- •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
1.7. Понятия о характеристиках материалов, применяемых для изготовления узлов и элементов контактных сетей и линий электропередачи
Долговечность устройств контактной сети и линий электропередачи определяется стабильностью в течение эксплуатации первоначальных параметров механической и электрической прочности, а также минимизацией электромеханического изнашивания, коррозионных и прочих деструкции материалов, из которых указанные устройства изготовлены.
Для сооружения контактных сетей и линий электропередачи используются, как правило, следующие группы материалов: электротехнические (токопроводящие и изоляционные), конструкционные (различные стали и чугуны, алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы, пластмассы, резины и т.п.), строительные (железобетон, древесина и т.п.) и др.
Проводниковые материалы применяются как в чистом виде, так и легированные различными присадками. Свойства меди улучшаются при применении различных способов изготовления проводов — холодной протяжкой или прокаткой. При этом увеличиваются прочность и износостойкость (твердость), но при перегреве во время эксплуатации появляется опасность отжига, приводящего к потере полученного эффекта. Провода подвержены вытяжке после монтажа, циклические нагрузки на них могут привести к усталостным явлениям в материале.
Механический износ деталей уменьшается полимерными покрытиями. Для этой же цели между контактными пластинами токоприемников закладывают сухую графитовую смазку, обеспечивающую также защиту (путем смазки) контактных проводов. Степень электроэрозионного изнашивания контактных материалов зависит от дугостойкости поверхностей.
Коррозионная стойкость стальных опор и деталей достигается цинкованием, покраской, покрытием антикоррозионной смазкой. Защита арматуры нижней части опор и фундаментов от стекания токов обеспечивается антикоррозионными покрытиями.
К важнейшим характеристикам материалов проводов, находящихся под натяжением, относятся: коэффициент линейного расширения, модуль упругости, плотность, временное сопротивление разрыву, предел пропорциональности. Важны они и для других деталей, несущих механическую нагрузку, но при этом для них дополнительно учитываются допускаемые напряжения на растяжение, сжатие, изгиб, срез, смятие, кручение. Нормируется также и хладноломкость материалов при низких температурах. При соединении деталей сваркой различных видов (холодной, взрывом, термитной, газовой и т.д.) определяющим является качество полученных швов. Важнейшей функциональной характеристикой проводящих деталей является их электрическое сопротивление.
Необходимо также учитывать характеристики железобетонных конструкций (прочность, плотность, гигроскопичность и т.п.) и деревянных деталей (склонность к возгоранию, гниению и т.д.) От значений параметров и характеристик свойств материалов зависит надежная работа контактных сетей и ЛЭП.
Глава 2 климатические факторы и расчетные нагрузки, действующие на элементы контактных сетей и линий электропередачи