматривают
электрические соединители.
Продольные соединители (см. рис. 54, б) устанавли-
вают в местах сопряжения анкерных участков, на воздушных стрел-
ках и местах подключения усиливающих и питающих проводов к кон-
тактной подвеске. Суммарная площадь сечения продольных соедини-
телей должна быть равна площади сечения соединяемых ими подвесок,
причем для надежного контакта продольные соединители на главных
путях и других ответственных местах контактной сети выполняют
из двух и более параллельно расположенных проводов.
В гололедных районах продольные соединители подключают таким
образом, чтобы обеспечить эквивалентное сечение в пределах переход-
ного пролета для возможности плавки гололеда.
Обводные соединители монтируют в тех местах, где
необходимо соединить отдельные провода, зааикерованные на опоре
или искусственном сооружении с разных сторон, и восполнить в этом
месте недостающее сечение контактной сети. Сечение обводных соеди-
нителей выбирают соответствующим общему сечению соединяемых
подвесок.
В процессе эксплуатации постоянно следят за надежностью элек-
трического контакта у соединителей. В этих целях в местах, где боль-
шая плотность тока, соединительные и питающие зажимы оборудуют
флажками-сигнализаторами, закрепляемыми легкоплавким сплавом.
При температуре, которая превышает температуру окружающей среды
на 100° С, происходит размягчение этого сплава и флажок отпадает,
что позволяет судить о начавшемся перегреве контакта.
На питающих линиях и секционных разъединителях при постоян-
ном токе в местах присоединения питающих проводов и электриче-
ских соединителей к несущему тросу монтируют дополнительные пе-
ремычки, шунтирующие зажимы присоединения проводов к несуще-
му тросу. Сечение перемычки должно соответствовать сечению пи-
тающего провода.
При выполнении присоединений проводов к несущему тросу свар-
кой взрывом установка дополнительных перемычек не требуется.
Для улучшения электрических характеристик соединителей приме-
няют сварку проводов. Для электрических соединителей, не несущих
значительной механической нагрузки, применяют термитную сварку
проводов, обеспечивающую механическую прочность соединителя в
пределах 30—70% прочности целого провода. Соединение несущих
тросов, питающих и усиливающих проводов, где снижение прочности
не допускается, производят сваркой взрывом. Описание этих и дру-
гих методов соединения проводов приведено в п. 9.
75
Г Л А В А
V ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
16. ОПОРНЫЕ УЗЛЫ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
Опорным узлом цепной контактной подвески называют часть ее
пролета у опоры между первыми от опоры простыми (иерессорными)
струнами. Опорный узел простой подвески — это часть пролета под-
вески у опоры'между крайними точками подвеса контактного провода.
От конструкции и параметров опорных узлов контактных подвесок во
многом зависят размер износа и равномерность изнашивания контакт-
ного провода в пролете, качество токосъема, особенно при высоких
скоростях движения поездов, надежность работы подвесок при низких
и высоких температурах воздуха, сильном ветре, больших гололедо-
изморозевых отложениях.
Опорные узлы цепных подвесок должны отвечать следующим тре-
бованиям;
иметь эластичность, по возможности близкую к эластичности кон-
тактной подвески в середине пролета;
обеспечивать одинаковое вертикальное перемещение контактного
провода во всех точках опорного узла при изменении температуры
воздуха;
быстро гасить колебания контактного провода после прохода токо-
приемника;
обеспечивать равномерное нажатие токоприемников на контактный
провод по всей длине пролета;
при автоколебаниях препятствовать распространению колебаний
вдоль цепной подвески, не возбуждать горизонтальные колебания
контактного провода.
Опорный узел, как и вся контактная подвеска, представляет собой
сложную колебательную систему. Поэтому качество токосъема опре-
деляется как статическими, так и динамическими его характеристи-
ками. Основной для. опорного узла является характеристика, представ-
ляющая зависимость отжатия контактного провода вертикальной си-
лой вверх и вниз от уровня его свободного положения.
Динамические качества опорных узлов контактных подвесок оце-
нивают по зависимостям свободных вертикальных колебаний контакт-
ного провода у опоры после прохода токоприемника. Такие зависимо-
сти получают экспериментально; по ним устанавливают максимальную
амплитуду вертикальных колебаний контактного провода в опорном
узле, а также степень их затухания. В качестве единицы затухания
колебаний принимают натуральный логарифм отношения амплитуд
колебаний через один период (логарифмический декремент затухания
колебаний). Чем быстрее затухают колебания контактного провода
в опорном узле после прохода токоприемника, т. е. чем больше лога-
рифмический декремент затухания колебаний, тем лучше динамическая
характеристика опорного узла.
76
В зависимости от конструкции и расположения струп различают
следующие опорные узлы одинарных цепных подвесок: с простой стру-
ной (рис. 58, а), от таких опорных узлов незначительно отличаются
по своим характеристикам опорные узлы с двумя простыми струнами,
смещенными от опоры не более чем на 2 м, со смещенными от опоры
(более чем иа 2 м) простыми струнами (рис. 58, б), а также с рессорными
струнами (рис. 58, в).
Рассматривая эквивалентные механические схемы опорных узлов
(рис. 58, г, д, е), нетрудно заметить существенную разницу в рабо-
те опорных узлов с простыми опорными струнами и со смещенными
от опор простыми или с рессорными струмами.
Как видно из рис. 58, г, эквивалентная механическая схема опор-
ного узла цепной контактной подвески с простой струной может быть
представлена нерастяжимой нитью, па которой подвешен груз весом
Q. Вес этого груза зависит от веса контактного провода, приходяще-
гося на струну, нагрузки па нее от вертикальной составляющей натя-
жения контактного провода, и при беспровесном положении может
достигать 100 Н, а при расположении контактного провода с положи-
тельной стрелой провеса — 200 Н.
Если нажатие токоприемника на контактный провод Р будет
меньше веса груза Q или равно ему (Р Q), то никакого подъема кон-
тактного провода у опоры не произойдет (Л/г = 0), т. е. токоприемник
на своем пути встретит жесткую точку, что может привести к отрыву
полоза токоприемника от контактного провода. В этом заключается
основной недостаток цепных подвесок с простыми струнами, установ-
ленными непосредственно у опор.
Чтобы отжать контактный провод у опоры, нажатие токоприемника
Р должно быть больше груза Q (Р >> Q). Тогда контактный провод
будет отжат вверх на высоту АЛ, т. е. струна разгрузится.
Опорный узел
Рис. 58. Схемы опорных узлов цепных подвесок (а, б, е); их эквивалентные схе-
мы (г, д, е)
77
В отличие от опорного узла с простой струной, который становится
эластичным только при большом нажатии токоприемника, опорные
узлы со смещенными от опоры простыми или с рессорными струнами
являются эластичными при всех возможных в эксплуатации нажатиях
токоприемников. Поэтому эквивалентные механические схемы этих
опорных узлов могут быть представлены в виде спиральной пружины
с эластичностью, равной эластичности цепной подвески в опорном узле,
и подвешенным на этой пружине грузом весом Q (см. рис. 58, д, е).
При приложении к грузу вертикальной силы Р о и будет подниматься
на высоту Д/г = Рэ,
где э — эластичность контактной подвески у опоры (см. гл. X).
На рис. 59, а приведена упругая характеристика опорного узла
цепной подвески с рессорными струнами, а на рис. 59, б — с простой
струной.
Конструкцию опорного узла цепной подвески принимают в зави-
симости от скорости движения поездов, типа контактной подвески
(компенсированная или полукомпенсированная) и ее расположения
в плане (прямой участок пути или кривая).
На путях перегонов и станций со скоростью движения поездов
выше 70 км/ч опорные узлы цепных подвесок выполняют с рессорными
струнами, при скоростях менее 70 км/ч — с простыми опорными стру-
нами, смещенными па 1,5—2 м от опоры.
Рессорные струны не устанавливают в опорных узлах полукомпен-
сированных подвесок, расположенных на кривых участках пути ра-
диусом менее 800 м. Не устанавливают их также на нерабочих ветвях
сопряжений всех типов при компенсированной цепной подвеске и на
изолирующих сопряжениях при полукомпенсированиой подвеске неза-
висимо от скорости движения поездов.
В компенсированных цепных подвесках с двумя контактными
проводами на рессорном проводе монтируют четыре струны (рис. 60,а).
Рис. 59. Упругие характеристики опорных узлов ценной подвески с рессор-
ной (а) и простой (б) струной
78
Рис. 60. Схемы опорных узлов ком-
пенсированной с двумя контактными
проводами (а), компенсированной с
одним контактным проводом (б), по-
лукомпенсированной с одним и двумя
контактными проводами (в) рессор-
ной цепной подвески:
/ — контактный провод; 2 — несущий трос;
3 — рессорный провод
Длину рессорного провода независимо от длины пролета принимают
равной /р = 2а = 2 8 = 16 м. Первые рессорные струны устанавли-
вают па расстоянии от опоры е0 = 2 м; длина их должна быть не
менее 1 м. Расстояние между рессорными струнами принято равным
Ср = 2во = 2 2 = 4 м. Первые простые струны устанавливают Да
несущем тросе на расстоянии от опоры е=10 м.
Длина рессорного провода в опорном узле компенсированной рес-
сорной подвески с одним контактным проводом (рис. 60, б) принята
равной /р = 2а = 2 6 = 12 м; расстояние от опоры до первой про-
стой струны е = 10 м.
Для выравнивания эластичности цепной подвески в пролете
расстояния между рессорными струнами увеличивают (см. рис. 15),
принимая, например, <?о = 3 м. Простые струмы устанавливают от
опоры на расстоянии е= 14-4-15 м. Первые от опор рессорные стру-
ны-выполняют одинарными, а вторые — двойными или одинарны-
ми с двумя нижними звеньями. В контактных подвесках, предна-
значенных для скоростей 200 км/ч и выше, длину рессорного про-
вода увеличивают.
В полукомпеисированиых цепных подвесках независимо от длины
пролета и количества контактных проводов опорные узлы выполняют
по схеме рис. 60, в. Длину рессорного провода определяют исходя из
условия одинакового перемещения контактного провода в вертикаль-
ной плоскости у опоры и у первых простых струн при изменении тем-
пературы воздуха. На основании монтажных таблиц ее принимают
равной 10, 12 или 14 м (соответственно а = 5, 6 или 7 м).
В опорном узле полукомпенсированной цепной подвески, располо-
женной на кривой радиусом менее 800 м (рис. 61, а), устанавливают
две простые струны; они смещены от опоры на расстояние с0 = 2 м.
Следующую струн}7 в пролете независимо от его длины закрепляют на
расстоянии от опоры с — 10 м.
79
Рис. 61. Схемы опорных узлов со смещенными от опор простыми струмами типо-
вой полукомпенсировапной подвески на кривой радиусом менее 800 м (а); цеп-
ной подвески с сочлененными фиксаторами (б):
/ — контактный провод; 2 — несущий трос
При монтаже полукомпенсированных цепных подвесок на стан-
ционных путях (кроме главных) струны в опорных узлах смещают от
опор обычно на с0 ^-= 1,5 м. Оставшуюся часть пролета (ZK I — 2 с0)
делят на равные струновые пролеты длиной не более 12 м. Например,
при I = 63 м и с0 = 1,5 м цепную подвеску монтируют с шестью стру-
нами, устанавливая их на расстоянии 12 м одна от другой.
Расстояние 2с0 = 3 м между струнами в опорном узле выбрано
с учетом больших сосредоточенных нагрузок на контактный провод
от фиксаторов. При большом смещении струн от опоры контактный
провод в струновом пролете 2с0 под действием фиксатора получал
бы значительный провес. Это ухудшило бы токосъем в опорном узле,
даже при небольших скоростях.
На главных путях перегонов, станций и приемо-отправочных со
скоростью движения, превышающей 50 км/ч, устанавливают сочленен-
ные фиксаторы. В этом случае целесообразно простые опорные струны
Рис. 62. Экспериментальные данные от-
жатия контактного провода у опоры в
пролете 70 м при различной длине рес-
сорного провода:
I — а =-(); 2 --- а=6 м; 3 — «=!0 м
смещать от опоры на большие
расстояния — до с0 = 5 -? 5,5 м
(рис. 61, б). Такие цепные под-
вески имеют более равномерную
эластичность в пролете. В полу-
компенсированных подвесках,
кроме этого, получаются мень-
шие стрелы провеса контактных
проводов при крайних темпера-
турах за счет сокращения дли-
ны пролета контактного прово-
да с I до /1( = I — 2 с0, что также
повышает качество токосъема.
На эластичность рессорной
цепной подвески у опоры и у
первой простой струны на рас-
стоянии е от опоры (см. рис. 122)
оказывает влияние длина рес-
сорного провода (рис. 62).
Эластичность цепной подвески
у опоры при а = 0 (т. е. при
простой струне в опорном узле)
89
до разгрузки струны практически равна нулю. От длины рессорного
провода зависит сила Рс, при которой происходит разгрузка первой от
опоры простой струны. При этом чем длиннее этот провод, тем раньше
разгружается струна. Рессорный провод несколько увеличивает элас-
тичность цепной подвески у первой струны до момента ее разгрузки.
После разгрузки струны влияние длины рессорного провода цепной
подвески становится значительным. Расстояние между рессорными
струнами 2 с0 в пределах от 0 до 10 м при длине рессорного провода 16—
20 м практически не влияет на эластичность цепной подвески у опоры.
Эластичность цепной подвески у опоры зависит также и от расстояния
от опоры до первой простой струны е. Изменение этого расстояния с 6
до 15 м (при длине рессорного провода 12 м, а = 6 м) увеличивает
эластичность на 25—30%.
Экспериментальные исследования эластичности одинарных рес-
сорных подвесок (см, гл. X) в пролетах различной длины и при различ-
ных натяжениях несущего троса показали, что длина пролета и натя-
жение несущего троса (например, I = 50 м и I = 70 м соответственно
Т = 15 кН и Т = 10 кН) мало влияют на эластичность цепной под-
вески у опоры и у первой простой струны. В средней же части пролета
эластичность цепной подвески существенно зависит от длины пролета
и натяжения проводов. Из этого следует, что эластичность по длине
пролета можно выравнить сокращением длины пролета и повышением
натяжения проводов.
17. АНКЕРНЫЕ УЧАСТКИ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
И ИХ СОПРЯЖЕНИЯ
Контактные подвески выполняют в виде отдельных участков дли
ной не более 1600 м, механически независимых друг от друга. Такое
разделение позволяет осуществить компенсированные анкеровки ее
проводов, уменьшить зону повреждения в случае обрыва проводов,
упрощает монтаж подвески, так как ее можно сооружать отдельными
участками.
Достигается такое разделение закреплением (анкеровкой) одного
конца провода на специальной, более мощной опоре, способной вос-
принять натяжение провода. Затем провод подвешивают к ряду про-
межуточных опор, рассчитанных
водов, гололеда и ветра. Другой
конец провода закрепляют (че-
рез компенсатор или жестко) на
такой же мощной специальной
опоре (рис. 63). Опоры, вос-
принимающие натяжение про-
вода, называют анкерными, а
расстояние между этими опо-
рами Lay — длиной анкерного
Участка, или просто анкерным
участком.
только на нагрузки от массы про-
Рис. 63. Схема анкерного участка прово-
да при двусторонней его компенсации:
1 — анкерная опора; 2 — средняя анкеровка;
3 - компенсатор
81
Чтобы устранить возможные нежелательные перемещения проводов
в сторону одного из компенсаторов, примерно в середине анкерного
участка устраивают специальный узел контактной подвески, называе-
мый средней анкеровкой. В полукомпснсированных подвесках среднюю
анкеровку делают только для контактного провода, в компенсирован-
ных— для контактного провода и несущего троса.
Длину анкерного участка Аау определяют исходя из условия,
чтобы изменение натяжения компенсированных проводов в анкерном
участке вследствие реакции консолей, струн и фиксаторов не превы-
шало для контактных проводов ± 15'% и для несущих тросов ± 10%
(па скоростных участках ±5%) номинального их натяжения, созда-
ваемого компенсаторами.
Определим, почему может измениться натяжение проводов в анкер-
ном участке. В полу компенсированных цепных подвесках па натяжение
контактного провода большое влияние оказывают струны. При увели-
чении температуры воздуха длина контактного провода увеличивается,
при уменьшении — уменьшается. При этом контактный провод пере-
мещается вдоль анкерного участка. Вследствие этого струны, смонти-
рованные вертикально при средней температуре воздуха для данного
района, получают наклон в плоскости подвески. Причем, чем дальше
струна установлена от средней анкеровки и чем больше температура
изменилась по сравнению со средней, тем больше струна наклонится,
В результате наклона струн в контактном проводе возникнут допол-
нительные усилия А/(с (рис. 64), направленные вдоль контактного
провода, которые будут складываться (или вычитаться при t Д> /ер)
с номинальным натяжением контактного провода /(, создаваемым ком-
пенсатором.
На рис. 64 видно, что усилие А 7% зависит от длины струны, угла ее
наклона в вертикальной плоскости и вертикальной нагрузки на струну
Gc. Последняя в свою очередь зависит от длины струнового пролета
и стрелы провеса контактного провода. Наибольшие изменения натя-
жения контактного провода при отклонении температуры от средней
Рис. 64. Схема, поясняющая влияние на-
клона струны на натяжение контактного
провода:
1 контактный провод; 2— несущий трос; 3 —
наклонная струпа (при 4 — компенса-
тор; ДКс —реакция струны; (Зс — вертнка.аь-
цая ппгруака нп струну; Не уси.тпс в CTpyiie
происходят в пролетах, распо-
ложенных у средней анкеровки
контактного провода, наимень-
шие — в пролетах у компенса-
торов.
На натяжение контактного
провода аналогичное влияние
оказывают фиксаторы, когда
при продольном перемещении
провода они оказываются пепер-
псидикуляриыми в плайе к оси
пути.
В компенсированных цепных
подвесках струны и фиксаторы
меньше влияют на натяжение
контактного провода, поскольку
при изменении температуры
82
лроисходит одновременное про-
дольное перемещение как кон-
тактного провода, так и несу-
щего троса.
На кривых участках пути
натяжение компенсированного
несущего троса зависит от рас-
положения в плане поворотных
изолированных консолей. При
отклонении от своего нормаль-
ного положения консоли, подоб-
но фиксаторам, йЗхМеияют натя-
Рис. 65. Схсгта, иллюстрирующая влияние
перемещения консолей на натяжение не-
сущего троса:
Ж- реакция консоли; 1 — консоль; 2 — несу-
щий трос; 3 — опора
жение несущего троса за счет
реакции ДТ1( (рис. 65).
При двойном контактном проводе в полукомпеисированной под-
веске среднюю анкеровку выполняют одним тросом, присоединяя
его поочередно к каждому контактному проводу специальным за-
жимом.
В компенсированной цепной подвеске среднюю анкеровку делают
в двух пролетах (рис. 66); одну из поворотных консолей 1 закрепляют
неподвижно с помощью троса средней анкеровки 2t заанкеровапного
жестко на опорах с оттяжками 3. Среднюю анкеровку контактного
провода выполняют с помощью двух отрезков троса 4 биметалличе-
ским тросом сечением не менее 50 мм2, а несущего троса — биметал-
лическим тросом сечением не менее 70 мм2. Максимальное натяжение
средней анкеровки несущего троса компенсированной подвески не
должно превышать 10 кН,
Длину каждой ветви троса средней анкеровки контактного провода
как компенсированной, так и полукомпенснрованной подвески при-
нимают равной примерно десятикратному минимальному расстоянию
между контактным проводом и несущим тросом этого пролета.
В местах, где токоприемники переходят с контактных проводов
одного анкерного участка па контактные провода следующего анкер-
ного участка, монтируют сопряжения анкерных участков. Эти сопря-
жения должны обеспечивать плавный переход токоприемников с од-
ного провода па другой при установленной скорости движения поез-
дов, а также работу компенсирующих устройств в анкеровках проводов,
т. с, допускать взаимное продольное'"перемещение проводов контакт-
ной сети при изменении температуры'.воздуха. Сопряжения анкерных
С: с. GG. Схем а средней анкеровки компе псп рсиз а иной ценной подвески
83
Рис. 67. Схема простого ';
(двухпролетпого) сопря-
жения анкерных участков
без секционирования
участков бывают пеизолирующие, т. е. только с механическим разде-
лением цепных подвесок, и изолирующие (с секционированием), в ко-
торых, кроме механического, осуществлено и электрическое разде-
ление.
Неизолирующие сопряжения делают в двух или трех пролетах.
Двухпролетные (простые) сопряжения анкерных участков контакт-
ных ирдвесок устраивают на станционных путях, на которых ско-
рость не превышает 70 км/ч.
Рассмотрим расположение контактных проводов при простом двух-
пролетном сопряжении анкерных участков (рис. 67). Сопряжение
выполнено между двумя анкерными опорами 1 и <3. Контактные провода
разных анкерных участков пересекаются у переходной опоры 2.
В месте пересечения устанавливают ограничительную трубку, которая
обеспечивает их одновременный подъем. Надежное электрическое сое-
динение между анкерными участками осуществляют с помощью про-
дольного электрического соединения 4. На главных путях станций
и перегонов монтируют неизолирующие эластичные трехпролетные
сопряжения (рис. 68).
Жирными линиями обозначены рабочие участки контактных про-
водов (где токоприемник осуществляет контакт с проводом), тонкими —
нерабочие.
Как видно на рис. 68, при трехпролетных эластичных сопряже-
ниях между двумя анкерными располагают две переходные опо-
ры А и Б, при этом переход токоприемника с одного провода на дру-
гой происходит в переходном (среднем) пролете. В этом пролете каждый
из контактных проводов по высоте регулируют так (рис. 69), чтобы
у переходной опоры нерабочий контактный провод 1 располагался на
200 мм выше рабочего 2.
Для поддержания требуемого натяжения компенсированных про-
водов контактных подвесок в их анкеровках устраивают автоматически
Рис. 68. Схемы эластичного (трехпролстного) сопряжения анкерных участков без
секционирования:
//u-l-200 — отметка высоты подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса
(УВГР) у опоры; Щ — поминальная высота подвески контактного провода вад УВГР, при-
нимаемая при проектировании; -- nopM.-BiiHri.iii зпгваг (0,3 м) контактного проводи от осн
пути у опоры; Zj—длина пролета, принимаемая при проектировании
84
Рис. 69. Расположение проводов цепных подвесок в переходном пролете эластич-
ного сопряжения анкерных участков
г
I
I
I
Ф
повъема. кон-
тактного приВода.
действующие устройства - - компенсаторы. Применяют блочные, ры-
чажные и построенные на принципе ворота грузовые компенсаторы,
а также пружинные и газогидравлические. Наибольшее распростра-
нение получили грузовые компенсаторы.
Для анкеровки двух контактных проводов, контактного провода и
несущего троса или одного провода МФ-150 используют трехблочные
компенсаторы (рис. 70) с коэффициентом передачи 1 : 4, т. е. вес грузов
компенсатора в 4 раза меньше натяжения компенсированного провода.
85
Например, для создания натяжения в 10 кН у контактного провод^
МФ-100 на штангу трехблочного компенсатора необходимо положит^
груз в 250 кг (десять железобетонных грузов по 25 кг). Для анкеровки]
одного контактного провода устанавливают, как правило, двухблочные!
компенсаторы с коэффициентом передачи 1:2. 1
Уменьшая вес компенсированных грузов в 4 или 2 раза по сравне-1
нию с натяжением провода, блочный компенсатор во столько же раз]
увеличивает перемещение грузов по сравнению с продольным переме-]
щением провода у анкеровки при изменении температуры воздуха. )
На линиях переменного тока контактный провод и несущий трос!
компенсированной цепной подвески анкеруют раздельно, каждый!
на свой компенсатор. 1
На зарубежных дорогах широко применяют грузовые компенсаторы !
с системой блоков, смонтированных в виде полиспаста. Коэффициент?]
передачи в таких компенсаторах обычно 1:5. •
18. ВОЗДУШНЫЕ СТРЕЛКИ <
Воздушные стрелки предназначены для обеспечения плавного и
надежного перехода токоприемников с контактной подвески одного
пути на контактную подвеску другого пути при движении электро-
поездов по стрелочному переводу и образуются пересечением двух
контактных подвесок.
Воздушные стрелки должны обеспечивать продольное взаимное
перемещение проводов контактных подвесок при изменении темпера-
туры, поэтому к расположению проводов на воздушных стрелках предъ-
являются следующие требования. Контактные провода, образующие
стрелку, должны иметь между собой в точке пересечения связь, чтобы
подъем одного из проводов был невозможен без одновременного подъема
другого провода. Без такой связи токоприемник, двигаясь по контакт-
ному проводу одной подвески при подходе к стрелке, отжал бы его,
Рис. 71. Пересечение контактных проводов па воздушной стрелке
86
а контактный провод другой подвески
□стался бы на прежней высоте. В ре-
зультате последний мог оказаться под
полозом токоприемника, что вызвало
оы серьезные повреждения контактной
сети и токоприемника.
Пересекающиеся контактные провода
связаны с помощью ограничительной
трубки, установленной на нижнем кон-
тактном проводе (рис. 71). Верхний кон-
тактный провод 1 пропускают между ог-
раничительной трубкой 5 и нижним кон-
тактным проводом 2. Специальными бол-
тами 4 ограничительную трубку крепят
к фиксирующим зажимам 3, установлен-
ным па контактном проводе 2.
Длину ограничительной трубки вы-
бирают такой, чтобы она не препятст-
вовала перемещению компенсированных
контактных проводов в разные стороны
при изменении температуры воздуха.
В зависимости от расстояния между воз-
душной стрелкой и средней (или жесткой)
анкеровкой нижнего контактного про-
вода длину ограничительной трубки
принимают от 1000 до 1500 мм. Рассто-
яние от воздушной стрелки до средней
анкеровки должно быть не более 400 м.
При средних температурах для данного
района точка пересечения проводов дол-
жна находиться посередине между фнк-
Рис. 72. Схемы связей проводов
цепных подвесок на воздушных
стрелках:
а — жесткое соединение несущих
тросов; б — посредством перекрест-
ных струн; в — с помощью перекре-
стной и вертикальных струн и пере-
крестной жесткой распорки; I —
контактный провод; 2 — несущий
трос; 3— жесткое соединение; 4—
ограничительная трубка; 5 — пере-
крестные струны; 6 — вертикальные
струны; 7 — жесткая перекрестная
распорка
сирующими зажимами.
Контактные провода главных путей или путей преимущественного
направления на воздушной стрелке располагают снизу. Без взаимного
пересечения контактных проводов воздушные стрелки не устраивают.
Пересечение на воздушных стрелках главных путей станций компенси-
рованной и полукомпенсированной цепных подвесок не допускается.
При полукомпенсированных цепных подвесках связь между про-
водами на нефиксированных воздушных стрелках, помимо ограничи-
тельных трубок на контактных проводах, обеспечивают также уста-
новкой соединительных зажимов на образующих воздушную стрелку
несущих тросах в месте их пересечения (рис. 72, а).
В том случае, когда воздушная стрелка образована пересечением
ветвей компенсированных цепных подвесок или компенсированной или
полукомпенсированной, то связь между проводами подвесок обеспе-
чивают установкой перекрестных струн (рис. 72, б), крепящих кон-
тактные провода каждой образующей воздушную стрелку подвески
и несущему тросу другой контактной подвески, или перекрестной и
вертикальных струн и жесткой перекрестной распорки (рис. 72, е).
87
Обеспечивая одновременный подъем контактных проводов, образую-
щих воздушную стрелку, такие струны и распорки позволяют в то жег
время как контактным проводам, так и несущим тросам перемещаться?
вдоль пути при изменениях температуры воздуха. Перекрестные стру-
ны иногда выполняют скользящими. j
На качество токосъема при проходе токоприемником воздушной!
стрелки, особенно при высоких скоростях, влияют также: г
превышение при монтаже уровня контактного провода примыкаю-'
щего пути над уровнем контактного провода главного пути в точке'
подхвата полозом токоприемника контактного провода примыкающе-]
го пути; |
разница в подъеме контактных проводов в точке подхвата при при-
ложении к одному из них вертикальной статической нагрузки, ими-1
тирующей возможное в эксплуатации нажатие токоприемника; ’
разность между эластичностью цепной подвески, по которой идет
токоприемник, и суммарной эластичностью двух подвесок при под-
хвате токоприемником контактного провода другой подвески, а также
равномерность нарастания суммарной эластичности подвесок в зоне
воздушной стрелки; расстояние от точки подхвата полозом токоприем-
ника контактного провода другой подвески до места пересечения кон-
тактных проводов.
19. УСТРОЙСТВО КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ
В ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Искусственные сооружения (мосты, путепроводы, тоннели), встре-
чающиеся на перегонах и станциях электрифицируемой линии, часто
не позволяют смонтировать типовую цепную подвеску. Способ прохода
контактной подвески в искусственных сооружениях выбирают в за-
висимости от напряжения в контактной сети, высоты искусственного
сооружения над уровнем верха головок рельсов, длины его вдоль
электрифицированных путей, скорости движения поездов.
Размещение контактной подвески в искусственных сооружениях
при ограниченных габаритах связано с решением двух основных
задач:
обеспечение необходимых воздушных зазоров между контактной
подвеской и заземленными частями искусственных сооружений;
выбор материала, конструкции и способа закрепления поддержи-
вающих устройств.
Стоимость устройства контактной сети в малогабаритных искус-
ственных сооружениях значительно зависит от воздушных зазоров,
поэтому стремятся принимать их по возможности меньшими.
С целью уменьшения воздушных зазоров начинают применять под-
держивающие и фиксирующие конструкции из полимерных материа-
лов. Воздушные зазоры могут быть также значительно уменьшены за
счет так называемой вторичной изоляции. Под вторичной изоляцией
имеют в виду покрытие сводов тоннелей, пролетных строений путе-
проводов, расположенных вблизи контактной подвески, листами из
88
изоляционного материала. Вторичная изоляция позволяет в 1,5—
2 раза уменьшить воздушные зазоры и решить вопрос электрификации
линий с негабаритными тоннелями и путепроводами без их большой
реконструкции.
Сечение контактной подвески в пределах искусственного сооруже-
ния должно быть равно сечению контактной подвески на прилегающих
участках перегонов, для чего в необходимых случаях монтируют об-
воды, восполняющие сечение несущего троса или усиливающих про-
водов. '
В сооружениях со стесненными габаритами подвешивают, как
правило, два контактных провода; жесткое крепление их не допус-
кается.
Минимальный размер пространства по вертикали, необходимый для
размещения токонесущих элементов контактной сети при проходе
подвески в стесненных условиях существующих искусственных со-
оружений, составляет 100 мм при подвеске без несущего троса и
250 мм с несущим тросом.
Минимальный воздушный зазор от фарфора изолятора, находящего-
ся со стороны напряжения (или первого от напряжения ребра стерж-
невого изолятора), до заземленных опорных устройств и искусствен-
ных сооружений должен быть не менее 150 мм при постоянном токе и
не менее 300 мм при переменном токе. От фарфора изолятора, на-
ходящегося со стороны заземленных частей (или первого от заземлен-
ных частей ребра стержневого изолятора), это расстояние должно
быть не менее 100 мм независимо от системы тока и напряжения. Нор-
мальный размер вертикального воздушного зазора между токонесу-
щими частями контактной подвески и заземленными частями искус-
ственных сооружений должен быть не менее 200 мм (минимальный —
150 мм) на участках постоянного тока и не менее 350 мм (минималь-
ный —- 300 мм) на участках переменного тока.
Во всех случаях, когда это не связано с большими затратами, пе-
реустраивают существующие искусственные сооружения для раз-
мещения проводов контактной сети с учетом максимального воз-
можного в перспективе напряжения, чтобы избежать повторного пе-
реустройства при повышении напряжения.
Изоляторы располагают, как правило, не ближе I м от оси пути и
в таких местах, чтобы исключалась возможность попадания на них
89
Рис, 74. Отбойник для контактного провода:
/ — стержневой изолятор; 3 — лыжа отбойника; 3 — контактный провод; 4 — крепптельны;
уголок
грязи при дожде и таянии снега (в необходимых случаях используют!
выносные кронштейны). J
В тех случаях, когда при номинальном напряжении в контактной
сети, примерно 25 кВ, нельзя по условиям необходимых габаритных'
расстояний для этого напряжения разместить без реконструкции ис-
кусственного сооружения контактную подвеску, в пределах искус-
ственного сооружения монтируют неизолированную контактную под-
веску с устройством с обеих ее сторон нейтральных вставок. Поезда
в этом случае проходят через искусственное сооружение с выключен-
ным током по инерции. Возможность такого прохода поездами искус-
ственных сооружений проверяют соответствующим расчетом.
При подходе к искусственным сооружениям уклон контактного^
провода — переход от высоть! подвешивания провода у одной опоры
пролета к высоте подвешивания у другой опоры при беспровесном его
положении — пе должен превышать:
на станционных путях (кроме главных), где скорость электропод-
вижного состава не превышает 50 км/ч, — 0.010 (10 см на 10 м длины
пролета);
на участках со скоростями до 120 км/ч — 0,004 (4 см на Юм длины
пролета);
на участках со скоростями выше 120 км/ч — 0,002 (2 см на 10 м
длины пролета); при этом по концам каждого участка с этими основными
уклонами должны быть предусмотрены переходные участки длиной не
менее одного пролета с половинным уклоном, т. е. 0,001 (1 см на 10 м
длины пролета).
Расстояние от контактного провода до расположенных над ним за-
земленных частей искусственных сооружений и опорных устройств
(мостов, путепроводов, ригелей, сигнальных мостиков и т. п.) должно
быть в наиболее неблагоприятных условиях не менее 500 мм при напря-
жении 3 кВ и 650 мм при напряжении в контактной сети 25 кВ.
Меньшие расстояния допускаются лишь при условии установки
изолированных отбойников (рис. 74), исключающих возможность при-
ближения контактных проводов и токоприемника к расположенным
над ними заземленным частям.
90
Минимально допустимые расстояния от контактного провода до
изолированного отбойника (без учета отжатия контактного провода
уиконрнемником) установлены равными:
не менее 150 мм (для одного контактного провода) и 100 мм (для
дЬ\х рабочих контактных проводов) при скорости движения электро-
поездов более 120 км/ч;
не менее 100 мм (для одного контактного провода) и 70 мм (для
двух контактных проводов)— при скорости движения электропоездов
до 120 км/ч;
по менее 50 мм на станциях, деповских и других второстепенных
путях, где скорость движения не превышает 50 км/ч.
Под сигнальными и пешеходными путепроводами, имеющими ши-
рину вдоль пути 10—15 м и достаточно большую высоту, контактную
подвеску пропускают свободно, пе подвешивая се к этим сооружениям.
При этом опоры контактной сети располагают так, чтобы сооружение
оказалось примерно в середине пролета, т, е. в той его части, где несу-
щий трос имеет наибольший провес. Для предотвращения возможности
поджатия к мостику подвески в случае, например, повышенного
нажатия токоприемника устанавливают отбойники несущего троса.
На мостах с ездой поверху проход контактной подвески не требует
каких-либо специальных устройств, кроме закрепления на них опор.
На мостах с ездой понизу контактную подвеску монтируют короткими
пролетами длиной 15—25 м, применяя специальные поддерживающие
конструкции, укрепляемые на фермах и поперечных связях моста.
На мостах, имеющих пролетные строения средней длины с низкими
фермами, несущий трос пропускают над пролетным строением и за-
крепляют на специальных кронштейнах. Контактный провод подвеши-
вают к несущему тросу на струнах, размещенных в промежутках между
верхними ветровыми связями моста. При необходимости над контакт-
ным проводом устраивают отбойники.
На мостах, имеющих высокие фермы, несущий трос проходит
под поперечными связями моста и крепится на них с помощью звеньев
из круглой стали или поперечных тросов, натянутых между элементами
боковых ферм (между дополнительными кронштейнами).
При компенсированных подвесках для крепления несущего троса
применяют ролики, обеспечивающие его продольные перемещения.
В тоннелях, как правило, применяют полу компенсированную
цепную подвеску с двумя контактными проводами. Расстояние между
точками подвеса несущего троса принимают от 10 до 30 м. Расстояние
между контактным проводом и несущим тросом — 0,25—0,5 м.
ГЛАВА
VI
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК
НА ПРОВОДА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
20. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Для контактной сети решающими являются нагрузки климати-
ческого характера: ветер, гололед и температура воздуха, действующие
в различных сочетаниях. Эти нагрузки, как известно, имеют слу-
чайный характер: их расчетные значения за какой-либо период вре-
мени могут быть определены только статистической обработкой дан-
ных наблюдений в районе электрифицируемой линии, при этом до-
стоверность результатов зависит от длительности н качества наблю-
дений.
В зависимости от продолжительности действия нагрузки подраз-
деляют на постоянные и временные (кратковременные, особые).
Постоянными являются нагрузки, которые во время стро-
ительства и эксплуатации сооружения действуют постоянно. Вре-
менными являются нагрузки, которые в отдельные периоды
строительства и эксплуатации могут отсутствовать.
К постоянным нагрузкам относятся: вес конструкций, вес и дав-
ление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление, воздействия пред-
варительного напряжения конструкций.
К кратковременным нагрузкам относятся: ветровые нагрузки, голо-
ледные нагрузки, температурные климатические воздействия.
К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные
воздействия; нагрузки, вызываемые поломкой конструкции (напри-
мер, обрыв проводов); воздействия неравномерных деформаций осно-
ваний, сопровождающиеся изменением структуры грунта (например,
деформации вечномерзлых грунтов при оттаивании).
Расчетные климатические условия устанавливают в соответствии
со Строительными Нормами и Правилами (СНиП) 11-6—74, СНиП
II-A.6—72 и Инструкцией по проектированию и расчету контактной
сети. Если необходимые данные для района электрифицируемой линии
отсутствуют, то расчетные климатические условия устанавливают
по данным наблюдений местных управлений гидрометеослужбы или
метеорологических станций, ближайших к району электрификации.
При обработке данных наблюдений учитывают влияние микроклима-
тических особенностей на интенсивность гололедообразовапия, иа
скорость ветра и температуру воздуха, например природных условий
(пересеченный рельеф местности, лесные массивы, высота над уровнем
моря, озера и водохранилища и т. и.).
Для установления расчетных климатических условий пользуются
картами районирования территории СССР по скоростным напорам
ветра (рис. 75), по толщине стенки гололеда, по пляске проводов
(рис. 76).
92
Рис. 75. Карта районирования территории СССР по скоростным напорам ветра
93
Продолжение рис. 75
Границы районов с различными скоростными напорами оетра
96
21. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ АТМОСФЕРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
Температурные атмосферные воздействия учитывают при расчете
конструкций и устройств контактной сети в случаях, предусмотрен-
ных нормами проектирования этих конструкций.
Значения низшей и высшей /тах температур
воздуха допускается принимать равными температуре наиболее
холодных и теплых суток по данным СНиП и ГОСТ 16350—70.
Температуру воздуха при расчетах проводов и устройств контакт-
ной сети допускается округлять до значений, кратных пяти.
Конструкции контактной сети, устанавливаемые в северных райо-
нах, проектируют для расчетной отрицательной температуры воздуха
от —40 до — 65° С. За расчетную отрицательную температуру при-
нимают зимнюю температуру воздуха наиболее холодной пятидневки.
Анкеровочные устройства некомпенсированных проводов контакт-
ной сети в северных районах рассчитывают по средним температурам
наиболее холодных суток.
Температуру воздуха при гололеде /г принимают равной:
— 15° С —для горных районов с отметкой выше 2000 м;
— 10° С — для горных районов с отметкой до 1000 м и на террито-
рии к востоку от Енисея, за исключением береговой полосы океанов и
морей (шириной, равной 100 км, по не более чем до ближайшего гор-
ного хребта);
— 5° С — для всей остальной территории СССР для сооружений
высотой до 100 м и — 10° С — выше 100.
Температуру воздуха при максимальном ветре tis устанавливают
на основании статистической обработки данных многолетних наблю-
дений за скоростью ветра в районе электрифицируемой линии. В слу-
чае отсутствия надежных данных для расчета контактной сети ее при-
нимают равной + 5° С.
22. НАГРУЗКИ НА ПРОВОДА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Нагрузка от веса провода представляет собой постоян-
ную вертикальную распределенную нагрузку, обозначаемую обычно
буквой g. Расчетную массу проводов и тросов стандартных сечений
берут из соответствующих стандартов (см. таблицы в гл. II) или спра-
вочников. Чтобы получить нагрузку от веса провода в один деканью-
тон (даН) на один метр (даН/м), необходимо массу, указанную
в стандарте (кг/км), умножить на 9,81 -10—1 (округленно на 10~3) и раз-
делить на 1000. Масса многопроволочного провода любой длины рав-
на массе всех проволок той же длины, из которых свит провод, ум-
ноженной на коэффициент скрутки (ГОСТ 839—74). При наличии от-
резка провода ого массу определяют взвешиванием.
Нагрузку от веса зажимов и струн цепной подвески gc принимают
равномерно распределенной по длине пролета. Масса одной струны из
сталемедной проволоки диаметром 4 мм, имеющей среднюю длину 1 м,
равна примерно 0,1 кг (см. табл. 12); масса струнового зажима 046-76
4 Зац. 2[дг, 97
52 56 60 64 58 72 76 8 0 84
54 60 66 72 78 84 90
Рис. 76. Карта районирования территории СССР по пляске проводов
98
99
Рис. 77. Некоторые формы гололедных образований на проводах (стрелкой по-
казано направление ветра)
равна 0,14 кг. При таких струнах и зажимах дополнительная нагрузка
от них в подвеске с одним контактным проводом составит 0,05 даН/м,
в подвеске с двумя контактными проводами — 0,1 даН/м.
Гололедная нагрузка вызывается гололедом, представ-
ляющим собой слой плотного (прозрачного или матового) льда стекло-
видного строения. Образование гололеда часто сопровождается значи-
тельным ветром. Переохлажденные капли влаги, наносимые ветром на
провода, соединяются друг с другом и образуют ледяную корку, прочно
сцепленную с проводом.
Форма гололедных образований чрезвычайно разнообразна. Голо-
лед отлагается преимущественно с наветренной стороны провода
(рис. 77, а, б), по может распространиться и по всей окружности
провода (рис. 77, а, г). Интенсивность гололеда характеризуется тол-
щиной его стенки и плотностью, составляющей 0,6—0,9 г/см3. Чем
больше толщина стенки гололедных образований, тем меньше, как
правило, его плотность. Нагрузка на провода и тросы от гололеда пред-
ставляет собой вертикальную кратковременную нагрузку; ее рассчи-
тывают исходя из толщины стенки гололеда, приведенного к цилиндри-
ческой форме (рис. 78), с плотностью у = 0,9 г/см3.
Толщину стенок гололеда определяют в соответствии с данными
о гололедных отложениях, полученных специальными обследованиями
и наблюдениями в районе электрифициру-
емого участка. Специальные обследования
и наблюдения проводят в горной и пересе-
ченной местностях, где должно быть учте-
но влияние характера рельефа на интен-
сивность гололедных отложений (на верши-
нах гор и холмов, на перевалах, на высо-
ких насыпях, в глубоких выемках и т. п.).
В случае отсутствия таких данных норма-
тивную толщину стенки гололеда устанав-
ливают в соответствии с картой райониро-
вания территории СССР по толщине стенки
гололеда. Значения нормативных толщин
Рис. 78. Расчетный гололед
цилиндрической формы с
толщиной стенки b
100
Таблица 17
стенок гололеда bri принимают
для повторяемости 1 раз в 10 лет
по табл. 17.
При пользовании ^картой рай-
онирования территории СССР по
толщине стенки гололеда в ме-
стах, прилегающих к границам
гололедных районов (по ширине
до 100 км), толщину стенки го-
лоледа принимают ближайшей к
большему значению.
Как показывают наблюде-
ния, на толщину стенки голо-
леда на проводах оказывает вли-
яние диаметр проводов. Поэтому
Районы СССР
по гололеду
Нормативная толщина стенки
гололеда & ,мм, на высоте
Юме повторяемостью
1 раз в 5 лет[1 раз в 10 лет
I Не менее 3 5
11 5 10
ш 10 15
IV 15 20
V Нс менее 20 Не менее 25
при определении толщины стенки
гололеда на проводах и тросах разных диаметров приведенные вы-
ше значения умножают на поправочный коэффициент к?-.
Диаметр провода, троса, мм.............. 5 10 20 30
Поправочный коэффициент/ф...............1,1 1,0 0,9 0,8
На интенсивность гололедных отложений большое влияние ока-
зывает высота подвески проводов над поверхностью земли. Поэтому
при расчете толщины стенки гололеда на проводах, расположенных
на насыпях, значения, относящиеся к тому или другому району, сле-
дует также умножать на поправочный коэффициент к";
Высота насыпи, м ...... до 3 5 10 20 30 40
Поправочный коэффициент ку . 1,0 1,06 1,16 1,34 1,48 1,57
Расчетная толщина стенки гололеда b = ЬнК'гк". Полученную рас-
четную толщину стенки гололеда с учетом поправочных коэффициентов
Кг и к'г допускается при определении нормативных гололедных на-
грузок округлить до ближайшей целой цифры.
На контактных проводах расчетную толщину стенки гололеда
Ьк устанавливают равной 50% толщины стенки, принятой для про-
чих проводов контактной сети Ь, т. е. Ьк = 0,5Ь. Гололед на струнах
цепной подвески не учитывают.
Нормативную нагрузку от веса гололеда g” (даН/м) на проводе
длиной 1 м согласно рис. 78 в зависимости от толщины стенки гололеда
Ъ (мм) и диаметра провода d (мм) определяют по формуле
н _ Г л ЩЦ- 2&)3 nd3 1 у
~~ [ 4 4~ J 10е ’
которая после. преобразований и подстановки в нее у = 900 кг/м3
приводится к виду
/г = 0,0009л/? (d -Г b). (1)
При определении нормативных нагрузок на контактные провода
от веса гололеда в формулу (1) вместо d и b подставляют соответст-
101
ir^/c | M венно средний расчетный дна-'
(-С”. &к. Значение dxi находят по
———-------------*-----°—формуле dK ~ 0,5 (7/ + Л).
jC Здесь И и А — соответствен-
Рис. 79. Пульсация скорости ветра но высота и ширина контакт-
ного провода, мм, которые
даны в табл. 1.
Расчетную гололедную нагрузку на провода контактной сети
находят как произведение нормативной гололедной нагрузки g* на
коэффициент перегрузки иг, т. е. gF—gTnr.
Коэффициенты перегрузки пг принимают:
п’г = 1,25 — для участков контактной сети, сооружаемых в местах
с явно выраженным усилением гололедной нагрузки (возвышенности
и перевалы, резко выделяющиеся над окружающей местностью, на-
ветренные склоны возвышенностей и речных долин, вершины хол-
мов, насыпи высотой более 5 м); таким образом, гололедную нагруз-
ку увеличивают на 25% по сравнению с принятой для данного района;
п” = 0,75 — для участков контактной сети, расположенных в
котловинах, узких долинах, проходящих меридиально, в местах сплош-
ной застройки, в лесных массивах, не подлежащих вырубке, в выем-
ках глубиной более 6 м, а также при наличии снегозащитных лесных
полос вдоль железной дороги с высотой деревьев или зданий, превы-
шающей высоту подвески контактного провода; таким образом, голо-
ледную нагрузку уменьшают на 25%.
Нагрузка от давления ветра р представляет
собой горизонтальную кратковременную нагрузку. Давление ветра
на провода контактной сети зависит от скорости ветра, а также от
размеров, конфигурации и положения подверженной действию вет-
ра поверхности.
Ветровой поток в атмосфере считается турбулентным. Как пока-
зывают наблюдения, скорость ветра беспорядочно изменяется (рис, 79)
относительно основной (средней) скорости переноса воздушных масс.
В метеорологии это явление называется порывистостью (пульсацией)
ветра. Давление ветра на провода имеет такой же характер, как и
скорость, т. е, на установившееся в среднем давление (которое прак-
тически постоянно) накладывается пульсация давления, имеющая слу-
чайный характер.
Скоростной напор ветра q, представляющий собой кинетическую
энергию 1 м3 воздуха, движущегося со скоростью v (м/с), определяют
по формуле
7-и2/1,6. (2)
Значение ветровой нагрузки на единицу поверхности находят по
формуле
Р = cxqS, (3)
102
где сх — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;
q—скоростной напор, Па;
S— площадь, подверженная давлению ветра, м2 (для цилин-
дрических тел равна площади диаметрального сечения).
Значения скоростей (скоростных напоров) ветра устанавливают на
основании анализа многолетних наблюдений метеорологических стан-
ций в районе электрифицируемой линии. При отсутствии достоверных
материалов (удаленность метеостанций от района электрифицируемой
линии, краткий срок наблюдений и т. п.) значения средних ветровых
нагрузок определяют, пользуясь так называемыми средними норматив-
ными скоростями ветра ун или средними нормативными скоростными
напорами qn в соответствии с картой районирования территории СССР
по скоростным напорам ветра. Значения нормативных скоростей ветра
и скоростных напоров принимают для повторяемости 1 раз в 10 лет
не менее указанных в табл. 18.
При определении длин пролетов контактных подвесок скорость
ветра при гололеде огп принимают равной 0,6 нормативного значения
цн для соответствующего ветрового района. В районах с нормативной
толщиной стенки гололеда 15 мм и более скорость ветра при гололеде
принимают цгп — 0,6пп, на открытых местах — не менее 20 м/с. При
расчете проводов и конструкций контактной сети скорость ветра при
гололеде ог принимают равной 0,5 нормативных скоростей, приве-
денных в табл. 18
При пользовании картой районирования территории СССР по
скоростным напорам ветра в местах, прилегающих к указанным на
карте границам ветровых районов (по ширине до 100 км), скоростной
напор ветра принимают ближайший к большему значению.
Ветровые нагрузки на провода контактной сети зависят как от
средней скорости ветра, так и от характера поверхности окружающей
местности и высоты расположения проводов над землей,
На параметры воздушного потока существенно влияет шерохо-
ватость поверхности. При большом значении параметра шероховато-
сти zQ уменьшается скорость ветра, а степень турбулентности по-
тока увеличивается. Над глад-
кой же поверхностью увеличи- Таблица 18
вается средняя скорость ветра,
а коэффициент динамичности
(отношение переменной состав-
ляющей к средней его скоро-
сти) уменьшается.
Другим параметром турбу-
лентного воздушного потока,
влияющим на его структуру,
является высота над поверх-
ностью г. Чем выше поток над
поверхностью, тем больше пуль-
сация турбулентного потока и,
следовательно, существеннее их
воздействие па провода и кон-
Ветровые районы СССР Нормативные скоростные напоры <7 и СКОРОСТИ ветра vn> м/с, с повторяемостью
I раз в 5 лет I раз в 10 лет
5т
1 270 21 400 25
II 350 24 400 25
III 450 27 590 29
IV 550 30 659 32
V 790 33 800 36
VI 850 37 1000 40
VII i ооо 40 1250 45
7*
103
струкции контактной сети. Над поверхностью земли провода и кон-
струкции контактной сети в зависимости от профиля участка (насыпь,
выемка) могут быть расположены на различной высоте.
Согласно логарифмическому закону распределения скоростей вет-
ра по высоте имеем
In (zjZn)
V — О ---,
И (гн/гон)
где v — расчетная скорость ветра, м/с, в конкретных условиях
при определенных значениях параметра шероховатости
прилегающей местности zQ (табл. 19) и высоты расположе-
ния проводов над поверхностью г;
ин — нормативная скорость ветра при нормативных значениях
параметра шероховатости г01Г = 0,15 м и высоты над
поверхностью = 10 м.
Подставив гон = 0,15 м и гн = 10 м в формулу (1), получим
v = 0,238ц, 1п — = /св ц,, (4)
г0
где = 0,238 1п —.
При определении значения z высоту расположения проводов кон-
тактной сети (цепной подвески, усиливающих и др.) над фундамент-
ной частью опоры hn принимают равной 10 м. В этом случае в формуле
(4) следует подставлять при расположении контактной сети на насы-
пях z — hn 4- Л,г = 10 + А,т (здесь hn — высота насыпи, м). При рас-
положении в выемках; z = 10 — Л0 (здесь hVj — глубина выемки, м).
В выемках глубиной 7 м и более значение z принимают равным 3 м.
При расположении насыпи на местности с параметром шероховатости
= 0,5 м и zQ = 1 м высота расположения проводов контактной сети
z уменьшается на высоту препятствия (деревья, постройки), т. е. ста-
новится равной 10 м; при этом параметры шероховатости при-
нимают равными соответственно 0,15 и 0,20 м (см. табл. 19).
В соответствии с Руководством по расчету зданий и сооружений
на действие ветра (М.: Стройиздат, 1978, 224 с.), составленного к
главе СН и П11-6-74 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирова-
ния», расчетную скорость ветра v для заданных условий (высоты
расположения проводов над поверхностью и шероховатости поверх-
ности окружающей местности) определяют умножением норматив-
ной скорости ветра он на коэффициент зависящий от высоты z
расположения проводов контактной подвески над поверхностью и па-
раметра шероховатости 20. Значение коэффициента /ц для определен-
ных z и Zo можно найти по. формуле (4) или по табл. 19, данные в
которой рассчитаны по этой формуле.
Ветровую нагрузку, даН/м, на провод длиной 1 м от постоянной
(средней) расчетной скорости ветра v определяют по формулам:
при отсутствии гололеда
104
при гололеде
а,- (d-\-2b)
16 ‘ 1000
(6)
Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления про-
водов приведены в табл. 20.
Рассмотрим суммарные нагрузки. Расчет проводов на
совместное действие вертикальных (масса проводов, гололед) и гори-
зонтальных (давление ветра) нагрузок ведут по суммарным (резуль-
тирующим) нагрузкам q, определяемым геометрическим сложением
вертикальных и горизонтальных нагрузок (рис. 80).
При действии ветра на провода, свободные от гололеда, суммар-
ная нагрузка (рис. 80, й), даН/м,
= + А (7)
где g — нагрузка от веса провода, даН/м;
р — ветровая нагрузка на провод, свободный от гололеда, даН/м.
Таблица 19
Коэффициент кв для
Вид поверхности и значение
ее шероховатости
z0, м
выемки
глубиной,
м
насыпей эстакад и мостов высотой над
окружающей местностью, м
н
более
Открытая росная местность
без растительности; по-
верхность озер, водоемов
и морей; поймы крупных
рек; го~О,О5
Степь, равнина, луг; го=0,1
Открытая холмистая мест-
ность или равнинная поверх-
ность с редким лесом, сада-
ми, парками; гд—0,2
Участки, защищенные лесо-
защитными насаждениями,
не подлежащими вырубке,
станции в пределах станци-
онных построек; = 0,5
(для насыпей 0,15)
Не подлежащий вырубке
густой лес с высотой деревь-
ев не менее 10 м; <о —1
(для насыпей ао=^О,2О)
0,80
0,65
0,45
0,25
1,10
0,95
0,75
0,55
0,40
1,25
1,00
0,70
0,55
1,35
1,20
1,05
0,85
0,75
Ю
1,40
1,25
1,10
1,00
0,95
15
I ,45
1,30
1,15
1,10
1,05
20
1,50
1,35
1,20
1,15
1,10
25
1,55
1,40
1,25
1,20
1,15
30 и
более
1,60
1,40
1,30
1,25
1,20
Примечание. В Министерстве путей сообщения при определении длин пролетов
контактных подвесок принимают усредненные значения коэффициентов Кв: в незащищенных
от ветра местах — 1,15; на насыпях высотой более 5 м, в поймах рек и оврагах, где воз-
никают значительные ветры — 1,25; для участков контактной сети, сооружаемых па высоких
насыпях, эстакадах и мостах высотой более 25 м над окружающей местностью — 1,35.
105
Таблица 20
Провода и их характеристики Коэффициент сх, отнесен- ный к площади сечения одного провода
Одиночные провода и тросы диаметром 20 мм и более 1,10
Одиночные провода и тросы диаметром менее 20 мм, а также 1,20
провода и тросы, покрытые гололедом
То же с учетом зажимов и струн 1,25
Контактные провода (с учетом зажимов и струн):
МФО-ЮО 1,15
МФ-85, Л1Ф-100 1,25
МФ-150 1,30
Двойные контактные провода 2МФ-100 в выемках, па нулевых
местах и пасыпях до 5 м при расстоянии между проводами:
6—40 мм 1,55
6 = 100 мм 1,85
То же на насыпях высотой более 5 м:
6 = 40 мм 1,85
6 = 100 мм 2,15
Угол ф между вертикальной и суммарной нагрузкой q может
быть найден из выражения
ф = arctg ~.
g
Если ветер действует на провода, покрытые гололедом, суммарная
нагрузка (рис. 80, б), даН/м,
7r = F(g + £p)3 + pr( (8)
где gr — нагрузка на провод от гололеда, даН/м;
рг — ветровая нагрузка на провод, покрытый гололедом,
даН/м.
В этом случае угол фг может быть найден из выражения
фг = arctg —~.
Ю Наш прожди "г' А л ! ' АА /у 5 ,, ^бшлед масса, прадеда. 1 § I; Рис. 80. Суммарные нагрузки на про- вода при ветре (а) и гололеде с вет- ром (б)
106
Определяя суммарные нагрузки на несущий трос полукомпен-
сированной вертикальной цепной подвески, необходимые для расчета
натяжений троса при гололеде или при максимальном ветре, ветро-
вую нагрузку на контактные провода не учитывают, так как она, в
основном воспринимается фиксаторами.
Пример J. Определить нагрузки на усиливающий провод марки А-185,
подвешенный на опорах контактной сети на насыпи высотой fin — 20 м. Желез-
ная дорога проходит в открытой холмистой местности. Электрифицируемый учас-
ток расположен в Ш районе территории СССР по толщине стенки гололеда
и в Ш ветровом районе.
Нагрузка от веса провода А-185 (см. табл. 8)
g ~ 0,502 даН/м.
Установим расчетную толщину стенки гололеда. Нормативная толщина
стенки гололеда для Ш района при повторяемости 1 раз в 10 лет Ьн = 15 мм
(см. табл. 17). Диаметр провода А-185 d = 17,5 мм. Для этого диаметра к? =
= 0,925 (см. с. 101).
Провод смонтировав на опорах, расположенных на насыпи высотой 20 м.
Для этого случая к? = 1,34 (см. с. 101).
Расчетная толщина стенки гололеда b = КтЯг&н = 0,925 • 1,34 • 15 =
— 18,59 мм (округленно Ь = 19 мм). Нагрузку от гололеда найдем по формуле (1):
= 0,0009 • 3,14 • 19,0 (17,5 + 19,0) = 1,96 даН/м.
Для контактной сети, сооружаемой на насыпях высотой более 5 м, голо-
ледная нагрузка должна быть увеличена на 25% (см. с. 102) («г = 1,25). Тогда
= 1,25 • 1,96 = 2,45 даН/м.
Нагрузка от веса провод а с гололедом g + gy = 0,502 + 2,45 « 2,95 даН/м.
Установим расчетные скорости ветра о и ог. Согласно табл. 18 максималь-
ная нормативная скорость ветра для III ветрового района при повторяемости
I раз в 10 лет ун = 29 м/с.
Расчетную скорость ветра v найдем по формуле (4); значение z согласно
рекомендаций на с. 104 г = 10+ hH-= 10+ 20 = 30 м; параметр шероховато-
сти для рассматриваемого вида поверхности земли согласно табл. 19 равен
= 0,20. Подставляя соответствующие значения в формулу (4), получим
сх = 1,2 (см.
30*
кв = 0,238 In -"=0,238-5,01 = 1,192;
0,20
v = 1,192 • 29 — 34,6 м/с (округленно v = 35 м/с).
По табл. 19, в которой коэффициенты л'в даны с округлением, для рассма-
триваемого случая равен 1,20, т. е. незначительно отличается от рассчи-
танного по формуле (4).
Расчетная скорость ветра при гололеде (см. с. 103) ог = 0,5о — 0,5 • 35 =
= 17,5 м/с (округленно — 18 м/с).
Постоянную составляющую ветровой нагрузки на провод при максималь-
ном ветре определим по формуле (5); коэффициент лобового сопротивления
+ ( . табл. 20):
353 17 5
р = 1,2-------!— = 1,61 даН/м.
16 1000
нагрузка на провод, покрытый гололедом, по формуле (6)
, 18^ (17,5 _р 2.19)
п 1 2-----------------------= 1,35 даН/м.
’ 16 1000 А 1
* 1п х = 2,303 1g х; значение мантисс десятичных логарифмов можно па-
30
ходить по логарифмической линейке, так, например, In = 2,303 . 1g 150 —
= 2,303 • 2,176 = 5,01.
Ветровая
107
Суммарная
Суммарная
нагрузка при максимальном ветре по формуле (7)
<?в ~"|/0,5Э22 + 1 ,613 —1,69 даН/м.
нагрузка при гололеде с ветром по формуле (8)
2,953+1,353 —3,24 даН.
Определить нагрузки на провода полукомпенсированной цеп-
М-120 + 2МФ-100. Расстояние между контактными прово-
Пример 2.
ной подвески , ......
да ми 6 = 40 мм. Рельеф местности и климатические условия те же, что в при-
мере I.
Нагрузка от веса несущего троса М-120 (см. гл. II) gT = 1,058 даН/м.
Нагрузка от веса двух контактных проводов МФ-100 (см. гл. II) gK
= 2 • 0,89 = 1,78 даН/м.
Нагрузка от струн и зажимов (см. с. 100) ,gc = 0,1 даН/м.
Полная вертикальная нагрузка па трос при отсутствии гололеда
g 1,058 + 1,78+ 0,1 ~ 2,94 даН/м.
Установим расчетную толщину стенки гололеда при Ьп _= 15 мм.
Диаметр троса М-120 d 14 мм. 74ля этого диаметра кг 0,96. Расчет-
ная толщина стенки гололеда z_- 0,96 • 1,34 • 15 19,3 мкг.
Нагрузка на трос от гололеда по формуле (1) g+r 0,0009 • 3,14 . 19,3 X
X (14+ 19,3) 1,82 даН/м; с учетом коэффициента — 1,25:
grT ~ 1,25 • 1,82 — 2,28 даН/м.
Нагрузку от гололеда на два контактных провода определим исходя из
и среднего -расчетного диаметра контакт-
Ьк = 0,5&т = 0,5 • 19,3 х 9, 6 мм
кого провода
11,84-12,81
--12,3 мм;
4
2
£кг = 2 . 0,0009 • 3,14 • 9,6 (12,3 + 9,6) 1,19 даН/м;
С учетом коэффициента пг — 1,25 имеем
gPjt 1,25 • 1,19 = 1,49 даН/м.
Нагрузка от гололеда на провода цепной подвески (гололед на струнах цеп-
ной подвески не учитываем)
gr = 1,92-ф 1,49 3,41 даН/м.
Полная вертикальная нагрузка на трос при гололеде
g+ gy — 2,94 3,41 — 6,35 даН/м.
Расчетные скорости ветра (см. пример I);
v — 35 м/с; уг = 18 м/с.
Горизонтальную ветровую нагрузку па трос при максимальном ветре опре-
делим по формуле (5); коэффициент сх 1,25 (табл. 20):
253 14
р.г =^1,25 —— —_ J 34 даН/м.
16 юоо
Горизонтальная ветровая нагрузка на трос, покрытый гололедом, по фор-
муле (6)
183 (14 + 2.19,3)
,25 —------------------ =1 ,33 даН/м.
16 1000
Суммарная нагрузка на трос при максимальном ветре (без учета ветровой
нагрузки на контактные провода, так как она в основном воспринимается фик-
саторами) по формуле (7)
<?ТЕ — ~|/2,942+ 1,34а —3,23 да11/м.
108
Суммарная нагрузка на трос при гололеде с ветром по формуле (8)
<?ТГ -- У 6,712 -ф 1, ЗЗ2 = 6,84 даН/ м.
Ветровую нагрузку на два контактных провода МФ-100 Н — 11,8 мм
(см. гл. Н); при расстоянии между проводами о = 40 мм и расположении их
на насыпи высотой более 5 м сх = 1,85 (см. табл, 20)
352
р^1,85~-
16
11,8
1000
= 1,67 даН/м,
Ветровая нагрузка па контактные провода, покрытые гололедом, по форму-
ле (6)
18* (11,8-1-2.9,6)
pJ(r — 1,85- —— --- -------—= 1,16даН/м.
Р г 16 1000
Пример 3. Определить постоянные составляющие ветровых нагрузок на
провода цепной подвески М-120 -ф 2МФ-100, необходимые для определения
длин пролетов этой подвески. Электрифицируемый участок расположен в III
ветровом районе и в III гололедном районе. Железная дорога проходит по насы-
пи высотой /jh l= 13 м на открытой поверхности земли без растительности;
г — 10 Ж 13 — 23 м, г0 — 0,05 (но табл. 19).
Установим расчетные скорости ветра и и уРП. Согласно табл, 18 максималь-
ная нормативная скорость ветра для III ветрового района при повторяемости
1 раз в 10 лет = 29 м/с.
По формуле (4) получим
23
кв = 0,238 In тгжг = 0,238 • 2,303 1g 460 = 0,238 . 2,303 • 2,663 =
U, ио
= 0,238 . 6,13 = 1,46 (по табл. 19 кв 1,43);
v = 1,46 . 29 = 42,3 м/с; для расчетов принимаем v = 42 м/с;
цгп = 0,6 • 42 = 25,2 м/с; для расчетов принимаем игП = 25 м/с.
Ветровая нагрузка на трос при максимальном ветре
423 J4
рт =1,25 ——---~----= 1 ,93 даН/м.
16 1000
Ветровая нагрузка на два контактных провода МФ-100 при расстоянии
между проводами 6 = 40 мм и — 1,85
42з 11,8
,85-—— ———•—=2,41 даН/м.
16 юоо
Установим расчетную толщину стенки гололеда. Нормативная толщина
стенки гололеда для 111 района при повторяемости I раз в 10 лет Ьп — 15 мм
(см. табл, 17). Диаметр троса М-120 d = 14 мм. Для этого диаметра кг = 0,96.
Контактная подвеска смонтирована на опорах, расположенных на насыпи
высотой 13 м;
Расчетная
Ветровая
с.
для этого случая к?
толщина стенки гололеда
b-f = лф лф Ьп 0,96 1, 21 15 — 17,4 мм.
нагрузка на трос, покрытый гололедом,
, _ 25* (14-ф 2 -1 7,4;
--- ——.— -^2,38даН/м.
16 1000
Ртг—
Ветровая
нагрузка на контактные провода, покрытые гололедом,
252
Ркг —1 .«5 —-г-
= 2,11 даН/м.
109
VII РАСЧЕТЫ СВОБОДНО ПОДВЕШЕННЫХ ПРОВОДОВ
И ПРОСТЫХ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
23. УРАВНЕНИЕ ПРОВИСАНИЯ СВОБОДНО ПОДВЕШЕННОГО ПРОВОДА
Если провод с постоянной площадью сечения подвесить между
двумя точками, расположенными на одном уровне, то под действием
равномерно распределенной по его длине нагрузки от веса про-
вод примет очертание цепной линии (рис. 81). Жесткость проводов
и тросов сказывается только при небольших (порядка в несколько
метров) расстояниях между точками их подвеса. В больших пролетах
жесткостью проводов и тросов пренебрегают и рассматривают их как
идеальные гибкие нити.
Расстояние по горизонтали между точками подвеса А и В на-
зывают пролетом и обозначают буквой Z. Расстояние по вертикали
в середине пролета между проводом и прямой АВ, соединяющей
точки подвеса, называют стрелой провеса и обозначают буквой f.
Обе величины измеряют в метрах.
Усилие, действующее вдоль провода, называют натяжением и
обозначают буквой Т. Натяжение в проводах, рассматриваемых как
идеальные гибкие нити, которые не могут воспринимать изгибающие
моменты, обусловлено только растяжением и направлено по касатель-
ной к кривой провисания нити в рассматриваемой точке пролета.
Натяжение в низшей точке кривой провисания проводов бу-
дет направлено горизонтально, его обычно обозначают бук-
вой Н.
При расчетах гибких нитей с малыми стрелами провеса считают
также, что вертикальная нагрузка распределена равномерно не по
Рис. 81. Кривые провисания провода в пролете:
а — цепная линия; б — парабола
длине самой нити (рис.
81, й), а по горизонталь-
ной проекции нити (рис.
81, б); нить с такой на-
грузкой провисает по па-
раболе. Такое допущение
вызывает малые погрешно-
сти и в то же время дает
возможность значительно
упростить расчет.
Натяжение провода Т
изменяется в пролете от
наименьшего значения Т~
— Н в низшей точке про-
веса провода до наиболь-
шего значения у опор, рав-
ного
Гл = Тв “ К»2 + Vs.
110
I
Рис. 82. Расчетные схемы гибкой нити, нагру-
женной произвольной вертикальной нагрузкой
Так как V = 0,5<yZ (см.
рис. 81, 6), то
Тд==Тв =
==я]/1 + Ш’' (9)
Провода и тросы кон-
тактных сетей электрифи-
цированных железных до-
рог представляют собой
гибкие нити, имеющие ма-
лые стрелы провеса по от-
ношению к длине пролета,
В таких нитях значение максимального натяжения Т мало отличает-
ся от натяжения нити Н. Если, например, f!l = 1/40, то разница
в натяжении будет составлять всего 0,5%. Поэтому при расчете ни-
тей с малыми стрелами провеса (их еще иногда называют «пологими»
нитями) часто считают, что натяжение нити постоянно и равно Н.
Силу, действующую на единицу площади сечения провода, назы-
вают напряжением и обозначают буквой о. Согласно определению
о - H/S
(здесь S — площадь сечения провода).
Представим себе гибкую нить с опорами, расположенными на
одном уровне, нагруженную произвольной вертикальной нагрузкой,
распределенной по длине горизонтальной проекции нити (рис. 82, а).
Показанные на этом рисунке реакции определим на основании
уравнений статики. Так, сумма проекций всех сил на горизонталь-
ную ось
Sx = — На 4“ Нв ~ 0»
откуда следует Яд = Нв = Н.
Суммы моментов всех сил относительно опор В и А:
VaI — = 0;
S/Ид = Vzl — SMM = 0.
В этих уравнениях Е/И<щ и Е/И<щ — моменты действующих
на нить всех внешних заданных сил qx относительно опор В и А.
Из выше приведенных уравнений получим соответственно:
, 5
(10а)
в I
(Юб)
В случае определения реакций балки, показанной на рис. 82, б,
нагруженной точно так же, как нить, и имеющей такой же пролет,
были бы получены такие же реакции, как по формулам (10а) и (106).
111
Рис. 83. Расчетные схемы гибкой нити, и а гру-
женной равномерно распределенной по пролету
нагрузкой
Таким образом, вер-
тикальные составляющие
опорных реакций нити рав-
ны опорным реакциям в
простой балке Л В (см.
рис. 82, б), нагруженной
точно так же, как задан-
ная нить. Подобные реак-
ции будем в дальнейшем
называть «балочными».
Рассмотрим некоторое
сечение нити в точке С
на расстоянии х от левой
опоры. Ордината этого се-
лить предполагается абсо-
сто-
чения равна у (см. рис. 82, а). Поскольку
лютно гибкой, момент всех сил, действующих на нее по одну
рону от сечения, должен равняться нулю, т. е.
Мх - Ну - О,
(И)
где Л1х — сумма моментов всех вертикальных сил (включая и опор-
ную реакцию), расположенных левее сечения С;
Я—натяжение нити;
у — провес нити в точке С.
Момент Мх представляет собой не что иное, как изгибающий мо-
мент в соответствующем сечении простой балки. Подобные моменты
будем в дальнейшем называть «балочными». Уравнение (11) может быть
переписано в виде = Ну, откуда имеем
у M.JH. (12)
Формула (12) представляет уравнение провисания гибкой нити.
С помощью этого уравнения можно найти провес нити в любом ее се-
чении. По формуле (12) можно также определить натяжение нити, если-
известен ее провес в каком-то сечении
Н = Мх1у. (13)
Рассмотрим одну из наиболее распространенных задач в теории
гибких нитей — задачу об определении стрелы провеса и натяжения
симметричной нити от нагрузки' q, равномерно распределенной по
всему пролету (рис. 83, а). Для этого случая балочные реакции Va
и Va равны (рис. 83, б), т. е. Va = Vb — 0,5Д.
Балочный изгибающий момент Мх в сечении нити на расстоянии х
от опоры А
х 4 2 2 2 2
Подставив это значение в выражение (12), получим уравнение
провисания (равновесия) свободно подвешенного провода
дх (/— х)
2Н
(14)
112
Для х — 0,5/ величина у — /, и формула (14) примет вид
I - (15)
или
И = (16)
Подставив это значение Н в формулу (14), получим
(17)
Длина провода в пролете может быть определена по формуле дли-
ны параболы. Длина отрезка одной ветви параболы от вершины О
2 /Г2
до точки с координатами (х, у) Lx ~ х + g р
Для одной ветви параболы, изображенной на рис. 81, б, при х =0,5/
и у = f получим
длина обеих ветвей параболы, т. е. длина провода в пролете
L = / + (18)
3 Z
В некоторых случаях удобнее пользоваться формулой для опре-
деления длины провода, в которую входит не стрела /, а величины
q и Н. Подставив в формулу (18) значение стрелы из (15), получим
Подставив в формулы (9) и (19) значение Н из формулы (16), по-
лучим выражение для расчета натяжения свободно подвешенного
провода у опор:
т^=тА=тв^ уПЗЕ.
24. НАТЯЖЕНИЯ И СТРЕЛЫ ПРОВЕСА ПРОВОДА ПРИ РАЗНЫХ
АТМОСФЕРНЫХ УСЛОВИЯХ
• Свободно подвешенный провод сохраняет данные ему при монтаже
натяжение и стрелу провеса лишь до тех пор, пока не изменятся ат-
мосферные условия, которые были при монтаже. С изменением темпе-
ратуры окружающего воздуха или изменением температуры самого
провода вследствие уменьшения или увеличения протекающего по
нему тока, а также при появлении дополнительных нагрузок от голо-
леда и ветра изменятся длина провода, его натяжение и стрелы про-
веса.
При проектировании воздушных линий определяют натяжения
и стрелы провеса проводов в различных условиях (режимах) их ра-
113
боты. Для решения этой задачи зависимость натяжений провода от
температуры и нагрузки выражают в виде уравнения, называемого
уравнением состояния провода.
Уравнение состояния свободно подвешенного провода позволяет
определить натяжение провода Нх для любой температуры воздуха
tx и нагрузки на провод qx, если известно натяжение провода Нг при
температуре 4 и нагрузке
Для вывода уравнения состояния рассмотрим провод в одном про-
лете, т. е. в пролете с жестким закреплением провода в точках его
подвеса, расположенных на одинаковой высоте.
Для определения изменения длины провода AL при переходе от
одного состояния (4, 71, Ях) к другому (tx, qXi Нх) воспользуемся фор-
мулой (19), согласно которой
AL — Lx = I
откуда имеем
24/4 24/4 ’
' (20)
Изменение длины провода может произойти вследствие упругих
удлинений провода, вызванных изменением его натяжения на
(Нх — Я1) и определяемых согласно закону Гука выражением
I (Нх — HJEjES), а также вследствие температурных удлинений про-
вода при изменении температуры на (tx — 4), определяемых выраже-
нием la (tx — 4)-
При определении упругих и температурных удлинений провода
будем считать, что L = I. Такое допущение можно сделать, поскольку
для обычно принимаемых пролетов н натяжений длина провода мало
отличается от длины пролета.
Таким образом, при одновременном изменении натяжения провода
и его температуры провод получит удлинение
= + (21)
£ о
где Е — модуль упругости провода;
S — площадь поперечного сечения провода;
а — температурный коэффициент линейного расширения ма-
териала провода.
Приравняв значения AL, полученные по формулам (20) и (21),
и сократив обе части уравнения на Z, получим
— X.L __71 „с а (f — м /22}
24Я£ 24/4 ES * 1 ’ ( '
Уравнение (22) имеет ясный физический смысл и в таком виде наи-
более удобно для запоминания. Левая сторона уравнения представ-
ляет собой полное относительное удлинение провода при переходе от
одного режима температуры и нагрузки к другому, правая — сумму
упругого и температурного относительных удлинений.
114
После переноса в левую часть всех членов с искомыми значениями
(Ях, Qx) и алгебраических преобразований получим уравнение состоя-
ния провода в следующем виде:
(7® Р ES 2 ,2 р?
Нх- - = н1—fhL^L-aESVХ-Л). (23)
24Я2 J- 24Hf 4 7
Этим уравнением можно пользоваться, полагая значения величин
для режима с индексом 1 известными и определяя значения для режи-
ма с индексом х, или наоборот. При подстановке значений отрицатель-
ных температур в последний член уравнения необходимо обязатель-
но соблюдать правило знаков.
Величина t входит в уравнение состояния в первой степени. По-
этому для упрощения расчетов при построении монтажных кривых
его часто приводят к виду
t = । t
x 24a/Y2 24atf* aES b
откуда, выделяя в скобки члены, имеющие постоянное значение, по-
лучим
С =7 С-----+ ------. (24)
' 24аИ* aES ) 24аН*х aES
Это уравнение после подстановки в него известных величин будет
иметь вид
tx = А + В/т - Нх/С, (25)
где Л, В и С—постоянные коэффициенты;
24аЯ3 aES
(р р
24а
Подставляя в уравнение (25) различные значения Нх, взятые че-
рез произвольные интервалы (например, через каждые 1 кН), полу-
чают соответствующие значения tx. Эти значения должны быть в пре-
делах заданного диапазона температур (от tmlu до /ГЛЭх). По получен-
ным значениям fx строят кривую Нх (tx).
Соответствующие значения стрел провеса провода находят по фор-
муле (15): fx = По полученным данным строят кривую fx (tx).
25. УСТАНОВЛЕНИЕ ИСХОДНОГО РАСЧЕТНОГО РЕЖИМА
Критический пролет. Максимальное натяжение подвешенный про-
вод в процессе эксплуатации может получить в режиме минимальной
температуры (CniT]) или в режиме наибольшей добавочной нагрузки
(<7тах) при гололеде и ветре или при макс: мальнсм ветре. Возникает
115
Рис. 84. Кривые изменения натяже-
ний провода //max И //min В ЗЗВИ-
симости от длины пролета
вопрос, какой из этих режимов сле-
дует принимать в качестве исходного
при расчете проводов и тросов.
Расчеты показывают, что соотно-
шение натяжений проводов при раз-
личных температурах и дополнитель-
ных нагрузках в основном зависит
от длины пролета. Рассмотрим зави-
симость натяжения провода от темпе-
ратуры и от нагрузки при малых и
больших пролетах. Предположим, что
длина пролета стремится к нулю;
примем условно ее предельное значе-
ние I -0, тогда уравнение состояния
провода (23) примет вид Нх = Нх —
— -aES (tx— Е), откуда видно, что при
малых пролетах изменения натяжения провода определяются в ос-
новном изменениями температуры, и наибольшее натяжение будет
иметь место в режиме минимальной температуры.
Если обе части уравнения (22) разделить на Е, то
Ех ___ _ ЕЕ —Hi , a (tx —
24Н2Х 24H'i “ ESP P
При больших пролетах члены этого уравнения, имеющие Е в зна-
менателе, будут иметь небольшое значение, а при I — оо обратят-
ся в нули. В этом случае
_ Ei
2АН* 2АН}
Решив это уравнение относительно ЯЛ- и проведя упрощения, име-
ем откуда следует, что при больших пролетах изменение
натяжения провода зависит в основном от изменений нагрузки и наи-
большее натяжение будет в режиме наибольшей добавочной нагрузки.
Очевидно, что между малыми пролетами, в которых наибольшее
натяжение провода возникает при минимальной температуре, и боль-
шими пролетами, в которых наибольшие натяжения возникают при
наибольшей добавочной нагрузке (гололед, ветер), должен находить-
ся разграничивающий пролет (рис. 84), в котором натяжение провода
достигает максимального допустимого значения как при минимальной
температуре, так и при наибольшей нагрузке. Такой пролет называют
критическим (ZKP). Критический пролет можно найти из уравнения
(22), если отнести в нем величины с индексом х к режиму наибольшей
добавочной нагрузки, а величины с индексом 1 - к режиму минималь-
ной температуры. Примем:
—суммарная максимальная нагрузка на провод при
гололеде и ветре или при максимальном ветре;
' температура, при которой ведется расчет провода
на дополнительные нагрузки;
116
qA - q — нагрузка от веса провода;
- Zmill —минимальная расчетная температура;
ах — максимальное допустимое натяжение провода.
Тогда при Z - получим
(12 12 гД 12
WX кр______S кр _ ,, , .
94i~r2 94М2 7 max mW'
щах max
решая это уравнение относительно ZKP, найдем
' = Н
нр 24 max
24и (tg max - ' Win) ,
Wax
(26)
Как видно из полученной формулы, значение критического про-
лета зависит от климатических условий (Zgmax, Zmin, 7Щах), а также
от физических свойств и максимального допустимого натяжения про-
вода (сс, /7тах).
Определив критический пролет, сравнивают его с расчетным про-
летом. Если расчетный пролет меньше критического, то исходным
расчетным режимом будет режим минимальной температуры, если
больше критического — исходным расчетным режимом будет режим
наибольшей добавочной нагрузки.
Критическая температура. В некоторых случаях необходимо знать,
в каком режиме стрела провеса будет иметь наибольшее значение:
при гололеде или при высшей температуре. При определенной темпе-
ратуре стрела провеса провода, находящегося под воздействием
веса, достигнет такого же значения, как при наличии гололеда на
проводе. Такую температуру называют критической и обозначают
Zi;p. Зная эту температуру и сопоставляя' ее с наивысшей (рас-
четной) для данного района, можно решить, при каком режиме стрела
провеса получит максимальное значение
п у / j _ g
aES ( g-rgr
(27)
где Т — температура образования гололеда на проводе;
Н? — натяжение провода при гололеде;
g — нагрузка от веса провода;
gv — нагрузка на провод от гололеда.
В формулу (27) не входит длина пролета. Следовательно, для рас-
сматриваемого провода с заданными параметрами критическая темпе-
ратура будет одинаковой для пролетов различной длины, в которых
Нг имеет одно и то же значение.
Нетрудно показать, что если наивысшая температура в данном
районе выше критической, то максимальная стрела провеса будет
при наивысшей (максимальной) температуре; если наивысшая тем-
пература в данном районе ниже критической, то максимальная стре-
ла провеса будет при гололеде (без ветра). В последнем случае для
определения высоты провода над землей или над сооружениями
можно ограничиться вычислением стрел провеса при гололеде.
117
26. РАСЧЕТ ПРОВОДОВ В АНКЕРНОМ УЧАСТКЕ
Анкерные участки состоят из нескольких пролетов различной дли-
ны. Если бы в точках подвеса провод имел жесткое закрепление, то
натяжение и стрелы провеса провода в каждом из этих пролетов при
изменении атмосферных условий изменялись по своему закону в за-
висимости от длины пролета. В действительности же промежуточные
крепления провода выполняют так, что при появлении небольшой
разности натяжений провода в смежных пролетах происходит смеще-
ние точек крепления провода вдоль анкерного участка (за счет накло-
на подвесной гирлянды изоляторов, поворота консолей и т. п.) и вы-
равнивание натяжения провода по всему анкерному участку. Изме-
нение натяжения в общем случае отличается от изменения натяжения
в каждом отдельном пролете при неподвижных точках подвеса. Не-
трудно показать, что для каждого анкерного участка с любым соче-
танием пролетов можно подобрать такой пролет, при котором изме-
нение натяжения провода в нем будет происходить таким же образом,
как в рассматриваемом анкерном участке.
Эквивалентным пролетом называют пролет такой длины, в ко-
тором при изменениях температуры и дополнительной нагрузки на-
тяжение провода будет изменяться по тому же закону, как и в анкер-
ном участке при действительно имеющихся пролетах.
Рассмотрим анкерный участок, состоящий из пролетов различной
длины 1Ъ l2, /3, ..., 1п (рис. 85). Удлинение провода в пролете lt при
изменении температуры и нагрузки от 4 и ср до значений tx и qx мо-
жет быть найдено из выражения
_____________________________________________
24Н^ 2АН} 24tf® 24//J
Суммируя удлинение. AL во всех пролетах анкерного участка и
принимая во внимание, что значения величин q и Н будут одинаковы-
ми для каждого пролета при каждом режиме, получим
Разделив это выражение на 2Z, найдем относительное удлинение
провода в данном анкерном участке
I \ Ц3
I 24Я* 24/Zf У SZj
Рпс, 85. Схема
участка провода
анкерного
118
Приравняв это относительное удлинение сумме упругого и тем-
пературного относительных удлинений, получим
q* \ = Нх--Н
I Zlt ES
(28)
2477 “
Так как в эквивалентном пролете согласно его определению зна-
чения натяжений провода в нем будут такими же, как и в рассматри-
ваемом анкерном участке, то для эквивалентного пролета может быть
составлено следующее уравнение;
чУ! яУэ нх-н1
24Я| 24Л7? ES
^1) •
(29)
Приравнивая левые части выражений (28) и (29), найдем
<71 q* \ р
2477 £ 24/И у 2/; 24/7* 24/7* / Э>
откуда имеем
^1 + ^-1" • • • -р in,
В общем виде формула для определения эквивалентного проле-
та может быть записана так:
(30)
где It — длина пролета с номером г*;
п — число пролетов в анкерном участке;
/АУ = 2/г — длина анкерного участка.
Расчеты провода рассматриваемого анкерного участка ведут по
эквивалентному пролету, зная, что натяжения провода в различных
его пролетах равны натяжению, полученному для эквивалентного
пролета. При выборе исходного режима критический пролет сравни-
вают с эквивалентным.
Что касается стрел провеса провода, то они будут в разных про-
летах различны. Их можно определить для каждого пролета в отдель-
ности по формуле (15) или с помощью зависимости
Л =Ь-~-. (31)
ч
где ft — стрела провеса провода в г-м пролете анкерного участка;
fa — стрела провеса провода в эквивалентном пролете при
определенной температуре;
It — длина z-го пролета, для которого определяется стрела
провеса провода.
119
27. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ПРОВОДОВ.
МОНТАЖНЫЕ КРИВЫЕ И ТАБЛИЦЫ
Конечной целью расчета проводов является определение их на-
тяжений и стрел провеса при различных температурах для построения
монтажных кривых и составления монтажных таблиц. При расчете
определяют натяжения проводов при режиме гололеда с ветром и режи-
ме максимального ветра, которые необходимо знать для выбора нагру-
зок на опоры при этих режимах. Кроме того, иногда выявляют макси-
мальную стрелу провеса проводов при гололеде (без ветра) или от-
клонение провода от вертикальной плоскости в какой-либо точке про-
лета при максимальном ветре. Натяжения провода определяют исходя
из условия, что при исходном расчетном (наиболее тяжелом для про-
вода) режиме натяжение провода будет равно его максимальному
допускаемому натяжению.
Поскольку провода и тросы контактной сети рассчитывают по
методу допускаемых напряжений, то максимальное допустимое натя-
жение провода /7тах находят делением разрушающей нагрузки при
растяжении Яраз на номинальный коэффициент запаса прочности к3,
т. е.
Н max — ^раз^з = up*S/(32)
где а — коэффициент, учитывающий разброс механических ха-
рактеристик и условия скрутки проволоки, принимаемый
равным 0,95 при числе проволок в проводе не более 37
и 0,90 — при числе проволок более 37;
пвр — временное сопротивление разрыву материала проволоки;
5 — расчетная площадь поперечного сечения провода.
Разрушающие нагрузки проводов при растяжении приведены в
стандартах (см. гл. II). Номинальный коэффициент запаса прочности к3
устанавливают в зависимости от материала и конструкции провода,
а также требований надежности линии.
Коэффициент запаса прочности новых проводов должен быть не
менее: для стальных поперечных несущих тросов и канатов блочных
компенсаторов —4; для стальных продольных несущих тросов, фик-
сирующих тросов и для биметаллических поперечных несущих тро-
сов — 3; для других многопроволочных проводов —2; для контактных
проводов — 2,5.
На участках линий с повышенными требованиями к надежности
(например, в населенной местности, на мостах, при пересечении же-
лезнодорожных путей и т. д.), а также для уменьшения веса опорных
устройств провода и тросы линий электропередачи подвешивают с ос-
лабленным натяжением, принимая коэффициент запаса прочности
равным 3. Максимальное натяжение проводов и тросов не должны
превышать наибольшие натяжения, на которые рассчитаны изоляторы
и арматура контактной сети. Физико-механические характеристики
проводов и тросов могут быть приняты по усредненным данным
табл. 21 и 22.
120
Таблица 21
Материал, марка проводов и тросов Плотности материала, г/см3 Модуль упру- гости, Е, ГПа Температур- ный коэффи- циент линей- ного расши- рения ct, JC-6oC-i Временное сопротивление разрыву про- волоки ов, МПа, не менее
Медные М 8,9 130 17 390
Бронзовые Бр 8,9 130 17 680
Биметаллические сталемед- 8,25 175 13,3 750
иые ПБСМ Алюминиевые А, АКП 2,75 63 23 150
Стальные ПСО 7,85 200 12 550
Стальные ПС, ПМС 8,0 200 12 650
Стальные тросы (канаты) 8,0 200 12 1200
После того как выбран провод и установлено его максимальное
допустимое натяжение, определяют расчетные нагрузки на провод
для следующих расчетных режимов:
низшая температура ZmJn (ветра и гололеда нет);
гололед при ветре определенной скорости Zr = — 5° С;
ветер максимальной интенсивности, =- + 5° С.
Если провод смонтирован на поворотных кронштейнах или на
подвесных гирляндах изоляторов и анкерный участок провода состоит
из неодинаковых по длине пролетов, то по формуле (30) рассчитывают
эквивалентный пролет /0. Затем устанавливают исходный расчетный
режим, при котором провод в эксплуатации будет иметь максимально
допустимое натяжение Для этого по формуле (26) находят длину
критического пролета /кр. Сравнивают его с эквивалентным, выяв-
ляют наиболее тяжелый режим и принимают его за исходный.
Таблица 22
Материал, марка и площадь сечения проводоз Модуль упругости Е, ГПа Темпера- турный коэффи- циент линейного расшире- ния ct, 1 О-0Х XT"1 Материал, марка и площадь сечения проводов Модуль упругости £, ГПа Темпера- турный коэффи- циент линейного расшире- iniH ct, 1 0-sX X °C ~
Ста л салю ми ни с вне АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм-: 10 и более при соотношении Сталеалюминисвыс АС, АСКС, АСКП, АСК сечением, мм2; 120 ц более при А:С--4,29-4-4,39 89 18,3
Л:С-- 6.04-6,25 70 при А: С—0,95 82,5 134 19,2 14,5 150 и более при Л:С7,714-8,04 77 19,8
95 при Л;С—0, 65 146 13,9 185 и более при А:С 1 ,46 114 15,5
121
Установив исходный расчетный режим, для расчета уравнения
состояния провода (24) определяют постоянные коэффициенты А, В, С.
При этом в выражение для коэффициента А подставляют значения
4, qx и = Ятаг, соответствующие исходному расчетному режиму.
Считают, что при монтаже провода дополнительных нагрузок от голо-
леда и ветра не бывает. Поэтому при расчетах натяжений провода при
различных температурах в выражении для коэффициента В принимают
Ях =
Подставляя в уравнение (25) различные значения Нх, получают
соответствующие значения tx. Расчеты лучше всего начинать с Нх =
= #тах- Это дает возможность выявить ошибки, допущенные при рас-,
чете критического пролета и при подсчете коэффициентов А, В н С
уравнения (25).
В том случае, когда исходным расчетным режимом является ми-
нимальная температура, при подстановке в уравнение (25) Нх =
= Ята1 должно получиться tx = Cun. Если это не получается, то
при определении коэффициентов уравнения допущена ошибка.
Если расчетным режимом является один из режимов наибольшей
добавочной нагрузки, то прн подстановке в уравнение (25) Нх = /7тах
должно быть tx ниже /т1п. Если это не получается, то при опреде-
лении коэффициентов уравнения или при расчете критического про-
лета допущена ошибка.
По полученным данным строят монтажную кривую Нх (tx). По
ней составляют монтажную таблицу (см. пример 4).
Стрелы провеса провода для действительных пролетов, входящих
в анкерный участок, находят по формуле (15). Полученные данные
заносят в монтажную таблицу. По этим данным строят монтажные
кривые Д(Д).
В том случае, когда исходный расчетный режим — минимальная
температура, натяжение провода в режиме гололеда с ветром (#г)
и в режиме максимального ветра (//в) проще всего определять под-
бором с помощью уравнения (24). Для чего величины с индексом I в
этом уравнении следует отнести к режиму минимальной температуры,
а с индексом х — сначала к режиму гололеда с ветром, а затем к ре-
жиму максимального ветра. Подставив вместо ожидаемое значение
Нг, находятtx. Если оно оказалось равным /г = — 5° С или отличается
от него не более чем на 0,5° С, то Нг выбрано правильно, в противном
случае задаются другим значением Нг и снова находят tx. Если и в
этом случае tx не оказалось равным ф, действительное значение Нг
определяют линейной интерполяцией.
Для получения наиболее точного действительного значения Нг
(или необходимо при подстановке в уравнение (24) интерполяцией
выбрать значения Нг (или Н Е) такие, чтобы 1Х получалось в одном
случае несколько (на 3—5° С) больше, а в другом несколько меньше
1Г (или tB = +5° С).
Пример 4. Выполнить расчет усиливающего провода марки А-185, по-
строить монтажные кривые и составить монтажную таблицу.
Провод подвешен в анкерном участке, состоящем из пяти пролетов но 70 м,
десяти по 62 м и восьми но 58 м. Поминальный коэффициент запаса прочности
провода к3 = 3.
122
Рельеф местности и климатические условия те же, что в примере 1, высшая
температура воздуха Zmax — Ду40о С, низшая /roin =- — 50° С, температура
воздуха при гололеде Z,. — — 5° С, при максимальном ветре /в _-= -j- 5° С.
' Данные провода Л-185: расчетное сечение S = 183 мм2, диаметр d = 17,5 мм;
масса g 0,502 кг/.м; а 23 • °C"1; Е = 63 ГПа (см. табл. 22).
Максимальное допустимое натяжение провода по формуле (32) при Яраз =
__ 28,68 кН (см. табл. 8) и к3 = 3 будет
28,68 „ _
#тах~—~— — 9,56 кН;
для дальнейших расчетов принимаем
Ятак - 9,5 кН.
Расчетные нагрузки на провод возьмем из примера:
g — 0,502 даН/м; q? = 3,24 даН/м; qa = 1,69 даН/м.
Длина рассматриваемого анкерного участка
Zay = 5 * 70-i- 10 • 62-1- 8 • 58 — 1434 м.
Длину эквивалентного пролета Z3 найдем по формуле (30)
g / 5-71Р+ 10-623-)- 8 583
/_ - 1 / -----—------------= К9 R м
Установим исходный расчетный режим, при котором провод в эксплуатации
будет иметь максимальное допустимое натяжение Ятах- Для этого по формуле
(26) определим длину критического пролета ZKp:
для режима гололеда с ветром
кр. г -“9,о
24*23-10-6 [ — 5 — ( — оО)
-------— ------------— _„4б 8 М;
(3,242 — 0,5022) 10 -4
для режима максимального ветра
кр.в —
-----------——-------— = 102,4 м.
(1,692 — 0,5022) К)-4
Так как ZKP.r > 1д, то исходным расчетным режимом будет режим гололеда
с ветром. При нем провод получит максимальное натяжение Ятах = 9, с кН,
следовательно,
Нг ~ HF = Нтах — 9,5 кН, Zx - tP = — 5° С, = уг - 3,24 даН/м.
Поскольку ZI{p.B > Zyip.n то при максимальном ветре натяжение провода
будет меньше, чем при гололеде (см. ниже монтажные кривые).
Определим натяжения и стрелы провеса провода в зависимости от темпе-
ратуры. Для расчетов воспользуемся уравнением состояния провода (24). Под-
считаем его постоянные коэффициенты
3,243-10 - 4-62,83
9,5
= 5 —---------------------_,,------------------------
24.23.10-6.9,52 1 23.10-6.63-106*183.10-6
— 5 — 83,1 -L 35,8 - -52,3.
Так как в нашем случае qx ~ g — 0,502 даН/м, то
0,5022. Ю-4.62,82
В - —-----------—-------1 ,80 1 ОД
24-23.10-6
С = 23 • IO-6 • 63 • 10(! • 183 Ю0 = 0,265.
123
Подставив значения коэффициентов А, 3 и С в формулу (25), получим
гх = -52,3-!-
1,80-102
+Г~
0,265 '
Подставляя в это уравнение различные значения Нх, определим соответст-
вующую им температуру. Начнем с Нх — Ятах =9,5 кН:
tx_ — 52,3 + 1 ,80-103 9,5 —86,ГС.
9,53 0,265
При Нх =6 кН
+ = —52,3 4- 1,80-102 6 —69,9° С
63 ”” 0,265
Продолжая расчеты, получим следующие данные для построения монтажной
кривой Нх = tx:
Нх, кН 4 3 2,5 2 1,7 1,5 1,4
tx, °C —56,2 —43,6 —32,9 —14,8 -)-3,6 +21,0 +44,2
По этим данным строим график (рис. 86). Из этого графика находим соот-
ветствующие значения натяжений для температур — 50, — 30,— 10, 0, +10,
+ 20/+ 30 и + 40° С.
По формуле (15) определим стрелы провеса провода для действительных
пролетов, входящих в анкерный участок. Результаты расчетов сведем в монтаж-
ную табл, 23, по данным которой построим монтажные кривые fx (tx).
Определим натяжение и стрелу провеса провода в режиме максимального
ветра. Поскольку исходным режимом является режим гололеда с ветром, то ве-
личины с индексом 1 в уравнении (24) относим к этому режиму, а величины
Рис. 86. Монтажные кривые к примеру 4
с индексом х — к режиму мак-
симального ветра.
Определим для этого режима
коэффициент Вв. Полагая qx—.
— q3=- 1,69 даН/м, получим
1,69^10-4-62,8з
Вв —----------------
24-23.10-6
= 20,4-103.
Подставив значения коэффи-
циентов А, В и С в формулу (25),
получим
20,4-10-
Нх
Нх
0,265
Расчет ведем подбором, за-
даваясь различными значениями
Нх Нв.
Задаемся Нх — 5,5 кН:
ч 20,4-102
+ — — 52,3 + „
5,5
0,265
= — 5,7’С.
Полученное значение tx зна-
чительно отличается от =
= + 5° С.
124
Таблица 23
tx> °с !!х' кН Стрслн провеса м, для пролетов длиной, м + , “С Их’ кН Стрелы провеса f . м, для пролетов длинен!, м
58 62 70 58 62 -0
--50 3,45 0,61 0,70 0,89 + 10 1 ,60 1 ,32 1,51 1 ,92
-30 2,4 0,88 1,00 1,28 + 20 1,5 1 ,40 1,61 2,04
—10 1,90 1 ,11 1,27 1,62 +зо 1,45 1,46 1,66 2,12
0 1,75 1,21 1,38 1,75 + 40 1,40 1,51 1 ,72 2,19
Ю,6°С.
1,69-10~3-62а
/в —
Зададимся другим значением Нх = 5 кН; в этом случае
20,4403 5
+ = -52,3+------------— ——
б3 0,26й
С помощью линейной интерполяции найдем значение Нх, при котором
+ — 5е С; уменьшение Нх на 0,5 кН приводит к увеличению tx на 16,3° С;
следовательно, чтобы получить 1Х = 5е С, надо принять Нх = 5 +- 0,5 X
X 5,6/16,3 — 5,17 кН. Полученное значение Нв отметим на рис. 86.
Определим стрелы провеса провода при максимальном ветре по формуле (15):
1,69-Ю-з-583
+ —-------------“ —1,37 и,
8-5,17
для других пролетов, входящих в анкерный участок,
1,69-10-3-703
= 8-5Й7...... 2 “•
Вертикальные проекции стрел провеса провода /Б при максимальном ветре
ч 0,502
А -/в-1,37™--=0,41 м
1,69
и соответственно в пролетах 62 и 70 м: /Б = 0,47 м и — 0,59 м.
Проверим правильность расчетов. Для этого найдем tv. Так как в $том
1 3,243-10-4.62,83
случае qx = qB = 3,24 даН/ м, то Вг =- 24-23-10^ = 75 4 О3.
Подставив значения коэффициентов А, Вг и С в формулу (25); получим
tx - — 52,3 - i- 75 -1О+Н3 — Нх /0,265.
Натяжение при режиме гололеда с ветром Hi = #max = 9,5 кН. Подстав-
ляя Нх = Нв = 9,5 кН, найдем
7^5 * 1О2 9 5
= - 52,ЗД11^ -—- —52,3-1-83,1-35,8= -5°С.
х 1 Г 9,5з 0,265 1 ’
Поскольку tx = + = — 5° С, то расчеты выполнены правильно.
Определим стрелы провеса провода при гололеде с ветром по формуле (15)
3,24-Ю-з. 583
/г = —-----~------= 1,43 м;
" 8-9,50
для других пролетов, входящих в анкерный участок, найдем
х 3,24-IO"3'6'2‘J 3,24-Ю-3-703
* —:------------— 1 R-i ’ ” * -—------~~=2,09 м.
=1,64 м и /г—
/г 8-9,5 1 8-9,5
Вертикальные проекции стрел провеса провода /г при гололеде с ветром
о + е'г 0,502 -2,45
f'-f, = =1 43- 2--= 1,30 м
Л qv ’ 3,24
и соответственно в пролетах 62 и 70 м: /г — 1,49 м и /Т — 1,90 м.
125
ГЛАВА
VIII РАСЧЕТЫ ЦЕПНЫХ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
28. УРАВНЕНИЕ ПРОВИСАНИЯ НЕСУЩЕГО ТРОСА
ЦЕПНЫХ ПОДВЕСОК
Общие понятия. Основной частью расчета ценной подвески яв-
ляется расчет натяжений и стрел провеса несущего троса. Особенность
этого расчета заключается в том, что несущий трос цепной подвески,
кроме нагрузки от собственного веса и дополнительных нагрузок
от гололеда и ветра, воспринимает также нагрузки от подвешенных
к нему контактных и вспомогательных проводов включая и допол-
нительные нагрузки от гололеда, а в некоторых случаях и ветра на эти
провода. Значение нагрузки, передающейся с контактного провода
на несущий трос, зависит от стрел провеса и натяжений вспомогатель-
ного и контактного проводов.
Рассмотрим схемы нагрузок, действующих на контактный провод
при различном его расположении в вертикальной плоскости (рис. 87).
Как видно на рис. 87, а, на контактный провод действуют равно-
мерно распределенная нагрузка gK от веса провода и равномерно
распределенная нагрузка gi, обусловленная натяжением контактного
провода.
Нагрузку gi в пролете / при натяжении контактного провода К
и стреле его провеса / нетрудно найти из соотношения f = , от-
Рис. 87. Схемы нагрузок, действующих па
контактный провод при различной его рас-
положении в вертикальной плоскости
куда имеем
g^~r- (33)
При положительной стре-
ле провеса контактного про-
вода (+ f) нагрузка g« будет
положительной и направлен-
ной вверх (см. рис. 87, а). На
несущий трос с контактного
провода в этом случае будет
передаваться равномерно рас-
пределенная нагрузка
g'BT--=gK — ёк- (34)
При определенной поло-
жительной стреле провеса
контактного провода нагруз-
ка g« может оказаться рав-
ной^. В этом случае^ т = О,
так как контактный провод
код действием его натяжения
К оказался полностью само-
126
несущим: на несущий трос через струны не передается никакая на-
грузка от веса контактного провода.
Например, контактный провод МФ-100, имеющий натяжение
/у = 10 кН, будет полностью самонесущим (g'< = gK = 0,89 даН/м)
в пролете 60 м, когда его стрела провеса
8К 8-10-I03
В случае такой стрелы провеса контактного провода вес его
будет восприниматься опорными струнами и передаваться через них
на поддерживающие устройства, все другие струны в пролете разгру-
жены.
В компенсированных цепных подвесках контактный провод мон-
тируют со стрелой провеса, равной примерно 0,001/, т. е. при /к =
= 60 м стрела провеса контактного провода даже при наивысшей
температуре окружающего воздуха меньше, чем у свободно подвешен-
ного контактного провода в пролете I. Поэтому в цепных подвесках
контактный провод несет сам только часть нагрузки от собственного
веса, действующего па него, другая часть g1{T через струны передает-
ся на несущий трос.
Подставляя в формулу (34) значения g^ из выражения (33),
получим
&T = g»~Т- (35)
При бес провесном положении контактного провода (см. рис. 87)
f = 0, следовательно, g'K = 0. Контактный провод в этом случае сам
не несет никакой нагрузки, последняя полностью передается на не-
сущий трос gKT = gK.
При отрицательных стрелах провеса контактного провода
(см. рис. 87, а), которые могут быть в полукомпенсированных подвес-
ках, g’K буд,ет иметь отрицательное значение (направлена вниз). В этом
случае согласно формуле (34)
йкт =&;-( — ёгк) = 5к-Г^к, (36)
т. е. несущий трос будет нести не только нагрузку gK от веса кон-
тактного провода и действующих на него дополнительных нагрузок,
но также и нагрузку g^, обусловленную натяжением контактного
провода.
Нагрузку gx контактный провод в виде сосредоточенных сил Д/
передает через крайние струны его пролета на поддерживающие уст-
ройства (консоли) при ZK — I (рис. 88, а) пли непосредственно на
несущий трос, когда длина части пролета в которой контактный
провод имеет провес, меньше длины пролета несущего троса I
(рис. 88, б).
Сосредоточенная сила Л70 при /:
= (37)
127
Рис. 88. Схемы передачи сосредоточенных
сил на несущий трос от нагрузки, обу-
словленной вертикальной составляющей
натяжения контактного провода
а сосредоточенная сила Л?} при
ZK меньше I:
(37а)
2 /к
Выведем уравнения провиса-
ния несущего троса цепной под-
вески для некоторых схем на-
грузок, передающихся на несу-
щий трос с контактного прово-
да. Состояние равновесия цеп-
ной подвески будем рассматри-
вать в вертикальной плоскости.
Для вывода уравнений про-
висания несущего троса цепных
подвесок различных конструкций примем следующие обозначения:
I — длина пролета несущего троса, м;
/к — длина части пролета, в которой контактный провод имеет
провес, м;
а — расстояние от опоры до точки закрепления провода рессор-
ных струн на несущем тросе, м;
у — провес несущего троса на расстоянии х от опоры, м;
уа — провес несущего троса на расстоянии а от опоры, м;
е — расстояние от опоры до первой простой (нерессорной) стру-
ны, м;
е0 — расстояние от опоры до первой струны на проводе рессор-
ных струн, м;
у0 — провес несущего троса на расстоянии е от опоры, м;
с — длина струпового пролета контактного провода, м;
q —- результирующая нагрузка на несущий трос при соответствую-
щем расчетном режиме, даН/м;
g'x — вертикальная составляющая этой нагрузки, даН/м;
gx — вертикальная нагрузка на несущий трос от веса всех про-
водов цепной подвески и гололеда на них (при его наличии),
даН/м;
g'o — вертикальная нагрузка па несущий трос от веса проводов
цепной подвески при беспровесном положении контактного
провода, даН/м;
— нагрузка от веса несущего троса, даН/м;
Т — горизонтальная составляющая натяжения несущего троса, кН;
Та — горизонтальная составляющая натяжения несущего троса
полукомпенсированной подвески при беспровесном положе-
нии контактных проводов, или номинальное (начальное)
натяжение несущего троса компенсированной подвески, кН;
Нх — горизонтальная составляющая натяжения пенагруженного
несущего троса при температуре tx, кН;
/< — сумма натяжений контактных проводов (в двойной цепной
подвеске также и вспомогательного провода), кН;
— горизонтальная составляющая натяжения провода рессор-
ных струн, кН;
Fq — стрела провеса несущего троса в плоскости действия резуль-
тирующей нагрузки в пролете I, м;
Fq — вертикальная стрела провеса несущего троса при беспро-
весном положении контактных проводов, м;
F — вертикальная стрела провеса несущего троса, м;
Fq-a — стрела провеса несущего троса в пролете ZK в плоскости
действия результирующей нагрузки, м;
Fh — вертикальная стрела провеса несущего троса в пролете
Ли м;
FK0 — вертикальная стрела провеса несущего троса в пролете /к
при беспровесном положении контактных проводов, м;
f — стрела провеса контактного провода в пролете Z, м;
/к — стрела провеса контактного провода в пролете /к, м.
Наиболее простой расчетной схемой является схема, при которой
с контактного провода на несущий трос (через большое количество
струн) передается равномерно распределенная по всему пролету вер-
тикальная нагрузка. В действительности же с контактного провода
па несущий трос передаются через несколько струн вертикальные сос-
редоточенные нагрузки, а в рессорных подвесках — еще и горизон-
тальные от натяжения проводов рессорных струн. Расчетную схему
выбирают в зависимости от конструкции и параметров цепной подвес-
ки, а также от точности, с которой должны быть рассчитаны провесы
несущего троса подвески в различных точках пролета.
Уравнение провисания несущего троса цепной подвески при рав-
номерно распределенной нагрузке. Для вывода уравнения провиса-
ния несущего троса цепной подвески при передающейся с контактного
провода на несущий трос (большим количеством струн) равномерно
распределенной по всему пролету вертикальной нагрузке восполь-
зуемся схемами, показанными на рис. 89.
Опорные реакции в точках А
Изгибающий момент в се-
чении троса на расстоянии х от
опоры А
= =
_ s'J ёх-^ ~
2 Х 2 2
Для несущего троса цепной
подвески, так же как и для сво-
бодно подвешенного провода,
справедливо выражение у =
== Мх/Т. Подставив в него
значение ЛД., найдем у =
= g'xx (Z — х)/2Т.
и г» в этом случае
Рис. 89. К выводу уравнения провисания
несущего троса цепной подвески с боль-
шим количеством струн в пролете
128
5 Зак. 2195
129
Поскольку g'x = gx — £,<. 'ГО у -
Подставив в это уравнение значение из (33), получим
/ 8Я' \
— ——) х{1— х)
У = ~---------------- • (38)
Для х = U2 величина у — F и формула (38) примет вид:
I 8х — /2
£ = д-------___Z__ ; (39)
8Т V 7
/ 'l g.r— ~~ F 2—. (40) 8? 4 7
Подставив последнее значение Т в формулу (38), получим = (41)
Выражения (39) и (40) могут быть записаны в следующем виде
(42)
8Т т
T = JFdl-fJL . (43)
В таком виде они хорошо показывают влияние натяжения кон-
тактного провода при различных стрелах его провеса на стрелу про-
веса и натяжение некомпенсированного несущего троса. При положи-
тельных значениях f натяжение некомпенсированного несущего троса
меньше, а при отрицательных — больше его натяжения 7% при бес-
провесном положении контактного провода.
Приняв в выражениях (42) и (43) f = 0, получим:
(44)
О/ О
(45)
бг о
Стрела провеса контактного провода f может быть представлена
как разность стрел провеса несущего троса F и Тф, т. е.
f = F~FQ. (46)
Тогда выражение (40) можно записать
т-— Ш)
Нетрудно видеть, что величина, стоящая в скобках, играет роль
эквивалентной переменной (зависящей от F — F>}) нагрузки у.,. Сле-
130
довательно, расчет несущего троса цепной подвески есть тот же рас-
чет свободного подвешенного провода (гибкой нити), но с переменной
нагрузкой:
= (48)
Подставив значения F и F(i соответственно из выражений (42) и
(44) в (46), получим
f = —1: f
1 ~ 8Т 1 Т 8Г0
и после соответствующих преобразований
I т \
gx-До
£ X 1 0 1
8 (Т+К)
(49)
Если в уравнение (42) вместо f подставить ее значение из (49), то
после соответствующих преобразований имеем:
8(?4-К)
К \
gxFgo^r Па
: 8?
X.
(50)
(51)
Рассматривая эти выражения, видим, что для определения F
(компенсированной и полукомпенснрованной подвесок) и Т (полу-
компенсированной подвески) необходимо знать То, т. е. номинальное
(начальное) натяжение несущего троса компенсированной подвески
или соответственно натяжение несущего троса полукомпенснрованной
подвески при беспровесном положении контактных проводов.
Выше были приведены формулы для расчета провисания несуще-
го троса цепной подвески при передающейся с контактного провода
на несущий трос равномерно распределенной вертикальной нагрузки
через большое количество струн в пролете. Обычно же в цепных под-
весках, особенно с одним контактным проводом, устанавливают всего
лишь несколько струп. Поэтому с целью повышения точности расче-
тов нагрузки, передающиеся с контактного провода на несущий трос,
целесообразно рассматривать не как равномерно распределенные по
всему пролету, а как сосредоточенные в местах установки струн цепной
подвески (рис. 90). Найдем эти нагрузки при схемах расположения
струн в пролете, показанных на рис, 90.
Для схемы рис. 90, а имеем
До ~~ 4~ (gux "В ёс £к) с,
где fi’iix — нагрузка от веса контактного провода и гололеда на нем
(при его наличии), даН/м;
gc — нагрузка от веса струн и зажимов, даН/м.
5*
131
Подставляя в это выражение значение g* из (33), найдем
п _ 8/К /
К О-Z ' ! SKX + ёс-- I с-
Нагрузка Rc = (gItx + ос — с или
Кс = ^кх"1’^с-^г)с- (52)
Для схемы рис. 90, б имеем
~£к ~ - [- tg'Kx + gc) ’
так как ZK = I — 2е, то
%=Т^Г с+(е+f )• (53)
Нагрузка RCK = (gllx + gc — g^ с или
Яск(54)
I/ /с)
Уравнение провисания несущего троса цепной подвески при сос-
редоточенных вертикальных нагрузках. Для вывода уравнения про-
висания несущего троса цепной подвески при передающихся с контакт-
ного провода в местах установки струи сосредоточенных вертикальных
нагрузках R воспользуемся схемами, показанными на рис. 91.
Несущий трос будем рассматривать как свободно подвешенный про-
вод, нагруженный равномерно распределенной нагрузкой от собствен-
ного веса g™ и сосредоточенными силами Rx и RCK.
Рис. 90. Схемы сосредоточенных сил,
передающихся через струны с контак-
тного провода на несущий трос:
а — простые струны установлены у опор;
б — простые струны смещены от опор
Рис. 91. К выводу уравнения прови-
сания несущего троса цепной подвес-
ки со смещенными от опор простыми
струнами при небольшом количестве
струн в пролете
132
Поскольку при схеме по рис. 91, а нагрузка от веса контактного
провода и гололеда на нем в пролете I полностью передается на несу-
щий трос, то опорные реакции для схемы рис. 91, б:
VA = VB------------------
Изгибающий момент yVIx на участке от х = 0 до х в в соответст-
вии со схемой рис. 91, б:
При х = в получим Л1е —
Тогда провес несущего троса на расстоянии е от опоры
Уе = (55)
Выражение для определения изгибающего момента на участке от
х = 0 до х (е + с) будет иметь вид Л1Х = Улх — gTXx 2 X
X (х — е). При х = е + с получим
gTa:(e'bc)a—Т^с.
СТО n s I / 2 А
Провес несущего троса на расстоянии е + с от опоры (в точке креп-
ления к тросу второй от опоры струны)
„ __ ёх t (<?4~с)^~gTx (е-рс)2_RjC
Ие+с 2Г т • \ )
Составив аналогичные уравнения изгибающих моментов для дру-
гих точек несущего троса, в которых установлены струны (например,
х -- е + 2с и т. д,), можно найти его провесы в этих точках.
Уравнение провисания несущего троса цепной подвески при сосре-
доточенных вертикальных и горизонтальных нагрузках. На несущий
трос рессорных цепных подвесок, кроме нагрузки от собствен-
ного веса троса н нагрузок, передающихся с контактного провода через
струны, действуют еще сосредоточенные нагрузки Яр, обусловленные
натяжением проводов рессорных струн. Эти нагрузки приложены к не-
сущему тросу на расстоянии а от опор и направлены вниз под неболь-
шим углом к горизонтали (рис, 92, а). Нагрузки от натяжения прово-
дов рессорных струн можно заменить горизонтальными нагрузками
Яр и вертикальными Q, действующими в плоскости цепной подвески
(рис, 92, б). Таким образом, в рессорных цепных подвесках несущий
трос, кроме вертикальных, воспринимает также горизонтальные на-
грузки, направленные вдоль несущего троса. В результате этого он
имеет неодинаковое натяжение по длине пролета: в средней части
(на длине I — 2а) — натяжение Т, у опор (на длине а с каждой сто-
роны от опоры) — натяжение Т —
133
Натяжение проводов рессор-
ных струн Нр, которое ввиду
малости углов наклона проводов
к горизонтали можно считать
равным Яр, достигает 1,5 —
4,0 кН, что составляет от 10 до
30% натяжения несущего троса
Т. Натяжения проводов рессор-
ных струн, составляющие боль-
шую долю от натяжения несу-
щего троса, оказывают сущест-
венное влияние на форму кри-
вой его провисания в пролете.
Для несущего троса рессор-
ной цепной подвески, когда на
него, кроме вертикальных, дей-
ствуют также горизонтальные
Рис. 92. К выводу уравнения провисания “агрузки, остается страведли-
несущего троса рессорной цепной под- вым выражение ух — мх11 х.
вески Схема загружения простой
балки для этого случая пока-
зана на рис. 92, в. Изгибающие моменты от горизонтальных сил
#pi и Т/Р2 соответственно Мг = Нр1уау,
Опорные реакции будут складываться из реакций от вертикальных
сил V' и реакций от горизонтальных сил И", т. е.
Реакция от горизонтальных сил Нх и Н2
. ffpi У ах I Яр2 уа2
(57)
Из выражения (57) видно, что при одинаковых параметрах (77р, а)
проводов рессорных струн, как это обычно имеет место в рессорных
подвесках, реакции Va ~ Ув = 0.
Реакции Va и Vв в этом случае для схемы рис. 92, в определяют-
ся выражением Va — Ув = + Q' (здесь Q' = gpxa +
Вертикальная нагрузка Q, действующая на несущий трос на рас-
стоянии а от опоры,
Q^Q'
q (g4~go) gK-j-Sngp-p
V 2
где ё? — нагрузка от веса .проводов рессорных струн (с учетом
зажимов), даН/м;
Рф — вертикальная нагрузка от фиксатора, передающаяся про-
водом рессорных струн на несущий трос, даН/м.
134
Изгибающий момент на участке отх = 0дох = яв соответствии
со схемой рис. 92, в
Ия = ~ + Q'x,
при х = а получим Ма = Q’a.
На рассматриваемом участке несущий трос имеет натяжение Тх =
= Т — Ну. Провес его на расстоянии а от опоры
_ Ма _a(gxl—gJx a)-\-2Q'а
Уа T-Ну 2(Т-Ну)
Изгибающий момент на расстоянии е от опоры
Ме=? VAe—— Q (e—a)
(58)
Подставляя соответствующие значения входящих в это выражение
величин, получим
М„ = e(g.l-grxe) +Q,e_Q (е_а) уо.
Провес несущего троса на расстоянии е от опоры (в точке креп-
ления к тросу первой простой струны)
у — | Q'e^Q (Д—а'Н-Яр щ, (59)
Провес несущего троса на расстоянии е + с от опоры (в точке креп-
ления к тросу второй простой струны) можно определить из выражения
SxHe+^—gTx (g + И2 | Q' (e + c) — Q(e±c—a)-\-Hya _£гс
jCtC T* *
Аналогично нетрудно составить уравнения балочных изгибающих
моментов и для других точек (например, х = е + 2с и т. д.) несущего
троса, в которых установлены струны, а затем найти провесы троса
в этих точках.
Значения входящих в формулы (58)—(60) величин Q и Q' в большей
степени зависят от того, подвешен ли основной стержень сочлененного
фиксатора к несущему тросу нли к проводу рессорных струн. В по-
следнем случае нагрузки Q и (/оказывают большое влияние на форму
кривой провисания несущего троса, и поэтому их необходимо учитывать
в расчетах.
С помощью приведенных формул можно довольно точно определить
провесы несущего троса цепной подвески в любой точке пролета
и подсчитать длины струн. Это особенно важно для компенсированных
подвесок, эксплуатирующихся при скоростях движения выше 160 км/ч,
поскольку правильная регулировка контактного провода по высоте
при монтаже зависит от принятых в результате расчетов длин струн.
При определении длин струн полукомпенсированных цепных под-
весок рассматривают подвеску в режиме беспровесного положения кон-
135
Рис. 93. Схема для определения
длины струн цепных подвесок
тактных проводов. В компенсированных
подвесках учитывают провес контактного
провода (рис. 93). Из схемы рис. 93
имеем
^Х У IX УпХ) (61)
где — длина струны, смонтированной
на расстоянии х от опоры, м;
h — конструктивная высота цепной
подвески, м;
Утх —провесJ несущего троса на расстоянии х стопоры, м;
Укх — провес контактного провода (в компенсированных под-
весках) на расстоянии х от опоры, м.
Провес несущего троса у.1Х можно определить по полученным фор-
мулам в зависимости от конструкции контактной подвески. Для опре-
деления провеса контактного провода укх можно
выражением
(/ — 2еу
воспользоваться
(62)
29. РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЙ СТРЕЛ ПРОВЕСА ПРОВОДОВ
КОМПЕНСИРОВАННОЙ ЦЕПНОЙ ПОДВЕСКИ
В компенсированной цепной подвеске, расположенной на прямом
участке пути, наличие компенсаторов в несущем тросе предотвращает
влияние изменения температуры воздуха на натяжение троса, и,
следовательно, стрелы провеса троса остаются неизменными во всем
диапазоне температур воздуха.
Провес несущего троса компенсированной подвески и высота рас-
положения контактного провода в пролете могут измениться при из-
менении вертикальной нагрузки на несущий трос вследствие образова-
ния гололеда на проводах контактной подвески или износа кон-
тактных проводов.
На кривых участках пути может измениться натяжение компен-
сированного несущего троса в результате появления горизонтальных
реакций консолей, вызванных изменением направления контактной
подвески у опор. При развороте консолей возникают усилия, направ-
ленные вдоль несущего троса и вызывающие изменения его натяже-
ния от пролета к пролету по мере удаления от компенсатора. Причиной
изменения натяжения может служить и сам компенсатор (заедание
блоков и др.)
Чтобы представить влияние гололедной нагрузки на изменение
высоты расположения контактного провода компенсированной под-
вески, рассмотрим самую простую ее схему (см. рис. 89, а). Начнем со
случая, когда контактный провод до появления гололеда располага-
ется в пролете беспровесно, т. е. f = 0. Тогда стрелу провеса несуще-
го троса можно найти по формуле (44), т. е. Fo =
О/ о
136
При наличии гололеда на проводах цепной подвески стрелу про-
веса несущего троса согласно выражению (50) найдем по формуле
/ . К \
р __ \________ 1 о/
Г 8(7’о + К)
(63)
Изменение высоты расположения контактного провода в середине
пролета Айкг определяется как разность F? и Fo, т. е.
№K = FV~FO = (8х s^-~ = -SrP ,
1 8(Т0+К) 8(Т0-1-К)
(64)
где g? = gx —* go — нагрузка от гололеда на проводах цепной под-
вески, даН/м.
Если до появления гололеда контактный провод был смонтирован
со стрелой провеса [ (см. рис. 89), тогда:
К \ ,
._____7 о /
8(ТОЩК)
В этом случае изменение высоты расположения контактного провода
в середине пролета также будет
АЛКГ — F г — F =
Таким образом, начальный провес контактного провода ие влияет
на изменение стрелы провеса несущего троса компенсированной под-
вески при появлении на ее проводах гололеда.
По формуле (64) можно достаточно точно найти и изменение высоты
расположения контактного провода от гололеда на проводах, сложных
по схеме загрузки несущего троса (например, по рис. 91 или 92) ком-
пенсированных подвесок.
Аналогично нетрудно определить и изменение стрелы провеса кон-
тактного провода компенсированной подвески вследствие его износа
(при схеме подвески по рис. 89):
Л/ (65)
где А/и — изменение стрелы провеса контактного провода, м;
AgK — изменение веса контактного провода вследствие его изно-
са, даН/м.
Рассмотрим, как изменится стрела провеса контактного провода
при изменении натяжения компенсированного несущего троса.
Если контактный провод сначала был смонтирован беспровесно
при То, а затем натяжение несущего троса изменилось на Тх (Тх <Z
<Z То), то контактный провод при схеме цепной подвески по рис. 89
получит стрелу провеса
(К
. 1 Та ... - —
1Х ' 8(7’х4-К) 87’0 8Т0(Гх-1-Ю
137
В том случае, когда контактный провод был смонтирован с на-
чальной стрелой провеса /у, при изменении натяжения компенсиро-
ванного несущего троса с 7\ на Тх (Тх < Tj) стрела провеса контакт-
ного провода увеличится на
Г1 “Г Щ') So fl +
Sf F •----\,
7 8(7\)-К) 8(7\+К)
Так как в компенсированной цепной подвеске 7\ = То, то после
преобразований получим
д/ go (67)
8Т0(Тх4-К)
Сравнивая формулы (66) и (67), можно заметить, что начальный
провес контактного провода не влияет на изменение стрелы провеса
контактного провода при изменении натяжения компенсированного
несущего троса.
В том случае, когда контактный провод имеет провес только на
длине пролета ZK (например, при схеме загруження по рис. 91 или 92),
изменение стрелы провеса контактного провода
Afкх = Fк1; А/кх = F х Ft A.he,
где A/ie = уох — yct — вертикальное перемещение контактного прово-
да на расстоянии е от опоры при изменении
натяжения несущего троса с Т\ на Тх.
Значения уех и уе1 для рассматриваемых схем цепных подвесок
можно найти по формулам (55) или (59), подставляя в ннх вместо Т
сначала Тх, а затем 7\.
Например, для подвески, имеющей схему загружения несущего
троса по рис. 91, будем иметь
A/i — ^тб) е(у1-~8те)
е 2ТХ 27\
Так как Т\ = То, то
д/г fJ-------, (68)
2 \тх т.) v 7
30. РАСЧЕТ НАТЯЖЕНИЙ И СТРЕЛ ПРОВЕСА
НЕСУЩЕГО ТРОСА ПОЛУКОМПЕНСИРОВАННОЙ ЦЕПНОЙ ПОДВЕСКИ
Несущий трос полукомпенсированной цепной подвески при измене-
нии температуры окружающего воздуха изменяет свое натяжение, а
следовательно, и стрелу провеса.
Как было показано выше, расчет натяжений некомпенсированного
несущего троса в зависимости от температуры можно вести по форму-
лам свободно подвешенного провода, но с переменной (зависящей от
138
F — Ео) нагрузкой в соответствии с формулой (35), т. е. qa = gx —
л р__р
__ 8/< —• Если контактный провод расположен с провесом толь-
ко в части пролета (ZK = I — 2е), как это имеет место в рессорных под-
весках и в подвесках со смещенными от опор простыми струнами, то
переменная нагрузка на несущий трос в пролете/к будет определяться
выражением
п ,__ - О ^Х Л<0
8/< (г_2е)2
Уравнения состояния несущего троса полукомпенсированной рес-
сорной подвески и подвески со смещенными от опор простыми струна-
ми при учете а также сосредоточенных нагрузок, действующих
на трос, получаются громоздкими и неудобными для расчетов, поэтому
они здесь не приводятся. Однако расчеты с помощью этих уравнений
показали, что при расположении контактного провода со стрелой про-
веса только в пролете /к = I — 2е, особенно при больших значениях
е (10—12 м), контактный провод незначительно влияет на изменение
натяжения несущего троса при изменении температуры воздуха. Это
наглядно видно из кривых на рис. 94. Кривая 1 построена с помощью
уравнения состояния, учитывающего равномерно распределенные по-
стоянные и переменные, а также сосредоточенные нагрузки, передаю-
щиеся с контактного провода на несущий трос; кривая 2—по уравне-
нию состояния свободно подвешенного провода (нагрузка на трос при-
нималась постоянной, равномерно распределенной и [равной g =
= Ут + Ун + &); кривая 3 — по уравнению состояния цепной под-
вески с простыми опорными струнами.
Расчеты натяжений тросов полукомпен-
снрованных подвесок в зависимости от тем-
пературы и дополнительных нагрузок от
гололеда и ветра в проектных организа-
циях ведут по уравнению состояния для
свободно подвешенного провода. По ана-
логии с выражением (24) иапишем уравне-
ние состояния для несущего троса цепной
подвески
41, Ппах \
24a,r7max aTETST /
24ат Тх ат Ет ST V
Подставляя в это уравнение различные
значения Тх, взятые через произвольные
интервалы (например, через каждые 2 кН),
получают соответствующие значения 1Х,
которые должны лежать в пределах задан-
ного диапазона температур (от/1п,п до Zmax).
По полученным данным строят монтажную
Рис. 94. Зависимости натя-
жения несущего троса рес-
сорной полукомпенсирован-
ной цепной подвески
ПБСМ-95 + МФ-100 от тем-
пературы
139
кривую Тх (tx). По этой кривой при tQ находят Тй — натяжение не-
сущего троса при беспровесном положении контактных проводов.
Для определения стрел провеса несущего троса при различных тем-
пературах пользуются формулами (50) и (55):
(sH-go (/-2е)2 , , ,
Fx = Л'х4- Уех ~------------h . (70)
х ьх у ex 8(7\ + К) 27\ V '
Вертикальное перемещение несущего троса и контактного провода
на расстоянии е от опоры
д/г = e(gxZ-grx_g)_ /J-----1_\ (71)
2 \ТХ ’
Параметры проводов рессорных струи (Яр и а) пол у компенсиро-
ванных цепных подвесок обычно выбирают из условия, чтобы измене-
ния высоты контактного провода под опорой при крайних температур-
ных режимах получались примерно такими же, как иод ближайшими
от опор простыми струнами, т, е. чтобы контактный провод у опор
иа участке 2е перемещался при изменении температуры параллельно
самому себе. В этом случае стрела провеса контактного провода в про-
лете при различных температурах
= F кх — Fk0 = ?о(г-2г)а(Уо-Г.т) (72)
67 0 (j xtA)
Для монтажа цепной контактной подвески, кроме значений натя-
жений нагруженного несущего троса при различных температурах,
необходимо также знать натяжения, которые должен иметь несущий
трос при монтаже до подвески на нем контактных проводов.
Для определения натяжений ненагружеииого несущего троса мож-
но воспользоваться выражением (69), приняв в качестве исходного ре-
жим нагрузки несущего троса контактными проводами при беспровес-
ном их положении (при температуре /0).
После подстановки соответствующих значений в выражение (69)
получим
t ~ । Г Ъ (73}
х \ ° 24ат Т* ат Е? sj Г 24ат Нх aTETS7.' 1 }
Подставляя в полученное уравнение различные значения Нх, взя-
тые через произвольные интервалы, определяют соответствующие зна-
чения tx и строят кривую Нх (ZJ.
Стрелы провеса ненагруженного несущего троса находят по фор-
муле
<74)
Пример 5. Произвести расчет рессорной полукомпенсированной цепной
подвески ГТБСМ-70 -р МФ-100, построить монтажные кривые и составить мон-
тажную таблицу.
, Цепная подвеска смонтирована в анкерном участке длиной 1434 м, состоя-
щем из пяти пролетов по 70 м, десяти по 62 м и восьми по 58 м. Расстояние от
опор до первых простых струн е — 10 м.
140
Электрифицированный участок расположен во II районе территории СССР
по толщине стенки гололеда и в 111 ветровом районе. Железная дорога проходит
по открытой холмистой местности.
Высшая расчетная температура воздуха /тах = + 40° С, низшая /min =
_ — 50° С; температура воздуха при гололеде /г = — 5° С, при максимальном
ветре ts — + 5° С.
Данные контактного провода МФ-100; высота сечения 11,8 мм, ширина
сечения 12,81 мм, масса gK = 0,89 кг/м. Номинальное натяжение (у компенса-
торов) К — 10 кН.
Данные несущего троса ПБСМ-70: расчетное сечение ST = 69,9 мм3, рас-
четный диаметр 11 мм, масса gT = 0,598 ~ 0,60 кг/м (см. табл, 6); по табл. 21
найдем: ат — 13,3 • IO-8 1/° С; Ет = 175 ГПа.
Установление максимального натяжения не-
сущего троса. Максимальное допустимое натяжение несущего троса по
формуле (32) при Ттах = 48,07 кН (см. табл. 6) и к3 = 2,0:
48,07
^доп— 2,0
^24 кН.
При расчетах цепных подвесок максимальное натяжение некомпенсирован-
ного троса ПБСМ-70 рекомендуют принимать Ттах = 16 кН (табл. 24),
Таблица 24
Марка троса Максималь- ное допусти- мое натяже- ние деком- пенсирован - ного троса 7тах’ Номинальное натяжение компенсиро- ванного тро- са, кН Марка троса? Максимальное допустимое натяжение некомпенси- рованного троса Лпах> КН Номинальное натяжение компенсиро- ванного троса, кН
М-120 20 18 ПБСМ-70 16 10—15
М-95 16 14,5 С-70 20
ПБСМ-95 20 16—18
Определение расчетных нагрузок. Нагрузка от струн
и зажимов gc = 0,05 даН/м.
Полная вертикальная нагрузка на несущий трос при отсутствии гололеда
g = gT + gK -j- gc = 0,60 + 0,89 + 0,05 = 1,54 даН/м.
Установим расчетную толщину стенки гололеда Ьп = 10 мм (см. гл. VI)
Для троса ПБСМ-70, имеющего диаметр II мм, кг = 0,99 (см. гл. VI).
Расчетная толщина стенки гололеда Ьт — кгЬа — 0,99 • 10 = 9,9 мм.
Округляем это значение до ближайшего кратного 5, т. е. 10 мм, для даль-
нейших расчетов принимаем Ьт = 10 мм,
Нагрузка от гололеда на несущий трос по формуле (1)
ёгт = 0,0009 • 3,14 . 10 (11 + 10) = 0,59 даН/м.
Нагрузку от гололеда на контактный провод определим исходя из —0,5 х
X 6Т — 0,5 • 10 = 5 мм и среднего расчетного диаметра контактного провода dK
Н±А 11,84-12,81
dм = — =------------^12,3 мм;
2 2 ’
grK = 0,0009 • 3,14 • 5 (12,3 + 5) = 0t24 даН/м,
Полная нагрузка от гололеда на провода цепной подвески (гололед на стру-
нах цепной подвески не учитываем)
Sr = §гт + £гк 6,59 + 0,24 = 0,83 даН/м.
Полная вертикальная нагрузка па трос при гололеде
g + gr = 1,54 + 0,83 = 2,37 даН/м,
Установим расчетные скорости ветра v и ог. Согласно табл. 18 максимальная
нормативная скорость ветра для III ветрового района при повторяемости I раз
в 10 лет он = 29 м/с.
Для рассматриваемого случая расположения железнодорожной линии по
табл. 19 находим дв = 1,00.
Расчетная скорость максимального ветра v = 1 • 29 = 29 м/с; при голо-
леде иг — 0,5 • 29 — 14,5 м/с; округленно vr = 14 м/с.
Ветровую нагрузку на трос при максимальном ветре определим по формуле
(5); коэффициент сх ~ 1,25:
29а II
рт=1,25~—---------= 0,72 даН/м.
Кт 16 1000 1
Ветровая нагрузка на трос, покрытый гололедом (6),
I43 (П+2-10)
р р — 1,2 о
к 16 1000
= 0,47 даН/м.
Суммарная нагрузка на несущий трос при максимальном ветре (без учета
ветровой нагрузки на контактный провод, так как она в основном воспринима-
ется фиксаторами) по формуле (7)
<7в = V^2 + р2 '= Vl ,54s + 0,722 15 70 даН/м.
Суммарная нагрузка на трос при гололеде с ветром по формуле (8)
<7г - V(g + gr)3 + p2=V2,37a + 0,47^= 2,42 да Н/м.
Определение длины эквивалентного пролета.
Расчет ведем по формуле (30):
/э —
5-703+ 10-623 + 8-583
-----!-----------=62,8 м.
1434
Для дальнейших расчетов принимаем 1Э — 63 м.
Установление исходного расчетного режима.
Чтобы установить, при каком режиме несущий трос цепной подвески будет иметь
максимальное натяжение Ттах, определим по формуле (26) длину критического
пролета /кр-
для режима гололеда с ветром
. -.-1 24.13,3.10-° [ — 5—|=50)Г ,„„к .
р г V (2,422 —1,543) 10-4
для режима максимального ветра
, ,к 1/24-13,3.10^Г+5-(-50)Г ,,т а
/нп.в = 1о I/ ---------~---------=293,9 ы,
Р У (1 ,70й — 1,542) 10-«
Так как 1й < /КРфГ и /а < ZKp.B,’ то исходным расчетным будет режим ми-
нимальной температуры. При нем несущий трос будет иметь максимальное натя-
жение Тщах = 16 кН. Следовательно, 7\ = Лпах '-= 16 кН; 4 = £mln = — 50° С,
gi = g — 1,54 даН/м.
Определение натяжений нагруженного (конта-
ктным проводом) несущего троса в зависимости от
142
е м л а р а т у р ы. Для расчетов воспользуемся уравнением (69). Определим
еГо постоянные коэффициенты:
1,54^. ю-4.632
16
Д = — 50—--у-~ ~ ——-------h ----------------------= +36,7;
24-13,3* 10~6-16'2 13,3.10-й • 175.10й-69,9 ’
таК как в нашем случае qr qx = g — 1,54 даН/м, то
1,5V-iO-^ 632
24.13,3-10-й
-29,49-10й;
С = 13,3 . 10-(i 175 • 10й . 69,9 . 10-й = 0,163.
Подставив значения коэффициентов А, В, С в формулу (69), получим
+ — + 36,7-)-
29,49•10а
/р 2
0,163 ’
Подставляя в это уравнение различные значения Тх, определим соответст-
вующую им температуру. Начнем с Тх = Ттах = 16 кН:
29,49-102
tx — -| - 36 7 —-----------
’ ' 162
16
0,163
50° С.
Поскольку при Ттах = 16 кН оказалось равным £1111п = —50° С, то коэф-
фициенты А, В и С в формуле (69) определены правильно.
При Тх = 14 кН
+ — + 36,7-]-
29,49-Ю2
142
14
0,163
= — 34,2° С.
Продолжая расчеты,
ной кривой Тх (+):
получим следующие данные для построения монтаж-
7\, кН . . 16 14 12
G, °C . . —50 —34,2 —16,4
По этим данным строим
график (рис. 95).
Температуру беспровеспого
положения контактного провода
примем равной среднему значе-
нию температур в районе элек-
трифицируемой линии, т. е.
fin ах + +нп
-|-40 + (—50)
2
По графику Т (/) найдем на-
тяжения троса, соответствующие
температурам -—30, —15, —5,
1-10, +20, -[-30, +40° С и зане-
сем их в монтажную табл. 24.
Расчет с т р е л ц р о-
е е с а несущего троса
контактного прово-
да для действитель-
ных пролетов, вход я-
1Ц и х в а и к с р н ы й у ч а-
сток. Стрелы провеса вагру-
Рис, 95, Монтажные кривые для Т и И к
примеру 5
Таблица 25
°C т , X’ кН Параметры контактной подвески (в метрах)
Fx 1кх ддех ^ех Fx hix ^hex
-50 16,0 0,46 При 1 = Е —0,050 8 м —0,122 0,53 При 1 — £ —0,061 2 м -0,131 0,67 При 1 —1 - 0,087 0 м —0,149
— 30 13,5 0,53 —0,028 —0,073 0,61 —0,035 —0,079 0,77 —0,049 -0,090
—15 II ,8 0,60 -0,011 —0,029 0,68 —0,013 —0,031 0,85 —0,018 —0,036
—5 10,9 0,64 0 0 0,72 0 0 0,91 0 0
+ 10 9,6 0,71 +0,017 +0,047 0,80 +0,021 +0,051 1,00 +0,029 — 0,058
+20 8,8 0,76 +0,028 +0,091 0,85 +0,035 +0,098 1,07 +0,050 + 0,111
+30 + 40 8,2 0,80 +0,038 +0,126 0,90 +0,046 +0,136 1,13 +0,065 +0,154
7,7 0,84 +0,046 +0,159 0,95 +0,056 + 0,171 1,18 -j-0,080 +0,194
женного несущего троса Fx Для действительных пролетов, входящих в анкер-
ный участок, найдем по формуле (70), Например, для I = 58м при Тх ~ 16 кН
получим
(1,544- 1,54 -^Ц(58—2.10)2 10~2
F _ \ W,9 J________’ (1,54-58—0,6-Ю) 10 _
Х~ 8 (16,0+10,0) 2.16,0-Ю3 ~~
= 0,205+0,260 = 0,465 м.
Стрелы провеса контактного провода в пролете ZK найдем из выражения (72)
Например, для I = 58 м при Т = 16 кН
1,54 (58 —2-10)2 (Ю,9— 16,0) 1Q-2
8-10,9 (16,0+10,0)
- —0,050 м.
Рис. 96. Монтажные кривые для определе-
ния и ДЛе к примеру 5
Изменение высоты располо-
жения контактного провода у
опоры в пролете 2е найдем по
формуле (68).
Например, при I = 58 м и
Т = 16 кН
10 (1,54-58 — 0,6-10) 1О'г
Ыге^— - • ------- X
- —0,122 м.
(переместился вверх).
Результаты расчетов приведе-
ны в табл. 25. Монтажные графи-
ки стрел провеса контактного про-
вода и изменения высоты его рас-
положения у опоры в зависимо-
сти от температуры показаны па
рис. 96.
Определение натя-
жений несущего тро-
са при дополнитель-
ных нагрузках. Посколь-
144
ку в этом примере исходным является режим минимальной температуры, то
величины с индексом 1 в уравнении (69) отнесем к этому режиму, а величины с
индексом х — сначала к режиму гололеда с ветром, а затем ~ к режиму мак-
симального ветра.
Режим гололеда с ветром, Определим для этого режима коэффициент Вг.
Полагая qx = qr — 2,42 даН/м,
Расчет будем
При Тх =
13
2,423 -10~4 • 633
Лг = —:-------------:= 72,86-Ю3.
24.13,340-“
вести подбором, задаваясь значениями Тх = Тг.
кН
tx
132
13
----+0,06° С.
0,163
Пр и Тх —
13,5 кН
72,86-Ю3
tx= -J-36,7-!-—--------
х ‘ ' 13,52
13,5
- —6,14Q С.
0,163
натяжения троса на 0,5 кН вызывает изменение температуры
Изменение j
на 0,06 -р 6,14 — 6,2° С. Чтобы получить температуру /г = —5° С, надо при-
нять
(6,14—5)
7 _=13,5—0,5 ——------- = 13,5 —0,09 = 13,41 кН.
г ’ 6,2
Режим максимального ветра. Определим для этого режима коэффициент Вв.
Полагая qx = qB = 1,70 даН/м,
I 70М0-11-633
В в —--------------
24.13,3-10-°
— 35,93-Ю9.
При Тх = И кН
„ 35,93-103
^^-^36,7-1- — -------
—^—=-.—1,09° С.
0,163
При Тх — 10,5 кН
35,93-103
.' 36,7-[-——
х 1 10,53
10,5
—“--=1-4,87° С.
0,163 1
Поскольку tx отличается от 4 не более чем на 0,5° С, то можно считать,
что Тв 10,5 кН, Полученные значения Тг и Тв показаны на рис. 95.
Определение натяжений и стрел провеса н е н а-
гру женного несущего троса. Для расчетов воспользуемся
уравнением (73). Определим его постоянные коэффициенты:
Д-=-5
29,49-103
10,93
10,9
0,163
= +37,05;
В-
0,6М0~4-633
24-13,3.10-6
= 4,48-Ю3; С = 0,163.
Подставив значения коэффициентов в уравнение (73), получим
+ - -|-37,05-|
4,48-103
Нх
Нх
0,163 *
145
Подставляя в это уравнение различные значения HXt определим соответст-
вующую им температуру. Начнем с натяжения Цх = 15 кН
4.48-10^ 15
tx = 437,05 + -J----------------- = — 53,0сС.
г 1 I52 0,163
Продолжая расчеты, получим следующие данные для построения монтаж-
ной кривой Нх (?):
Нх, кН............ 15 13 II 9 7 5 4
tx, °C.............--53,0 —40,0 —26,7 —12,6 +3,2 -J 24,3 40,5
По этим данным строим монтажную кривую Н (/) (см. рис, 95). По рис, 95
найдем натяжения ненагруженного несущего троса, соответствующие темпера-
турам —50, —30, —15, + 10, +20, +30, -|-40° С, и занесем их в монтажную
табл. 26.
Таблица 26
t °C X’ //„, кП ОС’ f м, при проле- тах 1 длиной, м + °с кН f м> HI111 проле- тах 1 длиной, м
S8. I 62 | 70 58 62 70
—50 14,6 0,17 0,20 0,25 + 10 6,3 0,40 0,46 0,58
—30 11,4 0,22 0,25 0,32 20 5,4 0,47 0,53 0,68
—15 9,3 0,27 0,31 0,40 + 30 4,6 0,55 0,63 0,80
—5 8,0 0,32 0,36 0,46 -1-40 4,0 0,63 0,72 0,92
Стрелы провеса ненагруженного несущего троса для действительных
пролетов, входящих в анкерный участок, найдем по формуле (74).
Например, для 1 = 58 ми Нх = 14,6 кН
0,6-10~2-582
8-14,6
-0,17 м.
Результаты расчетов приведены
груженного несущего троса приведены на
в табл. 25. Монтажные кривые для иена-
рис. 95.
Пример 6. Рассчитать кривую
провисания несущего троса ком-
пенсированной рессорной цепной
подвески ПБСМ-70 + МФ-100 с
Рис. 97. Расчетные схемы и кривые про-
висания несущего троса к примеру 6
учетом и без учета влияния про-
водов рессорных струн. Парамет-
ры цепной подвески: натяжение
несущего троса Т-—10 кН, натя-
жение контактного провода К =
— 10 кН, натяжение проводов
рессорных струн, = 2,5 кН,
длина пролета I — 70 м, длила
проводов рессорных струн 2а =
— 2-8-16 м, стрела провеса
контактного провода 0,06 м;
схема подвески показана на
рис. 97.
Определим расчетные нагруз-
ки. Из примера 5 имеем:
Я = 1,54 даН/м; g7 = 0,60 да! 1/м;
gK=0,89 даН/м; +^0,05 даН/м.
Провод рессорных струн вы-
полняют из сталемедной проволо-
ки марки 6БСМ.
146
Нагрузка от веса этой проволоки (см. гл. II) £р = 0,236 даН/м.
Нагрузка от веса зажима для крепления провода рессорных струн па несу*
щем тросе g.iG = 0,44 даН.
Вертикальная нагрузка Уф, передающаяся проводом рессорных струн на
несущий трос от фиксатора,
г
Уф = 0, 5g ф -фрз — ,
5ф
где £ф — нагрузка от веса дополнительного стержня сочлененного фиксатора,
даН;
— нагрузка от веса фиксирующего зажима, даН;
г — расстояние по вертикали от шарнира фиксатора до уровня контактно*
го провода, м;
5ф — длина сочлененного фиксатора, м;
7/ф — горизонтальная составляющая реакции фиксатора, даН.
Эта составляющая определяется из выражения
Яф-4Ку,
где а — зигзаг контактного провода,' м;
I — длина пролета, м.
0 3
Если известно, что £ф = 2,36 даН; р3 = 0,45 даН; Яф = 4 . 1000 =
= 17,2 даН, г = 0,1 м; 5ф = 1,2 м, тогда
Уф = 0,5-2,36 + 0,45— 17,2 -уу- = 0,2 даН.
Этот расчет показывает, что сочлененный фиксатор (в рассматриваемом слу-
чае — дополнительный стержень фиксатора) создает очень небольшую вертикаль-
ную нагрузку на провод рессорных струн даже при г =. 0,1 м (обычно г = 0,2 ф
= 0,3 м).
Заметим, что нагрузка Уф становится ощутимой, когда основной стержень
сочлененного фиксатора подвешивают не к несущему тросу, а к проводу рессор-
ных струн,
Рассчитаем Q' и Q:
0,2 т Л (10 + 2)0,89
Q' -=0,236.8-1-0,44+-^—« 2,4 даН; Q--=2,4 + ~—даН.
Найдем провесы несущего троса на расстоянии х = а = 8 м от опоры:
а) с учетом влияния провода рессорных струн по формуле (58)
8(1,54-70 —0,6-8) +2-2,4-8
= 0,575 м.
2 (1000—250)
Если взять сечение балки на бесконечно близком расстоянии Да от точки
х — а справа, то уже при натяжении несущего троса Т получим в соответствии
с формулой (59) при е = а
8(1,54*70 — 0,6-8) 2,4.8+250-0,575
2-1000 1000
— 0,575 м,
Т- е., как и следовало ожидать, получили тот же результат;
147
б) без учета влияния провода рессорных струн
8(1,54-70 — 0,6-8)
2-1000
= 0,412 м.
Определим провесы несущего троса на расстоянии х = е = 10 м от опоры
по формуле (59):
10(1,54-70 — 0,6.10) , 2,4-10 — 7,7(10-8) 4-250-0,575
у —----------------------1 =
2-1000 1000
= 0,5094-0,154 = 0,663 м;
10 (1,54-70—0,6-10)
2-1000
= 0,509 м.
Найдем провесы несущего троса на расстоянии х — «т-ф- с = 10 + 8,33 =
= 18,33 м по формуле (60).
Значение для рассматриваемой схемы рессорной подвески определим по
формуле (53):
D е-е0 + с 4-0,06-1000
1 l—2e с + (+<с + Ы 2 70-2-10
4-0,06-1000 п л 10 — 24-8,33
“7^Г^Г 8’33+(0’89^0’05)------------^"=4,80-0,80+7,68 =
I i £ * 1 vj 1 х
= 11,68 даН;
1,54-70-18,33 —0,6-18,ЗЗ3
U1 й Й Ъ = ---------------------- L
2,4-18,33—7,7(18,33—8)+250-0,575
+ 1000 ~
11,68-8,33
—-----^000---=0,886 + 0,116—0,097 = 0,905 и;
#18 33 = 0,886— 0,097 = 0,789 м.
Определим провесы несущего троса на расстоянии е 2с — 10 + 2 , 8,33 =
-- 26,66 м.
Значение jRck найдем по формуле (54):
7?ск = (0,89+0,05) 8,33---д°--°6'-0-0
’ ’ (70—2-10)s
8,33 = 7,83 — 1,6 = 6,23 даН;
#26,66 =
1,54-70-26,66 — 0,6-26,663
2-1000
2,4-26,66—7,7 (26,66—8)+250-0,575
1000
11,68-16,66 6,23-8,33
-----W00-----~-------ТОО-----= 1,226 + 0,079 — 0,194 - 0,052 = 1,059 м;
У2б,бб^1>226 —0,194—0,052 = 0,980 м.
148
Стрелы провеса несущего троса в середине пролета х = 1/2 = 35 м:
1,54-70-35 — 0,6-35а 2,4-35 —7,7 (35-8)+ 250-0,575
2-1000 + 1000 “
11,68-25 6,23(16,66 + 8,33)
— —2-------—————т = 1,518 + 0,041 — 0,292—0,156=^1,111 м;
1000 1000
F' = 1,518 — 0,292 — 0,156 = 1,070 м.
Разность стрел провеса у — у' в различных точках пролета следующая:
х, м.......... 8,0 10,0 18,33 26,66 35,0
(г/—/), м - . - 0,163 0,154 0,116 0,079 0,041
Полученные результаты наглядно показывают, какое влияние может ока-
зать натяжение проводов рессорных струи на провес несущего троса в пролете.
Пример 7. Найти понижение уровня контактного провода в середине про-
чета компенсированной рессорной цепной подвески ПБСМ-70 + МФ-100, рас-
положенной на прямом участке пути, при гололеде с расчетной толщиной кор-
ки льда 10 мм. Параметры цепной подвески: натяжение несущего троса Т
= 15 кН (1500 даН), натяжение контактного провода К = 10 кН (1000 даН),
длина пролета I = 70 м.
Определим гололедную нагрузку на цепную подвеску. Из примера 5 име-
ем gr- = 0,83 даН/м.
Для определения понижения уровня контактного провода в середине про-
лета воспользуемся формулой (64):
0,83-70а
ЛЛКГ =---------------с=0,203 м.
8(1500+1000)
Пример 8. Определить изменение стрелы провеса контактного провода ком-
пенсированной цепной подвески ПБСМ-70+МФ-100 со смещенными от
опор простыми струнами при уменьшении натяжения несущего троса на 10%.
Параметры цепной подвески: начальное натяжение несущего троса Т =
= 15 кН, натяжение контактного провода К = 10 кН, длина пролета I = 70 м,
е == 5 м, начальная стрела провеса /к = 0,06 м.
Расчетные нагрузки возьмем из примера 5; g — 1,54 даН/м; gT =’ 0,60 даН/м.
Натяжение несущего троса 1\ — То = 15 кН; Тх = 0,97\ = 13,5 кН.
Изменение стрелы провеса контактного провода в пролете ZK = I — 2е =
= 70 — 2 • 5 = 60 м вследствие уменьшения натяжения несущего троса на
10% определим по формуле (67):
1,54-б03 (1500—1350)
-------------------- ~ 0,03 м.
1 8-1500(1350+1000)
Следовательно, изменение натяжения несущего троса на 10% может при-
вести к изменению стрелы провеса контактного провода на 50%,
ГЛАВА
IX
ВЕТРОУСТОЙЧИВОСТЬ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
31. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Нормальное взаимодействие токоприемников с контактными под-
весками при ветре может быть нарушено вследствие больших гори-
зонтальных отклонений контактного провода от оси полоза токопри-
емника, длительных устойчивых вертикальных колебаний проводов
цепных подвесок в пролетах, больших отжатий контактных проводов
токоприемниками у фиксаторов. При сильном ветре может произойти
обрыв или вследствие,касания заземленных конструкций пережог пи-
тающих и других проводов,Чтобы обеспечить ветроустойчивость кон-
тактной подвески, необходимо правильно выбрать длины пролетов
(расстояния между опорами). От длин пролетов в значительной сте-
пени зависит и стоимость контактной сети. Чем больше длина проле-
та, тем дешевле контактная сеть, поскольку на ее сооружение требу-
ется меньше опорных и поддерживающих устройств. Поэтому при про-
ектировании контактной сети длины ее пролетов устанавливают всег-
да по возможности большими, но с учетом ограничений, вызываемых
условиями обеспечения надежной работы. Основными ограничениями
являются: допустимое отклонение контактного провода от оси токопри-
емника в пролете под действием максимального ветра или ветра при
гололеде на проводах и обеспечение необходимых вертикальных га-
баритных расстояний контактных проводов при гололеде на проводах
контактной подвески или большом иагреве их тяговыми токами, а в
некоторых случаях — свободно подвешенных проводов на опорах
контактной сети. На участках со скоростями движения э, п. с. 200 км/ч
и выше длина пролета ограничивается по условию надежного токосъе-
ма как в нормальных условиях, так и при сильном ветре.
Надежность токосъема при ветре во многом зависит от длины и очер-
тания полозов токоприемников. В Советском Союзе у всех токоприем-
ников полоз имеет длину 2260 мм и горизонтальную часть 1270 мм. Для
таких полозов с учетом порывистости ветра, а также упругого проги-
ба опор на уровне контактного провода наибольшее допустимое
отклонение контактного провода от оси токоприемника ветром 6К,ДОП
при расчетах длин пролетов принимают 500 мм на прямых и 450 мм
на кривых участках пути. Для действующих электрифицированных
линий лоп = 500 мм может быть принято и на кривых участках пути.
При двух контактных проводах в цепной подвеске указанные значе-
ния &1;.ДОп относятся к наружному от оси токоприемника проводу.
Опыт эксплуатации и лабораторные испытания показывают, что
при качественном изготовлении и содержании (например, угол накло-
на рогов полозов не должен превышать 45° и т. п.) полозы токоприем-
ников могут обеспечивать нормальное взаимодействие с контактным
проводом при отклонении последнего ветром от оси полоза на 750—
800 мм. Следовательно, при определении длин пролетов имеется запас
150
по допустимому значению отклонения ветром контактного провода от
оси полоза токоприемника, равный 250—350 мм. Однако в эксплуата-
ции этот запас может быть исчерпан такими не учитываемыми при рас-
четах длин пролетов факторами, как: смещение оси токоприемника от
оси кузова электровоза; поперечное колебание токоприемника; боковое
смещение кузова электровоза; изменение со временем положения пу-
ти на выходах и входах в кривые; возвышение одного рельса над дру-
гим на прямых участках пути и др. Поэтому значение &1{.лоп при расче-
те длин пролетов обычно и принимают равным 450—500 мм.
Экспериментальные исследования ветровой нагрузки, действую-
щей на провода, показывают, что она меняется во времени и вдоль
пролета. Под действием такой горизонтальной нагрузки провода
совершают вынужденные колебания, характер которых определяется
пульсациями скорости ветра и параметрами колебательной системы
(одиночный провод, цепная контактная подвеска). Постоянная состав-
ляющая ветровой нагрузки, обусловленная средней скоростью ветра,
вызывает статическое отклонение провода. Реакцией провода на дей-
ствие пульсирующей составляющей ветровой нагрузки являются его
вынужденные колебания (динамическое отклонение) около положения
статического отклонения провода. Значение динамической составляю-
щей отклонения провода зависит от пульсации скорости ветра как во
времени в какой-либо точке пролета, так и вдоль пролета. Пульсации
скорости ветра в свою очередь зависят от средней скорости ветра,
длины пролета и веса проводов (амплитудно-частотной характеристи-
ки колебательной системы), шероховатости поверхности земли и вы-
соты проводов иад ней.
Существующий метод статического расчета длин пролетов контакт-
ных подвесок имеет следующие недостатки: ветровая нагрузка счита-
ется во времени и по длине пролета постоянной, соответствующей сред-
ней расчетной скорости ветра; не учитывается изменение натяжения
проводов, образующих контактную подвеску, при воздействии на иих
пульсирующей ветровой нагрузки.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте транспортного
строительства Миитраисстроя разработан метод динамического расчета
ветровых отклонений проводов контактной сети и максимально допус-
тимых длин пролетов контактных подвесок. Он основан на решении
уравнения колебаний проводов при действии случайной пространст-
венно-временной ветровой нагрузки. Расчетная схема этого метода с
большой точностью отражает действительный динамический процесс
колебаний проводов при воздействии на них ветровой нагрузки. При
динамическом расчете ветровых отклонений проводов учитывают: воз-
можные пульсации скорости ветра как во времени, так и по длине про-
лета; изменения натяжения компенсированных контактных проводов
и несущих тросов цепных контактных подвесок при воздействии на иих
ветровой нагрузки. Динамический расчет позволяет определять вет-
ровые отклонения проводов контактной сети с заданной надежностью
(например, 98,5%). Однако он требует применения сложных матема-
тических формул и поэтому в учебнике не рассматривается. Расчеты
длин пролетов по этому методу осуществляют на ЭВМ по специально
151
Рнс. 98. Графики допустимых длин пролетов цепной подвески:
а — компенсированной ПБСМ-70+МФ-100 на изолированных консолях при /(=10 кН, Сх = 1,25;
б — полукомпенсированной М-120+2МФ-100 на гирляндах из двух изоляторов при 2К=20 кГЬ
сх=1(55; кривые 1—12 см. в табл. 27
разработанной программе. На рис. 98 приведены результаты таких
расчетов в виде графиков допустимых длин пролетов (кривые 1—12)
цепных контактных подвесок с одним контактным проводом МФ-100
и с двумя контактными проводами МФ-100.
Таблица 27
Расчетная толщина стенки гололеда, мм Номера кривых (см. рис. 98) для расчетной скорости ветра v, м/с
10 15 20 25 30 35 40 45 50
До 10 15 20 / 2 3 i 4 | 5 6 7 8 9
10 | 11
12
Формулы для расчетов ветровых статических отклонений проводов
контактной сети при воздействии на них постоянной составляющей
ветровой нагрузки, обусловленной средней скоростью ветра, рас-
смотрены в п. 32.
32. ВЕТРОВЫЕ СТАТИЧЕСКИЕ ОТКЛОНЕНИЯ
ОДИНОЧНЫХ ПРОВОДОВ
Ветровые статические отклонения одиночных'"проводов можно оп-
ределить с помощью соотношений, приведенных в гл. VII. При дейст-
вии на провод равномерно распределенных по пролету вертикальной
g и горизонтальной р нагрузок провод расположится в наклонной
плоскости, как показано на рис. 99.
IS2
Обозначив через bx величину горизонтального статического откло-
нения провода в точке на расстоянии х от опоры и через у — провес
провода в этой точке в направлении суммарной нагрузки q, из подобия
треугольников получим
Ьх = yp/q. (75)
Провес провода в любой точке пролета определяют по выражению
(14). Подставляя значение у} из формулы (14) в выражение (75),
имеем
Ьх = рх(1 — х)/ (277). (76)
Наибольшее горизонтальное отклонение 6тах провод получит в
середине пролета, где имеет стрелу провеса f. Подставив в выражение
(76) х — Z/2, получим
бтах = рР/ (877). (77)
Выражения для определения ветровых отклонений одиночного про-
вода можно использовать и при расчете ветровых отклонений контакт-
ного провода простых контактных подвесок, в которых контактный
провод расположен в плане между точками подвеса по прямой линии.
Вместо Н в выражения (76) и (77) надо только подставить натяжение
контактного провода /(.
В случае когда точки подвеса контактного провода у опор в плане
смещены от оси пути в разные стороны (провод относительно оси пути
расположен зигзагообразно), его
отклонение от оси пути в гори- _________ 1 ,
зонтальнои плоскости при ветре
будет определяться суммой от-
клонений и (рис. 100), зна-
чения которых могут быть найде-
ны из выражений:
= Рк *(/ — х)! (27<);
Ь2 = а (I — 2х)И,
где а — зигзаг провода.
Отсюда получим статическое
отклонение"контактного провода
Ь1{Х от оси пути в любой точке
пролета, расположенной на рас-
стоянии х от опоры,
£ _ х (/—х) , a (l—2x)
кх 2К “К z • ’
Рис. 99. к определению статических от-
клонений одиночного провода ветром в
различных точках пролета
Рис. 100. К определению допустимой
длины пролета на прямом участке пути
Исследование выражения (78)
показывает, что наибольшее от-
клонение контактного провода
от оси пути (или, что то же,
на прямом участке от оси токо-
153
приемника) будет в точке, расположенной от опоры на расстоянии
I 2аК
— ------.
2 рк1
После подстановки этого
значения х в выражение (78) получим
к max
= рк1* . 2а2К
8К ‘ рк/а
(79)
При различных зигзагах контактного провода у опор наибольшее
его отклонение от оси пути при ветре можно определить следующим
образом. Обозначим через а среднее значение зигзага контактного про-
вода, т. е. примем
а = 0 ,5 («! + а3),
тогда согласно рис. 100, б получим
= аг — а = — 0,5 (а± + а3) — 0,5 (аг — а2). (80)
Величина наибольшего статического отклонения провода в проле-
те согласно выражениям (79) и (80) будет определяться выражением
w . (81)
Наибольшее допустимое значение пролета будет в том случае, ког-
да наибольшее отклонение провода £»и.тах получится равным наи-
большему допустимому отклонению провода от оси токоприемника
£>н.ДОц. Поэтому, приняв в уравнении (81) £>к.тах = Ьк,доп и решив его
относительно /, получим выражение для определения допустимой дли-
ны пролета /тах на прямых участках пути при данных рк, &к.дои и
зигзагах аг и а2:
^nax ~ 1 {2&Н.Д0П ± (#1 й3) -р
г Рк
+ V[2t,.M0D ± (Л1-аг)Р-(«1+аг)'!} (82)
При расчетах по формуле (82) следует выбирать так знаки, чтобы
получить меньшее значение /тах. Верхние знаки в формуле (82) со-
ответствуют направлению ветра со стороны зигзага а2, а нижние —
со стороны
Обычно на большей части пр ямых участков пути контактный про-
вод монтируют с одинаковыми зигзагами, т. е. ах = й2 (по абсолютной
величине). Приняв в формуле (82) ах = а2 = а, получим выражение
для определения допустимой длины пролета на прямых участках пу-
ти при равных зигзагах провода
2 дОП -j- 6к. ДОП — Й2 j . (83)
Рассматривая эту формулу, нетрудно заметить, что допустимая
длина пролета растет с увеличением натяжения контактного прово-
154
да /С, допускаемого отклоне-
ния &Н.ДОП и уменьшается с
увеличением ветровой нагруз-
ки pIt и зигзага а> Таким об-
разом, ветроустойчивость кон-
тактной подвески зависит от
расположения ее проводов в
плане.
Схема для определения до-
пустимой длины пролета на
Рис, 101. К определению допустимой
длины пролета на кривом участке пути
кривом участке пути показана на рис. 101. Стрелку кривой оси пути
С можно определить с помощью схемы, показанной на рис. 102. Для
треугольника 0А5 имеем (Z/2)2 + (R — С)2 = R2.
Раскрыв скобки и пренебрегая сравнительно малым значением С2,
получим
С =
(84)
Нетрудно показать, что с учетом выражения (84) максимальное
ветровое отклонение контактного провода от оси токоприемника на
кривом участке пути радиуса R при неодинаковых зигзагах контакт-
ного провода у опор можно найти по формуле
к. max 8 Ц ' 2(рк/К ± I//?)/» "
Щ4.-Сг
2
(85)
При неодинаковых зигзагах а± и а2 максимальное ветровое откло-
нение контактного провода будет несколько смещено от середины про-
лета. Это смещение определяется выражением
4“
(рк/К ± !//?)/
Если в выражении (85) принять 6и.тах= 6К.ДОП и решить его отно-
сительно /, то получим выражение для определения допустимой дли-
ны пролета /тах на кривых участках пути радиуса R при данных рк,
К, ^к.доп и зигзагах аг и а2:
^tnax \/ vir> {2^к, доп i (^1 Ь Йо) 4
+ [26к, д0П± (йдЦ-йз)]2—(й1~й2)2 | . (86)
При одинаковых зигзагах ах ~ й2 = а
максимальное статическое отклонение кон-
тактный провод получит в середине пролета;
(87) Рис. 102. К определению
стрелки кривой оси пути
155
и соответственно
2K
рк ± K/R
(^к.доп i •
5
(88)
(-)а^(+)а2
(-Мг
Рис. 103. Расположение контактного
провода в плане на кривых различных
радиусов
(-)я2
В формулах (85) и (88) верхние
знаки принимают при направлении
ветра от центра, а нижние — к
центру кривой. При расчетах по
этим формулам следует брать те
знаки, которые дадут меньшее зна-
чение Zniaz.
На кривых значения Zmax по
формуле (88) при нормальных зиг-
загах контактного провода (а =
= 0,4 м) у опор могут оказаться
больше пролета Zmax, найденного
по формуле (83) для прямых участ-
ков, При проектировании длину пролета на кривых обычно ограничи-
вают наибольшей длиной пролета для прямых участков, с учетом кото-
рой определяют высоту опор и размещение иа иих поддерживающих
устройств. Зигзаги контактного провода у опор (од и й2) в таких слу-
чаях находят из условия, чтобы провод в середине пролета распола-
гался по оси токоприемника. Расположение контактного провода
в пролете при этом зависит от допустимого пролета для прямого
участка пути Zmax и радиуса кривой R (рис. 103).
Для обеспечения более равномерного износа контактных пластин
токоприемников зигзаг контактного провода у одной из опор ах при
его расположении в пролете по схемам рис. 103, б, в принимают рав-
ным 0,3 м. Зигзаг контактного провода у другой опоры а2 находят по
формулам:
для рис. 103, б
= а1~~ 47?; (89)
по рис. 103, в
а2 = Iwx/tR — ах. (90)
Нетрудно показать, что формулой (89) следует пользоваться, ког-
да R > а формулой (90) - при > R >
Z2
На кривых участках, радиус которых меньше зигзаги контакт-
ного провода у опор принимают одинаковыми = а2 = а (рис. 103, а)
и равными 0,3—0,4 м в зависимости от радиуса кривой. В этом случае
зигзаг контактного провода у опор находят из выражения
lz
‘'max
а = С =
(91)
где С—стрелка кривой, определяемая по формуле (84).
156
Все приведенные выше выражения для &н.тах и /тах были выведе-
ны без учета изменения упругого прогиба опор иа уровне контактно-
го провода ук под действием ветровой нагрузки на опоры и провода.
Значение ук может достигать ±65 мм. Поэтому при определении длин
пролетов контактных подвесок значение ук необходимо обязательно
учитывать,
В этом случае формулы для определения &к.тах и /тах примут вид:
для прямых участков пути при одинаковых зигзагах
контактного провода у опор
К. max = + V/, (92)
/тах=2 1/ — ^к_ Доп~-Ун’-|-)/" (^к. доп Тк)2"^2 ] i (93)
г pH
для кривых участков пути при одинаковых зигзагах
контактного провода у опор
6«..™х = -^ + ^ + ?„; (94)
8Л рк12
Ux = 2 у |у Д"п “ У лоп - - Тк)3 “ я2] • (93)
33. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕТРОВЫХ СТАТИЧЕСКИХ ОТКЛОНЕНИЙ
ПРОВОДОВ ЦЕПНЫХ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
Полученные выше формулы для определения ветровых статических
отклонений одиночных проводов можно использовать и при расчетах
ветровых статических отклонений контактных проводов вертикальных
цепных подвесок, если в них учесть влияние несущего троса на ветро-
вое отклонение контактного провода. Диаметр, натяжение и способ
крепления на опоре несущего троса отличаются от диаметра, натяже-
ния и способа крепления иа опоре контактного провода. Поэтому под
действием ветра несущий трос и контактный провод получают разные
смещения в горизонтальной плоскости. Если контактный провод под
действием ветра отклонится больше, чем несущий трос (рис. 104, а),
струны расположатся наклонно и в них появятся горизонтальные со-
ставляющие их натяжения рс, на- правленные против ветровой на- грузки /?к. В этом случае несущий трос будет препятствовать откло- нению контактного провода. Возможно и другое положение проводов (рис. 104, б), когда несу- щий трос отклонится ветром боль- ше, чем контактный провод, стру- ны расположатся с наклоном в про- тивоположном направлении. При § „ю- V У Л ч к к Рис. 104, Схемы, характеризующие влияние несущего троса па отклонение контактного провода
157
этом направление рс будет совпадать с рк и они будут складываться.
Следовательно, несущий трос увеличивает ветровое отклонение кон-
тактного провода.
Наконец, возможен случай, когда ветровые отклонения несущего
троса и контактного провода будут одинаковыми (рис. 104, а), струны
займут вертикальное положение, а рс = 0. Следовательно, несущий
трос не оказывает влияния на ветровое отклонение контактного про-
вода.
Точный учет взаимодействия .несущего троса и контактного про-
вода при ветровом их отклонении, даже при допущении статического
и равномерного по длине пролета приложения ^ветровой нагрузки,
представляет значительные трудности. Нагрузку от реакции струн
при расчетах допустимых длин пролетов вертикальных цепных под-
весок определяют по методике, разработанной проф. И. И, Власовым.
В качестве основного допущения в предложенной им формуле приня-
то, что контактный провод и несущий трос взаимодействуют друг с
другом (в горизонтальной плоскости) лишь в средней части пролета,
равной половине общей его длины.Такое допущение является доста-
точно обоснованным, так как на участках пролета, прилегающих к
опорам, струны ввиду большей их длины получают меньшие углы на-
клона по отношению к вертикали, вследствие чего и нагрузки, пере-
даваемые на этих участках с одного провода на другой, составляют
небольшое значение. Кроме того, эти нагрузки располагаются на не-
больших расстояниях от опор и поэтому мало влияют на отклонение
проводов в средней части пролета.
Струны в средней части пролета, где учитывается взаимодействие
несущего троса и контактного провода, незначительно отличаются по
своей длине 'и по наклону. Поэтому они
Рис. 105. Схема расположе-
ния проводов цепной подвес-
ки при отклонении их вет-
ром:
/ — контактный провод; 2 — не-
сущий трос; 3 — струны
заменены струнами, имеющими одинако-
вую (среднюю) длину и один и тот же
наклон к вертикали, а сосредоточенные на-
грузки рс, передающиеся через эти струны
в средней части пролета с контактного
провода на несущий трос (или наобо-
рот), заменены равномерно распределенной
по длине всего пролета эквивалентной
удельной нагрузкой рэ, вызывающей такое
же горизонтальное отклонение контактно-
го провода, как и нагрузки рс в средней
части пролета.
В расчетной схеме для определения
ветрового отклонения контактного прово-
да вертикальной цепной подвески (рис. 105)
несущий трос меньше отклонен ветром, чем
контактный провод, нагрузка рэ имеет по-
ложительное значение (направлена в про-
тивоположную сторону ветровой нагрузки
и вычитается нз нее). В тех случаях,
когда несущий трос получит большее от-
158
клонеиие, чем контактный провод, нагрузка ра будет иметь отрица-
тельное значение (направлена в ту же сторону, что и ветровая на-
грузка /?к, и складывается с ней).
Формула для определения удельной эквивалентной нагрузки име-
ет вид
рРР — ргк
РР=---------
(96)
8K'l / hnp7
д \ ут___________;
10,6scp КТ
Т+К + --..... —
gKl2
где /ги — длина подвесной гирлянды (изоляторов и других кре-
пительных деталей) несущего троса;
scp — средняя длина струны в двух средних четвертях пролета.
Зная pOt нетрудно написать формулу для определения &к.тах и /тах
с учетом влияния несущего троса на ветровое статическое отклонение
контактного провода вертикальной цепной подвески.
При расположении контактного провода вертикальной цепной под-
вески по оси пути (без зигзагов) наибольшее отклонение провода в
середине пролета
- _ (Рк~Рэ)Р ,
Ук. шах — — — '1 Ук-
ол
Наибольшее статическое отклонение контактного провода от оси
пути при одинаковых его зигзагах у опор
h „ (Рк—Рэ)Г2 । W
(97)
(Pa-P'jl2
Это отклонение имеет место в точке, расположенной от середины
пролета на расстоянии
л- = 2аКП {рV. рэ)*
Допустимая длина пролета вертикальной цепной подвески на пря-
мых участках пути при одинаковых зигзагах контактного провода и
статических нагрузках рк и /?э
I
Ра~ Р') '•
Соответствующие формулы для кривых участков имеют
Р* —Рэ г .Л 1 . а । ,, .
К + R ] +К’
Ana:
’к.доп—Тк)'2—а2 I • (98)
вид:
(99)
шах *
о
max ’— 2
К (^К, ДОП ТкП-^)*
Ри— Рэ+ ~
Л
(100)
Наибольшие горизонтальные отклонения провода цепной под-
вески получают обычно при ветре наибольшей интенсивности. Одна-
ко в некоторых случаях это может иметь место и при небольшом ветре,
Но когда провода покрыты значительной толщиной гололеда или из-
159
мороз и. Следовательно, допустимые длины пролетов цепных подвесок
необходимо определять исходя нз двух расчетных режимов: ветер наи-
большей интенсивности, гололед с ветром. Поэтому величины проле-
тов, входящие в формулу (96), должны соответствовать определенному
расчетному режиму.
Расчеты по формулам (96), (97) н (99) обычно ведут в следующем
порядке. Определяют расчетные ветровые нагрузки на несущий трос
рт и контактный провод рк, а также суммарные нагрузки на несущий
трос 7Т при ветре наибольшей интенсивности н гололеде с ветром. На-
ходят й’к — нагрузку на несущий трос от веса контактного провода
(контактных проводов), в режиме гололеда — с учетом веса гололе-
да на контактных проводах.
Для учета влияния несущего троса на ветровое отклонение контакт-
ного провода, как видно из выражения (96), необходимо знать натя-
жение троса Т при ветре наибольшей интенсивности или при гололеде
с ветром. Натяжение несущего троса компенсированной подвески не
зависит от ветровых и гололедных нагрузок. Поэтому в выражение
(96) вместо Т подставляют значение номинального натяжения компен-
сированного несущего троса (см. табл. 25).
В полукомпенсированпых цепных подвесках натяжение несущего
троса зависит от температуры окружающего воздуха и дополнитель-
ных нагрузок. Это натяжение в свою очередь зависит от длины проле-
та. В этом случае в формулу (96) вместо Т подставляют значение на-
тяжения несущего троса для режима ветра наибольшей интенсивности
или для режима гололеда с ветром. Натяжения несущего троса для
этих режимов, а также при бесировесном положении контактных про-
водов Тй берут из расчетов полукомпенсированпых цепных подвесок.
При определении длин пролетов до выполнения таких расчетов значе-
ние Т принимают ориентировочно по данным табл. 28.
Таблица 28
Материал несущего троса Натяжение троса Т, % от максимально допустимого натяжения по табл. S5, для режимов
Ветер наибольшей интенсивности при / * ° г ЧШП1 v Гололед с ветром
— 30 — 40 — 50
Медь 75 70 60 65
Биметалл п сталь <80 75 70 75
Значение ветрового отклонения контактного провода пропорцио-
нально отношению сх Hi К. (здесь сх — аэродинамический коэффициент
лобового сопротивления; Н и /< — соответственно высота сечения и
натяжение нового или изношенного контактного провода). Это отно-
шение может служить показателем ветроустойчивости контактных
проводов: чем оно меньше, тем выше ветроустойчивость контактного
160
ювода. Если для нового провода МФ-100 этот показатель ветроустой-
[вости принять за единицу, то нетрудно подсчитать его и для других
)вых и изношенных контактных проводов. Значения отношения
. Н!К сведены в табл. 29.
Таблица 29
Износ ровода, % Значения c# Н/К проводов марки Износ провода, % 1 Значения Н[К для проводон марки
МФ-100 МФО-ЮО МФ-1 50 2МФ-100 МФ-too МФО-ЮО МФ-150 2МФ-100
0 10 1,00 0,90 0,82 0,78 0,85 0,78 0,62 0,56 20 30 0,92 0,97 0,82 0,87 0,83 0,83 0,57 0,60
Анализируя данные табл. 29, можно заметить следующее. Изно-
шенные контактные провода с учетом уменьшения их натяжения бо-
лее ветроустойчивы, чем новые, за исключением овального провода
МФО-ЮО с 30%-ным износом, у которого показатель ветроустойчиво-
сти примерно на 6% ниже, чем у такого же нового провода (у нового—
0,82, у изношенного — 0,87). Поэтому, рассчитывая ветровые от-
клонения цепных подвесок, предполагают отсутствие износа контакт-
ных проводов и номинальное их натяжение.
Ветровые отклонения проводов марок МФО-ЮО и МФ-150 в сред-
нем будут в 1,2 раза меньше, чем у МФ-100 при прочих равных усло-
виях. Для контактного провода МФ-150 по сравнению с двойным про-
водом 2МФ-100 оно будет в 1,3 раза больше при прочих равных усло-
виях. Поэтому допустимые длины пролетов цепных подвесок с кон-
тактным проводом МФ-150 примерно в 1,5 раза меньше допустимых
длин пролетов подвесок с двойным контактным проводом 2МФ-100.
Средняя длина струны $ср в двух средних четвертях пролета
где — расстояние между контактным проводом н несущим тросом
в середине пролета (длина струны, установленной в середи-
не пролета);
Fo — стрела провеса несущего троса при беспровесном положе-
нии контактного провода;
То — натяжение несущего троса при беспровесном положении
контактного провода.
В зависимости от конструктивной высоты цепной подвески h (рас-
стояния между контактным проводом н несущим тросом) значение
s определяется выражением
s =h—0,115^- , (101)
сР 12.8Г0 Го v 7
где g — нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной
подвески.
6 Зак. 2195 1(31
Значение То, входящее в формулу (101), ориентировочно можно
принимать равным 0,757%ах для медного несущего троса
и 0,8 ТП|ах— Для биметаллического и стального.
Длину подвесной гирлянды несущего троса принимают равной:
при изолированных консолях — 0,16 м (длина серьги и седла); при
двух подвесных изоляторах в гирлянде — 0,56 м, при трех — 0,73 м,
при четырех — 0,90 м. Если применяют малогабаритные подвесные
изоляторы, длины подвесных гирлянд соответственно уменьшают.
Дополнительные прогибы опор под действием ветровой нагрузки
Тк и ут (соответственно па уровне подвески контактного провода и на
уровне закрепления на консоли подвесной гирлянды) определяют с
учетом давления ветра как на опоры и провода цепной подвески, так
и на усиливающие и другие провода, подвешенные на этих опорах.
Прогибы типовых железобетонных консольных опор для расчетной
скорости ветра v ориентировочно принимают:
V, м/с
м
ут, м
ДО 25
0,010
0,015
30
0,015
0,022
35
0,022
0,030
40
0,030
0,040
Определение длин пролетов вертикальных цепных контактных
подвесок целесообразно начинать с установления расчетного режима
(ветер наибольшей интенсивности или гололед с ветром), при котором
ветровое воздействие на контактную подвеску будет наибольшим.
Ориентировочно расчетный режим можно установить сравнением
ветровых нагрузок на контактные провода при максимальном ветре
(рн) и при ветре с гололедом (ркг). Если окажется, что какая-либо из
этих ветровых нагрузок превышает другую более чем на 20%, то опре-
делять длины пролетов можно только в режиме одной наибольшей
нагрузки. Если же и рКг отличаются менее чем на 20%, то длину
пролета для данной подвески следует рассчитывать как в режиме ветра
наибольшей интенсивности, так и в режиме гололеда с ветром, а при
трассировке контактной сети принять’ наименьшее значение.
При определении ps по формуле (96) необходимо знать длину проле-
та Z, которая па данной стадии расчетов неизвестна. Поэтому при ре-
шении уравнений (98) и (100) прибегают к методу последовательных
приближений. Для этого сначала по формулам (98) и (100) находят
длины пролетов Zmax для прямого и кривого участков пути при рэ = 0.
Эти значения длин пролетов подставляют в формулу (96) и получают
соответствующие значения р'э. Подставляют р'э в формулы (98) и (100)
и находят /фах. Если полученные значения 1^ах для соответствующего
расчетного режима не отличаются от Zmax более чем на 5%, то это озна-
чает, что /шах определены правильно и на этом расчеты заканчивают.
Если же /max отличается более чем на 5% от Zmax, то полученное значе-
ние бтах вновь подставляют в формулу (96), находят р", а затем дли-
ны пролетов по формулам (98) и (100).
Нагрузка ра, подсчитанная по формуле (96), может оказаться рав-
ной нулю, иметь положительное или отрицательное значение. Поэто-
му при определении допустимых длин пролетов по формулам (98) и
(100) необходимо учитывать знак перед рэ.
162
34. ЦЕПНЫЕ КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ
ПОВЫШЕННОЙ ВЕТРОУСТОЙЧИВОСТИ
В процессе эксплуатации контактной сети выявляются отдель-
ные участки, на которых скорость ветра значительно (на 5—10 м/с)
превышает принятую в расчетах при определении длин пролетов. На
таких участках отклонение контактного провода от оси токоприемника
при сильном ветре может превысить максимальное безопасное зна-
чение /’к.max 0,8 м. При этом возможен сход контактного провода с
полоза токоприемника с последующим повреждением полоза и под-
вески.
Необходимую ветроустойчивость контактной сети на участках с
интенсивными ветрами обеспечивают: переоборудованием вертикаль-
ных цепных подвесок в косые, сокращением свободной длины пролета
контактного провода, увеличением натяжения контактного провода.
Свободную длину пролета контактного провода можно сократить
либо установкой промежуточных опор, либо соответствующим пере-
оборудованием вертикальной цепной подвески. Установка промежу-
точных опор в пролетах является дорогим и неоправданным (за ред-
ким исключением) способом повышения ветроустойчивости верти-
кальных цепиых контактных подвесок. Наиболее рациональным явля-
ется сокращение свободной длины пролета контактного провода за счет
подвески к нему оттяжного провода у опор (рис. 106), либо переобо-
рудованием цепных подвесок с двумя контактными проводами в ром-
бовидные (рис. 107).
Для подвесок с оттяжными проводами оптимальное значение пара-
метра К находится в пределах (0,15-у0,2) I, а для ромбовидных подве-
сок — (0,2—0,25) /. При этом большее значение К соответствует боль-
шему расстоянию между контактным и оттяжным проводами или меж-
ду контактными проводами у опоры.
Сравнение полученных при расчете максимально допустимых длин
пролетов цепных подвесок повышенной ветроустойчивости с длина-
ми пролетов типовых цепных подвесок с одним.и двумя контактными
проводами показывает зна-
чительное преимущество
рассмотренных цепных под-
весок повышенной ветро-
устойчивости. Максималь-
но допустимые длины про-
летов цепных подвесок с от-
тяжными проводами на
каждой опоре примерно на
30% больше, чем у обыч-
ных подвесок ПБСМ-95+
-|- МФ-100. Промежуточное
положение между ними по
ветроустойчивости зани-
мают подвески с оттяжным
проводом через опору. Мак-
Рис. Ю6. Схемы подвесок повышенной ветро-
устойчивости с оттяжными проводами на кон-
тактный провод:
а — у каждой опоры; б — через одну опору
I i'3
сималыю допустимые дли-
ны пролетов ромбовидных
подвесок примерно на 25%
для подвесок с ромбами у
каждой опоры и на 13% для
подвесок с ромбами через
опору больше по сравне-
нию с принимаемыми при
обычной подвеске ПБСМ-
95-р2МФ-100. Таким обра-
Рис. 107. Схемы ромбовидных контактных под-
весок:
а —с ромбом у каждой опоры; б —с ромбом через
одну опору
зом, наибольший эффект
получается при переоборудовании вертикальных цепных подвесок в
подвески повышенной ветроустойчивости (рис. 106, а и 107, а). Од-
нако при переоборудовании [контактных подвесок требуется все пря-
мые фиксаторы заменить на обратные, что сложно осуществить в ус-
ловиях эксплуатации.
35. АВТОКОЛЕБАНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Незатухающие вынужденные колебания требуют, как известно,
для своего поддержания внешней периодической силы. Однако колеба-
ния в системе могут быть незатухающими и без воздействия внешней
периодической силы. Такие колебания называют самоподдерживаю-
щимися (самовозбуждающимися) колебаниями или автоколебаниями.
В то время как частота вынужденных колебаний совпадает с часто-
той внешней силы, а амплитуда колебаний зависит от амплитуды этой
силы, частота и амплитуда автоколебаний определяются свойствами
самой системы. Автоколебания отличаются и от свободных колеба-
ний тем, что, во-первых, они пе затухают с течением времени, и, во-
вторых, их амплитуда не зависит от начального кратковременного
воздействия («толчка»), которое возбуждает колебания.
Автоколебание («пляска») проводов контактной сети происходит
при скоростях ветра 5—20 м/с, чаще всего при 5—10 м/с, При сильном
ветре (более 20 м/с) автоколебания проводов цепных подвесок не наб-
людались. В большинстве случаев автоколебаниям подвергаются
провода, имеющие односторонние отложения гололеда или изморози.
Частота колебаний проводов
0) ПРИ этом 0,6—1 Гц, а число
I L А .J j^E-XJ_X-L полуволн (штриховые линии)
в пролете, как правило, 1—2
5) (Рис- Ю8, а, б). Возникая при
П IJ fj - Ч ~1 —" L определенной скорости ветра
~ и какой-либо форме отложе-
S) О-- ний гололеДа на проводах,
П «пляска» может существо-
_ ' ~~" ' ” вать на неизменной частоте
Рис. 108. Виды автоколебаний цепной кон- при значительных колебаниях
тактной подвески скорости ветра и изменении
164
как формы, так и объема атмосферных отложений. Размах колебаний
проводов цепной подвески при «пляске» может достигать 1 м и бо-
лее. Между амплитудой вибрации проводов и скоростью ветра нет чет-
кой связи из-за происходящих срывов колебаний, тогда как при «пляс-
ке» отмечается увеличение амплитуды колебаний при возрастании
скорости ветра.
Автоколебания цепных контактных подвесок (одиночных проводов)
происходят с частотами, близкими к частотам собственных колебаний
системы. Частота собственных колебаний цепной контактной подвески
f — — 1 Z' 9’81z
Га IV q ’
где к — коэффициент, зависящий от конструкции опорного узла кон-
тактной подвески: при рессорных струнах в опорном узле
к = 0,46; при простых к = 0,5;
I— длина пролета, м;
Z—суммарное натяжение проводов контактной подвески, даН;
q — нагрузка от веса проводов цепной подвески (с гололедом),
даН/м.
Проф. И, И. Власов показал, что автоколебания проводов вызывают-
ся аэродинамическими силами, возникающими при обтекании воздуш-
ным потоком проводов, получивших в результате гололедных отложе-
ний или износа неправильную (отличную от круглой) площадь сечения.
Если профиль сечения провода близок к круглому, то по знаку подъ-
емная сила и угол атаки ветра совпадают (рис. 109). В этом случае кри-
вая подъемной силы в зависимости от угла атаки а приближается к на-
клонной прямой, проходящей через начало координат, причем поло-
жительным значениям угла и отвечают положительные значения подъ-
емной силы У, а отрицательным — соответственно отрицательные зна-
чения Y (рнс. 110). Иная картина получается у проводов с сечением
некруглой формы, например, при одностороннем отложении гололеда
на проводе. Рассмотрим обтекание такого провода воздушным пото-
ком, направленным со стороны гололеда (рис. 111). В нижней части
Рис. 109. Схема обтекания цилиндра
воздушным потоком
Рис. 110. Зависимость подъемной си-
лы цилиндра от угла атаки
IG5
сечения провода воздушный поток тесно прилегает к поверхности про-
вода, Линии тока здесь сгущены и скорость потока увеличена, что при-
водит к понижению давления в этой зоне. К верхней части сечения
провода прилегает зона, в которой давление примерно равно атмос-
ферному. В результате такого распределения давлений по поверх-
ности провода равнодействующая этих давлений получает верти-
кальную составляющую, направленную сверху вниз. Рассмотрим
зависимость подъемной силы от угла атаки а (рис. 112): в неко-
тором диапазоне углов атаки положительным значениям а соот-
ветствуют отрицательные подъемные силы У, и наоборот, В этом случае
при движении провода вниз при некоторых положительных углах
атаки а2 > а > 0 подъемная сила также получает отрицательное
значение (направлена вниз), а при движении провода вверх при отри-
цательных углах Ki <Z a <Z 0 подъемная сила имеет положительные
значения (направлена вверх). В результате при колебании провода
возникает аэродинамическая сила, направленная по движению провода
и усиливающая его.
Таким образом, для развития и поддержания колебаний провода
необходимо, чтобы аэродинамические подъемные силы, возникающие
в процессе колебаний, в течение всего периода или на отдельных ча-
стях его действовали в направлении перемещения провода. В зависи-
мости от формы атмосферных отложений могут быть самые разнооб-
разные аэродинамические характеристики. Однако условием возник-
новения автоколебаний является наличие в этих характеристиках
участков с отрицательным наклоном вблизи оси ординат (см. рис. 112).
После возникновения автоколебаний происходит их дальнейшее
развитие до тех пор, пока не наступит энергетическое равновесие
системы, т. е, когда приток энергии извне сделается равным энергии,
поглощаемой силами сопротивления колеблющегося провода. При
этом устанавливается определенная амплитуда колебаний провода,
которая поддерживается до тех пор, пока не изменятся внешние ус-
ловия, определяющие возможность возникновения автоколебаний.
Рнс, 111, Схема обтекания воздуш-
ным потоком тела некруглой фор-
мы
Рис. 112. Зависимость подъемной силы, дей-
ствующей па зело пскруглой формы от угла
атаки
166
Амплитуда устойчивых колебаний зависит от частоты собственных ко-
лебаний цепной подвески (одиночного провода), аэродинамической
характеристики проводов с атмосферными отложениями и скорости
ветра.
При рассмотрении явления автоколебаний условно было принято,
что провод колеблется строго в вертикальной плоскости, перпендику-
лярной направлению воздушного потока. В действительности, как
показывают наблюдения, такое допущение не всегда справедливо,
так как часто наряду с вертикальными наблюдаются также горизон-
тальные колебания и периодические закручивания проводов относи-
тельно продольной их оси. Изучение таких явлений показало, что и
в этих случаях возникновение как горизонтальных колебаний, так и
кручение провода может быть объяснено появляющимися в процессе
колебаний аэродинамическими силами.
Горизонтальные колебания проводов, вызываемые изменениями
скоростного напора (порывистостью) ветра, могут явиться причиной
развития автоколебаний. Действительно, поскольку горизонтальные
смещения провода при порывах ветра сопровождаются в средних ча-
стях пролета некоторым подъемом и затем опусканием провода, то
этим и могут создаваться начальные изменения углов атаки, достаточ-
ные для того, чтобы начались вертикальные колебания.
Длительные устойчивые автоколебания проводов наблюдаются
в местах, где нет каких-либо значительных препятствий движению
воздушных масс. Поэтому наиболее эффективным мероприятием в этих
случаях является создание лесных защитных полос вдоль электрифи-
цированных линий, проходящих в открытой, незащищенной местно-
сти. Лесные полосы одновременно уменьшают гололедно-изморозевые
отложения на проводах.
Образование на проводе даже небольшого (2—3 мм) односторон-
него гололеда придает проводу аэродинамически неустойчивую форму
сечения, что и приводит к автоколебаниям. В связи с этим на электри-
фицированных участках, расположенных в гололедных районах, за-
ранее подготавливают схемы и конкретные инструктивные указания
по профилактическому подогреву проводов и плавке гололеда.
Когда автоколебания цепных подвесок с двумя контактными про-
водами происходят и без гололеда, аэродинамически неустойчивое
сечение контактных проводов изменяют перемонтажом контактной
подвески в ромбовидную. При этом контактные провода располагают
друг от друга на расстоянии 12—15 см, тогда практически исчезает
их взаимное экранирующее влияние. На кривых участках малых ра-
диусов избежать автоколебаний можно устройством косой подвески.
При этом, чем больше будет наклонена подвеска к горизонтальной
плоскости, тем она будет устойчивее против автоколебаний.
Эффективным может оказаться также аэродинамический способ
уменьшения автоколебаний одиночных проводов и контактных под-
весок, заключающийся в том, что на проводах устанавливают аэроди-
намические стабилизаторы, изменяющие характер обтекания провода
воздушным потоком и придающие ему аэродинамически устойчивое
сечение при средних отложениях гололеда.
167
Развитие и усиление колебаний пролетов соседних с колеблющим-
ся происходит за счет перемещения подвесных гирлянд изоляторов
вдоль пути и периодической передачи усилий через рессорные провода.
При этом чем ближе собственные частоты колебаний соседних проле-
тов, тем интенсивнее будет проходить процесс распространения коле-
баний вдоль анкерного участка, охватывая один пролет за другим.
Поэтому с целью локализации колебаний желательно иметь соседние
пролеты контактной сети разной длины. Однако опыт эксплуатации
электрифицированных участков, на которых осуществлено чередова-
ние пролетов различной длины, показал, что это мероприятие сни-
жает амплитуду автоколебаний, но является эффективным только при
значительном (на 20—25%) отличии длин соседних пролетов.
Не является эффективным мероприятие, заключающееся в уве-
личении веса цепной подвески при закреплении на несущем тросе
каких-либо тяжелых грузов. Грузы только увеличивают инерцион-
ные силы и никак не влияют на процесс автоколебаний. В таких
условиях затрудняется затухание колебаний вследствие накопления
колеблющейся системой большой энергии.
Пример 9. Определить максимальные длины пролетов лолукомпенсиро-
ванной цепной подвески М-120 + 2МФ-100 для прямого участка и для кривой
7? = 1200 м с учетом воздействия на ее провода ветровых нагрузок при постоян-
ной (средней) расчетной скорости ветра. Рельеф местности и климатические ус-
ловия те же, что в примере 3. Конструктивная высота цепной подвески h
= 1,8 м. Расстояние между контактными проводами 6 — 40 мм. Подвеска смон-
тирована на неизолированных консолях, в подвесной гирлянде два изолятора
ПТФ-3,3/5. Минимальная температура воздуха, наблюдаемая I раз в 10 лет в
районе электрифицируемого участка, Йгнб = —30° С.
Найдем сначала длины пролетов без учета влияния несущего троса по фор-
мулам (98) и (ЮО), приняв в них рэ = 0.
Воспользуемся данными примера 3, Ветровая нагрузка на два контактных
провода МФ-100 при максимальном ветре (пгаах 42 м/с) р^ = 2,41 даН/м; при
гололеде (рг = 25 м/с) prR = 2,11 даН/м.
Ветровые нагрузки рк и ргк отличаются незначительно (примерно на 15%),
поэтому длины пролетов определим для двух расчетных режимов: ветра макси-
мальной интенсивности и гололеда с ветром.
Принимая ук = У(,к = 0,03 м (см. с. 162), получим для прямого участка
пути при ^к.доп = 0,5 м и о = 0,3 м:
7 Г 2000
ZK = 2 I/ —[0,5—0,03+/(0,5—0,03)2 —0,32J =52,6 м;
['0,5—0,03 + ^(0,5-0,03)2- О.З3] = 56,2 м.
Длины пролетов для кривого участка 7? = 1200 м при &к.ДОп = 0>45 и
а =0,4 м:
л 1 Г 2-2000 '
/ 2 / ------------— (0,45—0,03 + 0,4)=56,7 м;
V 2,41 +2000/1200 v ш ; -
. f 2-2000
/гк = 2 А/ ----——------ (0,45 — 0,03 + 0,4) =58,9 м.
Г 2,11 + 2000/1200 V ’
Определим все величины,необходимые для расчета удельной эквивалентной
нагрузки рг по формуле (96). Для троса М-120 Тшах = 20 кН (2000 даН),
168
Согласно табл. 28
7В =. 0,75Тшах 0,75 20 = 15 кН (1500 даН);
TF = 0,65Tmax = 0,65 .20 =13 кН (1300 даН).
Ветровые нагрузки на несущий трос возьмем из примера 3; рт — 1,93 даН/м;
ргт = 2,38 даН/м.
Длина подвесной гирлянды несущего троса из двух изоляторов
ПТФ-3,3/5 (см. с. 162) Ли =0т56 м.
Суммарные нагрузки на трос найдем по формулам (7) и (8) (см. также при-
мер Д: _______
2,942 + 1,932=3,52 даН/м;
qVT = V(2,94 + 3,21)2 + 2,38а =6,59 даН/м.
Примем ут = Угт = 0,04 м (по Угаах — 42 м/с (см. с. 162).
Нагрузки на несущий трос от веса контактных проводов, свободных и
покрытых гололедом:
= 2 . 0,89 = 1,78 даН/м; £гк = 1,78+ 1,29 = 3,07 даН/м.
По формуле (Id)» принимая h = 1,8 и и То = 0,75 Тшах = 0,75 • 2000 =
= 1500 даН, найдем scp для прямого участка пути:
„ 2,94-52,62
аср = 1,8—0,115 ,++ =1,18 м;
1о00
2,94-56,22
sGp.r = 1,8-0,115 = 1,09 м;
для кривого участка пути:
2,94-56,72
scp = 1,8—0,115 - ’------1,08 м;
2,94-58,92
Scp.r — 1 >8 0,115 —1,02 м,
1 000
Значения рэ по формуле (96) для режима ветра максимальной интенсивно-
сти:
для прямого участка пути
8-2000-1500 , 0,56-1,93 \
2,41 -1500-1,93-2000------—------ - — - + 0,04- 0,03
, 52,62 \ 3,52 /
Рэ" 10,6-1,18-2000-1500
п п 1,78-52,62
= —0,269 даН/м;
для кривого участка пути
8-2000-1500 /0,56-1,93 \
2,41-1500-1,93-2000--------- - — „ + 0,04-0,03
, 56,7а \ 3,52 I
р -------------------------------------------------------------— «я
/э 10,6-1,08-2000-1500
1500 + 2000 +--1------— ---------
1,78-56,72
— —0,275 даН/м.
Значения рЭг для режима гололеда с ветром:
для прямого участка пути
8-2000-1300 /0,56-2,38 \
2,11-1300-2,38-2000-------+ 0,04-0,03
, 56,22 ( 6,59 /
Ргэ" 10,6-1,09-2000-1300 ’ ~
1300 + 2000+---------------------
= —0,534 даН/м;
169
для кривого участка пути
8-2000-1300 /0,56-2,38 \
2,11.1300-2,38-2000-------——----- „ ~ + 0,04-0,03
, 58,92 \ 6,59 /
Ргэ= 10,6.1,02.2000-1300 '
1300 4- 2000 +-’----!------------
3,07-58,93
— —0,554 даН/м.
Поскольку рк — рь = 2,41 -|- 0,269 — 2,679 даН/м получилась больше
Ргк — ргэ = 2,11 + 0,534 = 2,644 даН/м, то расчетным режимом при опре-
делении максимальных допустимых длин пролетов будет ветер максимальной
интенсивности. Для этого режима с учетом влияния несущего троса получим:
прямого участка пути по формуле (98)
для
‘чпах
для
Q, / 2000 г „ Л——----------i
21/ —;—[о^^-одзу]/ ю,5—о,оз)3 - о,з3]
|/ 2,41-|- 0,269 7 7 7
кривого участка пути по формуле (100)
— 49,8 м;
У 2-2000
------------------------- (0,45—0,034-0,4) = 55 м.
2,41 + 0,275 + 2000/1200-7
При определении рэ в формулу (96) подставляли — 52,6 м, а Zmax полу-
чили равной 49,8 м, которая отличается от более чем на 5%. Поэтому уточним
значение р9 для прямого участка пути; для этого в формулу (96) подставим
> 2 94 - 49 83
^шах — 49,8 м и sCp = 1,8 0,115 +500 “ 1,24 м;
8-2000-1500 /0,56-1,93 \
2,41.1500-1,93-2000 —------------- --------— + 0,04—0,03
’ 49,83 \ 3,52 ’ J
р —------------------------------------------------------------------
10,6-1,24.2000-1500
1500 + 2000 -I- ---!-------------
1,78-49,8а
= —0,266 даН/м.
При этом значении р& длина пролета для прямого участка пути
] =49,9 м.
, / 2000 г „ ,/-—..... ~
1тя, = \/ ------------- 10,5—0,03 + У (0,5 — 0,ОЗУ
тах J/ 2>41 +0>2бб L 1 7 ’ 7
На основании проведенных расчетов на ветровые нагрузки от постоянной
(средней) расчетной скорости ветра максимальную допустимую длину пролета
для прямого участка пути, проходящего по насыпи высотой 13 м на открытой
ровной поверхности земли без растительности, можно принять равной 50 м.
Длину пролета для кривого участка пути принимаем также равной 50 м,
поскольку по расчетам она получилась больше (55 м), чем для прямого участка
пути, но с зигзагами контактных проводов у опор, отличающимися от нормаль-
ных (0,4 м).
/2
Поскольку при Zmax = 50 м и R = 1200 м выполняется условие >
I* 503 502
> Д > ™ах (см. с. 156), а именно-> 1200 > -—, то контактный провод на кри-
2,4 1,2 2,4
вой должен быть расположен по схеме рис. ЮЗ, в. По этой схеме у одной из опор
принимают зигзаг контактного провода щ — 0,3 м, а зигзаг у другой опоры
г2 502
находят по формуле аа = —«1= ~— 0,3 — 0,52 — 0,30 — 0,22 м.
4х\ 4 ® 1200
170
X ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
И ТОКОПРИЕМНИКОВ
36. КОНСТРУКЦИИ ТОКОПРИЕМНИКОВ
Токоприемниками по ГОСТ 19350—74 называют тяговые электри-
ческие аппараты, предназначенные для создания электрического кон-
такта электрооборудования подвижного состава с контактной сетью.
Конструкция токоприемника должна обеспечивать съем тока
заданного значения при максимальной скорости движения, на кото-
рую рассчитан электроподвижной состав.
На советских и зарубежных электрифицированных железных до-
рогах эксплуатируются токоприемники разнообразных конструкций.
Объясняется это тем, что электрификация железных дорог осущест-
вляется как на постоянном, так и на переменном токе, а применяе-
мый электроподвижной состав имеет различную мощность и конструк-
ционную скорость. Наибольшее распространение получили панто-
графные токоприемники (пантографы). В Советском Союзе на элек-
тровозах и электросекциях переменного тока установлены токоприем-
ники ТЛ-13У. На электровозах постоянного тока наибольшее при-
менение получили токоприемники П-3, П-5 и 1ОРР, на электросекциях
постоянного тока — ТЛ-13У или ТЛ-13М, используют также токо-
приемники П-1 и ДЖ-5. Токоприемники ТЛ-13У и ТЛ-14М (рис. 113)
различаются только типами полоза (соответственно с угольными встав-
ками и металлокерамическими пластинами). За рубежом имеются то-
коприемники с незамкнутой (асимметричной) системой $ подвижных
рам, а также с перекрещиваю-
щимися нижними рамами.
Токоприемники представля-
ют собой сложные пространст-
венные механизмы, состоящие
из системы различных рычагов
н легких рам, шарнирно соеди-
ненных между собой и обеспечи-
вающих перемещение полозов по
вертикали. Полозы закрепляют
на рамах с помощью кареток,
обеспечивающих необходимое
подрессоривание полозам, а так-
же их угловое перемещение от-
носительно верхнего шарнира
рам токоприемника. -Подъемно-
опускающие механизмы токо-
приемников (рис. 114) состоят
из подъемных 1 и опускающих
2 пружин, пневматического ци-
линдра 3 и ' системы рычагов 4
Рис. ИЗ. Общий вид токоприемника
ТЛ-14М;
/ — полоз; 3 — каретка; 3 — верхняя подвижная
рама; 4 — диагональная тяга; 5 — рычаг ниж-
ней подвижной рамы; S — основание; 7 — изо-
лятор
171
пневматического привода. Опускающие пружины могут быть разме-
щены внутри пневматического цилиндра (рис. 114, а, б) или выпол-
нены в виде наружных пружин (рис. 114, в). С целью уменьшения
массы пневматического цилиндра его выполняют ступенчатым: боль-
ший диаметр имеет та часть, в которой перемещается поршень,
меньший, где расположена пружина.
Токоприемники, имеющие подъемно-опускающие механизмы, по-
казанные на рис. 114, работают следующим образом. Когда давление
воздуха в пневматическом цилиндре равно атмосферному и опускаю-
щая пружина разжата, токоприемник находится в опущенном поло-
жении.
Для подъема токоприемника в цилиндр через редукционное уст-
ройство (клапан) подается сжатый воздух, который, перемещая пор-
шень и связанную с ним систему рычагов, сжимает опускающие пру-
жины (пружину). При этом подъемные пружины, находившиеся в рас-
тянутом состоянии, сокращаются и поднимают нижние и верхние ра-
мы токоприемника, вследствие чего его полозы прижимаются к кон-
тактному проводу. Для опускания токоприемника выпускают сжатый
воздух из цилиндра, опускающие пружины разжимаются и через си-
стему рычагов передают усилия на рамы токоприемника; при этом
подъемные пружины растягиваются, а вся подвижная система токо-
приемника возвращается в начальное положение.
Редукционные клапаны в пневматических цилиндрах токоприем-
ников предназначены для автоматического изменения скорости вер-
тикального перемещения полоза при подъеме и опускании токоприем-
ника. Они обеспечивают быстрый начальный подъем опущенного то-
коприемника, а затем медленное его приближение к контактному про-
воду, чтобы полоз коснулся контактного провода без удара. При
опускании токоприемника полоз, наоборот, быстро отрывается от
контактного провода, а затем спокойно опускается вниз. Такие ре-
жимы достигаются автоматическим регулированием скорости подачи
сжатого воздуха в цилиндр и выпуска его в атмосферу. Время подъе-
ма токоприемника из сложенного положения до максимальной рабочей
высоты при номинальном давлении сжатого воздуха должно состав-
лять 7—10 с, а время опускания — 3,5—6 с.
Постоянный контакт полоза токоприемника с проводом в случае
изменения его высоты обеспечивается при движении электроподвиж-
Рис. 114. Схемы подъемпо-опускающих механизмов токоприемников:
а —ТЛ-13У, ТЛ-14М; б — П-5. 10РР; а — П-3, ДЖ-5
172
рис. 115. Каретки токоприемников:
а — ДЖ-5; б - П-3; в — J0PP
ного состава перемещением подвижной системы токоприемника и ра-
ботой только его подъемных пружин.
Каретки токоприемников (рис. 115) предназначены для улучшения
качества токосъема при проходе «жестких» точек (мест с резким умень-
шением эластичности контактного провода или наличием на нем сос-
редоточенных масс — зажимов и др.) и струновых пролетов цепной
контактной подвески, в которых контактный провод имеет неодинако-
вую эластичность и неодинаковую высоту расположения. В эти моменты
полозы вертикально перемещаются за счет кареток, т. е. с контакт-
ным проводом взаимодействует не весь токоприемник, а только его
верхний узел, имеющий небольшую массу. Это уменьшает динамиче-
скую составляющую нажатия токоприемника на контактный провод,
что и обеспечивает лучшее качество токосъема, особенно при высоких
скоростях движения электропоездов. В двухполозных токоприемниках
каретки обеспечивают также равномерное нажатие между полозами.
Качественный токосъем токоприемниками при более высоких ско-
ростях движения обеспечивают демпфированием их рам, а в некоторых
случаях — и полозов. Демпфирование рам осуществляют с помощью
телескопических гидравлических демпферов.
Элементы токоприемника перемещаются вертикально при его
движении вдоль контактной подвески в результате неодинаковой эла-
стичности контактного провода в струновых пролетах, неодинаковой
эластичности цепных подвесок в середине пролета и у опор, местных
изменений высоты подвеса контактного провода над верхом головок
рельсов у малогабаритных искусственных сооружений, на станциях
и т. п.
Неодинаковая эластичность контактного провода в струновых
пролетах вызывает вертикальные колебания полоза токоприемника
с амплитудой 0,03—0,04 м и длиной волны 5—10 м, а в середине проле-
та и у опор с амплитудой 0,2—0,3 м при длине волны 50—80 м. Мест-
ные изменения высоты подвеса контактного провода у искусственных
сооружений и на станциях (выполняемые с постепенным уклоном кон-
тактного провода, например, 0,002) вызывают значительные верти-
кальные перемещения полоза токоприемника, достигающие 1,2—
1,5 м. Таким образом, на большей части линии полоз токоприемника
совершает вертикальные перемещения с амплитудой до 0,35 м и толь-
ко на коротких участках пути — значительные вертикальные переме-
щения, достигающие 1,5 м. Этим обстоятельством пользуются при
разработке конструкций токоприемников для высоких скоростей дви-
173
жения. Чтобы обеспечить большой рабочий ..ход (1,5—2 м) и качест-
венный токосъем при высоких скоростях-движения, токоприемники
выполняют сдвоенными (двухступенчатыми), т. е. из двух расположен-
ных одна над другой подвижных систем (рис. 116). Верхняя подвиж-
ная система с рабочим ходом 0,4—0,5 м и небольшой массой взаимо-
действует с контактной подвеской по высоте в пределах разности от-
жатий контактного провода в середине пролета; обе подвижные систе-
мы токоприемника взаимодействуют с контактной подвеской на участ-
ках со значительным изменением высоты подвеса контактного про-
вода над уровнем головок рельсов.
Одной из разновидностей таких токоприемников является токо-
приемник Сп-бМ (рис. 116, а). Он состоит из двух подвижных систем:
нижней в виде параллелограмма 1 и верхней 2 в виде пятизвенника.
При небольших изменениях высоты контактного провода ± 0,3 м
с ним взаимодействует только верхняя система, имеющая небольшую
массу 24,5 кг, нижняя система при этом остается неподвижной. При
значительных изменениях высоты контактного провода вступает в ра-
боту и нижняя система токоприемника. Достигается это автоматиче-
ски с помощью пневматической связи между верхней и нижней под-
вижными системами. Токоприемник Сп-бМ имеет следующие характе-
ристики: допустимый длительный ток при движении 1650 А, рабочий
ход 2,15 м, ширина полоза 440 мм, масса полоза 15 кг, приведен-
ная масса токоприемника 24,5 Кг.
В верхней и нижней системах токоприемника установлены дву-
сторонние (симметричные) гидравлические демпферы.
Во Франции для скоростей до 300 км/ч создан сдвоенный токо-
приемник (рис. 116,6). Функцию нижней подвижной системы в нем
выполняет упрощенная рама токоприемника AM с демпферами, а
верхней подвижной системы—небольшой асимметричный токоприем-
ник AM с рабочим ходом 0,4, его масса равна 14 кг. Нижняя система,
Рис. 116. Двухступенчатые (сдвоенные) токоприемники:
а — Сп-бМ; б — французский; У — нижняя подвижная система; 2 — верхняя подвижная сис-
тема; 3 — полоз
174
так же как и токоприемника Сп-бМ, вступает в работу только при зна-
чительных изменениях высоты контактного провода над уровнем голо-
вок рельсов. Такая работа токоприемника достигается соответствую-
щим демпфированием нижней и верхней подвижных систем токоприем-
ника гидравлическими амортизаторами.
Для линий, рассчитанных на скорость движения поездов 250—
300 км/ч, рабочий диапазон высоты подвеса контактного провода над
уровнем верха головок рельсов принимают равным не более 0,5—
0,55 м. Это позволяет использовать легкие малогабаритные токоприем-
ники с небольшим^рабочим ходом (не более 0,85 м).
37. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКОПРИЕМНИКОВ
Конструкцию токоприемника для определенных условий экс-
плуатации выбирают по нагрузочной способности с учетом его ста-
тической, частотной и аэродинамической характеристик, а также при-
веденной массы.
Нагрузочная способность токоприемника — это значение рабочего
тока, который токоприемник может снимать с контактного провода в
течение всего срока службы последнего (до предельного износа про-
вода). Нагрузочную способность токоприемников устанавливают для
двух режимов — движения и стоянки электроподвижного состава.
Согласно ГОСТ 12058—72 по нагрузочной способности различают
токоприемники тяжелого (Т) и легкого (Л) типов.
Токоприемники типа Т предназначены для грузовых и пассажир-
ских электровозов постоянного тока и двойного питания. При движе-
нии .электроподвижного состава онн должны обеспечивать съем с кон-
тактного провода длительного тока 2200 А, при стоянке — 300 А для
расчетного зимнего режима и 160 А для расчетного летнего режима.
Токоприемники типа Л предназначены для грузовых и пассажир-
ских электровозов переменного тока, для электропоездов переменного
и постоянного тока. При движении электроподвижного состава они
должны обеспечивать съем с контактного провода длительного тока
500 А, при стоянке — 80 А для расчетного зимнего режима и 50 А
для расчетного летнего режима. Значение максимального тока, сни-
маемого не дольше 1 мин, для токоприемников обоих типов должно со-
ставлять не более 1,4 длительного тока, указанного выше.
Статическое нажатие токоприемника, разницу между наибольшим
и наименьшим нажатиями и двойное значение сопротивления трения
в шарнирах, приведенное к контактной поверхности полозов, опреде-
ляют по статической характеристике, представляющей собой зави-
симость активного (при движении вверх) и пассивного (при дви-
жении вниз) нажатий, создаваемых подъемными пружинами, от поло-
жения полоза по высоте.
Статическую характеристику снимают динамометром / при отклю-
ченных опускающих пружинах (рис. 117, а). Показания динамометра
записывают через каждые 100 мм с точностью ±1 Н при плавном дви-
жении полоза в одном направлении (вверх и вниз). По полученным дан-
175
ным строят характеристику активного и пассивного нажатий. Ста-
тическое нажатие на контактный провод в диапазоне рабочей высоты
у токоприемников типа Т должно быть: активное (не менее) 100 Н,
пассивное (не более) 130 Н; у токоприемников типа Л —соответствен-
но 60 и 90 Н,
Разница между наибольшими и наименьшими нажатиями при од-
ностороннем движении токоприемника в диапазоне рабочей высоты
должна составлять не более 15 Н у токоприемников типа Т и 10 Н
у токоприемников типа Л. Двойное значение трения в шарнирах, при-
веденное к контактной поверхности полозов, у этих токоприемников
должно быть соответственно не более 25 и 20 Н.
Частотная характеристика токоприемника представляет собой
зависимость продолжительности отрывов токоприемника от частоты
вынужденных колебаний контактного провода или устройства, его
имитирующего, при заданной амплитуде колебаний. Нарушение
контакта (отрывы) регистрируют осциллографом, гальванометр ко-
торого включен в электрическую цепь последовательно с контак-
том «полоз токоприемника—толкатель колебательного устройства».
Частоты колебаний устанавливают по отметкам времени на осцил-
лограмме.
У токоприемников типов Л и Т, предназначенных для скоростей
до 160 км/ч, должны отсутствовать отрывы полозов от толкателя
колебательного устройства при испытаниях по схеме с ампли-
тудой (40 ±2) мм и частоте не менее 0,8 Гц. По этой схеме испыты-
вают токоприемники при различных амплитудах колебаний полоза
(в диапазоне 20—120 мм), т. е. получают амплитудно-частотные ха-
рактеристики токоприемников (рис. 118), показывающих, при ка-
ких сочетаниях амплитуды и частоты колебаний полоза начинают про-
исходить полные отрывы полоза от толкателя колебательного уст-
ройства.
Аэродинамическая характеристика токоприемника представляет
собой зависимость подъемной силы токоприемника от скорости воз-
душного потока (скорости движения токоприемника). Ее получают
в результате продувок токоприемника в аэродинамической трубе или
линейными испытаниями. Аэродинамическую характеристику опре-
Рис, 117. Схемы измерений для построения характери-
стик токоприемника:
а — статической; б — приведенной массы
176
деляют при расположении поло-
за на высоте, соответствующей
середине рабочего диапазона то-
коприемника, Аэродинамическое
нажатие токоприемника Ра,д,
обусловленное аэродинамиче-
ской подъемной силой: Рао = av2r
(здесь а — коэффициент, харак-
теризующий аэродинамические
свойства элементов подвижных
рам и полозов; — скорость
движения токоприемника или
скорость встречного воздушного
потока). «ЙЁ
Испытания токоприемников
показывают, что их аэродинами-
ческая подъемная сила зависит
Рис. 118. Амплитудно-частотные харак-
теристики токоприемников с приведенной
массой:
/ — 24,5 кг; 2 — 33,5 кг
главным образом от аэродинамической характеристики полоза: подъ-
емная сила рам обычно не превышает 30% подъемной силы полозов.
Динамическая составляющая нажатия токоприемника Рд = тта
(здесь т*— приведенная масса токоприемника, кг; а — ускорение,
получаемое этой массой в вертикальном направлении, м/с2).
Приведенной массой токоприемника называют такую массу, кото-
рая, будучи сконцентрирована в точке соприкосновения полоза с кон-
тактным проводом, оказывает такое же воздействие на контактную
подвеску, как и рассматриваемый токоприемник. Значение приведен-
ной массы токоприемника зависит как от его геометрических размеров,
так и от жесткости пружин кареток полоза, трения в шарнирах под-
вижных рам, размера демпфирования рам и полоза токоприемника;
опа несколько изменяется от высоты подъема токоприемника.
Для практических целей приведенную массу токоприемника с под-
рессоренным полозом принимают равной сумме массы полоза та и
приведенной массы подвижных рам тр. т. е. mT = ти + тр.
Приведенную массу подвижных рам токоприемника тР на раз-
личной высоте его подъема обычно определяют по периоду свобод-
ных колебаний подвижной системы при отключенных пружинах
(рис. 117, б). Токоприемник подвешивают за верхний шарнир на
пружине с известной жесткостью, раскачивают его и определяют пе-
риод свободных колебаний. Испытания производят во всем рабочем
диапазоне токоприемника через каждые 100 мм.
Приведенную массу тр для каждой высоты подъема токоприем-
ника определяют по формуле /пр = ж (здесь 7% — период свобод-
ных колебаний рам токоприемника; ж — жесткость пружины).
По полученным данным строят график изменения приведенной
массы в зависимости от высоты подъема токоприемника. Этот график
называют динамической характеристикой токоприемника.
У токоприемников Л и Т, предназначенных для скоростей до 160км/ч,
приведенная масса должна соответственно быть не более 33 и 45 кг.
177
38. ЭЛАСТИЧНОСТЬ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
Контактные подвески являются эластичными конструкциями. По-
этому при движении токоприемника контактный провод отжимается
вверх. Значениеэтого отжатия в различных точках пролета зависит от
эластичности контактной подвески.
Эластичность контактной подвески в рассматриваемой точке про-
лета характеризуется значением отжатия контактного провода под
действием приложенной к нему вертикальной силы, равной 1 Н. Эту
величину называют коэффициентом эластичности или просто эластич-
ностью контактной подвески э, например, э = 0,5 мм/Н. Это значит,
что при приложении к контактному проводу цепной подвески верти-
кальной силы в 1 Н, он будет отжат вверх на 0,5 мм.
Обратной величиной эластичности контактной подвески являет-
ся ее жесткость ж = 1/э. Жесткость контактной подвески в рас-
сматриваемой точке пролета характеризуется силой,которую нужно
приложить к контактному проводу, чтобы отжать его вверх на 1 мм.
Например, ж = 2 Н/мм, т. е. чтобы отжать контактный провод на
1 мм, к нему надо приложить силу, равную 2 Н.
Эластичность простой контактной под-
вески (свободно подвешенного провода) с
жесткими опорными точками. Вертикальная сила
Р, приложенная на расстоянии х от опоры, вызывает подъем (отжатие)
провода на высоту Д/г и разгрузку опор (рис. 119). Так как после при-
ложения силы Р провод в рассматриваемом пролете находится в рав-
новесии, то сумма изменений моментов действующих сил относитель-
но точки приложения силы Р должна равняться нулю
К Д/г — Р (I — х) хП = 0, (102)
где Р (I — х)Н — уменьшение левой опорной реакции, вызванное
приложением силы Р\
К — натяжение провода.
Решая уравнение (102) относительно Д/г, получим
Д/г = Рх(1 — х)/(1К). (ЮЗ)
Согласно определению эластичности имеем
э = Д/г/Р.
Рис. 119. Схема для определения отжатия провода простой контактной
подвески с жесткими опорными точками
178
Тогда значение эластич-
ности простой контактной
подвески (свободно подвешен-
ного провода) в точке, распо-
ложенной на расстоянии х от
левой опоры, найдем по фор-
муле
5х,п = !Р — X (I
- х)/ (//<). (104)
При приложении силы Р
в середине пролета (при
х = 0,5/) получим
5о,5Вп ~ //(4/0- (105)
Эластичность ко н-
Рис. 120. Схема для определения отжатия
контактного провода, подвешенного к жест-
кой конструкции па часто расположенных
струнах (а), на нескольких струнах (б')
такт н ого провода,
подвешенного на часто расположенных стру-
нах к какой-либо неэластичной конструкции (рис. 120, а). Подъем
провода в точке приложения силы Р может быть представлен выраже-
нием
&hs =
где gK — нагрузка от веса 1 м провода.
Сила Р уравновешивается весом поднятого на длине s контакт-
пего провода. Подставляя gKs = Р в это выражение, найдем
Дй8 = Л(ЗД. (106)
Эластичность провода в этом случае не остается постоянной, а из-
меняется пропорционально силе Р:
= Мг/Р = Р/(8яЛ). (107)
Эластичность контактного провода в с т ру-
но в о м пролете, т. е. когда он подвешен к какой-либо неэластич-
ной конструкции только на нескольких струнах, расположенных друг
от друга на расстоянии с (рис. 120, б). В этом случае эластичность
провода зависит от значения и расположения силы Р в струновом про-
лете:
Д/гхо = Рх0 (с — х0)/(сК), (108)
а эластичность
зхо = MixjP = х0 (с — х0)/(сК), (109)
где Хо — расстояние от левой нагруженной струны до точки контакт-
ного провода, в которой к нему приложена сила Р;
с — длина струнового пролета.
При расположении силы Р в середине струнового пролета
(х0 = 0,5с)
Дйо,5с = Рс/(4/<); (НО)
ао,5о = с/(47<). (Ш)
179
Рис. 121. Расчетная схема для определения эластичности цепной одинарной
подвески з средней части пролета
При расположении силы Р под струной (х0 = 0) отжатие контакт-
ного провода произойдет только в том случае, если сила Р будет боль-
ше нагрузки на струну от веса провода g^c (Р 2> gKc). Следователь-
но, до момента разгрузки струны (при Р g^c) эластичность провода
будет равна нулю.
Отжатне контактного провода после разгрузки струны
Дйас; к = (Р — gi<c) с/(2К).
(Н2)
Эластичность контактного провода после разгрузки струны
э2С., к = с/(2К). (113)
Эластичность цепной одинарной подвес-
к и складывается из эластичности системы «несущий трос—контакт-
ный провод» и эластичности контактного провода в струновом проле-
те (рис, 121). В общем виде расчетная формула для определения эла-
Рис. 122. Схема одинарной рессорной подвески с условными золами для расчета
эластичности в различных точках пролета
180
стичности цепной подвески в любой точке пролета может быть пред-
ставлена выражением
~ (А, ДЙХ„ + ДЛ..), (114)
где Ahx — суммарное отжатие контактного провода в точке при-
ложения к нему силы Р па расстоянии х от левой опоры;
Д/гХ' — подъем контактного провода под ближайшей слева к
силе Р нагруженной струной, расположенной на рас-
стоянии х' от левой стороны;
Лйх" — подъем контактного провода под ближайшей справа к
силе Р нагруженной струной, расположенной на рас-
стоянии х" от правой опоры;
Д/ц-0 — отжатие контактного провода в струновом пролете
(между двумя нагруженными струнами);
с — длина струнового пролета (в случае разгрузки струны
или струн — расстояние между двумя ближайшими к си-
ле Р нагруженными струнами);
х0 — расстояние от левой нагруженной струны до силы Р.
Значение Д/гХо легко находят по формуле (108). Для определения
же ДЛя' и &hx» в различных точках пролета рессорных цепных под-
весок имеются три группы расчетных формул: для зоны расположения
провода рессорных струн (Л), для зоны установки первой от опоры
простой струны Б и для средней части пролета В (рис. 122).
Для вывода расчетных формул отжатнй контактного провода и
эластичности в средней части пролета (3) одинарных
цепных рессорных н с простыми опорными струнами подвесок, как
показали экспериментальные исследования, можно воспользоваться
расчетной схемой (см. рис. 121).
Подъемы контактного провода (несущего троса) ДйХ' и Ыгх» со-
гласно рис. 121 определяются выражениями:
(115)
(116)
где I — длина пролета;
Т — натяжение несущего троса;
К — натяжение контактного провода.
Подставив в выражение (114) соответствующие значения из формул
(115), (116) и (108), после необходимых преобразований получим об-
щую формулу для определения эластичности цепной подвески в сред-
ней части пролета:
_ __ x(l~x) , х$Т (с—х0)
* Р Ф сК(Г+К)
При расположении силы Р под струной (х0 = 0)
„ Д-^.с _ * О—О
ж-с р цт+к') ‘
(117)
(118)
181
Эластичность цепной подвески в середине пролета при расположе-
нии силы Р между струнами (х = 0,5Z; xQ = 0,5с) равна
AZjq 5^ IK -р сТ
3°’5/ 4К(Т + Х) *
(119)
При расположении силы Р также в середине пролета, но под стру-
ной (х = 0,5/; х0 = 0)
_ с _ I
~~ Р ^ЦТ + К} *
^0,5/; с
(120)
По полученным выше формулам можно определить эластичность
цепной подвески (отжатие контактного провода) в средней части про-
лета только до момента разгрузки струны, т. е. пока Р Рс (здесь
Рс — сила, при которой наступает эта разгрузка).
При отсутствии силы Р на струпу, расположенную в средней ча-
сти пролета, действует нагрузка
*e.K = (gK + go)C-^, (121)
1к
где ёк — нагрузка от веса 1 м контактного провода (контактных
проводов);
gc — нагрузка от веса струновых зажимов, приходящейся на
1 м контактного провода;
/к — длина части пролета, в которой контактный провод име-
ет провес; /к = / — 2е.
Поскольку несущий трос цепной подвески является эластичным,
то при приложении к контактному проводу под струной силы Р про-
изойдет его подъем, при этом в точке приложения силы Р подъем кон-
тактного провода будет больше, чем у ближайших к силе Р струн цеп-
ной подвески. Вследствие этого на струну, к которой приложена сила
Р, кроме нагрузки 7?с,к> будет действовать также вертикальная состав-
ляющая натяжения контактного провода = угрХ ^с-
Таким образом, в момент разгрузки струны будет иметь место
К
следующее равенство: Рс — 7?СЛ{ + у-р-^Рс; решая его относитель-
но Рс, найдем
= (122)
При приложении силы Р к контактному проводу в середине стру-
нового пролета разгрузка двух струн произойдет, когда сила Р до-
стигнет значения:
Рго-2/?с.„Г±£=2Ро. (123)
Отжатие контактного провода после разгрузки одной струны в
случае расположения силы Р под ней;
Aft =э р j сТ П94)
° ' х' с 2K(T-l-K) ‘ 1 24'
182
(125)
Отжатие контактного провода после разгрузки двух струн в слу-
чае расположения силы Р в середине струнового пролета:
A/z2c = Гэ*> с Н--------~Т --
* с L 4КД + К)
Эластичность цепной подвески в средней части пролета после раз-
грузки одной струны
(126)
. сТ
Эс — Эх, с г ~'----
Эластичность цепной подвески у опоры в точках О и О' в зоне А
(см. рис. 122) до разгрузки рессорных струн можно определить по
формуле
„ ~ АА° —
э0 — — —
J
Р
2——---------------
а I
(127)
где коэффициент
к_
т
(128)
рессорного провода.
Яр — натяжение
Для определения эластичности подвески в точке у опоры 01 можно
воспользоваться следующими эмпирическими формулами:
до разгрузки соседних струн
Эщ ’ 1, 1э0
(129)
и после их разгрузки
1,25э0.
(130)
В подвесках с двумя контактными проводами и шахматным рас-
положением струн в точке 01 будут находиться струны, и эластич-
ность подвески в этих точках может быть принята такой же, как в
точках 0 и 01.
Эластичность рессорной подвески в точке 1 зоны Б (см. рис. 122)
до разгрузки струны можно определить по формуле
= =..................., (131)
где
(1—0,05й). (132)
При простых опорных струнах (а = 0) коэффициент р = 0, и фор-
мула (131) примет вид
(,33>
Формула (133) аналогична формуле (118).
183
39. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОПРИЕМНИКОВ
И КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК
При движении вдоль пролета токоприемник совершает вертикаль-
ные колебания, вызываемые отжатиями контактных проводов токо-
приемником, изменениями высоты подвеса контактных проводов
и другими факторами.
При движении нажатие токоприемника на контактный провод
Р — р0 ч- р ,гр + рд ч- рйэ (здесь Ро — нажатие, создаваемое подъем-
ными пружинами токоприемника; Ртр —сила трения в шарнирах
токоприемника, приведенная к контактной поверхности полоза).
Знак перед Р тр зависит от направления вертикального перемеще-
ния токоприемника, он будет положительным при движении токо-
приемника вниз (Рст = Ро + ^тр) и отрицательным при движении
его вверх (РА = Ро — Ртр). Знак перед Рд зависит от знака уско-
рения, получае1мого приведенной массой токоприемника в вертикаль-
ном направлении, он будет положительным при движении токоприем-
ника вверх и отрицательным при движении его вниз.
Аэродинамическая составляющая нажатия Рав обычно направле-
на вверх, т. е. имеет положительное значение. Аэродинамическая подъем-
ная сила токоприемников способствует улучшению качества токосъе-
ма при высоких скоростях движения поездов.Так, при отсутствии Раэ
контактные нажатия токоприемника изменялись бы в пределах от
Р" = Рет "г т,га до Р' = Р^т — mtra (здесь а — ускорение, полу-
чаемое приведенной массой токоприемника) и при определенной
скорости движения контактное нажатие оказалось бы равным нулю,
т. е. произошел бы отрыв полоза токоприемника от контактного про-
вода (рис. 123, а). При наличии Раэ контактные нажатия будут уже
изменяться в пределах от Р" = Р’^ + сш3 + тТа до Рг = Рс'т +
4* ссу? — т^а (рис. 123, б). В этом случае нарушений контакта между
полозом и проводом не будет. Однако такой способ компенсации отри-
цательных инерционных сил не всегда является приемлемым. Преде-
Рис. 123. Зависимости контактного нажатия от скорости движения токоприем-
ника:
а—при отсутствии Ра»; б — при наличии Паа; I — область положительных ускорений; 2 — об-
ласть отрицательных ускорений; 3 — отрыв токоприемника от контактного провода
184
лом его использования является допустимое значение отжатня кон-
тактных проводов токоприемниками у опор: не более 150 мм при вет-
ре до 5 м/с и не более 250 мм— при максимальном расчетном ветре
для рассматриваемого участка контактной сети. Это относится также
и к компенсации отрицательных инерционных сил повышением ста-
тического нажатия токоприемника. Эффективными мерами для ка-
чественного токосъема при высоких скоростях движения являются:
уменьшение приведенной массы токоприемников и демпфирование
элементов нх подвижной системы (рам, полозов).
Для обеспечения стабильного контактного нажатия необходимы
также равномерная эластичность контактной подвески и одинаковая
масса ее по длине пролета, отсутствие резких изменений уклонов кон-
тактного провода в вертикальной плоскости (вследствие большого про-
веса в пролете или разных высот его подвешивания у опор) и сосредо-
точенных масс на контактном проводе, т. е. «жестких» точек; токопри-
емник должен иметь небольшую приведенную массу и хорошую ампли-
тудно-частотную характеристику; в системе «контактная подвеска—
токоприемник» не должны возникать резонансные колебания масс,
входящих в эту систему. Частоты собственных колебаний токоприем-
ника не должны совпадать с частотой колебаний подвижного состава.
Повышение скорости движения до 160 и 200 км/ч на действующих
электрифицированных участках обычно обеспечивают реконструкцией
пути н контактной сети. Для движения поездов со скоростями 250—
300 км/ч строят специальные линии.
Для скоростей до 200 км/ч может быть приспособлено большинство
контактных подвесок, обеспечивающих нормальный токосъем при ско-
ростях 120—160 км/ч, в том числе полукомпенсированные с двумя
контактными проводами и двойные. Основным критерием пригодно-
сти контактной подвески для эксплуатации при скорости 200 км/ч яв-
ляется коэффициент равномерности ее эластичности кэ; он должен
быть не менее 0,75.
40. ИЗНОС КОНТАКТНОГО ПРОВОДА
И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЕГО СНИЖЕНИЮ
Съем тока с контактного провода сопровождается изнашиванием
как контактных пластин или вставок токоприемника, так и контакт-
ного провода. Износ провода и пластин токоприемника зависит от ма-
териала контактных пластин и провода, снимаемого тока, качества
токосъема (прежде всего в отношении искрения), состояния трущихся
поверхностей и от других причин.
Изнашивание элементов скользящего контакта — сложный элек-
тромеханический процесс. Иногда для удобства изучения износ раз-
деляют на электрический и механический. Такое разделение весьма ус-
ловно, поскольку электрические и механические явления в контакте
взаимозависимы.
Электрический износ вызывается электрической эрозией металла,
т. е. испарением и выбросом металла под воздействием искровых и ду-
185
говых разрядов. Он зависит не только от плотности снимаемого тока,
но и от состояния контактирующих поверхностей, так как наличие
жестких точек, вибрация провода, схватывание и задиры трущихся
поверхностей нарушают стабильность контакта, вследствие чего воз-
растает электрическая эрозия. Механический износ является следст-
вием таких видов воздействия при трении, как абразивных, окисли-
тельных, усталостных и схватывания, зависящих не только от свойств
материала контактного провода и токосъемных пластин, но и от состоя-
ния поверхностен. В свою очередь электрическая эрозия вызывает
повреждение контактирующих поверхностей и тем самым приводит
к возрастанию механического износа.
Износ контактного провода зависит главным образом от мате-
риала контактных пластин (вставок) токоприемников. Наибольший
износ контактных проводов происходит при медных контактных плас-
тинах, наименьший—при угольных вставках, промежуточное поло-
жение занимают токосъемные пластины из спеченных материалов.
Износ провода в основном определяется значением тока, снимаемого
токоприемником: с увеличением тока он значительно возрастает. По-
этому на двухпутных участках износ провода на подъемах значитель-
но (иногда в несколько раз) превосходит износ провода на спусках;
заметное повышение наблюдается в местах трогания и разгона элект-
роподвижного состава.
На однопутных участках при двустороннем движении средний из-
нос провода примерно на 30% выше, чем на двухпутных участках при
одностороннем движении, ввиду изменения характера механического
износа.
Износ контактного провода в различных его точках — в стру-
новом пролете, в пролете контактной подвески, в анкерном участке,
на перегоне •— неравномерен. На износ контактного провода значи-
тельно влияет наличие на нем различных сосредоточенных масс —
фиксаторов, питающих зажимов электрических соединений, стыковых
зажимов, средних анкеровок, а также резкое уменьшение эластично-
сти подвески на сопряжениях анкерных участков, стрелках.
Особым видом является волнообразный износ контактного про-
вода (рнс. 124). Волнообразный износ наблюдается'в местах трогания
и разгона электроподвижного состава и на подъемах. Он характери-
зуется интенсивным электрическим износом и тяжелыми дуговыми
повреждениями контактного провода на последовательно располо-
женных коротких участках (100—150 мм), разделенных еще более ко-
роткими (10—30 мм) участками с хорошо пришлифованной поверхно-
стью.
Появлению волнообразного износа контактного провода способ-
ствовала применявшаяся ранее конструкция коробчатого полоза с
двумя медными контактными пластинами, все пространство между
которыми было заполнено сухой графитовой смазкой. В какой-то
момент с проводом соприкасались не пластины, а слой плохо проводя-
щей сухой графитовой смазки. При этом съем тока пластины осуществ-
лялся через электрическую дугу, образуя первые две «волны» (см.
рис. 124).
Рис. 124, Схема возникновения и развития волнообразного износа контактного
провода:
/ — контактный провод; 2 - каркас полоза; 3 — модная пластина; 4 — сухая смазка; 5 — элект-
рическая дуга
Последующие проходы полозов расширяли зону волнового износа
провода и усиливали его там, где он уже возник.
После установки на полозы внутренних пластин волнообразный
износ в большинстве случаев прекратился. Однако средний ряд плас-
тин должен быть длинным (1000 мм), поскольку при коротких средних
пластинах также возможен волнообразный износ (особенно в зоне
фиксаторов). Кроме того, волнообразный износ неизбежно возникает
в случае, если внутренние пластины утоплены по отношению к наруж-
ным и покрыты слоем сухой смазки, а также при избыточном нанесе-
нии этой смазки на полозы.
Таким образом, чтобы избежать волнообразного износа контакт-
ного провода, удлиняют внутреннюю пластину, устанавливают ее по
оси полоза, строго следят за тем, чтобы уровень внутреннего и наруж-
ного рядов пластин был одинаковым, чтобы смазка не возвышалась
над пластинами. Это одновременно предупреждает и пережоги кон-
тактного провода. Широкие полозы рамной конструкции (например,
у токоприемника 10РР) не вызывают, как правило, волнообразного
износа провода.
Волнообразный износ не возникает и при использовании угольных
вставок (независимо от числа их рядов на полозе), так как они не
требуют нанесения сухой смазки.
На тех участках, где ранее наблюдался волнообразный износ, пос-
ле замены медных пластин угольными вставками он был полностью
ликвидирован.
Износ контактного провода измеряют с целью предупреждения
опасного уменьшения сечения провода, для анализа характера и осо-
бенностей процесса изнашивания, изучения влияния отдельных фак-
торов, влияющих на срок службы провода, и для планирования
потребности в нем.
Правилами технического обслуживания и ремонта контактной се-
ти электрифицированных железных дорог установлены значения
187
износа контактного провода, при которых делается вставка или уста-
навливается шунт и производится смена провода:
Площадь сечения контактного провода,
мм3 85 100 150
Максимальный местный износ, при ко- тором делается вставка или устанав- ливается шунт, мм3, не более .... 25 35/35 50
Минимальная высота сечения, мм, не ме- нее 7,54 7,79/7,64 9,70
Средний износ на анкерном участке, при котором производится сплошная смена, мм2 22 30/30 45
Средняя высота сечения, мм 7,82 8,21/7,98 10,05
Примечание. В числителе показатели износа даны для обычного се-
чения, в знаменателе — для овального.
Наличие шунтов па контактных проводах тех путей, по которым
поезда идут со скоростью более 120 км/ч, не допускается.
В процессе изнашивания контактного провода возрастает растя-
гивающее напряжение в его материале. Растягивающие напряжения
в материале медного, низколегированного и бронзового контактного
проводов не должны превышать соответственно 120, 130 и 140 МПа.
Для соблюдения этих напряжений в эксплуатации по мере изнашива-
ния контактного провода снижают его натяжение в соответствии с
максимальным износом провода на анкерном участке. При двух кон-
тактных проводах в цепной подвеске натяжение проводов снижают
исходя нз наибольшего износа одного из проводов.
Ранее для измерения износа контактного провода применяли толь-
ко ручные измерительные приборы, главным образом микрометры.
В ФРГ и Голландии используют ручной измеритель износа контакт-
ного провода (рис. 125). Рычажная система прибора обеспечивает
легкость его установки и фиксации на контактном проводе. Прибор
позволяет измерять высоту оставшегося сечения контактного провода
в пределах 3—13 мм с точностью 0,1 мм. Износ площади сечения кон-
тактного провода (мм3) в зависимости от высоты оставшегося сечения
находят по таблицам, приведенным в Правилах технического обслу-
В Советском Союзе для
автоматического измерения
износа одинарного контактно-
го провода разработан токо-
вихревой датчик износа кон-
тактного провода. Датчик
содержит две катушки для
возбуждения магнитного по-
ля и приемную катушку,
жестко закрепленные в
электроизоляционном карка-
се измерительного полоза то-
коприемника вагона-лабора-
торнн контактной сети. При
живания и ремонта контактной сети.
Рис. 125. Индикаторный прибор для из-
мерения износа контактного провода
188
протекании по виткам катушек возбуждения переменного тока в ок-
ружающем датчик пространстве возникает первичное магнитное
поле. Приемная катушка расположена в первичном поле таким обра-
зом, что при отсутствии над датчиком контактного провода электро-
движущая сила в ней равна нулю. Внесение провода в зону изме-
рения искажает первичное поле вследствие наложения на него поля
вихревых токов, наведенных контактным проводом. При этом в при-
емной катушке наводится электродвижущая сила, пропорциональная
площади оставшегося сечения участка контактного провода над дат-
чиком.
Датчик обеспечивает измерение износа контактного провода при
смещении его относительно оси пути ±500 мм без снятия напряжения
с контактной сети и при высоких скоростях движения (до 100 км/ч).
Исследования погрешностей измерения в зависимости от износа кон-
тактного провода показали, что погрешности токовихревого датчика
в 4—5 раз меньше погрешностей приборов, измеряющих высоту остав-
шегося сечения или ширину поверхности трения провода, и состав-
ляет 2—5% в зависимости от размера износа провода. Токовихревой
датчик может быть использован для измерения суммарного износа
двойного контактного провода. Износ контактных проводов на участ-
ках переменного тока начинают измерять не позднее шестого года экс-
плуатации, на участках постоянного тока — не позднее третьего го-
да. В течение первого и второго года эксплуатации организуют на-
блюдение за износом контактных проводов с целью выявления воз-
можных мест и устранения причин повышенной интенсивности изна-
шивания проводов. При износе контактного провода более 20% номи-
нальной площади сечения измерения проводят на участках перемен-
ного тока — один раз в два года, на участках постоянного тока —
один раз в год.
Результаты замеров записывают в книгу состояния контактного
провода, которая имеется на дистанциях контактной сети. Затем
подсчитывают среднее арифметическое значение высоты контактного
провода йср для каждого анкерного участка (для двойного — раз-
дельно правого и левого проводов). При этом данные замеров по
вставкам .отбрасывают. Далее по средней высоте сечення провода йср
определяют текущий средний износ AScp (мм2) для каждого анкер-
ного участка. Данные о AScp по установленной форме передают
в участки энергоснабжения.
Интенсивность изнашивания контактного провода в каждом ан-
керном участке устанавливают по среднему удельному износу 1а =
== AScp/PIO"4 [здесь AScp — разница между значениями среднего
износа провода данного анкерного участка за период между послед-
ним и предыдущим замерами, мм2; Р — число проходов э. п. с. (элек-
тровозов или электросекций) по анкерному участку за период меж-
ду измерениями]. Удельный износ провода I, выраженный в мм2/104
проходов э. п. с., недостаточно нагляден и не всегда удобен для техни-
ческих и экономических расчетов. Поэтому применяют единицу удель-
ной потери меди контактным проводом в кг/103 км или т/10° км
пробега э. п. с., = 0,89г.
189
Рис. 126, Износ одинарного контактного провода (по высоте) в про-
летах цепной подвески „а пригородном участке
Значение тк подсчитывают для зоны, участка, дороги. Подсчетом
и сопоставлением i и тп заканчивают анализ износа.
Предусмотрено также определение коэффициента неравномерно-
сти износа на нескольких анкерных участках каждого перегона
кн “ Д^ср.прол/Д^ср.фикс (здесь АЗСр Г[рОд средний износ провода в
середине пролетов, мм2; Д5ср.фИКе — то же у фиксаторов).
Этот коэффициент может быть как больше, так и меньше единицы.
Если он не достигает 0,8, то принимают меры по улучшению качества
токосъема в зоне фиксаторов; если он превышает 1,2, то регулируют
контактный провод в пролете по высоте или смазывают поверхности
трения контактного провода смазкой СГС-Д.
Результаты измерений износа контактного провода обычно пред-
ставляют в виде графиков: износа провода в пролетах для характер-
ных участков или типов контактных подвесок (рис. 126); среднего из-
носа по анкерным участкам; среднего удельного износа по зонам, пе-
регонам или участкам (рнс. 127).
Снижению интенсивности изнашивания контактного провода,
продлению срока его службы уделяют большое внимание. Практика
показала, что при использовании любых несамосмазывающих токо-
съемных материалов необходима внешняя смазка для снижения из-
носа как провода, так н пластин. В Советском Союзе на полозах токо-
Рис. 127, График среднего удельного износа
контактного провода по перегонам при мед-
ных пластинах (/); при угольных встав-
ках (2) па токоприемниках
приемников с медными пла-
стинами применяют сухую
(твердую) смазку на основе
графита. Такую смазку (мар-
ка СГС-О) изготавливают, сме-
шивая графит с расплавлен-
ной кумароновой смолой. Вос-
становление графитацин пла-
стин, исчезающей обычно при
длительных дождях, а также
лечение поврежденных (вы-
крошенных) мест основной
смазки осуществляют при ос-
мотрах э. п. с. нанесением
дополнительной смазки (мар -
190
Рис. 128. Профили угольных вставок типа 1 (а); типа 3 (6)
ки СГС-Д), в которой смола разведена растворителем. Применение
сухой графитовой смазкн выравнивает (в пролетах) износ провода и
снижает его примерно на 30%.
Для удлинения срока службы контактного провода заменяют мед-
ные пластины еамосмазывающими угольными вставками и пласти-
нами из спеченных материалов.
Угольно-графитовые материалы выгодно отли-
чаются от других токосъемных материалов малой плотностью, очень
большой термостойкостью, а следовательно, большой стойкостью к
электрической эрозии. Они обладают отличными антифрикционными
свойствами (коэффициент трения обычно в пределах 0,1—0,25) и вы-
сокой полирующей способностью. Эти свойства угольных вставок поз-
воляют обеспечить наименьший износ контактного провода при высо-
кой износостойкости самих вставок.
В Советском Союзе угольные вставки по ГОСТ 14692—78 изготав-
ливают двух типов: А — на коксовой основе (собственно угольные)
и Б — на графитовой основе. Графит снижает электрическое сопро-
тивление вставок, но твердость их меньше. Имеется три профиля
угольных вставок: 1, 2 и 3 (рис. 128); расчетная (номинальная) пло-
щадь сечения угольной вставки этих профилей составляет соответст-
венно 766, 916 н 837 мм2. Длина вставок 240 мм; масса вставок с про-
филями 1, 2 и 3 соответственно 0,320; 0,383 и 0,350 кг. По требованию
потребителя вставки могут изготовляться длиной до 600 мм. На обеих
боковых поверхностях каждой вставки профилей 1 и 2 выполняют не-
прерывные по длине риски илн швы глубиной от 0,1 до 0,2 мм или вы-
сотой не более 0,4 мм, предназначенные для контроля износа при экс-
плуатации и расположенные на высоте (10±0,4) мм от опорной поверх-
ности подошвы вставки.
Угольные вставки типа А не маркируют. Вставки типа Б маркируют
на одной нз боковых поверхностей риской глубиной 0,1—0,2 мм на
высоте 16—20 мм от опорной поверхности подошвы вставки.
Профиль вставок для конкретных условий выбирают максималь-
ной площади сечения при условии соблюдения требований по дина-
мическому взаимодействию токоприемника с контактным проводом.
Допускаемый ток токоприемника с угольными вставками для режи-
мов движения и стоянки э. п. с. и перегрузочную способность токопри-
191
емника для режима движения выбирают также с учетом требования
стандарта на токоприемники. При этом съем токоприемником допус-
каемого тока не должен сопровождаться непрерывным по длине пути
искрением в скользящем контакте, т. е. возникновением непрерывной
контактной электровзрывной эрозии.
Установленные ГОСТ 14692—78 длительные допустимые токи то-
коприемников, полозы которых имеют медную подложку и три ряда
угольных вставок, приведены в табл. 30.
Таблица 30
Тип вставок Допустимый ток токоприемника, А
при движений при стоянке
зимой при — 10 °C летом при-|-40 ° С
А 900(1580) 80(130) 50(80)
Б 1150 (2030) 100 (170) 65 (НО)
Примечания. 1. Без скобок даны значения тока для однополозного, в
скобках —для двухполозного токоприемников.
2. В режиме движения допускается кратковременная (в течение 1 мин)
перегрузка на 40 % сверх значений, указанных в табл. 30.
3. При двух контактных проводах в ценной подвеске ток для режима
стоянки увеличивается в 1,5 раза.
4. Однополозный токоприемник с двумя рядами угольных вставок в режиме
движения допускает 600А.
Угольные вставки снижают интенсивность изнашивания контакт-
ного провода по сравнению с медными пластинами в 3—4 раза и явля-
ются наиболее экономичными из известных токосъемных материалов.
Наряду с угольно-графитовыми практический интерес представ-
ляют спеченные материалы, которые получают мето-
дом порошковой металлургии прессованием и последующим спека-
нием различных металлических и неметаллических (например, гра-
фитовых) порошков. Сочетание положительных свойств всех компонен-
тов в этих материалах дало возможность иметь такие их характерис-
тики, которые нельзя получить металлургическими методами.
В Советском Союзе на электровозах постоянного тока используют
пластины из спеченного материала на железной основе (рис. 129) типа
60°
Рис. 129. Пластина из спеченного материала на' железной основе
Рис. 130. Расчетные схемы одинарных ценных рессорных подвесок (к примеру 10)
ВЖЗ. Такие пластины изготавливают методом прокатки из смеси по-
рошков: железного (77%), медного (22%) и никелевого (1%). Заметное
улучшение эксплуатационных свойств спеченных пластин типа ВЖЗ
достигают их пропиткой в автоклаве жидким легкоплавким свинцовым
сплавом, содержащим олово.
Основным положительным качеством пластин из спеченных ма-
териалов является то, что они имеют относительно невысокое контакт-
ное сопротивление между пластиной и проводом. Если принять это
сопротивление для медных пластин за единицу, то при металлокера-
мических пластинах оно равно 1,5, а угольных вставках — 3,5. В ре-
зультате этого нагрузочная способность токоприемника с металлоке-
рамическими пластинами в режиме стоянки (определяемая нагревом
контактного провода) примерно в 3 раза выше, чем у токоприемников
с угольными вставками.
Пластины из спеченного материала обеспечивают съем с одинарно-
го провода МФ-85 однополозным токоприемником на стоянках тока
до 300 Л. Такой ток могут потреблять иа стоянке пассажирские
электровозы ЧС2 (оборудованные однополозными токоприемниками)
при централизованном электроснабжении (отопление, вентиляция,
кондиционирование воздуха и др.) пассажирских вагонов. Опыт экс-
плуатации показал также эффективность применения контактных
пластин из спеченного материала на железной основе на электрово-
зах постоянного тока, снимающих большие токовые нагрузки. Плас-
тины из спеченного материала в отличие от медных обеспечивают эф-
фективную работу угольных вставок при их совместной эксплуатации.
Определить эластичность в опорном узле и в средней части
5P°S-70 4- Мгь ‘!плН1/Я разгрузки струн типовой рессорной подвески
^^^лпойресе °° (1’Ис. 1,30, а) и рессорной подвески ПБСМ-70 + МФ-100,
у кот Рплп^11ыс стРУнь1 и первые простые струны несколько больше, чем
и тИП еске, смещены от опоры (рис. 130, б); определить отжатие кон-
192
7 Зек. 2196
193
тактного провода при Р = 80 Н, Параметры подвесок: Т .= 15 кН, К — 10 кН;
Яр = 1,5 кН, / .-= 70 м, й = 6 м, е 10 м, е' — 13,58 м (размер взят исходя
из получения одинаковых длин струповых пролетов в средней части пролета
рассматриваемых подвесок).
Эластичность подвесок в точке 0(0') определим по формулам (128) и (127);
при е = 10 м
0,49 мм/Н;
= 0,56 мм/Н.
Отжатие контактного провода в точке 0 (О’) при Р = 80 Н будет равно:
при е = 10 м Дй0 = 0,49 • 80 = 39,2 мм; при е — 13,58 м Д/г0 = 0,56 X
X 80 — 44,8 мм.
Эластичность подвески в точке 01 согласно формуле (129):
при е = 10 м а01 = 1,1 = 0,49 = 0,54 мм/Н;
при е •= 13,58 м = 1,1 - 0,56 = 0,62 мм/Н.
Соответственно отжатия контактного провода при Р = 80 Н:
Д/г01 = 0,54 • 80 = 43,2 мм и Дйп1 = 0,62 • 80 = 49,6 мм.
Эластичность подвесок в точке 1 найдем по формулам (131) и (132):
при е - 10 м
6
₽ = — (1 — 0,05-6)=0,42;
3i.
10 (70 — 10)
а ----L.--------- 0,42 мм/И;
70 [15Ц-10—(10-1-1,5)0,42]
при е = 13,58 м
Р - —~—(1— 0,05-6) = 0,309;
1 13,58 v ’ 7
13,58 ( 70 — 13,58)
--------—---------—г2-------0,51 мм/Н.
70 [15-1-10—(10+1,5)0,309]
Соответственно отжатия контактного Провода при Р = 80 Н:
ДЛХ = 0,42 80 = 33,6 мм и Д/^ = 0,51 ч 80 = 40,8 мм.
Определим эластичность контактной подвески в средней части пролета в
точках 4 и 44 при расстановке струн по схеме (см. рис. 130, а).
Эластичность в точке 4 (х = 31,43 м) по формуле (118)
31,43 (70—31,43)
з4 =------------------=0,69 мм/Н.
70(15+10)
Эластичность в точке 44 (х = 35 м) по формуле (119)
70-10 + 7,14.15
Зад = "-....... ~..=0,81 ММ/Н.
4.10(10 + 15)
194
Соответственно отжатий контактного провода при Р = 80 11
= 0,69 80 = 55,2 мм и ДЛ44 = 0,81 • 80 = 64,8^мм.
Определим эластичность контактной подвески в средней части пролета (в
точках 34 и 4) при расстановке струн в пролете по схеме (см. рис. 130, б).
Эластичность в точке 34 (х = 31,43 м; с = 7,14 м, х0 = 3,57 м) по формуле
(И7)
31,43 (70—31,43) 3,57-15(7,14-3,57)
з34— ~ + 1 ~ =0,8 мм/Н.
70(15+10) 7,14-10(15+10)
Эластичность в точке 4 (х = 0,5, I ~ 35 м) по формуле (120)
70
э4 = "77, г—\---—0,7 мм/Н.
4(15-}-10)
Соответственно отжатия контактного провода при Р = 80 Н
Дй34 = 0,8 f 80 = 64 мм и Дй4 = 0,7 • 80 = 56 мм.
Из полученных результатов видно, что увеличение расстояния от опор до
первой простой струны с 10 м (см, рис. 130, о) до 13,58 м (см. рис. 130, б) повы-
шает эластичность цепной рессорной подвески у опоры с 0,49 мм/Н до 0,56 мм/Н
(на 14,3%) и у первой простой струны с 0,42 мм/Н до 0,51 мм/Н (на 21,4%). При
этом получается и более равномерная эластичность в опорном узле подвески.
Следовательно, расстояние от опоры до первой простой струны (е) существенно
влияет на эластичность в опорном узле рессорной подвески.
В опорных узлах максимальная эластичность получилась в точке 04; для
схем (см. рис. 130, а и б) она соответственно равна э01 = 0,54 мм/Н н з01 =
₽ 0,62 мм/Н, минимальная эластичность получилась в точке 4, она соответст-
венно равна з4 = 0,42 мм/Н и а4 = 0,51 мм/Н.
В средней части пролета при первой расстановке струн по рис. 130, а мак-
симальная эластичность получилась в точке 44 (х = 35 м), минимальная — в
точке 4; они соответственно равны э44 = 0,81 мм/Н и э4 — 0,69 мм/Н.
В средней части пролета при схеме расстановки струн по рис. 130, б макси-
мальная эластичность получилась в точке 34, а минимальная — в точке 4 (х =
= 35 м); они соответственно равны э34 =0,8 мм/Н и э4 = 0,7 мм/Н.
Таким образом, при схеме расстановки струн по рис. 130, а максимальная
эластичность получилась в середине пролета (э44=0,81 мм/Н), а минимальная
(э4 = 0,69 мм/Н) — под ближайшими к середине пролета струнами. По схеме
рис. 130, б наоборот: максимальная эластичность (эз4 =0,8 мм/Н) получилась
в середине струповых пролетов, примыкающих к середине пролета, а минималь-
ная (э4 = 0,7 мм/Н) — под струной, расположенной непосредственно в середине
пролета. Однако максимальная и минимальная эластичности в средней части
пролета, при принятых одинаковых длинах струновых пролетов и обеих схемах
расстановки струн получились практически одинаковыми: 0,8 и 0,81 мм/Н, 0,69
и 0,7 мм/Н.
Найдем коэффициенты равномерности эластичности Л‘э = Kmjn on/^mln сп
(отношение минимальной эластичности контактной подвески в опорном узле к
минимальной эластичности в средней части пролета) рассматриваемых контакт-
ных подвесок.
У контактной подвески со схемой расстановки струп по рис. 130, а
кэ=к.1кч =0,42/0,69 = 0,61.
У контактной подвески со схемой расстановки струн по рис. 130, б
кэ = +,/ 0,51/0,7 = 0,73.
Таким образом, равномерность эластичности в пролете у подвески с расста-
новкой струн по схеме рис. 130, б значительно выше, чем у подвески с расстанов-
кой струн по схеме рис. 130, а. Коэффициент равномерности эластичности у под-
вески по схеме рис. 130, б нетрудно довести до 0,75, т. е. сделать такую подвес-
ку пригодной для скоростей до 200 км/ч. Это можно осуществить, например,
Увеличением длины провода рессорных струн до 14 м (а = 7 м) и повышения его
натяжения до 2,5 кН (Нр = 2,5 кН).
7*
195
XI ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ И ФИКСИРУЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
41. КОНСОЛЬНЫЕ ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Для крепления несущих тросов контактных подвесок применяют
различные кронштейны с тягами, называемые консолями. Одиночные
провода различного назначения подвешивают на консолях или на
кронштейнах. В зависимости от числа перекрываемых путей консоли
делят на однопутные (рис. 131, а, б, в), двухпутные (рис. 131, г, д) и
многопутные.
Однопутные консоли применяют на перегонах двух-
путных участков, где контактные подвески каждого пути должны быть,
как правило, механически обособлены. На многопутных перегонах и
на станциях допускается устанавливать двухпутные консо-
ли. Многопутные консоли, перекрывающие три и более
путей, допускается использовать как исключение при невозможности
рационального применения жестких или гибких поперечин.
Однопутные консоли могут быть неизолированные, ког-
да изоляторы имеются только между несущим тросом и кронштейном
в фиксаторе; изолированные (рис. 132), когда изоляторы в
кронштейн и тягу включены у опор; изолированные с у си-
ле н и о й (двойной) изоляцией, у которых изоляторы вмонти-
рованы как в кронштейн и тягу у опор, так и между несущим тросом и
кронштейном и между контактным проводом и кронштейном консоли.
В изолированных консолях изоляторы удалены из зоны непосред-
Рис. 131. Однопутные и двухпутные консоли:
а —изогнутая наклонная; б— прямая наклонная; в—прямая горизонтальная; з— двух-
путная горизонтальная с одной фиксатор но.'! стойкой; а — то же с двумя фиксаторными
стоиками; 1 — кронштейн; 2 — тяга; .4 — опора; 4--фиксаторная стопка
196
Рис. 132. Изолированная консоль с под-
косом:
/ — кронштейн консоли; 2—тяга; 3 —подкос;
4 — фиксатор: 5 — стержневой изолятор
ФСФ -27.5/3,5; 6 — консольный стержневой изо-
лятор ИКСУ-27,5
(в период перевода участка на
электрическую тягу или при
смешанной тяге). Это уменьшает
загрязнение изоляторов и повы-
шает их надежность. Кроме того,
можно без снятия напряжения с
контактной сети проводить ра-
боты на несущем тросе в местах
его подвеса на консолях, что
недопустимо при неизолирован-
ных консолях. Отсутствие под-
весной гирлянды изоляторов в
изолированных консолях обес-
печивает более стабильное поло-
жение несущего троса, а также
позволяет устанавливать такие
консоли на опорах меньшей вы-
соты (примерно на 0,8 м).
В консолях может быть применен изогнутый кронштейн, располо-
женный наклонно (см. рис. 131, а), или прямой кронштейн. Прямые
кронштейны располагают наклонно (см. рис. 131, б) илн горизонталь-
но (см. рис. 131, в). Поэтому в зависимости от расположения кронштей-
на различают наклонные и горизонтальные консоли.
В наклонных консолях тяга располагается горизонтально
или с небольшим наклоном вверх или вниз в сторону опоры, в связи
с чем опорные устройства могут быть меньшей высоты по сравнению с
опорами для горизонтальной консоли. Г ори зон таль пая
консоль дает возможность более широкой регулировки по-
ложения несущего троса относительно оси пути и позволяет размещать
на кронштейне усиливающие провода.
При трассировке контактной сети тип консолей выбирают в зави-
симости от вида опорного устройства (консольная опора, жесткая по-
перечина), габарита, места установки (прямой участок, внутренняя
сторона кривой) и назначения опоры (промежуточная, переходная),
а также действующих на консоли нагрузок.
Неизолированные изогнутые консоли (с
изогнутым кронштейном) широко применяли ранее при установке
опор с нормальным 3,1—3,5 м и увеличенным 4,9 и 5,7 м габаритами
как на дорогах переменного, так и на дорогах постоянного тока. Изо-
гнутые консоли состоят из фигурного кронштейна, изготовляемого в
зависимости от расчетной нагрузки из двух швеллеров № 5; 6,5; 8; 10
или 12, и растянутой тяги из круглой стали диаметром 16 мм (рис. 133).
В обозначениях неизолированных изогнутых консолей, например
ВФ-У-рп-12-а, римская цифра указывает на форму и размеры кон-
соли, арабская — на номер швеллеров, из которых изготовлен крон-
штейн консоли (в данном случае— из двух швеллеров № 12); буквы
обозначают: В — консоль устанавливается в выемке за кюветом; р —
имеется раскос; а — на наклонной части консоли установлена прямая
фиксаторная стойка 1 (рис. 133, б); Ф — на горизонтальной части кон-
197
Рис. 133. Изогнутые неизолированные крпсоли:
а — для промежуточных опор (при габарите 3,1—3,5 м); б —с прямой фиксаторной стой-
кой для промежуточных и переходных опор с габаритами 4,9 и 5,7 м; в — с обратной
фиксаторной стойкой для промежуточных и переходных опор; г — с прямой и обратной
фиксаторными стойками (габарит 4,9 и 5,7 м); / — прямая фиксаторная стойка; 2 — об-
ратная фиксаторная стойка; 3 — раскос
соли установлена обратная фиксаторная стойка 2 (рис. 133, в); п —
на переходной консоли, предназначенной для крепления двух контакт-
ных подвесок, установлены усиленные фиксаторные стойки.
Кроме изогнутых неизолированных консолей иногда используют
горизонтальные н е и з о
Рис. 134. Неизолированные прямые на-
клонные консоли:
/ — регулировочная скоба; 2--тяга; 3 — бу-
гель; 4 — кронштейн консоли; 5 — фиксаторный
кронштейн; 6 — фиксатор
лированные консоли.
Кронштейн этой консоли пря-
мой и расположен горизонталь-
но, растянутая тяга наклонная.
Кронштейн горизонтальной кон-
соли изготовляют из двух швел-
леров. Консоли могут быть с
фиксаторными стойками или без
них. Для этих консолей необхо-
димы более высокие опоры. Го-
ризонтальные консоли обозна-
чают так же, как и изогнутые,
но добавляют букву Г, напри-
мер, ВГ-И-8-а.
В последние годы устанавли-
вают только неизолиро-
ванные прямые на-
клонные к о н с о л и (рис.
134) при нормальных 3,1—3,5 м
и увеличенных 4,9 и 5,7 м габа-
ритах. Кронштейн 4 этих консо-
лей прямой и состоит из двух
швеллеров № 5 пли № 6,5 с co-
ins
едпиитсльными планками или из трубы. Тяги 2 консолей могут быть
растянутыми илн сжатыми в зависимости от направления и значений
действующих па консоль усилий от контактной подвески. Растянутые
тяги изготовляют из круглой стали, сжатые— из труб. Длина тягн
регулируется скобой 1.
Несущий трос контактной подвески иа изоляторах крепят к спе-
циальной детали 5, называемой бугелем. Бугель может в определен-
ных пределах перемещаться по кронштейну ввиду наличия в крон-
штейне регулировочных отверстий. В эти же отверстия крепят тягу
консоли. Фиксаторы 6 крепят па фиксаторных кронштейнах 5, рас-
полагая между ними изоляторы.
При больших нагрузках от фиксаторов, а также в случае установки
опор с увеличенным габаритом 4,9—5,7 м консоли снабжают подко-
сами.
На переходных опорах сопряжений анкерных участков каждая
ветвь контактной подвески подвешивается и фиксируется на отдель-
ной консоли (см. рис. 134).
Прямые наклонные неизолированные консоли из двух швеллеров
обозначают буквами ПР (Н — наклонная, Р — растянутая тяга) или
НС (С —сжатая тяга), из трубы — буквами НТР (Т — трубчатая) и
нтс.
Изолированные консоли (см. рис. 132) применяют
для крепления троса на опорах, устанавливаемых с нормальным 3,1—
3.5 м или увеличенным 4,9—5,7 м габаритом. Кронштейны консолей
изготавливают из оцинкованной трубы наружным диаметром 60 мм
или из двух швеллеров. Материалом для растянутых тяг консолей
служит круглая сталь диаметром 16 мм, а для сжатых—оцинкован-
ные трубы с наружным диаметром 33,5 мм. Для правильного разме-
щения контактной подвески над осью пути тяги консолей имеют спе-
циальные регулировочные детали, позволяющие изменять их длину.
В растянутые тяги включают регулировочные скобы с отверстиями,
а в сжатые — регулировочные трубы. От опоры кронштейн изолируют
стержневым изолятором КСФ70, а тягу — стержневым изолятором
ФСФ70. В растянутые тяги врезают гирлянды изоляторов ПФ6-Б и
ПТФ70.
Консоли со сжатыми тягами устанавливают в~местах, подвержен-
ных большим ветровым воздействиям (поймы рек, насыпи высотой бо-
лее 5 м) и автоколебаниям, за исключением внешней стороны кривых
участков радиусом менее 1000 м.
Изолированные консоли при установке на опоры с габаритом более
3,5 м дополняют подкосом со стержневым изолятором. Такие же под-
косы устанавливают: в изолированные консоли при установке опор с
габаритом до 3,5 м в местах, подверженных большим ветровым воздей-
ствиям, па внешней стороне кривой радиусом менее 500 м и на внутрен-
ней стороне кривой радиусом менее 300 м; на участках постоянного
тока при двух контактных проводах в цепной подвеске.
Изолированные консоли из трубы обозначают ИТР (И — изолиро-
ванная) или ИТС, а из швеллеров ИР или ИС. Римская цифра ука-
зывает на номер типа консоли по длине кронштейна, арабские цифры —
199
Таблица 31
Длина, ММ , Длина, мм
Масса консоли, к
Тип консоли кронш- тейна к К £-| подкоса Тип консоли кронш- тейна 0? Ен nJ О й о Масса g 6 ЕС О *
Изолированные трубчатые
итс-п 3700 2300 — 33,53
ИТС-Шу 4200 2300 — 40,03
ИТР-II 3700 2350 -—' 32,23
ИТР-Пу 3700 1850 — 35,86
ИТС-П-п 3700 2300 1000 43,25
ИТС-Шу-п 4200 2300 1000 50,15
ИТР-II-п 3700 2350 1000 41,95
ИТР-Пу-п 3700 1850 1000 45,48
Неизолированные трубчатые
НТС-0 3865 1800 — 36,55
HTC-I 4615 2600 — 42,37
НТР-0 3865 1700 — 35,45
HTP-I 4615 2600 — 40,69
Изолированные швеллерные
ИС-И-5 3700 2300 — 50,90
|ИР-1Ь6,5 3700 2350 56,78
HC-V-5-п 5200 3850 1400 79,86
HP-Vl-5-п 5900 4600 2000 86,61
Иензолированные швеллерные
НС-0-5 3630 1700 — 43,99
НС-1-5 4730 2500 — 57,20
НС-II-5 5230 3300 63,96
НР-0-5 3630 1700 43,19
HP-1-5 4730 2600 — 55,57
HP-II-5 5230 3400 — 61,67
HP-III-5 6230 4400 72,62
на номер швеллера, из которого изготовлен кронштейн консоли; бук-
ва п — на наличие подкоса, а буква у — на усиленную изоляцию.
Основные данные некоторых изолированных и неизолированных
трубчатых н неизолированных швеллерных прямых наклонных кон-
солей приведены в табл. 31.
42. ЖЕСТКИЕ И ГИБКИЕ ПОПЕРЕЧИНЫ
Жесткие поперечины (ригели) представляют собой ме-
таллические фермы с параллельными поясами и раскосной решеткой.
Решетка треугольная с распорками в каждом узле. Для усиления в
узлах устанавливают еще одну распорку по диагонали. Отдельные
блоки стыкуют друг с другом накладками из угловой стали.
С железобетонными стойками жесткую поперечину соединяют ме-
таллическими оголовками, если ее крепят к вершинам стоек, и специ-
альными опорными столиками, если крепление осуществляют ниже
этих вершин. Конструкция оголовков допускает регулировку поло-
жения поперечины по высоте перемещением оголовков на стойках.
Опорные столики закрепляют на стойках хомутами, а поперечины к
столикам присоединяют болтами-скобами.
В зависимости от количества путей, перекрываемых жесткими по-
перечинами, они могут иметь длину от 16,1 до 44,2 м и собираться нз
двух, трех и четырех блоков. В указанных пределах поперечины име-
ют восемь основных-размеров длин. Для тех случаев, когда по услови-
ям расположения путей требуются поперечины промежуточных зна-
200
чений длин, отличных от основных, их образуют из основных попере-
чин сокращением числа панелей в крайних блоках.
Основные или укороченные поперечины могут быть двух или трех
типов в зависимости от несущей способности. Разная несущая способ-
ность поперечин достигается измерением сечений поясных уголков.
Поперечины обозначают буквой П и цифрами. Первые цифры оп-
ределяют несущую способность поперечины в тонно-сила-метрах
(тс • м), вторые— расчетный пролет в метрах. Для примера приведем
обозначение двух жестких поперечин длиной 17, 7 и 30,3 м, состоящих
соответственно из двух и трех блоков и различающихся несущей спо-
собностью: • Ш 5-17,7; ШЗ-17,7; П29-30,3; П26-30,3; П23-30Д
Жесткие поперечины расчетной длиной более 29,1 м, на которые
устанавливаются прожекторы для освещения путей станций, обору-
дуются настилом н перильным ограждением. Для этих поперечин и
соответственно блоков в обозначениях перед буквой П ставится буква
О, например ОП29-30,3.
Схема жесткой поперечины для компенсированных подвесок по-
стоянного тока показана на рис. 135. Несущие тросы полукомпенси-
рованных подвесок переменного и постоянного тока крепят к жестким
поперечинам на треугольных подвесах; на переходных опорах и у
воздушных стрелок используют наклонный подвес.
Несущие тросы компенсированных контактных подвесок постоян-
ного тока на перегонах н станциях и переменного тока на станциях,
как правило, подвешивают на роликах. В целях снижения стоимости
монтажных работ допускается подвешивание компенсированного тро-
са не па роликах, а в седлах, если точки подвеса троса удалены от
средней или жесткой анкеровки не более чем на 200—300 м при по-
стоянном и на 250—450 м при переменном токе.
Основные данные типовых жестких поперечин приведены в табл. 32.
Рис. 135. Жесткая поперечина для компенсированных подвесок постоянного тока:
—опора; 2 — жесткая поперечина; 3 — фиксирующий трос; 4 —фиксатор; 5 — треугольный
подвес; 6 — наклонный подвес; Г—габарит установки опор жесткой поперечины; Яд —номи-
нальная высота подвеса контактного провода над ВГР; а — расстояние между осями смеж-
ных путей
201
Таблица 32
Марка по- перечины Число блоков Условный допускаемый момент, кН'м, для блоков Возможная расчетная длина поперечины, м 1 Ширина, м Масса метал- ла на попере- чину, кг
средних крайних
П15-16,1 ШЗ-16,1 2 148/90,3 133/74,5 — 16,11; 15,3; 14,5; 13,71; 12,91 0,45 512 485
П22-29,! П17-29.1 П15-29,1 3 222/178 166/154 147,5/130 222/153 147,6/130 132,5/108,5 29,07; 28,27; 27,47; 26,67; 25,87; 25,07 24,27; 23,47 0,45 1145 987 921
П43-39.2 ПЗЗ-39,2 П29-39.2 4 434/405 328/323 290/248 328/322 257/248 230/192,5 39,16; 37,91; 36,66; 35,4 0,74 2074 1831 1680
Приме ч ан ие. В числителе даны значеи! ,.Н in Л1нп> d знаменателе—.
Гибкие поперечины представляют собой систему тро-
сов, расположенных над электрифицированными путями, предназна-
ченных для крепления контактных подвесок нескольких путей. Все
тросы гибкой поперечины могут быть изолированы от опор, на кото-
рых они крепятся; тогда эта поперечина называется изолированной.
Если изоляторы включают только в нижний фиксирующий трос, то
такая поперечина называется неизолированной. При изолирован-
ных гибких поперечинах можно обслуживать и осматривать все де-
тали и узлы контактных подвесок и гибких поперечин без снятия
напряжения.
Поэтому в основном монтируют изолированные гибкие поперечи-
ны (рис. 136).
15000или 20000
Рис, 136. Изолированная гибкая поперечина для компенсированной подвески пе-
ременного тока:
1 — опора; 2 — поперечные несущие тросы; 3.— верхний фиксирующий трос; 4 — нижний фик-
сирующий трос; 5 — фиксатор: б — наклонный подвес; 7 — струна гибкой поперечины; 8 —
нейтральная вставка; 9 — электрический соединитель; Йо — номинальная высота подвеса кон-
тактного провода над ВГР
202
Верхние тросы гибкой поперечины, называемые поперечными несу-
щими, монтируют с большими стрелами провеса (не менее Vio расстоя-
ния между опорами поперечины), чтобы вертикальные перемещения
контактных подвесок при изменениях температуры воздуха были не-
значительными. Эти тросы воспринимают вертикальные нагрузки от
массы проводов контактных подвесок и самой гибкой поперечины.
Ниже поперечных несущих тросов монтируют фиксирующие тро-
сы (верхний и нижний), препятствующие горизонтальному смещению
проводов контактных подвесок под действием ветра нли вследствие
изменения направления проводов (на кривых, воздушных стрелках).
Гибкие поперечины выполняют с поперечными несущими тросами,
состоящими из двух или четырех биметаллических (сталемедных,
сталсалюминиевых) проводов сечением 70 или 95 мм2. В качестве
фиксирующих применяют биметаллические провода сечением 50 или
70 мм2.
В нижнем фиксирующем тросе у опор устраивают нейтральные
вставки 8 (см. рис. 136), которые электрическими соединителями 9
соединены с верхним фиксирующим тросом. Это дает возможность
осматривать и чистить все изоляторы без снятия напряжения с кон-
тактной сети.
43. ФИКСАТОРЫ
Устройства, с помощью которых контактные провода удерживаются
в горизонтальной плоскости в требуемом положении относительно осн
пути (оси токоприемника), называются фиксаторами.
Фиксаторы должны обеспечивать нормальный токосъем при при-
нятых на данном участке скоростях, надежный проход токоприемни-
ков при отжатии ими контактных проводов до 300 мм в любых рас-
четных атмосферных условиях, при двух контактных проводах воз-
можность продольных перемещений одного провода относительно дру-
гого в пределах до 150 мм. В конструкции фиксатора предусмотрена
возможность регулирования загзага контактного провода.
На главных путях перегонов и станций и приемоотправочных путях,
где скорость движения превышает 50 км/ч, устанавливают сочле-
ненные фиксаторы (рис. 137, а, б), состоящие из основных
и легких дополнительных стержней, связанных непосредственно с кон-
тактным проводом.
В качестве фиксаторного изолятора 1 при постоянном токе приме-
няют изоляторы ФТФ-40, а при значительных нагрузках — стержне-
вые изоляторы КСФ-70; последние применяют и для фиксаторов при
переменном токе. На изолированных "консолях фиксаторы изоляторов
не имеют. Основные стержни фиксаторов З’и. 9 изготовляют из" угловой
стали. Для прикрепления изоляторов к основному стержню привари-
вают стержень с нарезкой. Основной стержень с помощыогдвух струн
6 подвешивают к несущему тросу?.
На основном стержне 3 или 9 фиксатора закрепляют стойку 4 нли
10, которая снабжена ушками для дополнительных фиксаторов (одно-
203
Рис, 137. Фиксаторы:
а — прямой сочлененный; б — обратный сочлененный; в—-гибкий; 1 — изолятор ФТФ-50;
2 —деталь сочленения фиксаторных изоляторов; 3 — основной стержень прямого фиксатора;
4 — стойка прямого фиксатора; 5 — дополнительный стержень сочлененного фиксатора; 6 —
струны; 7 — стержневой изолятор ФСФ-70; 8 — контактные провода; 9 — основной стер-
жень обратного фиксатора; 10 — стойка обратного фиксатора; 11— изолятор ПТФ-70; 12—
серьга; 13 — стержневой изолятор ССФ-70
го или двух). При регулировке контактного провода стойку вместе с
дополнительными стержнями фиксаторов 5 перемещают вдоль основно-
го стержня и закрепляют в нужном положении. Дополнительный
стержень фиксатора изготовляют из полосовой стали. Стержень по
всей длине выштамповывают, что позволяет повысить его жесткость.
Для шарнирного закрепления на стойке дополнительный стержень
фиксатора имеет на одном конце отверстие, а на другом конце его при-
варена скоба для крепления фиксирующего зажима. Применяют так-
же профильные в виде швеллера 35 х 2,5 мм дополнительные стержни
фиксаторов из алюминиевого сплава АМгб-М. Такие дополнительные
стержни в 1,5—2 раза легче стальных, что улучшает качество токосъе-
ма в опорных узлах контактных подвесок.
Во всех случаях фиксатор устанавливают таким образом, чтобы
усилие от изменения направления контактного провода в плане вызы-
вало растяжение дополнительного стержня фиксатора.
Опорные или поддерживающие конструкции, на которых закреп-
ляют фиксаторы, чаще всего устанавливают с одной стороны пути. Кон-
тактный провод подвешивают с зигзагами в разные стороны, поэтому
для обеспечения работы на растяжение дополнительного стержня фик-
сатора используют прямые н обратные сочлененные фиксаторы. Пря-
мые фиксаторы (см. рис. 137, а) используют при минусовых
(к опоре) зигзагах контактного провода или при горизонтальном уси-
лии, направленном от опоры в случае изменения направления контакт-
ного провода; обратные фиксаторы (см. рис. 137, б) —
при плюсовых (от опоры) зигзагах контактного провода или горизон-
тальном усилии к опоре (поддерживающему устройству).
При больших усилиях (более 200 Н) от изменения направления
контактного провода на внешней стороне кривой монтируют гибкие
фиксаторы (рис. 137, в) в соответствии с табл. 33.
Таблица 33
Максимальный радиус кривой, м, при длине пролета, м, когда могут
Расчетная ско- рость ветра, м/с устанавливаться гибкие фиксаторы 40 j 50 ) 60 | 70
Один контактный провод
До 25 800 1000 1100 1150
30 750 800 850 900
35 600 650 650 1
40 500 500 550 —
45 400 450 — —
50 350 350 — —
1450/1250
1200/1050
950/850
800/700
650/550
1550/1350
1200/1100
1000/850
Два контактных провода
До 25 1150/1050 1300/1150
30 1000/850 1100/950
35 800/750 900/800
40 700/600 750/650
45 600/500 650/550
50 500/450 550/450
Примечание. В числителе—при расположении контактной сети на нулевых местах
и насыпях высотой до 5 м, в знаменателе —на насыпях высотой более 5 м.
Сочлененные фиксаторы в необходимых случаях оборудуют уст-
ройствами, предохраняющими фиксаторы от опрокидывания (раскры-
тия) при сильном ветре; жесткими распорками между несущим тросом
и основным стержнем фиксатора и ограничительными упорами на стой-
ках дополнительных стержней' фиксаторов.
Жесткие распорки устанавливают на основные стержни прямых и
обратных (перекрывающих) фиксаторов полукомпенсированных и ком-
пенсированных подвесок с одним и двумя контактными проводами на
прямых участках пути и в кривых радиусом более 500 м в поймах рек,
на насыпях высотой более 5 м от земли или от деревьев в лесистой мест-
ности, а также в местах, подверженных автоколебаниям проводов.
Ограничительные упоры на стойках должны быть во всех случаях
при одном контактном проводе в подвеске и в незащищенных от ветра
местах (где при определении расчетной скорости ветра нормативную
скорость умножают на коэффициент 1,15 и более) — при двух контакт-
ных проводах в подвеске.
205
На насыпях высотой более 10 м обратные фиксаторы цепных под-
весок с одним контактным проводом снабжают ограничителями подъе-
ма дополнительного стержня фиксатора.
Для обеспечения надежной работы фиксаторов, в том числе и обо-
рудованных жесткими распорками на участках, подверженных силь-
ным ветровым воздействиям, и при одном контактном проводе в полу-
компенсированных подвесках при беспровесном положении контакт-
ных проводов и в компенсированных подвесках должны соблюдаться
минимально допустимые расстояния по вертикали от контактного про-
вода до основного стержня фиксатора, которые приведены в табл. 34.
Таблица 34
Место установки фиксатора Фиксатор
прямой обратный
Прямые и кривые участки пути радиусом более 2000 м Кривые участки пути радиусом 2000 и и менее 350+50 300+50 450+30 400+30
П р ii м е ч а и и с. В ветровых местах ir нрп скоростях движения поездов более 120 км/ч
указанные расстояния должны быть увеличены и? 50 мм.
В обозначениях фиксаторов буквы и цифры указывают на его кон-
струкцию, напряжение в контактной сети, для которого он предназна-
чен, и геометрические размеры: Ф — фиксатор, П — прямой, О —
обратный, А — анкеруемой ветви, Т “ троса анкеруемой ветви, Г —
гибкий, С — воздушных стрелок, Р — ромбовидных подвесок, И —
изолированных консолей, У — усиленный; цифра 3 — на напряже-
ние 3 кВ (для линий постоянного тока), 25 — на напряжение 25 кВ
(для линий переменного тока); римские цифры I, П, Ш и т. д. — ха-
рактеризуют длину основного стержня фиксатора (табл. 35).
Таблица 35
Типоразмер Длина основного стержня, мм, фиксаторов типа
ФП п ФПИ ФО и ФОН УФО и УФОЙ ФТ, ФТИ, ФА и ФАИ
I 1200 3000 3500 1300
11 1600 3400 4500 1800
III 2000 3800 4800 2300
IV 2400 4200 -—, 2800
V 3000 4600 .—- 3300
VI 3600 5000 — 3800
VII (только ФПИ) 5400 (только ФОН) - (только ФА и ФАИ)
206
Примеры обозначений фиксаторов;
ФП-3-1 —фиксатор прямой для неизолированной консоли на напряжение
3 кВ, длина основного стержня в соответствии с типоразмером I;
УФО-З-П —усиленный обратный фиксатор для неизолированной консоли
на напряжение 3 кВ, длина основного стержня в соответствии с типоразмером II;
ФГ-25 — гибкий фиксатор на напряжение 25 кВ;
ФТИ-25-III — фиксатор троса анкеруемой ветви для изолированной кон-
соли па напряжение 25 кВ, длина основного стержня в соответствии с типораз-
мером III.
Фиксаторы для изолированных консолей отличаются от фиксато-
ров для неизолированных консолей тем, что на конце основного стерж-
ня, обращенном к консоли, вместо стержня с нарезкой для соединения
с изолятором приварено ушко для соединения с консолью.
В усиленном обратном фиксаторе УФО использован консольный
стержневой фарфоровый изолятор КСФ70. Усиленные обратные фик-
саторы УФО для неизолированных консолей и УФОЙ для изолиро-
ванных консолей позволяют отказаться от применения обратных кон-
солей на внутренней стороне кривой радиусом 1000 м и менее.
44. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК,
ДЕЙСТВУЮЩИХ на поддерживающие и фиксирующие устройства
Поддерживающие и фиксирующие устройства контактной сети рас-
считывают с учетом постоянных и временных (кратковременных и осо-
бых) нагрузок и воздействий.
Значения нормативных и расчетных нагрузок определяют для со-
ответствующих расчетных режимов, которыми в зависимости от вида
и схемы поддерживающего устройства могут быть:
наибольшая гололедная нагрузка при одновременном действии
ветра на покрытые гололедом провода при температуре возду-
ха —5° С;
ветер наибольшей интенсивности при температуре воздуха +5° С;
максимальная температура при отсутствии гололеда и ветра.
Удельные расчетные нагрузки на провода от собственной массы,
массы гололеда и давления ветра определяют по формулам, приведен-
ным в гл. VI.
Расчетные усилия от изменения на-
правления проводов определяют следу-
ющим образом. При расположении под-
вески на кривой радиусом горизон-
тальное усилие Р1У передающееся на
опорное устройство от обеих ветвей про-
вода, имеющего натяжение Н, можно
определить из подобия треугольников
ЛОВ и ADH (рис. 138): AD/AH =
= АВ/ОВ.
Так как ЛВ — I и OB ж R, то
после замены входящих в пропорцию
величин буквенными их обозначениями
Рис. 138. К определению усилия
от изменения направления про-
вода на кривом участке пути
207
Рис. 139. К определению усилия от
изменения направления провода при
отводе его на анкеровку на прямом
участке пути
Рис. 140. К определению усилия от
зигзага контактного провода
Лолучим
Л = HI/R, (134)
где I — длина пролета па кривой.
Усилие, передающееся от од-
ной ветви провода,
Рх/2 - НИ (2R). (135)
При отводе провода на анке-
ровку составляющая натяжения
И, действующая в поперечном от-
носительно пути направлении, оп-
ределяется из выражения (рис.
139): Р2 = Н sin а. При неболь-
ших углах отклонения провода
можно принять, что sin а = tg а,
после чего полученное выражение
примет вид
Рг = Я tg и = Hzll, (136)
где z — поперечное смещение про-
вода на соседней опоре.
Если провод отводится на анкеровку на кривом'участке пути, зна-
чение составляющей в поперечном направлении пути от анкерной вет-
ви провода может быть приближенно определено алгебраическим
суммированием усилий Р-^2 и Р2, определяемых по формулам (135)
и (136). Полное усилие от отвода на анкеровку одной ветви провода на
кривом участке пути
К = — V (137)
Усилие от одной ветви контактного провода, вызванное его зиг-
загообразным расположением на прямом участке, может быть опре-
делено по формуле (136), если принять, что z = 2а. Усилие, передаю-
щееся на опору от двух ветвей контактного провода (рис. 140),
= 4Ka/Z, (138)
где — натяжение одного контактного провода.
45. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАСЧЕТЕ И ПОДБОРЕ
ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ И ФИКСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Расчет консолей выполняют на наиболее невыгодное сочетание
нагрузок. Все конструкции консолей проверяют на действие монтаж-
ных нагрузок и нагрузок, возникающих при обрыве проводов.
Кронштейны консолей, па которых предусматривается крепление
фиксаторов или фиксаторных стоек, проверяют расчетом по второму
предельному состоянию (по деформациям). Горизонтальная состав-
ляющая прогиба кронштейна консоли (от кратковременных нагрузок)
208
1здочке крепления фиксатора или фиксаторной стойки не должна пре-
вышать 35 мм. - >
Типовые консоли выбирают при проектировании контактной сети
привязкой разработанных в Трансэлектропроекте и на Люберецком
электромеханическом заводе треста Трансэлектромоитажа консолей
к конкретным условиям их установки. Консоли для цепных подвесок
обычно подбирают по имеющимся в типовых проектах специальным
таблицам, предусматривающим разнообразные случаи применения
консолей.
Типовые неизолированные и изолированные консоли для линий
постоянного и переменного тока выбирают в зависимости от типа опор
и места их установки, а при подборе переходных консолей учитывают
еще вид сопряжения контактных подвесок (без секционирования, с сек-
ционированием), расположение рабочей и анкеруемой ветвей подвес-
ки относительно опоры и какая из ветвей крепится на данной консоли.
Кроме того, для линий постоянного тока на прямых участках пути
принимают во внимание также и габарит установки анкерных опор.
Для примера приведена табл. 36 для подбора изолированных ти-
повых консолей для участков переменного тока в местах, где не тре-
буется усиленная изоляция. Аналогичные таблицы для подбора кон-
солей других типов имеются в соответствующих типовых проектах.
Таблица 36
Место уста- новки опоры Радиус кри- вой, м Ветвь подвески Типы консолей при габарите опоры , м
3,1—3,5 при гололеде 4,9 5,7
до 1 5 мм с 1 G до 20 мм
Промежуток ные опорь 1
Прямая — ИТР-П
Внешняя R <600 — ИТР-Пп ИР-П ИР-У-5п ИР-VI-5п
сторона кри- R >600 — ИТР-П
вой Внутренняя R <600 — ИТС-Пп ИС-П
сторона кри- 600<7?<1000 — — ИТС-Пп ИС-У-5п ИС-У1-5п
вой 7?>] 000 итс-п ИТС-П
Переходим е опоры
Прямая Рабочая ИТР-П ИР-У-бп ИР-У1-5П
Анкеруемая ИТС-П ИС-У-5п ИС-У1-5п
Внешняя сторона кривой /Д-600 Рабочая Анкеруемая ИТР-Пп ИТС-Пп ИР-П ИС-П ИР-У-бп ИР-У1-5п
Р>б()0 Рабочая ИТ Р-П 1
Анкеруемая ИТС-П
Внутрснняя 7? <600 Рабочая и ИТС-Пп ИС-П ИС-У-5п ИС-У1-5п
сторона анкеруемая
кривой 600<р < 1000 Рабочая и анкеруемая ИТС-П ИТС-Пп j
/?>1000 Рабочая и ИТС-П
анкеруемая
209
Расчет фиксаторов осуществляют на следующие нагрузки:
постоянные нагрузки в сочетании с максимальным ветром;
постоянные нагрузки в сочетании с гололедом и одновременным
действием ветра.
Кроме того, фиксаторные кронштейны и изоляторы, а также ос-
новные стержни фиксаторов проверяют на действие нагрузок, возни-
кающих при обрыве проводов и при монтаже (вес монтера на основ-
ном стержне или фиксаторном кронштейне).
Размеры сечений металлических элементов определяют по наибо-
лее невыгодному сочетанию нагрузок.
Фиксаторы рассчитывают по первому предельному состоянию, вы-
полняя расчеты: прочности, устойчивости стержней и устойчивости
системы стержней сочлененных фиксаторов.
Расчет фиксаторов по второму предельному состоянию (по дефор-
мациям) заключается в определении перемещений основного и допол-
нительного стержней под воздействием внешних нагрузок и нажатия
токоприемника на контактный провод.
Конструкции фиксаторных устройств должны учитывать возмож-
ность перетекания токов в шарнирных соединениях (при разности
потенциалов в проводах контактной подвески).
Длины основных стержней фиксаторов определяют в зависимости
от габарита установки опор, зигзага контактного провода, длины до-
полнительного стержня, а также от принятой схемы конструктивного
выполнения консоли и фиксатора. Длина дополнительного стержня
фиксатора полукомпенсированной подвески должна быть не менее
1200 мм, а для компенсированной подвески может быть уменьшена до
значений, определяемых расчетом.
Типовые фиксаторы выбирают по имеющимся в типовых проектах
специальным таблицам, предусматривающим разнообразные случаи
применения фиксаторов. Типовые фиксаторы, разработанные в Транс-
электропроекте, подбирают в зависимости от типа консолей и места
их установки, а для переходных опор — с учетом расположения ра-
бочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры. Кроме того,
учитывают, для какой из ветвей предназначен фиксатор.
В качестве примера приведена табл. 37 для подбора типовых фикса-
торов для изолированных консолей промежуточных опор, а также пе-
реходных на сопряжениях анкерных участков без секционирования
на линиях переменного тока. В табл. 37 в обозначениях фиксаторов
для упрощения опущены цифры 25; на опорах, относящихся к типу
А, ближе к опоре расположена рабочая ветвь подвески, а на опорах
Б — анкерная ветвь. Аналогичные таблицы для подбора типовых фик-
саторов для других условий их применения приведены в соответству-
ющих типовых проектах.
Расчет жестких поперечин проводят на следующие сочетания по-
стоянных нагрузок: с гололедом и ветром; с ветром вдоль пути; с вет-
ром, перпендикулярным оси пути; с гололедом и усилиями от обрыва
проводов.
При расчете жестких поперечин на нагрузки, действующие вдоль
пути (от ветра или от обрыва проводов), учитывают реакции тросов,
210
Таблица 37
Место установки । Тип опоры Ветвь подвески Тип фиксаторов ири габарите опоры, м
3, 1 — 3,2 3,3 3,4 — 3,5 4,9 5.7
Пр омежуточные опоры ФПИ-1 ФПИ-П ФПИ-1 V ФПИ-V
Прямая Внешняя сторона кривой — — ФОИ-Ш ФПИ-Ш ФОИ-Ш ФОИ-IV ФПИ-V ФОИ-VII ФПИ-VI
Внутренняя сторона кривой — ФОИ-П ФОИ-Ш ФОИ-V ФОИ-VI
Переходные опоры
Прямая Л Рабочая ФПИ-1 ФПИ-П ФПИ-V ФПИ-VI
Анкеруемая ФАИ-Ш1 ФАИ-IV ФАИ-VI ФАИ-VII
Б Рабочая ФОИ-Ш | ФОИ-IV ФОИ-VI ФОИ-VII
Анкеруемая ФАИ-IV ФА И-VI
Внешняя А и Рабочая ФПИ-Ш ФПИ-V ФПИ-VI
сторона Б ФАИ-VI ФАИ-VII
кривой А Анкеруемая ФАИ-IV
Б Анкеруемая ФАИ-Ш1 ФАИ-IV ФАИ-VI
Внутренняя А и Рабочая ФОИ-П ФОИ-Ш ФОИ-V ФОИ-VI
сторона Б
кривой А Анкеруемая ФАИ-III ФАИ-IV ФЛИ-VI ФАИ-VII
Б Анкеруемая ФАИ-1П ФАИ-V ФЛИ-VI
Приме1 I а в f е. В числителе даны типы фиксаторов при зигзаге к опоре, в знамена-
теле—при зигзаге от опоры.
рассматривая точки крепления подвески к поперечине как упругие
опоры. Жесткие поперечины проверяют расчетом на действие монтаж-
ных нагрузок.
Типовые жесткие поперечины выбирают по методике, разработан-
ной в Гипропромтрансстрое. На основании фактического расположе-
ния путей, габаритов установки стоек поперечины и размеров между-
путий составляют расчетную схему поперечины, по которой выбира-
ют ее расчетную (между осями стоек поперечины) длину. Примени-
тельно к этой длине подбирают поперечину с определенной типовой
несущей способностью. Например, для расчетной длины 30,2 м по
табл. 32 выбирают поперечину П23-30,3.
Затем проверяют пригодность выбранного типа поперечины, сопо-
ставляя действующие на поперечину моменты от внешних сил с услов-
ными расчетными допускаемыми моментами (см. табл. 32). При этом рас-
сматривают три режима: два нормальных (гололед с ветром скоростью
в два раза меньше максимальной и ветер максимальной интенсивности
без гололеда) и аварийный (обрыв провода при гололеде, но при от-
сутствии ветра). Изгибающие моменты от внешних сил определяют для
2ы
нормальных режимов и для аварийного режима. Для нижнего пояса
поперечины рассчитывают норматйвные изгибающие моменты в ава-
рийном режиме (Л4нп), а для верхнего пояса расчетные изгибающие
моменты в нормальных режимах работы поперечины (ЛДП)-
Полученные изгибающие моменты от внешних сил сопоставляют
с допускаемыми для средних и крайних блоков (см. табл. 32). Средние
блоки проверяют в середине пролета, крайние — на расстоянии 1/s
(справа и слева, чтобы найти наибольший) для трехблочных попере-
чин и пролета — для четырехблочных. Если моменты превышают
допускаемые, принимают поперечину более тяжелого типа, при этом
снова определяют моменты от внешних сил и повторяют все указанные
выше проверки.
Расчеты по подбору жестких поперечин довольно громоздки и по-
этому здесь не приводятся. В Трансэлектропроекте для облегчения
таких расчетов разработаны вспомогательные таблицы, в которых
приведены изгибающие моменты от веса жесткой поперечины, голо-
леда на ней н давления ветра на поперечину.
Расчет гибких поперечин заключается в раздельном расчете по-
перечного несущего и фиксирующего тросов. При этом принимают, что
поперечный несущий трос воспринимает и передает на опоры все вер-
тикальные нагрузки от проводов, закрепленных на гибкой поперечи-
не, н от самой поперечины, а фиксирующие тросы — все горизонталь-
ные нагрузки от проводов цепных подвесок и одиночных проводов,
закрепленных на гибкой поперечине.
Поперечный несущий трос, состоящий из двух или четырех парал-
лельно расположенных проводов, рассчитывают как гибкую нить с
сосредоточенными нагрузками Q в местах крепления на поперечине
контактных подвесок (рис. 141). Расчетным режимом для проводов по-
перечного несущего троса является гололед с ветром. Нагрузку от
веса тросов гибкой поперечины и гололеда на них, а также деталей
поперечины, изоляторов и фиксаторов принимают также приложен-
ной в точках расположения сосредоточенных нагрузок и учитывают
при определении сил Q. Так как поперечный несущий трос подвеши-
вают с большими стрелами провеса (не менее 1/10 длины поперечного
пролета /п), влияние температуры на изменение стрелы провеса и на-
Рис. 141. Схема для расчета попереч-
ного несущего троса
тяжение троса в расчете не учи-
тываются.
В соответствии с планом распо-
ложения путей под гибкой попере-
чиной составляют условную рас-
четную схему поперечного несу-
щего троса в виде балки на двух
опорах с вертикальными сосредо-
точенными нагрузками Q на ней.
Вертикальную составляющую на-
тяжения поперечного несущего
троса Rb У опоры В (см. рис. 141)
определяют из условия равенства
212
суммы моментов всех сил Q, взятых относительно точки А (при рас-
положении точек А и Б на одном уровне):
л QJ-iAQA^AQA^A- • г Qik
in
Вертикальная составляющая натяжения поперечного несущего
п
троса у опоры A Ra = Qi — Rb.
Затем с помощью расчетной условной схемы поперечного несущего
троса находят максимальный изгибающий момент (действующий на
балку) Л4птах от вертикальных сил Q, который имеет место в точке,
где эпюра перерезывающих сил балки проходит через нуль. Разделив
значение максимального момента Л4птах на наибольшую стрелу про-
веса поперечного несущего троса fnniax, получают горизонтальную
составляющую натяжения троса Нп =Л4птах//:щпах.
Типовые опоры для гибких поперечин имеют высоту 15 или 20 м
(см. гл. XII). При таких опорах наибольшую стрелу провеса попереч-
ного несущего троса /птах принимают обычно равной соответственно
5 м или 10 м.
Значение Яп, как это ясно из условия равенства нулю суммы про-
екций всех сил на ось X, остается постоянным по всей длине троса.
Для схемы, показанной на рис. 141, приняв условно, что наибольший
момент совпадает с точкой приложения нагрузки Q3, напишем выра-
жение для его определения
Л4 птах " Й4 з = R д I з Qi (G ^1) Q2 G 3 А)
В соответствии с принятым условием имеем fnmax=Z/3. Тогда гори-
зонтальная составляющая натяжения поперечного несущего троса
гт ‘^птах Мч 1з~<21(^з~^1) + ^г (^з'“М
Пп =--------»= —- —-----------------— ------ .
Ai max Уз Уз
Натяжения поперечного несущего троса соответственно у левой и
правой опор: _______
Тл = У Чл+НЦ: Тв = У
По большему значению натяжения, возникающему в тросе в режи-
ме гололеда, проверяют правильность принятого в нем числа и пло-
щади сечення проводов
^п^р^з»
где пп — число проводов в поперечном несущем тросе;
Тр — разрушающая нагрузка при растяжении одного провода
(см. табл. 6);
кя — коэффициент запаса прочности.
Число и сечение биметаллических сталемедных проводов марки
ПБСМ ориентировочно можно выбрать по табл. 38 в зависимости от
мощности и высоты опор (см. гл. XII) для гибкой поперечины. Коэф-
фициент запаса прочности для сталемедных поперечных несущих
тросов принимают равным 3, для стальных —- 4.
213
T a *6 л и ц a 38
Параметры тросов гибкой
поперечины
Число сталемедных про-
водов марки ПБСМ в по-
перечном несущем тросе
Площадь сечения одного
провода в тросе, мм2
Площадь сечения фикси-
рующего сталемедного
троса марки ПБСМ, мм3
Значения параметров для гибкой поперечины, смонтированной
на опорах типа
МН 35/15. МИ 45/15, МН 63/15, МН 65/20 МН 105/20 МП 150/20
МН 45-55 1 5 мн 65-25 15
2 2 4 2 4 4
70 95 60 95 70 95
50 50 (70)*
* В скобках приведено сечение фиксирующего троса для гибких поперечин, перекрываю-
щих девять и более путей.
Например, гибкая поперечина перекрывает восемь путей и смонтирована
на опорах МН 45/15, максимальное натяжение поперечного несущего троса
Ллах по расчетам получилось равным 23,7 кН. Согласно данным табл, 38 попе-
речный несущий трос при опорах МН 45/15 можно выполнить из двух сталемед-
ных проводов ПБСМ-70, разрушающая нагрузка одного такого провода равна
2 47,18
47,18 кН, в этом случае 23,7 < --g----, т. с, количество и сечение проводов в
поперечном несущем тросе принято правильно.
Ординаты троса уг в точках приложения нагрузок Q; (см. рис. 141)
можно найти, если моменты действующие в этих точках, разделить
на Яп :
Ml __ %А . ^2 ^2~-Ql(^2— /1)
У1=="^ ST ’ ~ ’
Л43 ^а ^2)
//п H-r
и т. д.
После того как найдены значения ординат кривой провисания
троса, можно определить полную его длину сложением длин от-
дельных отрезков ломаной линии, образуемой тросом в нагруженном
состоянии
^i+#i +1^(4—4)2+Qfe—+
Необходимая для монтажа стрела провеса поперечного несущего
троса в ненагруженном состоянии fu = (Ln — Zu)Zn/8 (здесь
к' — коэффициент, учитывающий упругое удлинение троса и прогиб
опор после загрузки поперечины, равен 0,85—0,9).
Максимальное натяжение в фиксирующих тросах может быть в
одном из следующих расчетных режимов: минимальная температура,
214
Рас. 142. Схема для расчета фиксирую-
щего троса
гололед с ветром, ветер макси-
мальной интенсивности.
При расчете фиксирующих
тросов, кроме температурных и
упругих деформаций троса, учи-
тывают также изменение про-
гиба опор на уровне крепле-
ния фиксирующего троса, а так-
же деформацию пружинного
компенсатора (в случае его при-
менения). Примем следующие
обозначения: •
Н' — натяжение в наиболее ослабленном звене троса;
А — среднее значение относительного упругого удлинения
троса;
б — гибкость пружины компенсатора;
у у' у" — сумма прогибов левой (у') и правой (у") опор иа уровне
крепления фиксирующего троса.
Примем для исходного режима индекс I и для определяемого ин-
декс х. Тогда для схемы рис. 142 можно написать
/а (4 - У (Ах - AJZ + 6 (Д' - Я[) (уА. - у2)=0. (139)
Уравнение (139) означает, что сумма всех видов деформаций в про-
лете Zj при переходе от исходного режима к определяемому равна
нулю'.
Величина А определяется из выражения
А = — V ЧЧд } (140)
/ SE
где Нп — значения натяжения троса на отдельных его участках дли-
ной ап;
5и Е— сечение и модуль упругости троса.
Для случая, когда Рг = Р2 = ...=- ?„ = Р, выражение (140)
примет вид
А [ЯД ™Р] Л а3 + ... [Н‘
А = —------ - - — ----------------------------------—- =
ISP.
. _ Н' (щ-Ь Щг-т- + 4 [-1 )РР[таг-]-(т — 1)а2 j- . ..^гат]
„ ( )
Если принять, что точки приложения сил Р расположены симмет-
рично относительно середины пролета, т. е. принять = am+i', п2 ~
— ат (и т. д.) и обозначить
Oj + а2 + ... + Чг+i = А
то выражение (141) после сокращения I примет вид
д„ Н' + тР(2
SE
215
Соответственно для исходного и определяемого режимов величина
Д будет определяться из выражений:
л Н1 + . Нх + тРх/2
SE х SE
После подстановки значений Aj и Аж в уравнение (139) оно примет
вид
Н'+тРх/2 н\^тРг!2
щ+1 ------1 -* i 2 3~—+а (аг; —7/;) ч-
+ (Тх—Ti)=o.
Решив это уравнение относительно Нх, получим
_ /ri(Z+6SE)4-ZSEa(/1-frc)+ 0,51m (P1-PX) + SE
х~ 1 + &SE
Натяжение фиксирующего троса у правой опоры (см. рис. 142)
^'х-Нх + тРх, ; (143)
При пользовании формулами (142) и (143) для расчета фиксирую-
щих тросов необходимо иметь в виду следующее.
1. В качестве исходного режима принимается режим наивысшей
температуры. Прн этом натяжение троса в наиболее ослабленном его
звене принимается равным Н{ = 1 кН.
2. Величина т (Pt — Рх) в третьем члене числителя представляет
собой разность суммарных горизонтальных нагрузок на фиксирую-
щий трос, при исходном и определяемом режимах. При компенсиро-
ванных контактных подвесках н при расчетных режимах, в которых
отсутствует ветровая нагрузка, эта величина равна нулю.
3. При включении в трос пружины с характеристикой порядка
(150—200) 10“4 м/кН можно не принимать в расчет изменения проги-
бов опор, полагая равной нулю. При отсутствии же пружин
недоучет влияния изменений прогибов опор приводит к завышенным
расчетным натяжениям фиксирующих тросов и к некоторому утяже-
лению опор.
Прогибы типовых металлических опор гибких поперечин от силы,
равной 1 кН, приведены в табл. 39.
Правильность выбранной марки провода для фиксирующего тро-
са проверяют исходя из максимального его натяжения (Яфтах = Ях)
в наиболее нагруженном звене по формуле
Нф max ^фр/^зф’
где ЯфР—разрушающая нагрузка при растяжении провода, приня-
того в качестве фиксирующего троса (см. табл. 6);
к3ф — коэффициент запаса прочности фиксирующего троса, для
сталемедных проводов равен 2, для стальных — 3.
216
Таблица 39
Место приложения силы Прогиб на уровне Прогиб, мм, от силы, равной i кН, опоры типа
SI - —щ— НИЗ 1 се 45 МН SI —щ— НИ 59 65 МН 20 —— НИ , S0I 1 50 МН 20 ! : ——— НИ SS-Si' 65-25 i МН 15 1
- В вершине опоры Приложения силы (15 или 20 м) Между фиксирую- щими тросами (8,7 м) 6,73 1,98 4,25 1,31 3,12 1,12 5,79 0,99 3,10 0,57 2,28 0,41 2,75 0,75 '1,95 0,61
Между фикси- рующими тросами Приложения силы (8,7 м) 0,93 0,59 0,44 0,32 0,18 0,12 0,33 0,27
Например, гибкая поперечина перекрывает восемь путей и смонтирована на
опорах МН45/15. Согласно табл. 38 в качестве фиксирующего троса примем
провод ПБСМ-50; его разрушающая нагрузка по табл. 6 равна 32,6 кН. В тросе
установлен компенсатор, у которого гибкость пружины 150 10-4 м/кН. В ре-
зультате-расчетов по приведенным выше формулам установлено, что максималь-
ное натяжение в .наиболее нагруженном звене трос получит в режиме гололеда
с ветром; это натяжение равно 6,9 кН, в этом случае 6,9 < 32,6/2, т. е. провод
ПБСА1-50 в качестве фиксирующего троса выбран правильно.
ГЛАВА
X!! ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
46. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПОР
Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера
нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески, разде-
ляют на промежуточные, переходные, анкерные и фиксирующие.
Промежуточные опоры воспринимают нагрузки от массы
проводов контактных подвесок и дополнительных нагрузок на них
(гололед, изморозь) и горизонтальные нагрузки от давления ветра на
провода и от изменения направления проводов на кривых участках
пути.
Переходные опоры устанавливают в местах устройства со-
пряжений анкерных участков контактных подвесок и воздушных стре-
лок и воспринимают нагрузки, аналогичные промежуточным опорам,
но от двух контактных подвесок. На переходные опоры также воздей-
ствуют усилия от изменения направления проводов при отводе их на
анкеровку и на стрелочной кривой.
Анкерные опоры могут воспринимать только нагрузки от
натяжения закрепленных на них проводов или, кроме того, нести та-
кие же нагрузки, как промежуточные, переходные или фиксирующие
опоры.
Фиксирующие опоры не несут нагрузок от массы проводов
и воспринимают только горизонтальные нагрузки от изменения на-
правления проводов на кривых участках пути, на воздушных стрел-
ках, при отходах на анкеровку и от давления ветра на провода.
Различают также опоры питающих и отсасывающих линий и спе-
циальные опоры. Опоры питающих и отсасывающих линий в соответ-
ствии с классификацией опор, принятой в линиях электропередачи,
разделяют на: промежуточные, угловые, анкерные (провода заанке-
рованы с обеих сторон) и концевые (провода заанкерованы с одной
стороны опоры). Специальные опоры предназначены для установки
секционных разъединителей или какого-либо иного оборудования.
По типу закрепляемых на опорах поддерживающих устройств кон-
тактной сети различают:
консольные опоры с креплением на консоли контактной под-
вески одного, двух или нескольких путей;
опоры с жесткой поперечиной, пли, как их назы-
вают, ригельные или портальные, с креплением контактных подвесок
электрифицируемых путей на жесткой поперечине (ригеле);
опоры с гибкой поперечиной с креплением на
ней контактных подвесок перекрываемых этой поперечиной элект-
рифицируемых путей.
В зависимости от материала опоры бывают железобетонные, ме-
таллические и деревянные. Применение железобетонных предвари-
тельно напряженных опор из центрифугированного бетона дает зна-
218
чИтельное сокращение расхода металла на изготовление опор. Уста-
навливать железобетонные опоры сложнее, чем металлические, так как
они значительно тяжелее и требуют более бережного обращения при
транспортировке и установке из-за хрупкости бетона.
Железобетонные опоры получили наибольшее распространение,
их используют в качестве промежуточных, переходных и анкерных
консольных опор, а также в качестве фиксирующих опор и стоек жест-
ких поперечин.
Железобетонные консольные опоры и стойки жестких поперечин
могут быть нераздельными (цельными) с фундаментной частью для не-
посредственной установки в грунт, и раздельными, устанавливаемыми
на отдельные фундаменты. По расходу материалов, трудоемкости из-
готовления и установки предпочтительнее нераздельные опоры.
Металлические опоры в СССР используют только в качестве опор
для гибких поперечин, питающих и отсасывающих линий, для двух-
литиых консолей и анкерных самонесущих (без оттяжек) опор. При
наличии необходимых технико-экономических обоснований металли-
ческие опоры устанавливают также в качестве консольных промежу-
точных, переходных и анкерных опор.
Деревянные опоры различных типов устанавливают только в каче-
стве временных опорных конструкций контактной сети.
Для контактной сети, как правило, используют типовые опоры,
различающиеся между собой по назначению и конструкции.
Рис. 143. Унифицированные железобетонные консольные опоры контактной сети
длиной 13,6 м с фундаментной частью (а); длиной 10,8 м па трехлучевом ста-
канном фундаменте (б):
УОФ — условный обрез фундамента; ОФ — обрез фундамента; В ГР — верх головки рельса
219
Высоту опор — расстояние от верхнего (ВОФ) или условного
(УОФ) обреза фундамента до вершины опоры — выбирают в зависи-
мости от высоты подвешивания контактного провода и несущего троса
цепных подвесок, конструкции поддерживающих устройств, распо-
ложения на опорах проводов ЛЭП, автоблокировки.
Форма и размеры поперечного сечения опор зависят от нормативно-
го изгибающего момента в кН • м относительно верхнего или услов-
ного обреза фундамента, а для консольных опор — еще и нормативно-
го изгибающего момента относительно пяты консолн.
Высота консольных железобетонных опор принята равной 9,6 м;
такой же высоты опоры применяют и в качестве стоек жестких попере-
чин. При этом длина нераздельных опор с учетом фундаментной час-
ти составляет 13,6 м (рис. 143, а), а длина раздельных опор с учетом
установки их в стаканный фундамент— 10,8 м (рис. 143, б).
Металлические опоры для гибких поперечин изготовляют высотой
(длиной) 15 и 20 м. Для двухпутных консолей устанавливают метал-
лические опоры высотой 13 м.
47. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ОПОРЫ
При строительстве, реконструкции и капитальном ремонте кон-
тактной сети применяют опоры из центрифугированного железобетона
с предварительно напряженной арматурой из стальных проволок
(струн). Такие опоры называют струнобетонными.
Железобетонные опоры контактной сети по прочности, деформ а-
тивности и трещнностойкости должны удовлетворять требованиям
стандартов и строительных норм и правил.
Струнобетонные конические центрифугированные опоры типов
СКЦ и СКЦ0 изготавливают в соответствии с ГОСТ 19330-—73 по чер-
тежам типового проекта «Унифицированные железобетонные консоль-
ные опоры контактной сети» 1976 г.
В маркировке стоек, например СКЦ0-4,5-13,6; СКЦ-10-10,8,
буквенный индекс означает сокращенное наименование стоек «Стру-
нобетонные конические центрифугированные», первый цифровой
индекс означает нормативный изгибающий момент (мощность) в тс-м
в сечении опоры на расстоянии 9,6 м от ее вершины, второй числовой
индекс означает длину опоры в метрах.
Стойки с индексом «О» (особые) предназначены для установки то-
лько на участках постоянного тока с повышенной электрической кор-
розией н с требованиями повышенной безопасности. Стойки длиной
10,8 м, как правило, предназначены для установки на фундаменты в
условиях сульфатной агрессивности грунтов. Стойки СКЦ н СКЦ0
мощностью 100 кН м (Юте • м) применяют только с разрешения МПС,
На стойках СКЦ и СКЦ0 на расстоянии 9,6 м от вершины наносят
несмываемой краской линию условного обреза фундамента, а выше
нее—марку (тип) стойки.
Промежуточные опоры рассчитаны на нормативные изгибающие
моменты М'1 (мощность опор) 45; 60; 80 н 100 кН • м, действующие
220
Рис. 144. Графики нормативных моментов Л1Н железобетонных опор длиной
10,8 и 13,6 м:
УОФ — условный обрез фундамента; В ГР — верх головки рельса; ВС — верх стойки опоры;
НС — низ стойки опоры
поперек пути на уровне условного обреза фундамента, принятого на
0,5 м ниже верха головки рельса (рис. 144). Опоры запроектированы
длиной 10,8 и 13,6 м; длина стоек без нижней заглушки соответствен-
но 10,75 и 13,55 м.
Опоры могут эксплуатироваться в районах с расчетной зимней тем-
пературой наиболее холодной пятидневки до —40°С как в обычных
грунтовых условиях, так и в пучинистых грунтах районов вечной
мерзлоты и глубокого сезонного промерзания. Для установки в осо-
бых грунтовых условиях — на скальных грунтах, на болотах с торфя-
ным слоем более 1 м, а также в сейсмических районах — опоры не рас-
считаны.
Стойки опор типов СКЦ и СКЦ0 представляют собой полые кони-
ческие бесстыковые трубы из предварительно напряженного железо-
бетона с армированием высокопрочной проволокой. Поперечное арми-
рование принято в виде спирали. Для предотвращения стягивания
продольной арматуры при навивке спирали по длине стоек предусмот-
рена установка монтажных колец (рис. 145).
В стойках СКЦ0 мощностью 45, 60 и 80 кН м армирование ниж-
ней части (у опор длиной 10,8 м от низа опоры на высоту 2 м, у опор
длиной 13,6 м — на высоту 4 м) предусмотрено смешанным с установ-
кой дополнительно восьми стержней ненапрягаемой арматуры. Сме-
шанное армирование повышает трещиностойкость опор. Кроме того,
221
ненапрягаемая арматура рассчитана на восприятие нормативного из-
гибающего момента, что исключает потерю несущей способности опоры
в случае разрушения напрягаемой арматуры (струн) от электрокор-
розии. В стойках СКЦ мощностью 10 тс • м смешанное армирование
предусмотрено в верхней части опоры (на длине 8,1 м), а в стойках
СКЦ0 мощностью 100 кН • м — на всей длине опоры (рнс. 146).
Толщина стенки стоек опор постоянна по длине и принята равной:
для стоек СКЦ и СКЦ0 мощностью 45, 60 н 80 кН м — 60 мм, для
стоек СКЦ и СКЦ0 мощностью 10 тс • м — 75 мм.
Стойки опор запроектированы из бетона марок 400 и 500; продоль-
ная напрягаемая арматура (струны) — из высокопрочной проволо-
ки периодического профиля диаметром 4 и 5 мм; ненапрягаемая ар-
матура — из горячекатаных стержней периодического профиля диа-
метром 10, 12 и 14 мм; спираль— из обыкновенной профилирован-
ной арматурной проволоки диаметром 3 мм; монтажные кольца — из
стержневой горячекатаной круглой проволоки диаметром 6 мм. Сила
натяжения напрягаемой арматуры (струн) для опор с Л4Н, равным 45,
60, 80 и 100 кН * м, составляет соответственно 375; 600; 865 и 1190 кН.
Жесткость опор оценивают по прогибу опоры на уровне контакт-
ного провода, расположенного на расстоянии 7,3 м от уровня услов-
ного обреза фундамента. Этот прогиб при действии нормативного мо-
мента Л411 не должен быть более 100 мм.
В стойках опор всех типов предусмотрены отверстия (см. рис. 145
и 146): в верхней части — одиннадцать сквозных конусных отверстий
диаметром 33 (38) мм для закладных деталей, в нижней части — во-
семь сквозных отверстий диаметром 24 мм для вентиляции с целью
уменьшения влияния перепада температур наружной и внутренней
поверхностей. В отверстия, расположенные в верхней части опор
закладывают болты, на которых крепят с помощью специальных де-
талей консоли, кронштейны и другие конструкции контактной сети и
линии передачи. Такое крепле-
ние называют креплением на за-
кладных деталях в отличие от
ранее применявшегося крепле-
ния на хомутах в обхват опор.
В опорах (стойках) СКД0 ус-
танавливаемых на участках по-
стоянного тока с повышенной
электрокоррозией, стальные за-
кладные детали изолируют как
от бетона стенки отверстия, так
и от наружной поверхности опо-
ры с помощью изолирующих
втулок (рис. 147) из полиэтиле-
на. В опорах (стойках) СКЦ,
устанавливаемых на участках
переменного тока, а также по-
стоянного тока при отсутствии
на этих участках электрокорро-
Рис. 145. Конструкция опор СКЦ-4,5-10,8,
СКЦ-6,0-10,8 и СКЦ-8,0-10,8:
1 — напрягаемая арматура (струны); 2 — спи-
раль; 3 — монтажные кольца; 4 — отверстия
диаметром 21 мм для закладных детален; 5 —
вентиляционные отверстая диаметром 24 мм
222
Рис, 146. Конструкция опоры СКЦо-Ю-13,6:
/ _ напрягаемая арматура (струны); 2,' 3 и 4—ненапрягаемая арматура
(стержни);' 5 — спираль; 6 — монтажные кольца; 7 — отверстия диаметром
24 мм для закладных деталей; 8 — вентиляционные отверстая диаметром
24 мм
Рис. 147. Расположение изолирующих втулок в стойках опоры СКЦо при креп-
лении тяги консоли (а) и пяты консоли (б); изолирующая втулка из поли-
этилена (а);
I — опора; '2 — закладной болт; 3 — втулка
223
зионных процессов, закладные детали изолируют только от бетона
стенки с помощью изолирующих трубок из морозостойкой резины.
Изолирующие элементы в опорах для контактной сети постоянного
тока должны обеспечивать изоляцию закладных деталей от арматуры
опор с электрическим сопротивлением не менее 10 000 Ом (при сухой
поверхности бетона и закладных деталей).
Измеряют электрическое сопротивление опор на заводе мегаоммет-
ром ЛИ 101 напряжением 100 В по схеме, приведенной на рис. 148, для
каждой опоры. Для измерения электрического сопротивления опор
для контактной сети постоянного тока в вершине опоры предусмотрен
выпуск арматуры — одной проволоки.
В опорах для контактной сети переменного тока заземляющий про-
вод диаметром 10 мм закладывают в бетон стоек при их изготовлении,
он имеет три наружных вывода для присоединения к ним отводов к
рельсу и консолям. Опоры на участках постоянного тока заземляют
проводом диаметром 12 мм, прокладываемым снаружи стоек; он дол-
жен быть изолирован от бетона стойки специальными прокладками и
закреплен хомутами. Для подключения аппаратуры диагностики в
случае укладки заземляющего провода в бетоне стоек СКЦ0 и СКЦ,
предназначенных для применения на участках постоянного тока, пре-
дусматривается один вывод заземления на поверхность опоры.
Данные разработанных Гипропромтрапсстроем унифицированных
железобетонных консольных опор контактной сети типов СКЦ и СКЦ0
длиной 10,8 м, приведены в табл. 40, а длиной 13,6 м — в табл. 41.
Рис. 148. Схемы замера полного электрического сопротивления между
закладными деталями п арматурой (а) п между одной закладной де-
талью и арматурой (б):
I — изолирующие элементы; 2 —земля; 3 — линия; 4— провод
224
Таблица 40
Железобетонная опора Объем бетона, ма Расход стали, кг Масса, т
СКЦ0-4,5-10,8 СКЦо-6,0-10,8 СКЦо-8,0-10,8 0,63 61,2 79,3 111,1 1 ,57
СКЦ0-10,0-10,8 0,75 166,1 1,88
СКЦ-4,5-10,8 СКЦ-6,0-10,8 СКЦ-8,0-10,8 0,63 50,8 64,6 91,1 1,57
Таблица 41
Железобетонные опора, лежень г плита Объем бетона, ms Расход стали, кг Масса, т
Дойка:
СКЦ0-4,5-13,6 85,2
СКЦо-6,0-13,6 0,85 110,9 2,10
СКЦо-8,0-13,6 154,8
СКЦо-Ю,0-13,6 1,01 221,3 2,52
СКЦ-4,5-13,6 65,1
СКЦ-6,0-13,6 0,85 82,1 2,10
СКЦ-8,0-13,6 115,5
СКЦ-Ю,0-13,6 1,01 168,1 2,52
Тежень типа:
I 0,04 3,3 0,10
II 0,082 9,9 0,21
Опорная плита типа:
I 0,035 1,1 0,088
II 0,034 1,1 0,085
III 0,063 1,77 0,158
Анкерные опоры (рис. 149) образуют из промежуточных опор с до-
бавлением одной или двух металлических оттяжек, закрепляемых на
железобетонном анкере. Стойки опор длиной 13,6 м и закапываемые
фундаменты ТС устанавливают на специальные опорные плиты, вос-
принимающие вертикальные нагрузки. Оттяжки изготовляют из от-
ельных звеньев круглой стали диаметром 20 или 24 мм. Расстояние
Зак. 2195 225
г ' '
Рис. 149. Анкерная железобетонная опо-
ра с оттяжками со стойкой длиной 13,6 м:
1—стойка опоры; 2— анкер типа ТА; 3 —
опорная плита; УОФ —условный обрез фунда-
мента; ВГР — верх головки рельса
от оси анкера до оси опоры,
указанное в скобках (см. рис.
149), относится к случаям уста-
новки опор в междупутьях (на
станциях) или в выемках с га-
баритом 5,7 м.
Железобетонную анкерную
опору с оттяжками, образован-
ную, например, из стойки СКЦ-
10-13,6, обозначают: СКЦ-10-
40-13,6; такая опора рассчитана
па нормативный изгибающий мо-
мент поперек пути 100 кН • м,
а в плоскости анкеровки прово-
дов допускает условный момент
400 кН • м (сумма моментов на-
грузок от натяжения заанкеро-
ванных на опоре проводов от-
носительно условного обреза
фундамента не должна превы-
шать 400 кН • м).
Унифицированные железобетонные опоры используют также в ка-
честве стоек жестких поперечин, фиксирующих опор, опор питающих
и отсасывающих линий и специальных опор.
48. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОПОРЫ
Стальные опоры и другие конструкции контактной сети проек-
тируют н изготовляют с соблюдением требований строительных норм
и правил. Для изготовления стальных опор контактной сети исполь-
зуют малоуглеродистые стали обыкновенного качества, а также низ-
колегированные конструкционные стали. Марку стали выбирают в
зависимости от расчетной отрицательной температуры воздуха и тол-
щины используемого проката. За расчетную отрицательную темпера-
туру принимают зимнюю температуру воздуха наиболее холодной пя-
тидневки, а для анкеровочных устройств некомпенсированных прово-
дов — среднюю температуру воздуха наиболее холодных суток.
Для контактной сети и воздушных линий продольного энергоснаб-
жения нетяговых потребителей БАМ рекомендуется на побережье
озера Байкал и других водохранилищ па расстоянии до 0,5 км от уре-
за воды, а также на участках, с сейсмичностью более девяти баллов при-
менять стальные опоры из низколегированной стали, окрашенные за
два раза суриком или оргсиликатным материалом.
Все стальные конструкции контактной сети и воздушных линий
продольного железнодорожного энергоснабжения распределяют по
группам. Конструкции и элементы несущих, поддерживающих и фик-
сирующих устройств, изготовляемые с применением сварки, гнутья
или штампования, такие, как опоры, жесткие поперечины, кронштей-
226
пы ЛЭП И дополнительных проводов (кроме тяг из круглой стали),
кронштейны анкерных оттяжек, стойки консольные и фиксаторные,
стойкп-надставки для опор и жестких поперечин, траверсы переход-
ных опор, фиксаторы и фиксаторные кронштейны, коромысла анкеро-
вок. отнесены к группе IV. Для изготовления этой группы конструк-
ций применяют марки сталей, приведенные в табл. 42. В обозначении
класса прочности стали: в числителе— временное сопротивление <тЕ,
в знаменателе — предел текучести оГ} даН/см2. Например, классу
С44/29 соответствуют стали с временным сопротивлением <тв =
— 44 даН/см2 и пределы текучести оу == 29 даН/см2. Стали класса
С38/23 имеют расчетное сопротивление на растяжение, сжатие и изгиб
2100 даН/см2, класса С44/29 — 2600 даН/см2, С46/33 — 2900 данН/см2.
Таблица 42
Расчетная температура воздуха, °C Класс прочности стали Марка с тали Толщина листового, сортового и фасонного проката, мм (от —До)
—30 >£ > — 30 — 40 С38/23 С38/23 С44/29 ВСтЗкп2 ВСтЗ псб ВСтТпс 4—40 5—25 10—25
—40>/> — 50 С44/29 09Г2-6 09Г2-6 09Г2С-9 4—32 21—32 33—60
Лу А- А А i 1 — 50 -G5 С46/33 С44/29 09Г2С-0 09Г2С-9 4—20 21—60
—50>£> — 65 C4G/33 09Г2С-9 09Г2С-9 15ХСНД-9 15ХСНД-9 4—11 4—20 4—П 4—32
При технико-экономическом обосновании для сварных конструкций
контактной сети допускается использование термически неупрочнен-
ных алюминиевых сплавов, например сплава марки АМгб, содержаще-
го 6—7% магния и 0,5—0,8% марганца. Предел текучести этого спла-
ва 160 МПа, предел прочности 320 МПа. Достоинство конструкций из
алюминиевых сплавов заключается в легкости конструкций и отсут-
ствии необходимости применения антикоррозионных покрытий. По-
следнее обстоятельство весьма ценно, так как снижает эксплуатаци-
онные расходы и повышает надежность линии.
Конструкции металлических опор контактной сети разделяют на
сквозные и сплошные, Первые представляют собой пространственные
Фермы, выполняемые обычно из уголков или швеллеров; ко вторым
относят опоры, изготовленные из широкополочных двутавров или
Дуб большого диаметра 15—25 см. Основным преимуществом сквоз-
8* 227
Hbix конструкций является нх меньшая масса, но они более сложны
в изготовлении. Опоры сплошной конструкции просты в изготовле- ।
нии, но требуют большего (на 250—100%) по сравнению с опорами
сквозной конструкции расхода металла.
Форму металлической опоры (пирамидальную, призматическую) вы-
бирают в зависимости от конфигурации эпюры изгибающих моментов.
При небольшой разнице между изгибающим моментом в основании опо-
ры и изгибающим моментом в вершине, как это, например, име-
ет место у консольных опор, выбирают призматическую форму. При
треугольной эпюре, на которую рассчитывают опоры гибких попере-
чин, более целесообразна пирамидальная форма.
Опоры гибких поперечин представляют собой пространственные
конструкции в виде четырехгранных ферм пирамидальной формы
Рис. 150. Металлическая опора гибкой попере-
чины высотой 15 м
(рис. 150). В углах таких
ферм имеются стойки 1 из
угловой стали. Раскосы 2
решетки соединяют со стой-
ками сваркой. По высоте
опоры собирают из трех-
четырех поясов,сечение ко-
торых уменьшается по мере
снижения изгибающего мо-
мента. У каждого стыка 3
устанавливают диафрагмы
4, представляющие собой
расположенные накрест два
уголка, соединяющие все
четыре стойки. Наверху
опоры имеют жесткую об-
вязку 5 с отверстиями для
крепления поперечных не-
сущих тросов. Внизу опор
устраивают основания б, с
помощью которых соеди-
няют опоры с фундамента-
ми. В местах крепления
фиксирующих тросов к
стойкам приварены специ-
альные распорки.
Для гибких поперечин,
перекрывающих до 10 пу-
тей, применяют обычно
опоры высотой 15 м; для
поперечин, перекрываю-
щих более Ю путей, — вы-
сотой 20 м. Стойки (пояса)
металлических опор кон-
тактной сети выполняют
по высоте опоры из угло-
228
вой стали разного сечения. Уголки длиной 5 м (размер, кратный вы-
соте большинства опор) в пределах одной марки (разъемной части
опоры) .стыкуют с помощью электросварки без стыковых накладок.
Для обеспечения транспортировки опор длиной 15 и 20 м на одной че-
тырехосной платформе стык двух марок выполняют болтовым.
С целью экономии металла опоры гибких поперечин обычно выпол-
няют направленными (обозначают МН — металлическая направлен-
ная), т. е. рассчитывают нащриложение нормативной нагрузки только
с одной определенной стороны опоры. В этом случае две стойки опоры,
которые работают только на^растяжение, принимают меньшего сече-
ния, чем две другие, работающие на сжатие спродольным изгибом.
Это дает экономию металла на стойки в среднем 4—5% по сравнению
с ненаправленными опорами (обозначают просто М). В самых мощных
105 150
опорах гибких поперечин МН-^-ТЗ и МН -^-^З (цифры в чис-
лителе дроби обозначают нормативный изгибающий момент, тс м,
в основании опоры в плоскости действия нагрузки, в знаменателе —
высоту опоры, м; цифры 73 — год разработки опор) кроме стоек на-
правленными выполнены также раскосы решетки; это дает дополни-
тельную экономию металла 3—4%. Для менее мощных опор гибких
поперечин применение направленной решетки дает небольшую эко-
номию металла, которая не оправдывается получающимся прн этом
увеличением количества деталей и усложнением изготовления. Все
направленные опоры допускают нагрузку (меньшего значения) и в
противоположном направлении (табл. 43).
Промежуточные опоры гибких поперечин, допускающие нагрузку
в одной плоскости, запроектированы высотой 15 м иа нормативные
изгибающие моменты в основании опоры 350, 450 и 650 кН • м, а опо-
ры высотой 20 м — на 650, 1050 и 1500 кН • м. Анкерные ненаправ-
45-25 65-25
ленные опоры гибких поперечин —73 и М —yg—73 запроек-
тированы высотой 15 м. Они рассчитаны на действие нагрузок в двух
взаимно перпендикулярных плоскостях: в плоскости гибкой попере-
чины соответственно на 450 и 650 кН • м, в плоскости анкеровки про-
водов — на 250 кН м.
Опоры гибких поперечин используют и в качестве опор питающих
и отсасывающих линий, а также опор воздушных линий электропе-
65-25
редачи напряжением 6 и 35 кВ. Опору М-у^—73 можно', использо-
вать в качестве угловой питающей линии, она допускает нагрузки в
двух взаимно перпендикулярных плоскостях на вершине опоры.
Для установки двухпутных консолей запроектированы промежу-
точные металлические ненаправленные опоры высотой 13 м типов
M-J-3-73 и М ~73 на нормативные изгибающие моменты соответ-
ственно 100 и 150 кН <• м. Такие опоры используют также в качестве
промежуточных опор питающих линий, так как они ненаправленные
и не имеют ограничений по высоте приложения нагрузок.
229
Т а б л и ц a 43
Тип опоры Поперечные размеры, м Нормативные изгибающие моменты, кН-м Масса, кг
в основа- нии на вершине ЛЫ л/1 мп , Л1 му
МН 35 1,2X1,0 0,4X0,4 350 300 225 765
15
МН 45 15 I ,5x1,0 0,5x0,5 450 400 225 834
МН 65 1,5X1,0 0,5 X 0,5 650 540 225 1011
15
МН 65 20 1,8X1,0 0,6x0,6 650 500 250 1252
м - 45-25 15 1,5X1,0 0,5X0,5 450 450 250 1176
м - 65-25 15 1,5x1,0 0,5x0,5 650 650 250 1486
м - 10 13 1 ,0X0,6 0,5x0,4 100 100 50 482
15 1 ,0X0,6 0,5x0,4 150 150 100 559
м 13
м - 10-40 10 1 ,5X1,0 0,835X0,670 400 400 Ч- 100 790
Примечания. 1. Мн — нормативный изгибающий момент вдоль широкой стороны ос-
нования опоры в направлении, указанном стрелкой; Л1^—то же, но в противоположном на-
правлении; Л1у — нормативный изгибающий момент вдоль узкой стороны основания опоры.
2. Цифра в знаменателе типа опор означает высоту опоры в метрах.
Для установки иа станциях в местах, где невозможно расположить
железобетонные опоры с оттяжками или необходимо анкеровать бо-
лее одной ценной подвески на опору, запроектирована анкерная ме-
таллическая самонесущая (без оттяжек) консольная опора высотой
10 м типа М^“73. Опа рассчитана на одновременное действие
двух изгибающих моментов: в плоскости, параллельной оси пути, —
400 кН • м, перпендикулярной оси пути — 100 кН • м. При отсутст-
вии изгибающего момента поперек пути изгибающий момент вдоль пу-
ти может быть увеличен до 550 кН м. Опора М-^~-73 может
быть применена в качестве угловой питающей линии. Основные дан-
ные типовых металлических опор, разработанных Трансэлектропро-
ектом в 1973 г., приведены в табл. 43.
230
49. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАСЧЕТЕ И ПОДБОРЕ
ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Расчет опор. В инженерной практике приходится решать два вида
задач по расчету опор контактной сети:
проектировать опоры, т. е. устанавливать их оптимальные разме-
ры, сечения их элементов или арматуры в зависимости от действую-
щих на опоры изгибающих моментов;
подбирать опоры, т. е. выбирать из серии запроектированных (ти-
повых) опор такие, которые могут быть применены в конкретных ус-
ловиях по своим геометрическим размерам и прочности (по изгибаю-
щим моментам).
Первую задачу обычно решают при разработке типовых опор, вто-
рую — при трассировке контактной сети.
В последние годы строительные конструкции рассчитывают мето-
дом расчетных предельных состояний. Специфика этого метода заклю-
чается в особом подходе к определению расчетных нагрузок и расчет-
ных сопротивлений элементов конструкций. Усилия же, возникаю-
щие в конструкции, и ее перемещения определяют по упругой стадии,
т. е. в предположении, что напряжения в конструкции не превышают
предела пропорциональности.
Предельными являются состояния, при которых конструкция или
основание перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуата-
ционным требованиям. Требуемая надежность и необходимая гаран-
тия от возникновения предельных состояний конструкций и основа-
ний обеспечиваются надлежащим учетом возможной минимальной
прочности материалов, возможных наибольших нагрузок и воздейст-
вий, условий и особенностей действительной работы конструкций и
оснований, а также выбором расчетных схем. Различают трн предель-
ных состояния: первое — по несущей способности, второе — по де-
формациям и перемещениям; третье — по образованию или раскры-
тию трещин.
Целью расчета по первому предельному состоянию являются обес-
печение несущей способности (прочности, устойчивости формы и по-
ложения, выносливости — при переменных напряжениях) и ограни-
чение развития чрезмерных пластических деформаций конструкций
и оснований в возможных неблагоприятных условиях их работы в
период строительства и эксплуатации.
Расчет но второму предельному состоянию заключается в ограни-
чении деформаций или перемещений (в том числе колебаний) конст-
рукций и оснований в условиях нормальной эксплуатации.
В расчете по третьему предельному состоянию предусматривают
недопущение или ограничение размера раскрытия трещин с тем, что-
бы эксплуатация конструкций и оснований не была нарушена вслед-
ствие коррозии, местных повреждений и т. д.
Расчет конструкции и основания по первому предельному состоя-
нию на прочность, по ограничению чрезмерных пластических дефор-
маций или на устойчивость форм и положения производят по упругой
стадии работы материала на расчетные нагрузки, а на выносливость —
231
по нормативным нагрузкам. Расчетные нагрузки получают умноже-
нием нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты пере-
грузки.
Расчет конструкций и оснований по второму предельному состоя-
нию выполняют также по упругой стадии работы материала на нор-
мативные нагрузки. При этом определяют изменения прогиба опоры
от действия временных нормативных нагрузок, добавляя нагрузки
от изменения натяжения проводов. Изменение упругого прогиба кон-
сольных опор на уровне контактного провода (без учета поворота фун-
дамента) не должно превышать 65 мм, а упругого прогиба вершины
опор гибких поперечин должно быть не более их высоты.
Конструкции н основания по третьему предельному состоянию рас-
считывают по расчетным или нормативным нагрузкам в зависимос-
ти от характера влияния на условия эксплуатации сооружений. Для
расчета железобетонных опор учитывают сочетание постоянных
(нормативных) нагрузок и временных климатических нагрузок годич-
ной повторяемости, при этих нагрузках трещины в предварительно
напряженных элементах опор с проволочной арматурой ие допуска-
ются. Расчет по методу предельных состояний должен гарантировать
недопущение предельных состояний конструкций за время эксплуа-
тации.
Отличие метода расчета по предельным состояниям от применяв-
шегося ранее метода расчета конструкций по допускаемым напряже-
ниям заключается в том, что в новом методе вместо одного (общего)
нормативного коэффициента запаса используют несколько коэффици-
ентов:
коэффициент перегрузки и, учитывающий возможность превыше-
ния фактической нагрузки (или уменьшения — когда это ухудшает
условия работы конструкции) ее нормативного значения. Значения
этого коэффициента различны для различных видов нагрузки. Напри-
мер, для собственного веса - проводов, деталей и конструкций контакт-
ной сети принимают п = 1,1 или 0,9. Для временных нагрузок, на-
пример, при определении давления ветра на провода, покрытые голо-
ледом, его принимают равным 1,4, а при определении расчетных голо-
ледных нагрузок на одиночные провода равным 2,0;1
коэффициент однородности к0, учитывающий возможное отклоне-
ние фактических показателей прочности материалов от их норматив-
ных значений; например, для стали коэффициент однородности равен
0,9. Расчетная прочность (расчетное сопротивление) материала равна
произведению’нормативного сопротивления на коэффициент однород-
ности;
коэффициент условий работы т, учитывающий особые условия ра-
боты конструкции (например, "большую гибкость элементов, концент-
рацию напряжений) и условность схем, применяемых при 'их расчете;
например, при расчетах сжатых элементов решетки * металлических
опор при гибкости их более 60 коэффициент условий работы прини-
мают равным 0,8. Чем меньше значения коэффициента т, тем больше
общий запас прочности конструкции,
232
Условие прочности (при расчете по первому предельному состоя-
нию - по несущей способности) устанавливает, что максимально воз-
можное усилие в элементе конструкции (подсчитанное от расчетных
нагрузок, т. е. с учетом возможных перегрузок) должно быть меньше
(или равно) минимальной несущей способности этого элемента, под-
считанной с учетом возможного изменения прочности материала и ус-
ловий работы конструкции. В общем виде расчет по первому предель-
ному состоянию производят по формуле PRn С RnKoFm [здесь Рн —
нормативная нагрузка (или нормативный изгибающий момент); п —
коэффициент перегрузки, учитывающий возможное превышение зна-
чения величины Р„\ Ря — нормативное сопротивление, для стали —
нормативный предел текучести; F — площадь поперечного сечения
(или момент сопротивления), т—коэффициент условий работы].
Из приведенной формулы видно, что общий коэффициент запаса
равен н/(куп). Например, при п = 1,4, к0 *= 0,9 и m — 0,8 коэффнци-
1 4
ент запаса равен у-д = 1,94.
Кроме указанных коэффициентов, применяют и другие, например
коэффициент сочетаний, учитывающий то обстоятельство, что одновре-
менное достижение всеми нагрузками (включая дополнительные и осо-
бые нагрузки) их наибольших значений практически исключено.
Таким образом, в методе расчета конструкций по предельным со-
стояниям коэффициент запаса устанавливают дифференцированно в за-
висимости от вида нагрузки, применяемого материала и условия рабо-
ты конструкции. Это позволяет, с одной стороны, снижать общий коэф-
фициент запаса (и следовательно, уменьшать стоимость конструкции)
в тех случаях, когда нормативные нагрузки и нормативные сопротивле-
ния материалов можно установить достаточно точно и когда условия
работы конструкции хорошо изучены. С другой стороны, дифференциро-
ванные коэффициенты запаса позволяют обеспечить прочность конст-
рукции в тех случаях, когда возможны значительные превышения фак-
тическими нагрузками их нормативных значений и большие отклоне-
ния фактических сопротивлений материалов от нормативных, а также
когда условия работы конструкции недостаточно изучены.
Подбор опор. Из серии типовых выбирают такие опоры, которые
могут быть использованы в конкретных случаях по своей прочности
и по геометрическим размерам (высоте и размерам в плане). Посколь-
ку маркировка применяемых типовых опор контактной сети выполне-
на по нормативным изгибающим моментам Л4Н, то опоры подбирают по
Действующим на опоры изгибающим моментам Л1ф от нормативных
нагрузок, подсчитанных для заданных условий установки опор по
формулам гл. VI. Для чего составляют расчетные схемы, на которых
показывают нагрузки, действующие на опоры при соответствующих ре-
жимах, и все необходимые для проведения расчетов размеры.
Тип стойки консольной железобетонной опоры подбирают сравне-
нием действующих на нее поперек пути нормативных изгибающих мо-
ментов для заданных условий A1J с нормативными моментами по гра-
фикам на рис. 144. Действующие моменты Л4ф в расчетных сечениях
233
опоры (на уровне условного обреза фундамента и па уровне крепления
пяты консоли) не должны превышать нормативные моменты Л'Р1, т. с.
должно выполняться условие Л4Н.
Расчетным режимом при подборе консольных и фиксирующих опор
может быть:
ветер наибольшей интенсивности, действующий на провода, сво-
бодные от гололеда или изморози;
наибольшая вертикальная нагрузка с учетом веса гололеда или
изморози при одновременном воздействии ветра на провода, покрытые
гололедом или изморозью;
минимальная температура при отсутствии гололеда и ветра.
Нормативные нагрузки для заданных условии, от веса проводов,
гололеда на них и воздействия ветра на провода находят по формулам
гл. VI, а нагрузки на опору от изменения направления (от излома)
проводов — по формулам гл. XI. Поскольку направление ветра может
быть любым, то при подборе опор его принимают таким, при котором
изгибающие моменты от ветровых нагрузок на провода и опору в рас-
четных сечениях получаются наибольшими. Равномерно распределен-
ные нагрузки от веса консоли и кронштейна обычно заменяют сосре-
доточенными нагрузками, приложенными соответственно в середине
горизонтальной проекции консоли или кронштейна.
Нагрузку от давления ветра па опоры типов СКЦ и СКЦс считают
приложенной от условного обреза фундамента на расстоянии 0,5 hon =
= 0,5-9,6 = 4,8 м и находят по формуле
8„п, (144)
где сх — аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;
v — расчетная скорость ветра, м/с;
50П — площадь диаметрального сечения опоры, м2, для опор типов
СКЦ и СКЦ0 - Son = (0,294-0,43) 9,6:2 = 3,46 м3.
Изгибающий момент в основании железобетонной опоры (на уров-
не условного обреза фундамента) от давления ветра на опору находят
по формуле
Л!„„ = (145)
Подставляя в формулу (145) соответствующие значения входящих
в нее величин, получают
Л40П = 0,577-10"3 о3. (146)
Расчетным режимом подбора опор гибких поперечин, как правило,
является режим гололеда с ветром, при котором поперечный несущий
трос имеет наибольшее натяжение. Расчетным сечением всегда явля-
ется основание опоры. Опоры гибких поперечин подбирают по изгиба-
ющим моментам относительно основания опоры от горизонтальных
составляющих натяжений поперечного несущего троса Яп, верхнего
ЯФв и нижнего Нфн фиксирующих тросов и нагрузки от давления ветра
иа опору Роп по формуле
44о - j - ЯфВ/1фВ “р ИфП йфн~р Р01ЛоП.
234
При подборе опор гибких поперечин считают, что нагрузка от
поперечного несущего троса приложена на вершине опоры Ап =15 м
иЛИ = 20 м (для опор соответственно высотой 15 и 20 м), от верх-
него фиксирующего троса — на высоте Лфв = 9,9 м, от нижнего
фиксирующего троса— на высоте /гфь1 7,4 м или /гфн ™ 7,5 м
(для опор высотой 20 м), от давления ветра на опору — на высоте
0,5 hn, т. е. Лоп = 0,5-15=7,5 м или /ton = 0,5-20=10 м (для опор
высотой 20 м).
Нагрузку от давления ветра на решетчатую опору гибкой попере-
чины находят по формуле (144), в которую подставляют сх = 1,4 и
5оп — фоц S (здесь S — площадь поверхности стороны опоры, опре-
деленная по ее наружному габариту, м2; размеры опор см. в табл.
43; Фоп = 0,5щ0,6 — коэффициент, учитывающий заполнение
стойками и раскосами площади поверхности стороны опоры, на кото-
рую воздействует ветровая нагрузка).
Металлические опоры контактной сети подбирают по нормативным
изгибающим моментам. Чтобы учесть в обобщенном виде изменчи-
вость нагрузок в различных климатических районах и их сочетания,
полученные в результате расчетов, нормативные изгибающие момен-
ты умножают на коэффициент к, т. е. должно выполняться усло-
вие Л4ф к < Л4Н. Значения коэффициента к, принимаемые при под-
боре опор гибких поперечин, приведены в табл. 44.
Таблица 44
Коэффициент к при расчетных режимах
Направление нагрузок Гололед 5—10 мм с ветром Г ололед 1 5 мм с ветром Гололед 20 мм с ветром Мчиси- маль[1Ьп1 ветер Мини- мальна я темпера- тура
В плоскости действия нагру- зок от поперечины В плоскости действия нагрузок от анкеровки 0,85 0,84 0,93 0,84 0,95 0,84 0,85 0,84 0,85 0,84
Например, на опору гибкой поперечины высотой 20 м в районе с гололедом
10 мм действует в режиме гололеда с ветром нормативный изгибающий момент
44ф 712 кН м. Умножив этот момент на коэффициент к = 0,85, получим
—712 . 0,85 = 605 кН • м. Следовательно, может быть выбрана опора гиб-
65
кои поперечины МНт^-УЗ, поскольку 605 < 650 кН • м.
ГЛАВА
XIII ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОПОР В ГРУНТЕ
50, ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ
Грунты подразделяют на скальные и нескальные. К скальным
грунтам относят изверженные и осадочные породы с жесткими свя-
зями между зернами (спаянные и сцементированные), залегающие в ви-
де сплошного или трещиноватого массива. К нескальным
грунтам относят:
крупнообломочные — несцементированные грунты, содержащие
более 50% по массе обломков кристаллических или осадочных пород с
размерами частиц более 2 мм;
песчаные—сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие ме-
нее 50% по массе частиц крупнее 2 мм и не обладающие свойством плас-
тичности (груит не раскатывается в шнур диаметром 3 мм или число
пластичности его Zp < 0,01);
глинистые — связные грунты, для которых число пластичности
/р > 0,01.
Числом пластичности грунта Zp называют разность влажностей,
выраженных в долях единицы, соответствующих двум состояниям
грунта: на границе текучести и на границе раскатывания (плас-
тичности)
Крупнообломочные грунты в зависимости от зернового состава
подразделяют на валунный (при преобладании неокатанных частиц—
глыбовый) — масса частиц крупнее 200 мм' составляет более 50 %;
галечниковый (при преобладании неокатанных частиц — щебенис-
тый) — масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50%; гравийный
(при преобладании неокатанных частиц — дресвяный) — масса
частиц крупнее 2 мм составляет более 50%.
Песчаные грунты (песок) в зависимости от зернового состава под-
разделяют иа:
гравелисный — масса частиц крупнее 2 мм составляет более 20 %;
крупный — масса частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50 %; сред-
ней крупности — масса частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50%;
мелкий — масса частиц крупнее 0,1 мм составляет 75% и более;
пылеватый — масса частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75%.
Глинистые грунты подразделяют на виды в зависимости от числа
пластичности: супесь (0,01 0,07), суглинок (0,07 Zp 0,17)
и глина (Zp >0,17). В свою очередь по показателю консистенции су-
песи подразделяют на твердые, пластичные и текучие, а суглинки и
глины — на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные,
текучепластичные и текучие.
К глинистым грунтам относятся также илы — грунты, в начальной
стадии своего формирования образовавшиеся как структурный осадок
в воде'при наличии микробиологических процессов и имеющие в при*
родном сложении влажность на границе текучести и коэффициенты по-
236'
ристости, превышающие следующие значения: для ила супесчаного
е ОД для ила суглинистого е % 1,0, для ила глинистого е % 1,5.
Глинистые и песчаные грунты условно называют «обычными». К осо-
бым видам грунтов относят:
лёссовидные грунты — пылеватые суглинки, содержащие боль-
шое количество пылеватых частиц, присутствие извести, пористость
40% и более, плотность 1,2—1,6 т/м3;
торф — органический грунт, состоящий из разложившихся рас-
тений; торф встречается как в чистом виде, так и вместе с илом; при
содержании в грунте растительных остатков до 10%, до 60% и более-
60% соответственно различают: грунт с примесью растительных остат-
ков, заторфованный грунт и торф;
плывуны — грунты в виде водонасыщенной массы, состоящей из
частиц размером 0,02—0,002 мм; высыхая, плывуны становятся твер-
дыми, а при появлении влаги возвращаются в прежнее состояние.
Грунты всех видов относятся к мерзлым, если имеют отрицатель-
ную температуру и содержат в своем составе лед. Грунты относятся
к вечномерзлым, если находятся в мерзлом состоянии в течение мно-
гих лет (от трех и более).
51. СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОПОР В ГРУНТЕ
Действующие на опору контактной сети нагрузки передаются на
грунт. При этом напряжения в грунте должны быть такими, чтобы ие
приводили к разрушению его и к наклону опоры, иначе невозможна
нормальная эксплуатация контактной сети.
Все типы и виды устройств, обеспечивающие устойчивость опоры,
называют закреплениями опор в грунте. Если такое устройство состо-
ит из нескольких отдельных частей, то под закреплением опоры пони-
мают совокупность всех этих частей.
Опоры контактной сети могут быть закреплены непосредственной
заделкой их нижней (фундаментной) части в грунт или с использова-
нием различных фундаментов — массивных элементов, заглубляемых в
землю примерно на 2 м и более.
Часть грунта, воспринимающую давление фундамента, называют
основанием. Основания, грунт которых используется в естественном
состоянии, называют естественными. Если для повышения несущей
способности уплотняют или упрочняют основание, то его называют
искусственным (например, свайным). Основаниями фундаментов опор
контактной сети служат грунты в естественном состоянии.
Расстояние от подошвы фундамента до поверхности грунта в месте
его установки называют глубиной заложения фундамента (глубиной
заделки опор — при непосредственной установке ее в грунт). Глуби-
НУ заложения фундамента определяют расчетом; наименьшее ее зна-
чение ограничивают экономическими соображениями, а также условия-
ми промерзания грунта.
За расчетную поверхность грунта при расчете одиночного фунда-
мента принимают горизонтальную плоскость, проходящую через точ-
237
ку пересечения вертикальной оси фундамента с поверхностью грунта,
а при наличии насыпного неуплотнённого слоя (песчаный балласт,
шлак и пр.) — с нижней поверхностью этого слоя.
Проектированию закреплений опор контактной сети в грунте пред-
шествуют геологические и гидрогеологические изыскания, на основа-
нии которых определяют физические и механические характеристики
грунтов.
Существующие способы закрепления опор контактной сети в грун-
те можно разделить на две основные группы: закрепления, при кото-
рых подземная часть опоры или фундамент работают на выворачива-
ние (рис, 151, а), и закрепления, при которых часть фундаментов ра-
ботает на выдергивание из грунта, а другие — на вдавливание в грунт
(рис. 151, б, в, а).
Закрепления опор по схемам рис. 151, а в основном применяют для
консольных опор и опор жестких поперечин, несущих сравнительно
небольшие нагрузки и передающих небольшие усилия на грунт. За-
крепления по схемам рис. 151, б, в, г используют для консольных, ан-
керных и опор гибких поперечин.
Консольные железобетонные опоры устанавливают непосредствен-
но в грунт в заранее отрытые или пробуренные котлованы, а в усло-
виях сульфатной агрессивности грунтов — на одиночные фундаменты.
Схемы установки опор длиной 13,6 м на насыпях и в выемках при
ширине земляного полотна 5,8 м показаны на рис. 152. При установке
опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт присыпают. Для усиления
закрепления опор применяют лежни — железобетонные плиты шири-
ной 500 мм и длиной 1000 мм (тип I) или 1800 мм (тип П), устанавлива-
емые вертикально по отношению к опорам. Лежни крепят к опоре мяг-
кой проволокой диаметром 6 мм.
Струнобетонные центрифугированные опоры контактной сети мо-
гут быть соединены с фундаментом только телескопическим (стакан-
ным) стыком. Такое соединение после омоноличивания стыка делает
конструкцию неразъемной, что является ее недостатком, так как зна-
чительно затрудняет замену опоры при ее повреждении.
Рис. 151. Схемы различных' способов закрепления опор:
а — непосредственное и на одиночных фундаме.ц гах; б— с помонппо
фундаментах; г — iia спаях
анкера; в — на двух
238
Рис. 152. Схемы установки опор длиной 13,0 м:
ВГР — верх головки рельса; У ОФ — условный обрез фундамента; РПГ—
расчетная поверхность грунта; ВЛ — верх лежней; ДК — дно котлована
Для установки центрифугированных железобетонных консольных
опор и опор жестких поперечин применяют трехлучевые ТС (рис. 153, а)
и двутавровые ДС (рис. 153,6) стаканные фундаменты, а также сваи
со стаканным оголовком.
Фундаменты ТС разработаны взамен фундаментов ДС. По сравне-
нию с двутавровыми трехлучевые фундаменты при одной и той же дли-
не и несущей способности по
грунту дают значительное
снижение (в среднем на 23%)
расхода бетона фундаментов
(табл. 45).
Маркировка фундаментов
принята в одну строчку, на-
пример ТС-8,0-3,5 и харак-
теризует тип, мощность (нор-
мативный изгибающий мо-
мент) в тонно-сил а-мет-
рах (тс-м) н длину фунда-
мента в метрах. Буквенные
индексы ТС и ДС означают
соответственно трех лучевой
стаканный и двутавровый
стаканный.
Фундаменты ТС и ДС со-
стоят из двух основных кон-
структивных частей: верх-
ней — стакана н нижней —
фундаментной части. Верхняя
часть фундаментов представ-
ляет собой железобетонный
стакан прямоугольного сече-
ния. Размеры фундамента
0,67x0,67 м приняты исходя
Из условия работы гидрозах-
Вата вибропогружателя агре-
Рис. 153. Трехлучевой стаканный фундамент
239
Таблица 45
Тип фундамента Объем бетона, м3 Рас^д стали, кг Тип фундамента Объем бетона, м3 Расход стали, кг
ТС-6,0-3,5 54 ДС 4,5/3,5 54
ТС-8,0-3,5 62 ДС 6/3,5 0,71 62
ТС-Ю,0-3,5 0,56 73 ДС 10/3,5 71
ТС-12,0-3,5 86 ДС 4,5/4 58
ТС-6,0-4,0 ТС-8,0-4,0 57 67 ДС 6/4 ДС 10/4 0,78 67 78
ТС-Ю, 0-4,0 0,61 78 ДС 4,5/4,5 63
ТС-12,0-4,0 94 ДС 6/4,5 0,85 73
ДС Ю/4,5 85
ТС-6,0-4,5 ТС-8,0-4,5 ТС-Ю,0-4,5 0,65 62 73 86 ТА-4 ТА-4,5 0,53 0,58 43 48
ТС-12,0-4,5 ЮЗ
Примечание. В обозначении фундаментов ДС цнфр^1 в числителе показывают норма-
тивный изгибающий момент, тс-м, в знаменателе — длину фундамента, м.
гата АВСЭ. Нижияя фундаментная часть у фундаментов ТС имеет трех-
лучевое сечение с расположением лучей в плане через 120° один относи-
тельно другого. Лучи имеют толщину стенки в крайней внешней части
луча 80 мм и 90 мм — в месте схождения лучей в центральной части
сечения. Один луч на конце имеет уширение для ориентации при.уста-
новке фундамента: уширенным лучом фундамент устанавливают «от пу-
ти» (см. рис. 143, б). Сопряжение верха фундамента (стакана) с
нижней трехлучевой частью выполнено в виде пирамидального конуса.
Схемы установки опор длиной 10,8 м на фундаментах ТС на насы-
пях и в выемках при ширине земляного полотна 5,8 м показаны на
рис. 154. При установке опор на насыпях с габаритом 3,4 м грунт при-
сыпают.
Рис. 154. Схемы установки опор длиной 10,8 м на фундамен-
тах типа ТС:
i — длина фундамента; hp — глубина его заложения; ОП —опорная
плита, устанавливаемая под анкерными опорами (другие обозначения
см. иа рис. 152)
240
Рис. 155. Сваи С-8И и С-ЮИ (а) и двутавровый стаканный фундамент (б)
Свайные фундаменты состоят из двух основных конструктивных
элементов: железобетонной сваи (рис. 155) сечением 350x350 мм дли-
ной 8 или 10 м (соответственно марки сваи С-8И или С-ЮИ; буквен-
ный индекс С означает свая, цифровой индекс — длину сваи в метрах,
второй буквенный индекс. И — в конструкции сваи есть какие-то из-
менения) и двухблочного железобетонного оголовка (рис. 156)
стаканного типа из блоков СТ-1. Один блок оголовка закрепляют на
свае после ее забивки, а другой — на опоре посредством омоноличива-
ния бетоном. Объединены блоки оголовка монтажными элементами с по-
следующим омоноличиванием стыков.
Свайные фундаменты для установки центрифугированных железо-
бетонных опор используют в тех случаях, когда доля постоянной на-
грузки на опору в суммарной превышает 35% (см. п. 53) и устройство
присыпки к насыпи невозможно или технически нецелесообразно, а
также при сложных геологических условиях (сильно обводненные
грунты, сильно пучинистые грунты — при ежегодном пучении грунта
на 100 мм и более).
Устанавливают опоры длиной 10,8 м иа сваях со стаканным оголов-
ком в соответствии с рис. 157.
Трехлучевые и свайные фундаменты изготавливают из бетона мар-
ки 400 или из стал еполимер бетон а. Изготовленные фундаменты, сваи и
свайные оголовки должны удовлетворять требованиям ГОСТ 13015—75.
Для закрепления оттяжек анкерных железобетонных опор в грун-
те (см, рис. 157) используют трехлучевые аикеры ТА (Т — трехлуче-
241
вой, А — анкер), двутавровые ДА (Д двутавровый), стоечные СА
с плитой в основании (С — стоечный) и свайный СА (С — свайный).
В качестве основного типа принят трехлучевой анкер ТА (рис. 158).
Анкер изготовляют таких же размеров, как фундамент ТС, но без ста-
канной части. Для закрепления оттяжек в верхнюю часть анкера перед
бетонированием закладывают проушины из полосовой стали. Верхняя
часть анкера представляет собой железобетонный оголовок прямо-
угольного сечения 0,67x0,67 м. Выпускают анкеры длиной L 4 и
4,5 м, их соответственно обозначают ТА-4 и ТА-4,5. Расход материа-
лов на изготовление анкеров ТА и их масса приведены в табл, 45. Дли-
ну анкера выбирают по табл. 46 в зависимости от нормативного усилия
в оттяжках анкерной опоры, условного расчетного сопротивления
грунта, ширины земляного полотна и места установки опоры.
По сравнению с применявшимися ранее двутавровыми анкерами
ДА (см. рис. 158, б) анкеры ТА при одной и той же несущей способно-
сти по грунту дают значительное снижение расхода бетона.
Стоечные анкеры типов СА-4,5-1 и СА-4,5-2 (рис. 159) со-
стоят из стойки и плиты. Стойки и плиты изготовляют раздельно, а
при установке соединяют сваркой.
Рис. 156, Двухблочный железобетонный
оголовок стаканного типа из блоков СТ-1:
а — соединение стойки со сваей; б — деталь
соединения блоков СТ-1; / — стойка оиоръг 2 —
свая ’
С-ЮИ со стаканным оголовком на
насыпи;
1 — стойка опоры; 2 — стаканный ого-
ловок; 3 — свая; НС — низ стойки опо-
ры; ВС — верх сваи; ВГР — верх голов-
ки рельса; УГВ— уровень грунтовых
вод
242
Стоечные анкеры устанавливают на условно-благоприятных (II тип
и неблагоприятных (III тип) участках земляного полотна при уровне
грунтовых вод выше 2,8 м.
Свайный анкер СЛ-10 с поперечным сечением 0,35x0,35 м и длиной
10 м (расход бетона М-300 1,25 м'!, стали— 399 кг, масса сваи 3,13 т)
применяют в случаях, когда устройство присыпки грунта к насыпи
невозможно или технически нецелесообразно, а также при сложных
геологических условиях. Глубина забивки свайного анкера по усло-
виям устойчивости па выпучивание должна быть не менее 9 м.
Таблица 46
Место установки опоры Ширина зем- ляного полот- на, м Нормативное усилие в оттяжках анкерной опоры, кН, при условном расчетном сопротивлении грунта, МПа
0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,20
Насыпи, выемки и нулевые места Междупутье (на станциях) 6,8 Л нкер Т А-4 35 55 55 н кер Т А-4,5 50 j 62 68
Насыпи, выемки и нулевые места Междупутье (па станциях) 7,0 59 55 69 68
243
Рис. 159. Стоечный анкер СА-4,5-2:
1 — стойка анкера; 2 — анкерная плита ЛП-2;
3 — закладная деталь
/Опоры гибких поперечин с
нормативными изгибающими мо-
ментами 450 кН-м и более уста-
навливают на свайно-ростверко-
вые фундаменты (рис. 160). Та-
кие фундаменты состоят из же-
лезобетонной плиты-ростверка
(рис. 161) и четырех — восьми
свай сечением 0,3 X 0,3 м и дли-
ной 5, 6, 8 или 10 м.
Имеется семь типов свай.
В их обозначении, например
С5-1, С10-2, буквы С—свая,
первая цифра — длина сваи в
метрах, вторая — условный тип
армирования (прочность) сваи.
В обозначении ростверков, на-
65
пример Fljg, буква П указывает,
что ростверк предназначен для
промежуточных опор гибких по-
перечин, ПА — для анкерных;
цифры в числителе — норматив-
ный изгибающий момент опор
в тонно-сила-метрах (тс-м), в
знаменателе— высота" опор в м.
Сваи погружают в грунт, пропуская их через отверстия в рост-
верке и соединяют с ним сваркой. Металлическую опору на ростверке
закрепляют анкерными болтами. Применение свайно-ростверковых
фундаментов позволяет значительно сократить затраты труда и рас-
ход материалов на установку металлических опор на станциях.
В тех случаях, когда отсутствует возможность сооружения свайно-
ростверковых фундаментов (наличие сложных подземных коммуника-
ций, грунты с большим количеством включений валунов и т. п.), для
установки опор гибких поперечин и опор М -73 используют блоч-
ные закапываемые фундаменты РФ, состоящие из двух раздельных
блоков (рис. 162).
Рис. 160. Схемы установки свайно-ростверковых фундаментов
244
рис. 161. Железобетонный ростверк
Рис. 162. Фундамент типа РФ для ме-
таллических опор гибких поперечин
Блоки фундаментов РФ выпускают семи типов. В обозначении
фундаментов, например РФ1-1, РФ4-2, буквы Р — раздельный, Ф —
фундамент, первая цифра указывает условно размеры фундамента, вто-
рая — диаметр, количество и расположение анкерных болтов.
Металлические опоры М рт-73 и М ~73 устанавливают . на
типовые закапываемые призматические фундаменты П2-2.
Заделка в грунт железобетонных (одиночных и спаренных) стоек
жестких поперечин должна обеспечивать устойчивость их поперек^и
вдоль пути. В случае необходимости установки по изгибающему мо-
менту вдоль пути лежней их устанавливают перпендикулярно к оси
пути, располагая симметрично с обеих сторон стоек.
52. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ОПОР В ГРУНТЕ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
К особым условиям закрепления опор относят следующие схемы и
условия установки опор контактной сети: в пучинистых грунтах и в
районах вечной мерзлоты, на свежеотсыпанных насыпях и в слабых
грунтах с условным расчетным сопротивлением менее 0,1 МПа, в
скальных грунтах, в болотистых грунтах, на насыпях нестандартного
очертания, с откосом круче 1:1,5.
Условия установки опор и анкеров в пучи-
нистых грунтах и в районах вечной мерз-
лот ы. При расположении уровня грунтовых вод на глубине 2,3 м
ниже бровки земляного полотна опоры устанавливают в котлованы,
огражденные деревянными коробами, с засыпкой пазух дренирую-
щим грунтом (схема 1 на рис. 163). Во время работ изготовленные щи-
245
Рис. 163. Схемы установки опор и анкеров в пучшшетых грунтах и в районах
вечной мерзлоты:
/ — опора; 2 — ашгер ТА; 3 — стоечный анкер СЛ; -/ — деревянный короб; 5 — засыпка кот-
лована дренирующим грунтом; 6'засыпка котлована местным грунтом; 7 — прогивопучип-
иая обмотка; А —габарит опоры; ВГР— верх головки рельса; УГВ — уровень грунтовых вод
ты пропитывают антисептиками или обмазывают битумом, собирают
коробы таким образом, чтобы между щитами не было щелей, перед опус-
канием короба в котлован имеющиеся в коробах отверстия заделыва-
ют битумом, для засыпки коробов используют гравий или щебень с
примесью частиц размером менее 0,1 мм не более 3% и с наиболь-
шими фракциями не более 50 мм. •
В сильно обводненных грунтах, когда установка опор с деревян-
ными коробами затруднена, опоры устанавливают с противопучинной
или полиэтиленовой обмоткой, чередующейся с несмерзающейся смаз-
кой (см. схему 2 на рис. 163). Противопучинную обмотку устраивают
на глубину активной зоны пучения, но не менее 2 м; пазухи котлована
засыпают непучинистым грунтом.
При уровне грунтовых вод на глубине 2,8 м и ниже применяют ан-
керы ТА (см. схему 3 на рис. 163), выше 2,8м — стоечные анкеры
С А-4,5-1 или СА-4,5-2 (см. схему 4 иа рис. 163) в зависимости от сил мо-
розного пучения.
Закрепление опор на свежеотсыпанных
насыпях. К свежеотсыпанным насыпям относят насыпи высотой
2 м и более, простоявшие до сооружения опор контактной сети менее
пяти лет, На свежеотсыпанных насыпях высотой менее 2 м, а также на
насыпях из несвязных грунтов (песков и т. п.) специальных мероприя-
тий по обеспечению устойчивости опор контактной сети не требуется.
Высоту подвески контактного провода на свежеотсыпанных насы-
пях увеличивают с учетом осадки насыпи и последующей подъемки
пути из расчета возможной осадки 6 мм в год на каждый метр высоты
насыпи (но не более чем на 500 мм от нормального положения контакт-
ного провода). Срок окончания осадки насыпи принимают равным пяти
годам с момента окончания ее отсыпки.
Свежеотсыпанные насыпи в зависимости от значения критерия устой-
чивости их откосов и высоты подразделяют на три категории. На на-
сыпях I категории могут быть установлены нераздельные опоры с уве-
личенной подземной частью на 0,3 м по сравнению с типовым разме-
ром для устоявшихся насыпей или раздельные опоры со свайными
246
фундаментами длиной 4,5 м; на насыпях И категории — нераздель-
ные опоры с увеличенной подземной частью на 0,5 м или раздельные
опоры со свайными фундаментами длиной 4,5 м; на насыпях III кате-
гории — раздельные опоры со свайными фундаментами длиной 4,5 м и
с дополнительным уплотнением откоса на ширине 2 м и по высоте до
4 м от бровки насыпи.
На свежеотсыпанных насыпях устанавливают раздельные опоры
со свайными фундаментами, погружаемыми агрегатами АВСЭ. Анкеры
для оттяжек анкерных опор на свежеотсыпанных насыпях используют
только свайиые длиной не менее 4,5 м, погружаемые также агрегатом
АВСЭ. Верхние лежни для нераздельных опор, устанавливаемых на
свежеотсыпанных насыпях, не применяют.
Для стальных опор гибких поперечин на свежеотсыпанных насы-
пях нецелесообразно использовать свайные фундаменты со сборным
ростверком.
Закрепление опор в скальных грунтах.
Способ закрепления опор в скальных грунтах выбирают после проведе-
ния подробных инженерно-геологических изысканий. Во время геоло-
гических изысканий скальные грунты классифицируют по трем кате-
гориям прочности и трещиноватости. В зависимости от прочности и
степени трещиноватости скальные грунты делятся на две группы: I—
все сильнотрещиноватые грунты слабой прочности; II — средне-
трещиноватые и слаботрещиноватые скальные грунты средней и проч-
ной категории прочности.
Железобетонные и стальные опоры в скальных выемках закрепляют
двумя способами: с разработкой котлованов и последующей установкой
в них фундаментов или нераздельных опор; с помощью анкерных бол-
тов, закрепленных в скале, и установкой на них опор.
При анкерном креплении к нижней части железобетонных опор с
арматурой из высокопрочной проволоки крепят стальной стаканный
башмак высотой 0,5 м. Оттяжки анкерных опор закрепляют к железо-
бетонным анкерам, устанавливаемым в котлованы, разработанные в
скальной выемке, или к анкерным болтам (с проушинами), закреплен-
ным в шпурах.
Возможность разработки котлованов с рыхлением породы отбой-
ными молотками (без взрывов) в скальных грунтах I группы опреде-
ляет рациональные границы использования метода закрепления опор
контактной сети в котлованах с последующей засыпкой пазух скаль-
ным грунтом.
В скальных грунтах II группы применяют анкерное закрепление
опор контактной сети. Принимают также комбинированные решения,
когда верхний слой породы убирают с рыхлением отбойными молот-
ками, а затем устраивают анкерное крепление опоры. Башмак анкер-
ного крепления закрывают бетонным оголовком, верх которого рас-
полагают выше естественного уровня грунта.
Анкерные болты имеют выступы на нижней части (иа длине 0,5 м),
выполненные высадкой кузнечным способом. Изготавливают анкер-
ные болты из круглой стали. Конструктивно длина заделки анкера в
скальном грунте должна быть не меньше 1,2 м.
247
Рис. 164. Способы закрепления опор контактной сети в слабых грунтах:
а — блочный фундамент с уширенной полкой; б — свая-стойка со сборным стаканным ого-
ловком; в — двухсвайный фундамент С ростверком и висящими сваями; / — присыпка; 2 —
торф; 3 —корка; 4~ иольдиевая глина
В слабовыветривающихся скальных грунтах I группы опоры и ан-
керы заделывают на глубину 1,2 м, в легковыветривающихся скаль-
ных грунтах I группы — на глубину 2 м, а анкеры опор — на 2,45 м.
Котлованы под опоры и шпуры под анкеры устраивают взрывным спо-
собом или вручную- Диаметр шпуров для крепления анкерных болтов
принимают иа 25 мм больше диаметра болта. Диаметр шпуров под ан-
керные болты для крепления опор мощностью 4,5—6 тыс. м принима-
ют равным 52 мм, а опор мощностью 8—10 т-см— 60 мм. Зазоры между
стенкой шпура и анкерным болтом заполняют цементным раствором
состава 1:1.
Закрепление опор в слабых грунтах. Фун-
даменты опор контактной сети в слабых грунтах располагают так, что-
бы они. находились в слое обычных грунтов или опирались иа плотные
породы, находящиеся ниже слабых грунтов. Допускается использова-
ние фундаментов, ииз которых располагается в слое торфа.
Для закрепления консольных опор и стоек жестких поперечин
в слабых грунтах применяют следующие конструктивные решения:
блочные фундаменты с уширенной полкой (1,3 м) и опорной пли-
той (рис. 164, а); для повышения несущей способности таких фунда-
ментов и уменьшения глубины промерзания с полевой стороны устра-
ивают присыпку шириной 1 м;
свайные фундаменты из одиночных свай-стоек сечением 0,35x0,35 м
длиной от 6 до Юм, которые опираются на плотный грунт, располо-
женный ниже слабого (рис. 164, б);
двухсвайные фундаменты с ростверком Ювисячими сваями сече-
нием 0,3x0,3 м длиной не менее 6 м (рис. 164, в); нижняя поверхность
ростверка должна опираться на непучинистые грунты (тело земляного
полотна) и иметь расстояние от верха слабого грунта не менее 0,5 м.
Такие фундаменты применяют при расположении иижнего горизон-
та слабых грунтов на глубине 10 м от верха головки рельсов.
248
53 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА
ЗАКРЕПЛЕНИЙ опор в грунте
Закрепления опор контактной сети в грунте — фундаменты (или
фундаментную часть опор) рассчитывают по методу предельных состоя-
ний, т. е. по деформациям и устойчивости (несущей способности), при
которых они перестают отвечать требованиям эксплуатации.
При расчете закреплений опор контактной сети в грунте за
предельное состояние фундамента по деформации принимают пре-
дельное смещение опоры на уровне ' контактного провода, равное
100 мм, за период эксплуатации в 50 лет, обусловленное деформа-
цией (поворотом фундамента в грунте от действия на опору внешних
постоянных и временных нагрузок). К постоянным относят нагрузки
от веса проводов и конструкций, а также натяжения проводов с уче-
том влияния температуры; к временным — нагрузки от воздействия
ветра и гололеда.
Рассчитывают фундаменты на комбинации нагрузок, которые мо-
гут оказаться наиболее невыгодными. Например, невыгодной может
оказаться не максимальная нагрузка, а минимальная, но действующая
в том направлении, в котором грунт хуже сопротивляется опрокиды-
ванию фундамента, или та, в которой доля постоянных нагрузок в сум-
марной, имеет большее значение.
Нормативную для данных условий несущую способность Й4”р (до-
пустимый изгибающий момент) по грунту закапываемых фундаментов
(фундаментной части) опор контактной сети на действие момента от
внешних нагрузок определяют по формуле;
R”p = /И0тфт01гтвбтутптн, (147)
где Мо — несущая способность условного [фундамента по
грунту на действие изгибающего момента;
тф, тот, твб, \ — коэффициенты условий работы, учитывающие со-
ту, тп f ответственно влияние формы поперечного сечения
призматического фундамента, очертания поверх-
ности грунта в месте расположения фундамента,
вибрации (колебаний) грунта около фундамента
от проходящих поездов, повышенного уплотнения
грунта, имеющего место при забивке фундамента,
верхнего строения пути;
тп— коэффициент условий работы фундамента, учиты-
вающий долю постоянной нагрузки в суммарной.
За условный фундамент принимают призматический фундамент
прямоугольного поперечного сечения (без лежней или с лежнями), за-
копанный на горизонтальной площадке, удаленной от железнодорож-
ного пути, и при нагрузке, в которой доля постоянной составляет
35% (е = 0,35). Для условного фундамента все коэффициенты тф =
= тот = щвб = Щу Щц = тд = 1.
249
Рис, 165. Расчетная схема условного
призматического фундамента
На расчетной схеме услов-
ного фундамента без лежней,
принятой для определения
(рис. 165), показаны: h—рас-
четная глубина, т. е. расстояние
от расчетной поверхности грун-
та до подошвы фундамента; b —
поперечное сечение в направле-
нии, перпендикулярном плоско-
сти действия нагрузки; d— по-
перечное сечение в направлении,
параллельном плоскости дейст-
вия нагрузки; у0 — расстояние
от расчетной поверхности грун-
та до оси поворота фундамен-
та; е — эксцентриситет силы
давления грунта на подошву
фундамента.
Как видно из рис. 165, на
фундамент В предельном состо-
янии действуют горизонтальные
силы = Мо/Я (на высоте Н от расчетной поверхности грунта);
Ал и А*2 и вертикальная сила N принимаемая равной расчетной
вертикальной силе Лгр (включающей и вес фундамента), Л70 = Л/р.
Напряжения давления грунта на переднюю грань фундамента
(на участке от у ~ 0 до у = у0) и на заднюю грань фундамента (на
участке от у = у0 до у Л) в каждой точке этих граней прямо про-
порционально глубине у расположения этой точки от расчетной по-
верхности грунта
<зу — tnylb,
где т — коэффициент пропорциональности, КПа, представляющий
собой расчетное сопротивление грунта на глубине у = 1
в условиях пространственной задачи (при ширине фунда-
мента, Ь).
Коэффициент tn характеризует изменение давления по глубине
при Ъ 0,3 м, его определяют по формуле
т = кт0 (Ь + с),
а при b < 0,3 м — по формуле
т = кт^Ь (1 -|- с/0,3),
где с — характеристика грунта, зависящая от его рода и состояния, м;
т0 — коэффициент пропорциональности, кН/м3, представляющий
собой предельное (нормативное) сопротивление грунта на
глубине 1 в условиях плоской задачи (при ширине фун-
дамента b “ 1);
к — коэффициент однородности, учитывающий возможное отли-
чие фактических характеристик грунта от их нормативных
значений; принимается равным 0,7.
250
Значения т0 и с, принимаемые при расчете одиночных фундамен-
тов, и также предельные значения давления грунта на подошву фун-
дамента оп для закапываемых фундаментов приведены в табл. 47.
Таблица 47
1 ! Грунты Характеристики грунтов
т0( кП/м5 Су м сгп, кПа
Пески крупные и средней крупности, 140 0,35 400
глины, суглинки и супеси Пески мелкие, глины, суглинки и супе- 105 0,30 300
си тугопластичные Пески пылеватые, глины, суглинки и 80 0,25 200
супеси мягкопластинные
Данные в табл. 47 получены при послойном уплотнении грунта
засыпки котлованов (отрытых вручную, буровой машиной, буро-
взрывным или иным способом) до плотности окружающего грунта.
Категорию грунта устанавливают по крупности частиц (для пес-
ков), по числу пластичности и природной влажности его (для супесей,
суглинков и глин).
Для определения Л40 можно использовать следующую приближен-
ную формулу: Л10 = 0,1 mhs -Н Nve.
Значение е находят из условия, что е = d /2 — а/2. Так как а =
= ЛД/копЬ, то
е = rf/2 — Л7р/2 коцЬ,
где од—предельное давление грунта .на подошву фундамента (см.
табл. 47);
b — ширина фундамента;
к — коэффициент однородности, равный 0,7;
е — эксцентриситет, равен примерно 0,4 d.
Рассчитывая по формуле (147) несущую способность /ИД, под-
ставляют следующие значения коэффициентов условий работы фун-
дамента Щф, тот, ткб, шу и тп.
Значение коэффициента зависит от формы поперечного сече-
ния фундамента (табл. 48).
Коэффициент тот при нагрузке, действующей в плоскости, пер-
пендикулярной бровке земляного полотна, определяют по рис. 166
в зависимости от очертания поверхности грунта в месте установки
Фундамента и направления горизонтальной нагрузки. При нагрузке,
Действующей в плоскости, параллельной бровке земляного полотна,
™)Т = 1,0.
Коэффициент при колебаниях грунта около фундамента от про-
Х°дящих поездов, т. е. для опор контактной сети, устанавливаемых в
Теле земляного полотна главных путей, принимают равным 0,9, а при
отсутствии колебаний — 1,0.
25i
Таблица 48
Коэффициент ту принимают равным:
Фундаменты, установленные в котлованы, отрытые вручную, буровой маши-
ной или иным способом (закапываемых)... 1,0;
Свайные фундаменты сплошных сечений и пустотелые, забитые с закрытым
концом... 1,2;
Свайные фундаменты пустотелые, забитые с открытым концом, двутавровые
и трехлучевые, а также фундаменты без лежней, устанавливаемые в котлованы,
образованные буровзрывным способом ... 1,1.
Значения коэффициента тп:
во всех случаях при расположении фундамента за кюветом или
при расстоянии от оси ближайшего пути до ближайшей грани фунда-
252
h‘/h
oj_
&L
0,3
0,8 0,9 0,9
0,7 0,7 0,8
08^
1,0 1,0
h /7? иь
0 0,2 0,3 0,5 0,6
0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
0,2 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0
0,4 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0
0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0
60,7 0,6 0,7 0,6 0,9 1,0
Ь7Ь ьуь
0 Щ5
0 1,0 1,0
0,1 0,9 1,0
0,2 0,8 0,9
0,3 0,7 0,8
ОД 0,6 0,7
0,5 0,5 0,6
60,7 0,45 0,5
h’/h Ь'ЧЬ
0 0,15
0 1,0 1,1 1,2
0,2 0,9 1,0 1,1
0,4 0,8 0,9 1,0
0,6 0,7 0,6 0,9
60,7 0,6 0,7 0,8
Рис. [66. Значения коэффициента m0T при нагрузке, действующей в плоскости,
перпендикулярной оси пути
мента более 4 м или при изгибающем моменте, действующем в плоско-
сти, параллельной оси пути, тп = 1,0;
в остальных случаях: при изгибающем моменте, действующем в
сторону пути, и расстоянии от оси ближайшего пути по передней
грани фундамента менее 3,2 м = 1,2; от 3,2 до 4 м — = 1,1;
при моменте, действующем в сторону от пути, и расстоянии от оси
ближайшего пути до ближайшей грани фундамента до 4 м щп = 1,1.
Коэффициент
где £ — коэффициент, характеризующий долю расчетной постоян-
ной нагрузки в суммарной; при моментах ЛР и Л/р, дейст-
вующих в одном направлении, £ = Л/р/(Л/р + Л/р).
Формула (148) применима при Нп h и > Л, т. е. в большин-
стве случаев расчета фундаментов опор контактной сети.
При моментах Л/р и Л/р, действующих в противоположных направ-
лениях, когда Л/р < Л/р, тц = 2; когда Л/р > Л/р, расчет выполняют
только на действие момента Л/р при /пн = 0,52.
Упомянутые величины Л/р и Яп — соответственно расчетный мо-
мент и плечо только постоянной нагрузки, входящей в расчет-
253
ную комбинацию; Мл и Яв — то же, только временной нагрузки;
h — расчетная глубина заложения фундамента.
К постоянным относят нагрузки от веса проводов и конструкций,
а также от натяжения проводов, с учетом влияния температуры; на-
грузки от воздействия ветра и гололеда — к временным.
54. ТИПОВЫЕ СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
ОПОР В ГРУНТЕ
Для обеспечения устойчивости опор в грунте должно соблюдаться
условие:
АД < ЯД
где — нормативный изгибающий момент, кН-м, действующий
на опору на уровне условного обреза фундамента поперек
пути при заданных условиях, но не более допустимого из-
гибающего момента Ми для принятой опоры (см. гл. XII);
М“ —-нормативный изгибающий момент, кН-м, допускаемый на
опору (фундамент) по условиям устойчивости в грунте.
Для примера в табл. 49 приведены взятые из типового проекта для
условного расчетного сопротивления грунта 150 кПа при высоте на-
сыпи или глубине выемки от 1 до 2 м нормативные изгибающие
моменты Л1« , которые допускаются иа опоры СКЦ и СКЦ0 дли-
ной 13,6 м по условиям устойчивости их в грунте, а в табл. 50 — на
фундаменты ТС.
Таблица 49
Место установки опоры Габариты опоры, м Направление действия момента Значение моментов AfJ!p, кН-м, для опор
без лежней с верхним лежнем типа
I II
Насыпь 3,1; с присыпкой грун- та-— 3,4 К пути 105 142 178
От пути 61 77 92
3,4 К пути 85 117 148
От пути 55 70 84
Выемка 4,9 к пути 121 159 193
От пути 129 170 208
5? К пути 135 173 206
От пути 156 200 —
254
Таблица 50
Место установки фундамента Габарит опоры, м Направление действия момента Значения моментов Мрр, кН-м, при длине фундамента L, м
3,5 4,0 4,5
Насыпь 3,1; с присыпкой грун- та— 3,4 К пути 80 133 209
От пути 44 79 126
3,4 К пути 66 ПО 173
От пути 45 73 115
Выемка 4,9 К пути 98 154 224
От пути 108 164 235
5,7 К пути 113 172 —
От пути 138 198 —
Нормативные моменты в табл. 49 и 50 подсчитаны при ширине зем-
ляного полотна 5,8 м (при расстоянии от оси пути до бровки 5,8:2 =
= 2.9 м), расчетной глубине заложения Лр (см. рис, 152 и 154) с до-
пуском ± 100 мм и доли постоянной нагрузки в суммарной 35%.
При других соотношениях нагрузок значения моментов из таблицы
должны умножаться на следующие значения переходного коэффици-
ента т/.
Доля постоянной нагруз-
ки, % ..............Ю 20 35 50 60 80 [00
Переходный коэффициент
тн .................’ ,56 1,27 1,00 0,82 0,736 0,61 0,52
При заглублении опор (фундаментов) меньше чем /гр — 100, мо-
менты ЛЦр должны быть пересчитаны.
Пример пользования таблицами. Центрифугированную опору длиной 10,8 м
с фундаментом ТС необходимо установить на насыпи высотой до 2 м с габаритом
Г ~ з, ] м при ширине земляного полотна 5,8 м. Условное расчетное сопротив-
ление групта 150 кПа. Действующие моменты к пути Л4ф 60 кН-м от пути
(к полю) Л1ф == 42 кН-и; доля постоянной нагрузки 50%. Требуется определить
Длину фундамента.
По табл. 50 при длине фундамента L — 4 м с учетом переходного коэффициен-
та = 0,82 имеем:
к пути Л1£р 0,82.133 = 109 кН-м;
от пути Л4” = 0,82-79 =.- 64,8 кН -м.
Условие Л1ф -< Л1 соблюдается: 60< 109 кП-м; 42<64,8 кН-м; при этом
мощность стойки опоры должна быть нс менее Л1н _ 60 кН-м.
255
XIV ПИТАНИЕ И СЕКЦИОНИРОВАНИЕ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
55. НАЗНАЧЕНИЕ СХЕМ ПИТАНИЯ
И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ И ИХ ТИПОВОЕ РЕШЕНИЕ
На электрифицированных железных дорогах электр оподвижной
состав получает электрическую энергию через контактную сеть от
тяговых подстанций, расположенных на таком расстоянии друг от
друга, чтобы были обеспечены необходимое напряжение на электро-
подвижном составе и защита от токов короткого замыкания. При сис-
теме электроснабжения постоянного тока (рис. 167, а) в контактную
сеть электрическая энергия поступает от шин положительной поляр-
ности напряжением 3,3 кВ тяговых подстанций и возвращается после
прохождения через тяговые двигатели электроподвижного состава по
рельсовым цепям, присоединенным к шинам отрицательной полярно-
сти.
В системе переменного тока (рис. 167, б) электроэнергия в контакт-
ную сеть поступает от двух фаз а и b напряжением 27,5 кВ и возвра-
щается также по рельсовой цепи к третьей фазе с. При этом питание
осуществляют одной фазой встречно на фидерную зону с чередованием
питания для последующих фидерных зон с целью выравнивания на-
грузок отдельных фаз энергоснабжающей системы. При электрифика-
I путь
Рельсы
I и Л путей
Рельсы
7777777777/7)
Нонта/тная
сеть й. путь
Контентная
сеть
Рис. [67. Принципиальная схема питания электрифицированной липни по-
стоянного тока (а), переменного тока (б):
Z — тяговые подстанции; 2—посты ссьциоипрованля
ции на переменном токе применяется также система 2x25 кВ с авто-
трансформаторами, при которой в контактной сети сохраняется на-
пряжение 27,5 кВ и в то же время передается часть энергии по допол-
нительным проводам напряжением между этими проводами и контакт-
ной подвеской 50 кВ.
Как правило, применяют схему двустороннего питания, при кото-
рой каждый находящийся на линии локомотив получает энергию от
двух тяговых подстанций. Исключение составляют участки контакт-
ной сети, расположенные в конце электрифицированной линии, где
может быть применена схема консольного (одностороннего) питания
от крайней тяговой подстанции.
Контактную сеть делят на отдельные электрически не связанные
участки (секции), для чего у тяговых подстанций и постов секциони-
рования устраивают изолирующие сопряжения, это так называемое
продольное секционирование. Каждая секция по-
лучает электроэнергию от питающей линии тяговой подстанции и от
соседних секций контактной сети через пост секционирования.
При продольном секционировании также с помощью изолирующих
сопряжений выделяют в отдельные секции контактную сеть каждого
перегона и станции. Эти секции между собой соединяются секционными
разъединителями, что позволяет при необходимости отключать любую
из секций от электрического питания. В некоторых случаях контакт-
ную сеть крупных тоннелей или мостов «с ездой понизу» также выде-
ляют в отдельные секции.
На крупных станциях, имеющих несколько электрифицированных
парков, контактная сеть отдельных парков выделяется в самостоя-
тельные секции с питанием при возможности непосредственно от
тяговой подстанции.
На двухпутных и многопутных участках электрически разделяют
контактную сеть каждого главного пути перегона и станции от дру-
гих путей, это так называемое поперечное секциониро-
вание.
При поперечном секционировании на станциях контактную сеть
группы путей выделяют в отдельные секции и питают их электроэнер-
гией от главных путей через секционные разъединители, которые при
необходимости могут быть отключены. Секции контактной сети на со-
ответствующих съездах между главными и группами второстепенных
путей изолируют секционными изоляторами. Этим достигается элект-
рическое разделение каждого главного пути и секций второстепенных
путей, что облегчает схему и устройство защиты и дает возможность
при повреждении или отключении одной из секций осуществлять дви-
жение поездов ио другим секциям и главным путям.
На контактной сети участков переменного тока у тяговых подстан-
ций монтируют два рядом расположенных изолирующих сопряжения
с нейтральной вставкой между ними. Это вызвано тем, что рядом рас-
положенные секции питаются от разных фаз, и даже кратковременное
соединение их между собой, например, через полоз токоприемника,
проходящего по изолирующему сопряжению, недопустимо.
256
9 Зак. 2 [95
257
На подстанции, питающей контактную сеть, предусматривают за-
щиту от токов короткого замыкания в виде быстродействующих авто-
матических выключателей на^линиях постоянного тока и масляных
выключателей на линиях переменного тока.
Кроме того, для защиты контактной сети от токов перегрузки и
коротких замыканий между тяговыми подстанциями устанавливают
посты секционирования. В контактной сети около поста секциониро-
вания также монтируют изолирующие сопряжения, а секции контакт-
ной сети электрически соединяются посредством быстродействующих
автоматических или масляных выключателей, установленных на посту
секционирования,
На двухпутных и многопутных участках выключателями поста
секционирования электрически соединяют контактную сеть парал-
лельно расположенных главных путей. Таким образом, создается схе-
ма узлового питания, при которой электроподвижной состав получает
электроэнергию по контактной сети всех главных путей от двух тяго-
вых подстанций. При схеме узлового питания в случае повреждения на
каком-либо из участков между тяговой подстанцией и постом секцио-
нирования защитная аппаратура отключит сеть только того участка,
где произошло повреждение, а по остальным может продолжаться дви-
жение поездов.
На грузонапряженных двухпутных линиях постоянного тока для
повышения напряжения на токоприемнике предусмотрено параллель-
ное соединение контактных сетей в нескольких местах между тяговыми
подстанциями, которое осуществляется установкой специальных
пунктов параллельного соединения.
Все разъединители контактной сети в зависимости от назначения
и частоты переключений оборудуют электродвигательными (моторны-
ми) для дистанционного управления или ручными приводами. При
этом обязательно моторные приводы должны быть у разъединителей
питающих линий тяговых подстанций, постов секционирования и участ-
вующих в схемах профилактического подогрева и плавки гололеда на
контактной сети. Дистанционно управляют разъединителями^ пунк-
тов, где постоянно находится дежурный персонал: с дистанции контакт-
ной сети, с тяговой подстанции, из помещений дежурного по стан-
ции, парка и депо. На участках с телеуправлением моторные при-
воды разъединителей вводят в систему телеуправления и переключа-
ют их непосредственно с эиергодиспетчерского пункта.
Для каждого’участка электрифицированной линии разрабатывают
схему питания и секционирования "контактной сети, йа которой пока-
зывают расположение: тяговых подстанций и постов секционирования;
пунктов группировки иа станциях стыкования; пунктов параллель-
ного соединения; линий два провода — рельс (ДПР); питающих, от-
сасывающих; линий электропередачи 6 или 10 кВ продольного элект-
роснабжения;” высоковольтных линий автоблокнровки; пересечений
контактной сети воздушными линиями электропередачи ^искусствен-
ными сооружениями; станций и остановочных пунктов.
Отражают также нормальное' положение (включенное или отклю-
ченное) для каждого из разъединителей и его обозначение. Продоль-
258
кые разъединители и соответствующие им изолирующие сопряжения
обозначают обычно первыми буквами русского алфавита А, Б, В, Г и
т. д. Разъединители, устанавливаемые на питающих линиях, — буквой
Ф, поперечные — буквой П. К каждой из указанных букв в случае
необходимости добавляют цифровой индекс, соответствующий, как
правило, номерам путей и направлений. На схемах, кроме того, ука-
зывают номера путей, секционных изоляторов, а также воздушных
стрелок, которые должны соответствовать номерам стрелочных пере-
водов. Условные обозначения, применяемые в этих схемах, следующие:
______—— электрифицированный путь и питающая линия;
.-----—- . — неэлектрифицированный путь;
изолирующее сопряжение анкерных участков;
изолирующее сопряжение с нейтральной встав-
кой;
секционный изолятор;
секционный разъединитель с телеуправлением;
секционный разъединитель- с двигательным (мо-
торным) приводом;
секционный разъединитель с ручным приводом;
секционный разъединитель с ручным приводом
и заземляющим контактом;
разъединитель-заземлитель для плавки гололеда;
пункт параллельного соединения на линиях
постоянного тока;
пункт параллельного соединения на линиях
переменного тока.
При разработке схем питания и секционирования контактной сети
электрифицированной линии используют принципиальные
схемы секционирования, разработанные па основе опы-
та эксплуатации с учетом затрат на сооружение контактной сети.
На промежуточных станциях предусматривают секционирование
контактной сети с обеих сторон станций (рис. 168). Продольные разъ-
единители оборудуют моторными приводами в обеих горловинах. На
Двухпутных участках в пределах станции устанавливают поперечный
секционный нормально отключенный разъединитель П.
Группа путей может быть отделена от главного пути и питаться
через нормально включенный секционный разъединитель /7. Если иа
9* 259
Рис. 168. Схема секционирования контактной сети станции:
а — с количеством электрифицированных второстепенных путей менее трех;
б — с количеством электрифицированных путей три и более
станции имеется путь, предназначенный для погрузочно-разгрузоч-
ных работ, то контактную сеть над ним отделяют от остальных путей
с питанием через секционный разъединитель 3 с заземляющим ножом.
При наличии в одной из горловин станции поста секционирования
продольное разделение контактной сети выполняют, как показано на
рис. 169.
Принципиальная схема питания и секционирования на станции
двухпутной линии постоянного тока при наличии тяговой подстанции
(ТП) показана на рис. 170.
На питающей линии непосредственно у тяговой подстанции уста-
навливают разъединители с моторными приводами и, кроме того,
при длине линии более 150 м у контактной сети дополнительно разъ-
единители с ручным приводом (при длине до 750 м) и с моторным (при
большей длине).
На линиях переменного тока с тяговыми подстанциями в отличие
от линий постоянного тока в одной из горловин монтируют нейтраль-
ные вставки, а разъединители на питающих линиях устанавливают
непосредственно у контактной сети (рис. 171).
Рис. 169. Схема секционирования контактной сети на станции
с постом секционирования
260
Контактную сеть пар-
ков прибытия и отправле-
ния па больших станциях
выделяют в отдельные сек-
ции и нередко подразде-
ляют на группы, что дает
возможность отключать
часть контактной сети пар-
ка для ремонта. Секциони-
рование на станционных
путях по возможности дол-
жно быть выполнено так,
чтобы при отключении од-
ной из секций сохранилась
возможность приема и от-
правления поездов на ос-
тальные секции станций.
В здании депо контактная сеть каждого пути секционируется от-
дельно и имеет индивидуальный секционный разъединитель с зазем-
ляющим контактом. Для обеспечения безопасности при осмотре и ре-
монте подвижного состава эти разъединители снабжают световыми
указателями, устанавливаемыми внутри и снаружи депо над ворота-
ми соответствующего пути и механически или электрически связан-
ными с положением разъединителя.
Выполнение ремонтных и восстановительных работ в процессе
эксплуатации требует временного изменения нормальной схемы пита-
ния и секционирования. Изменение схемы не должно нарушать усло-
вие обеспечения защитой от токов короткого замыкания. Поэтому за-
благовременно разрабатывают специальные схемы конкретно для
каждого участка, предусматривающие, кроме нормального, следующие
режимы работы:
па тяговой подстанции отключены агрегаты и подстанция работает
в режиме поста секционирования;
отключена тяговая подстанция полностью и в связи с этим про-
дольные разъединители контактной сети включены;
отключен пост секционирования и включены в этом районе про-
дольные разъединители контактно^ сети;
Рис. 17], Схема питания и секционирования контактной сети иа станции с тяго-
н^^летаицией пеРеме1Шого тока на двухпутной (а) и на однопутной (б) ли-
261
включены нормально отключенные продольные секционные разъ-
единители контактной сети у тяговой подстанции;
включены поперечные разъединители контактной сети на станции.
Для каждого режима работы рассчитывают токи короткого замы-
кания в наиболее удаленной точке контактной сети. Если при этом
значение тока короткого замыкания получается меньшим или равным
с учетом коэффициента запаса по сравнению с уставкой защиты на пи-
тающей линии тяговой подстанции нли поста секционирования, умень-
шают уставку защиты на время ремонтных работ. На двухпутных и мно-
гопутных участках в этих случаях можно изменить схему питания
и секционирования контактной сети путем параллельного соединения
ее. При этом одну из питающих линий тяговой подстанции отключают,
чем достигается увеличение тока короткого замыкания на оставшейся
в работе питающей линии.
56. ИЗОЛИРУЮЩИЕ СОПРЯЖЕНИЯ И НЕЙТРАЛЬНЫЕ
ВСТАВКИ
Для секционирования контактной сети наиболее распространенной
является трехпролетная схема изолирующего сопряже-
ния анкерных участков (рис. 172). При такой схеме между анкер-
ными опорами устанавливают две переходные опоры, на которых мон-
тируют провода таким образом, чтобы в пролете между переходными
опорами контактные провода были на определенном расстоянии друг
от друга, образуя так называемый воздушный промежуток, обеспечи-
вающий плавный проход токоприемников и одновременно электри-
ческую изоляцию между ветвями подвесок. Расстояние между контакт-
ными проводами принято 550 мм. На ранее электрифицированных и
не защищенных от сильных ветров участках постоянного тока сохра-
няют ранее принятое расстояние 400 мм, а участках переменного то-
ка—500 мм. Увеличение расстояния до 550 мм продиктовано условиями
предотвращения возникновения устойчивой электрической дуги меж-
ду проводами, которая образуется при проходе токоприемников, если
одна из секций контактной сети окажется по тем или иным причинам
обесточенной или заземленной. Контактные провода в переходном
пролете относительно друг друга постепенно повышаются в сторону
анкеровки, находясь на одном уровне в средней части переходного про-
лета. У переходных опор в приподнятые контактные провода и несу-
Рис. 172. Схема изолирующего сопряжения анкерных участков
262
тие тросы, идущие на анкеровку, врезают изоляторы. При этом, чтобы
lie повредить изоляторы, выдерживают расстояние от рабочих контакт-
ных проводов до оси врезного изолятора не менее 400 мм при двойном
контактном проводе и не менее 500 мм при одиночном. Пролет между
переходными опорами изолирующего сопряжения для обеспечения
необходимой ветроустойчивости в сравнении с остальными промежу-
точными пролетами уменьшают.
Для более плавного прохода токоприемника может быть применена
четырехпролетная схема излолирующего сопряжения анкерных участ-
ков. Тогда между анкерными опорами размещают три переходных
опоры, причем на средней опоре контактные провода располагают в од-
ном уровне. На остальных переходных опорах провода подвешивают
так же, как и в трехпролетном изолирующем сопряжении. Переход
токоприемника с одной секции контактной сети на другую в этом слу-
чае происходит в зоне средней переходной опоры, а не в середине про-
лета, как при трехпролетном сопряжении.
Изолирующие сопряжения, как правило, располагают на прямых
участках пути. На двухпутных участках переходные опоры разных
путей смещают вдоль пути относительно друг друга примерно на 5 м
для того, чтобы обеспечить необходимое по технике безопасности рас-
стояние между перекрывающими фиксаторами.
Перемещение контактных проводов, а в компенсированной под-
веске и несущих тросов относительно друг друга осуществляется
поворотными консолями и фиксаторами, которые установлены для
каждой ветви раздельно. При установке одной консоли на переходной
опоре в компенсированной подвеске один или оба несущих троса под-
вешивают на роликах. Анкерные ветви контактных проводов и медных
несущих тросов в целях экономии меди заменяют вставками из ста-
лемедного провода.
Продольный секционный разъединитель, соединяющий электричес-
ки между собой секции контактной сети, монтируют на одной из пере-
ходных опор.
На линиях переменного тока при питании секций разными фазами,
а также в случае питания разным напряжением и при подходах к за-
земленным участкам подвески в искусственном сооружении со стес-
ненными габаритами, где недопустимо замыкание двух секций через
токоприемник, применяют нейтральные вставки.
Нейтральные вставки устраивают из двух изолирую-
щих сопряжений анкерных участков, расположенных последователь-
Но Друг за другом (рис. 173). При проходе нейтральных вставок недо-
пустимо одновременное перекрытие токоприёмниками обоих изоли-
рующих сопряжений. Поэтому длину нейтральной вставки выбирают
больше, чем расстояние между крайними токоприемниками электро-
11ОДвижного состава при любом сочетании. При моторвагонной тяге
Эта длина составляет около 200 м. Если на участке имеется только
электровозная тяга, длину нейтральной вставки принимают равной
50 м.
Электроподвижной состав нейтральную вставку проходит по инер-
ции с отключением тока. Для этого, как показано на рис. 173, устанав-
263
Рис. 173. Изолирующие сопряжения контактной сети с нейтральной
вставкой
ливают предупредительные сигнальные знаки 1 «Отключить ток» за
50 м до начала нейтральной вставки, а также знак 2 «Включить ток»
для электровозов через 50 м и знак 3 для электропоездов через 200 м
после конца нейтральной вставки.
Токоприемник в момент нахождения в пределах изолирующего со-
пряжения замыкает обе секции контактной сети. При этом если заезд
Рис. 174. Устройство для защиты проводов
от пережогов на изолирующем сопряже-
нии;
I — изолирующая трубка иа несущем тросе; 2 —
узел вертикальной фиксации проводов; 3 — дугога-
сящий рог; 4 — изолирующая трубка па контакт-
ных проводах
осуществляется на заземлен-
ный участок и под нагрузкой
на обесточенный участок, в
том числе на нейтральную
вставку, между полозом то-
коприемника и контактным
проводом возникает дуга,
приводящая к пережогу про-
вода, и, более того, разви-
ваясь, она может перебро-
ситься на провод другой сек-
ции с последующим пережо-
гом проводов, В целях пред-
отвращения пережогов кон-
тактных проводов на изоли-
рующем сопряжении при пе-
реходе токоприемников вслед-
ствие возможной разности по-
тенциалов, кроме указанного
увеличения расстояния меж-
ду контактными проводами,
предусматривают и специаль-
ные защиты. На расстоянии
не менее 25 м до изолирую-
щего сопряжения, где нор-
мальное положение продолы
ного секционного разъедини,
теля — отключенное, На ли.
ниях постоянного тока уста,
навливают световой сигналь,
ный указатель «Опустить то.
коприемник». Он представ,
ляет собой светящуюся поло.
су прозрачно-белого цвета на черном щите ромбовидной формы. Нор-
мальное положение этого указателя негорящее. При появлении недо-
цустимой разности потенциалов между двумя секциями па сигиаль-
Ном указателе происходит мигание светящейся полосы^ которая пре-
дупреждает машиниста о необходимости опускания токоприемника.
На расстоянии 300 м до этого указателя устанавливают постоянный
сигнальный знак «Внимание! Токораздел», за изолирующим сопряже-
нием на расстоянии 50 м (при электровозной тяге) и 200 м (при обра-
щении электропоездов) — сигнальный знак «Поднять токоприемник».
Кроме того, на изолирующем сопряжении линий постоянного и
переменного тока (в том числе и при нейтральных вставках) в месте,
где происходит отрыв токоприемника от контактного провода, идущего
па анкеровку, монтируют устройства, предотвращающие возможность
пережога провода в случае возникновения дуги. Это устройство
(рис. 174) состоит из дугогасящего рога 3 или специальных пластин и
изолирующей трубки 4 из полиэтилена, установленных на контактном
проводе. Несущий трос над дугогасящим рогом закрывают полиэтиле-
новой трубкой 1 в целях предотвращения пережога троса при возник-
новении дуги. Вертикальную и горизонтальную фиксации осуществ-
ляют с помощью планки 2. Возникшая дуга между полозом токоприем-
ника и отходящим на анкеровку проводом при этой защите фиксиру-
ется дугогасящим рогом и гасится, не позволяя развиваться и переб-
роситься па провод другой секции.
Кроме указанной защиты, применяют и защиту из специальных
накладок, которые предохраняют контактный провод от разрыва,
принимая на себя нагрузку от натяжения.
Защиту изолирующих сопряжений от пережогов проводов осуще-
ствляют схемами мгновенного автоматического повторного включения,
монтируемыми на тяговых подстанциях и постах секционирования.
При подаче напряжения на обесточенный или заземленный участок
через полоз токоприемника от специального реле напряжения вклю-
чается соответствующий быстродействующий выключатель, который
шунтирует изолирующее сопряжение, тем самым предупреждая воз-
никновение дуги или прекращая ее горение.
57. СЕКЦИОННЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ
На станционных путях, где длина съездов недостаточна для раз-
мещения изолирующих сопряжений, контактную сеть на электрически
независимые друг от друга участки (секции) разделяют секционными
изоляторами. Для различных условий применения разработано не-
сколько конструкций таких изоляторов: малогабаритные и трехпро-
Еодные. В качестве изолирующих элементов в малогабаритных сек-
ционных изоляторах применяют полимерные вставки и стержневые
Фарфоровые изоляторы, в трехироводных секционных изоляторах —
Фарфоровые изоляторы.
На дорогах постоянного тока наибольшее распространение полу-
Чилн секционные изоляторы СИ-2У (рис. 175) и СИ-6. В качестве изо-
265
Рис. 175. Секционный изолятор СИ-2У:
НТ — несущий трос; КП — контактный ировод
266
вИрующнх элементов в этих изоляторах использованы полимерные
сставки 9 длиной 1000 мм из пресс-материал а АГ-4С. У этого изолятора
лкользуны различных ветвей 5 заканчиваются в виде рогов 6 для гаше-
ния дуги. Для предотвращения повреждения электрической дугой на
вставки н другие элементы вблизи рога надевают полиэтиленовые чех-
лы 8. Чтобы проход токоприемника под секционным изолятором в
местах устройства дугогасящих рогов был плавным, рога смещены друг
относительно друга.
При установке в несущем тросе фарфоровых изоляторов 1 между
ними устраивают нейтральную вставку 3 из провода ПБСМ-70, на
которую надевают полиэтиленовую трубку 2. Длину нейтральной
вставки выбирают в зависимости от конструктивной высоты подвески.
При расстоянии между несущим тросом и контактным проводом до
0,5 м длина вставки 1 м, при расстоянии от 0,5 до 1 м увеличивают
длину вставки до 1,5 м и при расстоянии свыше 1 м — до 2 м.
При расстоянии между несущим тросом и контактным проводом
более 1,5 м полиэтиленовая трубка на нейтральной вставке может не
устанавл иваться.
Секционный изолятор с контактным проводом соединяют посред-
ством зажимов средней анкеровки 7, для подвески к несущему тросу
имеются специальные лапки 10, к которым крепят струны 11. На
несущем тросе устанавливают направляющие 4, чтобы обеспечить сколь-
жение струн для исключения температурной разрегулировки секци-
онного изолятора.
Секционный изолятор СИ-6 представляет собой сборку из двух от-
дельных изоляторов, каждый из которых врезают в контактный про-
вод. Каждый изолятор конструктивно выполнен из двух параллельно
расположенных полимерных вставок и направляющих с дугогасящим
рогом между ними.
На дорогах переменного тока применяют секционные изоляторы
ЦНИИ-7МА и ЦНИИ-12. Малогабаритный секционный изолятор
ЦНИИ-7МА (рис. 176) универсальный: он может использоваться на
участках как постоянного, так и переменного тока, на станциях сты-
кования, а также в контактных подвесках с одним и с двумя контакт-
ными проводами. С этой целью воздушные зазоры между скользунами
выбраны исходя из напряжения 25 кВ, а воздушные зазоры между ду-
гогасящими рогами 2 выполнены регулируемыми, чтобы можно бы-
ло их устанавливать оптимальными (при напряжении 25 кВ — 140—
150 мм, при напряжении 3 кВ — 50—80 мм) в зависимости от вели-
чины напряжения в контактной сети. Эти секционные изоляторы обес-
печивают проход по ним токоприемников при скоростях до 160 км/ч.
Изолирующие элементы секционных изоляторов 8 состоят из стек-
лопластикового стержня диаметром 20 мм и защитного трекиигостой-
гюго чехла из фторопластовой трубы. Полозы токоприемников про-
водят по внутреннему 7 и наружным 5 скользунам, выполненным из
отрезков контактного провода. Конструкция секционного изолятора
несимметрична. Однако наличие в нем внутреннего скользуна делает
секционный изолятор практически равноскоростным в обоих направ-
лениях движения поездов. Внутренний и наружные скользуны в вер-
267
Рис. 177. Трехпроводный секционный изолятор переменного тока:
/—несущий трос, 2—изолятор; 3— основной контактный провод; 4— зажим средней анкеровки; 5 — сталемедный трос; 6— натяжная
муфта; 7 — переходный зажим секционного изолятора; 8 — коромысло; 9 — распорка; 10 — вспомогательный контактный провод; Л —
клиновой зажим
269
тикальной плоскости имеют ломаный профиль с возможностью регули-
рования переходных участков этих скользунов по высоте и под углом
с помощью регулировочных устройств (вертикальных 6 н наклонных
4 регулировочных стержней). Над секционным изолятором в несущий
трос врезают полимерный изолятор 7, состоящий из стеклопластиково-
го стержня диаметром 20 мм и защитного трекингостойкого чехла, или
устраивают разнесенную изоляцию.
Изолирующий элемент крепят специальным зажимом <?, а секцион-
ный изолятор в целом соединяют с контактным проводом зажимом
средней анкеровки 9,
В секционных изоляторах ЦНИИ-12 применены полимерные встав-
кй-скользуны, состоящие из стеклопластикового стержня диаметром
12 или 14 мм и защитного чехла из керамических втулок и полимер-
ных шайб. Полимерные вставки-скользуны с износостойким защит-
ным чехлом допускают проход по ним полозов токоприемников.
На контактной сети переменного и постоянного тока могут быть
применены также трехпроводные секционные изоляторы, которые из-
готовляют непосредственно на дистанции контактной сети (рис. 177).
В этих изоляторах к основному контактному проводу подкатывают два
отрезка вспомогательного контактного провода, располагая их по обе
стороны от него в плане на расстоянии 300 мм при переменном токе
и 100 мм при постоянном. С одной стороны оба эти отрезка прикрепля-
ют к основному контактному проводу, а с другой—через изоляторы ан-
керуют на коромысло. С помощью натяжной муфты и отрезков стале-
Рис. 178. Малогабаритный секционный изолятор переменного
тока:
1 — скоба; 2 — тяга,- 3 — изолятор; 4 — контактный провод; 5 — зажим сред-
ней анкеровки; 6— шипа; 7 — направляющий полоз
270
медного троса йа вспомогательные контактные провода передается
примерно половина натяжения основного контактного провода.
Для удаления изоляторов от токоприемника устанавливают спе-
циальные распорки, которые приподнимают изоляторы на 150 мм выше
уровня рабочего контактного провода. К несущему тросу секционный
изолятор подвешивают на струнах. В секционных изоляторах посто-
янного тока этой конструкции применяют изоляторы РС-10, а в не-
сущем тросе—тарельчатые изоляторы ПФ-6. Нормальная длина трех-
проводного секционного изолятора равна 16 м. В отдельных случаях
при укороченных съездах устанавливали трехпроводные секционные
изоляторы длиной 8 м при постоянном токе и 12 м при переменном. По
трехпроводным секционным изоляторам токоприемники могут про-
ходить со скоростью не более 50 км/ч.
На участках переменного тока устанавливают также малогабарит-
ные секционные изоляторы с фарфоровыми изолирующими элемента-
ми (рис. 178). Особенностью их является включение в контактный про-
вод двух расположенных один над другим стержневых изоляторов
(верхний работает на сжатие, нижний — на растяжение) и применение
для прохода токоприемников двух направляющих полозов из уголков.
Недостатком этой конструкции является их большая масса.
58. ПОСТЫ СЕКЦИОНИРОВАНИЯ И ПУНКТЫ
ПАРАЛЛЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ.
СЕКЦИОННЫЕ РАЗЪЕДИНИТЕЛИ И УПРАВЛЕНИЕ ИМИ
Пункты секционирования, обеспечивающие в местах раздела сек-
ций защиту контактной сети от токов перегрузки и короткого замыка-
ния, называют постами секционирования.
На постах секционирования установлены выключатели быстро-
действующие автоматические при постоянном
менном токе. Каждую секцию контактной
сети подключают через указанные выклю-
чатели к общей шине (рис. 179). Эти аппа-
раты обеспечивают отключение токов, пре-
вышающих уставку выключателя, лишь
и масляные при пере-
г/ сг оз м
при условии прохождения тока в' одном
определенном направлении. При корот-
ком замыкании на одной из секций элек-
трический ток пойдет на эту секцию через
выключатель от общей шины, что вызовет
отключение выключателя, по остальным
же секциям направление тока будет к об-
щей шине и выключатели останутся вклю-
ченными. Включение выключателей проис-
ходит автоматически или по телеуправле-
нию при восстановлении напряжения в кон-
тактной сети со стороны тяговой подстанции.
Количество выключателей, устанавлива-
емых на посту секционирования, зависит
Рис. 179. Принципиальная
схема поста секционирова-
ния двухпутной линии:
1 — общая шина; 2 — отключаю-
щий аппарат; 3 — секционный
разъединитель
271
Рис. 180. Принципи-
альная схема пункта
параллельного соеди-
нения двухпутной ли-
нии:
/ — реле контроля напря-
жения; 2 — разъедините-
ли; 3 — быстродействую-
щий выключатель- -i—ре-
ле РДШ
от числа секций. Ранее для постов секциониро-
вания строили специальные кирпичные помеще-
ния. В настоящее время их изготавливают ме-
таллическими и оборудование в них монтируют
на заводе, что значительно ускоряет и облегчает
процесс монтажа.
Дополнительное параллельное соединение
контактной сети между подстанцией и постом
секционирования в одной или двух точках без
продольного секционирования осуществляют
пунктами параллельного со-
единения. Этим обеспечивается сниже-
ние потерь электроэнергии и повышение напря-
жения в контактной сети. Пункты параллель-
ного соединения у тяговой подстанции позво-
ляют снизить рабочие токи на каждый выклю-
чатель подстанции за счет выравнивания токов
нагрузки и этим самым достигают улучшения
условий защиты оттоков короткого замыкания.
Параллельное соединение контактной сети
при постоянном токе выполняют быстродейст-
вующим выключателем ВАБ-28 (рнс. 180). Прн
коротком замыкании на одной из секций кон-
тактной сети срабатывает реле РДШ и в резуль-
тате отключается быстродействующий выклю-
чатель пункта параллельного соединения. При появлении напря-
жения в контактной сети обоих путей быстродействующий выключа-
тель включается.
Пункт параллельного соединения может быть выполнен также с
разъединителями, контакторами или поляризованными быстродейст-
вующими выключателями.
Пункты параллельного соединения для линий переменного тока
выполняют с масляным выключателем.
Секционные разъединители обеспечивают электрическое
соединение и разъединение между собой различных секций. Переклю-
чают эти разъединители специальными приводами вручную или ди-
станционно. Они должны обеспечивать: прохождение максимально
возможного электрического тока; отключение при наличии напряже-
ния на одной или обеих секциях; необходимую электрическую изоля-
цию между секциями в отключенном положении и от заземленных
конструкций.
В целях исключения поджогов иа ножах при возможном возник-
новении электрической дуги во время отключения разъединители по-
стоянного тока оборудуют дугогасящими рогами. Такими же рогами в
отдельных случаях снабжают и разъединители переменного тока.
На линиях постоянного тока применяют секционные разъедините-
ли РСУ-3000/3,3 (рис. 181), рассчитанные на прохождение длитель-
ного тока 3000 А и напряжение 3,3 кВ, Электрический ток проходит
по медному ножу. Разъединители монтируют на специальных штыре-
272
вых изоляторах (КО-400, ОНШ-Ю-2000). Изоляторы устанавливают
на специальной раме вертикально. Один из них является неподвиж-
ным, а второй с помощью специального вала в нижней части может
отклоняться от вертикального положения. При переводе рычагом под-
вижного изолятора в наклонное положение нож выходит из губок и
разрывает цепь. Плотное зажимание ножа между губками обеспечи-
вается стальными пружинами. Провода к каждой головке разъедини-
теля присоединяют болтовыми зажимами, рассчитанными на четыре
провода сечением до 120 мм2 каждый.
Если требуется при отключении разъединителя одновременно за-
землить отключаемую секцию, секционный разъединитель оборудуют
дополнительно заземляющим ножом,который крепится к подвижному
контакту. Этот нож при отключении входит в губки, закрепленные на
раме разъединителя.
На линиях переменного тока используют секционные разъедини-
тели РЛНД-35/1000, которые распространены на линиях электропере-
дачи и подстанциях напряжением 35 кВ. Указанные разъединители
рассчитаны на прохождение длительного тока 1000 А и напряжение
до 35 кВ. Эти разъединители смонтированы на двух стержневых изоля-
торах ОНС-35-500. Включается и отключается разъединитель с по-
мощью одновременно вращающихся двух изоляторов, связанных тя-
гой, которая соединяет рычаги у основания разъединителя. Рычаги
приварены к валам, которые в свою очередь соединены с изоляторами
и поворачивают их. Изоляторы вращаются таким образом, что укреп-
ленные на их головках полуножи поворачиваются в одну и ту же сто-
рону. При включенном положении разъ-
единителя один из полуножей входит в
пальцевые контакты, находящиеся на
конце другого полуножа. На головках
изолятора шарнирно укреплены кон-
тактные выводы, связанные с полуно-
жами гибкими проводниками из ленточ-
ной меди.
При необходимости заземляющий
нож располагают на специальном валу
со стороны полуножа с пальцевыми кон-
тактами. Вал заземляющего ножа вра-
щается в подшипнике, установленном
на основании разъединителя. При вклю-
чении заземляющего ножа его пальце-
вые контакты соединяются с контактом,
закрепленным на полуноже. Соединение
Рнс. 181. Секционный разъеди-
нитель постоянного тока
РСУ-3000/3,3:
I — заземляющий нож; 2 — подвиж-
ный изолятор; 3 — дугогасительпыс
рога; 4—главные контакты; 5 —
контактный вывод; 6 — неподвиж-
ный изолятор; 7 *— опорная рама
заземляющего ножа с заземленным ос-
нованием для надежности контакта вы-
полнено гибкой ленточной медью.
Разъединители устанавливают на
опорах контактной сети, как правило,
на специальных выносных кронштейнах;
к проводам контактной сети их присо-
273
едипяют медными проводами, причем к подвижным контактам присо-
единяют гибкие провода МГ. При необходимости эти провода закреп-
ляют на опорных изоляторах, что увеличивает надежность крепления.
Включаются и отключаются секционные разъединители приводами,
установленными внизу опоры и соединенными с рычагами разъеди-
нителя системой шарнирно связанных между собой труб или тросовы-
ми тягами. На линиях переменного тока для разъединителей без за-
земляющего ножа применяют ручные приводы ПРН-110 и для разъ-
единителей с заземляющим ножом — ПРНЗ-35 и ПРН-220.
Для дистанционного переключения секционных разъединителей
как при постоянном, так и переменном токе используют универсаль-
ный двигательный (моторный) привод УМП-И (рис. 182). Меха-
низм 2 привода установлен в литом чугунном корпусе 1 и закрыт
крышкой 3. Привод работает от сети переменного тока напряжением
220 В и состоит из электродвигателя УЛ-062 мощностью 270 Вт и час-
тотой вращения 8000 об/мин, редуктора, фрикциона и блокировок.
Масса привода 60 кг. Надежная работа моторного привода обеспечи-
вается при напряжении не менее 160—170 В. На линиях постоянного
тока моторный привод устанавливают на опоре и комплектуют рыча-
гом, к которому присоединяют трубчатые или тросовые тяги, идущие
к разъединителю. На линиях переменного тока привод устанавливают
на выносном кронштейне, выходной вал 4 соединяют муфтой с трубча-
тым валом, соединенным с разъединителем. Моторный привод позволя-
ет переключать разъединители вручную поворотом вала при открытой
крышке, дистанционно с пульта управления и по телеуправлению.
Дистанционное управление осуществляют с универсального пульта
управления ПУУ-II, который монтируют на пластмассовом основании
и закрывают крышкой из того же материала. Ручка пакетного пере-
ключателя предназначена для переключения на режим телеуправле-
ния или дистанционного управления с пульта. Пуск моторного при-
вода осуществляют кнопкой, предварительно поставив ручку пакет-
ного переключателя на управление с пульта. Сигнальные лампы пока-
зывают положение секционного разъединителя. При отключенном по-
ложении горит зеленая лампа и при включенном — красная. Для осу-
ществления дистанционного управления между пультом управления
и приводом секционного разъединителя проложены трн провода.
Рис. 182. Двигательный (моторный) привод УМП-11
274
К -защите напряжению для подстанций
переменного тона
К защите от замыканий на землю для оад-
тр станции постоянного тока.
| Моторный при8од\
Линия
^220 8
{ Пульт управления
Рис. 183. Схема управления двигательным приводом
Рассмотрим схему дистанционного управления, показанную для
отключенного положения разъединителя (рис. 183). Питание подается
на пульт управления через предохранители. При положении, показан-
ном на схеме, якорь Д и обмотка возбуждения двигателя не получают
достаточного напряжения из-за сопротивления резистора и на
пульте управления горит зеленая лампа ЛО. Для включения перево-
дят в положение «Включено» переключатель ПЛ, нажимают пусковую
кнопку КЛ, шунтируя этим резистор R2. Электродвигатель Д прихо-
дит в движение, включая секционный разъединитель, и его переключа-
тель ЛД займет положение, противоположное показанному на схеме.
После отпускания кнопки КП загорится красная сигнальная лам-
па ЛВ. Для отключения разъединителя поворачивают переключатель в
положение «Отключено» и нажатием пусковой кнопки КП шунтируют
резистор R1. Электродвигатель приходит в движение, отключая сек-
ционный разъединитель, а переключатель двигателя вновь примет
исходное положение, показанное на схеме. В схеме имеется автомати-
ческий выключатель АВ, защищающий двигатель от коротких замыка-
ний и перегрузок. Блок-контакт БД исключает возможность включения
электродвигателя при открытой дверце привода. Блок-контакты БЗ
не допускают включение электродвигателя привода с пульта при вклю-
ченном заземляющем ноже. При включении пульта в систему телеуп-
равления к нему присоединяют специальную приставку (стойку) те-
леуправления.
59. СТЫКОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО
И ПОСТОЯННОГО ТОКА
Наличие двух систем электрической тяги—переменного и постоян-
ного тока—требует сооружения станций стыкования, на которых осу-
ществляется смена локомотивов соответствующей тяги. Для этого кон-
тактную сеть стыковой станции разбивают на секции так, чтобы была
276
возможность питания отдельных секций как переменным, так и посто-
янным током (рис. 184); или используют электр он сдвижной состав
(э. п. с,), способный работать как на переменном, так и на постоян-
ном токе.
На станциях стыкования имеются группы изолированных секций
контактной сети: постоянного тока, переменного тока и переключае-
мые, в которые при необходимости может быть подано напряжение
постоянного или переменного тока.
Секционирование групп постоянного и переменного тока выполня-
ется так же, как и контактной сети станций и парков, электрифици-
рованных на постоянном или переменном токе. В переключаемой груп-
пе количество секций должно быть минимально необходимым для обес-
печения поездной и маневровой работы. При этом предусматривают
параллельные маршруты на разных родах тока.
Контактную сеть с одного рода тока на другой переключают спе-
циальными переключателями с моторными приводами, устанавлива-
емыми на пунктах группировки. Пункты группировки получают пи-
тание от тяговой подстанции постоянно-переменного тока, расположен-
ной на этой же станции. Питающие линии тяговой подстанции соот-
ветствующего тока подключают к контактной сети обеих горловин стан-
ции стыкования и прилегающих перегонов, а в районе переключения—
к пунктам группировки (рис. 185). К каждому пункту группировки
подведены по две питающих линии переменного и постоянного тока.
Питающие линии к шине переменного тока подключают разъедини-
телями РЛНД-35/1000, а к шине постоянного тока — разъединителя-
ми РС-3000/3,3 с дистанционным управлением.
Разъединители монтируют на опорах контактной сети, располо-
женных вблизи пунктов группировки переключателей. Кроме шин
переменного и постоянного тока, в пункте группировки предусмотре-
на резервная шина, получающая питание через резервный переключа-
тель, с двух сторон от которого имеются разъединители. Наличие ре-
зервной шины дает возможность заменить любой переключатель ре-
зервным.
Рис. 184. Упрощенная схема питания и секционирования контактной сети стан-
ции стыкования:
,4 и Б — парки путей; I и //—главные пути; ПГ — пункт группировки; /, 2 — тупики отстоя
электровозов соответственно постоянного и переменного тока; 3, 4 — питающие линии соот-
ветственно постоянного и переменного тока; 5 — переключатель систем тока
276
Рнс. 185. Схема коммутации пунктов группировки и зашиты станции стыкования
Для защиты оборудования устройств электроснабжения и э.п.с.
постоянного тока при попадании на них напряжения переменного то-
ка имеется аппаратура защиты стат-щий стыкования (ЗСС). При попа-
дании импульса напряжения переменного тока па вентильный раз-
рядник 6 увеличенная амплитуда импульса подается через трансформа-
тор запала 4 на вспомогательный электрод защитного искрового про-
межутка 2, который, срабатывая, шунтирует вентильный разрядник
и соединяет защищаемый участок с землей. При этом через искровой
промежуток проходит ток короткого замыкания до срабатывания за-
щиты.
Разделяющий конденсатор 5 установлен для предотвращения ко-
роткого замыкания через первичную обмотку трансформатора запала,
имеющую малое сопротивление. Сглаживающий конденсатор 1 умень-
шает амплитуды набегающих на аппаратуру защиты волн атмосферных
и коммутационных перенапряжений. Кроме того, запасенная в кон-
денсаторе энергия позволяет после пробоя искрового промежутка вен-
тильного разрядника получать более крутой импульс напряжения,
что способствует более четкому срабатыванию защиты.
Для контроля за срабатыванием защиты ЗСС в цепи заземления
установлено реле 3, которое при прохождении по нему тока в момент
перекрытия искрового промежутка замыкает свои контакты. В резуль-
тате на щитке сигнализации, установленном па посту маршрутно-ре-
лейной централизации (МРЦ), звонит звонок и выпадает соответству-
ющий сигнальный флажок.
Для исключения ошибочной подачи на отдельные секции контакт-
ной сети тока, не соответствующего находящемуся там э.п.с., а также
выезда э.п.с. на секции контактной сети, куда подан ток другой систе-
мы, переключатели блокируют: между собой, с устройствами цент-
рализованного управления стрелками, с сигналами станции стыкова-
277
Переменный тон 27,5 кв 2 Постоянный ток 3,5кв
Рис. 186. Переключатель контактной сета выкатного типа:
1, 3—крайние контакты; 2 — средний контакт; 4 — тележка; 5 — контакт присоединения к шинам; 6— головка
подвижного контакта; 7 — механизм доводки и блокировки; 8— контактор; 9 — привод переключателя; 10 — электро-
двигатель; 11 — редуктор; /2 — кривошип; /3 — кулиса; 14 — ручной привод; 15 — стопор
278
ния- Управление переключателями включают в единую систему марш-
рутно-релейной централизации станции.
Таким образом, дежурный поста при подготовке маршрута одно-
временно с установкой стрелок и сигналов в требуемое положение вы-
полняет соответствующее переключение контактной сети. Напряже-
ние в секции контактной сети в районе переключений подается в зави-
симости от рода тока проходящего электровоза. Если на переключае-
мый путь вошел электровоз, то переключить напряжение в данной сек-
ции уже нельзя до его выхода, а открыть сигнал для выхода возможно
лишь при условии подачи на смежную секцию того же рода тока. После
отцепки электровоза от состава и выхода его с секции напряжение в.
секции может быть переключено на другое, даже если путь остается
занятым вагонами. Это обеспечивается посредством специальной сис-
темы счета заездов электровозов как само движущейся единицы.
На станциях стыкования применяют переключатели двух типов—
малогабаритные для установки как на открытом воздухе, так и в по-
мещении, н выкатного типа для внутренней установки в неотапливае-
мом помещении. Переключатели рассчитаны на длительный ток 1000А
прн напряжении 3,3 кВ постоянного тока и 300 А при напряжении
27,5 кВ переменного тока.
Малогабаритный переключатель имеет три розеточных контакта,
в которые входит токоведущий стержень, перемещаемый направ-
ляющей изолирующей тягой. Крайние розеточные контакты план-
ками присоединяют соответственно к линиям постоянного и пере-
менного тока, а средний — к переключаемой секции контактной сети.
Находясь в одном из крайних положений, токоведущий стержень
подключает переключаемую секцию к напряжению постоянного или
переменного тока. Крайние контакты расположены в дугогасительных
камерах, которые имеют выхлоп в атмосферу и предназначены для
гашения дуги при переключениях. Переключатель приводит в дейст-
вие стрелочный привод СПВ-5 м.
Переключатель выкатного типа (рис. 186) смонтирован на тележке
и имеет три неподвижных контакта: крайние, присоединенные посред-
ством контактов к шинам переменного и постоянного тока, и средний —
к шине, соединенной с переключаемой секцией контактной сети.
Средний контакт связан гибким шунтом с головкой подвижного кон-
такта. Привод переключателя посредством кулисы перемещает под-
вижной контакт из одного крайнего положения в другое до соприкос-
новения с одним из неподвижных контактов. Для возможности уста-
новки переключателя в среднее положение имеется ручной привод.
В случае неисправности он может быть заменен резервным, находя-
щимся в том же распределительном устройстве.
XV РЕЛЬСОВЫЕ ЦЕПИ, ЗАЗЕМЛЕНИЯ,
ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА И ОГРАЖДЕНИЯ
60. УСТРОЙСТВО РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ НА УЧАСТКАХ ПОСТОЯННОГО
И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. ОТСАСЫВАЮЩИЕ ЛИНИИ
На электрифицированных железнодорожных линиях постоянного
и переменного тока в качестве обратного провода используют рельсы
Р43, Р50, Р65 и Р75.
Тяговый ток, возвращаясь па тяговую подстанцию по рельсам, при
недостаточной изоляции рельсов от земли растекается по земле. Такой
ток называют блуждающим.
Для ограничения утечки тяговых токов в землю и тем самым сни-
жения вредного воздействия блуждающих токов на подземные соору-
жения принимают меры по увеличению переходного сопротивления
между рельсами и землей и уменьшению сопротивления рельсовой
цепи.
Изоляции рельсов от земли способствуют щебеночный балласт,
просвет между подошвой рельса и поверхностью балласта размером
не менее 3 см, железобетонные или деревянные шпалы, пропитанные
антисептическими материалами. Все присоединенные к рельсам зазем-
ляющие провода и соединители изолируют от земли и металлических
и железобетонных сооружений. Все неэлектрифицированные пути от-
деляют от электрифицированных двумя изолирующими стыками, ус-
тановленными в каждую рельсовую нить так, чтобы исключалась
возможность замыкания подвижным составом неэлектрифицированных
путей с электрифицированными. В местах примыкания к электрифи-
цированным путям тупиков, не используемых для прохождения тяго-
вых токов, устраивают по одному изолирующему стыку в каждой рель-
совой нити.
Для уменьшения сопротивления рельсовой цепи на электрифици-
рованных линиях устанавливают стыковые электричес-
кие соединители из отрезков гибкого медного провода сече-
нием не менее 50 мм2 при переменном и не менее 70 мм2 при постоянном
токе с двумя наконечниками, привариваемыми электросваркой или
термитным способом к головкам рельсов. Поверхность контакта в месте
приварки принята не менее 250 мм2. Состояние рельсовых стыков
проверяют стыкомером или с помощью двух милливольтметров, кото-
рыми определяют сопротивление неизолированного рельсового стыка
по отношению к сопротивлению рельса. Это сопротивление не должно
превышать сопротивления 3 м целого рельса при длине рельсов 12,5 м и
6 м при длине рельсов 25 м и более и на уравнительных рельсах бес-
стыкового пути.
На электрифицированных линиях, где рельсы не используют для
цепей сигнализации, централизации и автоблокировки (СЦБ), устра-
ивают междурельсовые и междупутные элект-
рические соединители (рис. 187, а) нз стального провода
диаметром 12 мм или стальной полосы 40x3 мм. Они прокладываются
280
изолированно от земляного
полотна и балласта. Меж-
ду рельсовые соединители
устанавливают через каж-
дые 300 м, а междупут-
ные — через каждые 600 м.
На электрифицирован-
ных линиях,оборудованных
автоблокировкой или элек-
трической централизацией
с использованием обеих
рельсовых цепей (что обыч-
но применяют на перего-
нах и главных путях про-
межуточных станций), для
выделения блок-участков
устраивают изолирующие
стыки. Для создания пути
тока в обход изолирую-
щих стыков устанавливают
дроссель - транс-
форматоры (рис. 187, б).
Большое индуктивное со-
противление обмоток дрос-
се л ь - тр а нсфо р м ато ров де-
лает невозможным перете-
кание переменного тока,
применяемого в устройст-
вах СЦБ, с одного рельса
на другой. Большое индук-
тивное сопротивление соз-
дается в результате сложе-
I путь
—
Рис. 187. Схемы электрических соединителей
в рельсовой цени на участках без автоблоки-
ровки (а), оборудованных автоблокировкой с
двойными рельсовыми целями (б), то же с оди-
ночными рельсовыми цепями (в);
/ — стыковой электрический соединитель; 2 — между-
рельсовый электрический соединитель; 3 — междупут-
ный электрический соединитель; 4 — изолирующий
стык; 5 — дроссель-трансформатор; 6 — продольный
электрический соединитель; 7 — рельсовая нить для
CI.IB; 8 — электротяговая рельсовая пить
ния магнитных потоков при
одном направлении тока в обеих половинах обмотки дроссель-транс-
форматора. Для постоянного тока обмотки дроссель-трансформаторов
представляют незначительное сопротивление и каждая пара дрос-
сель-трансформаторов с объединенными средними точками обеспечи-
вает надежное соединение. На линиях переменного тока тяговый ток
также свободно проходит через обмотки дроссель-трансформаторов и
перемычку между средними точками, так как тяговые токи в двух по-
ловинах каждого трансформатора имеют противоположное направле-
ние, вследствие чего магнитные потоки, наводимые этими токами, ком-
пенсируют друг друга. Путь протекания тягового тока через дрос-
сель-трансформаторы на рисунке показан стрелками.
На линиях переменного тока в отличие от частоты 50 Гц, на кото-
рой работает электрическая тяга, для лучшей избирательности в уст-
ройствах СЦБ используют частоту 25 или 75 Гц. Предпочтительной
является частота 25 Гц, при которой возможно резервирование лита-
ния автоблокировки от линий ДПР.
281
На линиях постоянного тока принимают частоты 50 и 25 Гц. Более
предпочтительна частота 25 Гц, отличная от промышленной и этим
самым создающая условия более надежной работы устройств СЦБ.
Параллельное соединение путей при применении дроссель-транс-
форматоров обеспечивают установкой соединителен между средними
точками через два изолирующих стыка на третий.
При однойиточпых рельсовых цепях СЦБ на станциях для тяго-
вых токов отводят одну из ниток на каждом пути. В этом случае у каж-
догоизолирующего стыка осуществляют переход цепи СЦБ с одной рель-
совой нити на другую. Для обеспечения прохождения тягового тока
в местах изолирующих стыков с одной электротяговой рельсовой нити
на другую устанавливают продольный электрический соединитель
(рис. 187, в). Междупутные соединители в этих случаях располагают
Рис. 188. Отсасывающие транс-
форматоры и провода обратно-
го тока:
7—контактная сеть; 2— отсасыва-
ющий трансформатор; 3 — провод
обратного тока; 4—рельсовая цепь
в горловинах станции, в пунктах присо-
единенных отсасывающих проводов и
через каждые 400 м пути.
На линиях переменного тока для ог-
раничения индуктивного влияния тяго-
вого тока на устройства связи приме-
няют в отдельных случаях отсасы-
вающие трансформаторы
и провода обратного тя-
гового тока, подключаемые па-
раллельно рельсам. Отсасывающие
трансформаторы (рис. 188, а) имеют ко-
эффициент трансформации, равный еди-
нице. Первичную обмотку такого транс-
форматора подключают в пределах изо-
лирующего сопряжения в рассечку кон-
тактной сети, а вторичную — в рассечку
провода обратного тока. Расстояние
между трансформаторами принимают
4—6 км. Провода обратного тока подве-
шивают по опорам контактной сети и в
середине между трансформаторами при-
соединяют к рельсу (рис. 188, б). Благо-
даря такой схеме тяговый ток, переходя
из рельсовой цепи, в основном протекает
в обратном проводе. Угол сдвига тока в
обратном проводе относительно тока в
контактной сети около 180°, что сущест-
венно снижает наведенную электродви-
жущую силу (э. д. с.) на параллельно
расположенные провода.
Отсасывающие линии у тяговых под-
станций присоединяют непосредственно
к тяговым рельсовым нитям и в этом
месте устраивают междупутное электри-
ческое соединение. На участках сдвухни-
282
Рис. 189. Примерная потенциальная диаграмма:
Л 2, 3 — соответственно катодная, знакопеременная и анодная зоны; Л и Б — тяговые
подстанции (штриховая линия — среднее значение положительных потенциалов;
штрихпупктириая — то же отрицательных; сплошная — то же потенциала рельс —
земля)
точными рельсовыми цепями отсасывающие линии присоединяют к сред-
ним точкам дроссель-трансформаторов, установленных у ближайшего
к тяговой подстанции изолирующего стыка, В этих местах также уст-
раивают междупутное электрическое соединение. Отсасывающие линии
переменного тока выполняют двумя параллельными нитями, используя
рельсы подъездного пути, соединенные с контуром заземления подстан-
ции и перемычку между заземленной фазой трансформаторов и рель-
сами станционных путей. Отсасывающие линии, которыми присоеди-
няют рельсовые нити к тяговым подстанциям, выполняют воздушны-
ми или кабельными, при этом они должны быть изолированы от зем*
ли и иметь изоляцию не менее чем на 1000 В, Воздушные отсасываю-
щие линии располагают по тем же опорам, ниже питающих линий.
При прохождении поездов на линиях постоянного тока между
рельсами и землей создается разность потенциалов (рис. 189). Зоны
потенциалов подразделяются на катодную 7, где рельс по отношению
к земле имеет отрицательный потенциал, что характерно для мест
около тяговых подстанций, так как ток из земли стекает к рельсу;
анодную 5, где рельс имеет положительный потенциал, что харак-
терно для середины фидерной зоны, так как ток от рельса стекает
в землю, и знакопеременную 2, где потенциал рельса может менять-
ся. При рекуперативном торможении на спусках, когда электриче-
ская энергия от двигателей поступает в контактную сеть, в зависи-
мости от значения тока рекуперации катодная зона может быть и в
середине фидерной зоны.
61. НАЗНАЧЕНИЕ ЗАЗЕМЛЕНИЙ И ИХ УСТРОЙСТВО
Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и
других лиц и увеличения надежности защиты контактной сети от то-
ков короткого замыкания применяют защитное заземление.
Устройства, которые могут оказаться под напряжением вследствие
283
нарушения изоляции и соприкосновения их с оборванными прово-
дами, присоединяют к электротяговым рельсовым нитям илн средним
точкам дроссель-трансформаторов. Такое заземление обеспечивает
малое сопротивление токам короткого замыкания и надежное от-
ключение быстродействующей защиты контактной сети.
Заземляют все металлические опоры контактной сети, консоли, крон-
штейны, хомуты оттяжек и металлические конструкции, предназна-
ченные для крепления изоляторов контактной сети, ЛЭП6-35кВ и
ДПР на железобетонных опорах и искусственных железобетонных и
каменных сооружениях.
На деревянных опорах и конструкциях заземляют приводы сек-
ционных разъединителей и компенсаторы. Арматуру крепления изо-
ляторов заземляют в тех случаях, если расстояние по деревянным
конструкциям менее 400 мм до оттяжек и других металлических уст-
ройств, соединенных с землей. Кроме того, заземлению подлежат все
металлические конструкции н сооружения (мосты, путепроводы, све^
тофоры, отдельно стоящие опоры, гидроколонки, крыши зданий и т. и.),
расположенные от частей контактной сети, находящихся под напря-
жением, на расстоянии менее 5 м в плане, а при переменном токе и на
большем расстоянии в зависимости от возможного значения опасно-
го наведенного напряжения (см, гл, XIX).
Искусственные металлические сооружения, ригели, неизолиро-
ванные гибкие поперечины, перекрывающие электрифицированные
пути, для исключения перетекания по ним обратного тока и нару-
шения действия устройств СЦБ заземляют только с одной стороны.
Защитные заземления бывают как индивидуальные, так и груп-
повые.
Индивидуальные заземления выполняют сталь-
ным прутком диаметром не менее 12 мм при постоянном токе и не ме-
нее 10 мм при переменном. К заземляющему проводнику плашечны-
ми зажимами присоединяют все конструкции, подлежащие заземлению.
По железобетонной опоре заземляющий спуск прокладывают с поле-
вой стороны в натянутом положении и изолируют от поверхно-
сти опоры с помощью деревянных прокладок (рис. 190, а). На лини-
ях переменного тока, где электрокоррозионное воздействие тока на
арматуру незначительно, используют заземляющий проводник, про-
ложенный внутри опоры (рис. 190, б). В этих случаях присоединяют
заземляющий провод к специальным выводам, имеющимся в верх-
ней и нижней частях опор. У металлических опор заземляющий про-
водник крепят непосредственно к уголку в нижней части опоры
(рис, 190 е). Прокладку заземляющего проводника к рельсу осу-
ществляют на полу шпалах с двукратным покрытием его кузбасским
лаком, что обеспечивает изоляцию от земли. Проводник к рельсу
крепят у подошвы с помощью крюкового болта (рис. 191), обеспечи-
вая резьбовой затяжкой хороший контакт. При болтовом креплении
рельсов на железобетонных шпалах эти болты могут быть использо-
ваны для присоединения заземления.
На станциях с однойиточпыми рельсовыми цепями заземления при-
соединяют к ближайшей электротяговой нити. На участках с авто-
284
Рис. 190. Схема заземления конструкций на железобетонной и металлической опорах:
а — железобетонная опора при постоянном токе; б — железобетонная опора при переменном токе; в - металлическая опора^ 1—полу-
шпала; 2 — заземляющий проводник; 3 — деревянная прокладка; 4—кронштейн низковольтных проводов; 5 — кронштейн линии
электропередачи; 6 — консоль: 7—выводы заземляющего проводника; 8 — кронштейн проводов ДПР
285
Рис. 191. Присоедине-
ние заземляющего
проводника к рельсу:
1— зажим заземления;
2 — заземляющий провод-
ник; 3 — крюковой болт
блокировкой при двухяиточяых рельсовых де.
пях заземляющие проводники опор присоеди- ]
няют к ближайшим, рельсовым нитям, причем i
особое внимание обращают на то, чтобы в пре- ;
делах каждого блок-участка во избежание иару-
шения действия автоблокировки все заземляю- ;
щие проводники были присоединены к одной
рельсовой нити.
В наиболее ответственных случаях делают .
двойные заземления. Так, двойными заземляю-
щими проводниками оборудуют мосты, путе- .
проводы, пешеходные и сигнальные мостики,
опоры контактной сети, расположенные в обще-
доступных местах, посадочные платформы и др у-
гие места посадки и высадки пассажиров, пере-
езды и переходы на уровне железнодорожных
путей, места систематической погрузки и вы-
грузки, также опоры, на которых установлены
разъединители, разрядники, высокочастотные
заградятели — запирающие и согласовывающие
контуры и сопротивления волноводного провода радиосвязи. На
железобетонных опорах второй заземляющий проводник присоеди-
няют от нижнего хомута до' рельса, при установке разъедините-
лей — от привода разъединителя, при установке разрядников —
на всем протяжении и начиная от конструкции разрядника. Места
присоединения двойных заземлений к рельсу располагают на рас-
стоянии не более 200 мм друг от друга.
В целях сокращения мест присоединения к рельсу устраивают
групповые заземления. Групповыми заземлениями в пер-
вую очередь оборудуют опоры контактной сети, стоящие в выемках
за кюветом; на пассажирских платформах или за ними; в горловинах
станций и у воздушных промежутков в зоне расположения разъеди-
нителей с моторными приводами дистанционного управления; на стан-
циях в местах погрузки и выгрузки; опоры питающих линий и другие
опоры, удаленные от железнодорожных путей.
Групповые заземления (рис. 192) выполняют из проводов сечением
не менее 70 мм2, которые соединяют группу рядом стоящих опор,
прокладывают их на высоте обычно 5—6 м с натяжением в тросе 3,5—
4 Н. Соединенную таким образом группу опор заземляют в одном месте
двойным заземляющим спуском, как правило, к средней точке дрос-
сель-трансформатора или непосредственно к рельсу.
По условиям электрического сопротивления цепи опора — рельс
в целях обеспечения надежного срабатывания защиты длину проводов
группового заземления для группы опор определяют расчетом сог-
ласно «Методике проектирования группового заземления опор контакт-
ной сети через диодные заземлители на участках постоянного тока
3,3 кВ». Максимальная длина троса группового заземления не должна
превышать при постоянном токе для металлических 1200 м и 600 м для
железобетонных опор. Провода заземляют в середине с таким расче»
286
том, чтобы расстояние до крайней заземленной на групповой трос опоры
было для железобетонных опор не более 600 м и металлических — не
более 300 м. Может быть применена и Г-образная схема подключения
с соблюдением указанных расстояний от места заземления до крайней
заземленной иа трос опоры. Прн переменном токе по условиям допу-
стимого значения наведенного напряжения длину секции принимают
не более 400 м и заземляют ее так, чтобы расстояние до крайней опоры
было не более 200 м. Опоры питающих линий могут быть заземлены
и к проводам отсасывающей линии. Защитные заземления опор кон-
тактной сети создают для блуждающих токов цепь рельс — опора —
фундамент — земля, приводящую к электрической коррозии анкерных
болтов фундаментов и арматуры железобетонных опор. Для предотвра-
щения этого явления иа металлических опорах изолируют анкерные
болты от опоры изолирующими шайбами и прокладками.
С этой же целью в индивидуальные заземления устанавливают ис-
кровые промежутки, а на линиях постоянного тока в устойчивых
анодных и знакопеременных зонах (см. рис. 189) опоры контактной
сети оборудуют групповым заземлением с диодными заземлителями.
Протяженность катодной зоны принимают равной примерно г/8 части
длины межподетанционной зоны с каждой стороны тяговой подстан-
ции и в условиях эксплуатации уточняют измерениями.
Циодный заземлитель 3 подключают к тросу 2 по Т-образной схеме
(рис. 193), а секционирующие изоляторы 7 для исключения шунтиров-
ки рельсовых цепей устраивают напротив дроссель-трансформатора и
при необходимости в зависимости от длины в других местах. Если
среди железобетонных опор имеются опоры с оттяжками, то расстояние
от диодного заземлителя до них не превышает 300 м.
Опоры с роговыми разрядниками и секционными разъединителями
не^’под единяют к тросу группового заземления.
4 5
Рис. 192. Схема группового заземления;
1 — опора; 2— роговой разрядник; 3 — присоединение к дроссель-трансформатору; 4— плат-
форма; 5 — место присоединения к рельсу; 6 — жесткая поперечина; 7 — изолятор
287
коротком замыкании и дающих импульс на отключение быстродейству-
ющих выключателей в случае короткого замыкания на контактной сети.
Кроме защитных заземлений на контактной сети, применяют р а -
б о ч и е заземления. Их устанавливают для комплектных транс-
форматорных подстанций, сигнальных указателей «Опустить токо-
приемник» и т, и. В этих случаях, как и для отсасывающей линии тяго-
вой подстанции, без предварительного отключения оборудования особо
опасно отсоединять заземление от рельса, С тем чтобы отличить ра-
бочее заземление от защитного, на зажиме заземления наносят знаки
опасности в виде красной стрелы.
Рис. 193. Схема группового заземления с диодными заземлите-
лями:
/ — изоляторы, секционирующие трос группового заземления; 2 — трос груп-
пового Btiae.Aijieiiuu; 3 — диодный заземлитель; 4 — дросссль-трапсформагор
Конструкция разрядников, приводы разъединителей и заземляю-
щие спуски к рельсу изолируют от опоры и подсоединяют наглухо на
рельс, В тягу привода секционного разъединителя врезают изолирую-
щую вставку. Металлические поддерживающие устройства и кронш-
тейны этих опор заземляют на рельс через искровой промежуток с про-
бивным напряжением 800—1200 В,
Опоры с низким сопротивлением (менее 10 Ом) при длине троса
более 600 м исключают из группового заземления опор и подсоединяют
индивидуально к рельсу через искровой промежуток с пробивным на-
пряжением 800—1200 В или принимают меры по повышению изоляции
этих опор.
На линиях постоянного тока при наличии на искусственном соору-
жении, пешеходных мостах и опорных устройствах проводов освеще-
ния и других проводов переменного тока имеется опасность попадания
токов промышленной частоты через заземляющие проводники в рель-
совые цепи. Для предотвращения этой опасности и предупреждения
электрокоррозии сооружения или опорного устройства устраивают так
называемые нейтральные вставки, т. е. врезают между основной изо-
ляцией и заземленными частями дополнительную изоляцию сопротив-
лением не менее 1000 Ом, Все нейтральные элементы между основной
и дополнительной изоляцией соединяют одним общим заземляющим
проводником сечением не менее 50 мм3 (по меди), которой прикрепляют
наглухо к рельсу.
Металлоконструкции сооружения, моста или опорного устройства
при выполнении таких нейтральных вставок заземляют на рельс уже
не наглухо, а через искровые промежутки с пробивным напряжением
800—1200 В.
Защита контактной сети от токов короткого замыкания может
быть обеспечена и без заземления конструкций на рельсовые цепи.
В этом случае все опоры контактной сети на протяжении мсжподстан-
ционной зоны соединяют тросом или проводом, который подключают
на тяговых подстанциях и постах секционирования к быстродействую-
щим выключателям. Напряжение, попадающее на этот дополнитель-
ный трос или провод, воздействует на отключение быстродействую-
щих выключателей. Наряду с защитами прямого действия испытывают
схемы, основанные на принципе косвенного действия с использова-
нием датчиков, регистрирующих явления переходных процессов при
62. ИСКРОВЫЕ ПРОМЕЖУТКИ
И ДИОДНЫЕ ЗАЗЕМЛИТЕЛИ
Для снижения блуждающих токов, обеспечения надежной работы
автоблокировки и контроля целостности рельсов при автоблокировке
в заземления опор включают искровые промежутки и диодные зазем-
лители.
Искровой промежуток в нормальных условиях изо-
лирует опору от рельсов. В том же случае, когда на опору попадает
высокое напряжение при перекрытии
илн пробое изолятора или в резуль-
тате соприкосновения с оборванными
проводами, происходит пробой искро-
вого промежутка и наступает глу-
хое соединение опоры с электротя-
говым рельсом.
Искровой промежуток ИПМ-62-3
(рис. 194) состоит из корпуса 1 с
крышкой 3, внутри которого находит-
ся съемная вставка 2 с двумя кон-
тактными шайбами 4 и слюдяными
прокладками 5 между ними. Пробив-
ное напряжение составляет 800 —
1200 В. Конструкция искрового про-
межутка предусматривает возмож-
ность присоединения его к заземля-
ющему проводу, идущему к рельсу,
с помощью шпильки 6 и к опоре или
заземляющему проводнику, проло-
женному по опоре, болтом 7.
Искровые промежутки перед уста-
новкой проверяют на отсутствие в них
короткого замыкания мегаомметром с
параллельным подключением вольт-
метра. При вращении ручки мегаом-
метра обращают внимание на стрел-
ку вольтметра, которая должна для
Рис. 194. Искровой промежуток
ИПМ-62-3
288
10 Зак. 219,
289
исправного искрового промежутка показывать установленные преде-
лы. Искровые промежутки в заземления опор устанавливают в зави-
симости от зоны потенциалов рельс — земля и значения переходного
сопротивления опора — грунт — рельс или токов утечки. По усло-
виям коррозии анкерных болтов и арматуры фундаментов и опор на
участках постоянного тока, кроме того, установлена более точная
норма в зависимости от сопротивления опора — грунт — рельс на
1 В положительного потенциала рельс — земля.
Условия обязательного заземления опор через искровые промежут-
ки и причины установленных требований приведены в табл. 51.
Таблица 51
Типы опор Зона потен- циалов рельс — земля Сопротивле- ние опора — грунт —рельс, Ом, менее Сопротивле- ние опора — грунт — рельс на 1 В поло- жительного потенциала рельс — земля, Ом, мецее Ток утечки, мА, более ПpiIчипы установки искровых промежутков
Участка постоянного тока
Металличес- кие Катодная Анодная и знакопере- менная 20 Независимо от значе- ния сопро- тивления 25 40 По условиям работы устройств СЦБ Ввиду коррозии ан- керных болтов фун- даментов
Железобе- тонные Катодная Анодная и знакопере- менная 10 000 1500 Участки не 400 25 ременного то 2,5 40 ка Из-за коррозии арма- туры в надземной час- ти под хомутами и около закладных де- талей Ввиду коррозии ар- матуры в фундамент- ной части опоры
Металличес- кие ’— 100 —' 4500 По условиям работы устройств СЦБ и кор- розии анкерных бол- тов фундаментов
Железобе- тонные 100 250 По условиям работы устройств СЦБ и кор- розии арматуры опо- ры
П р и м е чанис, На линиях постоянного тока в цепи заосмлсипя всех опор контактной
сети и отдельно стоящих, иа которых подвешены провода воздушных линий электропередачи,
устанавливают искровые промежутки независимо от значений сопротивления опора —грунт—
рельс и токов утечки по условиям надежной работы устройств СЦБ.
На опорах с роговыми разрядниками устанавливают два искровых
промежутка — по одному в каждом заземлении или заземленный рог
изолируют от опоры и отдельным проводником присоединяют к рель-
290
:у, а опору заземляют через искровой промежуток другим одиночным
заземлением.
На питающих линиях постоянного тока искровые промежутки
монтируют между опорой и отсасывающей линией или проводом груп-
пового заземления, на которые заземлены опоры этой линии. На пи-
тающих линиях переменного тока искровые промежутки не устанав-
ливают. Искровые промежутки нельзя устанавливать в заземлениях
опор, находящихся в общедоступных местах, при наличии на опорах
секционного разъединителя, трубчатого разрядника, контура или со-
противления волноводного провода, а также в заземлениях мостов,
путепроводов, пешеходных и сигнальных мостиков, если на них не
выполнены нейтральные вставки с глухим соединением их к рельсу.
В качестве диодного заземлителя применяют зазем-
литель, состоящий из трех параллельно соединенных вентилей
ВЛ2-200 не ниже 8-го класса. Диодный заземлитель устанавливают
па высоте не менее 2,5 м от уровня земли.
От троса группового заземления до диодного заземлителя присое-
динение осуществляют одинарным проводом того же сечения, что и
трос группового заземления.
Заземляющий спуск от диодного заземлителя к рельсам выполняют
двойным стальным прутком диаметром 12 мм и присоединяют либо
к средней точке дроссель-трансформатора, либо двумя зажимами не-
посредственно к рельсу, но не ближе 200 м от сигнальной точки (дрос-
сельного стыка) и 100 м от места ^присоединения к рельсам заземляю-
щего спуска рогового разрядника.
Для снижения возможности возникновения перетекающих токов на
железобетонных опорах изолируют корпус диодного заземлителя и его
спуски от опоры.
На корпусе диодного заземлителя наносят знак высокого напряже-
ния в виде красной стрелы, направленной острием вниз.
Исправность диодного заземлителя 2 перед установкой проверяют
мегаомметром 1 па 500 В (тип М-1101) по схеме (рис. 195). Измерения
проводят дважды, меняя полярность подключения прибора. Прибор
должен показывать у исправного диодного заземлителя значение со-
противления /Д у> 100 кОм, а при обратном подключении /Д -= 0.
Диодный заземлитель считается неисправным, если < 100 кОм
или АД >• 0. Неисправность диодного заземлителя может быть вызвана
потерей полупроводниковых свойств ди-
одами нли снижением уровня изоляции
стержня от корпуса (изолирующей
втулки).
В случае неисправности проверяют
потерю полупроводниковых свойств каж-
дого вентиля при поочередном отсоеди-
нении гибкого вывода каждого вентиля
от контактной пластины и прозвонкой
мегаомметром 500 В.
Перед вводом в эксплуатацию груп-
пового заземления с диодным заземли-
Рис, 195. Схема проверки диод-
ного заземлителя перед уста-
новкой
10*
291
телем проверяют работу максимальной токовой защиты тяговых под-
станций и постов секционирования с учетом сопротивления троса
группового заземления. Для этого создают короткое замыкание в наи-
более удаленных точках на тросе группового заземления.
63. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
Для снижения уровня возникающих в контактной сети перенапря-
жений и обеспечения надежного срабатывания защиты на контактной
сети устанавливают специальные разрядники, при пробое которых кон-
тактная сеть кратковременно соединяется с рельсами и ток разряда
уходит в землю.
Разрядники устанавливают на опорах контактной сети, кроме ан-
керных и других опор, которые имеют оттяжки, так как при срабаты-
вании разрядника оттяжки могут быть повреждены, что может при-
вести к падению опоры.
На дорогах постоянного тока применяют роговые разрядники с дву-
мя последовательно расположенными искровыми промежутками по
5+1 мм (рис. 196). Двойной искровой промежуток создают в целях
исключения ложного срабатывания при случайном замыкании одного
Рис. 196. Роговой разрядник:
1 ~~ держатель проводов опорного изолятора; 2 — провод к контактной под-
веске; 3 — провод к общей линии заземления; 4 — изолятор; 5 —дугогася-
щий рог
292
из них. Роговые разрядники располагают, как правило, на вершинах
опор и для улучшения осмотра с[поезда перпендикулярно или под уг-
лом 45° к оси пути. Над роговым разрядником на расстоянии до 3 м
располагать какие-либо провода нельзя.
Один из крайних рогов присоединяют к контактной сети медным
проводником сечением не менее 25 мм2. Второй крайний рог присоеди-
няют к тяговому рельсу. Для изготовления рогов используют сталь-
ной пруток диаметром 12 мм.
Роговые разрядники располагают обычно на переходных опорах
сопряжений анкерных участков так, чтобы расстояние от него до ан-
керовок проводов несущего троса и контактного провода было не более
двух пролетов между опорами, а до секционного разъединителя —
не далее одного пролета. С учетом этого требования на изолирующих
сопряжениях анкерных участков при нормально отключенных про-
дольных разъединителях разрядники предусмотрены на обеих ветвях
сопряжения, а при нормально замкнутых продольных разъедините-
лях— на одной из ветвей сопряжения. На питающей линии разрядники
устанавливают в месте присоединения к контактной сети, при длине
более 150 м, кроме того, у тяговой подстанции на расстоянии не далее
100 м от нее, а при значительной длине вдоль линии — через каждые
1—1,5 км. У искусственных сооружений, используемых для анкеро-
вок контактной сети, разрядники монтируют иа расстоянии не более
одного пролета между опорами с одной стороны при длине сооруже-
ния до 80 м и с двух сторон — при большей длине.
На линиях переменного тока роговые разрядники имеют два после-
довательно расположенных искровых промежутка по 45 мм. Конст-
рукция этих разрядников аналогична роговым разрядникам, исполь-
зуемым при постоянном токе (см. рис. 196). Кроме того, применяют
трубчатые разрядники РТ-35, дополненные внешним искровым про-
межутком. Трубчатый разрядник состоит из бакелитовой трубки
с внутренним диаметром 10 мм и двумя металлическими наконеч-
никами. Внутри бакелитовой трубки находится фибровая трубка со
стержневым электродом. Между этим электродом и одним из метал-
лических наконечников бакелитовой трубки имеется зазор длиной
175 мм, который образует внутренний искровой промежуток. Разряд-
ник рассчитан на номинальное напряжение 35 кВ и срабатывает
при достижении сухоразрядного напряжения 97 кВ и мокроразряд-
ного 61 кВ.
Пределы отключаемого тока трубчатого разрядника 0,8—5 кА.
При перенапряжении в контактной сети внутренний искровой про-
межуток перекрывается. .Под действием высокой температуры образо-
вавшейся дуги фибра выделяет большое количество газов, которые
обеспечивают гашение дуги.
Внешний искровой промежуток, выполненный из стального прутка
диаметром 10 мм, служит для предохранения органической изоляции
трубчатого разрядника от разрушения токами утечки.
Трубчатые разрядники крепят к заземленным конструкциям
(рис. 197) таким образом, чтобы элементы конструкции и подвижного
состава не препятствовали свободному выхлопу газов при срабатыва-
293
Рис. 197. Расположение трубчатого разрядни-
ка па опоре:
Шопора; 2 — консоль; 3 — разрядник; 4 —электри-
ческий соединитель; 5 —изолятор; 6 — несущий трос
нии 4 разрядников. Для
предотвращения возмож-
ности скопления влаги во
внутренней полости раз-
рядника. его^ устанавлива-
ют открытым концом вниз
под углом не менее 15°, а в
местах^усиленного загряз-
нения — до 45° к горизон-
тали. Электрод внешнего
искрового^промежутка, за-
крепляемого стержневым
изолятором, соединяют с
цепной подвеской медным проводом сечением не менее 16 мм2.
Заземляющий провод трубчатого разрядника присоединяют к тя-
говому рельсу или специальному заземлению, расположенному от
ближайшего рельса на расстоянии не менее 3 м и имеющему сопротив-
ление заземления не более 15 Ом.
На участках переменного тока разрядники устанавливают:
в горловинах станций со стороны перегона на расстоянии не более
одного пролета между опорами от изолирующих сопряжений и разъ-
единителей;
с обеих сторон от мест присоединения постов секционирования па
расстоянии не более одного пролета между опорами;
с обеих сторон искусственных сооружений с секционированной
контактной подвеской на расстоянии не более одного пролета между
опорами от нейтральных вставок со стороны перегона;
к обоим выводам первичной обмотки отсасывающих трансформа-
торов;
в конце консольных участков длиной более одного анкерного про-
лета на последней или предпоследней опоре.
В местах, где наблюдаются частые грозовые разряды, устанавли-
вают дополнительно разрядники и в середине перегонов.
На питающих линиях в местах присоединения к контактной сети
устанавливают трубчатые разрядники, а если длина линии более
300 м, кроме того, дополнительно монтируют трубчатые разрядники
с внешним искровым промежутком 60 мм на расстоянии 150—200 м от
тяговой подстанции.
Питающие линии при токе короткого замыкания выше 5 кА на
шинах 27,5 кВ тяговой подстанции защищают усиленными трубчатыми
разрядниками РТ-35 с пределами отключаемого тока 1,8 — 10 кА и
с внешним искровым промежутком 100 мм. На линиях ДПР (два про-
вода — рельс) в местах пересечения с контактной подвеской с одной
стороны на расстоянии не более одного пролета от места пересечения
устанавливают трубчатые разрядники РТ-35.
На станциях стыкования постоянного и переменного тока на пи-
тающих линиях постоянного тока предусматривают роговые разрядни-
ки, а на питающих линиях переменного тока трубчатые, которые мон-
тируют у первого ответвления к пункту группировки и в конце линии.
294
64. ОГРАЖДЕНИЯ И ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Для предупреждения возможности случайного прикосновения
к проводам контактной сети на всех путепроводах и мостах, располо-
женных над электрифицированными путями, предусматривают сплош-
ные. настилы. Промежуток между отдельными фермами путепроводов
в местах, расположенных над проводами контактной сети, закрывают
сплошными деревянными или металлическими щитами. По обе сто-
роны мостов и лестниц, проходящих над контактной сетью, где рас-
стояние до нее менее 2 м, устанавливают предохранительные щиты.
Обычно используют вертикальные деревянные или металлические с сет-
кой в верхней части щиты высотой 2 м и шириной не менее 1 м в каж-
дую сторону от находящихся под напряжением частей контактной
сети.
На предохранительных щитах укрепляют плакаты со знаком вы-
сокого напряжения (красная стрела, направленная острием вниз) и
надписью «Высокое напряжение — опасно для жизни». Вместо вер-
тикальных щитов можно устанавливать горизонтальные предохрани-
тельные щиты тех же размеров. Знаки высокого напряжения в виде
красной стрелы высотой не менее 160 мм наносят на всех опорах кон-
тактной сети на высоте 2,5—3 м. В местах, где имеется опасность на-
езда транспорта и проводятся погрузочно-разгрузочные работы,
опоры и оттяжки защищают отбойными тумбами, стенками, увеличен-
ными по высоте бетонными оголовками и другими устройствами, окра-
шиваемыми в белый цвет.
На переездах через электрифицированные пути по обеим сторонам
устанавливают габаритные ворота высотой проезда не более 4,5 м.
Ширина габаритных ворот должна быть не менее ширины проезжей
части для того, чтобы исключалась возможность их объезда. Распола-
гают габаритные ворота на расстоянии не менее 8 м от оси крайнего
пути. Ворота предохраняют контактную сеть от приближения к ней
на недопустимое расстояние каких-либо перевозимых негабаритных
грузов.
Там, где пути не полностью оборудованы контактной подвеской,
для предупреждения проезда электроподвижного состава за пределы
электрифицированного пути на контактном проводе укрепляют пре-
дупредительные сигнальные знаки «Конец контактной подвески». Эти
знаки устанавливают в тех местах, где отходящий в сторону контактный
провод находится на расстоянии 400 мм от оси токоприемника или
перед включенным в контактный провод изолятором.
На контактной сети для предупреждения обслуживающего персона-
ла устанавливают знаки — указатели мест повышенной опасности:
красная стрела или плакат «Внимание! Опасное место!».
Переходные опоры в пределах изолирующих сопряжений обозна-
чают чередующимися тремя чертами и тремя белыми полосами, пре-
дупреждающими машиниста, что в этом месте остановка электропод-
вижного состава с поднятыми токоприемниками во избежание пережога
проводов не разрешается.
295
ГЛАВА
XVI СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
65. ОСНОВНЫЕ ГАБАРИТЫ И НОРМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ
ПРОВОДОВ И ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ
На электрифицированных железных дорогах постоянного и пере-
менного тока расположение проводов контактной сети по отношению
к уровню верха головки рельса н осн пути должно удовлетворять тре-
бованиям ГОСТ 9238—73 и Правил технической эксплуатации желез-
ных дорог Союза ССР.
Основными геометрическими параметрами контактной сети, кото-
рые в значительной степени определяют ее строительную стоимость,
являются высота расположения контактного провода над уровнем
верха головки рельса (ВГР) и расстояние от оси пути Г. Чем больше
Яо и Г, тем более высокие и более мощные, а следовательно, и более
дорогие опоры требуются для сооружения контактной сети.
На электрифицированных железных дорогах Советского Союза
нормальную (номинальную) высоту подвески контактного провода
у опор над ВГР, если путь уложен на щебеночном или гравийном
балласте, принимают при расчетном положении равной 6250 мм на
перегонах и 6600 мм на станциях. Если путь не уложен на щебеночный
балласт, высоту Яо выбирают с учетом реконструкции пути. Для полу-
компенсированных подвесок расчетным положением контактного про-
вода является его беспровесное положение, для компенсированных —
положение контактного провода у опоры при средней расчетной тем-
пературе в районе электрифицируемого участка.
В полукомпенсированных цепных подвесках при изменении тем-
пературы окружающего воздуха контактный провод в середине
пролета перемещается по высоте, а в компенсированных при увели-
чении массы подвески в результате образования гололеда на проводах
может опускаться на размер, соответствующий изменению стрелы про-
веса несущего троса. Во всех случаях высота расположения контакт-
ного провода над ВГР не должна выходить за установленные нормами
пределы.
В любой точке пролета при любых эксплуатационных условиях
эта высота должна быть не менее 5750 мм на перегонах и 6250 мм
на станциях.
В исключительных’’ случаях в пределах существующих искус-
ственных сооружений высота расположения контактного провода при
соответствующем обосновании в проекте и с разрешения МПС мо-
жет быть уменьшена до 5675 мм при переменном токе и до 5550 мм при
постоянном токе. При этом будет еще обеспечено необходимое расстоя-
ние от находящегося под напряжением провода до наиболее высокой
(5300 мм) части'подвижного состава.^ Высота расположения контакт-
ного провода над ВГР при любых эксплуатационных условиях не
должна превышать 6800 мм. Этот предел установлен с учетом наиболь-
шей рабочей высоты токоприемников.
296
Габариты опор (Г) — расстояния от оси пути до внутренней грани
опор на уровне верха головок рельсов (или до внутренней грани фун-
даментов опор) —- принимают также в соответствии с требованиями
ГОСТ 9238—73. Габариты определяют с учетом выступающих частей
армировки опор.
На прямых участках пути перегонов и станций габарит опор дол-
жен быть не менее 3100 мм. На существующих электрифицированных
линиях, а также в особо трудных условиях допускается устанавливать
опоры с габаритом не менее 2450 мм на станциях и 2750 мм на перего-
нах. При установке опор жестких поперечин в пределах станций допус-
кается габарит 2450 мм ко всем путям, кроме главных, для которых
габарит должен быть не менее 3100 мм. В выемках опоры, как правило,
устанавливают за кюветом с габаритом 4900—5300 мм.
В особо сильно снегозаносимых выемках (кроме скальных) и на
выходах из них на длине 100 м расстояние от оси крайнего пути до
внутреннего края опор контактной сети должно составлять не менее
5700 мм.
Все указанные расстояния были даны для прямых участков пути.
На кривых участках габарит установки опор увеличивают в зависимо-
сти от радиуса кривых (табл. 52). Габарит опор, устанавливаемых
перед кривой на расстоянии менее 10 м, может быть принят равным
габариту на кривой. Железобетонные анкерные опоры контактной сети
устанавливают-с габаритом, увеличенным на 200 мм относительно при-
нятого габарита промежуточных опор.
Для изолированных гибких поперечин по условиям расположения
изоляторов, врезанных в фиксирующий трос, габарит опор при по-
стоянном токе увеличивают до 4100 мм, при переменном — до 4500 мм.
Таблица 52
Радиус кривой, м Увеличение габарита установки опор, мм, при принятых габаритах на прямых участках пути, мм
2450 2750—3100, 5700 2450 2750—3100 5700
С наружной стороны кривой1 С внутренней стороны кривой2
4000 10 140 105 25
3000 10 205 150 40
2500 15 260 190 55
2000 20 320 235 70
1800 20 375 275 85
1500 25 430 320 100
1200 30 . 440 325 105
1000 35 445 330 ПО
800 45 450 340 120
600 60 465 355 135
400 90 500 385 165
300 120 525 415 195
1 При любом возвышении наружного рельса,
2 При расчетном возвышении наружного рельса.
297
В стесненных условиях эти габариты могут быть уменьшены при усло-
вии установки на опорах выносных (вдоль пути) фиксаторных кронш-
тейнов для фиксации контактных проводов крайних подвесок.
При расположении опор на пассажирских платформах расстояние
между краем платформы и ближайшей гранью опоры принимают не
менее 2 м. В обоснованных случаях, например, прн наличии па плат-
форме какого-либо строения, это расстояние уменьшают, но не менее
чем до 3,1 м от оси пути. Если ширина боковой платформы до 4 м, опо-
ры, как правило, устанавливают за ее пределами.
Опоры контактной сети и анкеры их оттяжек или подкосов, рас-
положенные непосредственно у главных путей перегонов и станций
и находящиеся вблизи железнодорожных переездов, должны устанав-
ливаться от края проезжей части переездов по направлению движения
поездов на расстоянии не менее 25 м. При этом на двухпутных участ-
ках допускается установка опор не в створе. На однопутных участках,
а также на двухпутных и многопутных при применении жестких попе-
речин допускается установка опор на расстоянии менее 25 м, но с рав-
ным удалением их от переезда. Для опор, расположенных у воздуш-
ных стрелок, указанное расстояние может быть снижено по условиям
расположения воздушных стрелок. Во всех случаях установка опор и
анкеров их оттяжек или подкосов ближе 5 м от края проезжей части
переездов не допускается.
Опоры, размещаемые вдоль тупикового пути, на которых под-
вешиваются провода контактной подвески других путей, на протяже-
нии 100 м до конца тупика устанавливают с габаритом не менее 4 м
от оси тупика. Анкерные опоры и анкеры оттяжек в конце тупика за
упором располагают так, чтобы расстояние от упорного бруса до
ближайшей грани опоры или оттяжки было не менее 20 м.
Опоры перед сигналами располагают с такими габаритами, чтобы
не ухудшалась видимость сигналов. При этом расстояние от сигналов
до частей контактной сети, находящихся под напряжением, должно
быть не менее 2 м при постоянном токе и 2,5 м при переменном токе.
При размещении опор контактной сети вблизи проводов линии
связи, высоковольтных н низковольтных воздушных линий электро-
передачи учитывают условия выполнения строительно-монтажных
работ..
В местах, где вдоль пути проходят кабели СЦБ, освещения, габа-
риты опор определяют с учетом того, чтобы были выдержаны следую-
щие расстояния от поверхности фундамента до кабеля: прн устройстве
монолитных фундаментов на месте — 0,6 м; при блочных фундаментах
и несъемных опорах, а также при вибропогружении свайных фунда-
ментов (с обязательным предварительным вскрытием кабеля) — 1 м.
Если опоры устанавливают в местах, где проходят подземные тру-
бопроводы (водонапорные, канализационные, прорыв которых может
вызвать разрушение грунта) на глубине, меньшей глубины заложения
фундаментов, расстояние по горизонтали от поверхности фундамента
или опоры в любой нх части до трубопровода должно быть не менее
1 м, а при вибропогружаемых фундаментах — не менее 2 м при обяза-
тельном предварительном вскрытии трубопроводов.
Пересечения контактной сети воздушными линиями электропере-
дачи других ведомств проектируют с учетом требований Правил
"устройства электроустановок. Пересечения проводов воздушных ли-
ний связи и радиофикации с контактными сетями электрифицирован-
ных железных дорог осуществляют в соответствии с требованиями
ГОСТ 67—78 и действующими Правилами строительства и ремонта
воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей Министерства
связи СССР.
66. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО СОСТАВЛЕНИЮ ПЛАНОВ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ СТАНЦИЙ И ПЕРЕГОНОВ
Составление планов (трассировка) контактной сети является важ-
ным этапом в проектировании контактной сети. Планы контактной
сети составляют отдельно для станций н перегонов. Условия расста-
новки опор на станциях несколько сложнее, чем на перегонах. Поэтому
трассировку контактной сети обычно сначала производят на станциях,
а затем на перегонах, увязывая ее с соответствующими станциями.
На планах контактной сети приводят все необходимые данные для
составления заявок на оборудование и материалы, а также для соору-
жения контактной сети. Это прежде всего спецификации: анкерных
участков контактных подвесок с указанием длины и марок проводов;
питающих, отсасывающих и других проводов; опор, поперечин, кон-
солей, фиксаторов, фундаментов, анкеров, лежней, а также суммарная
длина электрифицированных путей.
Планы контактной сети составляют так, чтобы построенная по ним
контактная сеть была надежна, экономична и удобна при сооружении
п в эксплуатации.
Одним из основных вопросов, решаемых при трассировке контакт-
ной сети, является расстановка опор. Опоры контактной сети на пла-
нах станций и перегонов расстанавливают, как правило, с максималь-
ными пролетами, допустимыми для данной конструкции подвески, при-
нятых опорных и поддерживающих конструкций. При этом обязатель-
но учитывают местные условия прохождения трассы железной дороги;
места с повышенным ветровым воздействием и автоколебаниями про-
водов линий электропередачи или связи.
Чтобы не создавать значительных отклонений подвесных гирлянд
изоляторов от вертикали и изменений стрел провеса несущего троса
(см. гл. VIII), длины смежных пролетов пол у компенсированных под-
весок не должны отличаться больше чем на 25% от большего пролета
(например, при длине одного из пролетов 60 м длина другого пролета
должна быть принята не менее 45 м).
Максимальные допустимые длины пролетов в местах с повышенным
ветровым воздействием принимают с учетом порывистости ветра и мик-
рорельефа местности (см. гл. VI).
_ Прежде чем начать расстановку опор, делят перегон на участки
с примерно одинаковыми условиями воздействия ветра на контактную
подвеску, Для каждого из таких участков в соответствии с принятыми
299
для них расчетными скоростями ветра определяют наибольшие допу-
стимые длины пролетов для прямых и кривых участков пути в соот-
ветствии с указанными в гл. IX.
Расчетные допустимые пролеты, принятые для данного участка
перегона, при расстановке опор должны быть уменьшены для:
переходных пролетов изолирующих сопряжений анкерных участ-
ков на 25% —на прямых участках пути и кривых радиусом более
1500 м; на 20% — на кривых радиусом от 1000 до 1500 м; на 15% —
на кривых радиусом'от 500 до 100 м; на 10% — на кривых радиусом
менее 500 м;
пролетов со средней анкеровкой — на 10%;
пролетов, расположенных в кривых участках пути в пучинистых
местах, на свежеотсыпанных насыпях и в других случаях, при которых
возможен перекос пути, -на 10%.
Длины пролетов уменьшают также в тех случаях, когда требуется
уменьшить нагрузки на опорные и поддерживающие конструкции,
обеспечить необходимую высоту расположения контактного провода
компенсированной цепной подвески над ВГР рельсов при гололеде
(см. гл. VIII) и необходимые габариты проводов различного назна-
чения, подвешиваемых на опорах контактной сети, увязать зигзаги или
выносы контактных проводов в смежных пролетах.
Длины пролетов цепных подвесок зависят от размера и направле-
ния зигзагов контактных проводов у соседних опор. Поэтому при рас-
становке опор одновременно размечают зигзаги контактного провода
у опор. Зигзаги контактного провода показывают у опор стрелками,
направленными в соответствующую сторону от оси пути. Размер зиг-
зага указывают цифрами, написанными около стрелки, причем нор-
мальные размеры зигзагов (иа прямых — 30 см, а на кривых участках
пути — 40 см, исходя из которых были рассчитаны допустимые длины
пролетов) показывают только стрелкой без цифр.
При подходах к кривым участкам пути, воздушным стрелкам и изо-
лирующим сопряжениям анкерных участков в некоторых случаях
приходится менять направление и размер зигзагов контактного прово-
да, а следовательно, и устанавливать длину пролета, соответствующую
этим зигзагам и радиусам кривых. Это делают с помощью расчетных
графиков (рис. 198).
Например, в местах перехода с прямого участка пути на кривой
зигзаг контактного провода у опоры, установленной иа прямом уча-
стке пути, может оказаться не согласованным с зигзагом контактного
провода у опоры, установленной на кривой (рис. 199). В этом случае
несколько сокращают длину одного-двух пролетов на прямом участке
пути, а иногда и пролета, частично расположенного на кривой, чтобы
можно было у одной из этих опор разместить контактный провод над
осью пути (с нулевым зигзагом), а у смежной с ней опоры сделать
зигзаг с требуемыми размером и сторонностью (рис. 199, б). Зигзаги
контактного провода у опор в пролете, расположенного частично
на прямом и частично на кривом” участках пути, считаются сог-
ласованными, если большая часть пролета расположена на прямом
участке пути и зигзаги имеют противоположное направление
300
Рис. 198. Графики допустимых длин пролетов па прямом участке пути при раз-
ных зигзагах (щ и о2) цепной подвески:
« — компенсированной ПБСМ-70ТМФ-100 па изолированных консолях (/(=10 кН; Сх = 1,25);
б — полукомпенсированной М-120+2МФ-Ю0 на гирляндах из двух изоляторов (2К=20 кН;
=1,53); (сплошные линии для расчетной скорости ветра и = 20 м/с. штриховые — для
г*—-30 м/с, толщина стенки гололеда в обоих случаях 6=5-/- 10 мн)
(рис. 199, в) или большая часть пролета расположена на кривом
участке пути и зигзаги при этом имеют одинаковое направление
(рис. 199, а).
Следует заметить, что правильность принятых длин пролетов жела-
тельно проверять графическими построениями с применением спе-
циальных «ветровых» лекал. Очертание таких лекал представляет собой
положение отклоненного ветром контактного провода. «Ветровые»
лекала строят на определенные скорости ветра с учетом взаимодейст-
вия несущего троса и контактного провода, а также прогибов опор
на уровне расположения контактного провода.
На расстановку опор контактной сети может повлиять расположение
сопряжений анкерных участков контактной подвески. Поэтому преж-
де чем перейти непосредственно к расстановке опор, обычно намечают
анкерные участки контактной сети и примерное расположение мест их
сопряжений.
Контактную подвеску делят на анкерные участки и анкерные
опоры располагают с учетом обеспечения нормальной работы узлов
контактной подвески и ее вза-
имодействия с токоприемниками
при крайних расчетных темпера-
турах воздуха.
Нормальную длину анкерно-
го участка компенсированных
контактных проводов и тросов
при двусторонней компенсации
принимают на прямых участках
не более 1600 м. На участках с
кривыми длины анкерных участ-
Рис. 199. Схемы несогласованных (а) и
согласованных (б, в, г) зигзагов с зигза-
гами контактного провода у соседних
опор в местах перехода с прямого уча-
стка на кривой
301
Таблица 53
ж Максимально допустимая длина анкерного участка, и, для контактной подвески
Радиус вой, м полукомпенсиро- ванпой компенсирован- ной
300 400 500 600 800 1000 1200 1500 2000 800 (800) 900 (900) 950 (950) 1000 (1000) 1050 (1050) 1150 (1150) 1200 (1160) 1240 (1180) 1300 (1220) 1100 (1000) 1280 (U80) 1400 (1300) 1560 (1480) 1600 (1600)
П римечаннс. Без скобок даны длины
анкерных участков для подвески с одним, в
скобках—с двумя контактными проводами,
мально допустимого для- данного
ков определяют расчетом в за-
висимости от радиуса, длинь( и
расположения кривых исходя
из условия, чтобы изменения на-
тяжения компенсированных про-
водов в анкерном участке вслед-
ствие реакций консолей, струн
и фиксаторов не превышали для
контактных проводов ±15% и
для несущих тросов ± 10% но-
минального их натяжения, соз-
даваемого компенсаторами.
Длина анкерных участков
цепной подвески, полностью
расположенной иа кривой, не
должна превышать значений,
указанных в табл, 53. Если дли-
на анкерного участка равна или
меньше половины длины макси-
плана пути, то может быть при-
менена односторонняя компенсация контактных проводов, а при
компенсированной подвеске — и несущих тросов. В таком слу-
чае для прямых участков пути длину анкерного участка принимают
не более 800 м.
Чем ближе участок пути, имеющий кривую, к компенсирующим
устройствам проводов, тем больше сказывается влияние отклонения
консолей и фиксаторов на натяжение проводов. Поэтому анкерные опо-
ры по возможности располагают так, чтобы кривые (особенно малых ра-
диусов) находились ближе к середине анкерных участков. Сопряже-
ния анкерных участков стараются размещать на прямых участках
пути. В случае размещения сопряжений анкерных участков на кривых
угол между анкеруемой ветвью контактного провода и рабочей ветвью
не должен превышать 6°. Если этот угол превышает 6°, то необходимы
устройства, обеспечивающие устойчивость фиксаторов анкерных вет-
вей.
Средние анкеровки размещают таким образом, чтобы обеспечить
примерно одинаковые условия компенсации обеих половин анкер-
ного участка. Среднюю анкеровку контактного провода и несущего
троса анкерного участка с одинаковыми условиями трассы (например,
полностью прямой или кривой участок пути) делают в середине анкер-
ного участка. Смещение в ту или другую сторону не должно превышать
одного пролета. Если анкерный участок частично расположен в кри-
вых, то средняя анкеровка должна быть смещена от середины анкер-
ного участка на один-два пролета в сторону кривой меньшего радиуса
так, чтобы условия компенсации (натяжение проводов при изменениях
температуры) обеих частей анкерного участка были примерно одинако-
выми. Возможные места расположения анкерныхvonop "сопряжений
иа плане намечают вертикальными линиями, расстояние между кото-
рыми в масштабе равно трем допустимым для соответствующего участка
302
и ути пролетам. Вертикальными линиями намечают также пролеты со
средними анкеровками, чтобы при расстановке опор дать сокращенные
пролеты.
Для ограждения изолирующих сопряжений (воздушных проме-
жутков) от перекрытия токоприемниками электровозов при снятии
напряжения с контактной сети станции (или перегона) они должны
быть расположены между входным сигналом или знаком «Граница
станции» и первым (с учетом последующего развития станции) стре-
лочным переводом станции по возможности ближе к входному сигналу,
чтобы при отключении контактной сети перегона обеспечивалась воз-
можность перестановки сцепа двух электровозов с одного пути стан-
ции на другой.
Если невозможно разместить воздушный промежуток между вход-
ным сигналом и первой стрелкой станции, сигнал должен быть пере-
несен в сторону перегона на необходимое расстояние, но не далее
чем на 300 м от первой стрелки.
Нейтральные вставки устраивают с одной стороны станции, иа ко-
торой располагается тяговая подстанция. Места расположения ней-
тральных вставок и ограждающих их светофоров выбирают с учетом
проверки по тяговым расчетам возможности безостановочного просле-
дования по ним электропоездов со скоростью входа на нейтральную
вставку у сигнала «Отключить ток» 20 км/ч.
На главных путях перегонов и станции предусматривают одно-
типные контактные подвески (компенсированные или пол у компенси-
рованные).
При различных типах подвесок их сопряжение осуществляют
анкерным участком, одна половина которого работает как полу-
компенсированная, а другая — как компенсированная подвеска. Для
этого на одном анкерном участке устраивают среднюю анкеровку ком-
пенсированной подвески, а по концам анкерного участка — анкеров-
ки проводов в соответствии с принятыми типами подвесок.
Опоры контактной сети на прямых участках однопутных линий
устанавливают со стороны, противоположной предлагаемой укладке
второго главного пути. Если сооружение второго пути в ближайшей
перспективе не предусматривается, то на кривых радиусом менее 1000 м
опоры располагают на внешней стороне кривой. На двухпутных ли-
ниях для контактных подвесок каждого пути предусматривают от-
дельные опорные устройства, механически не связанные между собой.
В отдельных случаях (например, если намечается укладка третьего
пути) в виде исключения устанавливают опоры с двухпутными консоля-
ми, ригельные опоры или гибкие поперечины.
Расстановку опор на перегонах и станциях увязывают с располо-
жением искусственных сооружений. При размещении опор у тоннелей,
путепроводов или мостов с ездой понизу, имеющих малую высоту,
расстояние от ближайших опор до начала искусственного сооружения
не должно превышать половины максимально допустимого расстояния
для данного участка пролета.
зоз
На планах контактной сети и на схемах
няют следующие условные обозначения:
секционирования прим</
рабочие ветви контактных подвесок, электрифицированные
И5-1И,
——— нерабочие ветви контактных подвесок; неэлектрифицировапные пути;
— - , пути, электрифицируемые в перспективе;
X х х разбираемые пути;
— — усиливающие провода;
воздушные питающие линии;
-1—1- воздушные отсасывающие линии;
ЛЛДЛДЛ/ кабельные питающие и отсасывающие линии;
—W— линии электропередачи на опорах контактной сети;
—V— трос группового заземления;
О железобетонные опоры;
П металлические опоры;
ж демонтируемые (железобетонные) опоры;
оттяжки из одного или нескольких тросов на одном анкере;
две оттяжки, расположенные в одной плоскости; опоры с однопутными консолями и прямыми фиксаторами;
опоры с двухпутными консолями и прямыми фиксаторами;
с однопутными консолями и обратными фиксаторами;
оп ор ы
304
опоры с двухпутными консолями и обратными фиксаторами;
опоры с жесткими поперечинами и фиксаторными стойками;
опоры с жесткими поперечинами и фиксирующими тросами;
опоры с гибкими поперечинами;
фиксирующие опоры с прямыми фиксаторами;
фиксирующие опоры с обратными фиксаторами;
опоры с фиксирующими поперечинами;
анкеровки компенсированных цепных подвесок (на метал-
лических опорах);
анкеровки полукомпенсированных цепных подвесок на же-
лезобетонных опорах;
жесткие анкеровки двойных полукомпенсированных цепных
подвесок на металлических опорах;
анкеровки контактных проводов с компенсаторами;
жесткие анкеровки контактных проводов;
анкеровки усиливающих проводов;
средние анкеровки компенсированных подвесок;
средние анкеровки полукомпенсированных подвесок;
пересечения контактных подвесок на стрелках и продольные
электрические соединители;
двойные пересечения контактных подвесок;^
секционные изоляторы;
поперечные электрические соединители;
305
междупутные электрические соединители;
| 11 .0 О.,.-| j т г
ОкШ
375
IК
разрядники роговые; ।
разрядники трубчатые;
врезные изоляторы в контактных подвесках или тросах гиб-
ких и жестких поперечин;
обозначение нормального зигзага контактных проводов;
обозначение зигзага контактных проводов, отличающегося от
нормального;
обозначение зигзага несущего троса;
обозначение габарита установки опор (расстояния от передней
грани опор до оси пути);
обозначение длины и номера анкерного участка полукомпен-
сированной цепной подвески;
обозначение длины и номера анкерного участка контактного
провода;
обозначение длины пролета,
67. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ КОНТАКТНОЙ
СЕТИ СТАНЦИЙ
Планы контактной сети станций составляют в увязке с существую-
щими и выполняемыми проектами путевого развития станций, мостов
и путепроводов, переходов линий электропередачи, СЦБ и связи,
водопровода, канализации и других подземных коммуникаций, а так-
же в увязке с генпланами тяговых подстанций, постов секционирова-
ния и электродепо. Основным исходным документом для составления
плана контактной сети является план станции в масштабе 1 : 1000
(рис, 200). Положение опор контактной сети иа плане определяется,
как правило, расстоянием от оси ближайшего пути (габаритом) и
расстоянием от оси пассажирского здания, измеренным по оси базис-
ного пути, чаще всего главного. Поэтом)^ ось пассажирского здания
принимают за пулевой пикет и от него в обе стороны тонкими верти-
кальными линиями через каждые 100 мм (в натуре — 100 м) наносят
условные станционные пикеты.
На плане показывают пути, подлежащие электрификации, а также
стрелочные переводы, сигналы, подземные коммуникации, искусствеп-
306
Рис. 200. План контактной сети части станции
307
ные сооружения, указывая их расположение относительно оси пассгу
жирского здания и ближайших путей. Число и назначение путем,
оборудуемых контактной сетью, устанавливают в зависимости от раз-
меров движения, рода поездов, переводимых на электрическую тягу,
специализации путей, принятых организации движения и тяги локо-
мотива (тепловоз, электровоз), выполняющего маневровую работу.
При переводе сборных поездов на электрическую тягу на стан-
циях, не обслуживаемых автономными маневровыми локомотивами,
должны электрифицироваться, кроме приемо-отправочных, также по-
грузочно-разгрузочные пути.
На участковых, сортировочных и других крупных станциях,
обслуживаемых автономными маневровыми локомотивами, контакт-
ной сетью оборудуют: пути для приема и отправления поездов с элект-
рической тягой; сортировочные пути, предназначенные для непосред-
ственного приема или отправления с них поездов на электрифициро-
ванные участки; пути электровозного и моторвагонного хозяйства;
предохранительные и улавливающие тупики, примыкающие к электри-
фицированным путям.
Планы контактной сети станций обычно составляют в следующем
порядке: намечают места фиксации контактных проводов в горлови-
нах станций; выбирают наилучший вариант расстановки несущих и
фиксирующих опор; опор воздушных промежутков; опор средней
части станции, у пассажирского здания и искусственных сооружений;
выполняют трассировку (разводку) анкерных участков, намечают
места для анкерных опор; производят трассировку питающих и отса-
сывающих линий, ЛЭП и других проводов, увязывая их между собой;
подбирают типы опор, фундаментов, консолей и пр.
Местами фиксации контактных проводов являются все стрелочные
переводы, над которыми будут смонтированы фиксированные воздуш-
ные стрелки, переходные стрелочные кривые и другие места, где кон-
тактные провода изменяют свое направление.
На одиночных стрелочных переводах наилучшее расположение
контактных проводов, образующих воздушную стрелку, получается
Рис, 201, Схема расположения фиксированной
воздушной стрелки на обыкновенном стрелоч-
ном переводе:
1 — остряк стрелки; 2 — аикеровочная ветвь цепной
подвески; 3 — область наилучшего расположения фик-
сирующей опоры; 4 — точка пересечения проводов; 5 —
математический центр крестовины; 6 — центр стрелоч-
ного перевода; Д'И — контактный провод
в том случае, когда пере-
сечение проводов прямого
и отклоненного путей на-
ходится между их осями и
отстоит от каждого из них
на расстоянии 0,36—0,40 м
(рис. 201). Эта точка нахо-
дится там, где расстояние
между внутренними граня-
ми головок соединительных
рельсов крестовины равно
0,73—0,80 м.
На перекрестных стре-
лочных переводах и при
глухих пересечениях точ-
ка пересечения контакт-
308
иых проводов должна находить-
ся над центром стрелочного пе-
ревода или пересечения. Схемы
расположения, опор (мест фик-
сации контактных проводов) у
стрелочных переводов показаны
на рис. 202.
Наилучшие условия прохода
токоприемников по воздушным
стрелкам получаются при рас-
положении фиксирующих уст-
ройств на расстоянии 1—2 м от
точки пересечения контактных
Рис. 202. Схемы расположения опор
(мест фиксации контактных проводов) у
обычных (а) и перекрестных (б) стре-
лочных переводов
(места фиксации контактных про-
;е крестовины 1/9 —5 м, 1/11—7 м,
проводов в сторону остряка
стрелки. В зависимости от мар-
ки крестовины стрелочного пе-
ревода расстояния от центра
стрелочного перевода (С на рис.
202, а) до места установки опоры
водов) обычно принимают при мар}
1/18—10 м, 1/22— 12 м.
Расстояния до наилучшего места установки фиксирующих
устройств приведены в табл. 54.
Таблица 54
Марка крестови- ны расстояния, м, до места установки фиксирующих устройств Марка крестови- ны Расстояния, м, до места установки фиксирующих устройств
от остря- ка пере- вода от центра перевода от мате- матичес- кого цент- ра КрССТО- вины от остря- ка пере- вода от центра перевода от мате- матичес- кого цент- ра кресто- вины
1/22 39,5 12,5 21,0 1/11 17,5 7,5 9,5
1/18 32,5 10,8 17,0 1/9 17,0 6,0 8,0
1/15 26,5 10,5 12,0 1/6 3,5 5,5
Допускается приближение фиксирующей опоры к центру перевода
на расстояние 1—2 м от него для стрелок всех марок. Смещение опоры
от наилучшего места установки в сторону крестовины допускается
для стрелок марок 1/9 и 1/11 на 1 м, для стрелок марок 1/15, 1/18 и
1/22 — на 2 м.
Расстояние между контактными проводами в плане у фиксирую-
щего устройства воздушной стрелки должно быть не менее 100 мм.
При указанных выше оптимальных расстояниях от центра стрелоч-
ного перевода до места фиксации контактных проводов С и при рас-
стоянии между контактными проводами в плане 100 мм зигзаги кон-
тактных проводов подвесок пути и съезда получаются равными 0,4 м.
При других расстояниях С размеры зигзагов а и b (рис. 203) должны
приниматься по табл. 55.
309
Рис. 203. Схема расположения контактных
проводов воздушной стрелки в месте их фик-
сации
Размеры зигзагов в
табл. 55 приведены для
случая, когда зигзаги а и
b равны. При этом рассто-
яние между контактными
проводами в плане в местах
фиксации проводов равно
100 мм. В том случае, ког-
да для увязки зигзагов в
пролетах, соседних с воз-
душной стрелкой, есть не-
обходимость в изменении
зигзагов на стрелке, то
они могут быть выполнены
разными, но сумма но-
вых зигзагов должна рав-
няться 2й.
Места фиксации контактных проводов на стрелочных кривых край-
них путей станции целесообразно наметить в середине кривых (в точ-
ках пересечения осей съездов и крайних путей).
Таблица 55
Расстоя- ние С, и Размеры зигзагов а п Ь, м, при марке крестовины Расстоя- ние С, м Размеры зигзагов а и Ь, м, при марке крестовины
1/9 1/П 1/18 1/22 1/9 1/11 1/18 1/22
1 0,25 0,22 0,25 0,25 7 0,47 0,40 0,34 0,32
2 0,28 0,25 0,26 0,26 8 0,51 0,44 0,36 0,34
3 0,31 0,27 0,28 0,27 9 0,56 0,47 0,38 0,35
4 0,35 0,30 0,29 0,28 10 0,61 0,51 0,40 0,36
5 0,38 0,33 0,30 0,29 И — я 0,42 0,38
5,5 0,40 0,35 0,32 0,30 12 — , ► 0,44 0,40
6 0,42 0,37 0,33 0,31 13 — — 0,46 0,41
Каждое место, где необходима фиксация контактных проводов,
следует на плане наметить тонкой вертикальной линией и определить
его станционный пикет, т. е. расстояние от оси пассажирского здания.
В процессе дальнейшей работы места фиксации уточняются. При
этом часть их в возможных пределах смещается и объединяется, а часть
ликвидируется, если, например, отпадает необходимость дополнитель-
но фиксировать контактный провод па стрелочной кривой при не-
большом пролете.
После того как намечены все необходимые места фиксации контакт-
ных проводов, выбирают места, где рационально установить несущие
и анкерные опоры.
Все воздушные стрелки компенсированных подвесок на главных
путях должны фиксироваться с несущих опор (с подвеской несущих
тросов на опоре). Воздушные стрелки полукомпенсированных подве-
310
сок выполняют фиксированными, причем фиксация должна осущест-
вляться, как правило, с несущих опор.
Зигзаги контактных проводов на воздушных стрелках, как видно
из табл. 54, отличаются от принимаемых (0,3 м) при определении мак-
симальных допустимых длин пролетов. Поэтому максимальные длины
пролетов между несущими опорами, из которых хотя бы одна фикси-
рует воздушную стрелку, должны быть определены с учетом направ-
ления и размера зигзагов контактных проводов на воздушных стрел-
ках по графикам рис. 198. Направление зигзагов указывают стрелками,
направленными в соответствующую сторону от оси пути, а размер —
цифрами около стрелки (рис. 204, а).
На стрелочной улице, когда над ней расположена контактная под-
веска одного анкерного участка, зигзаги контактного провода этой
подвески на воздушных стрелках получаются односторонними
(рис. 204, б). Выполнить все эти зигзаги контактного провода равными
0,4 м не представляется возможным по условиям ветроустойчивости
контактной подвески. В этом случае можно место фиксации контакт-
ных проводов воздушных стрелок сместить на 4—5 м в сторону остря-
ка стрелки. Это позволит уменьшить зигзаги с 0,4 до 0,25 м (см.
табл. 55). Допустимая длина пролета при односторонних зигзагах
контактного провода может быть определена по формулам гл. IX,
с помощью ветрового лекала или по графикам рис. 198.
Обычно расстояния между намеченными местами фиксации контакт-
ных проводов не совпадают с максимально допустимыми пролетами,
которые можно было бы реализовать на рассматриваемой станции по
ветроустойчивости контактной подвески. Если получается такое сов-
падение или расстояния между местами фиксации незначительно мень-
ше допустимых пролетов, то целесообразно в каждом месте, где тре-
буется фиксация контактных проводов, поставить несущие опоры.
Если же установка только несущих опор приводит к значительному
сокращению пролетов, то необходимо выполнить часть воздушных
стрелок на главных путях нефиксированными (без фиксации контакт-
ных проводов в пределах стрелочного перевода), а для других стрелок
и мест, где контактные провода изменяют свое направление, установить
фиксирующие опоры.
Нефиксированными воздушные стрелки могут быть выполнены
в том случае, если на опорных конструкциях, расположенных вблизи
(до 20 м) от стрелочного пе-
ревода, возможно крепле-
ние проводов, обеспечива-
ющее монтаж воздушной
стрелки без фиксаторов в
пределах стрелочного пере-
вода. На гибких и жест-
ких поперечинах нефикси-
рованные стрелки выпол-
няют закреплением прово-
дов, образующих стрелку,
па фиксирующих тросах
Рис. 204. Зигзаги контактных проводов на воз-
душных стрелках
311
поперечин так, чтобы эти прово-
Нефиксированная
да на стрелках не изменяли сво-
его направления (рис. 205).
При расстановке опор в гор-
ловинах станции учитывают воз-
можность устройства анкеровок
Рис. 205, Схема нефиксированной воз- всех проводов с путей, закаичи-
душной стрелки Бающихся (или начинающихся)
в горловинах, без установки до-
полнительных анкерных опор и вообще стремятся к максимальному
совмещению опор различного назначения (несущих, анкерных и фик-
сирующих). Кроме того, учитывают возможность: размещения сек-
ционных изоляторов вблизи опор, установки и удобного присоедине-
ния к проводам контактных подвесок секционных разъединителей в
соответствии с принятой схемой секционирования станции, а также
подвески питающих и других проводов на опорах контактной сети.
После расстановки несущих и фиксирующих опор в горловинах
станции намечают места установки опор изолирующих сопряжений
анкерных участков контактных подвесок станции и примыкающих
к ней перегонов. При этом, кроме отмеченных выше положений, при-
нимают во внимание следующее:
крайняя опора воздушного промежутка должна быть расположена
не ближе 5 м от входного сигнала в сторону станции;
длина анкерных участков контактных подвесок главных путей стан-
ции не должна быть более 1600 м (как исключение — 1800 м);
опоры и анкерные ветви контактных подвесок не должны ухуд-
шать видимость сигналов; это следует учитывать при выборе габаритов
опор и расстояний от опор до сигналов: анкерные опоры лучше всего
располагать не ближе, чем на 20—25 м от сигналов; в том случае,
когда это невозможно сделать, следует сократить все пролеты сопря-
жения и его опоры расположить до сигнала;
в качестве анкерной опоры для станционной подвески может быть
использована крайняя переходная опора.
Расположение опор изолирующих сопряжений анкерных участков
увязывают с намеченными опорами в горловинах. Для этого разме-
чают зигзаги контактного провода и проверяют правильность приня-
тых пролетов, поскольку длина пролета зависит от размера и направ-
ления зигзагов. При этом допустимые длины пролетов были определены
с учетом разносторонних зигзагов 0,3 м.
Схемы изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтраль-
ных вставок принимают по типовым чертежам (см. гл. XIV) в зависи-
мости от вида электрической тяги (электровозная, моторвагонная)
и рода тока. При вычерчивании изолирующих сопряжений увязывают
зигзаги контактных проводов у опор изолирующих сопряжений и бли-
жайших к ним стрелок станции.
При разметке зигзагов может получиться, что на двух смежных
опорах зигзаги имеют одинаковое направление. В таком случае зиг-
заги увязывают, размещая контактный провод у одной из опор без
зигзага (с нулевым зигзагом) и сокращая, когда это требуется
312
по условиям ветроустойчивости контактной подвески, длину одного-
двух пролетов.
После расстановки опор по концам станции расстанавливают опоры
в средней части станции. Здесь следует применять максимально до-
пустимые пролеты, стремясь к установке наименьшего числа жестких
и гибких поперечин.
В качестве основного типа несущих конструкций контактной сети
на станциях принимают жесткие поперечины, перекрывающие от двух
до восьми путей. На крупных станциях с числом путей более восьми
при отсутствии необходимых междупутий для установки опор жестких
поперечин и невозможности раздвижки или, снятия пути устанавли-
вают гибкие поперечины.
При наличии на станции искусственных сооружений сначала выби-
рают способ прохода контактной сети через эти сооружения, а затем
намечают места установки ближайших к сооружениям опор. В качестве
поддерживающих устройств для проводов контактной сети при их
соответствующих габаритах допускается использовать верхние элемен-
ты мостов, своды тоннелей, конструкции путепроводов, пешеходных
и сигнальных постов. В случае использования, например, пешеходного
моста в качестве поддерживающего устройства ближайшие к нему опоры
располагают на расстоянии, равном или близком к допустимому проле-
ту на станции. В том случае, когда пешеходный мост не используют
как поддерживающее устройство, ближайшие к нему опоры разме-
щают так, чтобы мост находился по возможности ближе к середине
пролета.
Выбирают места установки опор у пассажирских зданий, пакгау-
зов и т. д. В отдельных случаях устанавливают опоры гибких попере-
чин за расположенным у путей зданием. При расстановке опор иа
станции и в особенности опор гибких и жестких поперечин габариты
и мощность опор выбирают с учетом будущего развития станции. Пос-
ле расстановки опор у искусственных сооружений намечают места
установки опор жестких (гибких) поперечин через допустимые пролеты
в сторону горловин станции до ближайших консольных опор. При этом
длину одного-двух пролетов, расположенных примерно посередине
анкерных участков главных путей станции, принимают на 10% мень-
ше длины допустимого пролета, чтобы разместить в них средние анке-
ровки контактных проводов. Такая предварительная разметка мест
установки опор позволяет выявить наименьшее необходимое коли-
чество опор, а также их рациональное размещение.
Пролеты между двумя-тремя жесткими (гибкими) поперечинами,
расположенными около горловин станции, предусматривают (сохра-
няя минимальное необходимое количество опор поперечин) короче
допустимых, чтобы не устанавливать специально фиксирующие опоры
для фиксации контактных проводов на стрелочных кривых, а также
иметь возможность монтировать контактные провода на одной из же-
стких или гибких поперечин с нулевым зигзагом. Последнее необхо-
димо делать в некоторых случаях для увязки зигзагов контактных
проводов на воздушных стрелках, расположенных в разных горло-
винах станции.
313
После расстановки опор по всей станции осуществляют трассиров-
ку (разводку) анкерных участков контактных подвесок электрифи-
цируемых путей и окончательно выбирают места установки анкерных
опор.
При трассировке анкерных участков максимально используют
намеченные опоры, делают как можно меньше пересечений подвесок,
стремятся к тому, чтобы при раскатке проводов цепных подвесок мень-
ше вносить нарушений в эксплуатационную работу станции. На съез-
дах, как правило, предусматривают отдельные анкерные участки.
Количество анкерных опор должно быть минимальным.
Над главными путями станции предусматривают контактные под-
вески того же типа и сечения, что и на перегонах. Анкерные участки
контактных подвесок главных путей обычно трассируют от крайних
в сторону перегона анкерных опор изолирующих сопряжений в одном
конце станции до таких же опор на другом конце. Если при этом длины
анкерных участков превышают допустимые (1600—-1800 м), то кон-
тактную подвеску каждого главного пути размещают в двух анкерных
участках, устраивая трехпролетное их сопряжение в наиболее удобном
для этого месте. Пересечение на воздушных стрелках главных путей
станций различных цепных подвесок (компенсированной и полуком-
пенсированной) не допускается.
При трассировке анкерных участков избегают пересечений главных
путей, и все воздушные стрелки выполняют с одиночным пересечением
контактных проводов (рис. 206, а). Если же по условиям трассировки
это сделать не удается, то воздушные стрелки выполняют с двойным
пересечением проводов, разнесенным на пролет (рис. 206, б), из кото-
рых одно (слева) — в разных уровнях. Встречные простые стрелки,
если они расположены на незначительном расстоянии друг от друга,
образуют одной и той же парой проводов. При этом воздушные стрелки
получаются с двойным (рис. 206, в) или, если это требуется, тройным
(рис. 206, а) пересечением контактных проводов. Устройство воздуш-
ных стрелок без взаимного пересечения контактных проводов при
марках- крестовин стрелочных переводов 1/9, 1/11 и 1/18 не допускается.
Нерабочие ветви контактной подвески при трассировке анкерных
участков вычерчивают тонкими сплошными линиями. После того, как
все анкерные участки протрассированы, подсчитывают их длину.
Анкерные участки длиной более 800 м устраивают с двусторонней
компенсацией контактного провода и несущего троса в компенсиро-
Рис. 206. Схемы пересечений контактных проводов па воздушных стрелках
314-
ванных подвесках и контактного провода — в полукомпенсирован-
ных. В одном из средних пролетов таких анкерных участков преду-
сматривают средние анкеровки. Если средние анкеровки не попадают
в намеченные ранее уменьшенные пролеты, то в таких местах осуще-
ствляют соответствующую перестановку опор.
В анкерных участках длиной менее 800 м делают одностороннюю
компенсацию проводов контактных подвесок. При этом компенси-
рованную анкеровку проводов обычно выполняют у наиболее удален-
ной от воздушных стрелок анкерной опоры.
Длину и номер анкерного участка указывают у каждой анкерной
опоры (например, 1125/5). Анкерные участки главных путей обычно
нумеруют римскими цифрами (I, II), других путей — арабскими
(3, 4) и т. д. Номер анкерного участка должен по возможности соот-
ветствовать номеру пути, над которым расположена подвеска этого
анкерного участка.
У каждой опоры на вертикальной линии указывают ее пикет (рас-
стояние от оси пассажирского здания) и габарит установки. На плане
показывают все длины пролетов (расстояния между несущими нагруз-
ку опорами), которые для отличия от других цифр подчеркивают од-
ной чертой.
Все опоры, показанные на плане станции (включая специальные
опоры для питающих и отсасывающих линий), нумеруют в направле-
нии счета километров, начиная с первой анкерной опоры изолирую-
щего сопряжения на одном конце станции до последней анкерной опоры
на другом. При этом стремятся, чтобы опоры, расположенные со сто-
роны четных путей, имели четные номера, а со стороны нечетных путей—
нечетные.
Секционные изоляторы у стрелочных переводов располагают
между стрелкой и предельным столбиком, у входных и маневровых
светофоров — за светофором (по направлению движения локомоти-
ва). Такое расположение секционных изоляторов позволяет лучше ис-
пользовать станционные пути, так как при остановках локомотивов
у предельных столбиков или у выездных и маневровых светофоров то-
коприемник электровоза не будет перекрывать секционный изолятор.
Чтобы улучшить проход токоприемников по секционному изолятору,
его врезают в контактную подвеску по возможности ближе к точке
подвеса несущего троса.
Секционные разъединители показывают у тех опор, иа которых
они должны быть установлены. На анкерных железобетонных опорах
установка секционных разъединителей не допускается.
68. СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ КОНТАКТНОЙ
СЕТИ ПЕРЕГОНОВ
Планы контактной сети перегонов составляют в увязке с профилем
и планом пути, существующими и выполняемыми проектами соору-
жаемых мостов и путепроводов, переходов линий электропередачи,
СЦБ и связи, укладки или переустройства различных коммуникаций.
315
Типы кронштейнов КфДСИ-т шт. !
Типы фиксаторов Ф0И~Ш ФПИ-1 ЫОИ-Ш ФПИ~1 ФОИ-ЦТ ФЛИ-1 ФОН-71 ФОИ-ТУ Ф0И~71
Типы консолей | s- ИТР - Дп= 6 шт. j—»- И p-у- 5п=2шпн*—| ИС~У-5п
Типы анкероВ и оттяжек ТА-4, А-3
Типы ФуноаментаВ, опорных плит, лежней —*- ТС~S-3,5 -f шт. -ч— оп. д
Тупы опор ,, СКЦ " —*- ч.о-фртс-ншт. — * 4,5-13,6 = 3 шт, * 1 8-13,8 4,5-13.6
Габарит опор, м 3,1 V ?д у Зр 31 sj(j pg 50
Габарит ппор.м 3,1 3,1 3,1 3,1 . 3,1 3,1 5,0 5,0 5,3
Типы опор „ СКЦ " * 4,5-18,870= 4 шт. 4,5-13,6=3 шт. * [ 8-13,6 4.5-13, С
Типы фундамента!!, опорных плит, лежней ТС-О-Зр-Ошт, -*- 0 П.В
Типы анкероВ и оттяжек ТА-Ч;А-3
Типы консолей | * ИТР-Дп-- е шт. -£ 1 ИР-У-5П ИР-У~5п И8~У-5п
Типы ФиксатрроВ ФПИ-1 ФОИ-Ш ФПИ-1 ф ЛИ-Ш ФПИ-1 Ф0И~Ш ФПИ-ДТ Ф0И-71 ФПИ-Ш
Типы кронштейнов I *- КФДСМ = 13 шт.
И иксы аж оп ср 7.2 01 СО сс 0! о7 CL SI 05 09 СО ss\ i к 83 и J ЬЬ ! V вс\ ОС
Пикетаж искусспёсиных соору- жений, крибых и ср. . I 53 л 1 ,_.д
Лиан линий
SOI км
КФ - 5 =2 шт, Кф-5=1шт. КФ~5-1шт.
КФ ДСП ~5шт.
ФПИ~Ш ФОН -S' фри-а фо1 1-71 ФПИ-1 ФОИ-JK ФПИ-1 ФОИ-Ш ФП1 1-1 ФОИ-Ш, ФА И -IV ФПИ -1 ;ФАИ~Ш ФОИ-Ш
0Р-7 ~5п ИР-7 -5п ИР ~У~5п ИР- У~ 5 П j—>- итр-h - 5 шт. ИТР-Ц;ИТС~11 ИТР-Ц;ИТС-Д ИТР-Д
ТА-4 ;А~3 ТА- <Г,А- ТА~4-,А-1
ОП.Р тс- 10-4 ТС-6-3,5 TC-W -4 ТС-6-3,5 ТС-6-3,5 ТС- 10-4 Опп В
6~13,6 4.5 ~ 13,6 4,5-13,6 8- 10,8 ТС 6-13,6 ТС 8-13,6 ТС 4,5-13,6 ТС 4,5-10,8 ТС 8- Ю,8ТС 8-13,6 6-13,6 8-13,6
5,0 5,0 5,0 5,0 3.1 3,1 3,1 3,5 3, 3 3,1 3,1 3,3
125 _1ПЗ
В Л\2 !КЗ 7К4 1К5 . Ж К7 IKS Z..^L, 1КЗ
20 | 21 ( 24 26 26 30 Г ,38 W]-
° .у- ~~ t Т т? —Л -7-7?—<
1 \ 60 * 65 t 60 + 60 t 60 + £0 f SZ * Щ 68 4 ВО + 61Т\ t 1 65 1
z=X—— J1L г—t
125 18 21 23 25 '77 29 31 Л1 , 35 747. 'j? 39 ‘ 14S5 ! Ы
1 ~Д КН Тни
5, 0 3,1 3.1 3,1 3,1 3,1 3,3 3,1 З.з 3,1 3,1 3,3
в- 13,6 4,5-13,6 4,5-13,6 8- W.8TC 6-13,6 ТС 8-13,6ТС 4,5-13,6 ТС 4.5-10,8 ТС 8~ 10,8ТС 6-13,6 6-13,6 8-13,6
ол-р тс-ш-ч ТС-6-3,5 ТС-16 -ц ТС-6-3,5 ТС-6-3,5 . ТС -10-ii 05.11
ТА- 4;А~3 ТА- 4; А- 1 ТА-4;А-1
ИР- У-5П | > ИТР~3=8 шт. -в ИТР-3, ИТС-П ИТР-ll, ИТС-1! ИТР-Д
Ф0И~Ш ФПИ-1 ФОИ-Ш ФЛИ-1 ФОИ-Ш ФЛИ-1 фои-ш ФПИ-1 ФОИ-Ш ФПИ-1-, ФАИ-Ш Ф0И-Ш;ФАИ-Ш ФПИ~1
КФ-5 = 2шт, КФ-5= 2шт. КФ~5^2шт. —► КФДСИ-5ШГЛ.—*"]
88 20 40 60 05 35 55 00 "tfFj i со $8 С$'\ сг CL £8 L0 СО со В! 88 CL СТ, В£
50 6Z 38 8Z ВО 25 15
Рис. 207. План контактной сети части двухпутного перегона
Основным исходным документом для составления плана контакт-
ной сети перегона является подробный продольный профиль электри-
фицируемого участка, на котором указаны основные элементы плана и
профиля пути. План перегона для расстановки опор обычно подготав-
ливают в схематическом виде в масштабе 1 : 2000 (рис. 207).
. В зависимости от числа путей на перегоне на плане вычерчивают
одну или две прямые линии (па расстоянии 1 см друг от друга), пред-
ставляющие оси путей. Тонкими вертикальными линиями размечают
через каждые 5 см (100 м в натуре) пикеты и нумеруют их в направле-
нии счета километров. Условными обозначениями показывают искус-
ственные сооружения (мосты, трубы, переезды) и сигналы.
Выше и ниже прямых линий, представляющих оси путей (контакт-
ные подвески), вдоль всего перегона размещают таблицы (при одно-
путном перегоне — только нижнюю таблицу), в графах которых ука-
зывают все необходимые данные. Под нижней таблицей вычерчивают
спрямленный план линии, на котором условными обозначениями по-
казывают километровые знаки, направления, радиусы и длину кри-
вых участков пути, границы расположения высоких насыпей и глубо-
ких выемок.
Пикеты опор, искусственных сооружений, сигналов, кривых
и т. д. отмечают в таблице в виде дроби (например, 28/72), числитель
которой обозначает расстояние в метрах до одного пикета, знамена-
тель — до другого. В сумме эти числа должны быть равны 100, так
как расстояние между двумя пикетами равно 100 м.
Расстановку опор на перегоне начинают с переноса опор изоли-
рующих сопряжений станций, к которым примыкает перегон. Распо-
ложение этих опор на плане должно быть увязано с их расположением
на планах станции. Увязку производят по отметке оси пассажирского
здания или по входным сигналам, которые обозначены и на плане
перегона. В последнем случае поступают следующим образом. Опре-
деляют расстояние между сигналом и ближайшей к нему анкерной опо-
рой изолирующего сопряжения по отметкам на плане станции. Это
расстояние прибавляют или отнимают (в зависимости от расположения
между собой анкерной опоры и сигнала) к пикетной отметке сигнала и
получают пикетную отметку анкерной опоры. Затем откладывают от
этой анкерной опоры расстояния, равные длинам пролетов изолирую-
щего сопряжения, указанным на плане станции, и получают пикетные
отметки опор сопряжения на перегоне. После этого вычерчивают изо-
лирующее сопряжение, располагая его провода так, как показано на
плане станции; показывают зигзаги контактного провода. Опоры
изолирующих сопряжений анкерных участков относятся к станцион-
ным опорам. Поэтому на плане перегона их выделяют черными кру-
жочками.
При расстановке опор одновременно расставляют зигзаги контакт-
ного провода. После увязки зигзагов контактного провода оконча-
тельно разбивают контактную сеть перегона иа анкерные участки и
вычерчивают их сопряжения. В пролетах, намеченных для средних
анкеровок, показывают средние анкеровки контактного провода и
несущего троса (при компенсированных подвесках).
318
Опоры и анкерные участки нумеруют в направлении счета кило-
метров, при этом на двухпутных линиях анкерным участкам со сторо-
ны первого пути присваивают нечетные номера, а со стороны второго
пути — четные. Опоры изолирующих сопряжений станций в нумера-
цию опор перегона не включают. На плане показывают места уста-
новки электрических соединителей, разрядников, секционных разъ-
единителей и т. д., а при наличии усиливающих и других проводов —
их расположение в местах сопряжений анкерных участков.
В соответствующих графах таблиц, вычерченных на плане, указы-
вают габариты и типы опор, фундаментов, консолей, ригелей жестких
поперечин, фиксаторов. На плане контактной сети перегона приводят
спецификации анкерных участков контактных подвесок, опор, фунда-
ментов, консолей, ригелей жестких поперечин, фиксаторов, фикси-
рующих тросов, а также длины усиливающих проводов, тросов груп-
повых заземлений, линий продольного электроснабжения и общую
длину электрифицируемых путей.
ГЛАВА
XVII СООРУЖЕНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
69. ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ И МОНТАЖНЫХ РАБОТ
ПО СООРУЖЕНИЮ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Работы по электрификации железных дорог выполняют по утверж-
денной проектно-сметной и технической документации, включая
проекты организации и производства работ с применением метода се-
тевого планирования н управления, предусматривающего определен-
ную последовательность работ: строительные работы предшествуют
монтажным.
В строительные работы входят: разработка котлова-
нов, установка фундаментов, опор, анкеров и жестких поперечин. Ука- |
занные работы, как правило, выполняют строительные тресты Мини- ;
стерства транспортного строительства (Минтрансстрон). Строитель-
ные тресты организованы по территориальному принципу и включают
в себя отдельные подразделения — строительные участки (СУ) и !
строительно-монтажные поезда (СМП). Подразделения объединяют;
строительные колонны, выполняющие определенные виды работ. Они
имеют строительные дворы, полигоны и мастерские, в которых изго-
тавливают металлические конструкции и изделия из бетона и железо-
бетона,
К монтажным работам относятся армирование опор кон-
солями и кронштейнами, гибкими поперечинами; раскатка, монтаж
и регулировка проводов контактной подвески, питающих, усиливаю-
щих, продольного электроснабжения и других; установка аппаратуры
секционирования, разрядников и заземлений. Монтаж контактной
сети выполняют электромонтажные поезда (ЭМП) Всесоюзного треста
«Трансэлектромонтаж» Минтрансстроя. Электромонтажные поезда
имеют прорабские пункты по монтажу контактной сети и тяговых под-
станций, мастерские и центральный склад.
Конструкции для сооружения контактной сети, применяемые в мас-
совом количестве (опоры, фундаменты, жесткие поперечины, консоли,
кронштейны, фиксаторы, детали), а также приспособления для работ
изготавливают на специализированных заводах. Изоляторы и про-
вода поставляют заводы промышленности по соответствующим за-
казам.
При электрификации железных дорог широко применяют поточ-
ный метод. По окончании определенного вида работ на одном объекте
(станции, перегоне) колонна или бригада переходит на следующий
объект, причем состав бригады и оснащение ее механизмами не ме-
няются. На предыдущем объекте к новым видам работ приступает дру-
гая специализированная колонна или бригада. Сначала выполняют
так называемые задельные работы по переустройству путей, устройств
сигнализации и связи и основные строительные. Затем завершают
все строительные работы и производят полный комплекс монтаж-
ных работ.
320
До начала работ по установке опор контактной сети тщательно
обследуют электрифицируемый участок железной дороги и уточняют
места, где опоры могут быть установлены с поля (без занятия желез-
нодорожного пути) и с пути. На основании этих данных, анализа ин-
тенсивности движения поездов, наличия механизмов совместно с уп-
равлением дороги определяют продолжительность «окон», т. е. пере-
рывов в движении поездов, необходимых для строительных работ,
уточняют и согласовывают места расположения линейных комплекто-
вочных баз.
Линейные комплектовочные базы предназначены для стоянок уста-
новочных поездов, кранов и других механизмов, разгрузки, сортиров-
ки и складирования необходимого запаса опор и фундаментов, комплек-
тования и погрузки опор и фундаментов на платформы устано-
вочных поездов или другие транспортные средства (автомобили, трак-
торные прицепы) для вывозки их к месту установки.
На комплектовочной базе предусматривают один-два рабочих
пути для стоянки и маневров установочных поездов, площадки для
погрузочно-разгрузочных операций и автомобильные подъезды к ним.
Комплектовочные базы обычно совмещают с приобъектовыми базами,
обслуживающими строительство тяговых подстанций и других объек-
тов, при этом учитывают требование уменьшения пробега установоч-
ных поездов.
Имеющийся опыт показал, что по условиям подъезда в среднем
около 20—25% общего объема работ по сооружению опор контактной
сети можно вести с поля. Поэтому особое внимание уделяют подготов-
ке дорог и подъездов к местам установки опор, для чего комплект ме-
ханизмов, работающих с поля, дополняют бульдозером. В зависимо-
сти от количества устанавливаемых опор с поля и с пути специализи-
рованные колонны укомплектовывают соответствующими механиз-
мами. Как правило, в состав каждой специализированной колонны
входят три комплексные бригады, в том числе две оснащенные комплек-
тами механизмов для работы с пути и одна для сооружения опор
с поля.
Комплексная бригада, выполняющая работу с пути, имеет в
своем распоряжении установочный поезд, состоящий из локомотива,
железнодорожного крана, платформы для расположения стрелы кра-
на, двух четырехосных платформ для опор и фундаментов, крытого
вагона, автомобиля, многоковшового котлованокопателя и комплекта
механизмов для засыпки и уплотнения грунта в котлованах.
Комплексную бригаду для установки опор с поля оснащают одним
или двумя автомобилями, котлованокопателем на тракторном ходу,
автомобильным краном, бульдозером и комплектом механизмов для
засыпки и уплотнения грунта в котлованах.
После сооружения опор их принимают под монтаж в полном объеме
в пределах перегона, станции, отдельного парка или анкерного участ-
ка представители электромонтажного поезда и заказчика.
На принятом под монтаж участке к работе приступает прорабский
пункт по монтажу контактной сети, имеющий в своем составе 25—35
электромонтеров, распределенных по бригадам. Каждая бригада сос-
П Зак. 2195 321
Рис. 208. Автомотрисы АГВ-1 и АГВМ-2
тоит из пяти-шести электромонтеров и не менее двух сигналистов и
выполняет на закрепленном за ней участке все электромонтажные ра-
боты. Организуют работы на прорабском пункте производитель работ
и один или два мастера. Каждому прорабскому пункту придается
комплект машин и механизмов, эксплуатацией и ремонтом которых
ведает линейный механик. Из самоходных единиц применяют авто-
дрезины ДМ, автомотрисы АГВ и АГВМ (рис. 208), ДГК (рис. 209)
или АГМу, мото воз-электр о станцию МЭС-1, а также используют теп-
ловозы и мотовозы, различные краны, машины МШТС.
Рис. 209. Автомотриса ДГК-1 и железнодорожный крал МК-15-2
322
Для подъезда к месту работ без занятия железнодорожных путей
используют автолетучки на автомобилях повышенной проходимости
ГАЗ-63А, ЗИЛ-151 и др.
Для выполнения работ непосредственно с пути по раскатке прово-
дов, монтажу и регулировке контактной подвески прорабские пункты
оснащают комплектом машин, состоящим из монтажного вагона с выш-
кой, раскаточной платформы и машины с шарнирной стрелой, распо-
ложенной на двухосной железнодорожной платформе.
Перед началом монтажных работ определяют необходимое коли-
чество и продолжительность «окон», предусматривая концентрацию
всех сил и механизмов на том участке, где выделяется «окно» для мон-
тажных работ. Большую часть работ по монтажу контактной сети
(армирование опор, регулировка контактной подвески) выполняют
без прекращения движения поездов с ограждением места работ сигна-
листами, которые предупреждают работающих о приближении поезда.
Перед началом монтажных работ, как и строительных, необходимо
правильно выбрать расположение комплектовочных баз для стоянки
раскаточных поездов и других механизмов, складирования барабанов
с проводами, материалов и оборудования,
70. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО СООРУЖЕНИЮ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
До начала строительных работ осуществляют разбивку мест уста-
новки опор согласно планам контактной сети перегонов и станций,
разработанным проектной организацией. Положение оси опор отме-
чают нанесением вертикальной черты, номера и типа опоры несмы-
ваемой краской на шейке наружного рельса с полевой стороны. Одно-
временно отмечают габаритное расстояние от оси пути до опоры.
Котлованы под опоры, анкеры и фундаменты обычно разраба-
тывают многоковшовыми или буровыми землеройными машинами.
Во избежание повреждения подземных коммуникаций специальными
искателями определяют места положения коммуникаций. При невоз-
можности применения средств механизации из-за наличия подземных
коммуникаций котлованы разрабатывают вручную. Близость располо-
жения котлованов к действующему пути требует тщательного соблю-
дения правил безопасности движения поездов и техники безопасности
при производстве работ. На время производства работ машинистам
поездов выдают предупреждения о повышении бдительности или сни-
жении скорости движения в особо опасных местах.
Руководитель работ тщательно наблюдает за состоянием земляного
полотна и креплений котлованов. При появлении трещин вокруг кот-
лована и особенно со стороны пути усиливают крепление котлованов.
При значительном притоке в котлован воды ее откачивают и устанав-
ливают шпунтовые ограждения. Котлованы разрабатывают в сжатые
сроки и работы организуют так, чтобы фундаменты, анкеры и опоры
Устанавливались в то же «окно» или в срок не более суток во избе-
жание обрушения стенок и нарушения несущей способности дна.
11* 323
Для рытья котлованов используют многоковшовые котлованоко-
патели МКТС-3 и МКТС-2 (рис. 210). Котлованокопателем МКТС мож-
но рыть котлованы на насыпях высотой до 3,5 м и в выемках глубиной
до 2,5 м. Котлован размером 0,7 X 0,9 м глубиной до 5 м разрабаты-
вается за две или несколько проходок. Средняя производительность
котлованокопателя 15—16 котлованов в смену.
Для рытья котлованов под фундаменты станционных опор гибких
поперечин применяют одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой
вместимостью 0,25—0,35 или 0,5—0,65 м3. Наиболее пригоден для
рытья котлованов экскаватор Э-221 на базе колесного трактора «Бе-
ларусь», который роет котлованы глубиной 3,2 м от уровня его стоян-
ки. На этом же тракторе смонтирован бульдозер, снабженный ножом
для предварительной срезки грунта. Для рытья котлованов с пути
применяют вертикальные многоковшовые котлованоконатсли ВК
(рис. 211), устанавливаемые на дрезине. Размеры в плане котлованов,
отрываемых машиной ВК, так же как и МКТС, составляют 0,7 X
X 0,9 м. Глубина котлована до 5 м при расстоянии от 2,45 до 5,8 м
от оси пути до внутренней грани опоры. Производительность котло-
ванокопателя — до 5—6 котлованов в 1 ч.
Котлованы под опоры, устанавливаемые без лежней, роют буровой
машиной БМ (рис. 212). Процесс бурения состоит из четырех операций:
Рис. 210. Многоковшовый котлов анокопатель МКТС-2
па базе трактора С-100:
2— кабина; 2 — стрела; 3 ~~ направляющая рама; 4 — рабочий
орган
324
Рис. 211. Вертикальный многоковшовый котлованокопатсль ВК:
/ — кабина автодрезины; 2 — кабина котловапокопателя; 3 — рабочий орган; / — поворотная
рама; 5 — платформа
заглубления бура иа 0,8—1 м, подъема его с грунта над поверхностью
земли, разбрасывания грунта под влиянием центробежной силы от
быстрого вращения бура и опускания невращающегося бура в котло-
ван. Циклы бурения повторяют до достижения необходимой глубины,
после чего машину переводят в транспортное положение и она следует
к месту расположения очередного котлована. Общая продолжитель-
ность всего цикла работ с передвижением к очередному котловану
составляет 20 мин.
Буровая машина отрывает котлованы диаметром от 0,5 до 0,8 м
глубиной 4,4 м при вылете рабочего органа от 2,7 до 5,5 м от оси пути.
Производительность буровой машины составляет до 6—8 котлованов
в 1 ч.
Рис, 212. Буровая машина па базе автодрезины ДЛ1:
/ — кабина дрезины; 2 — кабина управления рабочим органом; 3 — поворотная рама; / — ра-
бочий орган (бур); 5 — платформа
325
Создаются машины для рытья котлованов на базе автомотрисы
ДГК, имеющей лучшие показатели. Для рыхления скального грунта
прибегают к взрывным работам. В качестве взрывчатого вещества ис-
пользуют аммонал. Патроны с аммоналом закладывают в высверли-
ваемые буром отверстия глубиной 25—30 см и забивают сверху сухим
песком. Взрывные работы ведут специальные организации.
Для работы в перенасыщенных влагой грунтах применяют вибро-
контейнер. Опустив контейнер краном МК-15 на место будущего кот-
лована, осуществляют его вибропогружение. В разработанный кон-
тейнером котлован через 2—3 мин устанавливают опору. В течение
этого времени стенки котлована при заполнении его водой не успевают
обрушиться.
При сооружении фундаментов опор контактной сети и анкеров
работы осуществляются в следующей последовательности: изготав-
ливают фундаменты и анкеры на строительном дворе или получают
готовые; развозят их специальными поездами или внерельсовыми транс-
портными средствами и устанавливают кранами в заранее подготов-
ленные котлованы; осуществляют вибропогружение свайных фунда-
ментов; бетонируют фундаменты на месте.
Опоры контактной сети устанавливают на подготовленные фунда-
менты или непосредственно в грунт в подготовленные котлованы.
В слабых грунтах под опоры для устойчивости устанавливают опорные
плиты. Развозят и устанавливают готовые фундаменты, анкеры и
опоры контактной сети кранами на железнодорожном, тракторном н
автомобильном ходу.
Наибольшее распространение из существующих железнодорожных
кранов для установки фундаментов, анкеров и опор контактной сети
имеет кран МК-15 грузоподъемностью 15 т. Преимущество этого крана
в том, что при работах на двухпутных участках по соседнему пути сох-
раняется нормальный габарит, где поезда могут следовать без ограни-
чения скорости. Применяют также железнодорожные краны КЖ-16,
КДЭ-161, К-ЮЗ, ПК-6, ПК-15.
При работах с поля для установки фундаментов, анкеров и опор
используют тракторные краны КТС-5Э (рис. 213), КТС-63, КТЭ-58,
Рис, 213. Тракторный кран КТС-5Э:
1 — стрела; 2 — кабина; 3 — поворотная платформа
326
применяют также автомо-
бильные краны КТС-3, К-67,
К-Ю15, К-161, К-Ю4, К-64
и т. п.
Перед установкой фунда-
мента, анкера или опоры в
котлован проверяют правиль-
ность отметки дна котлована
относительно уровня головки
рельса. Крюк крана присо-
единяют к опоре несколько
выше центра тяжести, после
чего опору поднимают и опу-
скают в котлован или на фун-
дамент, придавая ей наклон
1,5% от высоты опоры в сто-
рону, противоположную дей-
ствию. основных нагрузок.
Котлован засыпают слоями
по 20—30 см и тщательно
утрамбовывают каждый слой.
При работе в зимних усло-
виях мерзлый грунт обяза-
тельно размельчают так, что-
бы комья были размером не
более 5 см.
Свайные фундаменты уста-
навливают вибропогружением
агрегатом АВСЭ, смонтиро-
ванным на 60-тонной четы-
Рис. 214. Агрегат АВСЭ для вибропогру-
жения свайных фундаментов
рехосной платформе 3 (рис. 214), Прн этом отпадает необходимость
в землеройных работах и значительно ускоряется сооружение фунда-
ментов опор контактной сети.
Агрегат дает возможность погружать свайные фундаменты длиной
до 5 м при расстоянии от оси пути 2,7—5,4 м. При погружении в грунт
вибропогружателем 1 типа ВП-1 свайный фундамент 2 подвергается
знакопеременным колебаниям с частотой 7 Гц и амплитудой от 10 до
18 мм. За двухчасовое «окно» агрегатом АВСЭ погружают 8—9 свай.
Большой экономический эффект дает использование свайных фун-
даментов под станционные опоры гибких поперечин. Свайный фун-
дамент из 4—8 железобетонных свай длиной от 5 до 10 м сечением
30 X 30 или 35 X 35 см объединяют поверху плитой и соединяют
с ней болтами или сваркой. Для погружения свай 1 под станционные
опоры контактной сети применяют вибропогружатель 2 типа ВП-30,
установленный на железнодорожном кране 3 (рис. 215).
При сооружении больших монолитных фундаментов под опоры
гибких поперечин бетонирование фундаментов осуществляют непо-
средственно в местах их установки. Для приготовления бетонной смеси
применяют бетономешалки вместимостью 250 л или агрегат непрерыв-
327
Рис. 215. Вибропогружатель па железно-
дорожном крапе
части арматурой для
пого действия вместимостью
500 л и более, входящий в со-
став бетон о смеси тельного поез-
да, В целях обеспечения ста-
бильного качества фундаментов
процессы дозировки и переме-
шивания составляющих элемен-
тов бетона (щебень, песок, це-
мент, вода) автоматизируют. На
линиях, где есть удобный подъ-
езд с поля к местам установки
опор, применяют тракторные
бетоносмесительпые поезда.
Вето н у кладывают в дер е-
вянные или металлические опа-
лубки до начала его схватыва-
ния (не позднее чем через 30 мин
после приготовления) слоями
толщиной 20 см. Каждый слой
тщательно уплотняют вибрато-
рами или трамбовками. Во вре-
мя работ по сооружению фун-
даментов следят за тем, чтобы
не было перерывов в бетониро-
вании и обеспечивалась бы пол-
ная монолитность. Анкерные
болты устанавливают до бетони-
рования фундаментов, распола-
гают их в соответствии с рабо-
чим чертежом фундамента и свя-
зывают между собой в нижней
болтов от сдвига при бетонирова-
нии. На болты в верхней части надевают шаблон, который снимают по-
сле окончательного бетонирования фундамента. Для сохранения
нарезки анкерных болтов ее покрывают смазкой и обертывают толем.
После окончательного закрепления опоры верхней поверхности фун-
дамента придают пирамидальную форму с небольшим скатом для
предупреждения скопления воды. Выступающую из земли часть фун-
дамента обмазывают жирным цементным раствором и разравнивают
гладилкой. При этом замазывают все шероховатости и трещины, имею-
щиеся на его поверхности.
Ригели (жесткие поперечины) па железобетонные опоры устанав-
ливают установочным поездом, состоящим из тепловоза, двух четырех-
осных платформ (под стрелу крапа), крана МК-15 со стрелой длиной
16 и 18 м, сцепа из двух четырехосных платформ для перевозки ригелей
н крытого вагона для бригады, материалов и инструмента. Для перевоз-
ки, ригелей длиной более 24 м сцеп дополняют двухосной платформой.
Поперечины длиной до 20 м опускают па стойки непосредственно
с установочного поезда с занятием одного пути. Если длина поперечи-
328
цы более 20 м, то установочный поезд располагают на одном пути,
а кран — на соседнем с ним пути. Для установки поперечины осущест-
вляют ее строповку четырех ветвевым стропом, закрепленным на рас-
стоянии 3—4,5 м от концов поперечины. После этого поднимают ее и
крепят болтами к оголовкам стоек.
Строительные работы должны быть выполнены так, чтобы обеспе-
чивалась долговременность эксплуатации сооружаемых устройств.
Перед установкой металлические опоры, поперечины и другие метал-
лические конструкции окрашивают по всей поверхности и при необхо-
димости восстанавливают защитные битумные покрытия подземной
части поверхности фундаментов, анкеров и железобетонных опор.
71. РАБОТЫ ПО МОНТАЖУ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Работы по монтажу контактной сети выполняют в соответствии
с Правилами техники безопасности и производственной санитарии
при электрификации железных дорог.
Консоли монтируют на установленных опорах с помощью
полиспастов, переносных лебедок или машины А1ШТС. При подъеме
однопутных консолей используют полиспасты грузоподъемностью
500 кг. Тяжелые двухпутные и многопутные консоли поднимают руч-
ной лебедкой, полиспастами грузоподъемностью 2000 кг или краном.
Армируют консоли на земле до их установки.
Однопутные консоли полиспастом устанавливают в следующем по-
рядке: электромонтер поднимается к вершине опоры (на железобетон-
ную с помощью легкой дюралюминиевой приставной лестницы) и
через струбцину закрепляет один блок полиспаста, затем другой блок
внизу крепят за консоль и поднимают ее в наклонном состоянии
хоботом вниз до уровня пяты. Закрепив консоль в пяте, поднимают
ее до рабочего состояния, после чего закрепляют тяги и снимают
блоки. В конце подъемки и закрепления ее пяты оттягивают консоль
в сторону от опоры и удерживают от раскачивания. В тех случаях,
когда имеется возможность предоставления «окон», монтаж консолей,
особенно тяжелых, выполняют с монтажной машины МШТС-2П, уста-
новленной на железнодорожной платформе. МШТС-2П представляет
собой шарнирную поворотную стрелу из двух колен. У конца верхне-
го колена укреплены две монтажные корзины грузоподъемностью до
400 кг. Система крепления монтажных корзин обеспечивает постоян-
ное вертикальное их расположение при любом положении шарнир-
ной стрелы.
Управление машиной двойное: с нижнего пульта, установленного
на платформе, и с верхнего, который размещен в одной из корзин.
Наибольший вылет стрелы с корзиной 15 м, наибольшая высота подъ-
ема корзин 17,8 м, скорость подъема 20 м/мин. Для выполнения мон-
тажных работ с поля машины МШТС выпускаются на автомобильном
МШТС-2А (рис. 216) и гусеничном ходу МШТС-2Т.
Консоли с помощью машины МШТС устанавливают в следующем
порядке: машину останавливают вблизи опоры на расстоянии, обесие-
329
Рис. 216. Монтажная машина МШТС на
автомобильном ходу
Правильность установки консоли
чивающем работу шарнирной
стрелы 1. Корзину 2 стрелы опу-
скают для загрузки консоли и
необходимых деталей. После за-
грузки и захода электромонте-
ров в корзину поднимают стре-
лу и подводят к опоре. Кон-
соль закрепляют в пяте и один
из электромонтеров переходит
на опору, а другой удерживает
консоль. Стрелу поднимают
вверх до положения коисоли
несколько выше рабочего, после
чего закрепляют тягу консоли.
Электромонтер с опоры перехо-
дит в корзину, и шарнирную
стрелу опускают.
по высоте и в плане определяют
с помощью отвеса, в качестве которого используют веревку с грузом.
Если работы по установке консолей значительно опережают рас-
катку несущего троса, то для предохранения от раскачивания консоль
разворачивают вдоль пути и привязывают проволокой к опоре.
Жесткие поперечины армируют непосредственно с ри-
геля, с монтажной площадки автомотрисы, автодрезины и вагона или
из корзины машины с шарнирной стрелой. Консольные стойки устанав-
ливают в собранном виде вместе с консолью. Два электромонтера, под-
нявшись на жесткую поперечину, устанавливают крепительные угол-
ки. Затем полиспастом поднимают консольную стойку, устанавливают
на поперечине и окончательно закрепляют. При подъеме консоль удер-
живают веревкой, закрепленной на жесткой поперечине.
Все детали и конструкции массой до 25 кг поднимают веревкой,
пропущенной через ролик.
При армировке жестких поперечин треугольными подвесами за-
крепляют опорные уголки с тягой крюковыми болтами к поперечине
и затем на тяге подвешивают гирлянду изоляторов с седлом или роли-
ком. Устанавливают траверсы (турникеты) в следующей последова-
тельности: к поперечине крюковым болтом около промежуточных
стоек закрепляют опорные уголки, к уголкам присоединяют гирлянды
изоляторов и затем к ним траверсу. К одному из отверстий в траверсе,
ближайшему к оси пути, подвешивают седло или ролик. Фиксирую-
щий трос монтируют после раскатки по всем путям несущего троса.
Натяжение фиксирующего троса регулируют штангой, имеющей
резьбу.
Монтаж гибких поперечин начинают с определения
требуемой длины фиксирующих тросов, замером расстояния между
опорами с учетом наклона передней грани опор, а также длины на-
тяжных штанг, муфт и изоляторов, включаемых в трос. Поперечные
несущие тросы берут наЗ—4,5 м длиннее фиксирующих в зависимости
от расстояния между опорами; их длину определяют по формуле
330
£ = I + 8 f2l (3 /), (здесь I — расстояние между передними гранями
опор на уровне крепления поперечных несущих тросов, м; / — стрела
провеса ненагружепного несущего троса, м, которую принимают
4,5 м для опор высотой 15 м и 9,2 м — для опор высотой 20 м).
В гибкой поперечине первым монтируют верхний фиксирующий
трос: при закрепленном одном конце перебрасывают его через пути,
вытягивают с помощью полиспаста и устанавливают точное место за-
делки второго конца. После этого незаделанный конец троса опускают
па землю, окончательно заделывают, снова подтягивают на опору,
натягивают блоком и закрепляют. После монтажа верхнего фиксирую-
щего троса подвешивают поперечный несущий трос. Учитывая удлине-
ние троса при его загрузке вследствие выправления неровностей,
поперечному несущему тросу при его монтаже в зависимости от длины
его дают стрелу провеса, несколько меньшую, чем расчетная. Нижние
фиксирующие тросы монтируют после раскатки несущих тросов, но до
раскатки контактных проводов. Предварительно при подготовитель-
ных работах в эти тросы врезают изоляторы для создания нейтральных
вставок и для раздела между секциями. При большом числе врезных
изоляторов там, где трудно точно определить места расположения,
их врезают после монтажа троса со съемной вышки с помощью натяж-
ной муфты. После монтажа тросов устанавливают все необходимые
для монтажа цепной подвески зажимы. Гибкие поперечины регулируют
после раскатки и монтажа продольных несущих тросов и контактных
проводов до регулировки цепной подвески. При этом устанавливают
в проектное положение относительно оси пути несущие тросы контакт-
ных подвесок, струны гибких поперечин приводят в вертикальное по-
ложение, а фиксирующие тросы — в горизонтальное положение.
Окончательно закрепляют струны гибких поперечин.
Монтаж несущего троса контактных под-
весок начинают с его раскатки одним из способов: поверху с движу-
щейся раскаточной платформы (с закреплением конца троса до начала
раскатки на анкерной опоре); поверху с неподвижной раскаточной
платформы, установленной у начала анкерного участка (с протяги-
ванием троса локомотивом, движущимся с монтажным вагоном по на-
правлению к противоположному концу анкерного участка) или понизу
с последующим поднятием троса на опоры.
До раскатки троса проводят необходимые подготовительные ра-
боты, заключающиеся в установке монтажных роликов, компенсато-
ров и др.
При выполнении работ поверху с движущейся платформы монтаж-
ный поезд, состоящий из локомотива, раскаточной платформы и мон-
тажного вагона, останавливается у начала анкерного участка (рис. 217).
Трос 1 закрепляют на опоре и на монтажной площадке 2, поднятой на
такую высоту, чтобы трос находился примерно на уровне подвески
на опорах. Затем при движении монтажного поезда со скоростью
8—10 км/ч закладывают трос в монтажные ролики в каждой точке
подвеса. При этом в зависимости от состава монтажного поезда могут
быть два способа раскатки: с предварительным раскатыванием несу-
щего троса на шпалы с платформы 5, перемещаемой мотовозом 4, и
331
без применения дополнительного мотовоза с одновременной раскаткой
и подъемом троса. Натягивают и анкеруют трос на опору с помощью
полиспаста, присоединяемого к опоре. Затем несущие тросы переводят
из роликов в седла и одновременно монтируют струны.
Трос раскатывают поверху с неподвижной платформы в тех случаях,
когда приходится пропускать его над какими-либо ранее смонтирован-
ными проводами (см. рис. 232).
Перед началом раскатки монтажный поезд устанавливают у анкер-
ной опоры, на которой должен анкероваться раскатываемый участок
троса. Платформу с барабанами затормаживают и отцепляют от мон-
тажного вагона. На монтажный вагон подают свободный конец троса,
после чего начинается раскатка. У каждой точки подвеса поезд оста-
навливается, и конец троса пропускают через подвешенный на консоли
ролик. У конца анкерного участка трос закрепляют па анкерной
опоре. Вытягивают трос со стороны раскаточной платформы, после чего
его анкеруют.
Способ раскатки троса понизу с последующим подъемом его на
опоры применяют на очень загруженных линиях, где ограничена воз-
можность получения длительных «окоп», У начала анкерного участка
останавливают монтажный поезд, конец троса закрепляют иа анкерной
опоре, затем раскатывают трос, укладывая его на обочину полотна.
При раскатке понизу скорость передвижения зависит от прочности
барабана и достигает 30 км/ч.
Тросы, раскатанные понизу, перед натяжением укладывают в мон-
тажные крючья или ролики, которые подвешены на передних сторонах
опор на высоте 1 —1,5 м от земли с таким расчетом, чтобы после полу-
чения полного натяжения он не находился в средних частях пролетов
на земле.
После раскатки несущего троса устанавливаются струны, которые
заготавливают по расчетным размерам. После окончания монтажа
струн раскатанный понизу несущий трос поднимают полиспастами
на консоли и укладывают в седла. Несущие тросы, раскатанные по-
верху, переводят, из роликов в седла одновременно с монтажом струн.
Монтаж несущих тросов па станционных путях выполняют груп-
повым методом; одновременно по обочине раскатывают до четырех ан-
керных участков троса с четырех барабанов. Начальные концы тросов
332
крепят иа соответствующих анкерных опорах. Поднимают и передви-
гают тросы на соответствующий путь поочередно с помощью полис-
пастов.
Затем регулируют натяжение и стрелы провеса подвешенного
троса. Значения натяжения определяют с помощью динамометра,
а стрелу провеса рассчитывают по формуле F = 0,5 (Ях + Я2) — Яс
(здесь и Я2 — высоты двух соседних точек подвеса несущего троса
над уровнем головки рельса; Н,.— расстояние от несущего троса до
головки рельса в середине пролета).
Определив температуру наружного воздуха, изменяют натяжение
троса полиспастом, а длину стрел провеса выбирают в соответствии
с монтажной таблицей (см. гл. Ш), но уменьшенными па 5—10%
с учетом последующей вытяжки троса.
Для примера приведена монтажная таблица натяжений Т и стрел
провеса F несущего троса ПБСМ-70 полукомпенсированной цепной
подвески с одним контактным проводом МФ-100 в ненагруженном сос-
тоянии (т. е. до монтажа контактного провода) при длине эквивалент-
ного пролета 70 м:
Температура воз-
духа, °C ... . —30 —20 —10 0 10
Стрела провеса Г,
см ............ 32 36 41 47 54
Натяжение Т, кН 11,45 10,15 8,25 7,80 6,80
20 30 40
62 71 81
5,90 5,15 4,55
Учитывая, что длина пролетов между опорами неодинакова, вели-
чину так называемого эквивалентного пролета можно принять как
среднее арифметическое длин пролетов в пределах анкерного участка.
Контактный провод/ монтируют с помощью монтажного
поезда, имеющего раскаточную платформу 4 и монтажную вышку 2
(рис. 218). Перед началом раскатки монтажный поезд устанавливают
вблизи анкерной опоры. Конец контактного провода подают на монтаж-
ный вагон и затем на опору, где закрепляют за струбцину, укреплен-
ную на высоте анкеровки провода. Затем монтажный поезд движется
со скоростью до 10 км/ч в направлении, противоположном концу ан-
керного участка. При этом контактный провод 1 подвязывают к подве-
шенным на несущем тросе струнам 3. Два электромонтера подхваты-
вают струны и, переходя вдоль монтажной площадки в направлении,
противоположном ходу поезда, подвязывают контактный провод
к концам струн. Третий электромонтер, находясь на вышке, припод-
нимает контактный провод. Электромонтеры, находящиеся на раска-
точной платформе, притормаживают барабаны и следят за сходом
Рис. 218. Схема раскатки контактного провода поверху
333
с них провода. Фиксаторы на прямых участках пути и в кривых боль-
ших радиусов при монтаже контактного провода обычно не устанав-
ливают и раскатку его ведут без остановки монтажного поезда. В кри-
вых малых радиусов провод к опорам оттягивают временной проволоч-
ной оттяжкой.
Двойной контактный провод раскатывают одновременно с подвя-
зыванием к струнам каждого провода. При подходе к концу анкерного
участка поезд останавливают и на монтажный вагон подают блок по-
лиспаста, присоединенного другим концом к струбцине, укрепленной
на опоре или у вилки подвижного блока компенсатора, и вытягивают
провода. На участках с интенсивным движением поездов, где затрудне-
но выделение «окон», контактный провод раскатывают понизу с по-
следующей подвеской провода к несущему тросу со съемных вышек.
Монтаж цепной подвески в целом может быть
осуществлен поверху и понизу. Существующие методы монтажа цеп-
ной подвески поверху разделяют на два: раздельный и комплексный.
При раздельном методе сначала раскатывают поверху несущий трос,
устанавливают струны, затем в другое «окно» раскатывают поверху
контактный провод. Этот метод монтажа применяют на станциях,
в кривых малого радиуса, при электрификации вторых путей и на вновь
стоящихся электрифицируемых линиях.
При комплексном методе в одно «окно» одновременно раскатывают
несущий трос, устанавливают струны, раскатывают и подвязывают
к струнам контактный провод. Для работы по комплексному методу
формируют монтажный поезд с двумя локомотивами. Для этого метода
монтажа необходимо предоставление меньшего количества «окон»,
но большей продолжительности.
Во время монтажа понизу несущий трос и контактный провод рас-
катывают на обочину пути, вытягивают и анкеруют, собирая и пред-
варительно регулируя цепную подвеску на небольшой высоте и закреп-
ляя ее к опорам, а затем подготовленный анкерный участок подни-
мают в седла на консоли, расположенные вдоль оси пути. Предвари-
тельно несущий трос на двух-трех смежных опорах освобождают от
временного крепления на опоре и полиспастом поднимают на консоль.
После того как цепную подвеску поднимут в седла по всей длине ан-
керного участка, консоли поворачивают и устанавливают перпенди-
кулярно оси пути при полукомпенсированной подвеске и с необходи-
мым смещением в зависимости от температуры наружного воздуха
при монтаже — при компенсированной. Монтаж понизу осуществ-
ляют при неизолированных консолях с одним контактным проводом
на прямых и в кривых участках радиусом более 1200 м с опорами на
внутренней стороне.
Монтаж проводов продольного электро-
снабжени я, усиливающих и других, расположенных с полевой
стороны опор, выполняют различными способами в зависимости от
конкретных условий.
Если к опорам имеется достаточно хороший подъезд с полевой
стороны, то провода раскатывают с автомобиля или трактора. Барабаны
с проводом устанавливают на монтажные козлы или на домкраты в ку-
334
зове автомобиля или специальной тележки. Поднимают провода И
устанавливают кронштейны машиной МШТС-2А.
При отсутствии подъезда к опорам со стороны ноля провода раска-
тывают на обочину пути, что целесообразно делать до установки
консолей для несущего троса, так как после раскатки провода перебра-
сывают через опоры, используя площадки автодрезин, автомотрис или
корзины машины МШТС-2А.
В некоторых случаях провода раскатывают вручную. Барабаны
в этих случаях развозят в удобные места и устанавливают на монтаж-
ные козлы, обеспечивающие подъем барабана с земли до высоты, дос-
таточной для его вращения.
Монтаж указанных проводов, расположенных со стороны пути,
ведут одним из способов, применяемых при монтаже несущего троса.
72. РЕГУЛИРОВКА ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Регулируют провода контактной сети со съемных вышек, вышек
автодрезин, автомотрис или монтажного поезда. При этом монтируют
средние анкеровки, выправляют контактный провод, устанавливают
струновые зажимы, фиксаторы, электрические соединители и регули-
руют контактный провод по высоте и в плане.
Продольную регулировку начинают со стороны жесткой анкеров-
ки при односторонней компенсации или с монтажа средней анкеровки
при двусторонней компенсации. Выкручивают и выправляют контакт-
ный провод с помощью рихтовочных ключей, добиваясь, чтобы провод
везде был обращен вниз рабочей поверхностью, после чего устанав-
ливают струновые зажимы, которые должны быть в вертикальном поло-
жении, и к ним подвязывают струны. На концах струн оставляют за-
пас по 20—25 см для последующей регулировки. Особое внимание об-
ращают на наличие жестких точек и устраняют их. Жесткие точки и
изгибы в эксплуатации неизбежно приводят к повышенному местному
износу контактного провода.
Регулируют компенсированную цепную подвеску в соответствии
с монтажными схемами. В целях лучшего токоснимания регулировку
ведут таким образом, чтобы траектория токоснимания приближалась
к прямой линии. На рис. 219 и в табл. 56 приведена монтажная схема
для компенсированной подвески с несущим тросом ПБСМ-70 при одном
контактном проводе в промежуточных пролетах при семи струнах.
Рис. 219, Расположение и длины струн в промежуточных пролетах компенсиро-
ванных подвесок
335
Контактные провода на участке от опоры до первых простых струн
должны быть расположены на одной высоте. Для спрямления траек-
тории контактные провода в компенсированной подвеске регулируют
с некоторым провесом.
Провес контактных проводов в середине пролета между опорами
для компенсированных подвесок, состоящих из проводов М-120 +
+2МФ-100, ПБСМ-95Н-2МФ-100 и ПБСМ-70-!-МФ-100, при скорости
движения поездов до 120 км/ч в прямых участках и кривых радиусом
более 800 м следующий:
Длина пролета между опорами, м
Стрела провеса, мм:
при двух контактных проводах
при одном контактном проводе
50 50 70
10 20 30
20 30 40
Более сложной является регулировка полукомпенсированной цеп-
ной подвески, так как для нее должна быть учтена температура наруж-
ного воздуха. До начала работ принимают высоту контактного провода
при его беспровесном положении. Затем определяют температуру на-
ружного воздуха и определяют по монтажной таблице изменение вы-
соты расположения контактного провода у опоры Ah. По монтажной
таблице находят также провес провода f в середине пролета и на такой
размер по отношению к положению у опоры изменяют высоту кон-
тактного провода. Под остальными струнами размер провеса устанав-
ливают так, чтобы обеспечивалось плавное изменение высоты контакт-
ного провода в средней части пролета.
Если регулируют при отрицательных температурах, то под фикса-
тором провод монтируют выше высоты беспровесного положения на
размер, указанный в монтажной таблице, и в середине пролета с отри-
цательной стрелой провеса также выше размера, указанного в таблице,
в сравнении с высотой под фиксатором. Окончательно контактный про-
вод регулировать по высоте целесообразно при температуре беспро-
весного состояния.
Таблица 56
Длина пролета Ь, м Расстояние между струнами af м Длина струн, м
1-й н 7-й 2-й и 6-Й 3-й и 5-й 4 -й
57 6,84 160 145 140 135
58 7,00 160 145 140 135
59 7,17 160 145 135 135
60 7,37 160 145 135 130
61 7,50 160 145 135 130
62 7,67 155 140 130 130
63 7,85 155 140 130 130
64 8,00 155 140 130 125
336
Pnc. 220. К определению
смещения токоприемника
при наклоне кузова ло-
комотива
ЩЗ-Щ +QJ +OrZ +0,1 0 -0,1 -0,Z -0,3 -Ofi -0..5&LM
Рис. 221. График продольных перемещений кон-
тактного провода для районов с колебанием
температур от —50° С до +40° С
Одновременно с регулировкой контактного провода монтируют
фиксаторы. При этом обращают внимание на соблюдение всех раз-
меров, установленных типовым проектом, особенно расстояния от
контактного провода до основного фиксатора. На контактном про-
воде закрепляют фиксирующий зажим и устанавливают проектный
зигзаг, который определяют отвесом непосредственно на пути по
отношению к оси.
На участках пути с кривыми из-за возвышения наружного рельса
ось токоприемника 3 не совпадает с вертикальной осью пути 2 (рис. 220).
На этом рисунке 1 — уровень расположения контактного провода.
В этом случае по отношению к вертикальной оси пути в направлении
к центру кривой смещают провод на размер х, равный примерно 4d,
что видно из подобия треугольников х = hx d/a (здесь а — ширина
колеи ~ 1,5 м; hx— высота расположения контактного провода
6 м; d — возвышение наружного рельса). Кроме того, на кривых
участках пути с помощью отвеса проверяют выносы контактного прово-
да относительно оси токоприемника в середине пролета и соответствие
их допустимым выносам.
По окончании монтажа фиксаторов уточняют размер сдвига фикса-
торов и наклона струн вдоль пути. При полукомпенсированной под-
веске фиксирующие и струновые зажимы смещают относительно оси
опоры и вертикального расположения струн вдоль пути в зависимости
от температуры монтажа и расстояния опоры до средней или жесткой
анкеровки L. Сдвиг AL находят по графику продольных перемещений
контактного провода (рис. 221). По соответствующим схемам, приве-
денным в типовых проектах, также сдвигают концы консолей относи-
тельно перпендикулярного расположения по отношению к оси пути.
Сопряжения анкерных участков и воздушные; стрелки регулируют
в соответствии со схемами, установленными типовым проектом, и схе-
мами взаимного расположения проводов.
337
73. ПРИЕМКА И ПРОВЕРКА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ПЕРЕД ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ
После окончания строительства и монтажа контактную сеть при-
нимают специальные комиссии, организуемые Министерством путей
сообщения.
При сдаче в эксплуатацию строительные и монтажные организации
предъявляют и передают участку энергоснабжения следующую тех-
ническую документацию:
исполнительные планы и схемы контактной сети, воздушных
линий, рельсовых цепей, групповых заземлений, питания и секцио-
нирования, плавки гололеда и селекторной энергодиспетчерской связи;
чертежи контактной подвески в искусственных сооружениях с ука-
занием габаритов н нетиповых конструкций и узлов;
ведомость пересечений с контактной сетью воздушных и кабельных
линий;
ведомость опор с указанием типа, номеров, времени установки,
габарита, типа фундаментов и анкеров; акты на освидетельствование
котлованов и на скрытые работы;
ведомость контактной сети и воздушных линий по анкерным участ-
кам с указанием марок проводов и номеров барабанов;
паспорта на изготовление опор и документы на консоли, кронштей-
ны и другие металлические изделия с указанием завода-изготовителя
н марки примененного металла.
Для осуществления осмотра и проверки готовности к вводу в экс-
плуатацию электрифицируемого участка за 1—2 мес до его пуска соз-
дают рабочие комиссии, которые наружным осмотром, натурными про-
верками и проверкой технической документации определяют степень
готовности контактной сети, ее соответствие проекту, техническим ус-
ловиям и нормам.
В процессе приемки контактной сети проверяют:
расстояние от оси пути до установочных опор, соответствие типа
опор, арматуры и деталей по рабочим чертежам, наличие заземлений,
а также качество работ; соответствие выполненной схемы секциони-
рования проекту; сечение контактной сети, отсутствие «узких» мест по
сечеиию; работу секционных разъединителей и правильность их уста-
новки, правильность установки разрядников;
габаритные расстояния проводов, в том числе в искусственных
сооружениях, установку габаритных ворот на переездах и огради-
тельных щитов на мостах, габаритное расстояние воздушных переходов
через контактную сеть;
выполнение строительных работ по зданиям дистанций контактной
сети, обеспечение оборудованием, защитными средствами, инструмен-
том, инвентарем и неснижаемым запасом материалов и деталей;
длины пролетов между опорами, акты освидетельствования подзем-
ных работ, крепление опор и фундаментов, качество сварки стальных
опор и конструкций, качество и правильность установки железобетон-
ных опор с проверкой наличия в них трещин;
338
наличие полного количества электрических соединителей, пра-
вильность регулировки воздушных стрелок, сопряжений и всей под-
вески в соответствии с монтажными таблицами, размеры зигзагов и вы-
носов контактного провода;
качество монтажа рельсовых цепей;
действие связи между энергодиспетчером и дистанциями контакт-
ной сети и местной связи на станциях, обеспечивающих оповещение
и вызов бригад контактной сети.
Для контроля правильности монтажа и регулировки электрифици-
рованный участок проверяют объездом его с контрольным токоприем-
ником. Эту проверку называют «холодной» обкаткой контактной сети.
При этом тщательно проверяют зигзаги и выносы контактного провода,
проход в местах сопряжений анкерных участков и по воздушным стрел-
кам, приближение полоза токоприемника к фиксирующим тросам,
основным стержням фиксаторов и к заземленным частям в искусствен-
ных сооружениях. Вагонами-измерителями положение контактного
провода записывается на ленту.
До подачи напряжения иа каждой секции контактной сети уста-
навливают надежное заземление. На участках, прилегающих к экс-
плуатируемым, заземление монтируют сразу после раскатки проводов.
Эти заземления снимают непосредственно перед подачей напряжения.
После подачи напряжения осуществляют «горячую» обкатку контакт-
ной сети, т. е. пробный пропуск электроподвижно го состава. Пред-
ставители монтажной и эксплуатационной организаций проверяют
качество токосъема, после такого объезда снимают напряжение с кон-
тактной сети и устраняют замеченные дефекты. После первой подачи
напряжения контактную сеть уже считают находящейся под напряже-
нием и все последующие работы выполняют в соответствии с Прави-
лами техники безопасности и производственной санитарии при экс-
плуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и
устройств электроснабжения автоблокировки.
ГЛАВА
XVIII ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
74. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Основной задачей эксплуатации является обеспечение надежной
работы устройств контактной сети в расчетных метеорологических
условиях при заданных размерах и установленных скоростях движе-
ния электроподвижного состава.
Обслуживание контактной сети, а также лнннй электропередачи
напряжением 6,35 кВ, воздушных линий напряжением до 400 В и
других устройств электроснабжения включает в себя следующие ос-
новные виды работ планово-предупредительного ремонта (ППР):
техническое обслуживание, текущий ремонт и капитальный ремонт.
Эксплуатацию контактной сети осуществляют дистанции контакт-
ной сети (ЭЧК), входящие в состав участков энергоснабжения (ЭЧ),
в ведении которых находятся, кроме того, все устройства электро-
снабжения (тяговые подстанции, посты секционирования, пункты па-
раллельного соединения, принадлежащие дороге линии электропере-
дачи, трансформаторные подстанции и распределительные сети энер-
гетического хозяйства), а также вспомогательные цеха (энергодиспет-
черский пункт, ремонтно-ревизионный цех, механические мастерские,
автохозяйство, лаборатории и т, п.).
В зависимости от размеров движения поездов на электротяге,
системы тока, количества электрифицированных путей и других фак-
’T-,
л &
Q О О Cj □ Q Ci О С? О а й, 0 G £ £, q ft Cs ft Ci ft Л ftftft&. ft ft Ci ft -ft ft Cl ft ft ft ft §
------------------------------------------p------p-------£
ПутоН
10
7
8
у Путь1
' a
I о
1 r-i
2
О
ao aaciuaoaaij
<*—ft ft -fti”'! ft- —'-
Рис. 222, План территории дежурного пункта контактной сети:
1~ здаггие дежурного пункта; 2 — площадка для отдыха; 3 — площадка для мусора; 4 —
склад горючих и смазочных материален; 5 — открытая мойка автомобилей; £ — платформа с
пандусом; / — материальный склад; 8— нанес для съемных внпмен; 9 — стеллажи для хра-
нения опор; 10 — четырехосная платформа
340
торов в обслуживании одного участка энергоснабжения на магистраль-
ных железных дорогах находятся от 200 до 400 км эксплуатационной
длины электрифицированных линий. Как правило, границы обслужи-
вания участков энергоснабжения совпадают с границами отделений
железных дорог. В состав крупных отделений входят два и более уча-
стков энергоснабжения. Для координации руководства при отделениях
дороги образуют отдел электрификации и энергетического хозяйства
(НОДЭ).
Эксплуатационная длина электрифицированной линии, находя-
щейся в ведении одной дистанции контактной сети, обычно около
50 км; дежурный пункт находится в середине обслуживаемого участка.
На крупных узловых станциях с большим развитием электрифициро-
ванных путей и при расположении дежурного пункта в одном из кон-
цов дистанции контактной сети эксплуатационная длина обслужива-
ния в зависимости от развернутой длины электрифицированных путей
составляет до 25 км.
Дежурный пункт дистанции контактной сети служит для размеще-
ния персонала, мастерских, гаража и складских помещений. На его
территории имеются здание, перегрузочная платформа и другие
вспомогательные устройства. Дежурный пункт размещают так, чтобы
был обеспечен быстрый и беспрепятственный выезд восстановительной
автомотрисы (автодрезины) и автолетучки.
Строят дежурные пункты дистанций контактной сети по типовым
проектам (рис. 222 и 223). В некоторых случаях дежурные пункты
размещают на общей территории и в одном здании с тяговыми под-
станциями или конторами участка энергоснабжения. На крупных
станциях в составе дистанций организуют дополнительные дежурные
пункты без гаражей.
Для оперативных переговоров персонала с энергодиспетчером
и работниками других служб на дежурных пунктах имеется ап-
паратура селекторной энергодиспетчерской и телефонной связи. Для
переговоров непосредственно с места производства работ служат пере-
носные полевые телефоны, подключаемые к проводам линий энерго-
диспетчерской связи, аппараты перегонной связи, которые находятся
в шкафах у сигналов автоблокировки, пли радиостанции, которые
имеются на автомотрисах (автодрезинах) и автолетучках.
Протяженность дистанции контактной сети устанавливают по раз-
вернутой длине контактной сети. Развернутую длину контактной
сети для дистанции обычно принимают на двухпутных и многопутных
линиях до 120 км, на однопутных — до 80 км и на крупных узловых
станциях — до 200 км.
При расположении дежурного пункта дистанции контактной сети
в одном из концов обслуживаемого участка развернутая длина сокра-
щается до 70 км на двухпутных и многопутных линиях и до 50 км на
однопутных.
Объем работы дистанции контактной сети определяется произведе-
нием среднего (за год) количества пар электропоездов в сутки на раз-
вернутую длину контактной сети в километрах. В зависимости от этого
показателя устанавливают группы сложности дистанции по оплате
341
труда ИТР, которые характеризуются
до-км):
следующими данными (поез-
Группа сложности................ I
Поездо-км для линий:
двухпутной и многопутной более 8000
II III
однопутной.................более 2000
от 2000 до
8000
от 1000 до
2000
менее 2000
менее 1000
Дистанции контактной сети, обслуживающие станции стыкования
постоянного и переменного тока, относятся к первой группе.
Дистанции контактной сети имеют установленный штат электро-
монтеров во главе с начальником дистанции и электромехаником.
Рис, 223. План первого (а) и второго (б) этажей дежурного пункта контактной
сети:
/ _ автомотриса; 2 — гараж; 3 и 4 — гардеробные; 5 — душ; б — сушильная; 7 — вести-
бюль; 8 — тамбур; 9 — свячевая; 10—кладовые; 11— мастерская; /2 — сварочная; 13 — авто-
лет\чка; 14, 16 — комнаты соответственно электромеханика и дежурного; 13—кабинет на-
чальника дистанции; 17 — комната для обогрева; 18 — вентиляционная площадка; 19— ком-
ната для приема пищи; 20 — техин/гескни кабинет
342
Штат подсчитывают на основании норм расхода трудовых затрат на
текущее содержание и текущий ремонт контактной сети. Затраты со-
ставляют 0,12 — 0,18 чел. на 1 км развернутой длины контактной
сети.
Для быстрой ликвидации повреждений контактной сети предус-
мотрен дежурный персонал (как правило, водители автомотрисы или
автодрезины), при определении численности которого исходят из
расчета средней потребности 4,2 человека прн круглосуточном дежур-
стве и 2,1 — при дежурстве на дому. Количество и состав ремонтных
бригад зависит от протяженности контактной сети, обслуживаемой
дистанцией. Примерный штат дистанции контактной сети с одной
или двумя ремонтными бригадами следующий:
Начальник дистанции........................................ 1
Старший электромеханик (на станциях стыкования, при нали-
чии двух дежурных пунктов и более, а также при объеме
работ более 3000 поездо-км для двухпутных линий и более
1500 поездо-км для однопутных) .............................. 1
Электромеханик . .................................1—2
Дежурный электромеханик (на станциях стыкования при нали-
чии поста маршрутно-релейной централизации) .... 4—5
Техник (при объеме работы более 10 000 поездо-км для двух-
путных линий и более 5000 поездо-км для однопутных) . 1
Электромонтер (бригадир) разряда:
6-го......................................................1—2
5-го..............................................2—4
4~го..............................................4—6
3-го..............................................4—6
Дежурный электромонтер 5-го разряда (на дистанциях с по-
стоянным круглосуточным дежурным персоналом) . . , 4—5
Дежурный водитель автомотрисы (автодрезины) .... 4—5
Водитель автолетучки ................................ .... 1
Уборщица..................................................... I
Итого
18—39 человек
Кроме контактной сети на перегонах и промежуточных станциях,
персонал дистанции обслуживает высоковольтные линии автоблокиров-
ки, продольные линии электропередачи, комплектные трансформатор-
ные подстанции, линии освещения и другие низковольтные линии,
расположенные в пределах дистанции. В состав этих дистанций, кроме
того, входит электромеханик и группа электромонтеров автоблокиров-
ки и энергетики (3—5 человек).
На дистанциях контактной сети ведут и регулярно корректируют
техническую документацию, указанную в п. 73; годовой график плано-
во-предупредительного ремонта с помесячным планированием; перечень
и необходимые схемы мест повышенной опасности, где работу осуще-
ствляют с особой осторожностью; нормативный журнал содержания
контактной сети по балльной системе; книги по содержанию и испыта-
нию защитных средств и приспособлений; проверки знаний персонала,
записей замечаний общественных инспекторов, инструкции, положе-
ния, приказы и другую документацию установленных форм.
343
В технический паспорт контактной сети вносят все технические
данные и схемы, дающие полное представление о смонтированной
контактной сети, а также выполненных работах по капитальному
ремонту. Заполняют паспорт в участке энергоснабжения.
На дистанции контактной сети и, кроме того, для крупных восста-
новительных работ — в участке энергоснабжения и восстановитель-
ном поезде содержится неснижаемый запас материалов, оборудования
и приспособлений, установленный перечнем, утвержденным МПС.
Дистанции контактной сети имеют монтажно-восстановительную
автомотрису или автодрезину, оборудованную изолированной вышкой,
восстановительную автолетучку и железнодорожную платформу.
Монтажи о-восстанови тельная автомотриса АГВ (см. рис. 208)
приводится в действие дизелем УД6-250 ТК мощностью 170 кВт.
Передача к ведущим осям гидромеханическая. Скорость автомотрисы
до 80 км/ч. Оборудована генератором-электростанцией мощностью
50 кВт и напряжением 380 В, приводимым в действие непосредственно
от дизеля через редуктор.
Рабочая изолированная площадка с гидравлическим приводом
механизма подъема имеет максимальную высоту подъема от головки
рельса 7,6 м и вылет от оси пути 4 м. Площадка поворачивается на 90°
в обе стороны. Входят на рабочую площадку через две изолирован-
ные нейтральные площадки. Изоляция площадок рассчитана на напря-
жение до 35 кВ. Площадки имеют ограждения в виде складных перил.
Рабочая площадка и контактная сеть в ночное время освещаются
установленными на площадке прожекторами с лампами на 12 В по-
стоянного тока, получающими питание от аккумуляторных батарей.
На автомотрисе имеется кран грузоподъемностью 3 т со стрелой,
поворачивающейся на 180°, Привод поворота и подъема стрелы также
гидравлический. Краном автомотрисы можно устанавливать железо-
бетонные опоры высотой до 14 м на расстоянии 3,5 м от оси пути.
Автомотриса АГВ укомплектована также сварочным трансформатором
мощностью 12 кВ • А, радиостанцией для связи с энергодиспетчером,
переносными радиостанциями и электромегафонами. Наряду с ука-
занными освоено производство новых, более совершенных автомотрис
типа АДМ.
Широкое распространение на действующих электрифицированных
линиях имеют монтажно-восстановительные автодрезины ДМ и ДМС
(рис. 224). На раме этой автодрезины установлен двигатель ЗИЛ-120
или более мощный ЗИЛ-150. Скорость автодрезины до 65 км/ч. Мон-
тажная вышка 1 состоит из направляющей шахты 2 и подъемной клети.
Поднимается и опускается клеть винтом, приводимым во вращение
через червячный редуктор от двигателя автодрезины.
Для подъезда к месту работ с поля служат автолетучки повышенной
проходимости на базе автомашины ГАЗ-66. Имеются в эксплуатации
также автолетучки на базе автомашин ГАЗ-63, ГАЗ-51, ГАЗ-52,
ЗИЛ-164, ЗИЛ-157 и др. Для доставки бригад в условиях бездорожья
(заболоченные участки, водные преграды) применяют автолетучку-
вездеход ГТТ или ГАЗ-47 на гусеничном ходу, герметический метал-
лический корпус которого позволяет передвигаться по воде.
344
Рис, 224. Монтажно-восстановительная автодрезина ДМ
закрытия перего-
из расчета одна
820 „
L________1800.
Рис. 225. Изолирующая съемная вышка
Работы иа контактной сети под напряжением без
нов для движения поездов ведутся с изолирующих съемных вышек
(рис, 225), имеющихся па дежурных пунктах, на станциях, раздельных
пунктах и перегонах вблизи посадочных платформ
вышка на 4—5 км эксплуата-
ционной длины.
На линиях постоянного
тока используют изолирую-
щую съемную вышку, лестни-
цы 2 и раскосы 3 которой из-
готовлены из сухого пропи-
танного трансформаторным
маслом дерева. Изолирующий
пояс лестниц пропитывают
изоляционным лаком. Раму 1
изготовляют из стальных
труб. Съемная вышка такой
конструкции проста в изго-
товлении и эксплуатации.
Лестницы и раскосы дере-'
вянных изолирующих съем-
ных вышек для дорог пере-
менного тока изготавливают
из сосновой древесины по-
вышенного качества, пропи-
танной 10%-ным раствором
гидрофобной кремпийоргани-
345
ческой жидкости № 2 или ГКЖ-94. Для усиления изоляции вышек
стойки под рабочей площадкой 4 дополнены изолирующими встав-
ками из стеклотекстолита или слюдогетинакса, покрытыми лаком.
Каждую вышку снабжают двумя шунтирующими штангами 5 и под-
весной лестницей длиной 3 м для работы на несущем тросе.
75. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Техническое обслуживание контактной сети осуществляется систе-
матическим наблюдением за состоянием устройств при периодических
осмотрах и замерах. Во время осмотров тщательно проверяют устрой-
ства контактной сети. Выявленные неисправности и дефекты, которые
могут привести к нарушению нормальной работы устройств, устраняют
непосредственно после осмотра. Остальные работы включают в объем
текущего или капитального ремонта.
Состав и периодичность работ по техническому обслуживанию кон-
тактной сети установлены специальными правилами технического об-
служивания и ремонта контактной сети.
Прн обходах тщательно осматривают невооруженным глазом
и в бинокль все провода и детали контактной сети. Особое внимание
прн этом обращают на места сопряжений анкерных участков, воздуш-
ные стрелки, фиксаторы и другие ответственные места, связанные
с токосъемом. Во время пропуска электропоездов наблюдают за про-
хождением токоприемников. Особенно внимательно осматривают кон-
тактную сеть в местах, в которых ранее проводились работы по ремонту
контактной сети, пути и др. На опорных устройствах проверяют це-
лостность заземлений, окраску и состояние бетона, в компенсаторах—
отсутствие заедания в блоках, трения грузов об опору и между
собой.
Если при осмотре возникают подозрения о наличии какого-либо
дефекта, то дополнительно этот узел осматривает ремонтная бригада.
При комиссионном осмотре, кроме того, проверяют правильность вы-
полнения работ по усилению устройств контактной сети и намечают
объем работ капитального и текущего ремонтов. По результатам
осмотра составляют план устранения выявленных неисправностей
с указанием сроков выполнения.
Приобъездах с осмотром контактной сети из передней каби-
ны электровоза или электропоезда наблюдают за состоянием кон-
тактной сети и других устройств, расположенных вблизи проводов
контактной сети.
Во время внеочередных целевых объездов (в зависимости от метео-
рологических условий) обращают особое внимание на те устройства,
которые в этих условиях наиболее подвержены отклонению от нор-
мального состояния. Так, при высоких температурах проверяют по-
ложение грузов компенсаторов относительно земли или фундамента,
размер стрел провеса усиливающих проводов, взаимное расположе-
ние фиксаторов на стрелках и сопряжениях. При сильных морозах
обращают внимание на расстояния: между контактным проводом
346
и фиксатором или нижним фиксирующим тросом, от грузов компенса-
торов до неподвижного блока, от токоведущих частей до заземленных
конструкций, а также на стрелы провеса проводов. После ливней ос-
матривают состояние грунта вблизи опор, после грозы — состояние
разрядников, изоляторов и т. д.
Качество токосъема проверяют из специальных смотровых вышек,
установленных на крышах вагонов для испытания контактной сети
и электропоездов, а при электровозной тяге также из кабины второго
электровоза, окна торцовой двери пассажирского вагона, с задних
площадок электровоза или с помощью специального перископа из каби-
ны машиниста. Цель проверки токосъема заключается в выявлении
дефектов контактной сети, вызывающих ухудшение условий прохода
токоприемников (искрение, подбои, увеличенные отклонения от осн
токоприемника, недостаточные расстояния от контактного провода до
расположенных над ним элементов контактной сети).
Проверяют также взаимодействие контактной' сети и токоприем-
ника с увеличенным нажатием до 200—230 Н, возникающим прн вы-
соких скоростях от дополнительного динамического нажатия.
При этом особое внимание обращают на поджатие контактного
провода к элементам контактной сети, находящимся над ним (отбой-
никам под мостами, перекрывающим фиксаторам, фиксирующим тро-
сам и ветвям провода, отходящим на анкеровку).
Оценку состояния контактной сети по балльной системе, проверку
условий прохода токоприемника с записью на ленте размеров зигза-
гов, выносов и высот контактного провода осуществляют с помощью
специальных вагонов для испытания контактной сети, оборудован-
ных токоприемниками, смотровой вышкой и специальной регистри-
рующей аппаратурой. Кроме того, при объезде с вагоном-лаборато-
рией начальник участка энергоснабжения или его заместитель из смот-
ровой кабины осматривает и оценивает состояние отдельных узлов,
особенно наиболее ответственных: фиксаторов, сопряжений, компен-
саторов и т. п.
Устройства с записью на ленте устанавливают также на самоход-
ных вагонах электросекций, автодрезинах и съемных изолирующих
вышках.
Сравнивая результаты фактических данных измерений с парамет-
рами, установленными нормативным журналом, дают оценку состоя-
ния контактной сети. Отступления от нормативов оценивают штраф-
ными баллами по специальной шкале.
Кроме того, оценивают штрафными баллами и отступления, обна-
руженные визуально: неправильная установка фиксатора, разбитый
изолятор, и затем учитывают случаи допущенного за квартал брака
в работе и повреждения, приведшие к задержкам поездов.
Нормы оценки состояния контактной сети по балльной системе
показаны в табл. 57.
Результаты от деления общего количества штрафных баллов по
дистанции контактной сети на количество проверенных километров,
т. е. количество баллов, приходящихся в среднем на 1 км, определяет
оценку состояния контактной сети.
347
Таблица 57
Показатели Отклонение от нор- мального состояния Количество штраф- ных баллов
Зигзаг контактного провода в точках —16-+—20 50
фиксации и выноса в середине пролета + 16+ +20 100
кривого участка пути, на сопряжении и Более ---20 100
воздушной стрелке, см Более +20 200
Зигзаг или вынос более 50 см — 200
Односторонний зигзаг у соседних опор па прямом участке, не предусмотренный нормой Один пролет между опорами 100
Разность в высоте положения контактно- 11 + 15 10
го провода под фиксаторами у соседних 16 + 20 50
опор, см Более 20 200
J/клои контактного провода при подхо- дах к искусственным сооружениям и прн изменении высоты более предусмотрен- ного правилами (круче 0,004, на участках со скоростями движения более 120 км/ч, кроме того, отсутствие переходного про- лета между опорами с уклоном 0,002) Один уклон 200
Высота положения контактного провода над уровнем головки рельса выше или ниже норм, установленных Правилами технической эксплуатации железных до- рог (более 6,8 м, на станциях менее 6,25 м и на перегонах менее 5,75 м), кроме искусственных сооружений, где с разрешения МПС допускается умень- шение высоты до 5,675 м при перемен- ном токе п до 5,55 м при постоянном Один пролет между опорами 200
Неудовлетворительный проход токопри- емника (с ударом) под зажимами всех типов Один удар 100
Проход токоприемников с ударом на со- пряжениях, воздушных стрелках и секци- онных изоляторах Один удар 200
Уменьшение расстояния от рабочего кон- тактного провода до провода отходящей на анкеровку ветви, элементов фикса- тора, нижнего фиксирующего троса, пе- ресекающей анкерной ветви другого пу- - ти или троса фиксирующей оттяжки до значения, регистрируемого датчиком дли- ной 80 мм Одна точка 200
Заметное уменьшение расстояния но вер- тикали между основным стержнем фик- сатора или фиксирующим тросом и кон- тактным проводом или неправильный наклон фиксатора Один фиксатор 200
Разбитый изолятор Один изолятор 50
Брак в работе за квартал Один брак 300
Особые случаи брака в работе контакт- ной сети за квартал Один брак 600
Прочие повреждения контактной сети за квартал, приведшие к задержке поездов Одно повреждение 200
348
При повторении отклонений от нормативов в одном и том же месте
количество баллов удваивается. Состояние контактной подвески по
дистанции считается отличным, если число баллов на 1 км не превы-
шает 25, хорошим — свыше 25 до 50, удовлетворительным — свыше
50 до 100 и неудовлетворительным, когда число баллов превышает
100.
Если не представляется возможным замерить с помощью вагона
или автомотрисы (автодрезины) зигзаги, выносы и высоту подвеса
контактного провода на второстепенных путях станций, депо и пар-
ков, то их замеряют под напряжением с изолирующей вышки разме-
ченными рейками, предварительно замерив высоту вышки, а также
с земли специальными изолирующими штангами, завешивая их на
провод, или зеркальным прибором, устанавливаемым на рельсы.
Замеряют все указанные величины у каждой опоры и в середине про-
лета, а полученные данные заносят в журнал состояния контактной
сети.
Износ контактного провода замеряют с изолирующих съемных
вышек по каждому анкерному участку. Эту работу проводят под
напряжением, а под искусственными сооружениями и вблизи других
заземленных конструкций на время замеров снимают напряжение и
заземляют контактную сеть. Для определения степени износа изме-
ряют высоту оставшегося сечения контактного провода (в мм), азатем
по специальным таблицам определяют износ (в мм2). Измерительным
инструментом обычно служат универсальные микрометры или набор
измерительных скоб. Применяют также приборы автоматической ре-
гистрации износа, устанавливаемые на вагонах для испытания кон-
тактной сети, с записью результатов измерения на ленте. Замеры
вручную выполняют у каждого фиксирующего, питающего и стыко-
вого зажимов, в середине пролета, а также в точках заметного на глаз
повышенного местного износа. Результаты замеров заносят в книгу
состояния контактного провода. По результатам замеров делают ана-
лиз износа контактного провода и определяют участки провода,
подлежащие замене в целом по анкерному участку или только встав-
ками.
Натяжение в некомпенсированных проводах контактной подвески
проверяют динамометром параллельного включения. Габариты опор
замеряют размеченными штангами и рейками.
Кроме того, работники дистанций контактной сети совместно
с представителями обслуживающих организаций периодически прове-
ряют состояние токоприемников с выборочной проверкой их характе-
ристик; осматривают электротяговую рельсовую цепь и переходы
воздушных линий, проходящих над контактной сетью электрифици-
рованных железных дорог.
На станциях стыкования работники дистанции контактной сети
осматривают оборудование пунктов группировки; контролируют по-
догрев приводов разъединителей в зимнее время; проверяют работу
переключателей и их приводов, блоков управления н контроля;
замеряют ток, потребляемый двигателями переключателей пунктов
группировки.
349
76. ТЕКУЩИЙ РЕМОНТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Во время текущего ремонта устройств контактной сети проверяют
отдельные части, детали и конструкции, регулируют и ремонтируют
их, устраняют выявленные отклонения от установленных норм содер-
жания или нормального состояния. Тщательно осматривают устрой-
ства, проверяют надежность узлов крепления, регулируют, очищают,
смазывают, а также заменяют изношенные и неисправные элементы и
детали.
Текущий ремонт выполняют бригады электромонтеров дистан-
ции контактной сети в установленные правилами сроки и в случае
необходимости после выявления во время осмотров (при техническом
обслуживании) повреждений или отклонений от нормального состоя-
ния.
Начальник дистанции контактной сети в соответствии с годовым
планом ремонта составляет ведомость работ на предстоящий месяц
с учетом капитального ремонта и устранения выявленных ненормаль-
ностей.
Месячное задание выполняет бригада контактной сети, руководст-
вуясь требованиями технологических и технолого-нормативных
карт.
Проверяют и регулируют контактную подвеску обычно под напря-
жением с изолирующих съемных вышек, руководствуясь инструктив-
ными указаниями по регулировке контактных подвесок. При осмотре
цепной подвески тщательно проверяют состояние контактного провода;
отсутствие задиров и расслоений, особенно в местах заводских спаек;
электрические подгары и наплывы зачищают напильником и наждач-
ным полотном; изгибы устраняют деревянным правилом. У всех за-
жимов проверяют вертикальность положения, степень затяжки болтов,
состояние болтов и отсутствие трещин в щеках зажимов. Открытую
часть резьбы стальных болтов промазывают антикоррозионной смаз-
кой или техническим вазелином.
Контактную подвеску в искусственных сооружениях осматривают,
предварительно сняв напряжение и заземлив контактную сеть. В этих
местах особое внимание обращают на узлы, подверженные вибрациям,
состояние изоляции, отбойников и расстояние от частей, находящихся
под напряжением, до заземленных.
Компенсирующие устройства проверяют без снятия напряжения
с контактной сети. Замеряют расстояние как от низа грузов до поверх-
ности оголовка или земли, так и от верхней части штанги грузов до
неподвижного блока компенсатора и выявляют соответствие этих рас-
стояний графику положения грузов в зависимости от температуры
окружающего воздуха.
Секционные разъединители проверяют и регулируют, как пра-
вило, без снятия напряжения с контактной сети, предварительно от-
соединив перемычки, шунтирующие врезные изоляторы в шлейфах.
При этом проверяют состояние шлейфов, прочность их крепления
к опорным изоляторам, состояние контактов и рогов разъединителя.
Контакты и ду го гасительные рога очищают от окалины и оплавлений
350
и покрывают техническим вазелином с графитом или смазкой ЖТКЗ-65
или ЖТ-72.
В моторном приводе проверяют состояние уплотнений, наличие
смазки в кожухе редуктора, испытывают мегаомметром изоляцию
электродвигателей, сопротивление которой должно быть не менее
500 кОм. Редукторы приводов смазывают морозостойкой смазкой
ЖТ-72 или ЖТКЗ-65.
Проверка состояния консолей и крепительных частей является
одной из наиболее трудоемких работ, так как требует обязательного
снятия напряжения для осмотра на каждой опоре и искусственном
сооружении. При этих осмотрах особое внимание обращают на надеж-
ность болтовых и сварных соединений, отсутствие трещин, а также
определяют степень коррозии конструкций в целом и отдельных их
частей.
Все узлы и тросы изолированных гибких поперечин представляется
возможным проверять без снятия напряжения с контактной сети
(см. п. 85). Сезонную регулировку натяжения нижнего и верхнего
фиксирующих тросов осуществляют при помощи резьбы, имеющейся
в муфтах или в месте крепления троса к опоре. Весной подтягивают
тросы, а осенью ослабляют их.
Разрядники проверяют и регулируют перед грозовым сезоном при
снятом напряжении с контактной подвески, если шлейфы их подклю-
чены без врезных изоляторов, и без снятия напряжения с контактной
подвески, если в шлейфах имеются врезные изоляторы. На роговых
разрядниках проверяют шаблоном правильность зазоров между ро-
гами и формы изгиба рогов, прочность крепления рогов и изоляторов.
Прн наличии оплавления рогов их зачищают напильником или наж-
дачной бумагой.
В трубчатом разряднике замеряют и приводят к норме внешний
искровой промежуток; во избежание затекания влаги регулируют
угол наклона, очищают наружную поверхность трубки, проверяют
крепление и заделку трубки. По выявлению сильных оплавлений
наконечника трубки, электродов и других дефектов, которые могут
нарушить нормальную работу разрядника, его заменяют на новый.
Кроме того, обращают внимание на лаковое покрытие трубки; для
восстановления этого покрытия используют перхлорвиниловую эмаль
ВПХВ или нитроэмаль.
Опоры и заземляющие устройства проверяют с целью своевремен-
ного обнаружения и устранения в них развития во время эксплуата-
ции дефектов, связанных с электрической и другими видами коррозии,
С этой целью на участках энергоснабжения и в дорожных лаборато-
риях созданы группы коррозии, которые помогают дистанциям кон-
тактной сети анализировать влияние блуждающих токов, опасных
явлений для целостности опорных устройств.
Для определения степени опасности электрической коррозии необ-
ходимо знать значения потенциалов рельс — земля и сопротивления
заземления. Потенциалы рельс — земля измеряют вольтметрами
(рис. 226, а) / М-231 или М-762, которые присоединяют в середине про-
лета между опорами 4 изолированными проводами 2 положительным
351
полюсом к рельсу 5 и отрицательным к стальному электроду 3 диамет-
ром Ю—15 мм, забитому в землю на глубину около 0,5 м. Показания
приборов записывают через каждые 10 с в течение не менее 30 мин,
учитывая, что в каждом направлении за период измерений должно прой-
ти не менее двух поездов на участках с интенсивным движением (более
100 пар поездов в сутки) и не менее одного — при меньшем движении.
Из числа показаний определяют средние значения положительных и
отрицательных потенциалов. Замеры проводят через каждые 600—
800 м. Нанеся полученные результаты на однолинейный план пути,
получают потенциальную диаграмму (см. п. 60).
Переходное сопротивление заземления измеряют различными при-
борами: мегаомметрами МС-07 (МС-08) или ампервольтметрами М-231,
один из которых используют в качестве вольтметра, а другой —в ка-
честве амперметра. При измерениях мегаомметром прибор 6 включают
между рельсом и опорой (рис. 226, б), зажимы Е и I соединяют между
собой и изолированным проводом 2 присоединяют к заземляющему
проводнику 8У предварительно отсоединенному от рельса и расположен-
ному изолированно от земли на полушпале. Зажимы и /2, соеди-
ненные между собой, присоединяют изолированным проводом к рельсу.
Перед присоединением устанавливают защитный искровой промежу-
ток 7, При положении «Регулировка», вращая ручку генератора, по-
воротом ручки реостата добиваются установки стрелки мегаомметра
на красной отметке шкалы. Затем переводят прибор в положение «Из-
мерение» и по шкале определяют измеряемое сопротивление. Если со-
противление заземления больше 1000 Ом, на вход прибора Д и /2 па-
раллельно искровому промежутку подключают резистор 7?доп =
= 1000 Ом, а измеренное сопротивление пересчитывают по специаль-
ной кривой.
352
По схеме измерения амперметра и вольтметра (рис. 22б, в) запись
потенциалов рельс — земля и токов утечки через опору 4 ведется
синхронно без переключений приборов в процессе измерений, что су-
щественно повышает их точность. Помимо этого, нз цепи вольтметра
исключается сопротивление опоры за счет применения электрода 3,
помещаемого на расстоянии 7 м от измеряемой опоры.
Среднее значение тока утечки измеряют амперметром, подклю-
ченным гибким изолированным проводом с одной стороны к рельсу 5,
а с другой — к отсоединенному от рельса и изолированному от земли
заземляющему проводу. С присоединенного прибора через каждые
10 с снимают показания. Длительность измерения принимают такой,
чтобы за этот период по каждому из путей прошло не менее одного
поезда, а при интенсивном движении поездов — не менее двух. По
этим показаниям определяют среднее значение тока утечки делением
суммы показаний прибора на общее число измерений. Электрическое
сопротивление 1?изм определяют как отношение мгновенных значений
разности потенциалов рельс — земля к току утечки.
При измерении этим методом в устойчивую сухую погоду для
железобетонных опор вводится переходной коэффициент А = 0,2-н0,3,
зависящий от числа дней в году с осадками. Переходное сопротивле-
ние определяют по формуле Доп = А £пзм.
Изоляцию анкерных оттяжек обычно проверяют вольтметром на
шкалах 20 или 100 В. Зажимы вольтметра присоединяют по обе стороны
включенной в оттяжку изоляции. Искровой промежуток в цепи зазем-
ления этой опоры на время измерений закорачивают. Отклонение
стрелки вольтметра при наличии электропоездов на перегоне указы-
вает на исправность изоляции. Данные замеров по каждой опоре ре-
гистрируют в специальном журнале, который ведется на дистанции
контактной сети, при этом подсчитывают, какое сопротивление опоры
приходится на 1 В среднего значения потенциалов рельс —земля.
Опоры, не удовлетворяющие нормам, отмечают особо для проведения
дальнейших исследований и принятия мер по приведению их в соот-
ветствие установленным нормам.
Надземную часть обследуют у всех опор. У металлических опор
обращают внимание на качество окраски, отмечают места, подвергаю-
щиеся коррозии, состояние сварных швов и степень возможных меха-
нических повреждений. При осмотре железобетонных опор обращают
внимание на наличие трещин и откола бетона. Ширину и длину раскры-
тия трещин определяют с помощью наборов щупов с размерами по
толщине от 0,03 до 0,25 мм и лупы с делениями 0,1 мм. Для выявления
дальнейшего характера раскрытия трещины устанавливают цементные
маякн и отмечают краской начало и конец трещины.
По обнаружению на поверхности фундамента или анкеров трещин
и выступающих продуктов коррозии и при неудовлетворительных
результатах замеров их выборочно откапывают и детально обследуют
арматуру и анкерные болты, вскрывая защитный слой бетона. Заме-
ряют диаметр арматуры и анкерных болтов. По этим замерам опреде-
ляют оставшуюся площадь поперечного сечения. Если в результате
коррозии она уменьшилась у арматуры более чем на 10%, у анкерного
12 Зак. 2 195 353
болта в растянутой зоне — на 20%, в сжатой зоне на 30%, то такую
опору заменяют.
Проверяя заземления, обращают особое внимание на надежность
крепления к рельсам, так как в результате вибрации при проходе
поездов и производстве путевых работ эти места подвержены частому
ослаблению и обрывам. Заземляющие провода, проложенные вдоль
опоры и на полушпалах, выправляют, очищают от ржавчины и окра-
шивают.
Ориентировочно проверяют искровые промежутки в заземлениях
вольтметром по шкале более 20 В, подключенным параллельно, при
этом искровой промежуток от опоры и рельсов не отсоединяют. Такую
проверку осуществляют при проходе электропоезда по пути, на кото-
рый заземлена данная опора, а на дорогах постоянного тока, кроме
того, и при проходе по соседнему пути. Отклонение стрелки вольтметра
указывает на исправность искрового промежутка. Искровые проме-
жутки более точно проверяют по схеме, приведенной на рис. 226, а.
Вначале определяют переходное сопротивление опоры /?оп. Для этого
к заземляющему проводу 2, подсоединенному к тяговому рельсу 5,
подключают амперметр и к рельсу в середине пролета между опора-
ми — вольтметр. Другой зажим амперметра присоединяют к опоре 4,
а вольтметра — к электроду 3. Затем, переключив вольтметр в высоко-
омный режим, синхронно фиксируют общее падение напряжения в цепи
заземления опоры t/p_3 и падение напряжения на искровом промежут-
ке £7ИП. Измерения проводят при потенциале рельс — земля, превы-
шающем 1 В. Сопротивление искрового промежутка определяют по
формуле
^ип = з~ ^ип)*
Сопротивление искрового промежутка должно быть не менее значений,
установленных для железобетонных опор (в катодной зоне — 10 кОм
и в анодной и знакопеременной зонах — 1,5 кОм).
Диодные заземлители проверяют одним вольтметром М-23 или
М-762 (рис. 226, 3), двумя вольтметрами или мегаомметром. Диодный
заземлитель 3 при проверке вольтметром шунтируют искровым проме-
жутком 4 на 800—1200 В. Измерения проводят при прохождении по-
ездов по участку. При исправном диодном заземлителе вольтметр 7,
измеряющий падение напряжения на диодном заземлителе, при поло-
жительном потенциале рельс — земля показывает единицы и десятки
вольт, а при отрицательных потенциалах — десятые доли вольта
(около 0,3 В). В случае неисправности диодного заземлителя показа-
ния близки к нулю или составляют десятые доли вольта. Тогда прове-
ряют вентильные свойства каждого вентиля диодного заземлителя
мегаомметром на 500 В(М-1101).
При ревизии присоединений отсасывающих проводов к рельсовой
цепи тщательно осматривают надежность крепления и проверяют
перегрев. Перед установкой в контактную сеть все изоляторы и изоли-
рующие вставки тщательно осматривают и протирают. При осмотре
бракуют их, если обнаруживают: бой фарфора или сколы ребер пло-
щадью более 3 см2, радиальные трещиньфв фарфоре, оплавления или
354
ожоги глазури; стойкое, не поддающееся очистке загрязнение поверх-
ности изолирующей части; искривление штырей и стержней, трещины
в чугунной шапке.
Тарельчатые изоляторы, предназначаемые для установки в фикса-
торах и в роговых разрядниках, проверяют на отсутствие качки илн
проворачивания стержня в заделке. В стержневых изоляторах обра-
щают внимание на кривизну фарфорового стержня, стрела прогиба
которого не должна быть более 7 мм, а отклонение конца шапки по
отношению к оси изолятора — более 5 мм. Кроме того, каждый под-
весной изолятор перед установкой испытывают напряжением 50 кВ
переменного тока в течение 1 мин. Во время транспортировки и уста-
новки изоляторов бережно обращаются с ними, так как даже незна-
чительные удары могут привести к выходу изолятора из строя, что
не всегда обнаруживается невооруженным глазом. Проводить механи-
ческие испытания приложением механической повышенной нагрузки
нельзя.
В процессе эксплуатации изоляторы чистят и осматривают. При
периодическом осмотре и в процессе эксплуатации обращают внимание
на наличие сколов, трещин, в случае их появления изолятор заменяют.
На затяжных подъемах и станциях при смешанном движении
(электрическая и тепловозная тяга) под мостами, путепроводами, в тон-
нелях, местах повышенного загрязнения вблизи загрязняющих атмос-
феру промышленных предприятий и мест погрузки и выгрузки хими-
ческих удобрений сроки между чистками и осмотрами изоляторов су-
щественно сокращают и принимают такими, чтобы была обеспечена
нормальная их работа.
В целях облегчения трудоемкой работы по очистке изоляторов соз-
даны на специальных вагонах установки по очистке изоляторов кон-
тактной сети струей воды без снятия напряжения с контактной сети
(рис. 227).
При капитальном ремонте изоляторы снимают с контактной сети н
испытывают напряжением 50 кВ. Выдержавшие испытания изоляторы
тщательно очищают, затем укладывают в гнездо специального стелла-
жа и фарфор осторожно смачивают 50%-ным раствором соляной кис-
лоты, следя, чтобы раствор не попадал на металлические части. В та-
ком состоянии изоляторы выдерживают 10—15 мин, затем обтирают
чистой ветошью и тщательно промывают холодной проточной водой.
Пестики, если на них имелись признаки коррозии, очищают до метал-
лического блеска и промазывают антикоррозионной смазкой.
Все тарельчатые изоляторы на контактной сети, установленные
в гирлянде, подвергают дефектировке специальными испытательными
штангами. Эта проверка дает возможность выявить внутренние де-
фекты, которые могут привести к электрическим пробоям изоляторов
и серьезным повреждениям контактной сети.
Дефектировку изоляторов в гирляндах контактной сети перемен-
ного тока осуществляют универсальной измерительной штангой
ШИ-35/110 кВ, оборудованной специальной головкой (рис. 228, а).
Эта головка состоит из последовательно соединенных конденсаторов
постоянной и переменной емкости и позволяет при шунтировании ею
12*
355
Рис, 227. Передвижная установка для обмывки изоляторов:
1 — автомотриса; 2 — цистерна с водой; 3 — вагон для обмывки изоляторов; 4 — брандспойт
356
Рис. 228. Штанги
для проверки изо-
ляторов контакт-
ной сети перемен-
ного (а) и посто-
янного (б) тока
изолятора по изменению емкости определить значение напряжения,
которое приходится на один изолятор. Измерения начинают с изоля-
торов, расположенных со стороны заземленных элементов. Для этого
два вилообразных захвата головки штанги прикладывают к испыты-
ваемому изолятору. Вращая штангу по часовой стрелке, сближают
электроды до пробоя воздушного промежутка. По положению указа-
теля в момент пробоя определяют напряжение, которое приходится на
испытываемый изолятор. Отбраковывают изоляторы в соответствии
с данными, приведенными в табл. 58.
Таблица 58
Количест- во изоля- торов В гирлянде Норма допустимого падения напряжения, кВ (не менее), на изоляторе*
1-м 2-м 3-м 4-м 5-м 6-м
3 4,0 4,0 5,0 __ .—
4 3,0 3,0 3,0 5,0 1 —-
5 2,0 2,0 2,0 2,0 3,0 •"—
6 1 ,о 1,5 1,5 2,0 2,0 3,0
* Счет изоляторов ведут от заземленных элементов.
357
При обнаружении дефектного изолятора его заменяют не позднее
чем через пять дней, В случае наличия двух и более дефектных изоля-
торов в одной гирлянде их заменяют немедленно.
Дефектировку в гирляндах изоляторов контактной сети постоян-
ного тока проводят специальной штангой-указателем. Она состоит
(рис. 228, б) из измерительной головки 1 с четырьмя щупами, изоли-
рующего верхнего звена 2, удлинителя 4 и ручки-захвата 5. На рабо-
чей части расположен измерительный прибор 3. Измерительная голов-
ка состоит из двух блоков резисторов £б1 и сопротивлением по
1,76 МОм каждый. Для возможности дефектировки гирлянды из трех
изоляторов третий шунтируется приставкой с двумя крайними щу-
пами с сопротивлениями по 0,47 МОм.
Измерительный блок состоит из микроамперметра рА, включенного
в диагональ диодного моста Д1 — Д4, добавочного сопротивления Дл,
значение которого устанавливается при регулировке, и неоновой лампы
МН-4, которая включена параллельно диодному мосту, служит для
защиты измерительного прибора от перегрузки и является дополни-
тельным индикаторным элементом. Зажигание лампы свидетельствует
о дефектности проверяемого изолятора. Принцип действия штанги
основан на измерении тока утечки испытуемого изолятора, находя-
щегося под рабочим напряжением. Если сопротивление одного из двух
изоляторов близко к нулю или не превышает 300 МОм, то показание
тока утечки уходит за предельную красную метку.
Перед испытанием проверяют исправность измерительного прибо-
ра, для чего щупы контактной головки разворачивают и прикасаются
одним щупом к частям контактной сети, находящимся под напряже-
нием, а другим — к заземленным. Загорание неоновой лампы и откло-
нение стрелки прибора на полную шкалу указывает на исправность
прибора. Затем щупы сближают, чтобы расстояние между ними было
180—200 мм, и прикладывают к изолятору. Если стрелка отклоняется
за предельную метку, то это указывает, что соседний изолятор неис-
правен.
Второй изолятор проверяют прикладыванием щупов к первому
изолятору.
77, КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Объемы и сроки капитального ремонта контактной сети устанав-
ливают в зависимости от степени износа отдельных элементов, которая
определяется конкретными особенностями электрифицированного
участка: размерами и скоростями движения электропоездов, климати-
ческими условиями, наличием в атмосфере вредных примесей, типом
и конструкциями примененного оборудования и элементов и т. п.
При перспективном планировании потребности в средствах и ма-
териальных ресурсах руководствуются следующими усредненными
сроками службы и периодичности капитального ремонта контактной
сети (лет).
358
Медные многопроволочные провода, металлические опоры и
конструкции............................................. 50
Сталемедные, алюминиевые и сталеалюминиевые провода, же-
лезобетонные опоры...................................... 40
Металлические опоры и конструкции в зонах с повышенной
степенью загрязнения, бетонные, железобетонные и блочные
фундаменты.............................................. 30
Изоляторы фарфоровые и стеклянные................* . 25
Алюминиевые и сталеалюминиевые провода в зонах с повы-
шенной степенью загрязнения солевыми и щелочными ком-
понентами, железобетонные опоры в зонах повышенной
электрокоррозии или агрессивных средах, стальные тросы . 20
Медные и сталемедные провода в зонах с повышенной степе-
нью загрязнения серными и сернистыми компонентами,
стальные тросы в зонах с повышенной степенью загрязнения 10
Срок службы контактных проводов устанавливают по достижении
предельного износа и на основании результатов расчета по формуле
t A<SCM п-0,89-104 .
тн Ргод
где Д5СМ — степень использования провода, определяемая средним
износом, мм3, к моменту его замены (25 мм2 для МФ-100,
20 мм3 для 2Л1Ф-100);
п — число контактных проводов в подвеске;
7’год — число проходов токодокументов по участку в год;
тк— удельная потеря меди, в т/10° км пробега э. п. с.,
принимаемая на постоянном токе при медиых токосъем-
ных пластинах и электровозной тяге 0,7, а при мотора
вагонной — 0,27, при угольных вставках это значение
для электровозной тяги — 0,3 на постоянном токе и
0,12 на переменном и соответственно для моторвагонной
тяги 0,1 и 0,07. Для металлических пластин значение
тк принимают при электровозной тяге 0,5 и моторвагон-
ной — 0,2.
Установлено, что контактный провод на главных путях постоян-
ного тока работает до 15 лет, а при переменном токе и на второстепен-
ных путях независимо от рода тока — до 40 лет.
Во время капитального ремонта полностью восстанавливают пер-
воначальную техническую характеристику устройств с учетом необ-
ходимой модернизации для повышения надежности работы, ликвидации
мест с повышенной опасностью, обеспечения движения с большими
скоростями. К капитальному ремонту относят также работы по пере-
монтажу контактной сети, вызванные реконструкцией пути, устрой-
ством новых путей и пр.
Перед началом капитального ремонта проводят следующие подго-
товительные работы:
составляют дефектную ведомость, сметы на производство ремонтных
работ, а при необходимости проект и сетевой график выполнения работ;
укомплектовывают ремонтные бригады и инструктируют работников
о предстоящей работе;
359
заготавливают все необходимые материалы и запасные части; про-
веряют наличие и исправность необходимого для ремонта инструмента,
приспособлений и механизмов, подготавливают нормативные данные
по ремонтируемым устройствам и узлам.
Все работы капитального ремонта выполняют бригады дистанций
контактной сети или специализированные бригады при участке энерго-
снабжения или при электромонтажном поезде. Качество и объем вы-
полненных работ принимает по акту представитель участка энерго-
снабжения.
Основными работами капитального ремонта являются: смена из-
ношенных контактных проводов; устройство вставок в проводах; замена
дефектных несущих н поперечных тросов; смена проводов и ремонт
конструкций усиливающих, питающих и других линий; смена опор,
фундаментов, анкеров, оттяжек, поддерживающих конструкций,
разъединителей, фиксаторов и изоляторов; окраска металлических
опор, жестких поперечин, консолей и кронштейнов; ремонт поверх-
ности железобетонных опор.
Изношенный контактный провод заменяют, монтируя вставки или
полностью весь анкерный участок в зависимости от его износа.
При местном незначительном износе в целях предотвращения даль-
нейшего развития его устанавливают шунт, состоящий из отрезка
контактного провода, присоединяемого параллельно основному так,
чтобы токоприемник проходил по этому дополнительному проводу.
Вставки в контактный провод при незначительной длине выполняют
со съемных вышек или изолированных вышек автомотрис и дрезин,
ослабляя натяжение провода с помощью муфт или блоков. Ослаблен-
ные отрезки провода вырезают и с помощью стыковых зажимов заме-
няют новыми.
Контактный провод целого анкерного участка заменяют различны-
ми методами с использованием автомотрисы или автодрезины и рас-
каточной платформы (рис. 229, д). После снятия напряжения с кон-
тактной сети на 40—60 мин конец нового провода присоединяют к ан-
керовке и раскатывают вдоль анкерного участка со скоростью до
Рис. 229. Схема замены контактного провода подвески с одним приводом:
а — раскатка нового провода; б — регулировка нового провода и вывод старого в нерабочее
положение
360
Рис. 230. Схема замены контактного провода подвески с двумя проводами:
а — перевод одного из проводов в нерабочее положение; б — раскатка нового провода с одно-
временным демонтажем старого; а — перевод нового провода в рабочее положение
10 км/ч, завешивая новый провод к несущему тросу с помощью спе-
циальных крючков или подготовленных для этой цели струн. На вто-
ром конце вытягивают новый провод до момента подъема грузов у пер-
вой анкеровки, после чего заделывают вторую анкеровку. Затем под
напряжением переводят струны и фиксаторы на новый провод
(рис. 229, б) и во второе «окно» продолжительностью 30 мин сбрасы-
вают старый провод. При возможности предоставления «окна» продол-
жительностью 2 ч эту работу выполняют в одни день: новый провод
с использованием крючков подвешивают к сменяемому, со съемных
вышек вводят в рабочее положение новый провод, подвешивая на те же
крючки старый, а затем и сбрасывая его.
При двух контактных проводах эту работу выполняют в одно «окно»
продолжительностью 60—75 мин (рис. 230). Для этого предварительно
один из двух изношенных проводов выводят из рабочего положения
и подвешивают на струнах. В «окно» раскатывают новый провод,
подвешивая временно на струнах выше рабочего, и одновременно сбра-
сывают старый провод. Затем после открытия движения поездов прн
одном рабочем проводе вводят новый провод в работу под напряжением.
Если применить две раскаточиые единицы, то время на замену контакт-
ного провода можно сократить.
Работы по смене несущего троса состоят из раскатки нового троса,
перевода со старого на новый всех присоединений и сбрасывания ста-
рого. Несущий трос в зависимости от типа поддерживающих конструк-
ций раскатывают двумя способами: при консолях с подвижной плат-
формы (рис. 231), а при гибких и жестких поперечинах с фиксирующими
тросами — методом протягивания с неподвижной платформы (рис. 232).
361
Рис. 231. Схема замены несущего троса с раскаткой его с подвижной плат-
формы
При раскатке с подвижной платформы разматывают барабан с тросом
при незначительном его натяжении. Вновь раскатанный несущий
трос подвешивают на специальных крючках выше контактного прово-
да или закрепляют к седлам монтажные ролики, в которые заклады-
вают раскатываемый несущий трос. Затем новый трос поднимают, вы-
тягивают, переводят его в седла, переставляют струны со старого на
новый и сбрасывают старый трос. Эту работу выполняют в два «окна»
продолжительностью от 1 до 1,5 ч каждое.
При раскатке с неподвижной платформы ее устанавливают около
анкерной опоры, конец несущего троса закрепляют к вышке автомот-
рисы или автодрезины, которая, проследовав поперечину на 10—
15 м, возвращается обратно н останавливается у точки подвеса. Конец
троса закладывают в подвешенный монтажный ролнк, пропускают
поверх фиксирующего троса и вновь крепят к вышке для дальнейшей
раскатки. При этом методе на первом этапе работы требуется увеличе-
ние времени снятия напряжения до 1,5—2 ч.
Тяжелые опорные и поддерживающие конструкции заменяют с ис-
пользованием подъемных механизмов, в частности крана автомотрисы
АГВ и др.
Ввиду того что большинство работ капитального ремонта требует
прекращения движения поездов, в графике движения на это время
предусматривают «окна» необходимой продолжительности, совмещая
их с работами по капитальному ремонту пути и другими. Работы при
этом организуют таким образом, чтобы перерыв в движении поездов
был возможно минимальным. С этой целью все работы, не требующие
перерыва в движении поездов, выполняют заблаговременно, между
выделяемыми «окнами» и после открытия движения поездов.
Рис. 232. Схема замены несущего троса с раскаткой его с неподвижной плат-
формы методом протягивания
362
78. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОЙ РАБОТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Б ТЯЖЕЛЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Контактная сеть, работающая на открытом воздухе, подвергается
воздействию ветра, гололеда, грозовых перенапряжений и т. п.
При воздействии ветра иа контактную сеть происходит отклонение
контактного провода от нормального положения, что может привести
к сходу его с полоза токоприемника, и следовательно, к срыву струн,
поломке токоприемника, а иногда и к обрыву контактного провода.
Кроме того, при ветре значительно повышается нажатие токоприемни-
ка на контактный провод. Чаще эти случаи происходят в местах, не
защищенных от воздействия ветра, на высоких насыпях, в степных
районах, при пересечениях рек и оврагов. Подробно вопросы воздей-
ствия ветра на контактную сеть рассмотрены в гл. IX.
Для устойчивой работы контактной сети в этих условиях на основе
метеорологических наблюдений с учетом рельефа и особенностей ме-
стности разрабатывают специальные организационно-технические ме-
роприятия, При этом учитывают опыт эксплуатации предшествующих
лет на данном и других участках энергоснабжения.
Чтобы контактная сеть обеспечивала бесперебойность движения
поездов в условиях ветровых воздействий, необходимо соблюдать
требуемые натяжения проводов, проектные расстояния от контактного
провода до расположенных над ним устройств, размеры зигзагов у опор
и выносов проводов в пролете, а также выполнить рассмотренные меры
повышения ветроустойчивости контактной сети.
Наиболее опасным метеорологическим явлением для контактной
сети является образование гололеда на ее проводах и устройствах.
Гололед откладывается одновременно на большом протяжении, что
осложняет ликвидацию его. Для борьбы с этим явлением применяют
профилактический подогрев, электрическую плавку, механические и
химические средства. При профилактическом подогреве для предот-
вращения образования гололеда необходима плотность тока 2,5—
3,5 А/мм2, а для оплавления уже образовавшегося гололеда — 6,5—
8 А/мм2.
На линиях переменного тока применяют схемы электрической плав-
ки гололеда без прекращения движения поездов (рис. 233). Для этого
иа одной нз подстанций питающие линии включают на контактную
сеть каждого пути от разных фаз, на соседней подстанции соединяют
контактную сеть обоих путей между собой. В результате от одной фазы
к другой проходит ток независимо от движения электропоездов.
Электроснабжение электроподвижного состава осуществляется, как
и обычно, с использованием фазы С. На однопутных участках может
быть собрана схема через подстанцию с включением на них встречно
разных фаз.
На линиях постоянного тока для плавки гололеда используют
схемы, при которых ток проходит от плюсовой шины к минусовой
шине. На рнс. 234 показаны схемы плавки для двухпутного и одно-
путного участков. Недостаток этих схем в том, что они требуют прек-
ращения движения поездов. Более прогрессивной является схема
363
Рис. 233. Схемы плавки гололеда на линиях переменного тока:
а — петлевая по двум путям; б — продольная по одному пути
профилактического подогрева контактной сети постоянного тока без
прекращения движения поездов с использованием прогревочного агре-
гата (рнс. 235). Для этого плюсовый вывод прогревочного агрегата
подключают к подвеске I пути, а минусовый — к подвеске II пути.
Для электроснабжения электроподвижно го состава используют
рабочий агрегат, подключаемый только к подвеске одного пути. Цир-
куляция тока прогрева складывается из рабочего и прогревочного
токов.
Механическое удаление гололеда с контактных проводов осущест-
вляют несколькими способами. Наиболее эффективными являются
гололедоочистительные установки МОГ-1 и МОГ-2, смонтированные
на изолированной вышке автодрезины ДМ (рис. 236), и установка
МОГ-4 — на автомотрисе АГВ. Установка МОГ-1 состоит из барабана,
смонтированного на наклонной раме. На барабане закреплены круглые
стальные прутки, которые прн вращении барабана ударяют по рабочей
части контактного провода и обивают гололед.
Гололед счищают при движении автодрезины или автомотрисы со
скоростью 10—40 км/ч в зависимости от толщины гололеда и его плот-
ности. Раму располагают наклонно в противоположную движению
сторону, чтобы предотвратить недопустимое поджатие провода. В райо-
нах с особо интенсивным гололедом толщиной более 15 мм применяют
двухбарабанные установки МОГ-2, в которых совмещение двух бара-
банов на одной раме повышает эффективность очистки.
Гололед небольшой толщины (2—3 мм) счищают токоприемниками
с вибрационной установкой при движении со скоростью до 40 км/ч.
Это устройство монтируют вместо полоза на переднем по ходу токо-
приемнике электровоза. Вибрационный полоз состоит из двух уголков,
выгнутых по форме нормального полоза. Под действием сжатого воз-
духа уголки вибрируют н сбивают гололед с рабочей поверхности
контактного провода.
364
Подстанция
Подстанция
Рис. 234. Схемы плавки гололеда на линиях постоянного тока:
а — петлевая по двум путям; б — продольная по одному пути
Рис. 235. Принципиальная схема профилактического подогрева контактной сети
постоянного тока без прекращения движения поездов:
/ — рабочий агрегат; 2 — прогревочный агрегат; 3 —пост секционирования
365
Рис, 236. Устройство на автодрезине
ДМ для механической очистки голо-
леда с контактных проводов:
/ — изолировочный трансформатор: 2— тяга
с изолятором для опускания рамы; 3 —
изолированная площадка автодрезины; 4 —
установка для обивки гололеда; 5 — токо-
приемник
В качестве противогололедной
смазки для токоприемников элект-
роподвижного состава и разъедини-
телей контактной сети используют
смазку ЦНИИ-КЗ. Разъединители
покрывают этой смазкой перед
наступлением гололедного сезона,
т. е. 2 раза в год: в конце осени и
перед концом зимы. Срок работы
этой смазки в зависимости от со-
путствующих метеоусловий состав-
ляет от 30 до 45 сут.
Опыт эксплуатации электри-
фицированных участков, располо-
женных в гололедных районах,
показывает целесообразность сов-
местного применения электричес-
ких и механических способов борь-
бы с гололедом. За счет совместного
использования плавки гололеда и
установок по механической очистке
сокращается время, необходимое
для его удаления, В начале плавки поднимается температура контакт-
ного провода выше 0° С и расплавляются прилегающие к проводу
слои гололеда. Гололедный цилиндр уже не имеет сцепления с кон-
тактным проводом и легко удаляется виброустановками.
Хороший эффект достигается также при совместном применении
химических н механических средств борьбы с гололедом. Поверхност-
ная пленка противогололедной смазки значительно снижает силу
сцепления гололеда с проводом, что облегчает условия очистки.
Эффективны также лесопосадки вдоль железнодорожного полотна,
которые не только снижают силу воздействия ветра на цепную под-
веску, но и уменьшают величину отложения гололеда.
79. ВОССТАНОВЛЕНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЕЕ РАБОТЫ
В процессе эксплуатации возникают повреждения устройств кон-
тактной сети, которые вызывают перерыв в движении поездов или соз-
дают препятствие нормальному пропуску электропоездов, требуя
уменьшения скорости или пропуска с опущенными токоприемниками.
Организация и очередность восстановительных работ зависят от вида
и характера повреждения, но они должны быть подчинены одной
цели — быстрее восстановить движение поездов.
Быстрота восстановления контактной сети во многом зависит от
правильно разработанной последовательности всего хода работ,
а также от находчивости и инициативы работников, устраняющих
повреждение. Первостепенную роль в организации работ и ускорении
366
хода восстановления играет энергодиспетчер. Он оценивает по со-
общениям характер и размер повреждения и дает указания по созда-
нию временных упрощенных схем питания н секционирования кон-
тактной сети, обеспечивает доставку на место повреждения электро-
монтеров, необходимых восстановительных средств, запасных частей и
материалов. Очередность восстановления руководитель работ согласо-
вывает с энергодиспетчером.
Устранение повреждений контактной сети в основном сводится
к временному восстановлению поврежденных конструкций, проводов и
изоляции для быстрейшего открытия движения электропоездов в не-
которых случаях с ограничением скорости или с опущенными токо-
приемниками. Полностью контактную сеть с необходимой регулиров-
кой восстанавливают после открытия движения поездов под напряже-
нием нли в «окна», предоставляемые без значительного ущерба в орга-
низации движения поездов.
Для пропуска поездов с опущенными токоприемниками очень важ-
но правильно оценить расстояния, которые могут быть пройдены элект-
роподвижным составом по инерции в зависимости от профиля пути,
эксплуатируемого электроподвижного состава, наличия остановочных
пунктов н станций. Поэтому заблаговременно по участкам делают
пробные поездки и на планах контактной сети отмечают участки, где
можно производить восстановление или работы в расчете на пропуск
поездов с опущенными токоприемниками.
В большинстве случаев при повреждениях в одном месте на длине
одного пролета между опорами такой пропуск может быть возможен.
При больших размерах повреждения для определения длины прохо-
димого по инерции участка электроподвижным составом при электро-
возной и моторвагонной тяге ориентировочно можно руководствовать-
ся данными табл. 59.
Таблица 59
Начальная скорость, км/ч Длина проходимого по инерции участка, км, для разного уклона, e/Qa
—2 0 + 2 + 4 + 6 + 8
50 2,5 1,2 0,8 0,6 0,5 0,4
60 3,3 1,7 1,2 0,9 0,7 0,6
70 4,1 2,2 1,6 1,2 1,0 0,8
80 4,6 2,7 1,9 1,5 1,2 1,0
Примечание. Знак «— » означает уклон и знак « + »— подъем.
При пропуске поездов с опущенными токоприемниками применяют
временные сигнальные знаки с отражателями на синем фоне: «Подгото-
виться к опусканию токоприемника», «Опустить токоприемник», «Под-
нять токоприемник». В случае внезапного обнаружения повреждения,
требующего опускания токоприемника, подают ручной сигнал «Опу-
стить токоприемник» днем повторными движениями правой руки перед
собой по горизонтальной линии при поднятой вертикально левой руке
367
Рис. 237. Временная жесткая поперечина
и ночью повторными вертикальными и горизонтальными движениями
фонаря с прозрачно-белым огнем.
При двойной тяге машинист первого локомотива подает звуковой
сигнал об опускании токоприемника: чередующиеся два длинных и два
коротких сигнала, машинист второго локомотива повторяет этот сиг-
нал и опускает токоприемник.
Наиболее тяжелые последствия вызывают повреждения опор из-за
выхода за габарит грузов, схода подвижного состава и т. п. Восстанов-
ление опор требует длительного времени. Поэтому в зависимости от
типа и конструкции заменяемых опор применяют разные ускоренные
способы восстановления. Для временного восстановления на участках
энергоснабжения имеется комплект опор с переходными плитами или
другими конструкциями, позволяющими быстро установить опору на
сохранившиеся фундамент или ее подземную часть.
Рекомендуют использовать специальный комплект временных опор,
состоящий из трех А-образных разборных стоек 2 и двух шпренгель-
ных балок 1 (рис, 237). Полный комплект позволяет смонтировать
временную жесткую поперечину на шесть путей. В разобранном виде
А-образные стойки используют в качестве промежуточных опор.
Также применяют в качестве временных деревянные опоры с не-
большим заглублением до 1,5 м и креплением на растяжках. Оттяжки
в грунт крепят иа анкере спирального типа или нз угловой стали.
Для быстрого восстановления опор контактной сети используют
специальные блочные фундаменты (рис, 238) с объемом бетона 3,15 м3
и массой 7 т.
Такой фундамент устойчив и позволяет без выполнения земляных
работ устанавливать опоры с нормативным моментом 6 тс • м.
Этими фундаментами оснащают восстановительные поезда и участки
энергоснабжения.
Для временного крепления контактной сети в случаях повреждения
опор используют исходя из местных условий всевозможные другие
средства: деревья, откосы скал, стрелы кранов, здания и т. п. Необ-
ходимый запас опор контактной сети, консолей, проводов, изоляторов
и деталей, а также восстановительных средств хранится на дистанции
контактной сети и непосредственно на автомотрисе (автодрезине) и
автолетучке.
368
На каждое повреждение началь-
ник дистанции контактной сети со-
ставляет акт установленной формы,
в котором подробно описывает об-
стоятельства н причины повреж-
дения с приложением необходимых
схем и чертежей. На основании
результатов расследования наме-
чают мероприятия для предотвра-
щения повторения подобных слу-
чаев и повышения надежности
работы устройств контактной сети,
которые учитывают при проведе-
нии текущего и капитального ре-
монтов контактной сети на дей-
ствующих электрифицированных
линиях, а также при электрифика-
ции новых линий.
На основе анализа повреждае-
мости контактной сети и рассмот-
рения предложений рационализа-
торов на дорогах и в целом по
сети дорог разрабатывают ежегод-
но мероприятия, направленные иа
повышение устойчивости работы
контактной сети.
гооо
Рис, 238. Блочный фундамент
Этими мероприятиями предусматривается выполнение работ,
направленных на повышение:
ветроустойчивости контактной сети (установка жестких распорок,
ограничителей подъема фиксаторов, подкосов к изолированным
консолям, аэродинамические гасители);
изоляции контактной сети (дополнительная изоляция в местах
повышенного загрязнения и гнездования птиц, установки обмывки
изоляторов, замена изоляторов, изготовленных в свое время с дефек-
тами, приводящими к выходу их из строя);
устойчивости опорных устройств (монтаж диодных заземлителей,
«нейтральных» вставок, изолирующих прокладок);
устойчивости проводов от пережогов (защита от пережогов на
воздушных промежутках, замена проводных секционных изоляторов
на полимерные, расширение и совершенствование методов борьбы
с гололедом, совершенствование защиты с целью повышения ее
быстродействия, внедрение соединения проводов методами? сварки
взрывом и термитной, установки флажков-сигнализаторов п .. дубли-
рующих соединителей).
Выполнение указанных и других работ, повышение уровня профи-
лактической, работы позволяют систематически снижать повреждае-
мость контактной сети.
13 Вак, 2195
369
80. ПЕРЕДОВЫЕ МЕТОДЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
С ростом протяженности электрифицированных линий все большее
значение приобретает сокращение стоимости обслуживания контактной
сети, повышение производительности труда, эффективности и качества
работ. Это достигается за счет уменьшения потерь рабочего времени,
применения прогрессивных технологических процессов, радиосвязи,
телеуправления, средств механизации, комплексных методов обслу-
живания, максимального использования предоставляемых «окон»
в графике движения поездов. Эти и другие методы постоянно совер-
шенствуются эксплуатационным персоналом дистанций контактной
сети. Опыт работ передовых коллективов и бригад обобщается и осве-
щается в центральных и дорожных газетах, журналах, особенно в спе-
циализированном — «Электрическая и тепловозная тяга», научно-
технических фильмах, специальных выпусках Центрального научно-
исследовательского института технико-экокомической информации.
На контактной сети наиболее широкое применение получили следую-
щие методы организации работ.
Организация работ без прекращения движения по-
ездов, Работы со снятием напряжения с контактной сети требуют
прекращения движения электроподвижного состава, что не всегда
возможно. В ряде случаев, если позволяет профиль пути, эти работы
организуют на обесточенном участке без прекращения движения по-
ездов с пропуском их по месту работы с опущенными токоприемниками.
Для этого используют изолирующие сопряжения, а на перегонах про-
изводят перемонтаж неизолирующих сопряжений анкерных участков
в изолирующие и устанавливают разъемные электрические соедини-
тели.
Длину отключаемого участка выбирают такой, чтобы все поезда
могли проследовать его по инерции. Отключенный и заземленный уча-
сток работ ограждают сигналами об опускании токоприемников н сиг-
налистами. Условия пропуска поездов с опущенными токоприемника-
ми изложены в п. 79. При этих работах внимательно следят за тем,
чтобы все применяемые средства н приспособления не выходили за га-
барит приближения строений, а при подходе поезда временно прекра-
щают работы.
На участках с интенсивным движением поездов успешно применяют
методы работ в малые технологические «окна», т, е.
в перерывы движения между поездами, предусмотренные графиком
движения поездов, продолжительностью” 10—40 мин. Для этого разра-
батывают технологию последовательности выполнения работ, предус-
матривающую минимальное количество операций со снятием напряже-
ния и перечень подготовительных и завершающих регулировочных
работ под напряжением без прекращения движения поездов.
При значительных объемах работ, требующих снятия напряжения,
на" станциях дополнительно"'секционируют контактную сеть как по
главным, так н второстепенным путям с таким расчетом, чтобы для
выполнения работы было снято напряжение только с тех путей, где
производится работа, а движение электроподвижного состава осуще-
370
ствля л ось без ущерба по остальным путям в обход зоны производства
работ.
Работа без снятия напряжения в контактной сети.
На грузонапряженных участках секционные разъединители и роговые
разрядники подключают к контактной сети через изоляторы в шлей-
фах, поэтому их ревизию и ремонт можно делать без снятия напряжения
с контактной сети, изолированные гибкие поперечины и консоли также
позволяют осматривать все места крепления и изоляторы без снятия
напряжения с цепной подвески. Методы производства работ в этих
узлах включены в Правила техники безопасности и приведены в п. 85.
Применение радиосвязи при ограждении работ на
контактной сети позволяет повысить производительность труда за счет
сокращения числа сигналистов, так как исключается необходимость
в промежуточных сигналистах, и, кроме того, безопасность работ
значительно возрастает. Применение радиосвязи^’ позволяет осущест-
влять оперативную связь с бригадой, работающей на перегоне, с во-
дителем автомотрисы (автодрезины), следующей по перегону, и во-
дителем автолетучки.
На двухпутных линиях успешно применяют одно стор оннее
ограждение работающей бригады только со стороны движения
поездов по правильному пути. При этом методе, позволившем сокра-
тить сигналистов со стороны движения поездов по неправильному
пути, руководитель работ периодически поддерживает связь с энерго-
диспетчером на случай, если появится необходимость в такой органи-
зации движения поездов.
Комплексное использование скользящих
«о к о н» в графике движения поездов. Сущность этого метода в сов-
мещении на закрытых перегонах работ по капитальному ремонту
пути и строительных с работами по ремонту и реконструкции контакт-
ной сети. При этом на закрываемом перегоне сосредоточивается наи-
большее возможное количество бригад и механизмов, включая сосед-
ние дистанции контактной сети.
Комплексный метод обслуживания контактной сети имеет
разнообразные формы и разновидности, зависящие от местных усло-
вий. Суть этого метода сводится к четкому планированию всего годово-
го комплекса работ, при этом однотипные работы объединяются в еди-
ный комплекс и выполняются бригадой одновременно, что позволяет
исключить дополнительный выезд бригады па перегон. Так, например,
в комплекс проверки состояния контактной сети включают работы по
проверке состояния цепной подвески, замеру износа контактного
провода, проверке состояния воздушных стрелок, изолирующих со-
пряжений, компенсирующих устройств, ремонту заземлений, проверке
искровых промежутков и т. п. Сосредоточение персонала на одном
перегоне или станции позволяет улучшить условия труда, обеспечить
пунктами обогрева и приема пищи, также повышается контроль за
соблюдением правил техники безопасности.
На основе этого метода создают не только периодические годовые
комплексы, но и перспективные: большой периодический капитальный
ремонт, осуществляемый 1 раз в 10 лет на участках с интенсивным
13*
371
движением поездов и 1 раз в 15 лет на участках с небольшим коли-
чеством поездов. На этих участках 1 раз в 5 лет осуществляют малый
периодический ^ремонт. Улучшению^планировання крупных работ ка-
питального ремонта и комплексов работ способствует применение
сетевого планирования, позволяющего более правильно
распределить персонал по видам выполнения работ, исключить узкие
места и простои.
Применение технологических карт с нормированным временем для
выполнения работы и норм времени позволило внедрить организацию
работ по нормированным заданиям. При этом открывается
возможность четкого подведения итогов соревнования бригад между
собой, повышается моральная и материальная заинтересованность
электромонтеров в повышении производительности труда.
В коллективах дистанций контактной сети широко развернулось
социалистическое соревнование за содержание
каждого километра контактной сети с отличной балльностью, за полу-
чение паспортов гарантийного качества, присвоение «Знака качества»
отдельным участкам контактной сети, перегонам и целым направле-
ниям, широкое распространение получают почины коллективной от-
ветственности бригады — «один за всех и все за одного» и «работать
без травм и повреждений».
XIX ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИИ
ТРУДА ПРИ РАБОТАХ НА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
81. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Условия’ работы. Выполнение работ на контактной сети требует
четких знаний Правил техники безопасности и неукоснительного вы-
полнения их.
Это требование обусловлено условиями повышенной опасности:
работа на контактной сети выполняется при беспрерывном движении
поездов, с подъемом на высоту, в различных метеорологических усло-
виях, иногда в темное время суток, а также вблизи от проводов и кон-
струкций, находящихся иод высоким напряжением, или непосредст-
венно на этих проводах и конструкциях без снятия с них напряжения.
Устройства контактной сети как постоянного, так и переменного
тока относятся к электроустановкам высокого напряжения (выше
1000 В) и поэтому они могут обслуживаться только специально под-
готовленными работниками, ясно представляющими опасность воздей-
ствия электрического тока на организм человека.
Под действием тока может произойти поражение как внутренних
органов человека (электрический удар), так и внешних (электротрав-
ма). Особенно большую опасность представляют электрические удары,
прн которых возможны поражения нервной, дыхательной и сердечной
систем организма с тяжелым исходом. Степень и исход электрического
удара в основном зависят от значения силы тока, времени его воздей-
ствия, а также от путей прохождения тока через тело человека.
Определенную опасность при прохождении через тело человека
от одной рукн к другой представляет уже ток 0,01 А, вызывающий не-
произвольную судорогу мышц. При токе 0,05 А наступает паралич
дыхательного центра и фибрилляция сердца, а ток от 0,1 А и выше
смертелен для человека. Значение тока зависит от приложенного на-
пряжения и от общего электрического сопротивления цепи, одной из
составляющих которого является сопротивление тела человека, колеб-
лющееся в широких пределах (500—100 000 Ом) в зависимости от внеш-
них условий и состояния человека.
Во избежание поражения электрическим током и механических
травм все работы на контактной сети должны выполняться в строгом
соответствии с Правилами техники безопасности и производственной
санитарии при эксплуатации контактной сети электрифицированных
железных дорог и устройств электроснабжения автоблокировки.
В зависимости от местных условий при необходимости разрабаты-
вают дополнительные инструкции, указывающие на особенности ус-
ловий производства работ. Строгое выполнение правил безопасности и
инструкций гарантирует от случаев, приводящих к травме и более
тяжелым последствиям.
Требования к персоналу. К работам на контактной сети допускают
лиц не моложе 18 лет и в качестве учеников и практикантов не моложе
373
17 лет, проходящих медицинское обследование при поступлении на
работу и в дальнейшем периодически не реже одного раза в два года.
При медицинском осмотре проверяют общее физическое состояние орга-
низма н особое внимание обращают на нервную систему, сердце, орга-
ны слуха и зрения. Все работники дистанции контактной сети должны
иметь не только элементарные знания электротехники, но и хорошо
знать оборудование, схемы и особенности устройств контактной сети
в пределах своей и прилегающих дистанций, отчетливо представлять
опасность при работах на контактной сети, хорошо знать Правила тех-
ники безопасности и правильно применять их при работах, уметь прак-
тически оказывать первую помощь пострадавшему.
В зависимости от практического стажа работы в установках высо-
кого напряжения и знаний работнику присваивается соответствующая
квалификационная группа по технике безопасности. Всего предусмот-
рено пять квалификационных групп.
Ученикам и подсобным рабочим после инструктажа присваивают
квалификацию группы I. Они могут работать только вдали от частей,
находящихся под напряжением, без права подъема на высоту.
По истечении одного месяца, в течение которого ученик получает
твердые знания об опасностях приближения к токоведущим частям,
основных мерах предосторожности и представление об устройствах
контактной сети, комиссия участка энергоснабжения в составе его ру-
ководителя, инженера, члена местного комитета и начальника дистан-
ции после проверки знаний в индивидуальном порядке присваивает
работнику квалификацию группы II. Лицам указанной группы раз-
решено работать на высоте вдали от напряжения иа расстоянии более
2 м под наблюдением более опытных работников.
При дальнейшем накоплении опыта работнику с общим стажем
не менее 6 мес, а для лиц, окончивших железнодорожные и технические
училища, не менее 3 мес комиссия участка энергоснабжения при-
сваивает квалификацию группы Ш. При этом проверяют знания общей
электротехники, оборудования и схем секционирования контактной
сети, а также знания об опасностях при работах на контактной сети и
других токоведущих линиях и в полном объеме Правил безопасности
при работах под напряжением и на отключенных и заземленных ли-
ниях. Электромонтеры группы III могут работать на высоте непосред-
ственно иа устройствах контактной сети при полном снятии напряже-
ния.
Лицам, проработавшим не менее одного года, а для окончивших
железнодорожные и технические училища не менее 6 мес указанной
комиссией может быть присвоена квалификация группы IV. В связи
с тем что указанные лица имеют право руководить бригадой при пол-
ном снятии напряжения, а также самостоятельно работать под напря-
жением и вблизи частей, находящихся под напряжением, от них тре-
буется в полном объеме знание Правил техники безопасности, схем и
особенностей устройств контактной сети и токоведущих линий в преде-
лах своей и прилегающих дистанций.
Лицам, проработавшим не менее пяти лет, а для окончивших желез-
нодорожные и технические училища не менее трех лет, хорошо знаю-
374
щим Правила техники безопасности и представляющим, чем вызваны
требования всех пунктов и положений, комиссией участка электро-
снабжения может быть присвоена квалификация группы V. Лица
с квалификацией группы V имеют право самостоятельно выполнять
все виды работ и руководить бригадой в пределах участка энергоснаб-
жения .
Для лиц с законченным высшим илн средним техническим обра-
зованием сроки присвоения квалификации значительно сокращены:
квалификацию группы IV присваивают при общем стаже не менее трех
месяцев, V — после шести месяцев работы.
Знания Правил техники безопасности н должностных инструкций
проверяют периодически не реже одного раза в год. Внеочередным
испытаниям подвергаются лица, допустившие нарушение Правил
техники безопасности. Периодические испытания для лиц квалифи-
кационных групп II и III проводятся в комиссии дистанции контакт-
ной сети, состоящей из начальника дистанции, инженера участка
энергоснабжения и профорга, а для лиц квалификационных групп
IV и V — в комиссии участка энергоснабжения.
Требования к монтажным и предохранительным средствам. Все
применяемые при производстве работ на контактной сети монтажные
и предохранительные приспособления периодически освидетельствуют
и испытывают по действующим нормам. В основу механических н
электрических испытаний положены условия повышенной нагрузки,
гарантирующие безотказную работу в течение установленного срока
до следующих испытаний. Конкретные нормы и сроки испытаний на
каждое приспособление изложены в приложении к правилам безопас-
ности.
Монтажные и предохранительные средства имеют номера, даты
очередных испытаний, в журнале фиксируют даты и результаты их
осмотров и испытаний. Перед началом работ все монтажные и предо-
хранительные приспособления осматривает руководитель работ, об-
ращая внимание на состояние приспособления и срок очередного испы-
тания. Исполнитель работ также обязан осмотреть приспособление.
Категории работ. В отношении мер безопасности все работы на кон-
тактной сети подразделяют на следующие основные категории: с пол-
ным снятием напряжения; с частичным снятием напряжения; под
напряжением; вблизи частей, находящихся под напряжением; вдали
от частей, находящихся под напряжением.
Работой с полным снятием напряжения (рис. 239, а) считают та-
кую, при которой снимается напряжение со всех проводов н оборудо-
вания, расположенных на опорах и поддерживающих конструкциях,
где проводится работа. При частичном снятии (рис. 239, б) отключается
напряжение и заземляются лишь те провода и оборудование, на кото-
рых работают. Такие работы требуют повышенного внимания и высо-
кой квалификации обслуживающего персонала, так как в зоне прове-
дения работ остаются под напряжением провода и конструкции, к ко-
торым возможен доступ по опорным или поддерживающим устройст-
вам. С частичным снятием напряжения считают также такую работу,
375
Рис. 239. Примеры полного (а) и частичного (б) снятая напряжения:
1 — зона работы; 2 — элементы под напряжением
если расстояние до проводов и конструкций, остающихся под напря-
жением и расположенных на других устройствах, менее 2 м.
Работой под напряжением (см. рис. 244) считают такую, когда ’ра-
ботник непосредственно соприкасается с частями контактной сети, на-
ходящимися под напряжением. В этом случае безопасность работаю-
щего обеспечивается применением следующих изолирующих средств:
съемных вышек, вышек автомотрис и автодрезин, деревянных лестниц.
Эти средства надежно изолируют работающего от земли. В целях по-
вышения безопасности выполнения работ под напряжением исполни-
тель во всех случаях завешивает шунтирующие штанги, необходимые
для выравнивания потенциала между частями, к которым он одновре-
менно прикасается, и на случай пробоя или перекрытия изолирующих
элементов. При работах под напряжением обращают особое внимание
на то, чтобы работающий одновременно не прикоснулся к заземленным
конструкциям и находился от них на расстоянии не ближе 0,8 м при
постоянном токе и 1 м при переменном.
Работами вблизи от напряжения считают такие, которые выпол-
няются на постоянно заземленных опорных и поддерживающих кон-
струкциях и между работающими и частями, находящимися под на-
пряжением, может быть расстояние менее 2 м, но оно во всех случаях
не должно быть менее 0,8 м при постоянном н 1 м при переменном
токе.
Если расстояние до частей, находящихся под напряжением, более
2 м, то эти работы относят к категории выполняемых вдали от частей,
находящихся под напряжением. При этом подразделяют работы, свя-
занные с подъемом и без подъема на высоту более 3 м.
Места повышенной опасности. На участках энергоснабжения
систематически проводят работу по выявлению мест повышенной опас-
ности на контактной сети. Перечни и фотографии этих мест с указанием
необходимых мер, обеспечивающих безопасное выполнение работ,
вывешивают в помещениях дежурных пунктов, а карточки работ в этих
местах вручают руководителю работ вместе с нарядом на работу
(см. образец карточки).
376
КАРТОЧКА
УТВЕРЖДАЮ
Начальник участка
энергоснабжения
производства работ с частичным снятием напряжения
в опасном месте № 1 у поста секционирования на станции
Характер опасного
места
Место расположения опасного места
Перечень мер,
обеспечива ющих
безопасные условия
труда
Секционные разъ-
единители С/, С2
находятся на од-
ной опоре, под-
ключены к посту
секционирования
непосредет в енн о
и к контактной се-
ти через врезные
изоляторы в шлей-
фах
Станция------------;------------пост
секционирования ____________________
Для производства
работ в опасном
месте № 1 отклю-
чить секционные
разъединители С/,
С2, СЗ, С4 и отсо-
единить шунты с
врезных изолято-
ров разъедините-
лей С/, С2.
Руководитель ра-
бот — группы V.
Наблюдающий —
группы IV.
Исполнители; при
снятии шунта —
группы V, с ча-
стичным снятием
напряжения —
группы IV
Начальник, дистанции контактной сети ---------------------------------—
(подпись)
Проверил ст. инженер участка энергоснабжения------------------------
(подпись)
К местам повышенной опасности относят:
врезные и секционные изоляторы, отделяющие погрузочно-разгру-
зочные пути, пути осмотра крышевого оборудования и т. д.;
опоры, где расположены два и более разъединителей, разрядников
или анкеровок различных секций;
места сближения консолей и фиксаторов различных секций на рас-
стояние менее 1 м;
места прохода питающих линий по тросам гибких поперечин;
«прошивающие» контактную подвеску и проходящие над ней на
расстоянии менее 1 м шлейфы разъединителей и разрядников другой
секции контактной сети;
377
отходящие анкерные ветви разных секций в местах сближения на
расстоянии менее 1м;
общие стойки фиксаторов различных секцинеконтактной сети при
расстоянии между фиксаторами менее 1 м.
На контактной сети эти места обозначают специальными знаками-
указателями (красная стрела высотой 250 мм или плакат «Внимание!
Опасное место!»), схемы расстановки которых показаны на рис. 240.
При ограждении врезных изоляторов (рис. 240, а) знаки крепят на
верхнем фиксирующем тросе; у секционных изоляторов (рис. 240, б),
в местах сближения консолей и фиксаторов (рис. 240, в), у анкерных
отходов разных секций (рис. 240, а) — на несущем тросе; при общей
стойке фиксаторов (рис. 240, д) — иа стойке так, чтобы он был виден
с обоих путей; при прошивке шлейфами с другим потенциалом
(рис. 240, е) — соответственно на несущем или фиксирующем тросе
с двух сторон от места прошивки.
Оформление работы. Все работы на контактной сети, за исключением
осмотров, выполняют бригадой в составе не менее двух человек, при
этом на каждую работу назначают руководителя работ, отвечающего
за безопасность работающих под его руководством лиц и безопасность
движения поездов, и наблюдающего, отвечающего за соблюдение всеми
работающими установленных требований Правил техники безопасно-
сти. Квалификационная группа руководителя работ, наблюдающего
и исполнителей должна соответствовать категории предстоящей работы.
При работах на отключенных и заземленных линиях и устройствах
с частичным снятием напряжения, под напряжением и на заземленных
конструкциях вблизи от напряжения руководитель должен иметь
квалификационную группу V, а наблюдающий — не ниже группы
IV. При полном снятии напряжения и на высоте вдали от напряжения
квалификационная группа руководителя должна быть не менее IV,
а наблюдающего—не ниже группы III. При работах без подъема на
Рис, 240. Схемы расстановки знаков-указателей
378
высоту руководителем ряда работ может быть работник с квалифи-
кационной группой Ш.
Основным документом для производства работ служит наряд.
Он позволяет четко определить категорию предстоящей работы, дать
краткое содержание работ, определить необходимые переключения и
заземления и детально продумать дополнительные меры безопасности
в зависимости от характера работы.
Наряд заполняют в двух экземплярах: один выдается руководителю
работ, другой остается у выдавшего наряд. При выдаче наряда инст-
руктируют руководителя работы, а при возможности и всех членов
бригады. Без наряда допускают только к простым работам вдали от
частей, находящихся под напряжением, не связанным с подъемом на
высоту более Зм, например, все виды осмотров с земли, ремонт оголов-
ков фундаментов, заземлений и т. п. Кроме того, допускается выполне-
ние работы без наряда в аварийных случаях. При этом во всех случаях
квалификационная группа руководителя н исполнителей работ должна
соответствовать категории выполняемой работы.
Допуск к работе. По прибытии бригады на место работы руководи-
тель устанавливает связь с энергодиспетчером и в зависимости от ха-
рактера работы получает приказ или разрешение на ее выполнение.
Приказом энергодиспетчера оформляются все работы, связанные с пе-
реключением разъединителей и временным изменением схемы секцио-
нирования.
До начала работ руководитель собирает всех членов бригады и не-
посредственно на рабочем месте инструктирует нх, показывая границы,
где допускается работать, обращая особое внимание на места повышен-
ной опасности, границы разделения частей, находящихся под напря-
жением и заземленных, места секционирования.
Получив инструктаж, исполнитель должен четко усвоить границы
своего перемещения при выполнении работы, представить объем пред-
стоящей работы и возможность выполнения в установленное время.
После инструктажа все члены бригады расписываются в наряде. Если
в последующем меняется категория работы н место ее выполнения,
всех членов бригады собирают и инструктируют вновь.
До начала работ со снятием напряжения должны быть установлены
все заземляющие штанги, предусмотренные нарядом, и при работах
под напряжением шунтирующие штанги, в чем лично убеждается ру-
ководитель работ. При работах вблизи от напряжения каждая работаю-
щая бригада должна иметь заземляющую штангу с присоединенным
башмаком к рельсу. Приступать к работам на контактной сети с подъ-
емом на высоту во время грозы и ее приближения запрещается.
Надзор во время работы. В процессе работы руководитель, как
правило, участия в работе не принимает, а постоянно следит за соблю-
дением исполнителями Правил техники безопасности и порядка работы,
установленного нарядом и инструктажем. Постоянный надзор за ра-
ботающими осуществляет наблюдающий, предусмотренный нарядом.
Он участия в работе не принимает и следит за соблюдением Правил
техники безопасности исполнителями работ. В функции руководите-
ля работ н наблюдающего входит обязанность строго следить за всеми
379
действиями работающих с тем, чтобы предупредить ошибку или пред-
намеренное нарушение порядка, предусмотренного нарядом и инст-
руктажем.
Во время работы на высоте исполнители должны закрепляться ка-
рабином или стропой предохранительного пояса за опоры или кон-
струкции, тяги, тросы и провода, имеющие надежное постоянное
крепление. При закреплении карабином на полную длину цепи точка
закрепления должна находиться на уровне груди работающего или
выше. Обращают внимание на то, чтобы в случае падения работающего
при работах на заземленных конструкциях исключалась возможность
приближения к частям, находящимся под напряжением, и при рабо-
тах под напряжением — к заземленным конструкциям.
Если при работе бригада рассредоточивается, то назначают допол-
нительно столько наблюдающих, чтобы каждый работающий был под
наблюдением одного из работников, находящихся внизу, на расстоянии
не далее одного пролета между опорами. При работах в зоне, где рас-
стояние между частями, находящимися под напряжением и заземлен-
ными менее 2 м, устанавливают индивидуальное наблюдение за каждым
работающим.
Перерыв в работе, переход и окончание работы. После окончания
работ или при переходе и перерыве руководитель работ следит, чтобы
все работники прекратили работу и сошли вниз, после чего дает команду
на снятие всех защитных средств. Наряд закрывают после полного
окончания работ с указанием даты завершения работ и передают лицу,
выдавшему его.
Контроль за соблюдением техники безопасности. Контроль за соб-
людением Правил техники безопасности ведется в первую очередь
в бригаде непосредственно на месте работ и, кроме того, периодически
проверяется организация производства работ на дистанции контактной
сети. Большую роль в вопросах контроля за безопасностью работ иг-
рают общественные инспектора по охране труда, которых выбирают
на собрании коллективов из числа лучших производственников. Ра-
боту бригады иа линии регулярно проверяют руководители дистан-
ции — начальник и электромеханик. Периодически внезапные про-
верки осуществляют руководители и инженерно-технический персонал
участков энергоснабжения и служб электрификации и энергетического
хозяйства. При этом оценивается дисциплинированность бригады в де-
ле обеспечения безопасности труда и грамотность проведения и орга-
низации работ.
Централизация контроля с регистрацией нарушений в участке
энергоснабжения и принятием необходимых мер достигается талон-
ной системой. Каждый электромонтер вместе с удостоверением по тех-
нике безопасности получает талон № 1 (рис. 241). В случае нарушения
техники безопасности у работника отбирают талон предупреждения
и после заполнения оборотной стороны направляют начальнику участ-
ка энергоснабжения для принятия мер. Работник, у которого отобран
талон, к работе нс допускается до выдачи нового талона. Нарушивший
подвергается внеочередным испытаниям, после чего ему выдают талон
№ 2. Если в последующем допущено повторное нарушение, отбирают
380
Талон № I
ению№ ...
к удое
выдан
Дата.___ 198 г
Подпись выдавшего тал!
б)
Талон изъят
(кем должность ф. и о.)
за нарушение ПТН
Дата____198 г._________________
По д п нс ь.
Рис. 241. Талон предупреждения по технике безопасности:
а—лицевая сторона; б—оборотная сторона
талон № 2 и после сдачи испытаний выдают талон № 3, В том случае,
если отобран талон № 3, нарушителя понижают в должности или пере-
водят на работу, не связанную с движением поездов. Талоны преду-
преждения могут отобрать руководители и инженерно-технические
работники служб электрификации и энергетического хозяйства, от-
деления дороги, участка энергоснабжения, ревизоры по безопасности
движения поездов, технические инспектора дорпрофсожа и райпроф-
сожа, начальник и электромеханик дистанции контактной сети.
82. РАБОТЫ НА ОТКЛЮЧЕННЫХ И ЗАЗЕМЛЕННЫХ
ЭЛЕМЕНТАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Все работы, в процессе выполнения которых одновременно возмож-
но соприкасание с частями, находящимися под напряжением, и с за-
земленными конструкциями, производят со снятием напряжения. При-
каз на такие работы выдает энергодиспетчер. В приказ включают все
необходимые технические мероприятия: снятие напряжения, ограж-
дение места работ, выдача предупреждений, проверка отсутствия на-
пряжения и наложение заземления.
Снятие рабочего напряжения. Напряжение с кон-
тактной сети снимается отключением соответствующих выключателей
и разъединителей. Все переключения на контактной сети осуществ-
ляют без наряда по приказу энергодиспетчера, за исключением ава-
рийных случаев при перерыве всех видов связи, когда разъединители
отключают без приказа энергодиспетчера с последующим его уведом-
лением.
При телеуправлении энергодиспетчер сам переключает выклю-
чатели и разъединители с щита телеуправления. По загоранию сиг-
нальной лампы он убеждается в выполненном переключении. Если
необходимо переключить разъединители с дистанционным и ручным
управлением, то на выполнение переключения дается приказ энерго-
диспетчером, содержание которого повторяет лицо, которому пред-
стоит выполнить приказ. Энергодиспетчер, убедившись в том, что при-
381
каз правильно понят, утверждает его и указывает время и свою фа-
милию.
При переключении с пульта управления прежде, чем выполнить
переключение, проверяют исправность заземления пульта управления,
убеждаются в наличии питания цепей управления и исправности сиг-
нальных ламп, соответствии номера разъединителя названному в при-
казе и соответствии исходного положения разъединителя, указанному
в приказе по цвету сигнальной лампы. После переключения по загора-
нию сигнальной лампы убеждаются в состоявшемся переключении и
уведомляют энергодиспетчера, Если переключают разъединители
с ручными приводами, то соответствие номера разъединителя номеру
в приказе устанавливают по надписи на приводе. До переключений
осмотром убеждаются в исправности разъединителя и зеземления при-
вода, соответствии исходного положения разъединителя указанному
в приказе. Переключают разъединители в диэлектрических перчатках,
после чего закрывают замок привода. В правильности выполнения
переключения убеждаются по положению контактов разъединителя,
затем уведомляют энергодиспетчера. Энергодиспетчер, приняв уведом-
ление, называет его порядковый номер, время и свою фамилию.
Разъединители переключают электромонтеры контактной сети,
имеющие квалификационную группу не ниже II, или в пределах опре-
деленной станции и депо дежурный персонал станций или депо, про-
шедший специальный инструктаж и испытания в комиссии дистанции
контактной сети в практическом знании основных требований Правил
техники безопасности при переключениях.
После отключений энергодиспетчер проверяет по схеме питания и
секционирования правильность и достаточность для данной работы
отключений.
Ограждение места работы. Для исключения подачи
напряжения на линию, где ведутся работы, ключи от закрытых на за-
мок приводов хранятся у работника, осуществлявшего отключение,
или у руководителя работ. При отключении разъединителя по теле-
управлению на кнопку включения этого разъединителя надевают пре-
дохранительный колпачок, а при дистанционном управлении вешают
плакат: «Не включать! Работа на линии!».
В целях предупреждения подачи напряжения через изолирующие
сопряжения (воздушные промежутки) и секционные изоляторы, кото-
рые могут быть перекрыты токоприемниками, закрывают соответст-
вующие пути для движения э. п. с. приказом дежурному соответствую-
щей станции.
Если по характеру и объему работ проследование поездов по месту
работ невозможно, этот путь закрывают для движения поездов, а место
работ ограждают сигналами остановки. Когда сохранено движение
поездов (на тепловозной тяге или с опущенными токоприемниками),
место работы ограждают специально выделяемыми сигналистами.
В;случае движения с опущенными токоприемниками перед заземлен-
ной, секцией устанавливают сигналы об опускании- токоприемника.
Всем машинистам поездов, следующих по участку, где производится
-382
работа, в условиях плохой видимости выдают предупреждения о по-
даче сигналов и следовании с повышенной бдительностью.
Работу на станционных путях согласуют с дежурным по станции,
и руководитель работ производит соответствующую запись в «Журнал
осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и кон-
тактной сети». Указывается место и характер работы, какие пути,
стрелки или секции контактной сети с какого времени закрываются
для движения всех поездов или только электроподвижного состава.
Проверка отсутствия напряжения и нало-
жение заземления. Надежное и правильно выполненное
заземление контактной сети является основной защитной мерой, гаран-
тирующей безопасность работающих, так как даже при случайной по-
даче напряжения на место работ под воздействием тока короткого за-
мыкания немедленно отключится соответствующий выключатель. При
заземлении, кроме того, ликвидируется остаточное емкостное напря-
жение, значение которого бывает достаточно большим и опасным.
В качестве заземлителя для проводов контактной подвески служит
электротяговый рельс. Для проводов линий продольного электро-
снабжения, когда заземление на электротяговый рельс затруднено,
возможно использовать искусственные заземлители — неокрашенные
металлические стержни (уголок 50 X 50 мм или трубы диаметром
IV2—2") или специальные буры, заглубляемые в грунт на глубину
0,5—1 м.
Питающие линии заземляют на провода отсасывающей линии или
на специально подвешенный провод группового заземления, присоеди-
ненный к электротяговому рельсу или системе отсоса на тяговой под-
станции. Провода отсасывающей линии для работ заземляют через
опору на контур ее заземления.
Место работы каждой отдельно работающей на контактной сети
бригады должно быть ограждено двумя заземляющими штангами, ус-
тановленными в пределах видимости. При производстве работ на кон-
тактной сети постоянного тока в одном месте и отключении разъедини-
теля ручным приводом допускается заземление контактной сети одной
штангой, устанавливаемой на расстоянии одного пролета между опо-
рами от места работы. Если работа охватывает две или несколько элект-
рически разделенных секций контактной сети, то каждую из этих сек-
ций заземляют самостоятельно. В тех случаях, когда путь оставляют
открытым для движения поездов с тепловозами, заземляющие штанги
устанавливают так, чтобы все их части не выходили за пределы габа-
рита приближения строений.
На участках с автоблокировкой заземляющие штанги, устанавли-
ваемые в пределах одного блок-участка, присоединяют к одному и тому
же рельсу, так как в противном случае произойдет замыкание рельсо-
вых цепей через штанги и контактный провод, что вызовет загорание
сигнала автоблокировки красным огнем. На участках с однониточны-
ми цепями заземляющие штанги обязательно присоединяютк электро-
тяговой нити рельсового пути.
Контактную сеть заземляют складной штангой общей длиной
около 6 м (рис. 242). Верхняя часть штанги выполнена из дюралюми-
383
Рис. 242. Штанга для за-
земления контактной сети
(а) с заземляющим башма-
ком (б)
ниевой трубы 3, а нижняя — изолирующая
длиной 2,5 м из деревянного сухого шеста
или стеклопластиковой трубы 1.
Для завески штанги на заземляемые
элементы служит медный крюк 4, надеж-
ность контакта обеспечивается пружиной
5. Для проверки отсутствия напряжения
«на искру» служит специальный стержень
6. Заземляющий провод 2 сечением 50 мм2
подсоединен к средней части штанги над
шарнирным соединением и в нижнем конце
снабжен башмаком 7 для присоединения к
подошве рельса. Штанга оборудована клю-
чом-рукояткой 3, которая позволяет рас-
крыть штангу, а следовательно, завесить
на контактную сеть только после надеж-
ного подсоединения к рельсу и, наоборот,
отсоединить от рельса только после сня-
тия штанги и затем сложить ее. Положение
нижнего звена штанги в сложенном состо-
янии на рис. 242 показано с левой сто-
роны.
Пер ед тем как осуществить заземле-
ние, убеждаются в отсутствии напряжения
на линии. Для этого сначала закрепляют
заземляющий зажим (башмак) к рельсу
и прикасаются специальным стержнем (ост-
рием) к струнке или фиксатору на рас-
стоянии не ближе 1 м от изолятора. К ос-
новным проводам и тросам нельзя прика-
саться, чтобы не вызвать их пережог в слу-
чае, если в контактной сети при опробова-
нии окажется напряжение. Отсутствие на-
пряжения можно проверить и специаль-
ными указателями напряжения, в кото-
рых при наличии напряжения загорается
неоновая лампа. При пользовании указа-
телями напряжения их каждый раз пе-
ред употреблением проверяют на исправ-
ность, прикасаясь к частям контактной
сети, заведомо находящимся под напря-
жением.
Проверяя отсутствие напряжения и за-
тем завешивая заземляющую штангу на
провода, работник не должен касаться заземляющего троса и дол-
жен находиться возможно дальше от него. Не допускается прикосно-
вение заземляющего троса к опорам контактной сети и другим зазем-
ленным металлическим конструкциям.
384
83. особенности обеспечения безопасности работающих
НА ОТКЛЮЧЕННЫХ ПРОВОДАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В отличие от контактной сети постоянного тока, где напряжение
в отключенной секции после снятия напряжения может появляться
лишь в результате случайной подачи его (вследствие неправильного
включения секционного разъединителя, перекрытия изолирующего
сопряжения (воздушного промежутка) или секционного изолятора
полозом токоприемника, пробоя или перекрытия секционного илн
врезного изолятора и т. п.), на электрифицированных линиях перемен-
ного тока отключенные провода контактной сети и другие, располо-
женные вдоль линии, постоянно имеют высокий потенциал, вызван-
ный индуктивным (электромагнитным) влиянием на них от параллель-
но расположенной и находящейся под напряжением контактной сети
соседних путей.
Электромагнитное влияние представляет собой совокупность двух
воздействий: электрического и магнитного. Электрическое влияние
обусловлено наличием электрического поля в пространстве, окружаю-
щем провода, находящиеся под высоким напряжением. Наведенный
при этом в отключенном и изолированном от земли проводе потен-
циал в результате электрической емкостной связи с проводами, нахо-
дящимися под напряжением, зависит от значения напряжения во влия-
ющем проводе и расстояния между проводами. При расстоянии 5—
10 м между отключенным проводом и находящимся под напряжением
потенциалы достигают нескольких тысяч вольт и только при удалении
на 30 м значение потенциала не превышает 250 В. Этот потенциал
можно снять, если заземлить отключенные провода в любом месте.
При уменьшении высоты подвеса подвергающегося влиянию провода
наведенный в нем потенциал снижается и на уровне земли электри-
ческому влиянию не подвергается.
Магнитное влияние вызывается прохождением по проводам рядом
расположенной контактной подвески или ДПР переменного тока,
который создает в окружающем пространстве изменяющееся магнит-
ное поле. Силовые линии этого поля, пересекая другие провода, рас-
положенные в зоне их влияния, наводят в проводах электродвижущую
силу (э. д. с.), значение которой прямо пропорционально рабочему
току и длине провода, подвергающегося влиянию, и достигает в от-
ключенной контактной сети на одном из путей двухпутного участка
9 кВ.
Если увеличить расстояние между проводами, то наведенная
э. д. с. снижается, но весьма медленно. Так, при увеличении расстоя-
ния между проводами в 10 раз (с 5 до 50 м) наведенная э. д. с. снижается
в 1,5—2,5 раза. Распределение наведенной э. д. с. в подверженном
влиянию проводе зависит от места установки заземлений (рис. 243).
Отключенный и незаземленный провод по всей длине находится под
определенным наведенным напряжением (рнс. 243, а), изменяющимся
во времени в зависимости от изменения указанных выше факторов.
При заземлении провода потенциал в месте заземления будет равен
385
a)
"пинии
ПГ Q\
|]|I ЩИL'h/
иоДПТЛ]
Рис, 243. Распределение наведенной
э. д. с. в проводе, подверженном маг-
нитному влиянию:
а — при отключенном и незаземленном про-
воде; б — прн одном заземлении в конце
провода; в — при одном заземлении в се-
редине провода; г — при двух заземлениях
нулю, а на другом конце соответ-
ствовать значению наведенной
э. д. с. (243, б). Если провод за-
землить в середине, то потенциал
распределится вдоль него таким об-
разом, что в средней части он бу-
дет равен нулю, а по концам — по-
ловине э. д. с. (рис. 243, в). В слу-
чае заземления в двух точках
между заземлениями будет отсут-
ствовать наведенное напряжение,
а в незаземлениую сторону возра-
стать в той же пропорционально-
сти (рис. 243, а).
Потенциал на расстоянии более
200 м от места заземления контакт-
ной сети на рельс опасен для жизни. Поэтому на участках переменного
тока заземляющие штанги располагают с обеих сторон от места работы
на расстоянии не далее 200 м друг от друга и разрешают работать
только между этими штангами. Так как в процессе работы может
быть нарушен контакт у одной из заземляющих штанг, работа с боль-
шим расстоянием между штангами и с одной заземляющей штангой
категорически запрещена. Ввиду электромагнитного влияния требова-
ния к качеству заземления на контактной сети переменного тока по-
вышены. Заземляющие штанги должны обеспечивать надежный кон-
такт с проводом, для чего применяют крюки с прижимными устрой-
ствами, а башмаки только с блокировкой во избежание возможных
ошибок в последовательности установки заземления. Во время работы
на отключенных проводах питающих линий и дополнительных прово-
дах, когда заземление не может быть осуществлено на рельсы, рас-
стояние между заземляющими штангами уменьшают до 100 м.
fc В тех случаях, когда при работах на отключенных и заземленных
линиях, подверженных индуктивному влиянию, не исключена возмож-
ность одновременного прикосновения работающих к этим проводам и
заземленным конструкциям, не связанным с тяговыми рельсами, обя-
зательно устанавливают шунтирующие перемычки для выравнивания
потенциалов между этими проводами и заземленными конструкциями.
Шунтирующие перемычки изготавливают из медного провода сече-
нием 25 мм^ и устанавливают после завешивания заземляющих штанг.
84. РАБОТЫ НА КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ
' Работы под напряжением ведут с изолированных площадок авто-
мотрис и автодрезин, со съемных изолирующих вышек или изолирую-
щих лестниц. Особенность этих работ заключается в том, что испол-
нитель работ непосредственно соприкасается с высоким напряжением
и поэтому он должен быть надежно изолирован от земли. При выпол-
386
нении этих работ должна быть исключена возможность прикосновения
к| заземленным конструкциям.
Перед началом работ осматривают изолирующие части вышек,
исправность всех частей, протирают лестницы и изоляторы. Опробуют
изоляцию рабочим напряжением непосредственно от контактной сети.
Для этого после подъема на изолированную площадку или лестницу,
не касаясь контактной сети и находясь на возможно далеком рас-
стоянии от нее, крюком шунтирующей штанги прикасаются к одному
из элементов контактной сети, находящемуся под напряжением (стру-
не, электрическому соединителю или фиксатору). Не допускается шун-
тирующей штангой приближаться к изолятору на расстояние менее
1 м и касаться провода, находящегося под значительной механической
нагрузкой, так как при неисправности изоляции вышки или лестницы
возникает дуга, которая может повредить изолятор или вызвать пере-
жог провода.
После проверки изоляции шунтирующие штанги завешивают на
провода контактной подвески и оставляют в этом положении на все
время производства работ. Если происходит передвижение вышки и
требуется временно снять шунтирующую штангу, работник, находясь
на площадке, не должен прикасаться к проводам и конструкциям.
Завешенная шунтирующая штанга надежно контролирует состоя-
ние изоляции и выравнивает потенциал всех частей, к которым одно-
временно прикасается работающий. На изолированной площадке ав-
томотрисы и автодрезины одновременно могут находиться и работать
не более трех, а на изолирующей съемной вышке — не более двух
электромонтеров.
Переходят на изолированные площадки автодрезины поочередно
при снятых шунтирующих штангах. На изолирующую съемную вышку
могут подниматься два электромонтера одновременно с двух сторон.
В отличие от работ с вышек автомотрис и автодрезин работы с изо-
лирующей съемной вышки, как правило, выполняют без прекращения
движения поездов (рис. 244). Поэтому для своевременного снятия
ее с пути бригада должна состоять (в зависимости от массы вышки)
не менее чем из 4—5 человек, не считая сигналистов.
Чтобы облегчить снятие вышки с пути, может быть применено спе-
циальное поворотное устройство. При работе на контактной сети со
съемной вышкой устройство в сложенном виде помещают на раме те-
лежки. При необходимости снятия вышки с пути электромонтер, на-
ходящийся внизу, снимает поворотное устройство, заводит нижнее
основание под подошву рельса и набрасывает на костыли шпал или
винтовое крепление удерживающие тяги. После такой подготовки дос-
таточно встать на площадку верхнего основания и перевести на себя
рычаг, и вышка приподнимается над рельсами. Второй электромонтер
поворачивает вышку вокруг выдвинутых оснований. Вышка, отведен-
ная в сторону таким устройством, находится на расстоянии 3,1 м от
оси пути, что полностью обеспечивает пропуск поезда на перегоне.
На высоких насыпях вышка может быть оставлена в приподнятом
положении, а если есть возможность, ее опускают на горизонтальную
площадку, для чего достаточно рычаг возвратить в исходное положе-
387
Рис. 244. Работа с изолирующей съемной вышки
388
ние. Операции по установке вышки на путь производятся также двумя
лицами в обратной последовательности.
Во время работ с вышкой на участках с однониточными рельсовыми
цепями ее устанавливают на путь таким образом, чтобы неизолирован-
ное от нижней части вышки колесо находилось на тяговом рельсе. При
установке съемной вышки на земле нижнюю часть ее присоединяют
к тяговому рельсу заземляющим медным проводом того же сечения,
что и для шунтирования.
Передвигают изолирующую вышку, автодрезину или автомотрису
при нахождении на рабочей площадке работников только по команде
находящегося на рабочей площадке исполнителя работ, который
предупреждает всех работающих на площадке о прекращении работы,
и, убедившись, что они не касаются проводов, снимают на время пе-
редвижения шунтирующие штанги. Передвижение должно быть плав-
ным со скоростью не более 5 км/ч для съемной вышки и не более 10 км/ч
для а втомо тр исы и а вто др ез и ны.
Работы под напряжением выполняют без приказа энергодиспетче-
ра, но с его разрешения и уведомления о месте и характере намечае-
мых к выполнению работ, а также об их окончании. Если работы будут
выполняться в местах секционирования контактной сети (на изоли-
рующем сопряжении, секционном изоляторе или врезном изоляторе,
разделяющем две секции контактной сети), требуется приказ энерго-
диспетчера. При этом секции должны быть зашунтированы включе-
нием секционного разъединителя, а шунтирующие штанги установле-
ны на провода обеих секций контактной сети.
Для выравнивания потенциалов по секциям и исключения проте-
кания уравнительного тока по монтажным приспособлениям в таких
местах устанавливают на концах фронта работ шунтирующие перемыч-
ки из гибкого провода сечением не менее 95 мм2. Расстояние между
перемычками выбирают с учетом возможного токораспределеиия между
секциями иа участке производства работ, но во всех случаях не более
600 м. Кроме того, непосредственно на месте работ устанавливают
съемную изолирующую перемычку из медного гибкого провода сече-
нием не менее 50 мм3.
Нельзя работать под напряжением под пешеходными мостами,
жесткими поперечинами и в других местах, где расстояние до заземлен-
ных конструкций или конструкций и проводов, находящихся под
другим напряжением, менее 0,8 м при постоянном и 1 м при перемен-
ном токе.
Не разрешаются работы под напряжением во время дождя, ту-
мана и мокрого снегопада, так как в этих условиях утечка тока через
изолирующие частистановится опасной. Во избежание случайных
захлестываний проводов и опрокидывания съемной вышки нельзя
работать поддал ряжением при скорости ветра свыше 12 м/с.
При работах с изолирующих вышек запрещено: оставлять на ра-
бочей площадке инструмент и другие предметы, которые могут упасть
вовремя установки и •съема вышки; "работающим внизу "прикасаться
непосредственно или через какие-либо предметы к съемной вышке выше
заземленного пояса; осуществлять работы, при которых на вершину
389
вышки передаются усилия, вызывающие опасность ее опрокидывания;
передвигать съемную вышку по земле при нахождении на ней работ-
ников.
Во всех случаях руководитель работ и другие работники строго
следят за тем, чтобы во время работы исключалась возможность шун-
тирования изолирующей части вышки или изоляторов изолированной
площадки автодрезины любыми предметами (штангами, проволокой,
фиксатором, лестницей и т. п.).
Если необходимо подняться на несущий трос и другие провода,
используют легкую деревянную лестницу длиной не более 3 м с крюч-
ками для завески на трос или провод. Для работы на лестнице работник
закрепляется к тросу стропой предохранительного пояса.
В связи с тем что работы с изолирующих съемных вышек выпол-
няют без прекращения движения поездов, очень важно правильно ог-
радить место работ и своевременно предупредить о подходе поезда.
Место работ ограждают специально выделенные сигналисты. Они
имеют сигнальные принадлежности на случай необходимости останов-
ки поезда (сигнальные флажки, рожок и петарды) и поддерживают
связь с руководителем работ (видимую или через радиостанции).
Во время работ на главных путях перегонов и станций сигналисты
отходят от места работ в обе стороны на расстояние тормозного пути,
которое зависит от установленной на участке скорости движения по-
ездов, профиля пути и обращающегося подвижного состава. Это рас-
стояние составляет от 1000 до 1600 м.
В случае приближения поезда сигналист подает сигнал руководи-
телю работ и следит за съемом вышки с пути. Если же по условиям
работы вышка не может быть снята с пути, сигналист принимает меры
к остановке поезда.
Когда не обеспечивается видимость между основными сигналиста-
ми и бригадой, между ними выставляют промежуточных сигналистов,
которые повторяют их сигналы.
' Так как для прекращения работ и снятия вышки с пути требуется
некоторое время, основному сигналисту необходимо знать о прибли-
жении поезда заблаговременно. Так, при скорости движения 120 км/ч
он должен знать о появлении поезда на расстоянии 2 км. Для этих
целей иногда приходится выставлять сигналиста-оповестителя,
Если нарушена связь между руководителем работ и основным сиг-
налистом (неисправность радиостанции, прекращение видимой связи
по условиям проходящего по соседнему пути поезда и другим причи-
нам), бригада прекращает работу и убирает вышку с пути, а сигналист
при отсутствии информации о прекращении работ принимает меры
к остановке поезда.
На некоторых направлениях скорости движения пассажирских
поездов превышают 120 км/ч, В этом случае вводят дополнительную
меру безопасности, заключающуюся в прекращении всех работ и сня-
тии вышки за 10 мин до Прохода скоростного поезда. За 5 мин до про-
хода такого поезда в соответствии с графиком движения все работники
отходят от пути на расстояние не менее 5 м.
390
Когда при выполнении работ на контактной сети двухпутных и
миогопутных участков проходит поезд по соседнему пути, работы
должны быть прекращены и все’члены бригады должны следить за
проходящим поездом, обращая внимание на сигнал основного сигнали-
ста. Если по соседнему пути идет пассажирский поезд со скоростью
более 120 км/ч, то работа не только прекращается, но и работающие
сходят вниз, и съемная вышка за 5 мин до прохода этого поезда уби-
рается с пути.
На двухпутных участках при одностороннем движении поездов
допускают одностороннее ограждение съемной вышки. Такое огражде-
ние возможно в светлое время суток, если оба пути открыты для дви-
жения поездов и нет скоростного движения. При таком ограждении
снятие вышки на соседний путь недопустимо. В этих случаях руководи-
тель работ ие реже чем через 1 ч поддерживает связь с энергодиспетче-
ром на случай возможной организации движения поездов по непра-
вильному пути.
Съемные вышки для работ на станционных путях ограждают на
расстоянии не менее 50 м от места работ таким образом, чтобы сигна-
лист мог видеть передвижение подвижного состава по примыкающим
съездам. Кроме того, о приближении поезда на путь, где производят
работу, бригаду оповещает по громкоговорящей связи дежурный по
станции или парку, с которым заблаговременно согласовывают место
работы.
85. КОМБИНИРОВАННЫЕ РАБОТЫ
БЕЗ СНЯТИЯ НАПРЯЖЕНИЯ С КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ
Отдельные элементы контактной сети ремонтируют и меняют без
снятия напряжения с цепной подвески, не прекращая движения
э. п. с. во время работ. К таким работам относятся ревизия и ремонт
секционных разъединителей, разрядников и отсасывающих трансфор-
маторов, работа на гибких поперечинах и смена фиксаторов. Выполне-
ние таких работ требует определенной последовательности, так как
в процессе работы бывает переход от одной категории работ к другой.
Эти работы называют комбинированными и принцип организации их
различен в зависимости от вида производимой работы.
Для выполнения работ на секционном разъедини-
теле без снятия напряжения с контактной подвески в шлейфы разъ-
единителя, идущие к цепной подвеске, около несущего троса врезаны
изоляторы, которые шунтируются перемычками. Если снять эти пере-
мычки, то разъединитель будет изолирован от цепной подвески, и,
следовательно, после заземления токоведущих конструкций можно
выполнять все работы на разъединителе при оставлении напряжения
в цепной подвеске. Последовательность выполнения работ на продоль-
ном нормально включенном разъединителе следующая (рис. 245).
Первый этап работы — под напряжением. Предварительно шунтируют
воздушный промежуток при включенном положении разъединителя и
завешенных шунтирующих штангах установкой электрического шунта
391
Рис. 245. Схема ревизии продольного
секционного разъединители
7, который должен иметь сечение
не менее 70% сечения подвески. За-
тем разъединитель отключают, изо-
ляторы 2 шунтируют переносными
штангами 4. Выполнив переносную
шунтировку, отсоединяют шунты 3.
Отсоединенные перемычки надежно
закрепляют к шлейфам 5 и после
этого снимают шунтирующие пере-
носные штанги, не касаясь при этом
проводов контактной сети. Таким
образом, разъединитель, установ-
ленный :на опоре 7, изолирован от контактной сети и подготовлен к ра-
боте. Монтеры спускаются с изолирующей вышки и убирают ее с пути.
На втором этапе работу выполняютпри снятом напряжении. Для этого
на шлейфы секционного разъединителя завешивают заземляющие штаи-
ги с обеих сторон. Секционный разъединитель включают и устанавли-
вают шунтирующую перемычку 6 из медного троса сечением не менее
25 мм2 при переменном токе и 50 мм2 при постоянном. На участках
постоянного тока допускают работу с одной заземляющей штангой
при установленной перемычке или без установки шунтирующей пере-
мычки при двух заземляющих штангах.
После такой подготовки работу на разъединителе выполняют в бе-
зопасных условиях без ограничения времени. По окончании работ
разъединитель в постоянную эксплуатацию вводят в обратной последо-
вательности. При включенном положении разъединителя снимают вре-
менную перемычку 6. После схода с места ревизии всех работавших
снимают заземляющие штанги. Приступают к третьему этапу —
работе под напряжением. При отключенном положении разъединителя
монтеры поднимаются на вышку, завешивают шунтирующие штан-
ги 4 и после этого надежно закрепляют постоянные шунты 3.
Далее разъединитель включают, после этого снимают электрический
шунт 1.
Несколько иной порядок для разъединителей с заземляющим но-
жом, при отключении которых одновременно происходит заземление
отключаемой секции.
На этих разъединителях отсоединяют шлейфы от подвески перед
началом и обратно присоединяют после завершения работы только
при включенном положении разъединителя.
Работы на роговых разрядниках аналогичны работам
на секционных разъединителях. Со шлейфа рогового разрядника,
в который врезан изолятор, на первом этапе под напряжением с изоли-
рующей съемной вышки при завешенных шунтирующих штангах по
обе стороны от изолятора снимают шунтирующую изолятор перемычку.
На втором этапе при завешенных заземляющих штангах выполняют
работы на роговом разряднике.
По окончании этих работ снимают заземляющую штангу, устанав-
ливают шунтирующие штанги и уже под напряжением восстанавли-
вают шунт на врезном изоляторе.
392
Работы на отсасывающих трансформаторах
осуществляют с отключением их как от первичной, так и от вторичной
обмотки.
Питающие шлейфы трансформатора от контактной подвески отсое-
диняют при предварительно включенном разъединителе, шунтирующем
первичную обмотку трансформатора. Однако в связи с тем, что отсое-
динение перемычки у первого шлейфа связано с разрывом цепи тока
первичной обмотки трансформатора, переносную шунтирующую
штангу присоединяют болтовыми зажимами в диэлектрических пер-
чатках. Таким же образом с предварительным шунтированием изоля-
тора, врезанного в провод обратного тока, с приставной лестницы
отсоединяют шлейфы вторичной обмотки трансформатора от провода
обратного тока.
Затем корпус трансформатора и обязательно все четыре вывода
его заземляют на тяговый рельс. При этом следует знать, что оставлен-
ный незаземленным один из выводов может иметь высокий потенциал
вследствие передачи потенциала рельса через присоединенную к нему
обмотку и трансформации на незаземленную обмотку.
После заземления можно приступать к работе, пользуясь для подъ-
ема на трансформатор деревянной лестницей. Это условие также выз-
вано возможностью выноса потенциала рельса иа заземленный к рельсу
трансформатор при проходе э. п. с, или при коротком замыкании в кон-
тактной сети соседнего пути.
Для выполнения работы на проводах изолированной
гибкой поперечины (рис. 246) под напряжением предва-
рительно переводят питание подвесок всех путей, подвешенных на
этой поперечине, от одной линии. В противном случае при отключе-
нии одной из линий может появиться разность потенциалов в узлах,
на которых производится работа. Эту работу организуют следующим
образом.
Переносными штангами шунтируют все изоляторы в нижнем фикси-
рующем тросе и устанавливают шунтирующие проводники. Шунти-
рованием врезных изолято-
ров выр авнивают потен-
циал в пределах всей гиб-
кой поперечины. Затем
съемную вышку устанавли-
вают под один из вторых
от опоры изоляторов в
нижнем фиксирующем тро-
се и проверяют исправ-
ность всех первых от опор
изоляторов. Для этого
шунтирующую штангу за-
вешивают на нижний фик-
сирующий трос, где имеет-
ся напряжение, а вторым
крюком касаются электри-
ческого соединения, уста-
Рйс. 246. Схема изолированной гибкой попере-
чины:
/— тунт для постановки гибкой поперечины под на-
пряжение; Й - - шунт для заземления гибкой попере-
чины
393
новленного между верхним и нижним фиксирующими тросами. Отсут-
ствие искры говорит об исправности всех первых от опоры изоля-
торов.
Шунтирующая штанга после этого остается завешенной на
нижнем фиксирующем тросе, чтобы на время работы второй изолятор
от опоры был зашунтирован.
Далее монтер поднимает на гибкую поперечину непосредственно
к верхнему фиксирующему тросу. Чтобы подготовить гибкую попере-
чину для работы под напряжением, необходимо установить и надежно
укрепить шунт 1. До его установки предварительно завешивают
шунтирующие штанги на несущий и верхний фиксирующий тросы.
После такой подготовки работы выполняют под напряжением в пре-
делах всей гибкой поперечины, за исключением первых от опоры изо-
ляторов.
Для того чтобы проверить первые от опоры изоляторы, работу
иа них следует организовать как вблизи частей, находящихся под
напряжением. До начала работ проверяют исправность всех подвес-
ных изоляторов и вторых от опоры изоляторов в нижнем фиксирую-
щем тросе. Для этого острием заземляющей штанги, закрепленной
предварительно к рельсу, прикасаются к электрическому соединителю,
установленному между нижним и верхним фиксирующими тро-
сами.
После этого на нейтральную вставку в нижнем фиксирующем тросе,
там, где имеется электрический соединитель к верхнему фиксирующему
тросу, устанавливают заземляющую штангу. Подъем для проверки
первых от опоры изоляторов и узлов крепления их осуществляют
только с опоры.
Ввиду наличия напряжения в продольных подвесках передви-
жение по поперечным несущим и верхнему фиксирующему тросам
недопустимо.
Смену фиксаторов выполняют с выводом их на время замены
из работы. На первом этапе проводят работу под напряжением со съем-
ной вышки. При заведенных шунтирующих штангах на контактном
проводе и фиксаторе отсоединяют фиксатор от контактного провода.
Далее дополнительные фиксаторы связывают между собой и с основным
фиксатором и отсоединяют струны и усовики, поддерживающие фикса-
тор. После этого работа под напряжением прекращается, снимаются
шунтирующие штанги. После схода всех работников со съемной вышки
вниз приступают ко второму этапу работы. С земли изолирующей
штангой фиксатор отводят в сторону так, чтобы он располагался па-
раллельно пути. Затем работу ведут на заземленных конструкциях.
Работники поднимаются на опору, открепляют фиксатор от кронштей-
на и опускают его на веревке вниз. Далее поднимают новый фиксатор
и’закрепляют^к кронштейну, расположив его параллельно пути. Уже
после^схода’работников с опоры изолирующей штангой подводят фикса-
тор к контактному проводу.
На заключительном этапе работу проводят под напряжением.
С завешенными шунтирующими штангами на проводе и фиксаторе
крепят фиксатор иа контактном проводе.
394
86. УСЛОВИЯ ТРУДА И САНИТАРНО-БЫТОВОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Рабочим местом электромонтеров является участок контактной
сети и линий электропередачи в установленных для дистанции гра-
ницах.
Электромонтеры контактной сети работают 8,2 ч в день по графику
пятидневной рабочей недели с двумя выходными днями. В аварийных
ситуациях их могут вызывать для работы в нерабочее время с после-
дующим предоставлением отдыха в другие дни. Дежурный работает
по утвержденному графику. Дежурство организуется круглосуточно
на дежурном пункте или при наличии квартир вблизи дистанции;
днем — на дежурном пункте, а ночью и в нерабочие дни — на дому.
Местом сбора электромонтеров является дежурный пункт, который
имеет вспомогательные помещения: сушилку для одежды, душевые,
санузлы, индивидуальные шкафы для рабочей и чистой одежды, поме-
щение для отдыха и технической учебы.
К производственным помещениям дежурного пункта предъявляют-
ся условия в части создания благоприятных физиологических, гигие-
нических и эстетических условий согласно санитарным нормам
СН-245—71 и требованиям Правил технической эксплуатации:
Температура воздуха:
для теплого периода года . .
для холодного периода . . .
Относительная влажность воздуха ,
Искусственное освещение . . . .
Местное освещение .......
Уровень шума.....................
Цвет краски:
оборудования ................
стен помещений...............
потолка и окоп
пола . , ,
дверей . . ,
не более +28° С
не менее +15° С
30—75%
более 200 лк
300 лк
не более 65 дБ
зеленый, зелено-голу-
бой, светло-серый
голубой, желтый, свет-
ло-серый, зелено-голубой,
желто-оранжевый
белый, кремовый
желтый, желтовато-
красный
светло-зеленый,
светло-коричневый
Плановые работы по ремонту контактной сети и линий электро-
передачи выполняются, как правило, при естественном освещении и
температуре воздуха летом не выше -f 35° С и зимой не ниже —25° С.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов В. Д., Хомяков М. В. Эксплуатация изоляторов вы-
сокого напряжения. М.: Энергия, 1976. 262 с.
2. Андриевский В.Н., Го л о в а и о в А. Т., 3 ел иченкоА.С.
Эксплуатация воздушных линий электропередачи. М.: Энергия, 1976. 615 с.
3. Афан асьев В. Ф., Подольский В. И., Нагев ич Ю. М.
Особенности эксплуатации опор контактной сети в условиях Восточной Сибири.
Мл Транспорт, 1977. 49 с.
4. Б ар а н ов Е. А-, 3 е л ь в яи ск ий Я. А. Техника безопасности при
эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и
устройств электроснабжения автоблокировки. М.: Транспорт, 1975. 121 с.
5. Б екметьев Р. М., Ж а к а е в А. III., Шир ински й Н. В.
Пляска проводов воздушных линий электропередачи. Алма-Ата: Наука, 1979.
151с.
6, Беляев И. Л., МихеевВ. П,, Шиян В. А., Токосъем и токопри-
емники электроподвижного состава. Мд Транспорт, 1976. 184 с.
7. Бирюков Ю. С., Быков Б. Ф., Кмигель В. А. Монтаж кон-
тактных соединений в электроустановках. М.: Энергия, 1980. 184 с. (Справоч-
ник электромонтажника).
8. Б о р ц Ю. В., Ч е к у л а е в В. Е. Контактная сеть. Иллюстриро-
ванное пособие. М.: Транспорт, 1976. 160 с.
9. Б р е д и х и н Л. И., Хомяков М. В. Электрические контактные
соединения. Мл Энергия, 1980. 168 с.
10. Ветров Н. Й., Т и п и ц ы и М. Ф. Справочник по эксплуатации,
ремонту и монтажу контактной сети. М.: Транспорт, 1977. 128 с.
11. В орон ина А. Л., ШибенкоН. Ф. Техника безопасности при ра-
боте в электроустановках. Мл Высшая школа, 1979. 192 с.
12. Г е и к и и С. М., Горошков Ю. И., Морозова Т. В. Поли-
мерные материалы в устройствах контактной сети. Мл Транспорт, 1976. 96 с.
13. Горошков Ю. И., Г у к о в А. И. Ветроустойчивость контактной
сети. Мл Транспорт, 1969. 128 с.
14. Д а в ы до в а И. К-, П о п о в Б, И., Э р л и х В. М. Справочник по
эксплуатации тяговых подстанций и постов секционирования. Мд Транспорт,
1978.416 с.
15. Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от
коррозии блуждающими токами/ МПС СССР. Мл Транспорт, 1979. 88 с.
16. Инструкция о подготовке устройств электрификации и энергетики к ра-
боте в зимних условиях/МПС СССР. Мл Транспорт, 1978. 16 с.
17. Инструкция дежурному дистанции контактной сети электрифицирован-
ных железных дорог/МПС СССР. Мл Транспорт, 1978. 16 с.
18. Инструкция о порядке восстановления поврежденной контактной сети/
МПС СССР. Мд Транспорт, 1979. 24 с.
19. Инструкция по обеспечению движения поездов при производстве работ
на контактной сети с изолирующих съемных вышек/МПС СССР. Мл Транспорт,
1980. 24 с.
20. К а е т а н о в и ч М. М. Монтаж воздушных линий электропередачи,
Мл Энергия, 1976, 272 с.
2 И Классификация дефектов консольных железобетонных опор и фунда-
ментов металлических опор контактной сети/МПС СССР. М.: Транспорт, 1969.
12 с.
22. Классификация дефектов и повреждений контактных проводов элект-
рифицированных железных дорог/МПС СССР. Мл Транспорт, 1974. 81 с.
23. Дор нилович О. П. Техника безопасности при электромонтажных
и наладочных работах. М.: Энергия, 1980, 200 с. (Справочник электромонтажни-
ка).
24. Колин А. Ф., Савченко В, А. Предупреждение пережогов про-
водов в местах секционирования контактной сети. М.: Транспорт, 1978. 70 с.
25. К о р и ц к и й Ю. В. Электротехнические материалы. Мл Энергия,
1976. 320 с.
396
26. Коррозия и защита сооружений на электрифицированных железных
дорогах. Л. В. Котельников, В. И. Иванова, Э. П. Селедцов, А. В. Наумов/ Под
ред. А. В. Котельникова. М.: Транспорт, 1974. 152 с.
27. Котел ь ни ков А.В., Н ау м о в А. В.; Слободянюк Л. П.
Рельсовые цепи в условиях влияния заземляющих устройств. М.: Транспорт,
1980. 213 с.
28. Крюков К- П.,’ Н о в г о р о д ц е в Б. П. Конструкции и механи-
ческий расчет линий электропередачи. Л.: Энергия, 1979. 312 с.
29. Купцов Ю. Е. Увеличение срока службы контактных проводов
электрифицированных железных дорог. М.; Транспорт, 1974. 81 с.
30. Марквардт К. Г., Власов И. И. Контактная сеть. М.: Тран-
спорт, 1977. 271 с.
31. М а м о ш и н Р. Р., 3 и м а к о в а А. Н. Электроснабжение электри-
фицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1980. 385 с.
32. Передовые методы труда и механизации работ при обслуживании кон-
тактной сети/НТО ж.д. транси. М.: Транспорт, 1977. 55 с.
33. П о р ц е л а н А. А., Пав лов И. В., Н еган о в А. А. Борьба с
гололедом на электрифицированных железных дорогах. М.; Транспорт, 1970.
151 с.
34. Правила технического обслуживания и ремонта контактной сети элект-
рифицированных железных дорог/МПС СССР. М.: Транспорт, 1981. 79 с.
35. Правила техники безопасности и производственной санитарии при экс-
плуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и устройств
электроснабжения автоблокировки/МПС СССР. М.: Транспорт, 1979. 127 с.
36, Правила устройства электроустановок. ПУЭ-76, раздел II, главы II-1,
П-2, 11-5. М.: Атомиздат, 1978. 96 с.
37. Сер ди но в С- М. Анализ работы и повышение надежности устройств
энергоснабжения электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1975.
366 с.
38. Строительные нормы и правила СНиП 11-39-76. Железные дороги
колеи 1520 мм. Нормы проектирования. Мл Стройиздат, 1977. 69 с.
39. Строительные нормы и правила СНиП Ш-41-76. Контактные сети
электрифицированного транспорта. Правила производства и приемки работ. М.:
Стройиздат, 1977. 41 с.
40. Справочник по проектированию линий электропередачи/М. Б. Вязьмен-
ский, В. X. Ишкии, К- П. Крюков и др.; Под ред. М. А. Реута и С.С. Рокотяна.
М.: Энергия, 1980.296 с.
41. Синицын В. В. Пластичные смазки в СССР. Ассортимент. Справоч-
ник. М.: Химия, 1979. 272 с.
42. Технологические карты на работы по капитальному и текущему ремон-
ту контактной сети/МПС СССР. М.: Транспорт, 1973. 104 с.
43. Типовые нормы времени на текущее содержание и текущий ремонт кон-
тактной сети. (Технолого-нормировочные карты) /МПС СССР. М. : Транспорт,
1972. 124 с.
45. Ф р а й ф е л ь д А. В. Проектирование контактной сети. М.: Тран-
спорт, 1978. 304 с.
46. Ф р а й ф е л ь д А. В,, Б о и д а р е в Н.А,,Марков А. С. Устрой-
ство, сооружение н эксплуатация контактной сети и воздушных линий. М.: Тран-
спорт, 1980, 415 с.
47. Фролов Н. П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные
конструкции. Мл Стройиздат, 1980. 128 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. Контактные подвески....................................... 3
I. Простая контактная подвеска ............................... 3
2. Цепные контактные подвески................................. 5
3, Выбор типа и схемы контактной подвески.....................13
4. _ Контактные подвески для скоростей 200—300 км/ч...........16
Г л а в а II. Провода и тросы, применяемые в контактной сети....21
5. Контактные провода.........................................21
6. Несущие тросы..............................................28
7. Усиливающие, питающие, отсасывающие и другие провода ... 31
8. Провода электрических соединителей и струп ............... 34
9. Соединение проводов........................................35
Глава III. Изоляторы...............................................42
10. Изоляторы и их характеристики............................ 42
11. Уровень изоляции контактной сети постоянного и переменного
тока......................................................... 52
12. Изоляторы и изолирующие вставки из полимерных материалов 54
Глава IV. Арматура и основные узлы контактной сети.................61
13. Основные требования к деталям контактной сети.............61
14. Детали и струны для крепления проводов контактной подвески 67
15. Электрические соединители ............................... 72
Глава V. Основные узлы контактных подвесок.........................76
16. Опорные узлы контактных подвесок..........................76
17. Анкерные участки контактных подвесок и их сопряжения .... 81
18. Воздушные стрелки.........................................86
19. Устройство контактной подвески в искусственных сооружениях 88
Глава VI. Определение нагрузок на провода контактной сети .... 92
20. Основные положения...............................: ... 92
21. Температурные атмосферные воздействия.....................97
22. Нагрузки на провода контактной сети...................... 97
Глава VII. Расчеты свободно подвешенных проводов и простых кон-
тактных подвесок...................................................НО
23. Уравнение провисания свободно подвешенного провода........НО
24. Натяжения и стрелы провеса провода при разных атмосферных
условиях.....................................................113
25. Установление исходного расчетного режима.................115
26. Расчет проводов в анкерном участке.......................118
27. Порядок расчета проводов. Монтажные кривые и таблицы.....120
Глава VIII. Расчеты цепных контактных подвесок...126
28. Уравнение провисания несущего троса цепных подвесок......126
29. Расчет изменений стрел провеса проводов компенсированной цеп-
ной подвески.................................................136
30. Расчет натяжений и стрел провеса несущего троса полукомненси-
рованной цепной подвески ................................... 138
Глава IX. Ветроустойчивость контактной сети.....150
31. Основные положения.......................................150
32. Ветровые статические отклонения одиночных проводов .... 152
398
33. Определение ветровых статических отклонений проводов цеп-
ных контактных подвесок......................................157
34. Цепные контактные подвески повышенной ветроустойчивости 163
35. Автоколебания проводов контактной сети...................164
Глава X, Взаимодействие контактных подвесок и токоприемников . 171
36. Конструкции токоприемников...............................171
37. Характеристики токоприемников............................175
38. Эластичность контактных подвесок.........................178
39. Взаимодействие токоприемников и контактных подвесок ... .184
40. Износ контактного провода и мероприятия по его снижению . 185
Глава XI. Поддерживающие и фиксирующие устройства контактной
сети..............................................................196
41. Консольные поддерживающие устройства....................196
42. Жесткие и гибкие поперечины ... . ......................200
43. Фиксаторы................................................203
44. Определение нагрузок, действующих на поддерживающие и фик-
сирующие устройства..................................207
45. Основные сведения о расчете и подборе поддерживающих и фик-
сирующих устройств...........................................208
Глава XII. Опоры контактной сети .................................218
46. Классификация опор.......................................218
47, Железобетонные опоры.....................................220
48. Металлические опоры......................................226
49, Основные сведения о расчете и подборе опор контактной сети 231
Глава XIII. Закрепление опор в грунте.............................236
50. Общие сведения о грунтах.................................236
51. Способы закрепления опор в грунте........................237
52. Закрепление опор в грунте в особых условиях..............245
53. Основные положения расчета закреплений опор в грунте .... 249
54. Типовые способы, закрепления опор в грунте...............254
Глава XIV. Питание и секционирование контактной сети..............256
55. Назначение схем питания и секционирования и их типовое реше-
ние .........................................................256
56, Изолирующие сопряжения и нейтральные вставки...262
57. Секционные изоляторы....................................265
58. Посты секционирования и пункты параллельного соединения.
Секционные разъединители и управление ими.............271
59. Стыкование контактной сети переменного и постоянного тока 275
Глава XV. Рельсовые цепи, заземления, защитные устройства и ог-
раждения ....................................................... 280
60, Устройство рельсовых цепей’на участках постоянного и перемен-
ного тока. Отсасывающие''^ линии.............................280
61. Назначение заземлений и их^устройство....................283
62. Искровые промежутки и диодные заземлители................289
63. Устройства для защиты контактной сети от перенапряжений. 292
64. Ограждения и защитные устройства контактной сети........ 295
Глава XVI. Составление планов контактной сети.....................296
65. Основные габариты и нормы расположения проводов и опор
контактной сети............................................. 296
66. Общие положения по составлению планов контактной сети станций
и перегонов..................................................299
67. Составление планов контактной сети станций...............306
68, Составление планов контактной сети перегонов.............315
399
Глава XVII. Сооружение контактной сети............................320
69. Организация строительных и монтажных работ по сооружению
контактной сети..............................................320
70. Строительные работы по сооружению контактной сети........323
71, Работы по монтажу контактной сети........................329
72, Регулировка проводов контактной сети.....................335
73. Приемка и проверка контактной сети перед эксплуатацией , . 338
Глава XVIII. Эксплуатация контактной сети.........................340
74. Организация эксплуатации контактной сети ............... 340
75, Техническое обслуживание контактной сети....346
76. Текущий ремонт контактной сети...........................350
77. Капитальный ремонт контактной сети.......................358
78. Обеспечение бесперебойной работы контактной сети в тяжелых
метеорологических условиях....................................363
79. Восстановление контактной сети и повышение надежно-
сти ее работы.................................................366
80. Передовые методы обслуживания контактной сети............370
Г л а в а XIX. Обеспечение безопасных условий труда при работах на
контактной сети...................................................373
81. Общие положения..........................................373
82. Работы на отключенных и заземленных элементах контактной сети 381
83. Особенности обеспечения безопасности работающих на отключен-
ных проводах контактной сети переменного тока................385
84. Работы на контактной сети под напряжением................386
85. Комбинированные работы без снятия напряжения с контактной
подвески.....................................................391
86. Условия труда и санитарно-бытовое обслуживание...........395
Список литературы................................................396
Юрий Иванович Горошков, Николай Андреевич Бондарев
КОНТАКТНАЯ СЕТЬ
Редактор С. А. Каткова
Переплет художника А. Е. Смирнова
Технический редактор Л П. Федорова
Корректор Л. В. Ананьева
ИБ № 550
Сдано н набор 13.11.80. Подписано в печать 29.01.81. Т-07067
Формат 60X907i«. Бум. тип. № 2. Гарнитура литературная. Высокая печать.
Усл. печ. л. 25. Усл. кр.-отт. 25,20. Уч.-изд. л. 29,53. Тираж 13 000 экз. Заказ 2195
Цена 1 руб. Изд. № 1-1-2/5 № 8274
Издательство «ТРАНСПОРТ», 107174, Москва, Басманный туп., 6а
Московская типография Ms 4 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
129041, г. Москва, 15. Переяславская ул., 46