СОДЕРЖАНИЕ

Введение	..
1. Определение нагрузок, действующих на провода контактной сети станции и перегона	..
2. Определение максимально допустимых длин пролётов контактных цепных подвесок для станции и перегона в зависимости от места нахождения контактной сети	..
3. Схема секционирования и питания контактной сети станции и прилегающих перегонов	..
4. Трассировка контактной сети станции	..
5. Трассировка контактной сети перегона	..
6. Индивидуальное задание	..
7. Заключение Список литературы	..

Список литературы

1. Бондарев Н.А, Чекулаев В.Е. Контактная сеть, 2006г, М.Транспорт

2. Горшков Ю.Н., Бондарев Н.А. Контактная сеть, 1990г, М.Транспорт.

3. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированной железной дороги, 2007г, ЦЭ-868.

4. Инструкция по безопасности для электромонтеров контактной сети, 2000г, ЦЭ-761.

5. Методические указания к проведению курсового проекта по дисциплине «Контактная сеть», 2000г.

ВВЕДЕНИЕ

Контактная сеть - сложное техническое сооружение электрифицированных железных дорог.

В последние годы реализуется программа обновления устройств электроснабжения, в том числе контактной сети. Предусматривается внедрение современных технических средств, гарантирующих дальнейшее повышение надежности работы устройств электроснабжения и их экономической эффективности.

Устройства контактной сети требуют постоянного внимания и грамотной технической эксплуатации,

своевременного выполнения всех видов ремонтных работ для обеспечения безопасности движения поездов и обслуживающего персонала.

Бесперебойный токосъем должен быть обеспечен при любых атмосферных условиях, т. е. при всех изменениях температуры воздуха, в период наибольших гололедных образований на проводах и при максимальной скорости ветра в районе, где расположена электрифицированная линия, контактная сеть находится в особо трудных условиях - в отличие от всех других устройств системы электроснабжения она не имеет резерва.

Задача обслуживающего персонала - постоянно содержать устройства контактной сети и воздушных линий в технически исправном состоянии. Для этого необходимо знать и тщательно соблюдать правила безопасности, быстро ориентироваться в сложной поездной ситуации, своевременно проводить профилактические мероприятия, уметь в сжатые сроки выполнять восстановительные работы.

Железнодорожный транспорт важнейшая отрасль

материального производства народного хозяйства, которая имеет огромное значение для развития и нормального функционирования экономики страны. Так как железная дорога играет одну из главных ролей в развитии экономики страны, то и она развивается вместе с экономикой страны.

В последние годы по дорогам страны расширяется движение тяжеловесных и длинносоставных поездов, вводится в эксплуатацию новый электроподвижной состав большой мощности, повышаются скорости движения пассажирских и грузовых поездов, растут грузонапряженности. В таких случаях эксплуатации возрастают требования к надежности устройств контактной сети, что вызывает необходимость постоянного совершенствования ее устройств, технического обслуживания, монтажа и ремонта, а также методов расчета этих устройств.

В результате чего были разработаны новые типы провода для контактных подвесок, полимерные изоляторы всех назначений, высокоскоростные секционные изоляторы с эффективными дугогасительными камерами, новые способы соединения проводов и арматуры.

В настоящее время электрификация железных дорог осуществляется как на постоянном, так и на переменном токах. В качестве преобразователей переменного тока в постоянный используют экономичные и надежные в эксплуатации полупроводниковые преобразователи. Расстояние между тяговыми подстанциями на постоянном токе 15-20 км.

К недостаткам постоянного тока относятся:

1. Сравнительно низкое напряжение 3,3 кВ;

2. Большая площадь сечения проводов контактной сети (400-600 кв. мм);

3. Большие потери напряжения и энергии в тяговой сети;

4. Малое расстояние между тяговыми подстанциями;

5. Наличие блуждающих токов, вызывающих электро-коррозию металлических подземных сооружений.

Усиление системы постоянного тока осуществляется по средствам строительства промежуточных подстанций, постов секционирования ПС и ППС, а так же увеличением сечения контактной сети.

Расчёт нагрузок производится для следующих условий:

а) защищённые от ветра места- принимается, что подвеска защищена от ветра на станции (строением) и на перегоне в выемке. Кроме того, следует учитывать, что на станции применяются различные подвески на главных и боковых путях.

На главных путях (см. задание) такая же, как и на перегоне, а на боковых – тип подвески ПБСМ-70+МФ-85 (трасса А);

б) места с нормальным ветровым воздействием (трасса Б);

в) незащищённые от ветра места - имеются в виду места, где возможно возникновение автоколебаний, насыпь высотой более 5 метров (параметры задаются преподавателем).

Расчёт нагрузок в различных режимах можно вести в следующем порядке.

Вес контактного провода - и вес несущего троса - определяется в зависимости от марки провода по таблицам. Наиболее удобно пользоваться таблицами учебника [1]. Данные проводов помещены на стр. 26, табл.1 для контактного провода и стр.33, табл. 5 и 6 для несущих тросов заданных марок.

В режиме минимальной температуры несущий трос воспринимает нагрузку только вертикальную - от собственного веса контактной подвески; ветра и гололёда нет, tx=tmin.

1. Определение нагрузок, действующих на провода кс станции и перегона

1.1. Станция. Главные пути. Тип подвески М-95+МФ-100

Вертикальные нагрузки собственного веса ЦП:

g₀= g_m+n*(g_к+g_c), (1.1.1)

где g₀ - общий удельный вес проводов ЦП;

g_m - удельный вес н.т.;

n- количество к.п.;

g_k - удельный вес к.п.;

g_c - удельная нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределена.

При рессорных струнах g_С = 0,05 даН/м

Для н.т.: М-95

g_m = 0,850 дан/м;

n = 1;

g_к = 0,890 даН/м.

g₀ = 0,850+1*(0,890+0,05)=1,79 даН/м

В режиме максимального ветра на несущий трос и контактный провод действует как вертикальный (на несущий трос), так и горизонтальные нагрузки от давления ветра (на несущий трос и контактный провод), гололёд отсутствует;

tx=tv max= - 5 ⁰C.

Горизонтальная ветровая нагрузка на н.т. в даН/м:

P_TVmax = ((C_X*(K_V*V_H)²)/16)*(d/1000), (1.1.2)

где Cx – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, C_X = 1,25 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

V_H – нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, V_H = 25 м/с;

d – диаметр н.т. в мм, d = 12,6 мм;

K_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, K_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5).

P_TVmax = ((1,25*(1*25)²)/16)*(12,6/1000) = 0,615 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на к.п. в даН/м:

P_КVmax = ((C_X*(K_V*V_H)²)/16)*(H/1000), (1.1.3)

где C_X – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, C_X = 1,3 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

K_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, K_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5);

V_H – нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, V_H = 25 м/с;

H – высота к.п., H = 11,8 мм.

P_КVmax = ((1,3*(1*36)²)/16)*(14,5/1000) = 1,53 даН/м

Результирующая (суммарная) нагрузка на н.т. в даН/м:

. (1.1.4)

При определении g_tVmax на н.т. ветровая нагрузка на к.п. не учитывается, так как она в основном воспринимается фиксаторами.

В режиме гололеда с ветром на н.т. действуют

вертикальная нагрузки от собственного веса проводов КП, от веса гололёда на провода и струнах и горизонтальная нагрузка от давления ветра на н.т., покрытый гололёдом, при скорости ветра V_Г: t_x = t_Г = -5 ⁰C.

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на н.т. в даН/м:

g_TГ = 0,0009*n_Г*π* b_T*(d + b_T), (1.1.5)

где n_Г – коэффициент перегрузки для станции, n_Г = 1;

b_T – толщина стенки гололёда на н.т.;

d – диаметр н.т., d = 12,6 мм.

b_T = b_Н* К'_Г* К''_Г, (1.1.6)

где b_Н – нормативная величина стенки гололёда, b_Н=10 мм;

К'_Г – поправочный коэффициент в зависимости от диаметра провод, К'_Г=0,974мм (см. методичка, стр. 11, табл. 8);

К''_Г – поправочный коэффициент, зависит от вида земляной поверхности, К''_Г= 0,8 - принимается в зависимости от вида поверхности.

b_T = 10* 0,974* 0,8 = 7,8 мм

g_TГ = 0,0009*1*3,14* 7,8*(12,6 + 7,8) = 0,45 даН/м

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на к.п. в даН/м:

g_КГ = 0,0009*n_Г*π* b_К*(d_К + b_К), (1.1.7)

где b_К – толщина стенки гололёда на к.п., мм;

d_К – средний диаметр к.п., мм.

b_К = 0,5* b_T. (1.1.8)

b_К = 0,5*7,8 = 3,9 мм

d_K = 0,5*(Н + А), (1.1.9)

где Н – высота сечения к.п., Н = 11,8 мм;

А – ширина сечения к.п., 12,81 мм.

d_K = 0,5*(11,8 + 12,81) = 12,3 мм

g_КГ = 0,0009*1*3,14* 3,9*(12,3 + 3,9) = 0,17 даН/м

Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на провода КП в даН/м:

g_Г = g_ТГ + n*( g_KГ + g_СГ), (1.1.10)

где g_СГ - равномерно распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от гололёда на струнах и зажимах, при одном к.п., даН/м, которая в зависимости от толщины стенки гололёда, g_СГ=0,03 даН/м (см. методичка, стр. 12, табл.9).

g_Г = 0,45 + 1*( 0,17 + 0,03) = 0,65 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на н.т., покрытый гололедом в даН/м:

Р_ТГ = ((С_Х*(К_V*V_ГН)²)/16) * ((d + 2*b_T)/1000), (1.1.11)

где С_Х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, С_Х = 1,25 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

К_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, К_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5);

b_T – толщина стенки гололёда на н.т.;

d – диаметр н.т., d = 12,6 мм;

V_ГН – нормативная скорость ветра при гололёде, V_ГН=14 м/с (см. методичка, стр. 13, табл. 10).

Р_ТГ = ((1,25*(1*14)²)/16) * ((12,6 + 2*7,8)/1000) = 0,43 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на к.п., покрытый гололедом в даН/м:

Р_КГ = ((С_Х*(К_V*V_ГН)²)/16) * ((Н + 2*b_К)/1000), (1.1.12)

где С_Х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления к.п. ветру, С_Х = 1,3 (см. методичка, стр. 10, табл.6);

H – высота к.п., Н =11,8 мм;

b_К – толщина стенки гололёда на к.п., мм.

Р_КГ = ((1,3*(1*14)²)/16) * ((11,8 + 2*3,9)/1000) = 0,31 даН/м

Результирующая (суммарная) нагрузка на н.т. в даН/м:

, (1.1.13)

даН/м

1.2. Станция. Боковые пути. Тип подвески ПБСМ-70+МФ-85

Вертикальные нагрузки собственного веса ЦП:

g₀ = g_m+n*(g_к+g_c), (1.2.1)

где g₀ - общий удельный вес проводов ЦП;

g_m - удельный вес н.т.;

n- количество к.п.;

g_k - удельный вес к.п.;

g_c - удельная нагрузка от собственного веса струн и зажимов, равномерно распределена.

При рессорных струнах g_С = 0,05 даН/м

Для н.т.: ПБСМ-70

g_m = 0,598 дан/м;

n = 1;

g_к = 0,755 даН/м.

g₀ = 0,598+1*(0,755+0,05) = 1,403 даН/м

В режиме максимального ветра на несущий трос и контактный провод действует как вертикальный (на несущий трос), так и горизонтальные нагрузки от давления ветра (на несущий трос и контактный провод), гололёд отсутствует;

tx=tv max= - 5 ⁰C.

Горизонтальная ветровая нагрузка на н.т. в даН/м:

P_TVmax = ((C_X*(K_V*V_H)²)/16)*(d/1000), (1.2.2)

где Cx – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, C_X = 1,25 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

V_H – нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, V_H = 25 м/с;

d – диаметр н.т. в мм, d = 11 мм;

K_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, K_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5).

P_TVmax = ((1,25*(1*25)²)/16)*(11/1000) = 0,53 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на к.п. в даН/м:

P_КVmax = ((C_X*(K_V*V_H)²)/16)*(H/1000), (1.2.3)

где C_X – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, C_X = 1,3 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

K_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, K_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5);

V_H – нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, V_H = 25 м/с;

H – высота к.п., H = 10,8 мм.

P_КVmax = ((1,3*(1*25)²)/16)*(10,8/1000) = 0,548 даН/м

Результирующая (суммарная) нагрузка на н.т. в даН/м:

. (1.2.4)

При определении g_tVmax на н.т. ветровая нагрузка на к.п. не учитывается, так как она в основном воспринимается фиксаторами.

В режиме гололеда с ветром на н.т. действуют вертикальная нагрузки от собственного веса проводов КП, от

веса гололёда на провода и струнах и горизонтальная нагрузка от давления ветра на н.т., покрытый гололёдом, при скорости ветра V_Г: t_x = t_Г = -5 ⁰C.

Вертикальная нагрузка от гололеда на н.т. в даН/м:

g_TГ = 0,0009*n_Г*π* b_T*(d + b_T), (1.2.5)

где n_Г – коэффициент перегрузки для станции, n_Г = 1;

b_T – толщина стенки гололёда на н.т.;

d – диаметр н.т., d = 11 мм.

b_T = b_Н* К'_Г* К''_Г, (1.2.6)

где b_Н – нормативная величина стенки гололёда, b_Н=10 мм

(см. методичка, стр. 11, табл. 7);

К'_Г – поправочный коэффициент в зависимости от диаметра провод, К'_Г=0,99мм (см. методичка, стр. 11, табл. 8);

К''_Г – поправочный коэффициент, зависит от вида земляной поверхности, К''_Г= 1 - принимается в зависимости от вида поверхности.

b_T = 10* 0,99* 1 = 9,9 мм

g_TГ = 0,0009*1*3,14* 9,9*(11 + 9,9) = 0,59 даН/м

Вертикальная нагрузка от веса гололеда на к.п. в даН/м:

g_КГ = 0,0009*n_Г*π* b_К*(d_К + b_К), (1.2.7)

где b_К – толщина стенки гололёда на к.п., мм;

d_К – средний диаметр к.п., мм.

b_К = 0,5* b_T. (1.2.8)

b_К = 0,5*9,9 = 4,95 мм

d_K = 0,5*(Н + А), (1.2.9)

где Н – высота сечения к.п., Н = 10,8 мм;

А – ширина сечения к.п., 11,76 мм.

d_K = 0,5*(10,8 + 11,76) = 11,28 мм

g_КГ = 0,0009*1*3,14* 4,95*(11,28 + 4,95) = 0,22 даН/м

Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на провода КП в даН/м:

g_Г = g_ТГ + n*( g_KГ + g_СГ), (1.2.10)

где g_СГ - равномерно распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от гололёда на струнах и зажимах, при одном к.п., даН/м, которая в зависимости от толщины стенки гололёда, g_СГ=0,03 даН/м (см. методичка, стр. 12, табл.9).

g_Г = 0,59 + 1*( 0,22 + 0,03) = 0,15 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на н.т., покрытый гололедом в даН/м:

Р_ТГ = ((С_Х*(К_V*V_ГН)²)/16) * ((d + 2*b_T)/1000), (1.2.11)

где С_Х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления н.т. ветру, С_Х = 1,25 (см. методичка, стр. 10, табл. 6);

К_V – коэффициент, учитывающий порывистость ветра, К_V = 1 (см. методичка, стр. 9, табл. 5);

b_T – толщина стенки гололёда на н.т.;

d – диаметр н.т., d = 11 мм;

V_ГН – нормативная скорость ветра при гололёде, V_ГН=14 м/с (см. методичка, стр. 13, табл. 10).

Р_ТГ = ((1,25*(1*14)²)/16) * ((11 + 2*9,9)/1000) = 0,471 даН/м

Горизонтальная ветровая нагрузка на к.п., покрытый гололедом в даН/м:

Р_КГ = ((С_Х*(К_V*V_ГН)²)/16) * ((Н + 2*b_К)/1000), (1.2.12)

где С_Х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления к.п. ветру, С_Х = 1,3 (см. методичка, стр. 10, табл.6);

H – высота к.п., Н =10,8 мм;

b_К – толщина стенки гололёда на к.п., мм.

Р_КГ = ((1,3*(1*14)²)/16) * ((10,8 + 2*4,95)/1000) = 0,33 даН/м

Результирующая (суммарная) нагрузка на н.т. в даН/м:

, (1.2.13)

даН/м