- •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
4.6. Основания и поддерживающие элементы опор
Фундаменты служат для закрепления опор в грунте и должны обеспечивать их устойчивое положение при любых неблагоприятных сочетаниях нагрузок. Классификация фундаментов (рис. 4.18) определяется схемой прилагаемых к ним сил (одиночные и групповые), способом установки (закапываемые, заливаемые, забиваемые), формой сечения (прямоугольные, круглые, двутавровые, трехлучевые), способом скрепления с опорой (заливаемые, болтовые, стаканные, надеваемые на сваю, устанавливаемые в короб), конструкцией (призматические, конические, свайные с ростверком).
При применении одиночных фундаментов (рис. 4.19) момент внешних (выворачивающих сил) уравновешивается моменте!.: реактивных сил в грунте. Фундаменты опор с конструкциями, например, с оттяжками (рис. 4.20, а, б), препятствующими выдергиванию или погружению опор в грунт, называют раздельными. Стрелки М на рис. 4.19 и 4.20 показывают направление момента М, действующего на фундамент, а стрелки в грунте — примерный характер реакций, вызываемых в нем.
При электрификации железных дорог около 70 % опор закрепляют непосредственно в грунте (нераздельные опоры) и примерно 30 % устанавливают в стаканные фундаменты (раздельные). Установленная в стакан опора закрепляется омоноличиванием полости между внутренними стенками стакана и наружной поверхностью опоры цементным раствором. Широкое применение нашли клиновидные фундаменты конструкции В.И. Подольского для раздельного крепления опор контактной сети системы КС-200 и др. (рис. 4.20, в). Для закрепления в грунте раздельных центрифугированных железобетонных опор (типа С и СО) и стоек жестких поперечин взамен ранее использовавшихся стаканных фундаментов и анкеров двутаврового сечения широко применяют трехлучевые железобетонные фундаменты стаканного типа, а для крепления оттяжек — трехлучевые анкеры, позволяющие уменьшить высокое сопротивление грунта при их вибропогружении.
Обозначают фундаменты буквами и цифрами: Т — трехлучевой, С — стаканного типа, А — анкер; первое число в обозначении — несущая способность фундамента, тс м, второе число — длина фундамента, м, например, ТС-6,0-3,5.
Оттяжки изготавливают из круглой стали диаметром 16 мм и используют для увеличения несущей способности опор. Обычно к верхней части опор крепят хомутами две оттяжки (на уровне несущего троса и контактных проводов), сходящиеся внизу на проушине анкера. Оттяжки могут быть неизолированными и изолированными. Последние применяют для предотвращения стекания через оттяжку блуждающих токов в случае высокой электропроводности грунта.
Подкосы применяют как элемент увеличения несущей способности опор при невозможности использования оттяжек. Выполняют подкосы в виде протяженной, работающей на сжатие фермы, например решетчатой, уголковой (рис. 4.20, в). Нижним концом ферма опирается на анкер.
Рис. 4.18. Классификация фундаментов опор контактных сетей
Анкеры предназначены для крепления оттяжек или подкосов и классифицируются по форме сечения: призматические, двутавровые, трехлучевые. Обозначение последнего — ТА.
Лежни и опорные плиты применяют для улучшения закрепления без фундаментных опор в грунте. Их изготавливают трех типоразмеров и обозначают: лежни—Л-1, Л-П, Л-Ш, а опорные плиты — ОП-1, ОП-П и ОП-1П. Первые две плиты выполняются в виде кругов, третья — прямоугольной формы (600 х 800 мм, толщиной 50 мм).
Все фундаменты, анкеры, лежни и опорные плиты изготавливают из ненапряженного железобетона.
Для закрепления железобетонных опор в районах вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания грунта применяют специальные конструкции: сваи длиной 8 и 10 м; анкеры стоечного типа Длиной 4,5 м с опорной плитой в основании; свайные забиваемые анкеры длиной 10 м, а также теплоизоляцию фундаментной части, препятствующую оттаиванию грунта. Для закрепления в грунте металлических опор гибких поперечин применяют железобетонные свайные, а также раздельные (рис. 4.20, г) фундаменты, состоящие из двух блоков с анкерными болтами для крепления.
Рис. 4.19. Схемы закрепления опор на выворачиваемых фундаментах: бесфундаментное крепление (а); с лежнями (б); призматическое (в); ступенчатое (г); двутавровое (д)
Обозначают блочные фундаменты буквами и цифрами: Р — раздельный, Ф — фундамент, первая цифра — тип блока по опалубочным размерам, вторая — тип армирования. Перспективные фундаменты опор гибких поперечин (рис. 4.20, д) состоят из железобетонной плиты -ростверка, сквозь отверстия в которой забивают сваи. Сваи и ростверк соединяют между собой сваркой с помощью специальных металлических анкеров, заделанных в бетон, и съемных накладок, а затем омоноличивают бетонными оголовками. Для облегчения конструкции ростверка в нем устраиваются «окна», заполняемые грунтом.
Рис. 4.20. Схемы закрепления опор на различных выдергиваемых фундаментах: с анкером и подопорной плитой (а); ступенчатый фундамент с анкером (б, в): раздельный (г); свайный с ростверком (д); 1 — анкер: 2 — подопорная плита; 3 — опора; 4 — оттяжка; 5 — ступени; б — подкос: 7 — свая; 8 — ростверк; 9 — раздельные фундаменты
