методички / 4014 ЭИ

Результаты измерений занести в таблицу 2.2. При измерении температуры отмечать включение индикаторов температуры ТЗКС 95, 120, 140 °С.

5.После срабатывания ТЗКС в процессе охлаждения отмечать температуру проводов контактной сети. Результаты измерений занести в таблицу 2.3

6.Отмечать отключение индикаторов ТЗКС 140, 120, 95 ºС. Убедиться в срабатывании АПВ быстродействующего выключателя при остывании проводов контактной сети до температуры ниже 95 °С. После АПВ измерить время нагрева проводов контактной сети до очередного срабатывания защиты. Результаты измерения занести в таблицу 2.4. Убедиться в отсчете выдержки времени 3 и 1 минут электронного реле времени.

7.Построить график работы ТЗКС по результатам измерений температуры из таблиц 2.2–2.4.

Таблица 2.2

Нагрев

Таблица 2.3

Охлаждение

Контрольные вопросы

1. Расшифруйте М120+2МФ100+А185.

2. Назовите допустимые температуры проводов контактной сети.

3. Для чего нужна ТЗКС?

4. Как влияют условия внешней среды на перегрев проводов контактной сети.

11

Лабораторная работа № 3

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОПРИЕМНИКА И КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Цель работы: изучить устройство токоприемника, экспериментальным путем определить время подъема и опускания токоприемника, оценить влияние на него редукционных и дросселирующих устройств.

Краткие теоретические сведения

Контактная подвеска во взаимодействии с токоприемниками ЭПС должна обеспечивать бесперебойный токосъем при движении поездов с установленными скоростями, весовыми нормами, размерами движения при расчетных климатических условиях района

Токоприемник – это аппарат, обеспечивающий передачу электроэнергии на борт подвижного состава от токоведущих элементов контактной подвески /6/.

Токоприемник – это аппарат, предназначенный для обеспечения электрического контакта электрооборудования подвижного состава с проводами контактной сети. Он

8 – предохранительных; 9 – аэродинамические устройства; 10 – авторегулирующие устройства. Элементы токоприемника в совокупности определяют значения всех его характеристик и параметров.

Рис. 3.1. Схемы токоприемника магистрального электроподвижного состава: а – кинематическая; б – расчетная

12

Обеспечение экономичного и надежного токосъема связано с токоприемниками в такой же степени, как и с контактными подвесками. Если вспомнить упрощенную расчетную схему взаимодействия токоприемника, имеющего две степени свободы, с подвеской (рис. 3.1, б), то можно заметить, что элементы схемы (характеристики и параметры) соответствуют узлам и элементам рассматриваемых токосъемных

устройств. Так, например, mл, mр – масса, жк, жр – жесткость, wк, wр – сила сухого трения, rк, rр – коэффициент вязкого трения верхнего узла (лыж, кареток) и подвижных рам токоприемников соответственно. Все эти характеристики следует оптимизировать для получения минимума годовых приведенных затрат, связанных с токосъемными устройствами.

Конструктивные элементы для контактных токоприемников различных видов электрического транспорта и их характеристики одинаковы.

Токоприемники электроподвижного состава магистральных железных дорог для скоростей движения 160 км/ч изготавливаются в соответствии с нормативными документами: легкой серии (Л) – для работы на электровозах переменного тока и электропоездах постоянного тока (длительный ток при движении – 500 А, при стоянке: зимой – 80 А, летом – 50), и тяжелой серии (Т) – для грузовых и пассажирских электровозов постоянного тока и двойного питания (длительный ток при движении – 2100 А, при стоянке: зимой – 300 А, летом – 160). Условное обозначение токоприемника кроме буквы, представляющей серию, должно содержать номер модели и буквенный индекс материала контактной пластины, которая может быть угольной (У), медной (М), металлокерамической на медной (Мкм) или железной (Мкж) основе. Последней цифрой индекса обозначается исполнение изделия, характеризующее климатические факторы, например: токоприемник Л-13У1.

На токоприемники специальных серий (например, Сп-6М – для скорости 200 км/ч) оформляются отдельная документация и технические указания.

От надежности работы токоприемника во многом зависит работоспособность всех электроэнергетических систем транспортного средства и, следовательно, соблюдение заданного графика движения. Обеспечение надежного и экономичного токосъема – одна из главных проблем развития электрического транспорта, для которого характерны увеличение скоростей движения, повышение токовых нагрузок, ужесточение экологических требований, появление нового типа электроподвижного состава, условия работы которого требуют совершенствования существующих и создания новых типов токоприемников.

Время подъема и опускания токоприемника является для токоприемника параметрами, определяющими его надежную работу. Под временем подъема токоприемника понимают время от момента переключения тумблера «Поднять токоприемник» до момента подъема его на максимальную рабочую высоту (касания полоза контактного провода); под временем опускания – время от момента переключения тумблера «Опустить токоприемник» до момента достижения им своего

13

наинизшего положения (касания амортизаторов). Таким образом, в состав этих параметров входят время срабатывания электропневматического клапана, трогания подъемно-опускающего механизма и движения подвижных рам токоприемника.

Нормативные документы требуют, чтобы время подъема токоприемника при номинальном давлении сжатого воздуха в пневмомагистрали составляло 7 – 10 с, время опускания – 3,5 – 6,0 с.

При подъеме на стоянке и при движении электроподвижного состава со скоростью до 40 км/ч токоприемник должен обеспечивать соприкосновение полоза с контактными проводами в пределах рабочей высоты без последующего отрыва полоза. В момент полного опускания токоприемника не должно происходить отрыва (отскока) подвижных рам от амортизаторов основания.

Должна быть обеспечена возможность подъема и опускания токоприемника при движении электроподвижного состава со скоростью 120 км/ч и встречном или боковом ветре до 10 м/с.

Указанных величин можно достичь, создавая достаточно большие опускающие силы и регулируя редукционные и дросселирующие устройства, т. е. функции изменения удерживающих, опускающих сил и статического нажатия во времени. При этом необходимо обеспечить движение лыж со скоростями (подъема и опускания), не превышающими допускаемых. Последнее нормативными документами не оговаривается и может быть заменено измерением в трех диапазонах высоты.

Время подъема токоприемника должно быть как можно меньше. Идеальная конфигурация скорости при подъеме (рис. 3.2, а, кривая 1) технически трудно реализуема. Для существующих конструкций токоприемников и дросселирующих устройств чаще имеет место другая конфигурация скорости (см. рис. 3.2, а, кривая 2).

Допускаемое время подъема токоприемника связано с истощением тормозов при движении электроподвижного состава с опущенным токоприемником и должно определяться для конкретных условий. Это время должно быть не меньше того, которое могут обеспечить токоприемник и его дросселирующее устройство.

14

Скорость касания токоприемником основания можно безопасно увеличить (уменьшая этим время опускания), если соответствующим образом рассчитывать амортизаторы основания. С учетом рационального выбора амортизатора кривая скорости может иметь различные конфигурации (рис. 3.2, б): для случая равноускоренного движения – кривая 1. Кривая 2 иллюстрирует возможность получения сколь угодно малого времени движения при опускании.

Создавая опускающий механизм, необходимо помнить о том, что при отрыве полоза от контактных проводов может возникнуть дуга, поэтому тот участок, на котором она может существовать, должен быть пройден как можно быстрее. В связи с этим необходимо, чтобы конструкция обеспечивала отскок на величину, большую, чем расстояние, необходимое для поддерживания дуги.

Описание лабораторной установки

Для проведения лабораторной работы используется секундомер, с помощью которого определяется время подъема и опускания токоприемника, оснащенного типовым подъемно-опускающим механизмом, который может управлять от пульта машиниста с кнопкой включения электропневматического клапана.

Порядок выполнения работы

1.Подготовить токоприемник и систему управления, проверить давление сжатого воздуха в воздушном резервуаре.

2.Установить фиксированный токопровод на заданной высоте.

3.Нажать кнопку включения электропневматического клапана подъема токоприемника с одновременным запуском секундомера.

4.В момент касания полоза токоприемника с фиксированным токопроводом выключить секундомер.

5.Нажать кнопку выключения электропневматического клапана опускания токоприемника с одновременным запуском секундомера.

6.При касании токоприемника с посадочными амортизаторами секундомер остановить.

7.Повторить п. 3 – 6 еще по два раза и определить средние значения времени подъема и опускания токоприемника.

8.Повторить операции подъема и опускания токоприемника при различной настройке редукционных и дросселирующих элементов.

9.Оценить причины изменения времени подъема и опускания.

10.Сделать выводы по полученным данным.

15

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные и дополнительные узлы токоприемников.

2.Укажите основные параметры токоприемников.

3.Дайте определение времени подъема и опускания токоприемника.

4.Поясните, как указанные значения влияют на безопасность и надежность работы токоприемника.

5.Опишите последовательность срабатывания и перемещения элементов токоприемника при нажатии тумблера «Поднять токоприемник».

6.Дайте аналогичное описание для процесса опускания токоприемника.

7.Объясните, каким образом можно изменять время подъема и опускания токоприемника.

8.Поясните, каким образом на время опускания токоприемника может влиять человеческий фактор.

Лабораторная работа № 4

ВЕРХОВОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ. ИЗОЛИРУЮЩАЯ СЪЕМНАЯ ВЫШКА

Цель работы: ознакомление с основными видами производимых работ на контактной подвеске, изучение устройства изолирующей съемной вышки и работ, производимых с нее

Краткие теоретические сведения

Эксплуатация контактной сети осуществляется своевременным проведением работ по техническому обслуживанию (ТО), текущему ремонту (ТР), капитальному ремонту (КР), обновлению и реконструкции (ОР). При техническом обслуживании устройств контактной сети осуществляются: ежедневные наблюдения за их состоянием, регулярное проведение осмотров (объездов и обходов) – ТО-1, диагностические испытания и измерения – ТО-2 и технические обследования – ТО-3

Кроме выявления неисправностей фиксируют места, по которым не удалось выявить достоверные данные о состоянии и требующие проведения более тщательного верхового осмотра.

В процессе эксплуатации появляются различные отклонения от нормального состояния отдельных элементов и узлов контактной сети. Большое количество отклонений от норм устройств контактной сети выявляют в первые месяцы после приемки ее в эксплуатацию. Это объясняется нарушением технологии монтажа и применением дефектных деталей.

16

При обследовании с верховым осмотром выявляют неисправности, определяют соответствие устройств техническим требованиям, проводят выборочный замер износа контактных проводов и при возможности устраняют неисправности. При выявлении нарушений, которые могут вызвать сбой в движении поездов, принимают меры по немедленной их ликвидации.

Верховое обследование контактной подвески с устранением неисправностей и отступлений от норм является наиболее ответственной работой районов контактной сети и входит в состав технического обслуживания контактной сети ТО-3. На перегонах, главных и приемо-отправочных путях станций верховое обследование контактной подвески проводится со снятием напряжения при неизолированных консолях 1 раз в 4 года, а затем через 2 года после данного обследования.

Верховой осмотр производит начальник или электромеханик района контактной сети. В промежутке между верховыми осмотрами со снятием напряжения производят верховой осмотр с изолированной площадки автомотрисы или с изолированной съемной вышки под напряжением.

Работы выполняются двумя исполнителями с рабочей площадки автомотрисы или съемной изолирующей вышки последовательно по мере передвижения. При этом один электромонтер проводит работы на несущем тросе, а второй, одновременно, – на контактном проводе.

Изолирующие съемные вышки (рис. 4.1 ) предназначены для выполнения работ на контактной сети под напряжением (3,0 кВ на участках постоянного тока и 25,0 кВ на участках переменного тока).

Рис. 4.1. Изолированная съемная вышка

17

Работа с вышки не требует закрытия путей станций и перегонов для движения поездов и снятия напряжения и производится в промежутках между поездами. Соответственно, при работе вышка ограждается сигналистами, находящимися на установленных расстояниях, обеспечивающих хорошую видимость работающей бригады

иприближающихся поездов на расстоянии, обеспечивающем безопасное снятие вышки с пути.

Вышка состоит из двух, соединенных между собой, стеклопластиковых лестниц соединенных раскосами, установленных на раме тележки на колесном ходу для колеи 1520 мм. Три колеса вышки изолированы от рамы изолирующими втулками для предотвращения замыкания рельсовых цепей. Четвертое колесо – заземляющее, обычно красится в красный цвет. Высота вышки от у.г.р. 5500 мм.

Изолирующим съемным вышкам проводят механические и электрические испытания.

Перед механическими испытаниями проверяют состояние крепление колес на осях

икрепление оси колес на кронштейнах рамы. Гайки должны быть затянуты и зашплинтованы.

Механические испытания съемных вышек проводятся перед вводом её в эксплуатацию после сборки, всех видов ремонта, замены каких-либо деталей.

При наличии признаков неисправности вышка подвергается внеочередным механическим испытаниям в полном объеме.

При механических испытаниях вышку устанавливают вертикально на горизонтальном участке рельсового пути, после чего поочередно прикладывается испытательная нагрузка:

-3000 Н (300 кгс) – вертикально к полу рабочей площадки на площади не менее 0,1 кв. м. в течение 5 мин;

-2000 Н (200 кгс) – вертикально, выборочно к середине одной из ступенек каждой лестницы на длине не менее 100 мм в течение 5 мин;

-2000 Н (200 кгс) – вертикально к средней части ограждения рабочей площадки по широкой стороне на длине не менее 100 мм в течение 5 мин;

-200 Н (20 кгс) – горизонтально к середине рабочей площадки на уровне пола перпендикулярно оси пути отдельно в обе стороны в течение 5 мин при этом ни одно колесо не должно отрываться от рельса.

В процессе эксплуатации изолирующие съемные вышки испытываются 1 раз в 6 месяцев нагрузкой 200 Н (20 кгс), приложенной горизонтально к середине рабочей площадки на уровне пола перпендикулярно оси пути отдельно в обе стороны.

Вышка считается выдержавшей механические испытания, если после снятия нагрузки не наблюдается остаточной деформации и повреждений, а при проверке на опрокидывание горизонтальной нагрузкой отрыв колес от рельса, опрокидывание или отклонение вышки от вертикальной оси не происходит.

18

Электрические испытания изолирующей съемной вышки производят с периодичностью испытаний – 1 раз в 6 месяцев, а также после изготовления и всех видов ремонта.

До проведения электрических испытаний у изолирующих съемных вышек изолирующая часть между верхним шунтирующим и заземленным поясами должна быть разделена на участки между ступенями, тетивы и стойки вышек должны быть объединены временными шунтирующими перемычками. К изолированным участкам при проведении периодических испытаний должно быть приложено напряжение 40 кВ. При проведении испытаний после изготовления и всех видов ремонта к изолированным участкам вышки напряжение должно быть приложено 50 кВ.

Скорость подъема испытательного напряжения до 1/3 величины может быть произвольной (в том числе толчком), дальнейшее повышение напряжения должно быть плавным и быстрым, но позволяющим после 3/4 значения считывать показания измерительного прибора. Продолжительность выдержки напряжения 30 кВ – 5 мин. После чего напряжение плавно и быстро должно быть снижено до нуля или 1/3 величины и отключено. Вывод установки должен быть заземлен.

Изолирующая вышка считается выдержавшей испытание, если в течение всего периода испытания напряжение держалось устойчиво, на поверхности тетивы, ступеней, раскосов не появились поверхностные разряды и после снятия напряжения на ощупь не обнаружены местные или общие нагревы.

После проведения электрических испытаний вышку устанавливают на сухие доски и мегаомметром на 2,5 кВ проверяют изоляцию колес относительно рамы. Сопротивление изоляции изолированных колес должно быть не менее 100 кОм.

До начала работ с изолирующей съемной вышки под напряжением производят осмотр всех деталей и узлов вышки. Рама должна стоять четырьмя колесами на рельсах. Заземленное колесо (красного цвета) должно находиться на тяговом рельсе пути. Изолирующие части вышки протирают сухой чистой тканью.

Для выполнения работ под напряжением около вышки должно быть не менее четырех человек, на рабочей площадке могут находиться не более двух человек с 4 и 5 квалификационной группой по электробезопасности (рис. 4.2).

Работу выполняют при двух завешенных шунтирующих штангах. Подъем на несущий трос осуществляют по 3-х метровой лестнице. Чтобы обеспечить устойчивое положение на лестнице при работе на несущем тросе электромонтер должен перекинуть одну ногу через ступеньку лестницы.

Вышка передвигается по команде исполнителя работ плавно со скоростью не более 5 км/ч, без толчков и резких остановок. На кривых малого радиуса скорость передвижения вышки должна быть не более 3 км/ч.

19

Рис. 4.2. Работы, выполняемые с изолированной съемной вышки

Вышки ограждаются сигналистами установленным порядком /7/.

Регулировка и ремонт контактной сети производятся в четком соответствии с технологическими картами. Данные работы в зависимости от технологии выполняются в «окна» или без перерыва в движении поездов в интервалах между поездами с применением автомотрис, дрезин, съемных вышек и других технических средств. Перечень и периодичность работ по техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонту, обновлению и реконструкции контактной сети устанавливаются в зависимости от категорийности электрифицированных железных дорог/8/.

Продольная регулировка цепной подвески (куда входит и регулировка сопряжений и воздушных стрелок) является наиболее трудоемким и ответственным элементом работ при монтаже контактной сети. От качества регулировки зависит бесперебойная работа контактной сети в условиях эксплуатации и срок службы контактных проводов. Продольная регулировка цепной подвески включает регулировку контактных проводов по высоте и в плане (установка фиксаторов), регулировку положения консолей, установку средних анкеровок и электрических соединителей.

20