Сведения об удельном износе контактного провода на перегонах и главных путях станций по дистанции

(наименование)

Электроснабжения ж. Д. За период

На участках (несколько перегонов и станций с одинаковым числом проходов электро­подвижного состава), где износ контактного провода не достиг 25 %, для анализа износа выделяют 2—3 характерных анкерных участка, на которых проводятся замеры для анали­за износа по приведенной методике.

Мероприятия по продлению срока службы контактных проводов разрабатываются на основании анализа износа проводов. При значительном неравномерном износе наиболее удачным является способ сдвижки контактного провода на несколько метров вдоль пути. Таким образом изношенная часть провода выводится за пределы мест повышенного износа (фиксаторы и другие жесткие точки), что при своевременно проведенной сдвижке увеличивает срок службы контактного провода на 4—7 лет при средней грузонапряженно­сти линии. Однако этот способ эффективен лишь при небольших длинах местного износа и значительном местном износе в жестких точках; в других случаях требуются большие зат­раты времени (длительные технологические «окна») и работа двумя бригадами, что в ны­нешних условиях затруднительно для ЭЧК.

Регулировка цепной подвески требует меньших затрат, но сложна для полукомпенсированной подвески, где должна учитываться температура наружного воз­духа. При резких ее перепадах (особенно в условиях Сибири) установка оптимальной стрелы провеса в середине пролета затруднена. Обычно регулировку проводят при тем­пературе наружного воздуха близкой к температуре беспровесного состояния провода (весной или осенью).

Устранение жестких точек при регулировке и заниженных зигзагов позволяет ликви­дировать не только повышенный износ провода, но и улучшить состояние рабочей поверх­ности токосъемных пластин.

Замена материала контактного провода более дешевым и износостойким пока не дает положительных результатов, во-первых, из-за экономической неоправданности, во-вторых, из-за повышения электрического износа при уменьшении механического.

Проблема увеличения срока службы контактных проводов имеет очень важное значе­ние, так как в стране большой дефицит меди, расходы на их замену достигают 30 % всех расходов на капитальный ремонт контактной сети.

2.5. Борьба с пережогами проводов

Пережоги контактных проводов и несущих тросов в большинстве случаев вызывают значительные повреждения контактной сети. На восстановление таких повреждений затра­чивается 2,5—3 ч, что приводит к большим задержкам в движении поездов. Повреждения проводов ДПР и ЛЭП-10 кВ, подвешенных на опорах контактной сети, в отдельных случаях

(при захлестывании на цепную подвеску) также нарушают движение поездов. Например, в 2000 г. по сети дорог произошло 162 случая обрыва и пережога проводов цепной подвески, которые являются следствием неудовлетворительного содержания контактной сети и элек­троподвижного состава.

Основными причинами пережогов проводов являются следующие: повышенный на­грев питающих или соединительных зажимов вследствие ухудшения контакта; перекрытия и пробои изоляторов; соприкосновение с заземленными частями; местные нагревы (сопри­косновение проводов); короткие замыкания на электроподвижном составе; въезд на отклю­ченный или заземленный участок.

Экспериментальные данные подтверждают, что разупрочнение, т.е. снижение механи­ческой прочности проводов из-за нагрева (опасное по условиям эксплуатации), происходит при следующих температурах, °С:

Контактный провод 200—210

Несущий трос 160—170

Алюминиевые провода и тросы 140—150

Сталемедные тросы (ПБСМ) 210—220

Нагрев контактного провода до температуры выше 300°С при напряжении 10 000 Н, как правило, приводит к его разрыву.

Причины и условия возникновения пережогов. Температура контактного провода в месте соприкосновения с полозом токоприемника зависит от следующих факторов: ха­рактера контакта — дуговой или бездуговой, неподвижный или перемещающийся; состо­яния контактных поверхностей (степени загрязнения) и усилия нажатия токоприемника; материала контактов (контактного сопротивления); значения и времени прохождения тока; схемы питания (односторонняя или двухсторонняя); степени износа контактного провода и его натяжения.

Дуговые пережоги происходят при заезде электроподвижного состава на отключенную секцию или имеющую пониженный из-за большого падения напряжения на фидерной зоне потенциал. В большинстве случаев ток дуги между проводами и полозом меньше тока уставки выключателей подстанции или поста секционирования, поэтому за­щита может не сработать. Дуга горит длительное время и чаще всего пережигает провода той ветви, с которой сходит токоприемник.

Бездуговые пережоги происходят при заезде электроподвижного состава на заземленную (чаще всего из-за короткого замыкания) секцию.

Для исключения дуговых пережогов контактных проводов воздушные промежутки должны быть выполнены таким образом, чтобы дуга надежно гасилась. Одним из воз­можных способов является установка на контактный провод сходящей ветви специаль­ных дугогасящих рогов (рис. 2.5). Такое решение связано с определенными трудностями конструктивного порядка, поскольку дугогасящие рога вследствие темпера­турной деформации контактных проводов оказываются при крайних температурах окру­жающего воздуха не в тех местах, где дугогашение наиболее эффективно. Для устранения этого недостатка можно производить сезонную регулировку длин струн в переходном про­лете, чем достигается смещение места отрыва полоза от контактного провода сходящей ветви в зону установки дугогасящих рогов.

Установка устройства дугогасящей защиты контактных проводов от пережогов на изо­лирующем сопряжении постоянного тока выполняется бригадой электромонтеров контакт­ной сети в составе девяти человек со снятием напряжения с обеих секций контактной сети изолирующего сопряжения. Работа очень трудоемкая и требует перерыва в движении поез­дов («окна») продолжительностью 2 часа. Применяются съемная изолирующая вышка и ра­бочая площадка дрезины или автомотрисы, с которой определяют середину зоны одновре­менного взаимодействия токоприемника с двумя ветвями изолирующего сопряжения (на трехпролетном сопряжении – середина переходного пролета,

Рис. 2.5. Штампованный стальной оцинкованный рог:

а — с полузажимами К-053; б— с зажимами К-046

на четырехпролетном — у средней переходной опоры). Защитное устройство размещают в сторону уходящей ветви на анкеровку. На разрезанный контактный провод надевают полиэтиленовую трубку и перемещают ее до проектного положения. В зоне входа токоприемника устанавливают рога на полиэтиле­новую трубку так, чтобы обеспечивался надежный постоянный контакт полоза токоприем­ника с рогами при любых температурных изменениях положения проводов подвески.

Один рог (гасящий) устанавливают на внешний относительно воздушного проме­жутка контактный провод отходящей ветви так, чтобы токоприемник, сойдя с рога, про­должал движение по изоляции еще 3—5 м, а второй — на внутренний провод по ходу то­коприемника на расстоянии 400—500 мм от начала наружного рога.

Все это предупреждает появление дуги при въезде на изоляцию внутреннего прово­да, т.к. токоприемник будет двигаться еще по рогу. На несущий трос отходящей и ра­бочей ветвей изолирующего сопряжения в зоне разрыва дуги надевают разрезные по­лиэтиленовые трубки — по две на каждую ветвь (рис. 2.6).

Защитное устройство на изолирующем сопряжении и нейтральной вставке

Рис. 2.6. Общий вид защищенного изолирующего

сопряжения постоянного тока (двухстороннее

движение)

Рис. 2.7. Установка защитно­го устройства на изолирую­щем сопряжении переменного тока и нейтральной вставке (двухстороннее движение)

переменного тока выполняется по тем же условиям и тем же составом исполнителей, что и на посто­янном токе, но «окно» несколько удлиняется (2-3 часа). Нормируемые расстояния такого защитного устройства указаны на рис 2.7.

Можно предупредить возникновение дуги еще одним способом: мгновенным АПВ. При въезде электроподвижного состава на отключенный участок в момент замыкания по­лозов токоприемника ветвей двух секций на отключенную секцию подается напряжение. Если отключенная секция не была при этом заземлена (например, из-за короткого замыка­ния), напряжение на обеих секциях окажется примерно равным номинальному. Происходит мгновенное АПВ быстродействующего выключателя и дуга между полозом и отходящей ветвью контактного провода не возникает.

Применение схемы мгновенного АПВ оказалось успешным. Однако, несмотря на это, учитывая возможность случаев, когда дуга возникает в условиях небольшой разницы на­пряжений на секциях, разделяемых воздушным промежутком, т.е. когда ни с одной из сек­ций не снято напряжение и поэтому мгновенное АПВ не происходит, воздушные проме­жутки дополнительно оборудуются дугогасящими устройствами; их основными элемента­ми являются стальные оцинкованные дугогасящие рога и изолирующие трубки на контак­тном проводе за рогами и на несущем тросе.

Рассматривая мероприятия по предотвращению пережога контактных проводов, нуж­но отметить, что в местах наиболее вероятных пережогов (в переходных пролетах воздуш­ных промежутков) целесообразно применять контактные провода с повышенной термоус­тойчивостью (например, бронзовые), двойные или увеличенного сечения.

На участках постоянного тока перед изолирующими сопряжениями анкерных уча­стков с нормально отключенными продольными разъединителями устанавливают сиг­нальный указатель «Опустить токоприемник». В случае снятия напряжения с контакт­ной сети, примыкающей к сопряжению, происходит автоматическое включение мигаю­щих огней сигнального указателя. Машинист обязан опустить токоприемник и просле­довать изолирующее сопряжение до сигнального указателя «Поднять токоприемник». Остановка с поднятым токоприемником в местах секционирования недопустима, т.к. это приведет к пережогу контактного провода. Две ветви провода находятся на разной высо­те, поэтому давление на них и плотность контакта токоприемника с проводами недоста­точны. Даже при небольших токах (от вспомогательных машин или от перетока через полоз), а также при трогании с места из-за значительного нагрева провода происходит его разрыв. Эти места обозначают чередующимися четырьмя черными и тремя белыми поло­сами на переходных опорах.

Пережоги контактного провода вне мест секционирования могут возникать из-за:

— наличия гололеда, изморози и недостаточного нажатия токоприемника при замер­зании смазки в шарнирах;

• излишнего количества сухой графитовой смазки, имеющей низкую проводимость, на полозах токоприемников при больших токовых нагрузках (например, при трогании с места поездов);

• попадания песка на полозы токоприемников при экипировке электровозов, особен­- но там, где это совмещается с нанесением на полозы графитовой смазки;

• подъема и опускания токоприемников под нагрузкой или при их подъеме во время короткого замыкания в высоковольтных цепях электроподвижного состава.

Опускание и подъем токоприемников на неподвижных электровозах или моторных вагонах при включенных вспомогательных машинах и цепях отопления в отдельных слу­чаях, особенно на участках постоянного тока в безветренную погоду, несмотря на неболь­шой ток, вызывают пережоги контактных проводов.

При отпускании токоприемников продолжительность горения дуги на участках по­стоянного тока колеблется от 0,2 до 2,0 с, а ее длина — от 50 до 400 мм, а на участках переменного тока — от 0,15 до 0,8 с при длине до 700—800 мм. Во время подъема токоп­риемника может быть несколько вспышек дуги из-за колебаний контактного провода. Пережоги проводов во время подъема токоприемника при включенных вспомогатель­ных машинах происходят, главным образом, если токоприемники неисправны или не­правильно работают их редукционные клапаны. Опускание токоприемника под нагруз­кой в процессе движения менее опасно: оно допустимо при скорости более 10—15 км/ч вдали от подстанции.

В случае применения в пассажирских вагонах электрического отопления с питанием от контактной сети увеличивается вероятность пережогов при подъеме токоприемника, если включен контактор отопления. Особенно опасны короткие замыкания в цепях ото­пления вагонов на участках переменного тока, т.к. на электровозах ряда серий контактор отопления не обеспечивает их отключения. Чтобы избежать пережогов, электровозы необ­ходимо оборудовать электрическими или механическими блокировками, исключающими возможность опускания или подъема токоприемников при включенном главном или быст­родействующем выключателе.

Пережоги контактных проводов в местах трогания. Широкое внедрение трехсекционных электровозов постоянного тока ВЛ11, не имеющих последовательного соединения тяговых двигателей, а также внедрение кратной тяги привело к несоответствию между пус­ковыми токами и сечением контактной сети на станционных путях. Пусковые токи дости­гают 1600—1700 А, что вызывает резкое увеличение числа пережогов, особенно при сталь­ных несущих тросах.

Предотвратить пережоги проводов станционных путей можно, выполняя следующие мероприятия:

• соединение параллельно не менее двух станционных путей (предпочтительнее трех) в каждом пролете;

• установку соединения между несущим тросом и контактным проводом около опор и в середине пролета;

• обеспечение двухстороннего питания групп параллельно соединенных проводов пу­- тей от проводов главных путей или от станционного фидера с обеих горловин станции;

- подкатка дополнительного контактного провода на станционных путях в местах трогания подвижного состава.

При параллельном соединении необходимо следить за тем, чтобы в горловинах до выхода на главные пути не было мест с ослабленным сечением.

Для предупреждения пережогов или отжига контактных проводов в зоне трогания ЭПС следует подкатывать второй провод параллельно первому или сталемедную прово­локу БСМ-6. В обоих случаях на шунтирующий провод необходимо передавать натяже­ние 300—500 кгс, разгружая основной контактный, что дает возможность допускать значительно

большие перегревы без его разупрочнения. Установка шунтирующего контактного провода вместо БСМ-6 более целесообразна.

К параллельному соединению проводов станционных путей следует относиться с осо­бой осторожностью на участках, где возможен гололед. При кратной тяге электровозами В Л10 или В Л11 на руководящих подъемах горных участков электрические соединения не­обходимо устанавливать не реже чем через 60—70 м. Для снижения количества пережогов на деповских путях отстоя электропоездов на участках как постоянного, так и переменного тока можно рекомендовать понижение натяжения контактных проводов путем применения описанных выше шунтирующих проводов.