2758

Рис. 11. Жесткий фиксатор

На участках с большими скоростями движения применяют сочлененные фиксаторы (рис. 12, 13), у которых к контактному проводу крепится полосовой дополнительный стержень из алюминиевого сплава АМг 6-М, который в 1,5 раза легче стальных, что улучшает качество токосъема. На внешней стороне кривых участков пути с малыми радиусами гибкие фиксаторы применяются только в том случае, когда на каждый из них действует растягивающая сила не менее20 кгс(40 кгс– придвухконтактныхпроводах) (рис. 14).

Рис. 12. Прямой сочлененный фиксатор:

1 – изолятор ФТФ – 3,3/3; 2 – соединительная деталь; 3 – основной стержень прямого фиксатора; 4 – стойка прямого фиксатора; 5 – дополнительный фиксатор; 6 – струна;

7 – изолятор ФСФ-27,5/3,5; 8 – контактный провод

Рис. 13. Обратный сочлененный фиксатор:

9 – основной стержень обратного фиксатора; 10 – стойка обратного фиксатора

11

Рис. 14. Гибкий фиксатор ФГ-25

6.Сопряжения анкерных участков

Вместах соединений (сопряжении) смежных анкерных участков для плавного перехода токоприемника с одного контактного провода на другой устраиваются неизолирующие или изолирующие сопряжения.

Сопряжение анкерных участков располагают, как правило, в трех пролетах. Между анкерными опорами находятся две переходные опоры.

У переходных опор в приподнятый контактный провод и несущий трос врезают изоляторы, а для удаления изоляторов контактного провода от зоны полоза токоприемника устанавливают коромысло (рис. 15). Изоляторы включают в провода подвески и около анкерных опор, а изолированную часть одной подвески соединяют соединителем с рабочей частью другой подвески, в целях безопасности обслуживания. Каждый контактный провод в переходном пролете расположен односторонними зигзагами, поэтому для повышения ветроустойчивости длину этого пролета принимают равной 75 % наибольшего расчетного на прямом участке пути и 75–90 % – на кривой в зависимости от радиуса.

Рис. 15. Расположение проводов у переходной опоры изолирующего сопряжения анкерных участков при постоянном токе

12

На электрифицированных участках переменного тока устраиваются изолирующие сопряжения с нейтральной вставкой. Длину нейтральной вставки выбирают больше, чем расстояние между крайними токоприемниками электровозов при кратной тяге или электропоезда. Длина среднего пролета не менее 45 м. При мотор-вагонной тяге длина нейтральной вставки примерно 200 м.

Проход электрических локомотивов под нейтральной вставкой осуществляется с отключенными двигателями, иначе ток нагрузки, разрываясь при проходе токоприемника по изолирующему сопряжению, может вызвать пережог контактного провода и контактных пластин токоприемника.

Порядок выполнения работы

1. Воздушная стрелка

а) ознакомиться с конструкцией стрелки; б) для марки крестовины, заданной преподавателем (1/22, 1/18, 1/15, 1/11, 1/9),

найти положение воздушной стрелки и место установки фиксирующих устройств; в) начертить схему стрелки.

2. Гибкая поперечина

а) изучить применяемые типы гибких поперечин; б) начертить схему рекомендуемого типа гибкой поперечины.

3. Консольные поддерживающие устройства

а) привести типы консолей, применяемых на сети дорог; б) привести схемы консолей, находящих наибольшее применение.

4. Опорные конструкции

а) признаки, по которым классифицируют опоры контактной сети; б) преимущества и недостатки применяемых типов опор.

5. Фиксаторы

а) изучить типы фиксаторов и привести их обозначение; б) привести порядок смены фиксатора под напряжением;

в) изучить назначение деталей контактной сети, установленных на стенде.

6. Сопряжение анкерных участков

а) изучить конструкции сопряжений; б) привести схему сопряжения с нейтральной вставкой при обращении электропоездов.

Контрольные вопросы

1.Какие типы консольных железобетонных опор применяют в настоящее время?

2.Как маркируют железобетонные и металлические опоры контактной сети?

3.Как осуществляется закрепление в грунте железобетонных и металлических опор?

4.Как маркируют консоли контактной сети?

5.В чем преимущество изолированных консолей по сравнению с неизолированными?

6.Что представляет собой жесткая поперечина?

7.Назначение сигналов и разъединителей в пределах нейтральной вставки.

8.Обосновать расстояния от сигналов до элементов нейтральной вставки и ее длину.

Рекомендуемая литература

1.Марквардт К.Г. Контактная сеть / К.Г. Марквардт, И.И. Власов. – М.: Транспорт, 1994. – С. 223, 224, 220, 62.

2.Правила техники безопасности при эксплуатации контактной сети и устройств автоблокировки электрифицированных железных дорог. – М.: Транспорт, 1988. – 60 с.

3.Михеев В.П. Контактные сети и линии электропередачи : учебник для вузов ж.-д. транспорта. –

М.: Маршрут, 2003. – 416 с.

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛАСТИЧНОСТИ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК В ПРОЛЕТЕ

(2 часа)

Цель работы: исследование характера изменения эластичности в пролете простой и цепной подвесок.

Теоретические сведения

При движении токоприемника контактный провод отжимается вверх. Величина этого отжатия в различных точках пролета зависит от эластичности контактной подвески.

Эластичность (η) контактной подвески в рассматриваемой точке пролета характеризуется величиной отжатия контактного провода под действием приложенной к нему вертикальной силы 1Н. Измеряется эластичность в Н/м. Качество токосъема зависит от величины нажатия токоприемника на КП, которое зависит от различных факторов и в значительной степени от изменения эластичности контактной подвески по длине.

Точно определить подъем КП весьма сложно, т. к. помимо зависимости силы нажатия токоприемника и параметров контактной подвески, этот подъем зависит еще от состояния струн.

Эластичность контактной подвески в различных точках пролета в основном зависит от системы подвески, натяжения проводов и типа опорных узлов. Для обеспечения надежного токосъема эластичность контактной подвески должна быть одинаковой по всей длине пролета: в опорных узлах под ближайшими к ним струнами и в середине пролета.

Подготовка стенда

Экспериментальные исследования проводятся на модели одного пролета контактной подвески.

Схема стенда контактной подвески для исследования отжатия КП под воздействием токоприемника показана на рис. 1 и 2.

Нажатие токоприемника имитируется грузиками, масса которых с помощью гибких нитей, переброшенных через ролики, создает в проводах усилие, направленное вертикально вверх. Измерение величины подъема КП производится масштабной линейкой, как разность замеров высоты его расположения относительно поверхности стола до и после приложения силы нажатия.

Масштабы модели

1.Масштаб подъема КП:

mhn=5,5 мм – для простой подвески; mhц=7,5 мм – для цепной подвески.

2.Масштаб нажатия токоприемника:

mрп=180 Н – для простой подвески; mрц=250 Н – для цепной подвески. 3. Масштаб длины подвески:

ml=30 см.

14

Рис. 1. Схема простой (а) и цепной (б) подвесок, исследуемых на определение отжатия КП под воздействием токоприемника

Рис. 2. Схема модели контактной подвески для исследования отжатия КП под воздействием токоприемника:

1 – несущий трос; 2 – контактный провод; 3 – струна; 4 – опора; 5 – несущая конструкция; 6 – гибкая нить; 7 – грузики

Порядок выполнения работы

1. Простая подвеска

1.1.Смонтировать простую подвеску с зигзагом и надеть крючки гибких нитей, ведущих к штангам, на КП против каждой стойки поддерживающей конструкции.

1.2.Замерить расстояние от поверхности стола до КП в точках, где будет прикладываться статическая нагрузка (нажатие токоприемника), и заполнить первую строчку табл. 1.

1.3.Изменяя количество грузов на штангах поочередно, начиная с первой (имитируя движение токоприемника) заполнить остальные строчки табл. 1. В таблицу записывать

величину подъема КП ( hk = hk2 – hk1).

15

1.4.Подготовить табл. 2 по форме, аналогичной табл. 1 и заполнить ее действительными величинами в соответствии с масштабами модели.

1.5.Рассчитать зависимость η = f(х) в пролете для одного из значений нажатия токоприемника (по заданию преподавателя) по следующим формулам:

	η =		hk	,			(1)
			P
	ηТ =		х(l − x)			,	(2)
			l K

где hк – величина отжатия КП токоприемником, м; η – эластичность подвески, м/Н; Р – величина нажатия токоприемника, Н;

х – расстояние от опоры до точки измерения, м; К – натяжение КП, Н.

Вес одного груза – 0,1 Н.

По формуле (1) рассчитать опытную кривую эластичности, по формуле (2) – теоретическую. Результаты расчетов поместить в табл. 3.

Таблица 1

Экспериментальные данные отжатия КП под воздействием статической нагрузки (нажатие токоприемника) при простой подвески

Кол-во			Подъем КП в контрольных точках,				h, мм
грузов
	1	2		3	4	5		6	7
0
2
4
6
8
10

Таблица 3

Результаты расчетов эластичности простой контактной подвески

Номер струны		1	2	3	4	5	6	7
Расстояние от опоры х, м		6	9,8	13,5	17,2	21	24,8	28,5
Эластичность η,	экспериментальная
м/Н	теоретическая

1.6.Построить теоретическую и экспериментальную зависимости эластичности от длины пролета для заданного значения нажатия токоприемника на одном графике.

1.7.По данным табл. 2 построить зависимость h = f(Р) для одной точки (по заданию преподавателя).

2. Цепная подвеска

2.1.Смонтировать полукосую компенсированную цепную подвеску в режиме беспровесного положения КП и надеть крючки гибких нитей, ведущих к штангам, на КП. Натяжение проводов установить: Тном = 18 Н, К = 10 Н.

2.2.Повторить действия, указанные в пп.1.2 – 1.4, заполнив результатами измерений табл. 4 и 5, составленные по формам соответственно табл. 1 и 2.

16

2.3. В ходе проведения экспериментов отметить, при какой величине нажатия разгружаются струны.

2.4. Рассчитать экспериментальную кривую эластичности в пролете по формуле (1), заполнив первую строку табл. 6, составленную по форме табл. 3. Расстояние Х принимается для пролета цепной подвески с учетом масштаба ml=30 см.

2.5. Теоретическую зависимость эластичности от длины пролета до разгрузки струн

	рассчитать по формуле:		х(l − x)
	η	=			(3)
				,
			l(Т + К)

где Т – величина натяжения НТ, Н.

Эластичность в середине межструнового пролета определить по формуле:
η		х(l − x)		а
	=		+		,
		l(Т + К)		4К

где а – расстояние между струнами.

После разгрузки струн эластичность определяется по формуле:

η = (Р − Rстр )2 ,

8Рqк К

где Rстр – реакция струн,

	Rстр	= qк а −	8fк К	а,
			l 2

(4)

(5)

(6)

qк – нагрузка от силы тяжести КП, Н/м; fк – стрела провеса КП, м.

Результаты расчета занести во вторую строчку табл. 6.

2.6. Построить экспериментальные и теоретические зависимости эластичности от длины пролета.

Контрольные вопросы

1.Что такое эластичность и жесткость контактной подвески? Как они определяются

ив каких единицах?

2.Как изменяется эластичность по длине пролета простой и цепной подвески с простыми опорными струнами?

3.От каких параметров зависит эластичность контактной подвески и величина отжатия КП токоприемником?

4.Какова связь качества токосъема и эластичности контактных подвесок?

5.Назвать основные направления совершенствования контактных подвесок для повышения качества токосъема.

6.Особенности конструкции новых высокоскоростных контактных подвесок.

Рекомендуемая литература

1.Марквардт К.Г. Контактная сеть / К.Г. Марквардт, И.И. Власов. – М.: Транспорт, 1994. –

С. 223, 224, 220, 62.

2.Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети. – М.: Транспорт, 1991. – 335 с.

3.Михеев В.П. Контактные сети и линии электропередачи : учебник для вузов ж.-д. транспорта. –

М.: Маршрут, 2003. – 416 с.

17

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СИСТЕМЫ КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ ПРИПОСТОЯННОМ НАТЯЖЕНИИПРОВОДОВНАВЕТРОВЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА

(2 часа)

Цель работы: получить физическое представление о степени влияния ветрового давления на отклонения контактного провода от оси токоприемника в зависимости от системы подвески проводов.

Теоретические сведения

Вцелях снижения стоимости контактной сети расстояния между опорами желательно делать как можно больше. Однако для обеспечения надежного токосъема это расстояние ограничивается величиной допускаемого отклонения контактного провода от оси токоприемника под действием ветра наибольшей интенсивности. Поэтому для любой системы контактной подвески длина пролета принимается такой, чтобы при наибольшей скорости ветра отклонение контактного провода от оси токоприемника не превышало допускаемой величины.

Величина ветрового отклонения контактного провода при простой подвеске зависит от силы ветра, натяжения провода, зигзага и длины пролета.

Вцепных подвесках ветровое отклонение зависит от взаимного расположения несущего троса и контактного провода в плане. В цепных подвесках наличие несущего троса может препятствовать или способствовать отклонению контактного провода под действием ветра.

Так, если горизонтальное отклонение несущего троса от оси пути будет больше отклонения контактного провода, то струнки будут передавать часть ветровой нагрузки с несущего троса на контактный провод и дополнительно оттягивать его. Если же отклонение троса меньше, чем контактного провода, то струнки будут препятствовать отклонению провода.

Эта удельная эквивалентная нагрузка – взаимодействие несущего троса и

контактного провода при ветре, обозначается РЭ (вывод расчетной формулы для РЭ дается в учебнике) /1, с. 105–118/.

При одинаковом ветровом смещении несущего троса и контактного провода от оси пути, струнки займут вертикальное положение и влияния несущего троса не будет, т. е.

РЭ = 0.

Всистемах полукосой и косой подвесках, благодаря наклонному положению струн, влияние несущего троса будет сказываться сильнее.

При простой подвеске исследуется отклонение контактного провода от оси токоприемника по длине пролета в зависимости от скорости ветра при постоянном натяжении провода при наличии и при отсутствии зигзагов.

При цепной подвеске должно быть исследовано влияние системы цепной подвески (вертикальной, полукосой и косой) на ветровые отклонения контактного провода при заданных наибольших скоростях ветра и построены кривые расположения отклоненного ветром контактного провода в пролете.

Взаключении должны быть сделаны выводы о влиянии параметров контактной сети на ветровые отклонения проводов.

18

Описание стенда

Лабораторный стенд представляет собой устройство, на котором можно подготовить физическую модель одного пролета длиной 60 метров, расположенного на прямом участке пути, либо простой подвески контактного провода МФ-100, либо цепной подвески М120+МФ100, при различных системах расположения проводов в плане.

Натяжение проводов поддерживается постоянным при помощи грузов (для режима наибольшего ветра при температуре окружающего воздуха +5 °С).

Давление ветра на провода имитируется грузами, оттягивающими провод (в пяти точках пролета) при помощи шнуров, переброшенных через блоки. Каждой скорости ветра соответствует специальный комплект грузов.

Зигзаги несущего троса и контактного провода устанавливаются путем перемещения их концов в пазах.

Для того чтобы модель достаточно точно отражала физические процессы, происходящие на контактной сети под действием ветра, с учетом влияния несущего троса, на модели точно выдержаны масштабы, приведенные в табл. 1.

Измерение ветровых отклонений контактного провода от оси токоприемника производится по горизонтальным шкалам, укрепленным на стенде. Отсчет ведется по отвесам, подвешенным к контактному проводу. Для того чтобы перейти от модельных величин к натуральным, надо величины, замеренные по модели, разделить на соответствующий масштаб модели.

Порядок работы

1.Собрать модель простой подвески (см. табл. 1), отсоединить струнки от контактного провода. Расположить провод по оси токоприемника, замерить в пяти точках отклонения провода под действием ветра со скоростями 20, 30, 40 м/с, используя соответствующие этим скоростям комплекты оттягивающих грузовиков.

2.Произвести такие же замеры для простой подвески с симметричным зигзагом контактного провода. Для этого надо сместить в разные стороны концы контактного провода модели на 30 мм от оси пути, отмеряя по шкале на пазе.

Данные замеров внести в табл. 2.

Таблица 1

Параметры модели

Наименование параметров		Масштаб модели
Длина пролета				ml=2,5·10-2
Натяжение несущего троса				mT=5·10-4
Натяжение контактного провода				mK=5·10-4
Стрелы провеса проводов				mf=0,1
Горизонтальные отклонения проводов (зигзаги, ветровое				ma= mв=0,1
отклонение)
Равномерно распределенные вертикальные нагрузки				mg=0,08
Равномерно распределенные горизонтальные нагрузки				mp=0,08
(ветер)
Ветровая нагрузка при скорости ветра, м/с	20		30			40
На несущем тросе в граммах	10		23			42
На контактном проводе в граммах	9		20			36
19

Таблица 2

Результаты измерений

Х	Vв, м/с		l		2l	3l	4l	5l
			6		6	6	6	6
bkx	20
	30
без зигзага
	40
bkx	20
	30
с зигзагом
	40

bkx – ветровые отклонения контактного провода от оси токоприемника на расстоянии Х от опоры, мм.

По данным табл. 2 построить кривые расположения отклоненного ветром контактного провода в пролете при отсутствии и при наличии зигзагов и установить влияние зигзагов на величину наибольшего отклонения провода.

3.Собрать модель цепной подвески (соединить струнки с контактным проводом).

4.Подготовить табл. 3 по следующей форме.

Таблица 3

Результаты измерений

№	Х		l		2l	3l	4l	5l
п/п			6		6	6	6	6
1	Вертикальная подвеска
2	Полукосая подвеска
3	Косая подвеска

5.Установить равные односторонние зигзаги несущего троса и контактного провода путем сдвига проводов в пазах на 30 мм и проверить симметричность расположения проводов относительно оси пути.

6.Подвесить оттягивающие грузы на контактный провод и несущий трос соответствующие скорости ветра 40 м/с, и заполнить графу 1 табл. 3 для вертикальной системы подвески.

7.Расположить несущий трос по оси пути (не снимая оттягивающих грузов) и заполнить графу 2 табл. 3 для полукосой подвески.

8.Установить зигзаги несущего троса равные 50 мм в сторону, противоположную зигзагам контактного провода и заполнить графу 3 табл. 3 для косой подвески.

9.По данным табл. 3 построить на одном графике и в одном масштабе кривые отклоненного ветром контактного провода в пролете при разных системах цепных подвесок.

20