- •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
Физико—механические характеристики проводов
Провода |
Плотность материала, кг/м3 |
Температур- ный коэффициент линейного расширения, х10-6 оС-1 |
Модуль упругости, ГПа |
Временное сопротивле- ние разрыву проволоки. ГПа, не менее |
|
Многопроволочные провода |
|||
Медные М |
8900 |
17,0 |
127,5 |
0,39 |
Алюминие- вые А |
2750 |
23,0 |
61,8 |
0,16 |
Биметаллические ПБСМ |
8230 |
13,3 |
171,7 |
0,74 |
Стальные (канаты) |
8000 |
12,0 |
196,2 |
1,18 |
Сталеалюми- ниевые АС с площадью сечения, мм2: 16-95 120 и более |
3470 3560 |
19,2 18,9 |
80,9 83,0 |
|
|
Однопроволочные провода |
|||
Стальные ПСО |
7850 |
12,0 |
196,2 |
0,54 |
Биметаллические БСМ |
8230 |
13,3 |
171,7 |
0,64 |
Контактные: медные МФ и бронзовые БрФ |
8900 |
17,0 |
127,5 |
См. табл. 3.1 |
При исследовании механических характеристик проводов контактной сети во Всероссийском научно-исследовательском институте транспортного строительства (ЦНИИС) была установлена зависимость величины разрушающего натяжения от температуры провода (табл. 3.6).
Во время эксплуатации провода контактной сети подвергаются колебаниям, в результате которых их натяжение может изменяться на 10—17 %, что может привести к усталостным повреждениям. Однако проведенные исследования показали, что провода контактной сети обладают высокой усталостной прочностью, что исключает необходимость проведения соответствующих расчетов. В табл. 3.7 приведены пределы упругости проводов различных типов.
Таблица 3.6
Средняя разрушающая нагрузка (разрывное усилие в кН)
проводов контактной сети и ВЛ
Марка провода |
Температура при испытании, ºC |
|||||
минус |
Плюс |
|||||
60 |
40 |
20 |
20 |
60 |
100 |
|
ПБСМ–70 |
51,80 |
50,76 |
49,80 |
49,07 |
47,07 |
46,17 |
ПБСА–120 |
93,43 |
95,30 |
90,25 |
91,11 |
86,87 |
90,03 |
ПБСА–50/70 |
66,34 |
66,10 |
65,63 |
63,91 |
– |
60,92 |
М–120 |
46,85 |
46,13 |
45,50 |
44,57 |
43,93 |
42,62 |
А–185 |
89,63 |
29,20 |
28,62 |
28,40 |
27,31 |
25,98 |
АС–70/11 |
25,11 |
24,70 |
24,60 |
24,31 |
23,56 |
22,94 |
Таблица 3.7
Значения среднего предела упругости
Марка провода |
Средний предел упругости, кН |
ПБСМ–70 |
27,77 |
ПБСМ–95 |
35,99 |
ПБСА–120 |
41,20 |
М–120 |
28,34 |
А–185 |
16,87 |
По результатам исследований проводов контактной сети с большим периодом эксплуатации установлено, что прочность тросов с течением времени снижается, одновременно на 10—15 % увеличивается их относительное удлинение.