- •Контактные сети и линии электропередачи
- •Глава 5 написана автором совместно с доцентом в.В. Свешниковым, глава 12 — с доцентом в.М. Павловым.
- •От автора
- •Глава 1 введение в контактные сети, линии электропередачи и их развитие
- •1.1. Понятие об энергетике и транспорте
- •1.2. Общие сведения об электрических сетях
- •1.3. Общие сведения о линиях электропередачи
- •1.4. Общие сведения о контактных сетях электрического транспорта
- •1.5. Этапы развития контактных сетей электрического транспорта
- •1.6. Контактные сети электрифицированных железных дорог
- •1.7. Понятия о характеристиках материалов, применяемых для изготовления узлов и элементов контактных сетей и линий электропередачи
- •Глава 2 климатические факторы и расчетные нагрузки, действующие на элементы контактных сетей и линий электропередачи
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Нагрузка от веса провода
- •2.3. Гололед и гололедные нагрузки
- •2.4. Ветер и ветровые нагрузки
- •Нормативное скоростное давление и скорость ветра на высоте 10 м от земли (повторяемость 1 раз в 10 лет)
- •Параметры шероховатости подстилающей поверхности
- •2.5. Температура окружающей среды и ее расчетные значения
- •Годовые минимумы и максимумы температуры окружающей среды различной обеспеченности
- •Годовая температура повторяемостью 1 раз в 10 лет
- •2.6. Расчетные режимы и результирующие нагрузки
- •Глава 3 токопроводящие и контактные устройства контактных сетей и лэп
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Контактные подвески и провода
- •Физико—механические характеристики проводов
- •Средняя разрушающая нагрузка (разрывное усилие в кН)
- •3.3. Узлы и элементы конструкций контактных подвесок и лэп
- •3.5. Расчет цепных контактных подвесок
- •3.6. Жесткие и полужесткие контактные токопроводы
- •3.7. Силовые кабели
- •Глава 4 опорно-подцерживающие устройства контактных сетей и лэп
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Консоли, кронштейны и траверсы контактных сетей и лэп
- •4.3. Опоры контактных сетей и лэп
- •4.4. Жесткие поперечины
- •4.5. Гибкие поперечины
- •4.6. Основания и поддерживающие элементы опор
- •4.7. Расчет закрепления опорных конструкций в грунте
- •Характеристики грунтов
- •Глава 5 изолирующие элементы в контактных сетях и лэп
- •5.1. Основные параметры
- •5.2. Конструкция простых изоляторов
- •5.3. Конструкция сложных и комбинированных изоляторов
- •Глава 6 устройства секционирования контактной сети и лэп
- •6.1. Схемы секционирования контактных сетей станций и перегонов
- •6.2. Сопряжения контактных сетей и нейтральные вставки
- •6.3. Секционные изоляторы
- •6.4. Секционные разъединители и групповые переключатели контактных сетей и их приводы
- •Глава 7 защитные устройства контактных сетей и лэп
- •7.1. Защита изоляции от перенапряжений
- •7.2. Защита устройств контактных сетей от коррозии. Заземление, обеспечение электробезопасности
- •7.3. Обеспечение надежной работы защит. Минимизации потерь тягового тока и напряжения в рельсовой сети
- •7. 4. Репеллентная защита от перекрытия изоляции птицами
- •7 5 Защита проводов воздушных промежутков контактной сети от пережогов токоприемниками
- •Глава 8 встроенные диагностические устройства контактных сетей и лэп
- •Глава 9 расчеты усилий в опорах при обрыве проводов
- •Глава 10 тепловой расчет элементов контактных сетей и лэп
- •10.1. Распределение токов между проводами контактной сети
- •10.2. Расчет температуры провода для тока, не изменяющегося по времени
- •10.1. Кривые нагревания проводов при различных коэффициентах изменения сопротивления
- •10.3. Выбор расположения поперечных соединителей подвески
- •Глава 11
- •11.2. Ветроустойчивость устройств контактных сетей и лэп
- •11.3. Ветровые отклонения проводов и допустимые длины пролетов простых контактных подвесок и лэп
- •Ветровые отклонения проводов и допустимые длины пролетов цепных контактных подвесок
- •Глава 12 токоприемники
- •Общие сведения и определения
- •Приведенные массы системы подвижных рам и полозов токоприемников
- •Силы нажатий и сухого трения системы подвижных рам токоприемников
- •Силы нажатий кареток токоприемников
- •Аэродинамические устройства
- •Коэффициенты вязкого трения систем подвижных рам токоприемников
- •Глава 13
- •13.2. Критерии качества токосъема
- •13.3. Обобщенные расчетные схемы токоприемников и контактных подвесок
- •13.4. Сосредоточенные параметры контактных подвесок и их определение
- •13.5. Определение распределенных параметров контактных подвесок
- •13.6. Косвенные параметры контактных подвесок, взаимодействующих с токоприемниками
- •13.7. Расчет токосъема для токоприемников с двумя степенями свободы, с учетом контактных подвесок с сосредоточенными параметрами
- •13.8. Методы испытаний контактных подвесок в лабораторных условиях и на полигонах
- •13.9. Порядок динамического расчета компенсированных контактных подвесок скоростных и высокоскоростных магистралей
- •Глава 14
- •Контактных сетей
- •14.2 Требования к контактным материалам. Динамический коэффициент использования вставок.
- •14.3. Изнашивание при передаче электрической энергии через статический, разрывной и скользящий контакт «провод — токоприемник»
- •14.4. Общий и местный износ контактных проводов и вставок токоприемников
2.6. Расчетные режимы и результирующие нагрузки
При расчетах нагрузок большое значение оказывает совпадение таких факторов, как температура воздуха, толщина гололедных образований и скорость ветра. В результате обработки длительных наблюдений установлено наиболее вероятное сочетание температуры образования и интенсивности гололедных отложений с наибольшей скоростью ветра при этом (см. п. 2.3), а также сочетание температуры окружающей среды и ветра наибольшей интенсивности (см. п. 2.4). Наблюдениями установлено, что вероятность появления ветра и гололеда с ветром при других температурах воздуха исключительно мала. Поэтому в нормах расчета контактной сети и воздушных линий принято, что для всех возможных расчетных режимов при проектировании контактной сети и воздушной линии необходимо учитывать только три сочетания вертикальных и горизонтальных нагрузок: вес провода и ветер; вес провода, покрытого гололедом, и ветер; вес провода. Расчет провода выполняют по результирующей нагрузке, равной геометрической сумме вертикальной и горизонтальной составляющих. Так как направления нагрузок от веса провода g и действия ветра pвт на него при отсутствии гололеда составляют прямой угол (рис. 2.7, а), можно найти результирующую нагрузку q на провод при ветре, кН/м
.
(2.23)
Угол между результирующей и вертикальной нагрузками
.
При давлении ветра на провод, покрытый гололедом (рис. 2.7, б), результирующая нагрузка, кН/м,
.
(2.24)
Угол между результирующей и вертикальной нагрузками при гололеде с ветром
.
(2.25)
Рис. 2.7. Результирующие нагрузки на провод при ветре (в) и гололеде с ветром (б)
Если добавочные нагрузки (гололед с ветром и ветер наибольшей интенсивности) отсутствуют, то на провод действует только нагрузка от силы тяжести провода, в этом случае q = g .
Глава 3 токопроводящие и контактные устройства контактных сетей и лэп
3.1. Общие положения
Одной из основных подсистем контактных сетей и линий электропередачи являются токопроводящие (провода, токопроводы, электропроводки, кабели) и контактные (провода и рельсы) устройства (контактные подвески). Их можно классифицировать (рис. 3.1, а) по механическим состояниям: напряженные (например, натянутые провода) и ненапряженные (контактные рельсы, полужесткие разборные контактные токопроводы, свободнолежащие кабели) и по степени изоляции: неизолированные (голые), например провода ВЛ, и изолированные (провода, токопроводы скрученные, изолированные провода СИП — тросарды, кабели). Все типы и варианты токопроводящих и контактных устройств имеют соответствующий набор узлов (рис. 3.1,6), монтируемых по определенным схемам.
Кроме того, на опорах контактных сетей размещаются и специальные подвески: заземляющие тросы, предназначенные для пропуска токов короткого замыкания при пробое изоляции, а также волноводы и кабели волоконно-оптической связи для уменьшения помех поездной радиосвязи и пропуска заданного объема сигналов. Опоры ВЛ 35 кВ и выше снабжают одним или двумя грозозащитными тросами, которые размещают над проводами и заземляют. На них частично может быть распространена классификация и изложенные ниже методы расчетов. Схемы подвесок контактных сетей и ВЛ определяют их конструкции в соответствии с техническими требованиями, их классификация ведется по основным признакам: контактные и неконтактные, жесткие, полужесткие, гибкие. Одновременно гибкие могут быть простыми и цепными: плоскими одинарными, двойными и объемными. Цепные подвески состоят из расположенных вдоль пролетов несущих тросов, к которым снизу подвешены вспомогательные и контактные провода. Ниже в тексте по отдельности классифицируется каждая группа контактных подвесок и описываются узлы, входящие в рассматриваемую подсистему (рис. 3.2).
Рис. 3.1. Классификация видов контактных сетей и ЛЭП по функциональным, механическим и диэлектрическим признакам (а) и узлам токопроводящих и контактных устройств (б)
Рис. 3.2. классификация схем простых (а), плоских одинарных (б) и двойных (в), а также объемных (г) цепных контактных подвесок
