Ланцюгова контактна підвіска

У ланцюгових контактних підвісках (Рисунок 1.3) контактний дріт (дроти) 1 підвішують до троса, що несе, 3, закріпленому на підтримуючих пристроях, за допомогою струн 2 або безпосередньо, через ресорну струну 4 (трос).

Наявність в ланцюговій підвісці троса, що несе, дозволяє на відміну від простих контактних підвісок задати контактному дроту (підбором струн відповідної довжини) безпровисле положення в прольоті або змонтувати його з невеликою стрілою провисання. Зміна стріли провисання контактного дроту в напівкомпенсованій ланцюговій підвісці залежить від зміни стріли провисання троса, що несе.

Стріли провисання контактного дроту в струнових прольотах незначні і можуть бути доведені до розмірів, що мало впливають на якість струмоприймача відповідним вибором відстані між струнами і підвищенням натягнення контактного дроту. Тому ланцюгові контактні підвіски дозволяють здійснювати нормальний струмоприймання при високих (160 км/ч і більше) швидкостях руху поїздів і довжині прольоту між опорами не більше 65 м.

У будь-якій ланцюговій підвісці стріла провисання троса, що несе, змінюється при дії на нього додаткових навантажень (наприклад, від ожеледі), при цьому змінює своє висотне положення і контактний дріт.

Є декілька конструктивних заходів, за допомогою яких зміна стріли провисання контактного дроту в прольоті можна зробити меншим, ніж зміна стріли провисання троса, що несе. Якщо виконати ланцюгову підвіску так, що трос, що несе при зміні температури

Рисунок 1.3. Основні види контактних підвісок: а — одинарна; б — ресорна одинарна; в— подвійна

навколишнього повітря не змінюватиме свою стрілу провисання, то і положення контактного дроту в прольоті по висоті буде постійним, така контактна підвіска називається компенсованою.

Ланцюгові контактні підвіски розрізняють по наступних основних ознаках:

• способу підвішування контактних проводів до троса, що несе;

• способу регулювання натягнення проводів;

• взаємному розташуванню проводів, створюючих підвіску в плані;

• типу струн біля опор.

Всі конструкції ланцюгових підвісок залежно від способу підвішування контактного дроту до троса, що несе, розділяють на: одинарні ланцюгові підвіски, в яких контактні дроти 1 (див. Рисунок 1.3, а) підвішують на струнах 2 безпосередньо до троса, що несе, 3 і до ресорної струни (тросу) 4 (див. Рисунок 1.3, б), і подвійні (см, Рисунок 1.3, в), де до троса, що несе, підвішують на струнах допоміжний дріт 5, до якого кріплять контактні дроти.

Залежно від способу регулювання натягнення проводів ланцюгова підвіска може бути:

н е к о м п е н с і й н о ю, коли контактний дріт 1 і трос, що несе, 2 закріплюють (анкерують) жорстко (Рисунок 1.4, а) і ні

Рисунок 1.4. Схеми анкеровок проводів ланцюгових підвісок: а — некомпенсована; б -напівкомпенсуюча; у, г — компенсована

пристроїв для автоматичного регулювання їх натягнення. Різновидом такої підвіски є ланцюгова підвіска, що має в контактному дроті пристосування (наприклад, натяжні муфти) для сезонного регулювання їх натягнення;

н а п і в к о м п е н с о в а н н а, в якій тільки частина проводів (наприклад, контактні дроти (Рисунок 1.4, б) або контактні і допоміжні дроти) забезпечена пристроями для автоматичного регулювання натягнення — компенсаторами 3;

к о м п е н с о в а н а, в якій всі дроти забезпечені загальними (Рисунок 1.4, в) або окремими для кожного дроту компенсаторами (Рисунок 1.4, г).

По взаємному розташуванню проводів, створюючих ланцюгову підвіску, в плані розрізняють:

в е р т и к а л ь н у ланцюгову підвіску, коли трос, що несе, і контактні дроти розташовані в одній вертикальній площині (на Рисунок 1.5 зліва);

к о с у ланцюгову підвіску, коли трос, що несе, в плані значно (кут нахилу струн до вертикалі в площині, перпендикулярній осі шляху, перевищує 20°) зміщений щодо контактного дроту (на Рисунок 1.5 справа).

Рисунок 1.5. Вертикальна (зліва) і коса (справа) одинарні ланцюгові підвіски

Рисунок 1.6. Розташування троса вертикальної ланцюгової, що несе

підвіски в плані щодо контактного дроту: а — по осі шляху; б — по зигзагу контактного дроту: 1 — контактний дріт; 2 — трос, що несе; 3 — вісь шляху; 4 — ланковий струна; 5 — опора

При вертикальній підвісці на прямій ділянці шляху можливі дві схеми розташування троса, що несе, в плані: по осі шляху (Рисунок 1.6, а); над контактним дротом із зигзагом, рівним зигзагу контактного дроту (Рисунок 1.6, 6). У косій підвісці (Рисунок 1.7, а) струни мають великий нахил в площині, перпендикулярній осі шляху. Щоб виключити при цьому викручування завалу (нахил контактного дроту більш 20° від вертикального положення контактного дроту) застосовують спеціальні способи кріплення його до струн залежно від кута нахилу струни. На кривих ділянках шляху (Рисунок 1.7, б) в середній частині прольоту струни зволікають

Рисунок 1.7. Розташування в плані троса, що несе, і контактного

дроти косої підвіски на прямій (а) і кривій (б) ділянках шляху:

1 - контактний дріт; 2 - трос, що несе

контактний дріт в зовнішню сторону кривої, унаслідок цього він приймає криволінійний (у плані) контур, що наближається формою до кривій залізничної колії.

Коса ланцюгова підвіска на кривих ділянках дозволяє зменшити в плані кути зміни направлення контактного дроту біля опор в місцях розташування фіксаторів (пристроїв, що утримують контактний дріт в потрібному положень в горизонтальний площині). Це підвищує еластичність контактної підвіски в опорних вузлах, що сприятливо позначається на струмоприймачі, особливо в кривих малого радіусу. При певних радіусах кривих коса ланцюгова підвіска може бути виконана без фіксаторів. Коса підвіска володіє підвищеною вітростійкістю по зрівнянню зі вертикальною підвіскою, проте монтаж і експлуатація її значно складніше.

Від розташування контактного дроту в плані по довжині прольоту залежить як вітростійкість контактної підвіски, так і термін служби контактних пластин (вставок) повзунів струмоприймачів ЕРС. При цьому чим ближче розміщений контактний дріт до осі шляху у всьому прольоті, тим вітростійкіша ланцюгова підвіска. Проте при цьому скорочується термін служби контактних пластин струмоприймачів ЕРС, оскільки, чим більше зміщений контактний дріт від осі шляху біля опор і чим це зміщення рівномірне по довжині прольоту, тим більше термін служби контактних пластин і вставок струмоприймачів. При цьому контактний дріт (або дроти) на прямих ділянках розташовують зигзагоподібно щодо осі шляху, т. д. з почерговим зміщенням в ту і іншу сторону (Рисунок 1.8, а ).

Рисунок 1.8. Розташування в плані контактного дроту вертикальної підвіски на прямій (а) і кривій (6) ділянках шляху

На українських електрофікованих залізницях зигзаг контактного дроту 1 від осі шляху 2 (при розрахунковому безпровісним положенях) прийнятий рівним 300 мм. Зигзаги, направлення від опор, називають плюсовими, а до опор — мінусовими. Подвійні контактні дроти в точках фіксації розташовують на відстані 40—60 мм один від одного.

На кривих ділянках шляху контактний дріт у опор зміщений за допомогою фіксаторів в зовнішню сторону кривої — йому дають зигзаг щодо осі (середини повзуна) струмоприймача 3. Величина зигзага контактного дроту біля опор залежно від радіусу кривої допускаєтся не більше 400 мм (Рисунок 1.8, б ). Трос, що несе, на кривих ділянках шляху розташовують зазвичай над контактним дротом.

Допуськаєтея відхилення троса, що несе, в плані не більш ±200 мм. Таким чином, дроти вертикальної ланцюгової підвіски на кривих ділянках шляху розташовують по хордах. При цьому вертикальну підвіску іноді називають хордовою. В окремих випадках допускаєтся збільшувати зигзаг контактного дроту: до 400 мм — на прямих ділянках і повітряних стрілках і до 500 мм — на кривих. При подвійному контактному дроті розмір зигзагів приймають по відношенню до зовнішнього від осі струмоприймача дроту. Відхилення від встаповлеиных зигзагів контактного дроту (при розрахунковому безпровісним положень) не повинні перевищувати ±30, а на швидкісних ділянках ±20 мм.

На вітрових ділянках застосовується ромбоподібна ланцюгова підвіска (Рисунок 1.9), в якій контактні дроти розташовують в плані у опор

Рисунок 1.9. Ромбоподібна ресорна ланцюгова підвіска з двома контактними проводами: 1 - контактний дріт; 2 — трос, що несе; 3 — струна; 4 — сполучна планка; — довжина прольоту

у вигляді ромба з різносторонніми зигзагами 300—400 мм, а в середній частині прольоту — паралельно осі шляху на відстані 50— 100 мм один від одного. Ромбоподібна підвіска більш вітростійка, ніж підвіски, в яких контактні дроти по всьому прольоту розташовані паралельно один одному з однаковими зигзагами у опор.

На ряду залізниць експлуатується просторово-ромбічна контактна підвіска з двома тросами, що несуть, 2 (Рисунок 1.10). Її відмітною особливістю є те, що контактні дроти 1 розташовані у вигляді ромбів щодо осі шляху. Для цього дроту в прольотах з'єднуються шарнірними планками 3, а в середині між планками кожен дріт кріпиться до відповідного троса, що несе, фіксуючими елементами 4, які виконують подвійну функцію: є точками підвішування контактних проводів і одночасно фіксують дроти щодо осі шляху. Конструктивно вони виконуються у вигляді гнучкого фіксатора (див. п.7.3) і жорстко кріпляться на тросі, що несе, і контактному дроті.

Рисунок 1.10. Просторово-ромбічна контактна підвіска на прямій ділянці шляху в плані (а) і профілі (б); - довжина прольоту

Така конструкція забезпечує компенсацію виникающих при температурних змінах напруги в проводах за відсутності їх подовжніх переміщень, тобто просторово-ромбічна контактна підвіска є автокомпенсованою системою, що знімає обмеження по довжині анкерної ділянки. Довжина прольоту визначається проектом і становить від 24 до 70 м.

Залежно від типу струн і їх розташування у опор ланцюгова підвіска може бути:

з п р о с т и м и вертикальними струнами (см. рис. 1.3,а), коли струни 2 встановлюють не далі 1—2 м від опор;

із з м і щ е н и м и простими вертикальними струнами (див. Рисунок 1.3, в ), коли струни віддалені від опор більш ніж на 2 м; у одинарній підвісці опорні прості струни встановлюють зазвичай на відстані 4—5 м від опори, в двійній — на відстані 5 - 9 м;

р е с о р н і, коли струни контактного дроту (або допоміжного дроту — в подвійних підвісках) закріплені на ресорній струні (тросі) 4 (див. Рисунок 1.3, б)

Відстань між кріпленнями струн на контактному дроті не повинне перевищувати 8 м при компенсованій підвісці і 10 м при напівкомпенсованій, а також при компенсованій підвісці КС-200.

У компенсованих підвісках подвійні контактні дроти кріплять кожен на окремих струнах, розташованих в шаховому порядку з відстанню між суміжними струнами не більше 4 м, або на суміщених струнах із закріпленими на них скобами і відстанню 40—50 мм між струновими затисками різних контактних проводів.

Металеві струни виконують не менше чим з двох ланок, при цьому довжина нижньої ланки повинна бути 300 мм, а верхнього — не більше 600 мм.

Основними геометричними параметрами цепних підвісок (Рисунок 1.11) являются:

д о в ж и н а п р о л ь о т у — відстань між сусідніми точками підвісу троса, що несе, до підтримуючих пристроїв;

Рисунок 1.11. Схема ресорної ланцюгової контактної підвіски

к о н с т р у к т и в н а в и с о т а — відстань від контактного дроту до троса, що несе, у точки його підвісу при безпровісному положенні контактного дроту в напівкомпенсованій підвісці або при номінальному натягненні троса, що несе, в компенсованій;

с т р і л а п р о в и с у н е с у щ о г о п р о в о д а F — відстань від нижчої точки троса в прольоті до прямої, проведеною через точки його підвісу;

с т р і л а п р о в и с у к о н т а к т н о г о п р о в о д у _к — відстань від найбільш видаленої по вертикалі точки контактного дроту в прольоті від прямою, проведеною через точки його підвісу біля опор;

с т р у н о в и й п р о л і т— відстань між двома сусідніми струнами (сс — відстань між струнами в середині прольота);

д о в ж и н а с т р у н и S — відстань між точкою закріплення (підвісу) струни на тросі (допоміжному дроті, ресорній струні якому-небудь елементі, у свою чергу закріпленому на тросі, що несе), що несе, до контактного дроту.

У ресорних контактних підвісках геометричними параметрами являютья також: р = 2а— д о в ж и н а р е с о р н о ї с т р у н и (троса); е — відстань від опори до першої вертикальною струнф; к = ( - 2е) — довжина частини прольоту, в якій контактний дріт має провисання; d — відстань від опори до підресорної струни (закріпленної на ресорній сгруні); с0 — відстань від підресорної до вертикальної струни; ср = 2d — відстань між підресорними струнами; b — відстань по вертикалі від точки підвісу троса, що несе, до ресорної струни.

Конструктиву висоту ланцюгових підвісок h (див. Рисунок 1.11) приймають виходячи з виразу:

де F— стріла провисання троса, що несе, при безпровісних положень контактних проводів (у напівкомпенсованій підвісці) або при їх номінальному натягненні (у компенсованій);

Smin — найменша довжина вертикальної струни (в середині);

— стріла провисання контактного дроту на частини прольоту к, в якій дріт має провисання.

Найменшу довжину струни Smin визначають з умови, щоб кут нахилу струни в площині ланцюгової підвіски, що утворюється в результаті подовжніх переміщень контактного дроту щодо троса, що несе, при максимальних і мінімальних температурах, не перевищував 30° до вертикалі. При неможливості обезпечення таких вимог застосовують ковзаючі струни.

У компенсованій ланцюговій підвісці при змінах температури повітря відбувається переміщення уздовж анкерної ділянки як контактного дроту, так і троса, що несе. Причому у разі виготовлення троса і дроту з одного матеріалу ці переміщення будуть однаковими, і отже, при будь-яких температурах струни підвіски розташовуватимуться в її площині вертикально, а при різнорідних матеріалах — з наклоиом (незначних).

В тому випадку, якщо по яких-небудь причинах конструктивну висоту ланцюгової підвіски необхідне зменшити, скорочують довжину прольоту і тим самим зменшують стрілу провисання троса, що несе, або використовують ковзаючі струни.

З метою уніфікації всіх конструктивних розмірів ланцюгових підвісок з урахуванням застосування типових опор конструктивну висоту ланцюгових підвісок в типових проектах приймають рівною 1,8 м. Для контактних підвісок КС-200 допускається відклонення від конструктивної висоти 1,8 м в межах ±10 мм.

Важливим параметром ланцюгової підвіски являстея довжина струнового прольоту (див. Рисунок 1.11). Дослідженнями встановлено, що при великих струнових прольотах (більше 12 м) із-за наявності місцевої стріли провисання контактиий дріт в середній частині струнового прольоту зношування швидше, ніж у струн. Отже, щоб знос контактного дроту в межах струнових прольотів був рівномірним, необхідно їх довжину приймати при можливості меншою, особливо в середній частині прольоту ланцюгової підвіски.

При електрофікації залізниць, реконструкції і оновлень знаходячмсь в екеплуатації контактної мережі широке застосування знаходить компенсованна контактна підвіска КС-160, яка по своїх динамічних якостях значно перевершує напівкомпенсовану КС-120. Навіть при невисоких швидкостях руху нерівномірність натиснень повзунів струмоприймачів на контактні дроти при напівкомпенсованій підвісці виявляється значно вищою, ніж при компенсованій. Це приводить до нерівномірного зносу контактних проводів і підвищення їх середнього питомого зносу, а отже, і зменшенню терміну служби. При цьому термін служби подвійного контактного дроту в компенсованій підвісці в 1,3 разу більше, ніж в напівкомпенсованій.

На українських електрофікованих залізницях змонтована головним чином одинарна напівкомпенсована і компенсована ланцюгові підвіски. На швидкісній магістралі, де швидкість руху поїздів досягає 200 км/ч застосована компенсована ресорна підвіска з покращуваними параметрами і коефіцієнтом нерівномірності еластичності не більше 1,2 (КС-200).

Дата добавления: 2015-07-11