3.4. Изоляторы контактной сети [6]

Чтобы отделить элементы контактной сети, находящиеся под напряжением, от заземленных устройств или разделить провода двух частей (секций) сети, из которых одна может временно заземляться, применяют различные изоляторы. В контактной сети применяют изоляторы тарельчатые (фарфоровые и стеклянные) и стержневые (фарфоровые и полимерные), представленные на рис. 3.8. Стеклянные изоляторы легче фарфоровых, их применяют на дорогах переменного тока, в первую очередь в тех местах, где трудно проверять их состояние, например в анкеруемых проводах контактных подвесок, в точках крепления под искусственными сооружениями и др. Это объясняется тем, что внутренние повреждения стеклянных изоляторов могут быть выявлены визуально. Полимерные изоляторы компактнее, повреждаются меньше, чем фарфоровые и стеклянные, но они дороже. Несмотря на это полимерные изоляторы всё шире применяют в контактной сети.

а	б
Рис. 3.8. Изоляторы контактной сети: а – тарельчатые; б – стержневые

Для подвешивания проводов к тем или иным конструкциям применяют так называемые подвесные изоляторы, в качестве которых обычно используют фарфоровые и стеклянные тарельчатые изоляторы, соединенные в гирлянды по два – при постоянном токе – и по три – пять (в зависимости от условий загрязнения) – при переменном.

Натяжные изоляторы (их иногда называют анкерными) представляют собой гирлянды тарельчатых изоляторов, число которых увеличивают на один по сравнению с подвесными, находящимися в тех же условиях. Это делают для того, чтобы предотвратить перекрытие дугой натяжных изоляторов, повреждение которых приводит к более тяжелым последствиям, чем подвесных.

Секционирующие изоляторы применяют для разделения участков контактной подвески в местах, где не проходит токоприемник: в фиксирующих тросах жестких и гибких поперечин, в несущих тросах и др. В качестве секционирующих используют фарфоровые тарельчатые и стержневые изоляторы, а также полимерные вставки.

Фиксаторные изоляторы отличаются от всех других наличием специальной шапки, имеющей внутреннюю резьбу. На дорогах переменного тока применяют только стержневые фарфоровые фиксаторные изоляторы, а при постоянном токе, кроме стержневых, и тарельчатые. В последнем случае в основной стержень сочлененного фиксатора включают два тарельчатых изолятора последовательно.

Консольные фарфоровые стержневые изоляторы устанавливают в подкосы изолированных консолей. Эти изоляторы испытывают изгибающие моменты и поэтому имеют повышенную механическую прочность

В последнее время начали применять полимерные стержневые изоляторы со стеклопластиковыми сердечниками и ребрами из 188 кремнийорганического эластомера. Такие изоляторы используют в качестве подвесных, натяжных, секционирующих и фиксаторных; их целесообразно устанавливать также в подкосы и тяги изолированных консолей, в тросы гибких поперечин и других местах. Для закрепления проводов ВЛ 6 и величиной 10 кВ и проводов напряжением до 1000 В, а также различных волноводов применяют штыревые фарфоровые изоляторы.

На электровозах переменного тока используют аналогичные принципы размещения оборудования. Отличительной особенностью является наличие трансформатора, который расположен в центре кузова как наиболее тяжелый элемент электрооборудования. В моторных вагонах внутреннее помещение кузова используется в качестве салона для пассажиров, а электрооборудование силовой цепи и вспомогательные машины располагаются под кузовом в специальных ящиках. Электрооборудование для питания и регулирования тяговых двигателей моторного вагона электропоезда может быть частично размещено в прицепном вагоне, что позволяет несколько снизить массу моторного вагона. Обычно на прицепных вагонах электропоезда располагают и вспомогательные машины поезда. Особые трудности связаны с электропоездами переменного тока, где в моторных вагонах под кузовом приходится размещать трансформатор и выпрямитель (ограничение по высоте около 80 см). Сюда же следует отнести и размещение силового оборудования на высокоскоростных электропоездах, которые имеют конструктивную скорость 200–300 км/ч. Здесь необходимо обеспечить небольшие нагрузки колесной пары на ось 110–145 кН/ось. Поэтому в первых скоростных электропоездах, например ЭР200, мощность распределяли равномерно по осям поезда и головные вагоны выполняли не моторными. Однако в последующем отошли от «распределенного» варианта, поэтому в современных высокоскоростных электропоездах всё силовое оборудование сконцентрировано в головных вагонах (как у электровозов). Все промежуточные вагоны в такой схеме электропоезда прицепные. По такому «концентрированному» принципу выполнены французские электропоезда TGV и немецкие электропоезда ICE. При этом мощность моторного вагона, т. е. фактически электровоза, составляет 4000–5000 кВт. Однако вопрос о целесообразном размещении электрооборудования в скоростном электропоезде еще окончательно не решен.