Основні положення

Нормальна взаємодія струмоприймачів з контактними підвісками при вітрі (особливо при поривчастому) може нарушитись унаслідок великих горизонтальних відхилень контактного дроту від осі полоза струмоприймача, тривалих стійких вертикальних коливань проводів підвісок в прольотах, великих обтискань контактних проводів струмоприймачами у фіксаторів. При сильному вітрі також може відбутися обрив або перепал проводів унаслідок того, що стосується заземлених конструкцій.

Щоб забезпечити вітростійкість підвіски, необхідно правильно вибрати довжину прольотів (відстані між опорами), від якої в значній мірі залежить і вартість контактної мережі. Чим більше довжина прольоту, тим дешевше контактна мережа, оскільки на її споруду потрібно менше опорних і підтримуючих пристроїв. Тому при проектуванні контактної мережі довжини її прольотів встановлюють завжди по можливості великими, але з урахуванням обмежень, що викликаються умовами забезпечення надійної роботи, забезпечення безпеки руху поїздів. Довжини прольоту скорочують диференційовано.

Основними обмеженнями є: допустиме відхилення контактного дроту від осі струмоприймача в прольоті під дією максимального вітру або вітру при ожеледі на проводах, забезпечення необхідних вертикальних габаритних відстаней контактних проводів при ожеледі або великому нагріві їх тяговими струмами, а в деяких випадках — також і вільно підвішених проводів на опорах контактної мережі. На ділянках з швидкостями руху більше 160 км/ч довжина прольоту обмежується по умові надійного струмоприймача як в нормальних умовах, так і при сильному вітрі, ожеледі і визначаються проектом.

Надійність струмоприймача при вітрі багато в чому залежить від довжини і контура полозов струмоприймачів. На всіх вітчизняних струмоприймачах довжина полоза 2260 мм, горизонтальна частина 1270 мм, кути нахилу скосів полоза 30^о і 42^о.

Для таких полозів з урахуванням поривчастої вітру, а також пружного прогину опор на рівні контактного дроту _к найбільше допустиме відхилення контактного дроту від осі струмоприймача вітром b_к при розрахунках довжин прольотів приймають 500 мм на прямих і 450 мм на кривих ділянках шляху. При двох контактних проводах в ланцюговій підвісці вказані значення b_к відносяться до зовнішнього від осі струмоприймача дроту.

Досвід експлуатації показує, що при якісному виготовленні і змісті полози струмоприймачів можуть забезпечувати взаємодію з контактним дротом при більшому, ніж нормативне відхиленні останнього вітром від осі полоза. Звідси витікає, що при визначенні довжин прольотів є запас по допустимому значенню відхилення вітром контактного дроту від осі полоза. Проте в експлуатації цей запас може бути вичерпаний такими, що не такими враховуються при розрахунках довжин прольотів чинниками, як зсув осі струмоприймача від осі шляху, поперечне коливання струмоприймача, бічний зсув кузова електровоза, зміна з часом положення шляху на виходах і входах в криві, піднесення однієї рейки над іншим на прямих і кривих ділянках шляху і ін. Тому значення b_{к доп}при розрахунку довжин прольотів зазвичай приймають 450—500 мм. Експериментальні дослідження вітрового навантаження, що діє на дріт, показують, що вона міняється в часі і уздовж прольоту. Під дією горизонтальної складової вітрового навантаження дроту здійснюють вимушені коливання, характер яких визначається пульсація мі швидкості вітру і параметрами коливальної системи (одиночний контактний дріт, ланцюгова контактна підвіска). Постійна складова вітрового навантаження, обумовлена середовищ їй швидкістю вітру, викликає статичне відхилення дроту. Реакцією дроту на дію пульсуючої складової вітрового навантаження є його вимушені коливання (динамічне відхилення) біля положення статичного відхилення проходу. Значення динамічної складової відхилення

дроту залежить від пульсації швидкості вітру як в часі в якій-небудь точці прольоту, так і уздовж прольоту. Пульсації швидкості вітру у свою чергу залежать від середньої швидкості вітру, довжини прольоту і маса проводів (амплітудно-частотної характеристики що коливає системи), шорсткості поверхні землі і висоти проводів над нею.

Метод статичного розрахунку довжин прольотів контактних підвісок має наступні недоліки: вітрове навантаження вважається але часу і по довжині прольоту постійної, відповідної середньої розрахункової швидкості вітру; не враховується зміна натягнення проводів, створюючих контактну підвіску, при дії на них пульсуючого вітрового навантаження.

Метод динамічного розрахунку вітрових відхилень проводів контактної мережі і максимально допустимих довжин прольотів контактних підвісок заснований на вирішенні рівняння коливань прополовши при дії випадкового просторово-часового вітрового навантаження. Розрахункова схема цього методу з великою точністю відображає дійсний динамічний процес коливань проводів при дії на них вітрового навантаження.

При динамічному розрахунку вітрових відхилень враховують: можливі пульсації швидкості вітру як в часі, так і по шині прольоту; зміни натягнення компенсованих контактних проводів і тросів, що несуть, при дії на них вітрового навантаження. Динамічний розрахунок дозволяє визначати вітрові відхилення проводів контактної мережі із заданою надійністю (до 98,5 %). Проте він вимагає застосування складних математичних формул і тому в підручнику не розглядається. Розрахунки довжин прольотів по цьому методу здійснюють на ЕОМ за спеціально розробленою програмою. На Рисунок 4.1 приведені результати таких розрахунків у вигляді графіків допустимих довжин прольотів (криві 1—12) ланцюгових контактних підвісок з одним (МФ-100) і з двома (2МФ-100) контактними проводами. Номери кривих для розрахункової швидкості вітру показані в табл. 4.1.

Рисунок 4.1. Графіки допустимих довжин прольотів ланцюгової підвіски: а — компенсованою (ПБСМ-70+МФ-100) на ізольованих консолях при К = 10 кН, С_х=1,25; б — напівкомпенсованою (М-120+2МФ-100) нагірляндах з двох ізоляторів при 2К = 20 кН, С_х = 1,55

Таблиця 4.1

Розрахункова товщина стінки ожеледі, мм	Номери кривих (див. Рисунок 4.1) для розрахункової швидкості вітру V, м/с
До 10

допустимі довжини прольотів між опорами визначають з урахуванням типу підвіски; марок, перетинів і натягнення проводів; радіусу кривих; розрахункових кліматичних і експлуатаційних умов для двох розрахункових режимів — максимального вітру і вітру з ожеледдю. Приймається до проектування менше з двох значень. Найбільші допустимі довжини прольоту для різних типів підвісок приведені на номограмах (Рисунок 4.2, а, б) проектування контактної мережі.

Для користування номограмами необхідне знання розрахункових кліматичні умов для даної місцевості: V — максимальній швидкості вітру без голольода при ожеледі, м/с, В — товщина стінки ожеледі, мм, а також плану шляху (пряма або крива радіусом R, м). По розрахункових швидкостях вітру і товщині стінки ожеледі на лівій частині номограми для даної підвіски на кривій відзначають вітрове навантаження при максимальному вітрі без ожеледі і розрахунковому вітру при ожеледі. Після чого, провівши горизонтальні лінії, на правій частині знаходять відповідну цим навантаженням довжину прольоту в метрах. Приймається до проектування менше з двох значень. Порядок визначення на схемі Рисунок 4.2 показаний стрілками.

Довжину прольоту для проміжних значень: швидкість вітру v, товщина стінки ожеледі В і радіус кривої R на номограмах визначають лінійною інтерполяцією.

Для визначення довжини прольотів і відхилень проводів під дією вітру і при поєднанні ожеледі з вітром швидкість вітру і товщину стінки ожеледі беруть за даними багаторічних спостережень про максимальні швидкості вітру і товщину стінки ожеледі з повторюваністю один раз в 10 років. При цьому враховують характер підстилаючої поверхні і висоту насипу на окремих ділянках відповідно до норм проектування контактної мережі.

Правилами пристрою і технічної експлуатації контактною ними електрифікованих залізниць (ПУТЕКС) встановлені граничні довжини прольоту контактної мережі незалежно від результатів розрахунку.

Найбільша довжина прольоту контактної підвіски не повинна перевищувати:

- на прямих ділянках шляху 70 м, а при швидкості руху поїздів більше 160 км/ч — 65 м;

- в незахищених від вітру місцях і на насипах заввишки від 5 до 10 м в лісистій місцевості — 60 м;

- на насипах заввишки від 5 до 10 м відкритої місцевості, в заплавах річок і над ярами — 50 м;

- на насипах, естакадах і мостах при висоті більше 10 м над відкритою місцевістю або над деревами в лісистій місцевості — 40 м.

Найбільша довжина прольоту контактної підвіски в кривих ділянках шляху, не захищених від вітру, не повинна перевищувати: при радіусі кривої 1500 м -60 м; 1200 - 50; 1000 - 45; 800 - 40; 300 м - 30 м.

Рисунок 4.2. Найбільші припустимі довжини прольотів при компенсованих підвісках: а — змінного струму на ізольованих консолях ПБСМ-70(95) +МФ-100 і ПБСА-50/70+МФ-ЮО; б — постійного струму на гірлянді із двох ізоляторів ПБСМ-95+2МФ-100, М-120+2МФ-100

Довжину перехідних прольотів контактної підвіски на ізолюючих сполученнях скорочують на прямих і кривих ділянках шляху радіусом більше 1500 м на 25 %; на кривих ділянках шляху радіусом більше 1000—1500 м на 20 %; то ж більше 500—1000 м на 15 %; то ж менше 500 м на 10 %. Довжину прольоту з середньою анкеровкою контактного дроту скорочують на 10 % в порівнянні з розрахункувим. Відхилення фактичної довжини від розрахункової допускається від +1 до -2 м, а на ділянках з швидкостями руху поїздів більше 160 км/год — не більш ±0,5 м.

Дата добавления: 2015-07-11