- •Тема 1 Общие сведения и понятия.
- •1. Энергия
- •Тема 2 Источники и ресурсы энергии
- •Виды природных ресурсов:
- •1, 2, 3 – Энергетические ресурсы;
- •7, 8, 9 – Неэнергетические ресурсы;
- •Виды экономических ресурсов:
- •Тема 3 Что такое энергетика?
- •Тема 4 Энергетика и транспорт
- •Изменение структуры топливно-энергетического баланса.
- •Топливные эры и технологические уклады
- •Электрификация железных дорог
- •Лабораторная работа №1
- •Этапы преобразования электроэнергии и характер её потерь
- •Электрическая энергия, полученная из контактной сети эпс Потери на эпс
- •Механическая работа, развиваемая эпс на ободе колеса
- •Системы тока.
- •Лабораторная работа №2 контактная сеть
- •Контактные подвески (кп)
- •Простая контактная подвеска
- •А - Простая петлевая подвеска с двукратным подхватом (без струн) б - Простая петлевая подвеска с многократным подхватом (с двумя струнами)
- •Выбор типа контактной подвески
- •Лабораторная работа №3 Контактные провода и несущие тросы
- •Несущие тросы
- •Усиливающие, питающие, отсасывающие и другие провода
- •Изоляторы
- •Лабораторная работа №4 анкерные участки контактных подвесок и их сопряжения
Выбор типа контактной подвески
Выбор типа контактной подвески для заданной максимальной скорости движения поездов производят также с учетом числа и характеристик токоприемников на ЭПС, обращающегося на данном участке, и на основании результатов вариантного технико-экономического сравнения различных подвесок. При этом учитывают также возможное в перспективе повышение весовых норм и скоростей движения поездов на рассматриваемом участке.
На главных путях в зависимости от категории линии, а также на станционных путях, где скорость движения поездов не превышает 70 км/ч, должна применяться полукомпенсированная цепная подвеска со смещенными от опор на 2 - 3 м вертикальными струнами.
На главных и приемо-отправочных путях, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов со скоростью до 120 км/ч, допускается использование компенсированной или полукомпенсированной рессорной подвески.
На главных путях перегонов и станций при скорости движения поездов более 120 (до 160) км/ч применяют, как правило, компенсированную рессорную подвеску с одним или двумя контактными проводам.
Лабораторная работа №3 Контактные провода и несущие тросы
Контактные провода являются одним из основных элементов контактной сети. От правильного выбора их материалов, площади сечения и конструкции зависят технико-экономические показатели, стоимость сооружения и эксплуатации контактной сети.
► Материал для контактных проводов должен обладать:
– высокой механической прочностью,
– износостойкостью (твердостью),
– электропроводностью,
– нагревостойкостью (теплопроводностью).
Высокая механическая прочность проводов позволяет натягивать их с большими усилиями (натяжением), что повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает качество токосъема (особенно при высоких скоростях движения поездов), обеспечивает устойчивую работу цепной подвески.
Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках.
Термостойкий материал сохраняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.
Для электрифицированных железных дорог используют контактные провода фасонного (рис. А) и фасонного овального профиля (рис. Б) с двумя продольными желобками для захвата головки провода зажимами.
Достоинством овальных проводов является их повышенный на 10 % допустимый длительный ток (ввиду большего периметра профиля и, как следствие, лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проектировании новых линий увеличивать длину пролета, а на эксплуатируемых линиях, где пролет уже выбран, иметь повышенную ветроустойчивость контактной сети.
Контактные провода изготовляют следующих марок:
МФ — медный фасонный; МФО — медный фасонный овальный;
БрФ — бронзовый фасонный; БрФО — бронзовый фасонный овальный;
НлФ — низколегированный4 фасонный.
Рисунок – Профиль фасонного (А) и фасонного овального
(Б) контактного провода
К марке провода добавляют его номинальную площадь сечения в мм2. 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, а низколегированные — две канавки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси.
В обозначениях низколегированных и бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв Нл и Бр указывают легирующий компонент и расчетный процент его содержания, например:
- НлОл 0,04Ф-100 — низколегированный с присадкой олова (0,04%), фасонным сечением 100мм2;
- БрЦр 0,5Ф-100 — бронзовый с присадкой циркония (0,5 %), фасонный сечением 100 мм2 .
В низколегированных контактных проводах, кроме олова (0,03-0,06 %), в качестве легирующих компонентов применяют
- магний (0,04 — 0,06%),
- цирконий (0,04 — 0,06%),
- кремний (0,03 — 0,06%)
- титан (0,01 — 0,04 %).
В бронзовых контактных проводах:
- магний (0,15 — 0,3 %),
- кадмий (0,08 — 1,1 %),
- цирконий (0,4 — 0,6 %),
- а также магний (0,1 — 4),2 %) вместе с цирконием (0,1 — 4),2 %).
Бронзовые контактные провода по сравнению с медными и низколегированными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостойкость, но меньшую проводимость, что вызывает увеличение потерь электроэнергии в контактной сети. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди рекомендуется использовать недорогие и недефицитные металлы, которые, повышая износостойкость контактных проводов, незначительно уменьшают их проводимость.
Предприятия-изготовители поставляют бесстыковые медные, низколегированные (с легирующими компонентами в меди 0,01 — 0,08 %) и бронзовые (с легирующими компонентами в меди более 0,08 %) контактные провода. Их изготовляют методом непрерывного литья с последующей прокаткой. Этот метод позволяет получить контактный провод бесстыковым, т.е. без мест соединения (пайкой, сваркой) на всей строительной длине провода.
На главных путях перегонов и станций применяют контактные провода сечением 100, 120 и 150 мм2, на станционных путях— сечением 85 мм2. Отклонение фактической площади сечения провода от номинального не более +2…-1%.
Марки контактных проводов для конкретных условий эксплуатации выбирают в зависимости от допустимых температуры нагрева проводов:
- для медных контактных проводов допустимая температура нагрева 950С;
- для низколегированных 1100С;
- для бронзовых — 1200С.
Температура нагрева контактных проводов (0С) зависит от значения и длительности тяговых токов, температуры окружающего воздуха, а также от скорости воздушного потока, который обдувает провода. Следовательно, для нагрева контактных проводов наиболее тяжелыми условиями будут: максимальная температура окружающего воздуха +40 0С и минимальная скорость ветра 1м/с.
В эксплуатации под влиянием нагрева тяговыми токами и растягивающих нагрузок происходит разупрочнение проводов (уменьшаются временное сопротивление при растяжении и твердость). Скорость разупрочнения проводов зависит от температуры нагрева и ее длительности, а также от механического растяжения.
При нагреве медных контактных проводов до температуры 1200С у них начинается повышенное разупрочнение, появляется явление ползучести (неупругого растяжения). В этом отношении низколегированные контактные провода имеют преимущества по сравнению с медными. Введение легирующих добавок в небольших количествах в медь при изготовлении низколегированных проводов создает направленное упрочнение материала провода. Поэтому низколегированные контактные провода допускают более высокую температуру нагрева (1100С) в течение всего срока их службы и более высокое сопротивление разрыву.
Границей максимального нагрева проводов может служить температура, при которой начинает проявляться ползучесть. Эта температура составляет:
+ 1400С для медных,
+ 1500С для низколегированных
+ 1600С для бронзовых контактных проводов.
В эксплуатации наблюдаются отдельные однократные нагревы контактных проводов различной продолжительности до температур 70 — 1000С. В основном же температуры нагрева контактных проводов не превышают 50 — 700С; при таких температурах изменение свойств проводов происходит очень медленно.
Срок службы контактных проводов зависит от многих факторов, в том числе:
– от качества токосъема,
– состояния поверхности трения контактного провода и токосъемного элемента,
– типа контактной подвески, качества ее монтажа и регулировки,
– натяжения в проводах,
– технических параметров токоприемников и других причин.
Усредненный срок службы контактного провода на участках постоянного тока 18… 22 года, на участках переменного — более 50 лет.