Контактная сеть представляет собой комплекс устройств для передачи электроэнергии от тяговых подстанций к ЭПС через токоприемники. Она является частью тяговой сети и для рельсового электрифицированного транспорта обычно служит ее фазой (при переменном токе) или полюсом (при постоянном токе); другой фазой (или полюсом) служит рельсовая сеть. Контактная сеть может быть выполнена с контактным рельсом или с контактной подвеской.
В контактной сети с контактной подвеской основными являются следующие элементы: провода – контактный провод, несущий трос, усиливающий провод и пр.; опоры; поддерживающие и фиксирующие устройства; гибкие и жесткие поперечины (консоли, фиксаторы); изоляторы и арматура различного назначения.
Контактную сеть с контактной подвеской классифицируют по видам электрифицированного транспорта, для которого она предназначена, – ж.-д. магистрального, городского (трамвая, троллейбуса), карьерного, рудничного подземного рельсового транспорта и др.; по роду тока и номинальному напряжению питающегося от сети ЭПС; по размещению контактной подвески относительно оси рельсового пути – для центрального токосъема (на магистральном ж.-д. транспорте) или бокового (на путях промышленного транспорта); по типам контактной подвески – с простой, цепной или специальной; по особенностям выполнения анкеровки контактного провода и несущего троса, сопряжений анкерных участков и др.
Контактная сеть предназначена для работы на открытом воздухе и поэтому подвержена воздействию климатических факторов, к которым относятся: температура окружающей среды, влажность и давление воздуха, ветер, дождь, иней и гололед, солнечная радиация, содержание в воздухе различных загрязнений. К этому необходимо добавить тепловые процессы, возникающие при протекании тягового тока по элементам сети, механическое воздействие на них со стороны токоприемников, электрокоррозионные процессы, многочисленные циклические механические нагрузки, износ и др. Все устройства контактной сети должны быть способны противостоять действию перечисленных факторов и обеспечивать высокое качество токосъема в любых условиях эксплуатации.
В отличие от других устройств электроснабжения, контактная сеть не имеет резерва, поэтому к ней по надежности предъявляют повышенные требования, с учетом которых осуществляются ее проектирование, строительство и монтаж, техническое обслуживание и ремонт.

Проектирование контактной сети

При проектировании контактной сети (КС) выбирают число и марку проводов, исходя из результатов расчетов системы тягового электроснабжения, а также тяговых расчетов; определяют тип контактной подвески в соответствии с максимальными скоростями движения ЭПС и другими условиями токосъема; находят длины пролета (гл. обр. по условиям обеспечения ее ветроустойчивости, а при высоких скоростях движения – и заданного уровня неравномерности эластичности); выбирают длину анкерных участков, типы опор и поддерживающих устройств для перегонов и станций; разрабатывают конструкции КС в искусственных сооружениях; размещают опоры и составляют планы контактной сети на станциях и перегонах с согласованием зигзагов проводов и учетом выполнения воздушных стрелок и элементов секционирования контактной сети (изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтральных вставок, секционных изоляторов и разъединителей).
Основные размеры (геометрические показатели), характеризующие размещение контактной сети относительно других устройств, – высота Н подвешивания контактного провода над уровнем верха головки рельса; расстояние А от частей, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и подвижного состава; расстояние Г от оси крайнего пути до внутреннего края опор, находящегося на уровне головок рельсов, – регламентированы и в значительной мере определяют конструктивное выполнение элементов контактной сети (рис. 8.9).

Совершенствование конструкций контактной сети направлено на повышение ее надежности при снижении стоимости строительства и эксплуатации. Железобетонные опоры и фундаменты металлических опор выполняют с защитой от электрокоррозионного воздействия на их арматуру блуждающих токов. Увеличение срока службы контактных проводов достигается, как правило, применением на токоприемниках вставок с высокими антифрикционными свойствами (угольных, в т. ч. металлосодержащих; металлокерамических и др.), выбором рациональной конструкции токоприемников, а также оптимизацией режимов токосъема.
Для повышения надежности контактной сети осуществляют плавку гололеда, в т.ч. без перерыва движения поездов; применяют ветроустойчивые контактные подвески и т. д. Оперативности выполнения работ на контактной сети способствует применение телеуправления для дистанционного переключения секционных разъединителей.

Анкеровка проводов

Анкеровка проводов – прикрепление проводов контактной подвески через включенные в них изоляторы и арматуру к анкерной опоре с передачей на нее их натяжения. Анкеровка проводов бывает некомпенсированная (жесткая) или компенсированная (рис. 8.16) через компенсатор, изменяющий длину провода в случае изменения его температуры при сохранении заданного натяжения.

В середине анкерного участка контактной подвески выполняется средняя анкеровка (рис. 8.17), которая препятствует нежелательным продольным перемещениям в сторону одной из анкеровок и позволяет ограничить зону повреждения контактной подвески при обрыве одного из ее проводов. Трос средней анкеровки прикрепляют к контактному проводу и несущему тросу соответствующей арматурой.

Компенсация натяжения проводов

Компенсация натяжения проводов (автоматическое регулирование) контактной сети при изменении их длины в результате температурных воздействий осуществляется компенсаторами различных конструкций -блочно-грузовыми, с барабанами различного диаметра, гидравлическими, газогидравлическими, пружинными и др.
Наиболее простым является блочно-грузовой компенсатор, состоящий из груза и нескольких блоков (полиспаста), через которые груз присоединяют к анкеруемому проводу. Наибольшее распространение получил трех-блочный компенсатор (рис. 8.18), в котором неподвижный блок закреплен на опоре, а два подвижных вложены в петли, образуемые тросом, несущим груз и закрепленным другим концом в ручье неподвижного блока. Анкеруемый провод через изоляторы прикреплен к подвижному блоку. В этом случае вес груза составляет 1/4 номинального натяжения (обеспечивается передаточное отношение 1:4), но перемещение груза вдвое больше, чем у двух-6лочного компенсатора (с одним подвижным блоком).

компенсаторах с барабанами разного диаметра (рис. 8.19) на барабан малого диаметра наматываются тросы, связанные с анкеру емыми проводами, а на барабан большего диаметра – трос, связанный с гирляндой грузов. Тормозное устройство служит для предотвращения повреждений контактной подвески при обрыве провода.

При особых условиях эксплуатации, особенно при ограниченных габаритах в искусственных сооружениях, незначительных перепадах температуры нагрева проводов и т. д., применяют компенсаторы и других типов для проводов контактной подвески, фиксирующих тросов и жестких поперечин.

Фиксатор контактного провода

Фиксатор контактного провода – устройство для фиксации положения контактного провода в горизонтальной плоскости относительно оси токоприемников. На криволинейных участках, где уровни головок рельсов различны и ось токоприемника не совпадает с осью пути, применяют несочлененные и сочлененные фиксаторы.
Несочлененный фиксатор имеет один стержень, оттягивающий контактный провод от оси токоприемника к опоре (растянутый фиксатор) или от опоры (сжатый фиксатор) на размер зигзага. На электрифицированных ж. д. несочлененные фиксаторы применяют очень редко (в анкеруемых ветвях контактной подвески, на некоторых воздушных стрелках), т. к. образующаяся при этих фиксаторах «жесткая точка» на контактном проводе ухудшает токосъем.

Сочлененный фиксатор состоит из трех элементов: основного стержня, стойки и дополнительного стержня, на конце которого крепится фиксирующий зажим контактного провода (рис. 8.20). Вес основного стержня не передается на контактный провод, и он воспринимает только часть веса дополнительного стержня с фиксирующим зажимом. Стержни имеют форму, обеспечивающую надежный проход токоприемников при отжатии ими контактного провода. Для скоростных и высокоскоростных линий применяют облегченные дополнительные стержни, например, выполненные из алюминиевых сплавов. При двойном контактном проводе на стойке устанавливают два дополнительных стержня. На внешней стороне кривых малых радиусов монтируют гибкие фиксаторы в виде обычного дополнительного стержня, который через трос и изолятор крепят к кронштейну, стойке или непосредственно к опоре. На гибких и жестких поперечинах с фиксирующими тросами обычно используют полосовые фиксаторы (по аналогии с дополнительным стержнем), закрепленные шарнирно зажимами с ушком, установленным на фиксирующем тросе. На жестких поперечинах можно также крепить фиксаторы на специальных стойках.

Анкерный участок

Анкерный участок – участок контактной подвески, границами которого являются анкерные опоры. Деление контактной сети на анкерные участки необходимо для включения в провода устройств, поддерживающих натяжение проводов при изменении их температуры и осуществления продольного секционирования контактной сети. Это деление уменьшает зону повреждения в случае обрыва проводов контактной подвески, облегчает монтаж, техн. обслуживание и ремонт контактной сети. Длина анкерного участка ограничивается допустимыми отклонениями от задаваемого компенсаторами номинального значения натяжения проводов контактной подвески.
Отклонения вызваны изменениями положения струн, фиксаторов и консолей. Например, при скоростях движения до 160 км/ч максимальная длина анкерного участка при двусторонней компенсации на прямых участках не превышает 1600 м, а при скоростях 200 км/ч допускается не более 1400 м. В кривых длина анкерных участков уменьшается тем больше, чем больше протяженность кривой и меньше ее радиус. Для перехода с одного анкерного участка на следующий выполняют неизолирующие и изолирующие сопряжения.

Сопряжение анкерных участков

Сопряжение анкерных участков – функциональное объединение двух смежных анкерных участков контактной подвески, обеспечивающее удовлетворительный переход токоприемников ЭПС с одного из них на другой без нарушения режима токосъема благодаря соответствующему размещению в одних и тех же (переходных) пролетах контактной сети конца одного анкерного участка и начала другого. Различают сопряжения неизолирующие (без электрического секционирования контактной сети) и изолирующие (с секционированием).
Неизолирующие сопряжения выполняют во всех случаях, когда требуется включить в провода контактной подвески компенсаторы. При этом достигается механическая независимость анкерных участков. Такие сопряжения монтируют в трех (рис. 8.21,а) и реже в двух пролетах. На высокоскоростных магистралях сопряжения иногда выполняют в 4-5 пролетах из-за более высоких требований к качеству токосъема. На неизолирующих сопряжениях имеются продольные электрические соединители, площадь сечения которых должна быть эквивалентна площади сечения проводов контактной сети.

Изолирующие сопряжения применяют при необходимости секционирования контактной сети, когда, кроме механической, нужно обеспечить и электрическую независимость сопрягаемых участков. Такие сопряжения устраивают с нейтральными вставками (участками контактной подвески, на которых нормально напряжение отсутствует) и без них. В последнем случае обычно применяют трех-или четырехпролетные сопряжения, располагая контактные провода сопрягаемых участков в среднем пролете (пролетах) на расстоянии 550 мм один от другого (рис. 8.21,6). При этом образуется воздушный промежуток, который совместно с изоляторами, включенными в приподнятые контактные подвески у переходных опор, обеспечивает электрическую независимость анкерных участков. Переход полоза токоприемника с контактного провода одного анкерного участка на другой происходит так же, как и при неизолирующем сопряжении. Однако, когда токоприемник находится в среднем пролете, электрическая независимость анкерных участков нарушается. Если такое нарушение недопустимо, применяют нейтральные вставки разной длины. Ее выбирают такой, чтобы при нескольких поднятых токоприемниках одного поезда было исключено одновременное перекрытие обоих воздушных промежутков, что привело бы к замыканию проводов, питающихся от разных фаз и находящихся под различными напряжениями. Сопряжение с нейтральной вставкой во избежание пережога контактного провода ЭПС проходит на выбеге, для чего за 50 м до начала вставки устанавливают сигнальный знак «Отключить ток», а после конца вставки при электровозной тяге через 50 м и при моторвагонной тяге через 200 м – знак «Включить ток» (рис. 8.21,в). На участках со скоростным движением необходимы автоматические средства отключения тока на ЭПС. Чтобы можно было вывести поезд при его вынужденной остановке под нейтральной вставкой, предусмотрены секционные разъединители для временной подачи напряжения на нейтральную вставку со стороны направления движения поезда.

Секционирование контактной сети

Секционирование контактной сети – разделение контактной сети на отдельные участки (секции), электрически разъединенные изолирующими сопряжениями анкерных участков или секционными изоляторами. Изоляция может быть нарушена во время прохода токоприемника ЭПС по границе раздела секций; если такое замыкание недопустимо (при питании смежных секций от различных фаз или принадлежности их к различным системам тягового электроснабжения), между секциями размещают нейтральные вставки. В условиях эксплуатации электрическое соединение отдельных секций осуществляют, включая секционные разъединители, установленные в соответствующих местах. Секционирование необходимо также для надежной работы устройств электроснабжения в целом, оперативного технического обслуживания и ремонта контактной сети с отключением напряжения. Схема секционирования предусматривает такое взаимное расположение секций, при котором отключение одной из них в наименьшей степени влияет на организацию движения поездов.
Секционирование контактной сети бывает продольным и поперечным. При продольном секционировании осуществляют разделение контактной сети каждого главного пути вдоль электрифицированной линии у всех тяговых подстанций и постов секционирования. В отдельные продольные секции выделяют контактную сеть перегонов, подстанций, разъездов и обгонных пунктов. На крупных станциях, имеющих несколько электрифицированных парков или групп путей, контактная сеть каждого парка или групп путей образует самостоятельные продольные секции. На очень крупных станциях иногда выделяют в отдельные секции контактную сеть одной или обеих горловин. Секционируют также контактную сеть в протяженных тоннелях и на некоторых мостах с ездой понизу. При поперечном секционировании осуществляют разделение контактной сети каждого из главных путей на всем протяжении электрифицированной линии. На станциях, имеющих значительное путевое развитие, применяют дополнительное поперечное секционирование. Число поперечных секций определяется числом и назначением отдельных путей, а в ряде случаев и режимами трогания ЭПС, когда необходимо использовать площадь сечения контактных подвесок соседних путей.
Секционирование с обязательным заземлением отключенной секции контактной сети предусматривают для путей, на которых могут находиться люди на крышах вагонов или локомотивов, либо путей, вблизи которых работают подъемно-транспортные механизмы (погрузочно-разгрузочные, экипировочные пути и др.). Для обеспечения большей безопасности работающих в этих местах соответствующие секции контактной сети соединяют с другими секциями секционными разъединителями с заземляющими ножами; эти ножи заземляют отключаемые секции при отключении разъединителей.

На рис. 8.22 приведен пример схемы питания и секционирования станции, расположенной на двухпутном участке линии, электрифицированной на переменном токе. На схеме показаны семь секций – четыре на перегонах и три на станции (одна из них с обязательным заземлением при ее отключении). Контактная сеть путей левого перегона и станции получает питание от одной фазы энергосистемы, а путей правого перегона – от другой. Соответственно выполнено секционирование с помощью изолирующих сопряжений и нейтральных вставок. На участках, где требуется плавка гололеда, на нейтральной вставке устанавливают два секционных разъединителя с моторными приводами. Если плавка гололеда не предусмотрена, достаточно одного секционного разъединителя с ручным приводом.

Для секционирования контактной сети главных и боковых сетей на станциях применяют секционные изоляторы. В некоторых случаях секционные изоляторы используют для образования на контактной сети переменного тока нейтральных вставок, которые ЭПС проходит, не потребляя тока, а также на путях, где длина съездов недостаточна для размещения изолирующих сопряжений.
Соединение и разъединение различных секций контактной сети, а также соединение с питающими линиями осуществляют с помощью секционных разъединителей. На линиях переменного тока, как правило, применяют разъединители горизонтально-поворотного типа, на линиях постоянного тока – вертикально-рубящего. Управляют разъединителем дистанционно с пультов, установленных в дежурном пункте района контактной сети, в помещениях дежурных по станциям и в других местах. Наиболее ответственные и часто переключаемые разъединители установлены в сети диспетчерского телеуправления.
Различают разъединители продольные (для соединения и разъединения продольных секций контактной сети), поперечные (для соединения и разъединения ее поперечных секций), фидерные и др. Их обозначают буквами русского алфавита (например, продольные -А, Б, В, Г; поперечные – П; фидерные – Ф) и цифрами, соответствующими номерам путей и секций контактной сети (например, П23).
Для обеспечения безопасности проведения работ на отключенной секции контактной сети или вблизи нее (в депо, на путях экипировки и осмотра крышевого оборудования ЭПС, на путях погрузки и разгрузки вагонов и др.) устанавливают разъединители с одним заземляющим ножом.

Воздушная стрелка

Воздушная стрелка – образована пересечением двух контактных подвесок над стрелочным переводом; предназначена для обеспечения плавного и надежного прохода токоприемника с контактного провода одного пути на контактный провод другого. Пересечение проводов осуществляется наложением одного провода (как правило, примыкающего пути) на другой (рис. 8.23). Для подъема обоих проводов при подходе токоприемника к воздушной стрелке на нижнем проводе укреплена ограничительная металлическая труба длиной 1-1,5 м. Верхний провод располагают между трубкой и нижним проводом. Пересечение контактных проводов над одиночным стрелочным переводом осуществляют со смещением каждого провода к центру от осей путей на 360-400 мм и располагают там, где расстояние между внутренними гранями головок соединительных рельсов крестовины составляет 730-800 мм. На перекрестных стрелочных переводах и при т. н. глухих пересечениях провода перекрещиваются над центром стрелочного перевода или пересечения. Воздушные стрелки выполняют, как правило, фиксированными. Для этого на опорах устанавливают фиксаторы, удерживающие контактные провода в заданном положении. На станционных путях (кроме главных) стрелки могут быть выполнены нефиксированными, если провода над стрелочным переводом располагаются в положении, заданном регулировкой зигзагов у промежуточных опор. Струны контактной подвески, находящиеся вблизи стрелок, должны быть двойными. Электрический контакт между контактными подвесками, образующими воздушную стрелку, обеспечивает электрический соединитель, установленный на расстоянии 2-2,5 м от места пересечения со стороны остряка. Для повышения надежности применяют конструкции стрелок с дополнительными перекрестными связями между проводами обеих контактных подвесок и скользящие поддерживающие двойные струны.

Опоры контактной сети

Опоры контактной сети – конструкции для закрепления поддерживающих и фиксирующих устройств контактной сети, воспринимающие нагрузку от ее проводов и других элементов. В зависимости от вида поддерживающего устройства опоры разделяют на консольные (однопутного и двухпутного исполнения); стойки жестких поперечин (одиночные или спаренные); опоры гибких поперечин; фидерные (с кронштейнами только для питающих и отсасывающих проводов). Опоры, на которых отсутствуют поддерживающие, но имеются фиксирующие устройства, называются фиксирующими. Консольные опоры разделяют на промежуточные – для крепления одной контактной подвески; переходные, устанавливаемые на сопряжениях анкерных участков,- для крепления двух контактных проводов; анкерные, воспринимающие усилие от анкеровки проводов. Как правило, опоры выполняют одновременно несколько функций. Например, опора гибкой поперечины может быть анкерной, на стойках жесткой поперечины могут быть подвешены консоли. К стойкам опор можно закрепить кронштейны для усиливающих и других проводов.
Опоры изготавливают железобетонными, металлическими (стальными) и деревянными. На отечественных ж. д. применяют в основном опоры из предварительно напряженного железобетона (рис. 8.24), конические центрифугированные, стандартной длины 10,8; 13,6; 16,6 м. Металлические опоры устанавливают в тех случаях, когда по несущей способности или по размерам невозможно использовать железобетонные (например, в гибких поперечинах), а также на линиях с высокоскоростным движением, где предъявляются повышенные требования к надежности опорных конструкций. Деревянные опоры применяют только как временные.

Для участков постоянного тока железобетонные опоры изготавливают с дополнительной стержневой арматурой, расположенной в фундаментной части опор и предназначенной для уменьшения повреждений арматуры опор электрокоррозией, вызываемой блуждающими токами. В зависимости от способа установки железобетонные опоры и стойки жестких поперечин бывают раздельные и нераздельные, устанавливаемые непосредственно в грунт. Требуемая устойчивость нераздельных опор в грунте обеспечивается верхним лежнем или опорной плитой. В большинстве случаев применяют нераздельные опоры; раздельные используют при недостаточной устойчивости нераздельных, а также при наличии грунтовых вод, затрудняющих установку нераздельных опор. В анкерных железобетонных опорах применяют оттяжки, которые устанавливают вдоль пути под углом 45° и крепят к железобетонным анкерам. Железобетонные фундаменты в надземной части имеют стакан глубиной 1,2 м, в который устанавливают опоры и затем заделывают пазухи стакана цементным раствором. Для заглубления фундаментов и опор в грунт используют преимущественно способ вибропогружения.
Металлические опоры гибких поперечин изготавливают обычно четырехгранной пирамидальной формы, их стандартная длина 15 и 20 м. Продольные вертикальные стойки из углового проката соединяют треугольной решеткой, выполненной также из уголка. В районах, отличающихся повышенной атмосферной коррозией, металлические консольные опоры длиной 9,6 и 11 м закрепляют в грунте на железобетонных фундаментах. Консольные опоры устанавливают на призматических трехлучевых фундаментах, опоры гибких поперечин – либо на раздельных железобетонных блоках, либо на свайных фундаментах с ростверками. Основание металлических опор соединяют с фундаментами анкерными болтами. Для закрепления опор в скальных грунтах, пучинистых грунтах районов вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания, в слабых и заболоченных грунтах и т. п. применяют фундаменты специальных конструкций.

Консоль

Консоль – поддерживающее устройство, закрепленное на опоре, состоящее из кронштейна и тяги. В зависимости от числа перекрываемых путей консоль может быть одно-, двух- и реже многопутной. Для исключения механической связи между контактными подвесками различных путей и повышения надежности чаще используют однопутные консоли. Применяют неизолированные, или заземленные консоли, при которых изоляторы находятся между несущим тросом и кронштейном, а также в стержне фиксатора, и изолированные консоли с изоляторами, размещенными в кронштейнах и тягах. Неизолированные консоли (рис. 8.25) по форме могут быть изогнутыми, наклонными и горизонтальными. Для опор, установленных с увеличенным габаритом, применяют консоли с подкосами. На сопряжениях анкерных участков при монтаже на одной опоре двух консолей используют специальную траверсу. Горизонтальные консоли применяют в тех случаях, когда высота опор достаточна для закрепления наклонной тяги.

При изолированных консолях (рис. 8.26) возможно проводить работы на несущем тросе вблизи них без отключения напряжения. Отсутствие изоляторов на неизолированных консолях обеспечивает большую стабильность положения несущего троса при различных механических воздействиях, что благоприятно сказывается на процессе токосъема. Кронштейны и тяги консолей крепят на опорах с помощью пят, допускающих их поворот вдоль оси пути на 90° в обе стороны относительно нормального положения.

Гибкая поперечина

Гибкая поперечина – поддерживающее устройство для подвешивания и фиксации проводов контактной сети, расположенных над несколькими путями. Гибкая поперечина представляет собой систему тросов, натянутых между опорами поперек электрифицированных путей (рис. 8.27). Поперечные несущие тросы воспринимают все вертикальные нагрузки от проводов цепных подвесок, самой поперечины и других проводов. Стрела провеса этих тросов должна быть не менее Vio длины пролета между опорами: это уменьшает влияние температуры на высоту крепления контактных подвесок. Для повышения надежности поперечин используют не менее двух поперечных несущих тросов.

Фиксирующие тросы воспринимают горизонтальные нагрузки (верхний – от несущих тросов цепных подвесок и других проводов, нижний – от контактных проводов). Электрическая изоляция тросов от опор позволяет обслуживать контактную сеть без отключения напряжения. Все тросы для регулирования их длины закрепляют на опорах с помощью стальных штанг с резьбой; в некоторых странах с этой целью применяют специальные демпферы, преимущественно для крепления контактной подвески на станциях.

Токосъем

Токосъем – процесс передачи электрической энергии от контактного провода или контактного рельса к электрооборудованию движущегося или неподвижного ЭПС через токоприемник, обеспечивающий скользящий (на магистральном, промышленном и большей части городского электротранспорта) или катящийся (на некоторых видах ЭПС городского электротранспорта) электрический контакт. Нарушение контакта при токосъеме приводит к возникновению бесконтактной электродуговой эрозии, следствием чего является интенсивный износ контактного провода и контактных вставок токоприемника. При перегрузке точек контакта током в режиме движения возникают контактная электровзрывная эрозия (искрение) и повышенный износ контактирующих элементов. Длительная перегрузка контакта рабочим током или током КЗ при стоянке ЭПС может привести к пережогу контактного провода. Во всех этих случаях необходимо ограничивать нижний предел контактного нажатия для заданных условий эксплуатации. Чрезмерное контактное нажатие, в т.ч. в результате аэродинамического воздействия на токоприемник, повышение динамической составляющей и вызванное ими увеличение вертикального отжатия провода, особенно у фиксаторов, на воздушных стрелках, в местах сопряжения анкерных участков и в зоне искусственных сооружений, может снизить надежность контактной сети и токоприемников, а также увеличить интенсивность изнашивания провода и контактных вставок. Следовательно, верхний предел контактного нажатия также необходимо нормировать. Оптимизацию режимов токосъема обеспечивают скоординированные требования к устройствам контактной сети и токоприемникам, что гарантирует высокую надежность их эксплуатации при минимальных приведенных расходах.
Качество токосъема может определяться разными показателями (числом и продолжительностью нарушений механического контакта на расчетном участке пути, степенью стабильности контактного нажатия, близкой к оптимальному значению, интенсивностью изнашивания контактных элементов и др.), которые в значительной мере зависят от конструктивного выполнения взаимодействующих систем – контактной сети и токоприемников, их статических, динамических, аэродинамических, демпфирующих и других характеристик. Несмотря на то, что процесс токосъема зависит от большого числа случайных факторов, результаты исследований и опыт эксплуатации позволяют выявить основополагающие принципы создания систем токосъема с требуемыми свойствами.

Жесткая поперечина

Жесткая поперечина – служит для подвешивания проводов контактной сети, расположенных над несколькими (2-8) путями. Жесткая поперечина выполняется в виде блочной металлической конструкции (ригеля), установленной на двух опорах (рис. 8.28). Такие поперечины используют также для разрекрываемого пролета. Ригель со стойками соединен шарнирно или жестко с помощью подкосов, позволяющих разгрузить его в середине пролета и уменьшить расход стали. При размещении на ригеле осветительных приборов на нем выполняют настил с перилами; предусматривают лестницу для подъема на опоры обслуживающего персонала. Устанавливают жесткие поперечины гл. обр. на станциях и раздельных пунктах.

Изоляторы

Изоляторы – устройства для изоляции проводов контактной сети, находящихся под напряжением. Различают изоляторы по направлению приложения нагрузок и месту установки – подвесные, натяжные, фиксаторные и консольные; по конструкции – тарельчатые и стержневые; по материалу – стеклянные, фарфоровые и полимерные; к изоляторам относят также изолирующие элементы
Подвесные изоляторы – фарфоровые и стеклянные тарельчатые – обычно соединяют в гирлянды по 2 на линиях постоянного тока и по 3-5 (в зависимости от загрязнения воздуха) на линиях переменного тока. Натяжные изоляторы устанавливают в анкеровках проводов, в несущих тросах над секционными изоляторами, в фиксирующих тросах гибких и жестких поперечин. Фиксаторные изоляторы (рис. 8.29 и 8.30) отличаются от всех других наличием внутренней резьбы в отверстии металлической шапки для закрепления трубы. На линиях переменного тока применяют обычно стержневые изоляторы, а постоянного – и тарельчатые. В последнем случае в основной стержень сочлененного фиксатора включают еще один тарельчатый изолятор с серьгой. Консольные фарфоровые стержневые изоляторы (рис. 8.31) устанавливают в подкосах и тягах изолированных консолей. Эти изоляторы должны иметь повышенную механическую прочность, т. к. работают на изгиб. В секционных разъединителях и роговых разрядниках применяют обычно фарфоровые стержневые, реже тарельчатые изоляторы. В секционных изоляторах на линиях постоянного тока используют полимерные изолирующие элементы в виде прямоугольных брусков из пресс-материала, а на линиях переменного тока -в виде цилиндрических стеклопластиковых стержней, на которые надеты электрозащитные чехлы из фторопластовых труб. Разработаны полимерные стержневые изоляторы с сердечниками из стеклопластика и ребрами из кремнийорганического эластомера. Их применяют в качестве подвесных, секционирующих и фиксаторных; они перспективны для установки в подкосах и тягах изолированных консолей, в тросах гибких поперечин и т. п. В зонах промышленного загрязнения воздуха и в некоторых искусственных сооружениях проводится периодическая очистка (обмывка) фарфоровых изоляторов с помощью специальных передвижных средств.

Контактная подвеска

Контактная подвеска – одна из ос новных частей контактной сети, представляет собой систему проводов, взаимное расположение которых, способ механического соединения, материал и сечение обеспечивают необходимое качество токосъема. Конструкция контактной подвески (КП) определяется экономической целесообразностью, эксплуатационными условиями (максимальной скоростью движения ЭПС, наибольшей силой тока, снимаемого токоприемниками), климатическими условиями. Необходимость обеспечения надежного токосъема при возрастающих скоростях движения и мощности ЭПС определила тенденции изменения конструкций подвесок: сначала простые, затем одинарные с простыми струнами и более сложные – рессорные одинарные, двойные и специальные, в которых для обеспечения требуемого эффекта, гл. обр. выравнивания вертикальной эластичности (или жесткости) подвески в пролете, используются пространственно-вантовые системы с дополнительным тросом или другие.
При скоростях движения до 50 км/ч удовлетворительное качество токосъема обеспечивает простая контактная подвеска, состоящая только из контактного провода, подвешенного к опорам А и В контактной сети (рис. 8.10,а) или поперечным тросам.

Качество токосъема во многом определяется стрелой провеса провода, зависящей от результирующей нагрузки на провод, которая складывается из собственного веса провода (при гололеде вместе со льдом) и ветровой нагрузки, а также от длины пролета и натяжения провода. На качество токосъема большое влияние оказывает угол а (чем он меньше, тем хуже качество токосъема), значительно изменяется контактное нажатие, появляются ударные нагрузки в опорной зоне, происходит усиленный износ контактного провода и токосъемных вставок токоприемника. Несколько улучшить токосъем в опорной зоне можно, применив подвешивание провода в двух точках (рис. 8.10,6), что при определенных условиях обеспечивает надежный токосъем при скоростях движения до 80 км/ч. Заметно улучшить токосъем при простой подвеске можно, только существенно уменьшив длину пролетов с целью снижения стрелы провеса, что в большинстве случаев неэкономично, либо применив специальные провода со значительным натяжением. В связи с этим применяют цепные подвески (рис. 8.11), в которых контактный провод подвешен к несущему тросу с помощью струн. Подвеска, состоящая из несущего троса и контактного провода, называется одинарной; при наличии вспомогательного провода между несущим тросом и контактным проводом – двойной. В цепной подвеске несущий трос и вспомогательный провод участвуют в передаче тягового тока, поэтому они соединены с контактным проводом электрическими соединителями либо токопроводящими струнами.

Основной механической характеристикой контактной подвески принято считать эластичность – отношение высоты подъема контактного провода к приложенной к нему и направленной вертикально вверх силе. Качество токосъема зависит от характера изменения эластичности в пролете: чем она стабильнее, тем лучше токосъем. В простых и обычных цепных подвесках эластичность в середине пролета выше, чем у опор. Выравнивание эластичности в пролете одинарной подвески достигается установкой рессорных тросов длиной 12-20 м, на которых крепят вертикальные струны, а также рациональным расположением обычных струн в средней части пролета. Более постоянной эластичностью обладают двойные подвески, но они дороже и сложнее. Для получения высокого показателя равномерности распределения эластичности в пролете используют различные способы ее повышения в зоне опорного узла (установка пружинных амортизаторов и упругих стержней, торсионный эффект от скручивания троса и др.). В любом случае при разработке подвесок необходимо учитывать их диссипативные характеристики, т. е. устойчивость к воздействию внешних механических нагрузок.
Контактная подвеска является колебательной системой, поэтому при взаимодействии с токоприемниками может находиться в состоянии резонанса, вызванного совпадением или кратностью частот ее собственных колебаний и вынужденных колебаний, определяемых скоростью проследования токоприемника по пролету с заданной длиной. При возникновении резонансных явлений возможно заметное ухудшение токосъема. Предельной для токосъема является скорость распространения механических волн вдоль подвески. В случае превышения этой скорости токоприемнику приходится взаимодействовать как бы с жесткой, недеформируемой системой. В зависимости от нормируемых удельных натяжений проводов подвески такая скорость может составлять 320-340 км/ч.
Простые и цепные подвески состоят из отдельных анкерных участков. Закрепления подвески “на концах анкерных участков могут быть жесткими или компенсированными. На магистральных ж. д. применяют в основном компенсированные и полукомпенсированные подвески. В полукомпенсированных подвесках компенсаторы имеются только в контактном проводе, в компенсированных – еще и в несущем тросе. При этом в случае изменения температуры проводов (вследствие прохождения по ним токов, изменения температуры окружающей среды) стрелы провеса несущего троса, а следовательно, и вертикальное положение контактных проводов остаются неизменными. В зависимости от характера изменения эластичности подвесок в пролете стрелу провеса контактного провода принимают в диапазоне от 0 до 70 мм. Вертикальную регулировку полукомпенсированных подвесок осуществляют так, чтобы оптимальная стрела провеса контактного провода соответствовала среднегодовой (для данного района) температуре окружающего воздуха.
Конструктивную высоту подвески – расстояние между несущим тросом и контактным проводом в точках подвеса – выбирают исходя из технико-экономических соображений, а именно – с учетом высоты опор, соблюдения действующих вертикальных габаритов приближения строений, изоляционных расстояний, особенно в зоне искусственных сооружений и др.; кроме того, должен быть обеспечен минимальный наклон струн при экстремальных значениях температуры окружающего воздуха, когда могут возникнуть заметные продольные перемещения контактного провода относительно несущего троса. Для компенсированных подвесок это возможно, если несущий трос и контактный провод выполнены из различных материалов.
Для увеличения срока службы контактных вставок токоприемников контактный провод располагают в плане с зигзагом. Возможны различные варианты подвески несущего троса: в тех же вертикальных плоскостях, что и контактный провод (вертикальная подвеска), по оси пути (полукосая подвеска), с зигзагами, противоположными зигзагам контактного провода (косая подвеска). Вертикальная подвеска обладает меньшей ветроустойчивостью, косая – наибольшей, но она наиболее сложна при монтаже и обслуживании. На прямых участках пути в основном применяется полукосая подвеска, на криволинейных – вертикальная. На участках с особенно сильными ветровыми нагрузками широко используют ромбовидную подвеску, в которой два контактных провода, подвешенных к общему несущему тросу, располагаются у опор с противоположными зигзагами. В средних частях пролетов провода притянуты один к другому жесткими планками. В некоторых подвесках поперечная устойчивость обеспечивается применением двух несущих тросов, образующих в горизонтальной плоскости своего рода вантовую систему.
За рубежом в основном применяют цепные одинарные подвески, в т. ч. на скоростных участках – с рессорными проводами, простыми разнесенными опорными струнами, а также с несущими тросами и контактными проводами, имеющими повышенные натяжения.

Контактный провод

Контактный провод – наиболее ответственный элемент контактной подвески, непосредственно осуществляющий контакт с токоприемниками ЭПС в процессе токосъема. Как правило, используют один или два контактных провода. Два провода обычно применяют при съеме токов более 1000 А. На отечественных ж. д. применяют контактные провода с площадью сечения 75, 100, 120, реже 150 мм2; за рубежом – от 65 до 194 мм2. Форма сечения провода претерпевала некоторые изменения; в нач. 20 в. профиль сечения приобрел форму с двумя продольными пазами в верхней части – головке, служащими для закрепления на проводе арматуры контактной сети. В отечественной практике размеры головки (рис. 8.12) одинаковы для различных площадей сечения; в других странах размеры головки зависят от площади сечения. В России контактный провод маркируют буквами и цифрами, указывающими материал, профиль и площадь сечения в мм2 (например, МФ-150 – медный фасонный, площадь сечения 150 мм2).

Широкое распространение в последние годы получили низколегированные медные провода с присадками серебра, олова, которые повышают износо- и термостойкость провода. Лучшие показатели по износостойкости (в 2-2,5 раза выше, чем у медного провода) имеют бронзовые медно-кадмиевые провода, однако они дороже медных, а их электрическое сопротивление выше. Целесообразность применения того или иного провода определяется технико-экономическим расчетом с учетом конкретных условий эксплуатации, в частности при решении вопросов обеспечения токосъема на высокоскоростных магистралях. Определенный интерес представляет биметаллический провод (рис. 8.13), подвешиваемый в основном на приемо-отправочных путях станций, а также комбинированный сталеалюминиевый провод (контактная часть – стальная, рис. 8.14).

В процессе эксплуатации происходит изнашивание контактных проводов при токосъеме. Различают электрическую и механическую составляющие износа. Для предотвращения обрыва проводов из-за возрастания растягивающих напряжений нормируется максимальное значение износа (например, для провода с площадью сечения 100 мм допускаемый износ составляет 35 мм2); по мере увеличения износа провода периодически уменьшают его натяжение.
При эксплуатации разрыв контактного провода может произойти в результате термического воздействия электрического тока (дуги) в зоне взаимодействия с другим устройством, т. е. в результате пережога провода. Наиболее часто пережоги контактного провода происходят в следующих случаях: над токоприемниками неподвижного ЭПС вследствие КЗ в его высоковольтных цепях; при подъеме или опускании токоприемника из-за протекания тока нагрузки или КЗ через электрическую дугу; при увеличении контактного сопротивления между проводом и контактными вставками токоприемника; наличии гололеда; замыкании полозом токоприемника раз-нопотеициальных ветвей изолирующего сопряжения анкерных участков и др.
Основными мерами предотвращения пережогов провода являются: повышение чувствительности и быстродействия защиты от токов КЗ; применение на ЭПС блокировки, препятствующей подъему токоприемника под нагрузкой и принудительно отключающей ее при опускании; оборудование изолирующих сопряжений анкерных участков защитными устройствами, способствующими гашению дуги в зоне возможного ее возникновения; своевременные меры, предотвращающие гололедные отложения на проводах, и др.

Несущий трос

Несущий трос – провод цепной подвески, прикрепленный к поддерживающим устройствам контактной сети. К несущему тросу с помощью струн подвешивается контактный провод – непосредственно или через вспомогательный трос.
На отечественных ж. д. на главных путях линий, электрифицированных на постоянном токе, в качестве несущего троса применяют в основном медный провод с площадью сечения 120 мм2, а на боковых путях станций -сталемедный (70 и 95 мм2). За рубежом на линиях переменного тока используют также бронзовые и стальные тросы сечением от 50 до 210 мм2. Натяжение троса в полукомпенсированной контактной подвеске изменяется в зависимости от температуры окружающего воздуха в пределах от 9 до 20 кН, в компенсированной подвеске в зависимости от марки провода – в пределах 10-30 кН.

Струна

Струна – элемент цепной контактной подвески, с помощью которого один из ее проводов (как правило, контактный) подвешивается к другому – несущему тросу.
По конструкции различают: звеньевые струны, составленные из двух и более шар-нирно связанных звеньев жесткой проволоки; гибкие струны из гибкого провода или капронового каната; жесткие – в виде распорок между проводами, применяемые значительно реже; петлевые – из проволоки или металлической полосы, свободно подвешенной на верхнем проводе и жестко или шарнирно закрепленной в струновых зажимах нижнего (обычно контактного); скользящие струны, закрепленные на одном из проводов и скользящие вдоль другого.
На отечественных ж. д. наибольшее распространение получили звеньевые струны из биметаллической сталемедной проволоки диаметром 4 мм. Недостатком их является электрический и механический износ в сочленениях отдельных звеньев. В расчетах эти струны не рассматриваются как токопроводящие. Такого недостатка лишены гибкие струны из медного или бронзового многожильного провода, жестко прикрепленные к струновым зажимам и выполняющие роль электрических соединителей, распределенных вдоль контактной подвески и не образующих существенных сосредоточенных масс на контактном проводе, что характерно для типовых поперечных электрических соединителей, используемых при звеньевых и других непроводящих ток струнах. Иногда применяют непроводящие струны контактной подвески из капронового каната, для крепления которых требуются поперечные электрические соединители.
Скользящие струны, способные перемещаться вдоль одного из проводов, используют в полукомпенсированных цепных контактных подвесках с малой конструктивной высотой, при установке секционных изоляторов, в местах анкеровки несущего троса на искусственных сооружениях с ограниченными вертикальными габаритами и в других особых условиях.
Жесткие струны обычно устанавливают только на воздушных стрелках контактной сети, где они выполняют роль ограничителя подъема контактного провода одной подвески относительно провода другой.

Усиливающий провод

Усиливающий провод – провод, электрически соединенный с контактной подвеской, служащий для снижения общего электрического сопротивления контактной сети. Как правило, усиливающий провод подвешивают на кронштейнах с полевой стороны опоры, реже – над опорами или на консолях вблизи несущего троса. Усиливающий провод применяют на участках постоянного и переменного тока. Снижение индуктивного сопротивления контактной сети переменного тока зависит не только от характеристик самого провода, но и от его размещения относительно проводов контактной подвески.
Применение усиливающего провода предусматривается на стадии проектирования; как правило, используется один или несколько многопроволочных проводов типа А-185.

Электрический соединитель

Электрический соединитель – отрезок провода с токопроводящей арматурой, предназначенный для электрического соединения проводов контактной сети. Различают поперечные, продольные и обводные соединители. Их выполняют из неизолированных проводов так, чтобы они не препятствовали продольным перемещениям проводов контактных подвесок.
Поперечные соединители устанавливают для параллельного соединения всех проводов контактной сети одного и того же пути (включая усиливающие) и на станциях для контактных подвесок нескольких параллельных путей, входящих в одну секцию. Поперечные соединители монтируют вдоль пути на расстояниях, зависящих от рода тока и доли сечения контактных проводов вобщем сечении проводов контактной сети, а также от режимов работы ЭПС на конкретных тяговых плечах. Кроме того, на станциях соединители размещают в местах трогания и разгона ЭПС.
Продольные соединители устанавливают на воздушных стрелках между всеми проводами контактных подвесок, образующих эту стрелку, в местах сопряжений анкерных участков – с двух сторон при неизолирующих сопряжениях и с одной стороны -при изолирующих сопряжениях и в других местах.
Обводные соединители применяют в тех случаях, когда требуется восполнить прерванное или уменьшившееся сечение контактной подвески из-за наличия промежуточных анкеровок усиливающих проводов или при включении в несущий трос изоляторов для прохода через искусственное сооружение.

Арматура контактной сети

Арматура контактной сети – зажимы и детали для соединения проводов контактной подвески между собой, с поддерживающими устройствами и опорами. Арматура (рис. 8.15) делится на натяжную (стыковые, концевые зажимы и др.), подвесную (струновые зажимы, седла и др.), фиксирующую (фиксирующие зажимы, держатели, ушки и др.), токопроводящую, механически мало нагруженную (зажимы питающие, соединительные и переходные – от медных к алюминиевым проводам). Изделия, входящие в состав арматуры, в соответствии с их назначением и технологией производства (литье, холодная и горячая штамповка, прессование и др.) выполняют из ковкого чугуна, стали, медных и алюминиевых сплавов, пластмасс. Технические параметры арматуры регламентируются нормативными документами.

Высота подвеса контактного провода вне искуственных сооружений:

· На перегонах и станциях- 5750мм

· На жд переездах- 6000мм

Высота подвеса контактного провода в пределах искуственных сооружений:

· Для контактной сети постоянного тока - 5550мм

· Для контактной сети переменного тока – 5570мм

В исключительных случаях на существующих линиях это расстояние в пределах искусственных сооружений, расположенных на железнодорожных путях железнодорожных станций, на которых не предусматривается стоянка железнодорожного подвижного состава, а также на перегонах по решению, соответственно, владельца инфраструктуры, владельца железнодорожного пути необщего пользования может быть уменьшено до 5675 мм при электрификации линии на переменном токе и до 5550 мм - на постоянном токе.

Высота подвески контактного провода не должна превышать 6800 мм.

Основные мероприятия по профилактике производственного твавматизма

Технические мероприятия:

Ограждение движущихся частей оборудования;

Использование сигнальной окраски, знаков безопасности, применение звуковой, цветовой сигнализации;

Использование технических средств электробезопасности;

Оснащение съёмных, откидных и раздвижных ограждений рабочих механизмов устройствами, исключающими их случайное снятие или открытие;

Оснащение оборудования, обслуживание которого связано с передвижением персонала, безопасными проходами, лесницами, рабочими площадками и др…

Организационные мероприятия :

Разработка нормативных актов по охране труда, обучение, проверка знаний, контроль и надзор во время работы.

Оформление работ с повышенной опасностью особым порядком.

Назначение и устройство преобразователя тока

Преобразователь- это сложный двухмашинный агрегат, состоящий из двигателя и генератора, находящихся на одном валу. Преобразователь предназначен для преобразования постоянного тока в переменный.

Его двигатель – двухколлекторная машина постоянного тока со смешанным возбуждением. Одна из обмоток-сериесная, включена последовательно с обмоткой якоря а другая (независимая) в процессе пуска получает питание от АБ а при установившемся режиме работы от выпрямительной установки, питаемой 3-х фазным напряжением генератора.

Генератор – 4-х полюсная синхронная машина с независимым возбуждением. К выводам статорной обмотки подключена выпрямительная установка. (для питания обмоток возбуждения преобразователя) и 3-х фазный трансформатор.

Корпус двигателя цилиндрической формы с 4-мя лапами для подвески к раме вагона. Со стороны коллектора имеются смотровые люки, а с противоположной стороны – отверстия для выброса воздуха вентилятором. В горловинах корпуса устанавливают подшипниковые щиты, в гнёздах которых запрессованы роликовые подшипники.

Сердечник якоря выполнен из штампованных листов электротехнической стали, насаженных на вал и зажатых между собой двумя нажимными шайбами. В пазах сердечника якоря уложена обмотка.

На вал якоря насажен вентилятор. Коллектор стянут между втулкой и нажимным конусом 6-ю болтами. Между добавочным полюсом и корпусом имеются диамагнитные прокладки.

Страница 16 из 24

Высота подвески контактного провода над уровнем головок рельсов в искусственных сооружениях, как и в любом другом месте, не должна быть меньше 5750 мм при расположении его на перегонах и 6250 мм - на станциях. В исключительных случаях с разрешения МПС в пределах искусственных сооружений, расположенных на путях станций, на которых не предусматривается стоянка подвижного состава, а также на перегонах, эта высота может быть уменьшена до 5550 мм на линиях постоянного тока и до 5675 мм на линиях переменного тока.
На подходах к низким искусственным сооружениям важно обеспечить определенный характер снижения контактного провода, т. е. располагать его с некоторым уклоном. На участках с наибольшими скоростями движения 160 км/ч допускается уклон 0,002, т. е изменение высоты подвески провода на длине 100 м не должно быть больше 200 мм Для улучшения качества токосъема принято также между каждым участком с горизонтальным расположением контактного провода и участком, где провод расположен с допустимым (основным) уклоном, устраивать переходные участки длиной не менее одного пролета с уклоном в 2 раза меньше основного.
Контактный провод на мостах и под путепроводами фиксируется с помощью фиксаторов, устанавливаемых на кронштейнах, прикрепляемых крюковыми болтами к фермам или балкам.

Рис. 55. Схема расположения контактной подвески в тоннеле на прямом участке пути

Особенно сложно выполнение контактной сети в тоннелях, где для нее выделяется весьма малое пространство. В более свободных тоннелях удается разместить цепную полукомпенсированную контактную подвеску, сблизив точки подвеса несущего троса до 20-30 м, уменьшив конструктивную высоту до 400-500 мм и применив скользящие струны.
Одна из возможных схем контактной подвески для прямого участка тоннеля приведена на рис. 55. Определенное взаимное расположение двух контактных проводов в плане - поочередное сближение и удаление в смежных пролетах, достигаемое установкой между ними коротких и длинных распорок, позволяет, с одной стороны, обойтись здесь без фиксаторов, а с другой -обеспечить равномерный износ контактных элементов полоза токоприемника по их длине.
Крепление цепной подвески к своду тоннеля может быть различным. На линиях постоянного тока оно выполняется посредством вертикально расположенного подвесного изолятора.


Рис 56. Крепление контактной подвески на линии переменного тока к своду тоннеля

На линиях переменного тока крепление может быть выполнено с помощью гибких поперечных связей, составленных из стержневых изоляторов, по два с каждой стороны несущего троса (рис. 56). Аналогичную конструкцию применяют и на линиях постоянного тока, но там с каждой стороны устанавливают по одному стержневому изолятору.
Фиксаторы на кривых участках тоннеля приходится или устанавливать на тех же кронштейнах, которые поддерживают несущий трос (если имеются такие кронштейны), или располагать на отдельных конструкциях, углубляемых в специальные ниши в сводах тоннеля, или изготовлять стержни фиксаторов из изоляционного материала, чтобы не применять изоляторы.
В особо стесненных тоннелях применяют простую контактную подвеску (без несущего троса) с частым подвешиванием контактного провода на струнах к изоляторам, установленным в своде. Для исключения большого наклона струн вблизи тоннеля располагают среднюю анкеровку.
С целью повышения ветроустойчивости контактной подвески на мостах через реки всегда применяют два контактных провода, если даже в этом ног необходимости по условиям съема тока. В тоннелях иногда число контактных проводов увеличивают до трех-четырех, с тем чтобы улучшить качество токосъема и повысить общую площадь сечения подвески.

Лекция №14

Тема: СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ.

(лекция –1 час)

Основные габариты и нормы расположения проводов и опор контактной сети

На электрифицированных железных дорогах постоянного и переменного тока расположение проводов контактной сети по отношению к уровню верха головки рельса и оси пути (рис. 14.1) должно удовлетворять требованиям стандарта и Правил технической эксплуатации железных дорог Республики Казахстан.

Рис. 14.1 Допускаемые расстояния между искусственным сооружением и контактным проводом, токоприемником и подвижным составом:

1 - граница приближения искусственных сооружений; 2 - контур, соответствующий положениям токоприемника при его смещениях по высоте и в стороны; 3 - габарит подвижного состава

Основными геометрическими параметрами контактной сети, кото­рые в значительной степени определяют ее строительную стоимость, являются высота расположения контактного провода над уровнем верха головки рельса Н о и расстояние от оси пути Г. Чем больше Н о и Г, тем более высокие и более мощные, а следовательно, и более дорогие опоры требуется для сооружения контактной сети.

Нормальную (номинальную) высоту подвески контактного провода у опор принимают при расчетном положении равной 6500 мм на перегонах и 6600 мм на станциях с учетом реконструкции пути. Для полукомпенсированных подвесок расчетным положением контактного провода является его беспровесное положение, для компенсированных - положение контактного провода у опоры при средней расчетной температуре в районе электрифицируемого участка.

В полукомпенсированных цепных подвесках при изменении температуры окружающего воздуха контактный провод в середине пролета перемещается по высоте, а в компенсированных при увеличении массы подвески в результате образования гололеда на проводах может опускаться на размер, соответствующий изменению стрелы провеса несущего троса. Во всех случаях высота расположения контактного провода не должна выходить за установленные нормами пределы. В любой точке пролета при любых эксплуатационных условиях эта высота должна быть не менее 5750 мм.

В исключительных случаях в пределах существующих искусственных сооружений высота расположения контактного провода при соответствующем обосновании в проекте и с разрешения МПС может быть уменьшена до 5675 мм при переменном токе и до 5550 мм при постоянном. При этом будет еще обеспечено необходимое расстояние от находящегося под напряжением провода до наиболее высокой (5300 мм) части подвижного состава. Высота расположения контактного провода при любых эксплуатационных условиях не должна превышать 6800 мм. Этот предел установлен с учетом наибольшей рабочей высоты токоприемников.

Габариты опор - расстояния от оси пути до внутренней грани опор на уровне верха головок рельсов (или до внутренней грани фундаментов опор) - принимают также в соответствии с требованиями стандарта. Габариты определяют с учетом выступающих частей армировки опор. На двухпутных и многопутных участках опоры устанавливают напротив друг друга (в одном створе).

На прямых участках пути перегонов и станций габарит опор должен быть не менее 3100 мм. На существующих электрифицированных линиях, а также в особо трудных условиях допускается устанавливать опоры с габаритом не менее 2450 мм на станциях и 2750 мм на перегонах. При установке опор жестких поперечин в пределах станций допускается габарит 2450 мм ко всем путям, кроме главных, для которых габарит должен быть не менее 3100 мм. В выемках опоры, как правило, устанавливают за кюветом с габаритом 4900-5300 мм.

В особо сильно снегозаносимых выемках (кроме скальных) и на выходах из них на длине 100 м расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опор контактной сети должно составлять не менее 5700 мм.

Все указанные расстояния были даны для прямых участков пути. На кривых участках габарит установки опор увеличивают в зависимости от радиуса кривых (табл. 44). Габарит опор перед кривой на расстоянии менее 10 м принимают равным габариту на кривой. Железобетонные анкерные опоры контактной сети устанавливают с габаритом, увеличенным на 200 мм относительно принятого габарита промежуточных опор.

Для изолированных гибких поперечин по условиям расположения изоляторов, врезанных в фиксирующий трос, габарит опор увеличивают до 4100 мм.

В стесненных условиях эти габариты могут быть уменьшены при условии установки на опорах выносных (вдоль пути) фиксаторных кронштейнов для фиксации контактных проводов крайних подвесок.

При расположении опор на пассажирских платформах расстояние между краем платформы и ближайшей гранью опоры принимают не менее 2 м. В обоснованных случаях, например при наличии на платформе какого-либо строения, это расстояние уменьшают, но не менее чем до 3,1 м от оси пути. Если ширина боковой платформы до 4 м, опоры, как правило, устанавливают за ее пределами.

Опоры контактной сети и анкеры их оттяжек или подкосов, расположенные непосредственно у главных путей перегонов и станций и находящиеся вблизи железнодорожных переездов, должны устанавливаться от края проезжей части переездов по направлению движения: поездов на расстоянии не менее 25 м. При этом на двухпутных участках допускается установка опор не в створе.

На однопутных участках, а также на двухпутных и многопутных при применении жестких поперечин допускается установка опор на расстоянии менее 25 м, но с равным удалением их от переезда. Для опор, расположенных у воздушных стрелок, указанное расстояние может быть снижено по условиям расположения воздушных стрелок. Во всех случаях установка опор и анкеров их оттяжек или подкосов ближе 5 м от края проезжей части переездов не допускается.

Опоры, размещаемые вдоль тупикового пути, на которых подвешивают провода контактной подвески других путей, на протяжении 100 м до конца тупика устанавливают с габаритом не менее 4 м от оси тупика.

Анкерные опоры и анкеры оттяжек в конце тупика за упором располагают так, чтобы расстояние от упорного бруса до ближайшей грани опоры или оттяжки было не менее 20 м.

Опоры перед сигналами располагают с такими габаритами, чтобы не ухудшалась видимость сигналов. При этом расстояние от сигналов до частей контактной сети, находящихся под напряжением, должно быть не менее 2 м при постоянном токе и 2,5 м при переменном.

При размещении опор контактной сети вблизи проводов линии связи и воздушных линий электропередачи учитывают условия выполнения строительно-монтажных работ.

В местах, где вдоль пути проходят кабели СЦБ, освещения, габариты опор определяют с учетом того, чтобы были выдержаны следующие расстояния от поверхности фундамента до кабеля:

при устройстве монолитных фундаментов на месте - 0,6 м;

при блочных фундаментах и несъемных опорах, а также при вибропогружении свайных фундаментов (с обязательным предвари­тельным вскрытием кабеля) - 1м.

Если опоры устанавливают в местах, где проходят подземные трубо­проводы (водонапорные, канализационные, прорыв которых может вызвать разрушение грунта) на глубине, меньшей глубины заложения фундаментов, расстояние по горизонтали от поверхности фундамента или опоры в любой их части до трубопровода должно быть не менее 1 м, а при вибропогружаемых фундаментах - не менее 2 м при обяза­тельном предварительном вскрытии трубопроводов.

Пересечения контактной сети воздушными линиями электропередачи других ведомств проектируют с учетом требований Правил устройства электроустановок. Пересечения проводов воздушных линий связи и радиофикации с контактными сетями электрифицированных железных дорог осуществляют в соответствии с требованиями стандарта и действующих Правил строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей Министерства связи СССР.

Общие положения по составлению планов контактной сети

Составление планов (трассировка) контактной сети является важным этапом в проектировании контактной сети. Планы контактной сети составляют отдельно для станций и перегонов. Условия расстановки опор на станциях несколько сложнее, чем на перегонах. Поэтому трассировку контактной сети обычно сначала производят на станциях, а затем на перегонах, увязывая ее с соответствующими станциями.

На планах контактной сети приводят все необходимые данные для составления заявок на оборудование и материалы, а также для сооружения контактной сети. Это прежде всего спецификации: анкерных участков контактных подвесок с указанием длины и марок проводов; питающих, отсасывающих и других проводов; опор, поперечин, консолей, фиксаторов, фундаментов, анкеров, лежней, а также суммарная длина электрифицированных путей.

Планы контактной сети составляют так, чтобы построенная по ним контактная сеть была надежна, экономична и удобна при сооружении и в эксплуатации.

Одним из основных вопросов, решаемых при трассировке контактной сети, является расстановка опор. Опоры контактной сети на планах станций и перегонов расстанавливают, как правило, с максимальными пролетами, допустимыми для данной конструкции подвески, принятых опорных и поддерживающих конструкций. При этом обязательно учитывают местные условия прохождения трассы железной дороги, места с повышенным ветровым воздействием и автоколебаниями проводов линий электропередачи или связи.

Чтобы не создавать значительных отклонений подвесных гирлянд изоляторов от вертикали и изменений стрел провеса несущего троса, длины смежных пролетов полукомпенсированных подвесок не должны отличаться больше чем на 25 % от большего пролета (например, при длине одного из пролетов 60 м длина другого пролета должна быть принята не менее 45 м). Максимальные допустимые длины пролетов в местах с повышенным ветровым воздействием принимают с учетом порывистости ветра и микрорельефа местности.

Прежде чем начать расстановку опор, делят перегон на участки с примерно одинаковыми условиями воздействия ветра на контактную подвеску. Для каждого из таких участков в соответствии с принятыми для них расчетными скоростями ветра определяют наибольшие допустимые длины пролетов для прямых и кривых участков пути.

Расчетные допустимые пролеты, принятые для данного участка перегона, при расстановке опор должны быть уменьшены для переходных пролетов изолирующих сопряжений анкерных участков на 25% - на прямых участках пути и кривых радиусом более 1500 м; на 20 % - на кривых радиусом от 1000 до 1500 м; на 15 % - на кривых радиусом от 500 до 1000 м; на 10 % - на кривых радиусом менее 500 м; пролетов со средней анкеровкой - 10 %; пролетов, расположенных на кривых участках пути, в пучинистых местах, на свежеотсыпанных насыпях и в других случаях, при которых возможен перекос пути, - на 10 %.

Длины пролетов уменьшают также в тех случаях, когда требуется уменьшить нагрузки на опорные и поддерживающие конструкции, обеспечить необходимую высоту расположения контактного провода компенсированной цепной подвески под рельсами при гололеде и необходимые габариты проводов различного назначения, подвешиваемых на опорах контактной сети, увязать зигзаги или выносы контактных проводов в смежных пролетах.

Длины пролетов цепных подвесок зависят от размера и направления зигзагов контактных проводов у соседних опор. Поэтому при расстановке опор одновременно размечают зигзаги контактного провода у опор. Зигзаги контактного провода показывают у опор стрелками, направленными в соответствующую сторону от оси пути. Размер зигзага указывают цифрами, написанными около стрелки, причем нормальные размеры зигзагов (на прямых - 30 см, а на кривых участках пути - 40 см, исходя из которых были рассчитаны допустимые длины пролетов) показывают только стрелкой без цифр.

При подходах к кривым участкам пути, воздушным стрелкам и изолирующим сопряжениям анкерных участков в некоторых случаях приходится менять направление и размер зигзагов контактного провода, а следовательно, и устанавливать длину пролета, соответствующую этим зигзагам и радиусам кривых. Это делают с помощью расчет­ных графиков (рис. 14.2).

Рис. 14.2 Графики допустимых длин пролетов на прямом участке пути при разных зигзагах (a 1 и а 2) цепной подвески:

а - компенсированной ПБСМ-70+МФ-100 на изолированных консолях (К=10 кН; С х - 1,25); б - полукомпенсированной М-120+2МФ-100 на гирляндах из двух изоляторов (2К=20 кН; С х = 1,55) (сплошные линии для расчетной скорости ветра ν=20 м/с, штриховые - для ν =30 м/с, толщина стенки гололеда в обоих случаях b= 5÷10 мм)

Рис. 14.3 Схемы не согласованных (а) и согласованных (б, в, г) зигзагов с зигзагами контактного провода у соседних опор в местах перехода с прямого участка на кривой

Например, в местах перехода с прямого участка пути на кривой зигзаг контактного провода у опоры, установленной на прямом участке пути, может оказаться не согласованным с зигзагом контактного провода у опоры, установленной на кривой (рис. 14.3, а). В этом случае несколько сокращают длину одного-двух пролетов на прямом участке пути, а иногда и пролета, частично расположенного на кривой, чтобы можно было у одной из этих опор разместить контактный провод над осью пути (с нулевым зигзагом), а у смежной с ней опоры сделать зигзаг с требуемыми размером и сторонностью (рис. 14.3, б).

Зигзаги контактного провода у опор в пролете, расположенного частично на прямом и частично на кривом участках пути, считаются согласованными, если большая часть пролета расположена на прямом участке пути и зигзаги имеют противоположное направление (рис. 14.3, в) или большая часть пролета расположена на кривом участке пути и зигзаги при этом имеют одинаковое направление (рис. 14.3, г).

Следует заметить, что правильность принятых длин пролетов желательно проверять графическими построениями с применением специальных «ветровых» лекал. Очертание таких лекал представляет собой положение отклоненного ветром контактного провода. «Ветровые» лекала строят на определенные скорости ветра с учетом взаимодействия несущего троса и контактного провода, а также прогибов опор на уровне расположения контактного провода.

На расстановку опор контактной сети может повлиять расположение сопряжений анкерных участков контактной подвески. Поэтому, прежде чем перейти непосредственно к расстановке опор, обычно намечают анкерные участки контактной сети и примерное расположение мест их сопряжений.

Контактную подвеску делят на анкерные участки и анкерные опоры располагают с учетом обеспечения нормальной работы узлов контактной подвески и ее взаимодействия с токоприемниками при крайних расчетных температурах воздуха.

Нормальную длину анкерного участка компенсированных контактных проводов и тросов при двусторонней компенсации принимают на прямых участках не более 1600 м. На участках с кривыми длины анкерных участков определяют расчетом в зависимости от радиуса, длины и расположения кривых исходя из условия, чтобы изменения натяжения компенсированных проводов в анкерном участке вследствие реакций консолей, струн и фиксаторов не превышали для контактных проводов ±15 % и для несущих тросов ± 10 % номинального их натяжения, создаваемого компенсаторами.

Длина анкерных участков цепной подвески, полностью расположенной на кривой, не должна превышать габаритных значений. Если длина анкерного участка равна или меньше половины длины максимально допустимого для данного плана пути, то может быть применена односторонняя компенсация контактных проводов, а при компенсированной подвеске - и несущих тросов. В таком случае для прямых участков пути длину анкерного участка принимают не более 800 м.

Чем ближе участок пути, имеющий кривую, к компенсирующим устройствам проводов, тем больше сказывается влияние отклонения консолей и фиксаторов на натяжение проводов. Поэтому анкерные опоры по возможности располагают так, чтобы кривые (особенно малых радиусов) находились ближе к середине анкерных участков. Сопряжения анкерных участков стараются размещать на прямых участках пути. В случае размещения сопряжений анкерных участков на кривых угол между анкеруемой ветвью контактного провода и рабочей ветвью не должен превышать 6°. Если этот угол превышает 6°, то необходимы устройства, обеспечивающие устойчивость фиксаторов анкерных ветвей.

Средние анкеровки размещают таким образом, чтобы обеспечить примерно одинаковые условия компенсации обеих половин анкерного участка. Среднюю анкеровку контактного провода и несущего троса анкерного участка с одинаковыми условиями трассы (например, полностью прямой или кривой участок пути) делают в середине анкерного участка. Смещение в ту или другую сторону не должно превышать одного пролета. Если анкерный участок частично расположен в кривых, то средняя анкеровка должна быть смещена от середины анкерного участка на один - два пролета в сторону кривой меньшего радиуса так, чтобы условия компенсации (натяжение проводов при изменениях температуры) обеих частей анкерного участка были примерно одинаковыми. Возможные места расположения анкерных опор сопряжений на плане намечают вертикальными линиями, расстояние между которыми в масштабе равно трем допустимым для соответствующего участка пути пролетам. Вертикальными линиями намечают также пролеты со средними анкеровками, чтобы при расстановке опор дать сокращенные пролеты.

Для ограждения изолирующих сопряжений от перекрытия токоприемниками электровозов при снятии напряжения с контактной сети станции (или перегона) они должны быть расположены между входным сигналом или знаком Граница станции и первым (с учетом последующего развития станции) стрелочным переводом станции по возможности ближе к входному сигналу, чтобы при отключении контактной сети перегона обеспечивалась возможность перестановки сцепа двух электровозов с одного пути станции на другой. Если невозможно разместить изолирующее сопряжение между входным сигналом и первой стрелкой станции, сигнал должен быть перенесен в сторону перегона на необходимое расстояние, но не далее чем на 300 м от первой стрелки. Нейтральные вставки устраивают с одной стороны станции, на которой располагается тяговая подстанция. Места расположения нейтральных вставок и ограждающих их светофоров выбирают с учетом проверки по тяговым расчетам возможности без остановочного проследования по ним электропоездов со скоростью входа на нейтральную вставку у сигнала. Отключить ток 20 км/ч.

На главных путях перегонов и станции предусматривают однотипные контактные подвески (компенсированные или полукомпенсированные). При различных типах подвесок их сопряжение осуществляют анкерным участком, одна половина которого работает как полукомпенсированная, а другая - как компенсированная подвеска. Для этого на одном анкерном участке устраивают среднюю анкеровку компенсированной подвески, а по концам анкерного участка - анкеровки проводов в соответствии с принятыми типами подвесок.

Опоры контактной сети на прямых участках однопутных линий устанавливают со стороны, противоположной предполагаемой укладке второго главного пути. Если сооружение второго пути в ближайшей перспективе не предусматривается, то на кривых радиусом менее 1000 м опоры располагают на внешней стороне кривой.

На двухпутных линиях для контактных подвесок каждого пути предусматривают отдельные опорные устройства, механически не связанные между собой. В отдельных случаях (например, если намечается укладка третьего пути) в виде исключения устанавливают опоры с двухпутными консолями, ригельные опоры или гибкие поперечины. Расстановку опор на перегонах и станциях увязывают с расположением искусственных сооружений. При размещении опор у тоннелей, путепроводов или мостов с ездой понизу, имеющих малую высоту, расстояние от ближайших опор до начала искусственного сооружения не должно превышать половины максимально допустимого расстояния для данного участка пролета.

На планах контактной сети применяют следующие условные обозначения:

Условные обозначения тяговых подстанций, трансформаторов, постов секционирования, пунктов параллельного соединения, разъединителей аналогичны применяемым в схемах секционирования.

Планы контактной сети станций и перегонов

Планы контактной сети станций составляют в увязке с существующими и выполняемыми проектами путевого развития станций, мостов и путепроводов, переходов линий электропередачи, СЦБ и связи, водопровода, канализации и других подземных коммуникаций, а также в увязке с генпланами тяговых подстанций, постов секционирования и электродепо. Основным исходным документом для составления плана контактной сети является план станции в масштабе 1:1000. Положение опор контактной сети на плане определяется, как правило, расстоянием от оси ближайшего пути (габаритом) и расстоянием от оси пассажирского здания, измеренным по оси базисного пути, чаще всего главного. Поэтому ось пассажирского здания принимают за нулевой пикет и от него в обе стороны тонкими вертикальными линиями через каждые 100 мм (в натуре - 100 м) наносят условные станционные пикеты.

На плане показывают пути, подлежащие электрификации, а также стрелочные переводы, сигналы, подземные коммуникации, искусственные сооружения, указывая их расположение относительно оси пассажирского здания и ближайших путей. Число и назначение путей, оборудуемых контактной сетью, устанавливают в зависимости от размеров движения, рода поездов, переводимых на электрическую тягу, специализации путей, принятых организации движения и тяги локомотива (тепловоз, электровоз), выполняющего маневровую работу.

При переводе сборных поездов на электрическую тягу на станциях, не обслуживаемых автономными маневровыми локомотивами, должны электрифицироваться, кроме приемоотправочных, также погрузочно–разгрузочных путей.

На участковых сортировочных и других крупных станциях, обслуживаемых автономными маневровыми локомотивами, контактной сетью оборудуют: пути для приема и отправления поездов с электрической тягой; сортировочные пути, предназначенные для непосредственного приема или отправления с них поездов на электрифицированные участки; пути электровозного и моторвагонного хозяйства; предохранительные и улавливающие тупики, примыкающие к электрифицированным путям.

Планы контактной сети станций обычно составляют в следующем порядке: намечают места фиксации контактных проводов в горловинах станций; выбирают наилучший вариант расстановки несущих и фиксирующих опор, опор изолирующих сопряжений, опор средней части станции, у пассажирского здания и искусственных сооружений; выполняют трассировку (разводку) анкерных участков; намечают места для анкерных опор; производят трассировку питающих и отсасывающих линий, ВЛ и других проводов, увязывая их между собой; подбирают типы опор, фундаментов, консолей и пр.

Местами фиксации контактных проводов являются все стрелочные переводы, над которыми будут смонтированы фиксированные воздушные стрелки, переходные стрелочные кривые, и другие места, где контактные провода изменяют свое направлений. На одиночных стрелочных переводах наилучшее расположение контактных проводов, образующих воздушную стрелку, получается в том случае, когда пересечение проводов прямого и отклоненного путей находится между их осями и отстоит от каждого из них на расстоянии 0,36-0,40 м. Эта точка находится там, где расстояние между внутренними гранями головок соединительных рельсов крестовины равно 0,73-0,80 м.

На перекрестных стрелочных переводах и при глухих пересечениях точка пересечения контактных проводов должна находиться над центром стрелочного перевода или пересечения. Схемы расположения опор (мест фиксации контактных проводов) у стрелочных переводов показаны на рис. 14.4

Рис. 14.4 Схемы расположения опор (мест фиксации контактных проводов) у обычных (а) и перекрестных (б) стрелочных переводов

Наилучшие условия для прохода токоприемников по воздушным стрелкам получаются при расположении фиксирующих устройств на расстоянии 1-2 м от точки пересечения контактных проводов в сторону остряка стрелки. В зависимости от марки крестовины стрелочного перевода расстояния от центра стрелочного перевода (рис. 190, а) до места установки опоры (места фиксации контактных проводов) обычно принимают при марке крестовины 1/9-6 м, 1/11-7 м, 1/18- 11 м, 1/22-12 м.

Допускается приближение фиксирующей опоры к центру перевода на расстояние 1-2 м от него для стрелок всех марок. Смещение опоры от наилучшего места установки в сторону крестовины допускается для стрелок марок 1/9 и 1/11 на 1 м, для других марок - на 2 м.

Расстояние между контактными проводами в плане у фиксирующего устройства воздушной стрелки должно быть не менее 100 мм.

При указанных выше оптимальных расстояниях от центра стрелочного перевода до места фиксации контактных проводов С и при расстоянии между контактными проводами в плане 100 мм зигзаги контактных проводов подвесок пути и съезда получаются равными 40 см. Места фиксации контактных проводов на стрелочных кривых крайних путей станции целесообразно наметить в середине кривых (в точках пересечения осей съездов и крайних путей).

После того как намечены все необходимые места фиксации контактных проводов, выбирают места, где рационально установить несущие и анкерные опоры.

Все воздушные стрелки компенсированных подвесок на главных путях должны фиксироваться с несущих опор (с подвеской несущих тросов на опоре). Воздушные стрелки полукомпенсированных подве­сок выполняют; фиксированными, причем фиксация должна осуществляться, как.правило, с несущих опор.

При расстановке опор в горловинах станции учитывают возможность устройства анкеровок всех проводов с путей, заканчивающихся (или начинающихся) в горловинах, без установки дополнительных анкерных опор и вообще стремятся к максимальному совмещению опор различного назначения (несущих, анкерных и фиксирующих). Кроме того, учитывают возможность: размещения секционных изоляторов вблизи опор, установки и удобного присоединения к проводам контактных подвесок секционных разъединителей в соответствии с принятой схемой секционирования станции, а также подвески питающих и других проводов на опорах контактной сети. После расстановки несущих и фиксирующих опор в горловинах станции намечают места установки опор изолирующих сопряжений анкерных участков контактных подвесок станции и примыкающих к ней перегонов. При этом, кроме отмеченных выше положений, при­нимают во внимание следующее:

крайняя опора изолирующего сопряжения должна быть расположена не ближе 5 м от входного сигнала в сторону станции;

длина анкерных участков контактных подвесок главных путей станции не должна быть более 1600 м;

опоры и анкерные ветви контактных подвесок не должны ухудшать видимость сигналов; это следует учитывать при выборе габаритов опор и расстояний от опор до сигналов: анкерные опоры лучше всего располагать не ближе чем на 20-25 м от сигналов; в том случае, когда это невозможно сделать, следует сократить все пролеты сопряжения и его опоры расположить до сигнала!

в качестве анкерной опоры для станционной подвески может быть использована крайняя переходная опора.

Расположение опор изолирующих сопряжений анкерных участков увязывают с намеченными опорами в горловинах. Для этого размечают зигзаги контактного провода и проверяют правильность принятых пролетов, поскольку длина пролета зависит от размера и направления зигзагов. При этом допустимые длины пролетов были определены с учетом разносторонних зигзагов 30 см.

Схемы изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтральных вставок принимают по типовым чертежам в зависимости от вида электрической тяги (электровозная, моторвагонная) и рода тока. При вычерчивании изолирующих сопряжений увязывают зигзаги контактных проводов у опор изолирующих сопряжений и ближайших к ним стрелок станции.

При разметке зигзагов может получиться, что на двух смежных опорах зигзаги имеют одинаковое направление. В таком случае зигзаги увязывают, размещая контактный провод у одной из опор, без зигзага (с нулевым зигзагом) и сокращая, когда это требуется по условиям ветроустойчивости контактной подвески, длину одного – двух пролетов. После расстановки опор по концам станции расстанавливают опоры в средней части станции. Здесь следует применять максимально допустимые пролеты, стремясь к установке наименьшего числа жестких и гибких поперечин.

В качестве основного типа несущих конструкций контактной сети на станциях принимают жесткие поперечины, перекрывающие два - восемь путей. На крупных станциях с числом путей более восьми при отсутствии необходимых междупутий для установки опор жестких поперечин и невозможности раздвижки или снятия пути устанавливают гибкие поперечины.

При наличии на станции искусственных сооружений сначала выбирают способ прохода контактной сети через эти сооружения, а затем намечают места установки ближайших к сооружениям опор. В качестве поддерживающих устройств для проводов контактной сети при их соответствующих габаритах допускается использовать верхние элементы мостов, своды тоннелей, конструкции путепроводов, пешеходных и сигнальных постов. В случае использования, например, пешеходного моста в качестве поддерживающего устройства ближайшие к нему опоры располагают на расстоянии, равном или близком к допустимому пролету на станции. В том случае, когда пешеходный мост не используют как поддерживающее устройство, ближайшие к нему опоры размещают так, чтобы мост находился по возможности ближе к середине пролета.

Выбирают места установки опор у пассажирских зданий, пакгаузов и т. д. При расстановке опор на станции и в особенности опор гибких и жестких поперечин габариты и мощность опор выбирают с учетом будущего развития станции.

После расстановки опор у искусственных сооружений намечают места установки опор жестких (гибких) поперечин. При этом длину одного – двух пролетов, расположенных примерно посередине анкерных участков главных путей станции, принимают на 10% меньше длины допустимого пролета, чтобы разместить в них средние анкеровки контактных проводов. Такая предварительная разметка мест установки опор позволяет выявить наименьшее необходимое количество опор, а также их рациональное размещение.

Пролеты между двумя-тремя жесткими (гибкими) поперечинами, расположенными около горловин станции, предусматривают (сохраняя минимальное необходимое количество опор поперечин) короче допустимых, чтобы не устанавливать специально фиксирующие опоры для фиксации контактных проводов на стрелочных кривых, а также иметь возможность монтировать контактные провода на одной из жестких или гибких поперечин с нулевым зигзагом. Последнее необходимо делать в некоторых случаях для увязки зигзагов контактных проводов на воздушных стрелках, расположенных в разных горловинах станции.

После расстановки опор по всей станции осуществляют трассировку (разводку) анкерных участков контактных подвесок электрифицируемых путей и окончательно выбирают места установки анкерных опор. На съездах, как правило, предусматривают отдельные анкерные участки. Количество анкерных опор должно быть минимальным/

Над главными путями станции предусматривают контактные подвески того же типа и сечения, что и на перегонах. Анкерные участки контактных подвесок главных путей обычно трассируют от крайних в сторону перегона анкерных опор изолирующих сопряжений в одном конце станции до таких же опор на другом конце. Если при этом длины анкерных участков превышают допустимые, то контактную подвеску каждого главного пути размещают в двух анкерных участках, устраивая трехпролетное их сопряжение в наиболее удобном для этого месте. Пересечение на воздушных стрелках главных путей станций различных цепных подвесок (компенсированной и полукомпенсированной) не допускается.

После того как все анкерные участки протрассированы, подсчитывают их длину. Анкерные участки длиной более 800 м устраивают с двухсторонней компенсацией контактного провода и несущего троса в компенсированных подвесках и контактного провода - в полукомпенсированных. В одном из средних пролетов таких анкерных участков предусматривают средние анкеровки. Если средние анкеровки не попадают в намеченные ранее уменьшенные пролеты, то в таких местах осуществляют соответствующую перестановку опор.

В анкерных участках длиной менее 800 м делают одностороннюю компенсацию проводов контактных подвесок. При этом компенсированную анкеровку проводов обычно выполняют у наиболее удаленной от воздушных стрелок анкерной опоры.

Длину и номер анкерного участка указывают у каждой анкерной опоры. Анкерные участки главных путей обычно нумеруют римскими цифрами, других путей - арабскими и т. д. У каждой опоры на вертикальной линии указывают ее пикет (расстояние от оси пассажирского здания) и габарит установки. На плане показывают все длины пролетов (расстояния между несущими нагрузку опорами), которые для отличия от других цифр подчеркивают одной чертой.

Все опоры, показанные на плане станции (включая специальные опоры для питающих и отсасывающих линий), нумеруют в направлении счета километров, начиная с первой анкерной опоры изолирующего – сопряжения на одном конце станции до последней анкерной опоры на другом. При этом стремятся, чтобы опоры, расположенные со стороны четных путей, имели четные номера, а со стороны нечетных путей- нечетные.

Секционные изоляторы у стрелочных переводов располагают между стрелкой и предельным столбиком, у входных и маневровых светофоров - за светофором (по направлению движения локомотива). Такое расположение секционных изоляторов позволяет лучше использовать станционные пути, так как при остановках локомотивов у предельных столбиков или у выездных и маневровых светофоров токопри­емник электровоза не будет перекрывать секционный изолятор. Чтобы улучшить проход токоприемников по секционному изолятору, его врезают в контактную подвеску по возможности ближе к точке подвеса несущего троса.

Секционные разъединители показывают у тех опор, на которых они должны быть установлены. На анкерных железобетонных опорах установка секционных разъединителей не допускается.

Планы контактной сети перегонов составляют в увязке с профилем и планом пути, существующими и выполняемыми проектами сооружаемых мостов и путепроводов, переходов линий электропередачи, СЦБ и связи, укладки или переустройства различных коммуникаций.

Основным исходным документом для составления плана контактной сети перегона является подробный профиль электрифицируемого участка, на котором указаны основные элементы плана и профиля пути. План перегона для расстановки опор обычно подготавливают в схематическом виде в масштабе 1:2000.

В зависимости от числа путей на перегоне на плане вычерчивают одну или две прямые линии (на расстоянии 1 см друг от друга), представляющие оси путей. Тонкими вертикальными линиями размечают через каждые 5 см (100 м в натуре) пикеты и нумеруют их в направлении счета километров. Условными обозначениями показывают искусственные сооружения (мосты, трубы, переезды) и сигналы.

Выше и ниже прямых линий, представляющих оси путей (контактные подвески), вдоль всего перегона размещают таблицы, при однопутном перегоне-только нижнюю таблицу, в графах которых указывают все необходимые данные. Под нижней таблицей вычерчивают спрямленный план линии, на котором условными обозначениями показыва­ют километровые знаки, направления, радиусы и длину кривых участков пути, границы расположения высоких насыпей и глубоких выемок.

Пикеты опор, искусственных сооружений, сигналов, кривых отмечают в таблице в виде дроби (например, 28/72), числитель которой обозначает расстояние в метрах до одного пикета, знаменатель - до другого, в сумме они равны 100.

Расстановку опор на перегоне начинают с переноса опор изолирующих сопряжений станций, к которым примыкает перегон. Расположение этих опор на плане должно быть увязано с их расположением на планах станции. Увязку производят по отметке оси пассажирского здания и по входным сигналам, которые обозначены и на плане перегона. Определяют расстояние между сигналом и ближайшей к нему анкер­ной опорой изолирующего сопряжения по отметкам на плане станции. Это расстояние прибавляют или отнимают (в зависимости от расположения между собой анкерной опоры и сигнала) к пикетной отметке сигнала и получают пикетную отметку анкерной опоры. Затем откладывают от этой анкерной опоры расстояния, равные длинам пролетов изолирующего сопряжения, указанным на плане станции, и получают пикетные отметки опор сопряжения на перегоне. После этого вычерчивают изолирующее сопряжение, располагая его провода так, как показано на плане станции; показывают зигзаги контактного провода. Опоры изолирующих сопряжений относятся к станционным опорам, поэтому на плане перегона их выделяют черными кружочками.

При расстановке опор одновременно указывают зигзаги контактного провода. После увязки зигзагов контактного провода окончательно разбивают контактную сеть перегона на анкерные участки и вычерчивают их сопряжения. В пролетах, намеченных для средних анкеровок, показывают средние анкеровки контактного провода и несущего троса (при компенсированных подвесках).

Опоры и анкерные участки нумеруют в направлении счета километров, при этом на двухпутных линиях анкерным участкам со стороны первого пути присваивают нечетные номера, а со стороны второго пути - четные. Опоры изолирующих сопряжений станций в нумерацию опор перегона не включают. На плане показывают места установки электрических соединителей, разрядников, секционных разъединителей и т.д., а при наличии усиливающих и других проводов - их расположение в местах сопряжений анкерных участков.

В соответствующих графах таблиц, вычерченных на плане, указывают габариты и типы опор, фундаментов, консолей, ригелей, анкеров, кронштейнов, фиксаторов. На плане контактной сети перегона приводят спецификации анкерных участков контактных подвесок, фиксирующих тросов, а также длины усиливающих проводов, тросов групповых заземлений, линий продольного электроснабжения и общую длину электрифицируемых путей.

Габариты и нормы расположения проводов и опор контактной сети

На электрифицированных железных дорогах постоянного и переменного тока расположение проводов контактной сети по отношению УГР и оси пути должно удовлетворять требованиям стандарта и Правил технической эксплуатации (ПТЭ) железных дорог Российской Федерации.

Минимальная высота подвески смонтированного контактно­го провода над УГР должна быть на перегонах и железнодорож­ных станциях 5,75 м, а на переездах 6,0 м. В исключительных слу­чаях это расстояние в пределах искусственных сооружений, расположенных на путях железнодорожных станций, на которых не предусматривается стоянка подвижного состава, а также на перегонах, с разрешения ОАО «РЖД», может быть уменьшено до 5,675 м при переменном и до 5,55 м при постоянном токе. Мак­симальная высота подвески контактного провода не должна пре­вышать 6,8 м.

При новом строительстве, обновлении и реконструкции высо­та подвески контактного провода должна быть на перегонах и же­лезнодорожных станциях 6,5 м, а на участках скоростного движе­ния поездов (161-200 км/ч) - 6 или 6,25 м (определяется проектом). Уклон контактного провода при переходе от одной высоты подвески к другой не должен превышать значений, при­веденных в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Уклон контактного провода

Примечание. Уклон означает снижение или подъем контактного про­вода на длине 10 м: 0,01 - на 100 мм; 0,006 - на 60; 0,004 - на 40; 0,002 - на 20; 0,001 - на 10; 0,0005 - на 5 мм.

Переходные уклоны должны предусматриваться с обеих сторон каждого участка с основным уклоном на протяжении не менее од­ного пролета.

На участках со скоростью движения поездов от 161 до 200 км/ч высота подвески контактного провода не менее чем в двух проле­тах, примыкающих к искусственному сооружению, должна быть такой же, как в искусственном сооружении.

Расстояние от нижней точки проводов питающих, усиливающих, отсасывающих, обратного тока, ДПР, ВЛ и других при наиболь­шей стреле провеса до поверхности земли и сооружений, а также расстояние между проводами линий при их взаимном пересечении или сближении, должны быть не менее приведенных в табл. 6.2.