книги из ГПНТБ / Фрайфельд А.В. Устройство, монтаж и эксплуатация контактной сети учебник

По окончании монтажа контактной сети все работающие уда­ ляются на безопасное расстояние (не менее 2 м). Руководитель работ отмечает время окончания монтажа на письменном разре­ шении представителя дистанции контактной сети, который снима­ ет заземляющие штанги; после этого считается, что контактная сеть находится под напряжением. В этом случае приближаться к ней ближе чем на 2 м нельзя.

Монтажные работы при электрификации вторых путей на пере­ менном токе. Во всех проводах, идущих параллельно действующей контактной сети и ДПР, вследствие электромагнитного влияния появляется наведенное напряжение, опасное для жизни. Поэтому, помимо всех требований и особенностей монтажа, связанных с электрификацией вторых путей и изложенных выше, при сооруже­ нии контактной сети переменного тока принимают специальные меры, обеспечивающие безопасность работ от наведенного напря­ жения.

Такой мерой защиты является заземление монтируемых про­ водов с обеих сторон от места работы. Однако в процессе раскат­ ки постоянное и надежное заземление проводов осуществить слож­ но. Поэтому раскатку проводов любым существующим методом производят только при снятом напряжений с контактной сети и ДПР действующего пути. Кроме раскатки проводов, со снятием напряжения производят перевод развернутых вдоль пути консолей с несущим тросом или цепной подвеской в положение, перпендику­ лярное оси пути на прямой и кривой любого радиуса и все другие виды работ, выполняемые со снятием напряжения на вторых пу­

ления опор контактной сети, которые должны быть смонтированы до раскатки проводов. Каждую опору и все металлоконструкции, установленные на ней (консоли, кронштейны и т. п.), заземляют на рельс в соответствии с проектом. При установке изолирован­ ных консолей консольный изолятор заранее на земле шунтируют инвентарным заземлителем, сечение которого должно быть не ме­ нее 25 мм2 по меди (рис. 243). Аналогично шунтируют подвесные гирлянды изоляторов при установке неизолированных консолей и кронштейнов для подвески проводов ДПР.

Раскатку несущего троса и контактного провода производят при этом способе заземления опор только поверху. В процессе раскатки консоли выводят в проектное положение и несущий трос, закрепляют в каждом седле плашкой. При раскатке контактного провода его соединяют с несущим тросом, помимо струн, еще тре­ мя электрическими соединителями, два из которых устанавливают между средней анкеровкой и каждым сопряжением данного анкер­ ного участка, а третий — около средней анкеровки. Последний де-

290

монтируют после монтажа средней анкеровки контактного про­ вода.

Провода ДПР раскатывают на обочину пути, перебрасывают через вершины опор и закрепляют плашками в седлах, заземлен­ ных на каждой опоре.

Для обеспечения надежного заземления опор перед началом работ по монтажу контактной сети должны быть подготовлены рельсовые цепи второго пути на всем перегоне: вновь уложенный путь должен быть непрерывным и с обоих концов состыкован со станционными путями, стыковые соединители приварены, между­ рельсовые перемычки установлены; на участках с автоблокировкой изолирующие стыки должны быть зашунтированы дроссельтрансформаторами или специальными перемычками.

При втором способе применяют специальные заземлители, ко­ торые устанавливают не реже чем через 2 0 0 м; монтажные рабо­ ты производят в зоне между этими заземлителями. Специальные заземлители изготовляют из провода сечением не менее 25 мм2 по меди и подключают к готовой рельсовой цепи вновь электрифици­ руемого пути, а для отдельно стоящих опор — к уголкам или тру­ бам, забиваемым в землю на глубину не менее 1 м.

В этом случае провода чаще всего раскатывают на обочину пути и присоединяют к специальным заземлителям соединитель­

4 Р А З Д Е Л

*■

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Глава XVIII

Р А Б О ТА У С Т Р О Й С Т В К О Н Т А К Т Н О Й С Е Т И

ВУ С Л О В И Я Х Э К С П Л У А Т А Ц И И

§70. Износ контактных проводов

имеры по его уменьшению

При движении токоприемников по контактным проводам про­ исходит изнашивание проводов и контактных пластин токоприем­ ников. Интенсивность этого износа в основном зависит от величи­ ны снимаемого тока, силы нажатия токоприемника на контактный провод, материала трущихся поверхностей, их состояния и смазки, а также от устройства контактной сети и токоприемника.

Условно весь износ можно разделить на электрический и ме­ ханический. Чем больше величина снимаемого тока, тем больше электрический износ. Поэтому усиленный износ наблюдают в местах трогания и разгона поездов с электрическими локомотива­ ми, а также на затяжных подъемах, где потребляются значитель­ ные токи. По этой же причине износ на линиях переменного тока при прочих равных условиях значительно меньше, чем на линиях постоянного тока.

С увеличением нажатия токоприемника на контактный провод механический износ возрастает. Значительное увеличение износа наблюдают в местах нахождения на контактной сети жестких точек и сосредоточенных масс, а также в местах снижения контакт­ ного провода при подходе к искусственным сооружениям, где на­ жатие токоприемника на провод увеличивается.

Неровность и загрязнение контактных пластин и контактного провода вызывают увеличение как механического, так и электри­ ческого износа. Поэтому на электрифицированных линиях, где сохраняется движение паровозов и тепловозов, износ больше, чем на линиях, где эти локомотивы не работают. Значительно возра­ стает износ при токосъеме во время гололедных образований на контактном проводе, так как в этом случае часто возникает искре­ ние между проводом и токоприемником.

Величина и характер износа зависят также от состояния кон­ тактной сети. Обычно вследствие неравномерной эластичности вдоль пролета имеются места, где износ контактного провода су­ щественно превышает среднюю для данного анкерного участка величину, Такой износ называют местным. Наиболее часто

293

повышенные местные износы наблюдаются под фиксаторами и особенно на кривых малого радиуса, при больших углах отклоне­ ния проводов на воздушных стрелках и там, где на контактном -проводе оказывается какая-либо сосредоточенная нагрузка. Осо­ бенно опасны места, где токоприемник отрывается от контактно­ го провода, и возникает электрическая дуга, при этом образуются наибольшие местные износы. Иногда повышенный износ наблю­ дается в средних частях пролета, но это, как правило, вызвано более быстрым истощением смазки (при медных контактных плас­ тинах) в средней ч'асти полоза токоприемника, так как эта часть большее время находится в контакте с проводом, чем края поло­ за. Обычно такой износ наблюдается в местах, удаленных от де­ по или других пунктов, где наносят смазку на полозы токоприем­ ника с медными пластинами.

Значительные местные износы контактных проводов могут образоваться в случае недостаточно бережного обращения с ними при монтаже, вследствие чего на поверхности проводов остались царапины или другие повреждения.

При наличии определенных участков местными износами для увеличения срока службы контактные провода иногда сдвигают вдоль пролета. Тогда места повышенного износа оказываются в более благоприятных условиях и дальнейшее изнашивание прово­ да замедляется.

Износ контактных проводов на однопутных участках выше, чем на двухпутных, что объясняется более медленной пришлифовкой контактной поверхности проводов из-за эффекта переориентации микрочастиц при двустороннем движении токоприемников. Значи­ тельный износ наблюдается также на горных участках: примерно в 2 раза выше, чем на равнинных.

Износ контактного провода определяют как уменьшение пло­ щади его поперечного сечения и измеряют в квадратных милли­ метрах (см. § 81). Износ, отнесенный к 10 000 проходов токопри­ емника, называют удельным. Износ характеризуют также средней удельной потерей меди контактными проводами, т. е. уменьшением их веса в килограммах, отнесенного к пробегу электроподвижного состава в 1 0 0 0 электровозо-км или секцие-км.

Правилами содержания контактной сети определено, что износ не должен превышать 50 мм2 для контактных проводов сечением 150 мм2, 35 мм2 для проводов сечением 100 мм2 и 25 мм2 для про­ водов сечением 85 мм2. В тех случаях, когда на проводе появля­ ются местные износы, превышающие указанные величины, но со­ ставляющие не более 60 мм2 для проводов сечением 150 мм2, не более 40 мм2 для проводов сечением 100 мм2 и не более 30 мм2 для проводов сечением 85 мм2, параллельно основному проводу уста­ навливают шунты в виде дополнительных отрезков провода, по которым и происходит в дальнейшем скольжение полозов токо­ приемников. Если же местный износ провода больше и этих вели­ чин, то такие участки вырезают и заменяют новыми. Когда средний износ провода сечением 1 0 0 мм2 по всему участку достигнет 30%

294

его сечения, производят смену провода на всем анкерном участке. Если число вставок и шунтов в анкерном участке равно 20, сплош­ ную смену производят при среднем износе провода, составляющем 15% его сечения.

В эксплуатации по мере увеличения износа контактного про­ вода его номинальное натяжение уменьшают, снимая грузы ком пенсаторов в соответствии с Правилами содержания контактной сети. Натяжение проводов в местах наибольшего износа не должно превышать 1 2 кгс/мм2 для медных и 15' кгс/мм2 — для бронзовых проводов.

На некоторых линиях приходится из-за износа менять контакт­ ные провода через каждые 5—б лет. Это свидетельствует о важ­ ности мероприятий, ведущих к уменьшению износа и тем самым сохраняющих стране значительное количество дефицитной меди.

Существенное влияние на износ оказывает материал контакт­ ных пластин токоприемников. При медных контактных пластинах и медных контактных проводах происходит трение двух однород­ ных металлов, при котором износ обеих трущихся поверхностей вследствие явления схватывания достигает больших размеров.

Значительное (примерно в 3 раза) снижение износа контакт­ ных проводов достигается при замене медных пластин токоприем­ ников на угольные (или графитные) вставки (см. § 3). При тре­ нии вставок о провод на нем образуется тонкая пленка (политура), которая уменьшает износ меди и угля. Таким образом, при уголь­ ных вставках не требуется специальной смазки, что весьма сущест­ венно для эксплуатации. Однако для получения указанного выше снижения износа необходимо перевести на угольные вставки все токоприемники всех электрических локомотивов, работающих на данном участке. Иначе токоприемники с медными пластинами бу­ дут нарушать зеркально гладкую поверхность контактного прово­ да и ожидаемое снижение износа не будет достигнуто.

При эксплуатации угольных вставок необходимо особо тща­ тельно содержать контактную сеть, так как по сравнению с мед­ ными такие вставки обладают повышенной хрупкостью и при неисправной сети (например, при перекошенных зажимах) на них образуются сколы и трещины, препятствующие нормальному токо­ съему.

На всем электроподвижном составе переменного тока и элект­ ропоездах постоянного тока применяют угольные вставки типа А по ГОСТ 5.1045—71 (удельное электрическое сопротивление ма­ териала 27 Ом-мм2/м), а на электровозах постоянного тока — в основном вставки типа Б по ГОСТ 14692—69 (удельное электри­

способность по току. Вследствие этого при необходимости центра-

29 5

п о о т н о ш е н и ю к у к а з а н н ы м з н а ч е н и я м .

лизованного снабжения электроэнергией пассажирских вагонов на стоянке для электровозов постоянного тока ЧС2 и ВЛ22М, оборудо­ ванных однополозными токоприемниками, угольные вставки не могут быть применены.

В этих условиях, а также при очень больших токовых нагруз­ ках на линиях постоянного тока (на электровозах ВЛ8 и ВЛ10) целесообразно использовать металлокерамические контактные пластины. Эти пластины изготовляют прессованием смеси различ­ ных металлических и неметаллических (например, графитовых) порошков с последующим спеканием в специальных печах. Метал­ локерамические пластины в СССР выпускают на железной основе (типы Р-4 и Р-7, содержащие до 70% железа) и на медной основе (тип Р-8 , содержащие до 85% меди). Естественно, что пластины на медной основе обладают большей проводимостью, чем изготов­ ленные на железной основе. Однако они испытаны еще недоста­ точно широко и пока выпущены только опытные партии таких пластин.

Однополозный токоприемник с металлокерамическими пласти­ нами может полностью обеспечить на стоянке потребность цент­ рализованного снабжения электроэнергией пассажирских вагонов. Одним из важных достоинств металлокерамических пластин явля­ ется дугостойкость. Однако эти пластины (особенно выполненные на железной основе) изнашивают контактные провода больше, чем угольные вставки, и сами не обеспечивают смазку проводов в той степени, как угольные. В отличие от медных металлокерами­ ческие пластины могут работать совместно с угольными вставками на одних и тех же участках.

Снизить износ при токоприемниках с медными контактными пластинами можно, нанося на их полозы смазки. В настоящее время применяют только сухую смазку, которая состоит из гра­ фитового порошка (65 частей) и кумароновой смолы (35 частей), необходимой для связывания порошка в плотную массу. Сухую

296

смазку закладывают между контактными пластинами на полозах токоприемника так, чтобы она соприкасалась с контактным про­ водом. При движении токоприемника частицы графита наносятся на контактный провод и пластины токоприемника, вследствие чего на трущихся поверхностях образуется тонкая графитовая пленка, способствующая их полированию, что обеспечивает снижение изно­ са. Для нанесения сухой смазки на полозы токоприемников пред­ варительно перемешивают графитовый порошок с расплавленной кумароновой смолой. Полученную массу закладывают между контактными пластинами в горячем состоянии и после остывания смазка плотно схватывается с полозом и контактными пластинами. Излишнюю смазку (выше уровня контактных пластин) зачищают. На один полоз необходимо около 1,1 кг смазки.

Поскольку во время движения смазка истощается, периоди­ чески производят подмазку в депо или в пунктах оборота. В этих случаях применяют графитовую массу, состоящую из графитового порошка (30 частей), кумароновой смолы (15 частей) и сольвентнафты (55 частей), употребляемой в качестве растворителя необ­ ходимого для разжижения смазки во время нанесения ее на полоз.

Снизить механический износ можно также уменьшением числа рабочих токоприемников. Поэтому на электрифицированных ли­ ниях постоянного тока электропоезда с пятью моторными вагона­ ми используют только три токоприемника, а на линиях переменно­ го тока — два. При этом снижаются и динамические воздействия на контактные подвески.

Существенное значение для снижения износа контактных про­ водов имеет тщательное содержание контактной подвески и свое­ временное выявление и устранение мест повышенного износа, а также усиление контроля за состоянием токоприемников электро­ подвижного состава.

§ 71. Влияние ветра и меры повышения ветроустойчивости контактной сети

Наиболее опасные повреждения контактной сети вследствие воздействия ветра возникают при сходе контактного провода с полоза токоприемника. Провод попадает под полоз, и токоприем­ ник при своем движении срывает струны и фиксаторы, разруша­ ется сам, а иногда вызывает и обрыв контактного провода.

Значительное усиление ветрового воздействия наблюдается на мостах при переходах через большие реки, в случае расположе­ ния пути на высоких насыпях, в степных районах и в некоторых других местах.

Для того чтобы контактная подвеска не потеряла проектной ветроустойчивости, необходимо тщательно следить за соблюдением полагающегося при данных условиях натяжения всех проводов, а также за величиной зигзагов у опор и выносов проводов в пролете. Кроме того, нужно проверять положение струн и фиксаторов,

29 7

Рис. 244. Схема ромбовидной контактной подвески:

1 — ф и к с а т о р н ы й к р о н ш т е й н ; 2 — к о н с о л ь ; 3 — б у г е л ь ; 4 — и з о л я т о р ; 5 — с т о й к а ф и к - с а т о р а ; 6 — д о п о л н и т е л ь н ы й ф и к с а т о р ; 7 — о с н о в н о й ф и к с а т о р ; 8 — с т р у и о в о й з а ж и м ;

которые могут сместиться от нормального положения в силу тех или иных причин (например, из-за происходящей после монтажа вытяжки проводов).

В местах, подверженных особенно сильным ветровым воздей­ ствиям, при наличии в цепной подвеске двух контактных проводов их располагают так, как показано на рис. 244. Такая подвеска по­ лучила название ромбовидной. При возникновении ветра в первом (по направлению ветра) контактном проводе увеличивается натя­ жение, что ограничивает ветровое отклонение и второго контакт­ ного провода. Чем более жесткой оказывается вся система, тем больше ее ветроустойчивость и меньше ветровые отклонения. Однако абсолютно жесткие скрепления следует использовать толь­

проводов, а это необходимо для проводов, подверженных вытяжке. Лучше работают шарнирные скрепления, жесткость которых про­ является только при возникновении ветрового воздействия.

Места -скреплений целесообразно размещать на расстоянии примерно 'А пролета от опор, что наряду с хорошей ветроустойчи­ востью обеспечивает еще и достаточно равномерный износ кон­

29?

тактных пластин токоприемника. Скрепления обязательно должны быть подвешены струнами к несущему тросу.

Ветроустойчивость ромбовидной подвески повышается с умень­ шением расстояния между контактными проводами в средней части пролета и с увеличением зигзагов проводов у опор. По­ этому надо стремиться к минимально возможному по конструк­ тивным условиям расстоянию между контактными проводами в местах их скреплений. Зигзаги же более 400 мм применять не сле­ дует, так как в сочленениях фиксаторов при ветре получаются значительные поперечные смещения, которые суммируются с зиг­ загом. Общее отклонение в этом случае может превысить допу­ скаемое, равное 500 мм (см. § 10). Кроме того, при значительных зигзагах труднее соблюсти необходимые расстояния между фикса­ торами двух соседних путей, так как все фиксаторы при ромбовид­ ной подвеске должны быть с длинными основными стержнями

(см. рис. 244).

Поэтому на вновь электрифицируемых двухпутных участках, где запроектирована ромбовидная подвеска, опоры с разных сто­ рон путей устанавливают не в створе друг с другом, а так, как по­ казано на рис. 244 — со сдвигом вдоль пути на 5 м. На эксплуати­ руемых линиях при необходимости перемонтажа обычной цепной подвески в ромбовидную могут быть применены схемы с ромбами не на каждой опоре, а через одну. При этом на опорах, установ­ ленных друг против друга, ромб имеется только на одной из них, и сдвигать опоры вдоль пути не требуется. Однако в этом случае эффект от применения ромбовидной подвески снижается и увели­ чивается износ в средней части контактных пластин токоприемни­ ков. Кроме того, на опорах, где отсутствуют ромбы, для предот­ вращения раскрытия фиксаторов (см. § 25) должны быть смонтированы жесткие распорки между основными стержнями фиксаторов и несущим тросом (см. рис. 99). Ромбовидная подвес­ ка может быть применена и в кривых больших радиусов.

На линиях с одним контактным проводом, когда подвешивать второй провод только для усиления ветроустойчивости оказыва­ ется невыгодным, может быть применена ветроустойчивая цепная подвеска с оттяжными тросами, где на основных стержнях фикса­ торов должны быть установлены ролики, с помощью которых оттяжными тросами контактный провод подтягивают ближе к оси пути. Однако из-за опасности задевания токоприемника за оттяж­ ные тросы при их чрезмерном провисании, эта подвеска распро­ странения в СССР не получила.

С целью повышения ветроустойчивости может быть применена смонтированная на одном из электрифицированных участков с жесткими поперечинами подвеска с двумя несущими тросами, сме­ щенными на опорах в разные стороны от оси пути. Однако такая подвеска требует значительных расходов и не может быть осуще­ ствлена на обычных консолях.

Ветровые воздействия, кроме горизонтальных отклонений про­ водов, при известных условиях могут вызвать и вертикальные

299