Зміст

Вступ 7

1 Загальна частина

1. Визначення навантажень на проводи ланцюгової контактної підвіски. 9

2. Визначення максимально припустимих довжин прольотів. 15

3. Опис схеми живлення і секціонування контактної мережі. 19

4. Опис трасування контактної мережі на станції. 20

5. Опис трасування контактної мережі на перегоні. 25

2. Спеціальна частина 28

Комплексна перевірка стану і ремонт гнучкої поперечини зі зняттям напруги і заземленням

2.1 Призначення та улаштування 28

2.2 Умови виконання робіт та склад виконавців 29

2.3 Застосований інструмент та норма часу 30

2.4 Підготовчі роботи і допуск до роботи 30

2.5 Схема послідовного технологічного процесу 31

2.6 Закінчення робіт 35

3 Охорона праці при експлуатації контактної мережі і безпека руху

потягів на стадії проектування 36

Перелік використаних джерел

Додаток. Графічна частина.

Аркуш 1 формату А-3. Схема секціонування і живлення контактної мережі.

Аркуш 2 б/ф План контактної мережі станції

Аркуш 3 б/ф План контактної мережі перегону

Аркуш 4 формату А-3. Гнучка поперечина

Вступ

Висока оцінка електричної тяги у розвитку суспільства пояснюється великими перевагами її перед усіма іншими видами енергії, а саме: транспортабельністю на великі відстані, дробимістю і легкістю перетворення у інші види енергії.

Намічений в Україні в 2005 - 2015 рр. розвиток швидкісного (до 200 км/ год) і високошвидкісного (250 км/ год) руху потягів зажадає вирішення багато принципово нових задач в області всіх технічних засобів, що забезпечують режими роботи електричної тяги в нових умовах.

Для системи тягового електропостачання найважливішими є питання забезпечення швидкісного струмознімання і надійного постачання електроенергією швидкісних потягів, потужність яких суттєво збільшується.

В зв'язку з цим приймається концепція Державної цільової програми запровадження на залізницях швидкісного руху пасажирських потягів на 2005 - 2015 роки, затверджена постанова Кабінетом Міністрів України від 31.12.2004 №979 і програма електрифікації залізниць України на 2011 - 2016 роки, затверджена наказом Укрзалізниці №274 Ц від 10.06.2011 р., в якій передбачено електрифікувати більше 1500 км залізничних ліній.

Головним управлінням електрифікації і електропостачання розроблено технічне завдання на проектування контактної мережі змінного струму для швидкостей руху до 200 км/год, затверджене Укрзалізницею 27.11.2008 р. і цілий ряд технічних вказівок по реалізації програми електрифікації і модернізації напрямів Київ - Полтава - Донецьк, Київ - Львів, Київ -Харків.

Загальна характеристика пристроїв господарства:

Експлуатаційна довжина електрифікованих колій складає 9755,8 км, або 45% від загальної експлуатаційної довжини залізниць,

• в тому числі постійного струму 3 кВ – 4746,4 км,

• змінного струму 25 кВ – 5009,4 км.

При цьому питома вага електротяги в експлуатаційній роботі перевищує 89,7%.

В роботі знаходяться:

233 райони контактної мережі;

291 стаціонарних тягових підстанцій,

• у тому числі 77 змінного струму;

13 пересувних тягових підстанцій,

• у тому числі 7 змінного струму;

116 районів електропостачання;

13218 трансформаторних підстанцій;

35469,1 км високовольтних ліній електропостачання;

12976,5 км низьковольтних ліній електропостачання;

410 одиниць спеціального самохідного рухомого складу;

1215 одиниць автомобільної техніки різного призначення.

У курсовому проекті спроектовано контактну мережу на станції і перегоні. Для цього визначені навантаження на проводи ланцюгової контактної підвіски і максимально припустимі довжини прольотів; складена схема живлення та секціонування заданої станції. Розроблено технологічне питання «Комплексна перевірка стану і ремонт гнучкої поперечини зі зняттям напруги і заземленням». Розроблено питання охорони праці при експлуатації контактної мережі і безпека руху потягів на стадії проектування.

1 Загальна частина

1. Визначення розрахункових навантажень на дроти ланцюгової контактної підвіски

Основні дані несучих тросів та контактних проводів, які входять у заданий тип контактної підвіски, потрібно звести у таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 - Технічні дані дротів ланцюгової контактної підвіски

Марка проводу	Висота перерізу Н чи діаметр d , мм	Ширина перерізу А,мм	Вага одного метра проводу, даН/м	Макси- мальний натяг некомпен-сованого несучого тросу Тmax даН	Номіналь- ний натяг компен- сованого несучого тросу Тном, або кон- тактного проводу К, даН	Аеро- динаміч- ний коефіці- єнт ло- бового опору проводу, Сх
ПБСМ-95	12,5	-	0,77	2000	1600	1,25
МФ-150	14,5	15,5	1,34	-	1800	1,3
ПБСМ-70	11,0	-	0,6	1600	1500	1,25
МФ-85	10,8	11,76	0,76	-	850	1,25

На головних коліях перегону проектуються компенсовані ланцюгові підвіски з ресорними струнами; на головних коліях станції – напівкомпенсовані підвіски з ресорними струнами, на бокових коліях станції – напівкомпенсовані підвіски зі зміщеними простими струнами.

Розрахункові навантаження визначаються для двох режимів: режиму максимального вітру і режиму ожеледі з вітром.

Вертикальне навантаження від власної ваги проводів, струн і затискачів визначається по формулі:

, (1.1)

де g_т- вага одного метра несучого троса, даН/м;

n_к- кількість контактних проводів;

gк- вага одного метра контактного проводу, даН/м;

gс- вага струн і затискачів, даН/м; при одному контактному проводі g_с = 0,1 даН/м.

Вертикальне навантаження від ваги ожеледі на несучому тросі визначається по формулі:

, (1.2)

де π =3,14;

d_Т - діаметр несучого тросу, мм;

b_T - товщина стінки ожеледі на несучому тросі, мм; розрахункова товщина стінки ожеледі на несучому тросі наділяється шляхом множення нормативної для даного району товщини на ряд поправочних коефіцієнтів:

, (1.3)

де b_H - нормативна товщина стінки ожеледі в залежності від заданого району по ожеледі, мм;

-коефіцієнт, що враховує вплив діаметра несучого троса на відкладення ожеледі; значення діаметр всіх існуючих несучих тросів ланцюгових підвісок знаходяться між 10 мм і 20мм, тому для кожного діаметра визначається інтерполяцією:

(1.4)

де К"г- коефіцієнт, що враховує вплив висоти підвіски проводів над поверхнею землі на інтенсивність відкладень ожеледі; при висоті насипу до 3м К"г=1,0; при висоті 10м-К"г= 1,16 .

Отримана розрахункова товщина стінки ожеледі з обліком поправочних коефіцієнтів К'г і К"г округляється до цілого числа.

Для розрахунку навантажень, діючих на проводи контактної підвіски, задані метеоумови зводяться у таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 - Метеорологічні умови

Тип контактної підвіски	ПБСМ-70+МФ-85	_
Місце розташування підвіски	Відкрита рівнинна місцевість, нульове місце	Відкрита рівнинн'а місцевість, нульове місце	Насип висотою 10 м
Нормативна швидкість вітру, vH, м/с	36	36	36
Швидкість вітру при ожеледі, vг, м/с vГ =0,6vH , м/с	21,6	21,6	21,6
Вітровий коефіцієнт, Кв	1	1	1,25
Ожеледні коефіцієнти: К'г К"г	0,99 1	0,98 1	0,98 1,16
Нормативна товщина стінки ожеледі	15	15	15
Розрахункова товщина стінки ожеледі на несучому тросі, ,мм	14,85	14,7	17,05
Розрахункова товщина стінки ожеледі на контактному проводі , мм	7,5	7,35	8,53

Вертикальне навантаження від ваги ожеледі на контактні дроти визначається по формулі:

, (1.5)

де bк - товщина стінки ожеледі на контактному проводі, мм; на контактних проводах товщина стінки ожеледі приймається рівної 50% від товщини стінки ожеледі на несучому тросі:

, мм

dср.к - середній діаметр контактного проводу, мм; знаходиться по формулі:

, (1.6)

де Н и А - відповідно, висота і ширина перерізу контактного проводу, мм.

Повне вертикальне навантаження від ваги ожеледі на проводах контактної підвіски:

, (1.7)

де n_к - кількість контактних проводів;

g_ГС - рівномірно розподілена по довжині прольоту вертикальне навантаження від ваги ожеледі на струнах і затискачах при одному контактному проводі, даН/м.

Загальне вертикальне навантаження від ваги проводів, струн затискачів і ожеледі визначається по формулі:

(1.8)

Горизонтальне вітрове навантаження при відсутності ожеледі на несучому тросі визначається по формулі[

, (1.9)

де Сх - аеродинамічний коефіцієнт лобового опору несучого троса вітру [табл.1.2];

К_B - вітровий коефіцієнт;

v_H - нормативна швидкість вітру найбільшої інтенсивності;

Горизонтальне вітрове навантаження при відсутності ожеледі на контактному дроті визначається по формулі.

, (1.10)

де Сх - аеродинамічний коефіцієнт лобового опору контактного проводу вітру [табл.1.2].

Горизонтальне вітрове навантаження на несучий трос, покритий ожеледдю, визначається по формулі .

, (1.11)

де v_Г - нормативна швидкість вітру при ожеледі, м/с [табл.1.3].

v_Г=0,6∙ v_Н (1.12)

Горизонтальне вітрове навантаження на контактний провід, покритий ожеледдю, визначається по формулі:

, (1.13)

Для наступних розрахунків по визначенню довжин прольотів визначаюче значення буде мати горизонтальне навантаження на проводи контактної підвіски. Тому необхідно вибрати вихідний розрахунковий режим шляхом зрівняння Ркв і Ркг для Кв = 1, якщо ж Ркв > Ркг, то вихідний режим буде режим максимального вітру; якщо ж Ркв < Ркг, то режим ожеледь з вітром.

Результуюче (сумарне) навантаження на несучий трос при вітрі без ожеледі визначається по формулі:

, (1.14)

Результуюче (сумарне) навантаження несучий трос при ожеледі з вітром визначається по формулі:

, (1.15)

Розрахунок навантажень на проводи контактної підвіски виконується з використанням електронних таблиць Microsoft Excel зводяться у таблицю 1.3.

Таблиця 1.3-Розрахунок навантажень на проводи контактної підвіски

	ВИХІДНІ ДАНІ									РОЗРАХУНОК
gгс	gm	nк	gк	gc	bm	dm	bк	dcр.к	g	gгт	gгк	gг	gобщ
ПБСМ-70+МФ-85			Відкрита равнинна місцевість, нульове місце
0,06	0,6	1	0,76	0,1	14,85	11	7,5	11,28	1,46	1,08	0,4	1,53	2,99
ПБСМ-95+МФ-150				Відкрита равнинна місцевість, нульове місце
0,06	0,77	1	1,34	0,1	14,7	12,5	7,35	15	2,21	1,13	0,46	1,55	3,86
ПБСМ-95+МФ-150			Насип высотою більш 10м. Кв=1,25
0,06	0,77	1	1,34	0,1	17,05	12,5	8,53	15	2,21	1,4	0,57	2,05	4,26

Продовження табл. 1.3

		ВИХІДНІ ДАНІ									РОЗРАХУНОК
cxт	cxк	кв	uн	dm	Н	uг	bк	bm	Рmв	Ркв	Рmг	Ркг	qmв	qmг
ПБСМ-70+МФ-85			Відкрита равнинна місцевість, нульове місце
1,25	1,25	1	36	11	10,8	21,6	7,5	14,85	1,09	1,09	1,48	0,93	1,82	3,34
ПБСМ-95+МФ-150				Відкрита равнинна місцевість, нульове місце
1,25	1,3	1	36	12,5	14,5	21,6	7,35	14,7	1,27	1,53	1,53	1,11	2,55	4,16
ПБСМ-95+МФ-150			Насип высотой більш 10м. Кв=1,25
1,25	1,3	1,25	36	12,5	14,5	21,6	8,53	17,05	1,98	2,39	2,65	1,87	2,97	5,02

1.2 Визначення максимально припустимих довжин прольотів ланцюгових контактних підвісок

Довжина прольоту залежить від багатьох факторів, але регламентуючим є допустиме горизонтальне відхилення контактного проводу від осі колії.

Відхилення контактного проводу на прямих ділянках колії bк доп = 0,5 м, на кривих bк доп = 0,45 м.

Максимально припустима довжина прольоту визначається по формулі:

l_max = 2 (1.16)

де К - натяг контактного дроту, даН/м;

Ре – питоме еквівалентне навантаження, даН\м;

γ_к- _-прогин опори під дією вітрового навантаження на рівні дроту, який залежить від швидкості вітру, м.

Питоме еквівалентне навантаження яке враховує взаємодію несучого тросу і контактного дроту при їх відхиленні під дією вітру в даН/м визначається по формулі:

Ре = (1.17)

де Т – натяг несучого тросу при вітрі найбільшої

інтенсивності, який залежить від матеріалу несучого

тросу і мінімальній температурі, даН;

hи – довжина підвісної гірлянди ізоляторів несучого

тросу, м;

Sсер – середня довжина струни, яка визначається з

урахуванням конструктивної висоти підвіски по

формулі ;

(1.18)

де То – натяг несучого тросу при безпровісному

положенні контактного дроту, даН;

h – конструктивна висота підвіски, м.

Для мідного несучого тросу То = 0,75*Тmах, даН; для біметалічного

То = 0,8 Тmах,.

Як видно з вищевикладеного, щоб визначити довжину прольоту потрібно рішити систему рівняння з двома невідомими що тяжко, так як рівняння є квадратними. Тому максимально допустима довжина прольоту визначається методом послідовних наближень на початку приймається значення Ре = 0 і визначається Lмах 1. По знайденому наближеному значенню Lмах1, визначаємо еквівалентне Ре. Знаючи Ре визначаємо Lмах2.

Вирахування у такому порядку продовжують до тих пір, поки різниця у двох послідовно найдених значеннях максимально припустимих довжин прольоту не стане невеликою ( 5% або 5). По останній величині Lмах2 вибирається кінцеве значення довжини прольоту (для розстановки опор). Якщо виявиться, що Lмах2 відрізняється від Lмах1 розраховуємо Ре, а потім Lмах3.

Довжини прольотів на кривих ділянках колії визначаються по формулі:

l_max= 2 , (1.19)

де a – зигзах контактного дроту а=0,3м – на прямих та 0,4м – на кривих;

R – радіус кривої, м.

Розрахунки зводимо в таблицю 1.4. Розрахунок максимально припустимих довжин прольотів виконується в табличній формі з використанням електронних таблиць Microsoft Excel.

Таблиця 1.4-Розрахунок максимально допустимих довжин прольотів

ВИХІДНІ ДАНІ бокові коліі станціі					бокові колії станції
К	Рк		Рт		То		Т		hи		Yк		Yт		g		qт		gк		h
850	1,09		1,89		1280		1280		0,16		0,026		0,035		1,46		1,82		0,76		1,8
							РОЗРАХУНОК
	Впр				Lmax1				Sср.				Рэ				Lmax2
	0,841		51,22				1,456				0,0495				50,094
ВИХІДНІ ДАНІ						головні коліі станціі
К		Рк		Рт		То		Т		hи		Yк		Yт		g		qт		gк		h
1800		1,53		1,27		1600		1600		0,16		0,026		0,035		2,21		2,55		1,34		1,8
								РОЗРАХУНОК
		Впр				Lmax1				Sср.				Рэ				Lmax2
		0,841		62,91				1,171				0,0154				62,595

ВИХІДНІ ДАНІ			перегін прямі ділянки					Кв=1
К	Рк	Рт	То	Т	hи	Yк	Yт	g	qт	gк	h
1800	1,53	1,27	1600	1600	0,16	0,026	0,035	2,21	2,55	1,34	1,8
				РОЗРАХУНОК
	Впр		Lmax1		Sср.		Рэ		Lmax2
	0,841	62,91		1,171		0,0154		62,595

ВИХІДНІ ДАНІ			перегін прямі ділянки колії,насип						Кв=1,25
К	Рк	Рт	То	Т	hи	Yк	Yт	g	qт	gк	h
1800	2,39	1,98	1600	1600	0,016	0,026	0,035	2,21	2,97	1,34	1,8
				РОЗРАХУНОК
	Впр		Lmax1		Sср.		Рэ		Lmax2
	0,841	50,33		1,398		0,024		50,083

ВИХІДНІ ДАНІ перегін криві ділянки колії			перегін криві ділянки колії,					Кв=1
К	Рк	Рт	То	Т	hи	Yк	Yт	g	qт	gк	h	R
1800	1,53	1,27	1600	1600	0,16	0,026	0,035	2,21	2,55	1,34	1,8	600
				РОЗРАХУНОК
	Вкр		Lmax1		Sср.		Рэ		Lmax2
	0,824	51,18		1,384		0,0161		51,089

1.3 Опис схеми живлення та секціонування контактної мережі

Контактна мережа електрифікованої ділянки залізниці для забезпечення надійної роботи і зручності її обслуговування секціонується ізолюючими спряженнями анкерних ділянок, секційними ізоляторами, секційними роз’єднувачами і врізаними ізоляторами.

Схема живлення та секціонування контактної мережі повинна бути спроектована так, щоб були забезпечені як можна менші витрати напруги і енергії в мережі при нормальному режимі праці та мінімальні порушення графіку руху поїздів при виході із роботи секції контактної мережі.

Секції контактної мережі змінного струму, що живляться від різних фаз тягової підстанції, розділяються ізолюючими спряженнями з нейтральною вставкою, яка виключає одночасне перекриття струмоприймачем цих спряжень. Нейтральні вставки розташовуються на перегоні за вхідним сигналом. Так як можливий рух ЕРП по парним і не парним коліям в обох напрямках, то продольні роз’єднувачі встановлюються на обох ізолюючих спряженнях нейтральної вставки. Продольні роз’єднувачі А, Б, В, Г нормально відключені і телекеруємі. Ізолюючі спряження справа станції обладнанні нормально відключеними телекеруємими продольними роз’єднувачами Д і Е.

Поперечне секціонування контактної мережі здійснюється секційними ізоляторами. Воно передбачає розділ контактних підвісок кожної з головних колій, для цього встановлюються секційні ізолятори 1 і 2. Крім того, контактні підвіски групи непарних колій відокремлюються від контактної підвіски I головної колії секційними ізоляторами 3 та 5, а контактні підвіски групи парних колій відокремлюються від контактної підвіски II головної колії секційними ізоляторами 4 та 6.

Секціонування контактної мережі з обов’язковим заземленням відключеної секції здійснюється для колій, передбачених для вантажно – розвантажувальних робіт, огляду обладнання на даху і відстою електрорухомого потягу.

Тому контактна підвіска тупика відокремлюється секційним ізолятором 7.

Живлення контактної мережі від тягової підстанції здійснюється повітряними живильними лініями /фідерами/.

Живлення контактної мережі перегону, розташованого зліва станції, здійснюється живильними лініями 1 і 2 через нормально включені лінійні роз’єднувачі Ф₁ і Ф₂, а живлення контактної мережі перегону, розташованого справа станції здійснюється живильними лініями 4 і 5 через нормально включені лінійні роз’єднувачі Ф₄ і Ф₅.

Живлення контактної мережі станції здійснюється лінією 3 через нормально включені лінійні роз’єднувачі Фл31 і Фл32.

Живлення контактної мережі бокових колій здійснюється від головних через нормально включені поперечні роз’єднувачі П₁ і П₂ . Усі фідерні і поперечні роз’єднувачі телекеруємі.

Для живлення контактної мережі колії, передбаченої для вантажно – розвантажувальних робіт, встановлено нормально включений секційний роз’єднувач З з ручним приводом і заземленим ножем. Якщо колія передбачена для відстою і огляду обладнання на даху ЕРП секційний роз’єднувач З нормально включений.

Для забезпечення безпеки праці на секційному ізоляторі №2 встановлено нормально відключений поперечний роз’єднувач П з ручним приводом.