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

30

Рис. 21. Схема двойной цепной подвески со смещенными опорными струнами

тактного провода получает необходимую поддержку от этих ко­ ротких струн.

Выравнивание эластичности двойной подвески в пролете про­ исходит вследствие повышения ее у опорных узлов (по сравнению с одинарными подвесками без рессорных струн) и снижения в средней части пролета. Вспомогательный трос размещают как можно ближе к контактному проводу, так как это способствует лучшему качеству токосъема.

Стрелы провеса контактного провода при двойной подвеске определяют по формуле (9). Они невелики и изменяются незначи­ тельно. Объясняется это тем, что изменение стрелы провеса несу­ щего троса влияет на стрелу провеса вспомогательного троса, а стрела провеса контактного провода зависит уже от изменения стрелы провеса вспомогательного троса. Благодаря значительному смещению от оси опор струн, расположенных между несущим и вспомогательным тросами, стрела провеса последнего меняется меньше, чем у несущего троса. Между вспомогательным троном и контактным проводом также установлены смещенные струны, и у контактного провода стрела провеса изменяется еще меньше.

Двойная подвеска со смещенными струнами обеспечивает при­ мерно такое же качество токосъема, как одинарная с рессорными струнами (при одном и том же количестве контактных проводов).

Двойная цепная подвеска с рессорными струнами (рис. 22).

При установке в двойной подвеске рессорных струн между несу-

Рис. 22. Схема двойной подвески с рессорными струнами

31

щим и вспомогательным тросами качество токосъема значительно улучшится. В такой подвеске стрелы провеса вспомогательного троса будут изменяться еще меньше, чем при двойной подвеске со смещенными струнами, и, следовательно, изменения стрел провеса контактного провода будут совсем незначительны. Эластичность в пролете при данной подвеске также будет выравнена в большей степени, чем при двойной цепной подвеске со смещенными опор­ ными струнами.

§ 8. Вертикальные, полукосые и косые цепные подвески с различными фиксаторами

Для того чтобы обеспечить более равномерное истирание кон­ тактных пластин токоприемника по ширине, контактный провод (или провода) располагают со смещениями относительно оси пу­ ти. Согласно Правилам содержания контактной сети смещения у опор называют зигзагами, а смещения в пролете — выносами. На прямых участках пути в СССР принята система зигзагов, направ­ ленных в разные стороны от оси пути на каждой паре соседних опор (рис. 23, а), и величина нормального зигзага принята равной 300 мм. Зигзаги, направленные от опор, называют плюсовыми, а к

уменьшения, так как увеличение зигзагов может повлечь за собой сход контактного провода с полоза токоприемника при отклонении провода ветром.

На кривых участках контактный провод'подвешивают так, что­ бы он образовывал хорды по отношению оси токоприемника, т. е. линии, характеризующей движение точки, расположенной в цент­ ре полоза (см. рис. 23, г). Для этого у опор проводу дают зигзаги в направлении от центра кривой. Нормальный зигзаг контактного провода установлен в размере 400 мм, но при больших радиусах кривизны пути для того, чтобы провод при ветре не сошел с поло­ за в пролете между опорами, величину зигзага уменьшают. В этих

32

случаях предельный размер зигзага устанавливают таким, чтобы контактный провод располагался по касательной к оси токоприем­ ника. Величину такого зигзага а определяют по формуле

12

(10)

8R '

где I — длина пролета, принятая для прямого участка пути при одинаковых расчетных условиях в м;

R — радиус кривой в м.

При цепных подвесках с двумя контактными проводами ука­ занные выше величины зигзагов относят к дальнему от оси токо­ приемника проводу.

Цепные подвески. В зависимости 'от характера трассы электри­ фицированной линии и расположения несущего троса относительно контактного провода в плане различают следующие виды цепных

прямых участках пути при вертикальной подвеске несущему тросу должны быть приданы такие же зигзаги, как и контактному про­ воду. Но если зигзаги контактного провода необходимы, то зигза­ ги несущего троса не нужны, и поэтому вертикальные цепные под­ вески на прямых участках пути обычно не применяют.

П о л у к о с а я ц е п н а я п о д в е с к а на п р я м о м у ч а ­

При полукосой системе ветроустойчивость подвески несколько выше, чем при вертикальной. На рис. 24, а приведена схема рас­ положения проводов в плане для одного пролета полукосой под­ вески. Штриховой линией показано примерное положение контакт­ ного провода при воздействии ветра, направление которого указа­ но стрелками. Очевидно, наиболее опасно ветровое отклонение контактного провода в левой части пролета, так как здесь провод и при отсутствии ветра уже отнесен от оси пути в рассматривае­ мом направлении. Как видно из схемы разложения сил, действую­ щих на струну, находящуюся в левой части пролета (рис. 24, б), горизонтальная составляющая 5 натяжения N в струне направле­ на против действия ветра, что и повышает ветроустойчивость под­ вески. В правой части пролета сила 5 направлена в другую сторо­ ну, но здесь ветровое отклонение контактного провода не так опас­ но, как в левой. При перемене направления ветра все приведенные рассуждения остаются в силе, только левая и правая части проле­ та поменяются местами в отношении опасности ветрового отклоне­ ния. Из-за небольшого наклона струн повышение ветроустойчиво-

нельзя, поэтому дают зигзаги несущему тросу. Эти зигзаги направ­ лены в сторону, противоположную зигзагам контактного провода, и имеют значительно большие размеры. Цепную подвеску с разно­ сторонними зигзагами контактного провода и несущего троса на­ зывают косой.

При косой подвеске перекос струн очень велик, горизонтальная составляющая их натяжения (см. рис. 24, б) значительна и, сле­ довательно, ветровое отклонение контактного провода по сравнению с отклонением при полукосой подвеске уменьшается. Косые под­ вески сложны в монтаже и требуют особенно тщательного ухода при эксплуатации.

В е р т и к а л ь н а я ц е п н а я п о д в е с к а на к р и в о м у ч а ­ с т к е пу т и (см. рис. 23, г). При монтаже на прямых участках пу­ ти полукосой подвески на кривых участках данной линии обычно применяют вертикальную подвеску, которую называют также хор­ довой. В этой системе подвески несущий трос расположен точно над контактным проводом, для чего на каждой опоре несущему тросу дают такой же зигзаг во внешнюю сторону кривой, что и контактному проводу. Ветроустойчивость вертикальной подвески на кривой примерно такая же, как у полукосой подвески на пря­ мой.

К о с а я ц е п н а я п о д в е с к а на к р и в о м у ч а с т к е пу ­ ти (см. рис. 23, д). Если на прямых участках пути применена ко­ сая подвеска, то и на кривых участках данной линии также мон­ тируют косую подвеску. Наклон струн на кривых участках пути создают путем значительного смещения несущего троса в направ­ лении внешней стороны кривой. Наиболее опасным на кривом уча­ стке пути является направление ветра к центру кривой, но все струны наклонены в том же направлении и поэтому несущий трос будет ограничивать ветровое отклонение контактного провода, при­ давая подвеске примерно такую же ветроустойчивость, как и у ко­ сой подвески на прямом участке пути.

Контактный провод при косой подвеске на кривом участке пути располагается уже не по хорде (как условно показано на рис. 23, ö), а криволинейно и в отдельных случаях, при совпадении ве­ личин радиусов кривизны контактного провода и пути можно от­ казаться от установки фиксаторов, что благоприятно скажется на качестве токосъема.

34

Фиксаторы. Для создания зигзагов контактного провода у опор и для ограничения ветровых отклонений провода . применяют фиксаторы различных типов. Чтобы при отжатии контактного про­ вода во время прохода токоприемника его полоз не задел за при­ поднятый фиксатор, последнему придают изогнутую форму и ме­

ется токоприемником как сосредоточенная масса. Поэтому очень важно, чтобы фиксаторы были возможно более легкими и имели хорошие шарниры для перемещений в вертикальной плоскости и вдоль пути. Устройство и конструкции различных фиксаторов при­ ведены в § 25, здесь же рассмотрим только условия их работы и основные типы, так как это имеет большое значение для обеспече­ ния бесперебойного токосъема при высоких скоростях движения поездов.

Жесткий фиксатор при минусовом зигзаге (см. опору 1 на рис. 23, а) испытывает растягивающее усилие, а при плюсовом зигза­ ге на фиксатор действует сжимающая сила (см. опору 2). Величи­ ны этих усилий Рз при обычной применяемой схеме и одинаковых размерах зигзагов на соседних опорах и равных пролетах опреде­ ляют по формуле

где К — натяжение контактного провода в кгс; а — величина зигзага в м;

I — длина пролета в м.

В соответствии с различными направлениями внешних сил же­ сткие фиксаторы будут работать неодинаково, что видно из схем

узла и величину сосредоточенной массы, ощущаемой токоприемни­ ком при проходе под фиксатором. У сжатого фиксатора, наоборот, вертикальная составляющая N направлена вниз (рис. 25, б), что

б) Т,К

Рис. 26. Схема анкеровки (а) и изменения натяжения проводов некомпенсиро­ ванной подвески в зависимости от температуры (б)

ры с жестко закрепленными на ней несущим тросом и контактным проводом.

Определение величины максимальных допускаемых натяжений контактного провода /(Макс и несущего троса 7макс производят

где Е — модуль упругости материала провода в кгс/мм2, харак­ теризующий сопротивляемость материала изменению длины при растяжении;

5 — площадь поперечного сечения провода в мм2.

При увеличении температуры длина несущего троса и контакт­ ного провода будет увеличиваться, а при понижении температу­ ры — уменьшаться, что при некомпенсированной подвеске вызовет значительные изменения натяжения проводов. Вследствие коле­ бания натяжения несущего троса его стрела провеса будет из­ меняться в широких пределах. Это приведет к соответствующим изменениям стрелы провеса контактного провода, что отрицатель­ но скажется на качестве токосъема. При высоких температурах натяжение несущего троса может снизиться настолько, что нор­ мальный токосъем окажется невозможным. Натяжение контактно­ го провода также будет изменяться весьма значительно; при вы­ соких температурах сильно возрастут местные стрелы провеса (см. рис. 1 0 , б), что ухудшит качество токосъема.

Разновидностью некомпенсированной цепной подвески является подвеска с сезонной регулировкой натяжения контактного прово­ да (см. § 5). Наличие сезонной регулировки несколько улучшает условия токосъема. Однако это мероприятие оказывается недоста­ точным для обеспечения бесперебойного токосъема при значитель­ ных скоростях движения поездов и больших колебаниях темпера­ тур, характерных для СССР. Поэтому некомпенсированные цеп­ ные подвески на наших электрифицированных линиях не приме­ няют,

3 7

при некомпенсированной цепной подвеске, а изменение натяжения контактного провода и выбор его номинального значения анало­ гичны рассмотренным в § 5 для компенсированной простой под­ вески (см. рис. 14, б).

Установим, почему меняется натяжение контактного провода в пределах анкерного участка при полукомпенсированной цепной подвеске. Контактный провод перемещается вдоль анкерного уча­ стка, а несущий трос такого перемещения не имеет. Поэтому стру­ ны, установленные между несущим тросом и контактным прово­ дом, могут занимать вертикальное положение только при одной

38

от того, в какую сторону по отношению к компенсатору наклонены струны).

На изменение натяжения контактного провода оказывают вли­ яние также фиксаторы, которые занимают перпендикулярное по отношению к пути положение только при средней температуре воздуха. При всех других температурах фиксаторы, перемещаясь вдоль анкерного участка вместе с контактным проводом, распола­ гаются по отношению к среднему положению с некоторым углом а, который имеет наибольшее значение при крайних температурах

(рис. 29, а ) .

На прямых участках пути при установке жестких фиксаторов из-за того, что каждая пара соседних фиксаторов испытывает раз­ личные по направлению усилия (растяжения и сжатия), составля­ ющие этих усилий вдоль провода получают противоположное на­ правление и уравновешивают друг друга (рис. 29, б). Таким обра­ зом, при жестких фиксаторах на прямых участках пути натяжение

фиксаторов действующие вдоль провода составляющие усилий от зигзагов оказываются направленными в одну и ту же сторону (рис. 29, в) и, следовательно, к влиянию струн прибавляется влияние фиксаторов.

Особенно сильно на изменение натяжения контактного провода влияют фиксаторы на кривых участках пути. В этом случае на все

больше, чем на прямых участках пути. Действующие вдоль про­ вода составляющие указанных усилий при перемещении фиксато­ ров имеют одностороннее направление (рис. 29, г) и оказывают существенное влияние на величину натяжения контактного про­ вода.

Выше (в § 5) указывалось, что в настоящее время нормами допускается отклонение натяжения компенсированного контактно­ го провода в размере ±15% номинального. Поэтому, если приме­ нена односторонняя схема компенсации (см. рис. 14, а), то опре­ деляемая нормой отклонения натяжения наибольшая длина ан­ керного участка для прямых, равная 800 м, на кривых должна

39