Тема 1. Контактные подвески

КОНТАКТНАЯ СЕТЬ

Методические указания и задания

на контрольные работы № 1, 2 и курсовой проект

для студентов-заочников образовательных учреждений среднего

профессионального образования

по специальности

1004 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Москва 2002

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Дисциплина «Контактная сеть» является одной из профилирующих для студентов специальности 1004 «Электроснабжение на железнодорожном транспорте».

Программа дисциплины предусматривает изучение условий работы контактной сети, ее конструктивных параметров, динамики взаимодействия токоприемника с контактной подвеской, механики и качества токосъема, работы контактной сети в тяжелых метеоусловиях и зонах загрязнения, условий обеспечения надежного и безопасного токосъема.

Изучение дисциплины «Контактная сеть» должно быть тесно связано с изучением следующих дисциплин; «Теоретические основы электротехники», «Основы технической механики», «Электроснабжение железных дорог», «Техника высоких напряжений», «Технология и организация обслуживания и ремонта устройств электроснабжения», «Экономика и управление производством», «Техническая эксплуатация железных дорог и безопасность движения».

В настоящей брошюре приведена рабочая программа (содержание) дисциплины «Контактная сеть», разработанная на основании ГОС СПО по специатьности 1004 и предназначенная для реализации Государственных требований к содержанию и уровню подготовки выпускников по данной специальности.

Программа раскрывает основные требования к знаниям и умениям, которыми должны обладать студенты в результате изучения указанной дисциплины и является единой для всех форм обучения.

В брошюре дан список литературы, действующих норм и правил, необходимых при изучении дисциплины.

К отдельным темам содержания в брошюре дана краткая информация по новым конструктивным решениям, принятым при разработке и монтаже контактной сети КС-200 для высокоскоростного движения. Эти решения отражают современные тенденции развития и технического совершенствования контактной сети.

 

 

 

Студенты-заочники, изучая дисциплину «Контактная сеть», должны выполнить две домашние контрольные работы.

Задания и методические указания к выполнению контрольных работ № 1 и № 2 приведены в брошюре.

В составе дисциплины «Контактная сеть» предусмотрен курсовой проект и практические занятия.

Перечень тем курсового проекта приведен ниже. По решению цикловой комиссии учебного заведения перечень тем курсового проекта может быть расширен, в том числе и за счет реальных тем для нужд производства.

В брошюре разработано задание по двум из перечисленных в перечне темам курсового проекта для 10 вариантов станций и перегонов и даны краткие методические указания по выполнению курсового проекта. Курсовое проектирование завершается защитой курсового проекта.

В брошюре приведен перечень тем практических занятий. Количество и тематика практических занятий утверждается цикловой комиссией согласно учебному плану образовательного учреждения.

Изучение дисциплины заканчивается экзаменом. Вопросы для самопроверки при подготовке к экзамену даны в конце брошюры.

В результате изучения дисциплины студент

должен знать:

- условия работы контактной сети; расчетные режимы;

-требования к контактной сети и токоприемникам для обеспечения надежного токосъема при высокоскоростном движении;

-конструктивное выполнение и область применения контактных подвесок различных типов, в том числе высокоскоростной КС-200;

-устройство, назначение, применение проводов, изоляторов, арматуры, опорных и поддерживающих конструкций, узлов оборудования контактной сети;

-принципы составления схем питания и секционирования и выполнения планов контактной сети;

-технологию сооружения контактной сети; -правила безопасности при работе на контактной сети;

должен уметь:

- производить механические расчеты проводов, длин пролетов; расчеты для подбора опор;

-составлять и читать схемы секционирования и питания и монтажные планы контактной сети;

-обеспечивать безопасные условия труда и реализовывать мероприятия по безопасности движения на железнодорожном транспорте.

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Назначение, задачи, содержание и структура построения дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Роль дисциплины в системе подготовки специалиста. Этапы развития контактной сети и ее значение в электрификации железных дорог. Длина электрифицированных линий и основные электрифицированные магистрали в нашей стране.

Существующее состояние и проблемы реконструкции контактной сети.

Студент должен знать:

- назначение и содержание дисциплины;

- связь с другими дисциплинами специальности;

- значение дисциплины в подготовке специалиста данного профиля.

Методические указания к Введению

По данным на конец 2000 г. 79% перевозочной работы в России осуществляется электрической тягой; протяженность электрифицированных линий составляет 47,4% всей длины железнодорожных путей (40,8 тыс. км, из них 21,9 км на переменном токе).

Трудовые и экономические затраты, необходимые для эксплуатации и капитального ремонта контактной сети на столь протяженном полигоне электрифицированных железных дорог, заставляет совершенствовать конструкции контактной сети, методы их монтажа и обслуживания.

Намечаемое в России развитие скоростного движения поездов ставит перед электрификаторами ряд новых технических задач, в т.ч. и в контактной сети.

Реконструкция первой скоростной магистрали Москва - Санкт-Петербург началась в 1998 г. Контактная сеть для этой магистрали, предназначенная для высокоскоростного движения (до 220 км/ч) названа КС-200.

При проектировании, строительстве и монтаже КС-200 применены усовершенствованные и новые конструкции, узлы и

 

 

арматура контактной сети, которые должны обеспечивать надежный токосъем при названных скоростях движения за счет:

- задания требуемых характеристик подвески;

- выравнивания эластичности в пролетах;

- снижения веса разработанных зажимов и фиксаторов и

эксплуатационную надежность и долговечность всех устройств

контактной сети (не менее 50 лет) за счет:

- тщательной регулировки устройств и проводов;

применения современных коррозионностойких материалов;

- антикоррозионных покрытий;

- высокой теплопроводности и малого электрического

сопротивления используемых материалов. Поскольку решения, принятые в составе проекта КС-200, несомненно выявляю! направления совершенствования конструкций, узлов и арматуры контактной сети, то ряд сведений об этом (отсутствующих пока в учебниках) приведен в методических указаниях к темам содержания дисциплины.

Тема 1. Контактные подвески

Простые контактные подвески. Стрелы провеса контактных проводов и их влияние на качество токосъема при разных скоростях движения.

Область применения простых контактных подвесок. Длины пролетов, допускаемые скорости движения электроподвижного состава (ЭПС) при простой подвеске.

Простая подвеска проводов ВЛ, ДПР, усиливающих, питающих, отсасывающих линий, группового заземления и других проводов на опорах контактной сети и на отдельно стоящих опорах.

Цепные контактные подвески. Классификация цепных контактных подвесок:

по допустимой токовой нагрузке: с одним и двумя контактными

проводами;

по способу анкеровки: полукомпенсированная и

компенсированная;

по эластичности: нерессорная и рессорная (эластичная);

 

 

-по взаимному расположению проводов в плане: вертикальная, полукосая, косая, ромбовидная, с оттяжным тросом;

-по способам подвешивания (числу несущих тросов): одинарная и двойная. Особенности выполнения цепных контактных подвесок разных типов и их работы в различных метеоусловиях во взаимодействии с токоприемниками ЭПС при существующих и перспективных скоростях движения.

Сравнение и область применения различных типов цепных контактных подвесок.

Особенности скоростной контактной подвески КС-200 (на 220 км/ч).

Студент должен иметь представление:

- о влиянии стрел провеса контактных проводов на качество токосъема:

-об эластичности контактной подвески и ее влиянии на качество токосъема.

Студент должен знать:

- назначение контактной сети и основные требования к ней;

-классификацию, особенности конструктивного выполнения и работу цепных контактных подвесок;

-область применения различных контактных подвесок.

Студент должен уметь:

- определять тип контактной подвески по ее конструкции;

-сравнивать и выбирать тип контактной подвески в зависимости от скорости движения поездов, токовой нагрузки, ветрового воздействия.

 

 

Методические указания к теме 1

Особенности скоростной контактной подвески КС-200

Контактная подвеска, предназначенная для высоких (до 220 км/ч) скоростей движения должна иметь:

-постоянное бес провесное положение контактных проводов (т.е. при любой температуре стрелы провеса контактных про­водов f_KX должны -быть неизменно равны нулю);

- максимально равномерную эластичность в пролетах;

-облегченные зажимы на контактных проводах; -большую электропроводность;

динамическую устойчивость к нажатию токоприемника. Первое из перечисленных требований обеспечивается при­менением компенсированной контактной подвески и тщательной регулировкой высоты контактного провода при монтаже. В ком­пенсированной контактной подвеске стрелы провеса несущего троса пропорциональны удельной нагрузке от веса проводов g_x, длине пролета 1 и натяжению несущего троса Т_х:

Поскольку компенсаторы несущего троса обеспечивают Т_х = Т„_ом = const и g_x не меняется от t_x (кроме случаев отложения гололеда), то в компенсированной подвеске в каждом пролете F_x = const при любой температуре (кроме случаев гололеда). Зна­чит, и стрелы провеса контактного провода f^ = const при любой температуре t_x.

В КС-200 применены мерные струны, расчет длины которых и мест их установки в каждом пролете выполняется с высокой точностью согласно компьютерной программе. Мерные струны изготавливаются заранее, маркируются и устанавливаются в стро­го определенных местах по пролету согласно "паспорту" каждого анкерного участка. Соблюдение такой точности при монтаже обеспечивает контактным проводам беспровесное положение при любой температуре.

В "паспорте" анкерного участка даны схемы расположения струн и указаны все остальные параметры каждого пролета. На рис. 1 приведен пример такой схемы.

 

 

 

Второе требование к высокоскоростной подвеске - равно­мерная эластичность в пролете - в КС-200 обеспечивается удли­нением троса рессорной струны до 18-20 м, изготовлением его из медного троса М-35 (вместо БМ6) и заданием строго определен­ного натяжения в нем, что в комплексе повышает эластичность под опорами. В результате получена довольно равномерная эла­стичность вдоль пролета. Коэффициент неравномерности эла­стичности:

 

В КС-200 масса зажимов снижена: так, например, стыковой зажим контактного провода УКС-059 имеет массу 0,52 кг, струно-вой зажим контактного провода УКС - 0,46 - 16 имеет массу 0,139 кг, зажим средней анкеровки контактного провода УКС-051 имеет массу 0,68 кг, что ниже массы ранее применявшихся зажи­мов, и т.д.

Для повышения электропроводности в контактной подвеске главных путей применены контактные провода повышенного се­чения (М-120 + 2МФ-120).

Контактная подвеска КС-200 является вертикальной: несу­щий трос имеет такой же зигзаг, как и контактные провода. Вер­тикальная подвеска с фиксированным положением относительно оси пути несущего троса должна быть более ветро- и динамиче­ски устойчивой.