3.6. Жесткие и полужесткие контактные токопроводы

Кроме гибких подвесок к контактным токопроводам относятся так же любые ненапряженные самонесущие токопроводящие и контактные устройства (контактные рельсы, желобчатые токопроводы и др.). Они могут обладать такими же динамическими характеристиками, как и гибкие подвески, а также удовлетворять требованиям, которые им недоступны: малогабаритность, легкоразборность, наличие аварийного резерва. Конструкции самонесущих контактных токопроводов различаются схемами и габаритами несущих балок, устройством токосъемных элементов, разборных модулей, их сечением, стыковыми и концевыми узлами, подвесами к поддерживающим кронштейнам и т.п.

Определение параметров и характеристик токопроводов основывается на статическом и динамическом расчетах упругих не разрезных балок, подвешенных более чем на двух опорах. Однако кроме прочностных показателей они должны выдерживать определенные значения температурных удлинений (зазоры в стыках), стрел провеса, ординат высотного положения концевых отводов (воздушные стрелки) и т.д.

Использование того или иного типа токопровода определяется видом электроподвижного состава и местом их монтажа.

На магистральных железных дорогах контактный токопровод с верхним подвесом применяется на станциях с дебаркадерами (Дания), в депо для электропоездов (Германия), тоннелях (Япония). Третий контактный рельс для открытых участков применяется для электровозов и электропоездов в Англии.

В метрополитенах разных стран используются расположенные рядом с ходовым рельсом третий (четвертый) специальный контактный рельс с токосъемом с нижней (Россия) или верхней (Швеция) его поверхности, а также токопроводы, подвешенные наверху под сводом тоннеля.

В трамвайных сетях (Франция, г. Бордо) начали внедрять напольный контактный токопровод в виде изолированной с трех сторон шины, располагаемой на уровне земли по оси пути. При этом напряжение на него подается только при наезде трамвая по сигналу электронного датчика; ток снимается токоприемниками, находящимися под кузовом вагона (рис. 3.35).

На монорельсовых видах транспорта с пневматическим или магнитным подвесом используют жесткие токопроводы, количество которых соответствует числу питающих ЭПС фаз плюс заземление. Могут применяться контактные рельсы метрополитена или специальные желобчатые токопроводы, как на московской монорельсовой линии «Тимирязевская» — «Ботанический сад».

Рис. 3.35. Схема наземного контактного токопровода с автоматическим подключением для электроснабжения трамвая во Франции: 1 — сигнальная линия с датчиками ЭПС; 2 – секция токопроводящей шины; 3 — токоприемник; 4 — ЭПС (трамвай)

Контактные рельсы образуют жесткую контактную подвеску (сеть), у которой при проходе токоприемника не изменяется первоначальная ордината точек рабочей поверхности. Рельсы имеют специальный профиль и изготавливаются из стали с пониженным электрическим сопротивлением. Применяются также комбинированные рельсы — сталеалюминиевые. При токосъеме с нижней поверхности рельс закрывают с трех сторон коробом (деревянным или пластмассовым) для защиты от возникновения гололедных образований на контактных рельсах наземных участков и парковых путей электродепо, а также для защиты персонала от случайных прикосновений к контактному рельсу, находящемуся под напряжением. На стрелках используются концевые и боковые отводы (рис. 3.36), обеспечивающие проход токоприемников по воздуху.

Существуют также конструкции (Германия, г. Эрфурт) верхних жестких токопроводов, изготовленных в виде алюминиевой коробчатой шины, к нижней части которой крепят медный контактный провод (рис. 3.37).

Полужесткие токопроводы (модули) выполняют из труб с прикрепленными к ним контактным проводами. Концы таких эластичных балок стыкуются на упругом Подвесе поддерживающего устройства, что обеспечивает равноэластичность в пролете.

Рис. 3.36. Схема расположения контактного рельса и концевого отвода на стрелочном переводе (а), вид сбоку концевого отвода метрополитена (6): 1 — контактный рельс; 2 — концевой отвод; З — ходовой рельс

Рис. 3.37. Сечение жесткого комбинированного токопровода воздушной контактной подвески (Германия): 1 — контактный провод: 2 — алюминиевый профиль

В заключение необходимо отметить, что зарубежными и отечественными специалистами, в том числе Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС), все больше внимания уделяется совершенствованию существующих и разработке новых конструкций контактных токопроводов, которые получают широкое распространение в системах электроснабжения метрополитена, железных дорог и новых видов транспорта.