Для чего нужна контактная подвеска
Контактная подвеска – одна из основных 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.
Простая контактная подвеска
Рисунок— Схема простой контактной подвески с одинарным креплением
(подхватом) контактного провода у опор
Простая контактная подвеска без несущего троса представляет собой компенсированный контактный провод, закрепленный на поддерживающих конструкциях. Такая подвеска получила применение на городском электрическом транспорте (особенно для трамваев, поэтому ее называют трамвайной), а также на электрифицированных путях промышленного транспорта.
На магистральных железных дорогах простую контактную подвеску допускается применять по согласованию со службой электрификации и электроснабжения железной дороги на второстепенных путях станций и депо, где скорости движения поездов не превышают 50 км/ч.
Качество токосъема при простой контактной подвеске зависит от положения контактного провода в вертикальной плоскости:
— его стрелы провеса,
— перегиба в опорном узле,
— от эластичности опорного узла.
► При больших скоростях движения (более 50 км/ч), токоприёмник ЭПС может не успеть подняться в точках подвеса КПр, что приведет к нарушению токосъёма – кратковременному отсутствию тока, удару полоза пантографа, броску тока.
2). Уменьшить перегиб контактного провода в опорном узле, а следовательно, выполнить простую подвеску с большими пролетами можно при двукратном или многократном подхвате контактного провода у опор. Такую подвеску называют простой петлевой контактной подвеской.
Количество струн может быть 2 или 4, струны могут быть простыми и рессорными.
Подвеска по схеме А обеспечивает большую длину и контактный провод, имеющий под петлевой струной ослабленное натяжение, получит в пролете lп большую стрелу провеса f. Это может отрицательно сказаться на параметрах подвески, определяющих качество токосъема.
Следовательно, при lп более 4-5м в простых подвесках целесообразно использовать многократныйподхват контактного провода. Таким образом, применение простой петлевой подвески с многократным подхватом контактного провода позволяет снять ограничение в отношении длины пролета.
■ Наибольшие длины пролетов простых подвесок принимают также с учетом обеспечения:
– необходимой ветроустойчивости. Горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприемника в пролете под действием расчетной скорости ветра наибольшей интенсивности с учетом порывистости и упругого прогиба опор не должно превышать 500 мм на прямых и 450 мм на кривых участках пути.
Цепная контактная подвеска
Цепные контактные подвески различают по следующим основным признакам:
• способу подвешивания контактных проводов к несущему тросу;
• способу регулирования натяжения проводов;
• взаимному расположению проводов, образующих подвеску в плане;
▼ Все конструкции цепных подвесок в зависимости от способа подвешивания контактного провода к несущему тросу разделяют на:
– одинарные (рессорные одинарные) цепные подвески, в которых контактные провода подвешивают на струнах непосредственно к несущему тросу или к рессорной струне (тросу);
– двойныецепные подвески, где к несущему тросу подвешивают на струнах вспомогательный провод, к которому крепят контактные провода.
В цепных контактных подвесках контактный провод (провода) подвешивают к несущему тросу, закрепленному на поддерживающих устройствах, с помощью струн, либо через рессорную струну (трос).
А – одинарная; Б – рессорная одинарная с одним контактным проводом; В – рессорная одинарная с двумя контактными проводами; Г – двойная.
Рисунок –Основные виды контактных подвесок
►Стрелы провеса контактного провода в струновых пролетах незначительны и могут быть доведены до размеров, мало влияющих на качество токосъема соответствующим выбором расстояния между струнами и повышением натяжения контактного провода.
►Наличие в цепной подвеске несущего троса позволяет в отличие от простых контактных подвесок задать контактному проводу (подбором струн соответствующей длины) беспровесное положение в пролете или смонтировать его с небольшой стрелой провеса.
Поэтому цепные контактные подвески позволяют осуществлять нормальный токосъем при высоких (160 км/ч и более) скоростях движения поездов и длине пролета между опорами не более 65 м.
В любой цепной подвеске стрела провеса несущего троса изменяется при воздействии на него дополнительных нагрузок (например, от гололеда), при этом изменяет свое высотное положение и контактный провод. Имеется несколько конструктивных мероприятий, с помощью которых изменение стрелы провеса контактного провода в пролете можно сделать меньшим.
▼В зависимости от способа регулирования натяжения проводов цепная подвеска может быть:
— некомпенсированной, когда контактный провод и несущий трос закрепляют (анкеруют) жестко на опорах и нет устройств для автоматического регулирования их натяжения.
Рисунок – Схема анкеровок проводов некомпенсированной цепной подвески
– полукомпенсированной, в которой только часть проводов (например, контактные провода (или контактные и вспомогательные провода) снабжены устройствами для автоматического регулирования натяжения – грузовыми компенсаторами;
– компенсированной, в которой все провода снабжены общими или отдельными для каждого провода грузовыми компенсаторами. Если несущий трос не будет при изменении температуры окружающего воздуха изменять свою стрелу провеса, то и положение контактного провода в пролете по высоте будет постоянным.
Рисунок – Схема анкеровок проводов полукомпенсированной
Рисунок – Схема анкеровок проводов компенсированной цепной подвески
▼ По взаимному расположению проводов, образующих цепную подвеску, в плане различают:
– вертикальную цепную подвеску, когда несущий трос расположен в одной вертикальной плоскости над контактным проводом с зигзагом, равным зигзагу контактного провода;
– косую цепную подвеску, когда несущий трос в плане значительно смещен относительно контактного провода.
Рисунок – Вертикальная и косая одинарные цепные подвески
►От расположения контактного провода в плане по длине пролета зависит как ветроустойчивость контактной подвески, так и срок службы контактных пластин (вставок) полозов токоприемников электроподвижного состава (ЭПС). При этом чем ближе расположен контактный провод к оси пути во всем пролете, тем ветроустойчивее цепная подвеска. Однако при этом сокращается срок службы контактных пластин токоприемников ЭПС, поскольку они испытывают значительное трение при движении ЭПС. Чем больше смещен контактный провод от оси пути, тем больше срок службы контактных пластин токоприемников, т.к. в этом случае касание контактного провода распределено по всей длине контактных пластин токоприёмника.
Поэтому контактный провод (или провода) на прямых участках располагают зигзагообразно относительно оси пути, т. е. с поочередным смещением в ту и другую сторону (рисунок).
На российских электрифицированных железных дорогах зигзаг контактного провода от оси пути (при расчетном беспровесном положении) принят равным 300 мм. Зигзаги, направленные от опор, называют плюсовыми, а к опорам — минусовыми.Двойные контактные провода в точках фиксации располагают на расстоянии 40 — 60 мм один от другого.
Рисунок – Расположение в плане контактного провода
на прямом (А) и криволинейном (Б) участках пути
На кривых участках пути контактный провод у опор смещен с помощью фиксаторов во внешнюю сторону кривой — ему дают зигзаг относительно оси (середины полоза) токоприемника.
Величина зигзага контактного провода у опор в зависимости от радиуса кривой допускается не более 400 мм (рисунок).
При двойном контактном проводе размер зигзагов принимают по отношению к наружному от оси токоприемника проводу. Отклонения от установленных зигзагов контактного провода (при расчетном беспровесном положении) не должны превышать +30, а на скоростных участках +20 мм.
Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 126 ; Нарушение авторских прав
Контактная подвеска
Контактная подвеска — система проводов контактной сети, взаимное расположение которых, способ механического соединения, материал и сечение обеспечивают необходимое качество токосъёма. Конструкция контактной подвески определяется экономической целесообразностью, эксплуатационными условиями (максимальной скоростью движения электроподвижного состава, наибольшей силой тока, снимаемого одним токоприёмником), климатическими условиями. Необходимость обеспечения надёжного токосъёма при возрастающих скоростях движения и мощности электроподвижного состава определила изменение конструкций контактной подвески: сначала простые, затем одинарные цепные с простыми струнами и более сложные — рессорные, одинарные, двойные и специальные.
При скоростях движения до 50 км/ч удовлетворительное качество токосъёма обеспечивает простая (иногда называемая трамвайной) контактная подвеска, состоящая только из контактного провода, подвешенного к опорам А и В контактной сети (рис.1, а) или к поперечным тросам, закреплённым на искусственных сооружениях (на городском электротранспорте — также к зданиям). Качество токосъём во многом определяется стрелой провеса f провода, зависящей от результирующей нагрузки на провод, складывающейся из собственного веса провода (при гололёде вместе со льдом) и ветровой нагрузки, длины пролёта l и натяжения провода. На качество токосъёма большое влияние оказывает угол α: чем он меньше, тем ниже качество токосъёма, так как сильнее удары при проходе токоприёмником опорной зоны, а также больше износ контактного провода и контактных вставок токоприёмника. Некоторое улучшение токосъёма в опорной зоне обеспечивается двукратным подвешиванием контактного провода (рис.1, б).
При более высоких скоростях движения для обеспечения удовлетворительного токосъёма при простой контактной подвеске потребовалось бы существенное уменьшение пролётов, что неэкономично, или увеличение натяжения провода до практически не осуществимых значений. В этих условиях применяют цепные контактные подвески (рис.2), в которых контактный провод подвешен к несущему тросу с помощью струн. Название «цепная» связано с тем, что несущий трос располагается в вертикальной плоскости в соответствии с уравнением цепной линии. Контактная подвеска, состоящая из несущего троса и контактного провода, называется одинарной. При достаточно частом расположении струн контактному проводу можно придать любое положение в вертикальной плоскости, в частности, практически без провеса. Кроме одинарных, применяют двойные цепные контактные подвески, в которых к несущему тросу на струнах подвешивается вспомогательный провод, а к нему (при помощи коротких струн) — контактный провод.
В цепных контактных подвесках несущий трос и вспомогательный провод нередко участвуют в передаче тягового тока. В этом случае их соединяют с контактным проводом электрическими соединителями.
Основной механической характеристикой контактной подвески является её эластичность — отношение подъёма контактного провода к приложенной к нему и направленной вертикально вверх силе. Качество токосъёма зависит от характера изменения эластичности в пролёте: чем она стабильнее, тем лучше токосъём. В простых и обычных цепных контактных подвесках эластичность в середине пролёта выше, чем у опор. Выравнивание эластичности в пролёте одинарной цепной контактной подвески достигается установкой рессорных тросов длиной 10—20 м, на которых крепят вертикальные струны для подвески контактного провода. Более постоянной эластичностью характеризуются двойные контактные подвески, но они сложнее в монтаже и эксплуатации. Для выравнивания эластичности в пролёте предложены специальные контактные подвески, к которым относится, например, рычажная контактная подвеска (рис.3). Принципиальное отличие этой контактной подвески от других в том, что несущий трос работает не только на изгиб, но и на кручение. Последнее достигается тем, что три струны, поддерживающие контактный провод в концевых частях каждого пролёта, присоединены к несущему тросу через рычаги A, B и C, жёстко закреплённые на тросе и повёрнутые при монтаже поочерёдно в разные стороны (в плане). Такую подвеску монтируют на участках со скоростями движения 200—250 км/ч.
Простые и цепные контактные подвески состоят из отдельных анкерных участков. Анкеровки (закрепления) проводов контактной подвески по концам анкерных участков могут быть жёсткими или компенсированными (см. Компенсация натяжения проводов). На магистральных железных дорогах широко применяют цепные компенсированные и полукомпенсированные контактные подвески.
В компенсированных контактных подвесках компенсаторы имеются в контактном проводе и в несущем тросе. При изменении температуры проводов (вследствие изменения протекающих по ним токов и температуры окружающего воздуха) стрелы провеса несущего троса, а следовательно, и подвешенных к нему контактных проводов, остаются постоянными. Для лучшего токосъёма стрелу провеса контактного провода компенсированной контактной подвески принимают около 0,001 длины пролёта.
В полукомпенсированных контактных подвесках компенсаторы устанавливаются только в контактном проводе, который регулируют так, чтобы стрела провеса имела место при среднегодовой для данного района температуре окружающего воздуха. Конструктивную высоту подвески — расстояние между несущим тросом и контактным проводом в точках подвеса — стремятся увеличить до экономически целесообразных пределов. Это обеспечивает меньший наклон струн при экстремальных значениях температуры окружающего воздуха и большее постоянство натяжения контактного провода во всём анкерном участке, что необходимо для удовлетворительного токосъёма.
Для увеличения срока службы контактных вставок токоприёмников 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), с зигзагами, противоположными зигзагам контактного провода (косая подвеска). Вертикальная контактная подвеска обладает наименьшей ветроустойчивостью, косая — наибольшей, но сложнее в монтаже и обслуживании. На прямых участках пути в основном применяется полукосая контактная подвеска, на криволинейных — вертикальная. На участках с особенно сильными ветрами используют ромбовидную контактную подвеску, в которой два контактных провода, подвешенных к общему несущему тросу, располагаются у опор с противоположными зигзагами. В средних частях пролёта провода притянуты один к другому жёсткими планками. За рубежом в основном применяют одинарные подвески, на главных путях — с рессорными тросами. В некоторых странах (Великобритания, Франция, Япония) кроме одинарных контактных подвесок используют также двойные.
Контактная подвеска
Смотреть что такое «Контактная подвеска» в других словарях:
контактная подвеска — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN overhead catenary … Справочник технического переводчика
контактная подвеска — 3.5 контактная подвеска: Петля из медной пластины толщиной до 1 мм и шириной до 100 мм, приваренная или приклепанная к катодной основе и служащая для подвода тока к катоду и подвешивания его к катодной штанге (ушко). Источник: ГОСТ 546 2001:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
контактная подвеска (железной дороги) — Система проводов контактной сети железной дороги и конструкций, обеспечивающая токосъем токоприемниками железнодорожного электроподвижного состава. [ГОСТ Р 53685 2009] Тематики электрификация, электроснабж. железных дорог … Справочник технического переводчика
контактная подвеска с эластичной струной — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN stitched catenary … Справочник технического переводчика
Цепная контактная подвеска — Цепные контактные подвески применяются на железнодорожном транспорте, трамвае и троллейбусе. Различаются по следующим основным признакам: способу подвешивания контактных проводов к несущему тросу способу регулирования натяжения проводов взаимному … Википедия
жесткая контактная подвеска — Контактная подвеска в искусственных сооружениях железной дороги, контактный провод которой расположен жестко в токопроводящей шине, закрепленной на изоляторах к искусственному сооружению. [ГОСТ Р 53685 2009] Тематики электрификация, электроснабж … Справочник технического переводчика
компенсированная цепная контактная подвеска (железной дороги) — Цепная контактная подвеска железной дороги, несущий трос(ы) и контактный(е) провод(а) которой закреплены на анкерных опорах контактной сети железной дороги с одной или двух сторон анкерного участка отдельными компенсаторами контактной подвески… … Справочник технического переводчика
некомпенсированная цепная контактная подвеска (железной дороги) — Цепная контактная подвеска железной дороги, несущий трос(ы) и контактный(е) провод(а) которой закреплены на анкерных опорах контактной сети без компенсаторов контактной подвески. [ГОСТ Р 53685 2009] Тематики электрификация, электроснабж. железных … Справочник технического переводчика
полукомпенсированная цепная контактная подвеска (железной дороги) — Цепная контактная подвеска железной дороги, несущий трос которой закреплен с двух сторон анкерного участка на анкерных опорах контактной сети без компенсаторов, а контактный(е) провод(а) компенсатором(ами) контактной подвески хотя бы с одной… … Справочник технического переводчика
простая контактная подвеска (железной дороги) — Контактная подвеска железной дороги, состоящая из контактного провода, закрепленного в точках подвеса. [ГОСТ Р 53685 2009] Тематики электрификация, электроснабж. железных дорог … Справочник технического переводчика