2758

2758	Министерство транспорта Российской Федерации
	Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

КОНТАКТНЫЕ СЕТИ И ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторных работ

для студентов специальности 190401 – «Электроснабжение железных дорог» очной и заочной форм обучения

Составители: В.Б. Тепляков Н.В. Теплякова

Самара

2010

1

УДК 21.332.3.001.63

Контактные сети и линии электропередачи : методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 190401 – «Электроснабжение железных дорог» очной и заочной форм обучения / составители : В.Б. Тепляков, Н.В. Теплякова. – Самара : СамГУПС, 2010. – 34 с.

Утверждены на заседании кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

03.11.2010 г, протокол № 4.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Приведены методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов по рассматриваемой дисциплине.

В методических указаниях содержатся основные сведения о деталях и узлах контактной сети. Представлены схемы воздушной стрелки, гибких поперечин, консолей, фиксаторов, сопряжения анкерных участков, простой и цепной подвески, питания и секционирования участков станций и перегонов, электрического управления приводом разъединителя постоянного тока.

Составители: Тепляков Валерий Борисович, к.т.н., доцент Теплякова Наталия Владимировна, ст. преподаватель

Рецензенты: начальник Самарской дистанции электроснабжения – СП Самарского отделения СП Куйбышевской железной дороги – филиала ОАО «РЖД» М.В. Гребенников; к.т.н.; профессор кафедры ЭСЖТ СамГУПС Л.С. Лабунский

Редактор И.М. Егорова Компьютерная верстка Е.А. Ковалева

Подписано в печать 29.12.2010. Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л. 2,13. Тираж 100 экз. Заказ № 346.

♥ Самарский государственный университет путей сообщения, 2010

2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ДЕТАЛИ И УЗЛЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

(4 часа)

Цель работы: изучение основных деталей и узлов контактной сети магистральных железных дорог.

Теоретические сведения

1. Воздушные стрелки

Воздушная стрелка предназначена для обеспечения плавного и надежного перехода токоприемников с контактной подвески одного пути на контактную подвеску другого пути при движении электропоездов по стрелочному переводу.

Пересечение контактных проводов осуществляется путем наложения одного провода на другой, а одинаковый подъем проводов достигается установкой ограничительной трубки. Точка пересечения должна располагаться по возможности ближе к точке подхвата токоприемником контактного провода при следовании по воздушной стрелке.

Воздушные стрелки над обыкновенными и перекрестными стрелочными переводами и над глухими пересечениями путей должны быть фиксированными с обеспечением возможности взаимных продольных пересечений контактных проводов. На второстепенных путях допускается применять нефиксированные воздушные стрелки. Нефиксированные стрелки разрешается устанавливать в тех случаях, когда возможно провести монтаж воздушной стрелки в пределах стрелочного перевода с опорных конструкций (располагаемых не далее 20 м) без фиксации контактных проводов. Фиксация контактных проводов на воздушной стрелке выполняется только сочлененными фиксаторами, работающими на растяжение.

Наилучшая фиксация контактных проводов, образующих воздушную стрелку, осуществляется при расположении фиксаторов на расстоянии 1–2 м от точки пересечения контактных проводов в сторону остряка стрелки, что соответствует расстоянию между внутренними гранями головок соединительных рельсов 800–1000 мм

(рис. 1).

Расстояние от воздушной стрелки до средней анкеровки должно быть не более 400 м. При средних температурах для данного района точка пересечения проводов должна находиться посередине между фиксирующими зажимами.

Расстояния от места установки фиксирующих устройств до центра стрелочного перевода, до остряков стрелки и до математического центра крестовины даны в табл. 1.

Таблица 1

Оптимальные расстояния установки фиксирующих устройств

	Марка крестовины	До остряка стрелки, м	До центра перевода, м	До математического
				центра крестовины, м
				21,0
	1/22	39,5	12,5
	1/18	32,5	10,8	17,0 .
	1/15	26,5	10,5	12,0
	1/11	17,5	7,5	9,5
	1/9	17,0	6,0	9,0
			3

Рис. 1. Схема расположения фиксированной воздушной стрелки на обычном стрелочном переводе

За зоной подхвата полозом токоприемника контактных проводов, на расстоянии не более 1 м в сторону крестовины, должны быть установлены двойные вертикальные или скользящие струны.

При полукомпенсированных цепных подвесках связь между проводами нефиксированных воздушных стрелках, помимо ограничительных трубок на контактных проводах, обеспечивают также установкой соединительных зажимов на образующих воздушную стрелку несущих тросов в месте пересечения.

Кроме ограничительной трубки, на воздушных стрелках могут применяться устройства одновременного подъема контактных проводов на воздушных стрелках УППВС, перекрестные струны и жесткие распорки.

Рис. 2. УППВС

Устройство УППВС изготавливается в следующих исполнениях: УППВС-1; УППВС-2; УППВС-2-2. Каждое устройство УППВС состоит из жестких распорок,

4

предназначенных для закрепления на контактных проводах, и балансира с грузом, шарнирно закрепленным на накладке.

Жесткие распорки шарнирно соединены с балансиром. При двух контактных проводах жесткие распорки соединяются с контактными проводами через специальные накладки, имеющие стержень, предназначенный для компенсации перемещения контактных проводов при изменении температуры.

Устройства УППВС работают на принципе балансирования сил, вызванных нажатием токоприемника на контактные провода. Для установки устройства на несущих тросах, имеющих разную высоту, предусмотрена надставка.

2. Гибкие и жесткие поперечины

Для поддержания проводов контактной сети на определенной высоте и в нужном положении относительно оси пути предназначены жесткие и гибкие поперечины, опоры и консоли. На станциях и многопутных перегонах устанавливают жесткие и гибкие поперечины.

Гибкая поперечина представляет собой систему тросов, натянутых поперек электрифицированных путей. Верхние провода гибкой поперечины называют поперечными несущими тросами, они воспринимают все вертикальные нагрузки от цепных подвесок, самой поперечины и различных проводов, которые могут быть на ней закреплены. Обычно выполняется из 2-х или 4-х тросов.

Фиксирующие тросы предназначены для восприятия всех горизонтальных нагрузок. Верхний фиксирующий трос испытывает горизонтальные нагрузки от ветра, изменения направления проводов и от несущих тросов цепных подвесок. Нижний фиксирующий трос испытывает такие нагрузки от контактных проводов.

По отношению к напряжению гибкие поперечины подразделяются:

а) с изолированным нижним фиксирующим тросом (рис. 3, а). При этой системе можно производить осмотр и ремонт подвески без подъема на фиксирующий трос. Фиксаторы крепят непосредственно к нижнему фиксирующему тросу, а так как трос находится под напряжением, то крепят его к опоре через изолятор;

б) гибкая поперечина, с изолированными верхним и нижним фиксирующими тросами (рис. 3, б), практически не отличается от предыдущей системы, но обладает достоинством – на кривой или стрелках изоляторы удерживаются верхним фиксирующим тросом в вертикальном положении;

в) с изолированными фиксирующими и поперечно несущими тросами (рис. 3, в). Эта система создает наиболее безопасные условия для работы под напряжением. Главным ее недостатком является необходимость включить изоляторы в основной несущий элемент – в поперечный несущий трос, опасность повреждения которого выше, чем у троса.

Разновидностью данной системы является гибкая поперечина с двойной изоляцией (рис. 4), дающая наибольшую безопасность в работе под напряжением. Позволяет также производить работы в изоляторном узле, для чего необходимо шунтировать его отрезком провода.

Жесткие поперечины представляют собой металлические фермы (ригели), закрепленные на двух железобетонных опорах, расположенных по обе стороны путей. Ригельная конструкция обеспечивает перекрытие до восьми железнодорожных путей. При необходимости на опорах жесткой поперечины крепят консоли (К) с внешней стороны и число путей, обслуживаемых данной поперечиной, увеличивается еще на

5

один-два. Ширина и высота ригелей, перекрывающих от пяти до восьми путей, составляют соответственно 740 и 1200 мм. В новой подвеске КС-200 применяются ригели с другими размерами (рис. 5).

Рис. 3. Схема гибких поперечин

Рис. 4. Гибкая поперечина с изолированными фиксирующими и поперечно несущими тросами: 1 – поперечно несущий трос; 2 и 3 – верхний и нижний фиксирующие тросы;

4 – электрический соединитель; 5 – секционирующий изолятор; 6 – изоляторы; 7 – нейтральный участок

Несущий трос контактной подвески крепится к ригелю через гирлянду изоляторов. Фиксация контактных проводов осуществляется фиксаторами (Ф), укрепленными на фиксирующем тросе (ФТ), натянутом между опорами (О). При необходимости изоляции подвесок путей друг от друга в ФТ врезаются изоляторы (И). При анкеровке проводов подвески на опорах жестких поперечин применяют оттяжки, располагаемые вдоль пути.

6

Рис. 5. Жесткая поперечина

Длина ригелей составляет от 16,1 до 44,2 м, собираются они из отдельных блоков. Ригельные конструкции на станциях могут использоваться для установки прожекторов, освещающих железнодорожные пути в ночное время.

Жесткие поперечины просты по конструкции и экономичны, но при них невозможно проверить состояние точек подвешивания несущего троса и очистить изоляторы без снятия напряжения с контактной сети.

3. Консольные поддерживающие устройства

Консоли, применяемые на электрифицированных линиях, подразделяются на следующие виды.

По схеме конструкции: горизонтальные с тягой (рис. 6, а), горизонтальные с подкосом (рис. 6, б), наклонные с тягой (рис. 6, в).

По способу крепления на опоре: защемленные, полузащемленные (полуповоротные), поворотные.

По отношению к напряжению: изолированные (рис. 7, а), неизолированные (рис. 7, б). По количеству перекрываемых путей: однопутные и многопутные (рис. 8).

Достоинством однопутных консольных поддерживающих устройств является полная механическая независимость подвески одного пути от другого, это и определяет их широкое применение. Основным недостатком двухпутных консолей является то, что повреждение подвески на одном пути может привести к нарушению работы подвески и

7

второго пути. Восстановление контактной сети при повреждении самой консоли связано с большими трудностями. На отечественных железных дорогах наибольшее применение нашли однопутные нормальные и обратные наклонные консоли.

Рис. 6. Консоли: 1 – опора; 2 – кронштейн; 3 – тяга; 4 – подкос

Рис. 7. Консоли: а – изолированная; б – неизолированная; 1 – опора; 2 – изолятор; 3 – тяга; 4 – кронштейн; 5 – основной фиксатор; 6 – дополнительный

фиксатор; 7 – контактный провод; 8 – несущий трос

Рис. 8. Двухпутные консоли: 1 – опора; 2 – изолятор; 3 – тяга; 4 – кронштейн; 5 – основной фиксатор; 6 – дополнительный фиксатор; 7 – контактный провод; 8 – несущий трос

8

Взависимости от назначения: промежуточные и переходные.

Взависимости от назначения проходящих проводов: нормальные – для подвески проводов на прямых участках, обратные – в кривых участках пути и прямых при отводе проводов от оси пути в сторону к опоре (рис. 9).

Рис. 9. Обратная консоль:

1 – опора; 2 – изолятор; 3 – тяга; 4 – кронштейн; 5 – основной фиксатор; 6 – дополнительный фиксатор; а – зигзаг контактного провода

Наибольшим преимуществом обладают поворотные консоли, так как при обрыве несущего троса (некомпенсированная подвеска) за счет поворота консолей вокруг своей оси произойдет ослабление натяжения троса, что предотвратит разрушение консоли или опоры. При компенсированной подвеске необходимо применение поворотных консолей, так как при температурных колебаниях будет происходить изменение длины троса.

4. Опорные конструкции

Опоры предназначены для поддерживания проводов контактной сети в определенном положении при помощи специальных конструкций.

Опоры классифицируют по следующим признакам:

-по материалу, из которого они изготавливаются: железобетонные, металлические, металлические хромированные, деревянные;

-по виду поддерживающих устройств, установленных на опоре: консольные, опоры гибких поперечин, опоры с жесткими поперечинами и фиксирующие;

-по назначению: промежуточные, переходные и анкерные.

Кроме этого, опоры могут быть рассчитаны и сконструированы на определенное направление нагрузки, т. е. направленные, или на любое направление – равнопрочные.

В соответствии с ГОСТ 19330-81 типовые железобетонные опоры именуют буквенно-цифровыми группами.

Например:

- С 108.6-1 – стойка типа С длиной 10800 мм, с толщиной стенки 60 мм, первой несущей способности (момент относительно условного обреза фундамента 44 кН·м), для применения до –40 °С;

9

-СО 136.7-4-М – стойка типа СО, длиной 13600 мм, толщина стенки 75 мм, четвертой несущей способности (98 кН·м), для применения при температуре ниже –40 °С;

-СО 108.6-2-MK – стойка типа СО, длиной 10800 мм, толщина стенки бетона 60 мм, второй несущей способности, (59 кН·м), для применения при температуре ниже –40 °С.

Буквы М и К означают состояние среды: М – неагрессивная среда, К – среднеагрессивное воздействие газовой среды.

Рис. 10. Металлические опоры контактной сети:

а – высотой 10 м из двух поясов; б – высотой 15 м из трех поясов; в – высотой 20 м из четырех поясов; 1 – раскос решетки; 2 – стойка пояса; 3 – соединительная стыковая накладка; 4 – диафрагма; БВ – база наверху в плоскости большего фундамента; БН – база внизу в плоскости большего фундамента;

L – длина панели; а, б, в, г – пояса

5. Фиксаторы

Для ограничения отклонения контактного провода от оси токоприемника при действии ветра и обеспечения их зигзагообразного расположения служат фиксаторы. Фиксатор не препятствует свободному подъему провода при проходе токоприемника, а также обеспечивает продольное перемещение контактного провода при изменении температуры.

В зависимости от конструкции фиксаторы бывают жесткие, сочлененные и гибкие. Кроме того, жесткие фиксаторы могут быть растянутыми и сжатыми. Жесткие фиксаторы выполняют из газовых труб (рис. 11).

При усилии, направленном к опоре (при зигзаге провода от опоры на прямом участке пути или при расположении опоры с внутренней стороны кривой), в точке крепления фиксатора к проводу возникает сила, направленная вниз, т. е. создается жесткая точка. Даже в случае, когда фиксатор растянут, создаются значительные сосредоточенные нагрузки из-за силы тяжести фиксатора и изолятора. По этой причине жесткие фиксаторы в настоящее время находят ограниченное применение.

10