- •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
1.4. Общие сведения о контактных сетях электрического транспорта
Контактные сети электрического транспорта предназначены для питания ЭПС и в зависимости от типа транспортных средств могут быть выполнены в виде:
– воздушной эластичной контактной подвески с одинарным или двойным контактным проводом верхнего расположения (электрифицированные железные дороги, трамвай, промышленный транспорт);
– то же с двумя разнополярными контактными проводами (троллейбус);
– жесткого контактного рельса (метро, монорельсовый транспорт).
На электрифицированных железных дорогах и трамвайных линиях питание ЭПС осуществляется по контактной сети в основном с верхней эластичной контактной подвеской над путями (рис. 1.5). Контактные подвески (провода) закрепляются на опорах, расположенных вдоль железной дороги, с помощью консолей или поперечин. В качестве обратного провода используются ходовые рельсы.
Специфика троллейбусной контактной сети заключается в наличии двух параллельных (разнополярных) гибких воздушных контактных подвесок с дистанционно управляемыми из кабины водителя воздушными стрелками. Токоприемники троллейбусов выполнены в виде поворотных штанг с направляющими токосъемными башмаками и ловителями, срабатывающими при сходе башмаков с контактных проводов. В местах пересечения троллейбусных проводов с трамвайными устанавливают специальные секционные изоляторы, в которых токоприемники трамваев проходят под троллейбусными проводами по инерции (по воздуху).
В метрополитене в качестве контактного провода используется третий (четвертый) рельс, а в качестве обратного провода – ходовые рельсы. В местах стрелочных переводов контактные рельсы прерываются, превращаясь в концевые отводы, или их нижняя поверхность разворачивается в сторону оси пути (токоприемника), образуя боковой отвод. Токоприемники выполняются в виде рычагов с контактными башмаками на одних концах и шарнирными основаниями с пружинами на других. Основания устанавливаются на изоляторах или деревянных брусьях, закрепленных на буксах колесных пар вагона (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Схема расположения контактного рельса метрополитена: 1 – контактный рельс; 2 – изоляторы; 3 – резиновый шнур; 4 – деревянный короб; 5 – скоба; 6 – кронштейн; 7 – контактный башмак; 8 – деревянный брус
Применяется токосъем с верхней и боковой поверхностей контактных токопроводов.
В монорельсовом транспорте подвижной состав перемещается по бетонной эстакаде. Контактные рельсы крепятся к вертикальным стенкам балок-эстакад. К ним прижимаются контактные башмаки токоприемников, закрепленных на кузовах вагонов. Все элементы токоприемников работают в сложных аэродинамических потоках в пространстве «экипаж – эстакада» (рис. 1.7).
В случае применения магнитного подвеса условия еще больше усложняются в связи с тем, что высота кузова при «всплытии» (подъеме) периодически изменяется относительно уровня эстакады. Токоприемник должен отслеживать суммарные изменения высотного положения рельсов и подъема (всплытия) экипажа. На стрелках эстакада поворачивается в горизонтальной плоскости вместе с рельсами или ее секция вместе с экипажем перемещается трансбордером (рельсовой тележкой).
Известно переворачивание эстакады на стрелках на 180° относительно продольной оси.
Рис. 1.7. Особенности системы токосъема монорельсового транспорта на магнитном подвесе: 1 –тележка вагона; 2 – Т-образная эстакада; 3 – опорные рельсы; 4 – посадочные упоры; 5 – элементы подрессоривания; 6 – кузов; 7 – линейный двигатель; 8 – реактивная шина; 9 – феррорельс; 10 – электромагниты подвеса; 11 – токоприемник; 12 – контактный рельс с изолятором
