Выбор типа контактной подвески

Выбор типа контактной подвески для заданной максимальной скорости движения поездов производят также с учетом числа и характеристик токоприемников на ЭПС, обращающегося на данном участке, и на основании результатов вариантного технико-экономического сравнения различных подвесок. При этом учитывают также возможное в перспективе повышение весовых норм и скоростей движения поездов на рассматриваемом участке.

На главных путях в зависимости от категории линии, а также на станционных путях, где скорость движения поездов не превышает 70 км/ч, должна применяться полукомпенсированная цепная подвеска со смещенными от опор на 2 - 3 м вертикальными струнами.

На главных и приемо-отправочных путях, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов со скоростью до 120 км/ч, допускается использование компенсированной или полукомпенсированной рессорной подвески.

На главных путях перегонов и станций при скорости движения поездов более 120 (до 160) км/ч применяют, как правило, компенсированную рессорную подвеску с одним или двумя контактными проводам.

Лабораторная работа №3 Контактные провода и несущие тросы

Контактные провода являются одним из основных элементов контактной сети. От правильного выбора их материалов, площади сечения и конструкции зависят технико-экономические показатели, стоимость сооружения и эксплуатации контактной сети.

► Материал для контактных проводов должен обладать:

– высокой механической прочностью,

– износостойкостью (твердостью),

– электропроводностью,

– нагревостойкостью (теплопроводностью).

Высокая механическая прочность проводов позволяет натягивать их с большими усилиями (натяжением), что повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает качество токосъема (особенно при высоких скоростях движения поездов), обеспечивает устойчивую работу цепной подвески.

Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках.

Термостойкий материал сохраняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.

Для электрифицированных железных дорог используют контактные провода фасонного (рис. А) и фасонного овального профиля (рис. Б) с двумя продольными желобками для захвата головки провода зажимами.

Достоинством овальных проводов является их повышенный на 10 % допустимый длительный ток (ввиду большего периметра профиля и, как следствие, лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проектировании новых линий увеличивать длину пролета, а на эксплуатируемых линиях, где пролет уже выбран, иметь повышенную ветроустойчивость контактной сети.

Контактные провода изготовляют следующих марок:

МФ — медный фасонный; МФО — медный фасонный овальный;

БрФ — бронзовый фасонный; БрФО — бронзовый фасонный овальный;

НлФ — низколегированный⁴ фасонный.

Рисунок – Профиль фасонного (А) и фасонного овального

(Б) контактного провода

К марке провода добавляют его номинальную площадь сечения в мм². Тогда обозначение провода, например, низколегированного фасонного сечением 100 мм² будет НлФ-100.

Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке) должны иметь одну отличительную канавку, а низколегированные — две канавки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси.

В обозначениях низколегированных и бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв Нл и Бр указывают легирующий компонент и расчетный процент его содержания, например:

- НлОл 0,04Ф-100 — низколегированный с присадкой олова (0,04%), фасонным сечением 100мм²;

- БрЦр 0,5Ф-100 — бронзовый с присадкой циркония (0,5 %), фасонный сечением 100 мм² .

В низколегированных контактных проводах, кроме олова (0,03-0,06 %), в качестве легирующих компонентов применяют

- магний (0,04 — 0,06%),

- цирконий (0,04 — 0,06%),

- кремний (0,03 — 0,06%)

- титан (0,01 — 0,04 %).

В бронзовых контактных проводах:

- магний (0,15 — 0,3 %),

- кадмий (0,08 — 1,1 %),

- цирконий (0,4 — 0,6 %),

- а также магний (0,1 — 4),2 %) вместе с цирконием (0,1 — 4),2 %).

Бронзовые контактные провода по сравнению с медными и низколегированными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостойкость, но меньшую проводимость, что вызывает увеличение потерь электроэнергии в контактной сети. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди рекомендуется использовать недорогие и недефицитные металлы, которые, повышая износостойкость контактных проводов, незначительно уменьшают их проводимость.

Предприятия-изготовители поставляют бесстыковые медные, низколегированные (с легирующими компонентами в меди 0,01 — 0,08 %) и бронзовые (с легирующими компонентами в меди более 0,08 %) контактные провода. Их изготовляют методом непрерывного литья с последующей прокаткой. Этот метод позволяет получить контактный провод бесстыковым, т.е. без мест соединения (пайкой, сваркой) на всей строительной длине провода.

На главных путях перегонов и станций применяют контактные провода сечением 100, 120 и 150 мм², на станционных путях— сечением 85 мм². Отклонение фактической площади сечения провода от номинального не более +2…-1%.

Марки контактных проводов для конкретных условий эксплуатации выбирают в зависимости от допустимых температуры нагрева проводов:

- для медных контактных проводов допустимая температура нагрева 95⁰С;

- для низколегированных 110⁰С;

- для бронзовых — 120⁰С.

Температура нагрева контактных проводов (⁰С) зависит от значения и длительности тяговых токов, температуры окружающего воздуха, а также от скорости воздушного потока, который обдувает провода. Следовательно, для нагрева контактных проводов наиболее тяжелыми условиями будут: максимальная температура окружающего воздуха +40 ⁰С и минимальная скорость ветра 1м/с.

В эксплуатации под влиянием нагрева тяговыми токами и растягивающих нагрузок происходит разупрочнение проводов (уменьшаются временное сопротивление при растяжении и твердость). Скорость разупрочнения проводов зависит от температуры нагрева и ее длительности, а также от механического растяжения.

При нагреве медных контактных проводов до температуры 120⁰С у них начинается повышенное разупрочнение, появляется явление ползучести (неупругого растяжения). В этом отношении низколегированные контактные провода имеют преимущества по сравнению с медными. Введение легирующих добавок в небольших количествах в медь при изготовлении низколегированных проводов создает направленное упрочнение материала провода. Поэтому низколегированные контактные провода допускают более высокую температуру нагрева (110⁰С) в течение всего срока их службы и более высокое сопротивление разрыву.

Границей максимального нагрева проводов может служить температура, при которой начинает проявляться ползучесть. Эта температура составляет:

+ 140⁰С для медных,

+ 150⁰С для низколегированных

+ 160⁰С для бронзовых контактных проводов.

В эксплуатации наблюдаются отдельные однократные нагревы контактных проводов различной продолжительности до температур 70 — 100⁰С. В основном же температуры нагрева контактных проводов не превышают 50 — 70⁰С; при таких температурах изменение свойств проводов происходит очень медленно.

Срок службы контактных проводов зависит от многих факторов, в том числе:

– от качества токосъема,

– состояния поверхности трения контактного провода и токосъемного элемента,

– типа контактной подвески, качества ее монтажа и регулировки,

– натяжения в проводах,

– технических параметров токоприемников и других причин.

Усредненный срок службы контактного провода на участках постоянного тока 18… 22 года, на участках переменного — более 50 лет.