Порядок выполнения работы и содержание отчета

1. Под руководством преподавателя изучить участок контактной сети ГЭТ, смонтированный на стенде (полигон учебного корпуса №7).

2. Схематично начертить продольный участок контактной сети стенда.

3. Указать типы контактных подвесок, смонтированных на стенде.

Контрольные вопросы

1. Что называется пролетом и анкерным пролетом контактной сети?

2. В чем заключаются преимущества эластичной и полужесткой простых подвесок?

3. Какие ограничения длин пролетов и скоростей подвижного состава установлены на участках с простой и цепной подвесками и почему?

4. Что такое стрела провеса контактного провода и несущего троса в цепной подвеске?

5. Как классифицируются цепные подвески по расположению проводов относительно оси пути?

6. Начертите схему и охарактеризуйте маятниковую подвеску. Каким образом происходит частичная компенсация изменения натяжения провода при такой контактной подвеске?

7. Какие подвески называются некомпенсированными? Компенсированными? Полукомпенсированными?

8. Каким образом осуществляется автоматическая компенсация натяжения контактных проводов?

9. Как проводится сезонная регулировка натяжения проводов? В чем ее недостатки?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Изоляторы и подвесная арматура контактной сети

Цель работы: изучить конструкцию основных типов изоляторов, применяемых на контактной сети городского электрического транспорта, а также назначение и конструкцию трамвайных и троллейбусных зажимов и подвесов.

Теоретические сведения

1. Изоляторы

Контактные провода и находящиеся под напряже­нием элементы сети электрически изолируют от опор, зданий, соо­ружений и от других контактных проводов, проводов связи, освещения и других электрических линий не менее чем двумя ступенями изоляции, т.е. двумя последовательно вклю­ченными изоляторами, каждый из которых рассчитан на полное напряжение сети.

Допускается установка одного изолятора с повышенными элек­трическими характеристиками между разнополярными проводами одной линии троллейбуса, а также одного изолятора с обычными характеристиками между проводами линий трамвая при подвеши­вании их на неизолированных подвесах. Все тросовые элементы контактной сети также рекомендуется изолировать от опор, зданий, соо­ружений, земли.

По назначению изоляторы можно условно разделить на три группы: натяжные, подвесные и изоляторы для спецчастей. Натяж­ные изоляторы включают в гибкие поперечины, тросовые и прово­лочные элементы систем, в контактные провода и другие элементы сети, где от изолятора требуется высокая механическая прочность на растяжение. Подвесные изоляторы служат для подвески прово­дов или тросов и фиксации их положения. Изоляторы для спецча­стей введены в конструкцию и по своей форме приспособлены для каждой спецчасти. Некоторые натяжные и подвесные изоляторы могут быть использованы в качестве натяжных и подвесных одно­временно.

Для изготовления изоляторов используют фарфор, древесно-слоистые пластики (ДСП) и полимерные материалы. Все изоляторы должны удовлетворять требованиям необходимой электрической прочности. Изоляторы и изоляция опрессованных деталей должны выдерживать без пробоя и перекрытия сухоразрядное переменное напряжение 5 кВ частотой 50 Гц в течение 1 мин и мокроразрядное напряжение 3 кВ в течение 3 мин. Ток утечки через изоляторы не должен превышать 5 мА.

Изолятор такелажный фарфоровый типа ИТФ-3 применяют в проволочных поперечинах и в подвесных струнах. Минимальное разрушающее усилие на сжатие – 30 кН. В сухую погоду изолятор выдерживает напряжение 15 кВ, во время дождя – 6 кВ. Мини­мальный диаметр троса для армирования изолятора – 8,7 мм.

Изолятор седлообразный фарфоровый армирован хомутами из полосовой стали. По сравнению с такелажным изолятором он имеет лучшие электрические и механические характеристики благодаря большой поверхности, препятствующей возникновению электрического перекрытия, и увеличению площади соприкоснове­ния армировки с фарфором. Это имеет существенное значение для контактных сетей, расположенных на улицах с повышенной загряз­ненностью воздуха (вблизи химических заводов, на побережье мо­рей и др.).

Натяжные пряжечные изоляторы типа ИП-1 на нагрузку 7 кН и типа ИП-2 на нагрузку 12 кН изготавливают из стеклопластика АГ-4С методом горячего прессования. Пряжечный изолятор (рис. 1) армирован двумя стальными обоймами для соединения с тросовыми, проволочными элементами и деталями подвески.

Изоляторы планочные из древеснослоистого пластика ДСП-Б изготавливают двух типов: И-1,2 на нагрузку 12 кН и И-1,7 на на­грузку 17 кН. Ввиду гигроскопичности древеснослоистого пласти­ка его электроизоляционные свойства зависят от влажности. Для сохранения изоляционных свойств изолятор при заводском изго­товлении после просушки дважды покрывают глифталевым лаком печной сушки: первый раз после механической обработки ДСП и второй - после армирования. При эксплуатации не реже чем один раз в 2 года изо­лятор после чистки покрывают дугостойкой глифталевой эмалью воздушной сушки.

Изолятор пластмассовый типа ИПК изготавливают из стекло­пластика АГ-4С методом горячего прессования. Изолятор обладает высокими электроизоляцион­ными свойствами и предназ­начен для изолированного крепления несущего троса к поддерживающим устройствам, контактного провода – к несущему тросу и для других целей. Допустимая нагрузка – 2 кН.

Изолированные болты (рис. 2) устанавливают в изолирован­ных подвесах контактной сети трамвая. Болт состоит из стального сердечника 1, покрытого в верхней части электроизоляционным слоем пресс-массы 2.На нижней части сердечника имеется резьба для подвесного зажима. Изолированные болты изготавливают двух типов: БО – болт изолированный с овальной головкой и БЦ – болт изолированный с цилиндрической головкой.

Болты типа БО наглухо крепят в корпусе подвеса, а болты типа БЦ в стакане ко­жуха с завинчивающейся крышкой и при старении изоляционного слоя или поломке болта могут быть заменены. Изолированные болты должны выдерживать без изгиба боковую нагрузку не менее 5 кН. Недостатком болтов являются скрытые короткие замыкания при нарушении (пробое) изоляционного слоя. Допустимая боковая нагрузка на болт от контактного провода 2,5 кН

Рис. 2. Болты изолированные с овальной (а) и с цилиндрической (б) головками

Рис. 1. Пряжечный изолятор

2. Зажимы

Для того чтобы закрепить контактный провод в точ­ках его подведения или соединить куски провода между собой, ис­пользуют зажимы. Они должны обеспечивать прочность закрепле­ния и свободный проход токоприемника с учетом его конструктив­ных особенностей. Для работы на сети трамвая с дуговым токоприемником или типа пантограф зажимы должны оставлять сво­бодной нижнюю поверхность контактного провода. Для работы на сети троллейбуса зажим, кроме того, должен иметь ограничен­ные поперечные размеры, обеспечивающие свободное вписывание его во внутреннее очертание контактной головки, и скошенные плавно торцы для предохранения от лобовых ударов то­коприемником.

Трамвайный соединительный зажим типа ЗСП служит для сое­динения двух контактных проводов трамвая. По конструкции он аналогичен подвесному зажиму типа ЗПД и отличается от него меньшей длиной и отсутствием прилива на основной щечке. Обе щечки изготавливают из латуни. Зажим с закрепленным в нем про­водом должен выдерживать без изгиба боковую испытательную нагрузку не менее 8 кН, а провод с тремя зажимами – растягива­ющую нагрузку не менее 14 кН.

Трамвайный электросоединительный питающий зажим типа ЗЭП устанавливают для присоединения гибких медных проводов к контактному проводу трамвая. Его конструкция аналогична конст­рукции подвесного зажима типа ЗПО, но отличается от него высо­кой шейкой прилива. Полое отверстие в шейке прилива служит гнездом для впаивания гибкого медного провода, по которому пе­редается электрическая энергия. Обе щечки изготавливают из латуни и скрепляют болтами с резьбой М10. Электрическое переход­ное сопротивление между зажимом и проводом должно быть не бо­лее сопротивления 1 м контактного провода, а нагрев зажима не должен превышать нагрева самого провода при прохождении по нему максимально допустимого тока.

Зажимом трамвайным соединительным распорным типа ЗСР крепятся два контактных провода в вертикальной плоскости. Зажим служит для распора между основным контактным проводом и байдратом на кривых участках пути и пересечениях трамвайных проводов. Байдрат представляет собой отрезок контактного прово­да длиной 2,9 м, который монтируют в точке подвеса ниже основ­ного провода для предохранения его от износа и уменьшения уси­лия на изолированный болт.

Зажим типа ЗСР состоит из основной щечки с отверстием, имеющим резьбу М12, и прижимной щечки с отверсти­ем без резьбы, скрепленных болтом. Основную и прижимную щеч­ки изготавливают из стали или ковкового чугуна с последующей оцинковкой.

Трамвайные подвесные зажимы для одного провода типа ЗПО и двух проводов типа ЗПД предназначены для крепления к под­весной системе одного или двух контактных проводов. Зажим для одного контактного провода (рис. 3, а) состоит из основной щеч­ки 1 с двумя отверстиями с резьбой М10 и прижимной щечки 2 с отверстиями без резьбы, скрепляемых болтами. Основная щечка выполнена с приливом в верхней части, резьбовое отверстие кото­рого служит для крепления на изолированном болте подвеса.

Зажим для двух проводов имеет основную щечку с отверстиями с резьбой М10, по обе стороны которой расположены щечки с от­верстиями без резьбы, скрепленные с основной болтами. Основную и прижимную щечки изготавливают из латуни, ковкого чугуна или из стали. Детали из черных металлов оцинковывают. Зажимы типов ЗПО и ЗПД с закрепленными в них прово­дами должны выдерживать без изгиба испытательную нагрузку не менее 8 кН.

Троллейбусный подвесной зажим типа ЗПВ и зажим подвесной усиленный типа ЗПВ-2 (рис. 3, б) предназначены для крепления к подвесной системе контактного провода в сети троллейбуса. За­жимы состоят из основной щечки 1 с четырьмя отверстиями с резьбой М8 и прижимной щечки 2 с отверстиями без резьбы, скрепляемых винтами М8 143 3 (для типа ЗПВ-2 скрепляемых специ­альными винтами М20 15). В верхней части основной щечки име­ется прилив с резьбовым отверстием для крепления болтом к трол­лейбусному подвесу. Обе щечки изготовляют из латуни. Зажим с закрепленным в нем проводом должен выдерживать боковую на­грузку без бокового изгиба не менее 5 кН. Зажим используют при повороте провода в точке закрепления на угол до 4⁰ для участков, где предусмотрено движение без ограничения скорости, и до 8⁰ на поворотах, кольцах в депо и на других участках, где скорость ограничена до 15 – 20 км/ч. Зажим типа ЗПВ-2, обладающий более прочным закреплением на проводе, применяют почти везде.

Рис. 3. Трамвайные и троллейбусные зажимы: а – подвесной для одного провода типа ЗПО;

б – подвесной типа ЗПВ-2

Зажим электросоединительный питающий переходный типа ЗЭПП служит для присоединения медного провода или кабеля к контактному проводу троллейбуса при помощи зажимов типа ЗЭП. Зажим состоит из основной и прижимной щечек, скрепленных че­тырьмя специальными винтами М20 15. Верхняя часть основной щечки имеет гребень, по форме соответствующий верхней части контактного провода. На гребень устанавливают трамвайный пита­ющий зажим типа ЗЭП с гибким проводом. Обе щечки изготавли­вают из латуни. Электрическое переходное сопротивление между зажимами и проводом должно быть не более сопротивления 1 м контактного провода, а нагрев не должен превышать нагрев самого провода при прохождении по нему максимально допустимого тока.

Зажим стыковой троллейбусный типа ЗС предназначен для ме­ханического и электрического соединения контактных проводов троллейбуса. Он состоит из корпуса и шести специальных винтов с резьбой М8. Корпус зажима изготавливается из стали марки Ст4, а винты – из стали марки Ст35 с цинковым покрытием.

В нижней части корпуса предусмотрен продольный паз по про­филю верхней части контактного провода. При монтаже стыкового соединения нажимные винты острыми краями врезаются в провод и прижимают его к стенкам паза, обеспечивая прочное соединение и надежный контакт. Нагрузка, предшествующая разрушению сты­кового соединения провода МФ-85, должна быть не менее 28,5 кН, при этом корпус не должен деформироваться; допускаемая нагруз­ка 15 кН. Электрическое сопротивление стыка должно быть не более 1,75 · 10^-4 Ом.

Зажимы, применяемые для сталеалюминиевого провода, имеют ту же конструкцию, что и зажимы для медных проводов, только их поверхность покрывают цинком или кадмием. Подвесные зажимы покрывают цинком ЦГО, а питающие, соединительные и другие, обеспечивающие электрическое соединение, – кадмием Кд15. Кро­ме того, соединительный зажим имеет насечку, увеличивающую сцепление с проводами.

Зажим подвесной струновой типа ЗПС-1 применяют для крепле­ния струн на стальном канате диаметром 6,7 мм и проволоке диа­метром 5 мм в сети трамвая и троллейбуса (рис. 4, а). Канат или проволоку зажимают между хомутиком и обоймой нажатием планки при завинчивании гаек. Струна крепится к зажиму валиком. Обойму и планку изготовляют из стали марки Ст3, а хомутик – из стали марки Ст20. Все детали должны иметь цинковое покры­тие.

Конструкция зажима подвесного струнового типа ЗПС-2 (рис. 4, б) отлична от конструкции зажима типа ЗПС-1. Оба за­жима применяют на сетях трамвая и троллейбуса. Канат или проволоку зажимают между основной и дополнительными щеками при затягивании щек. Струну крепят к нижнему болту. Щеч­ки штампованные из оцинкованной стали марки Ст3. Для электри­ческого соединения гибкого провода кабельного вывода марок ПС-300, ППСРМ-300 или других марок с площадью сечения 300 мм² применяют несколько разновидностей зажимов.

Зажим электросоединительный питающий для кабельных выво­дов типа ЗЭПВ-1 служит для соединения кабеля с одним проводом сечением 65 – 100 мм², а зажим типа ЗЭПВ-2 – для со­единения с двумя проводами такого же сечения (рис. 4, в, г).

Зажимы конструктивно выполнены в виде двух вкладышей 3 и 4, между которыми помещается основной провод кабельного выво­да, и планки 2 сверху, которой прижимаются присоединяемые про­вода к верхнему вкладышу. В собранном виде зажим стягивается скобой 1, гайки которой опираются на верхнюю поверхность план­ки.

Токопроводящим элементом является средний вкладыш 3, вы­полняемый из латуни, а остальные детали изготовляют из стали марки Ст3.

Рис. 4. Зажимы струновые и электросоединительные для кабельных вводов:

а – зажим типа ЗПС-2; б – зажим типа ЗПС-2; в – зажим типа ЗЭПВ-1 для соединения с одним проводом площадью сечения 65 – 100 мм²; г – зажим типа ЗЭПВ-2 для соединения с двумя проводами площадью сечения 65 – 100 мм²