Вітрові відхилення проводів контактних підвісок

Приведені формули для визначення вітрового відхилення одиночних проводів можна використовувати і при розрахунках вітряних відхилень контактних проводів вертикальних ланцюгових піднесень, якщо в них врахувати вплив троса, що несе, на вітрове відхилення контактного дроту. Діаметр, натягнення і спосіб кріплення на опорі троса, що несе, і контактного дроту значно відрізняються один від одного, Тому під дією вітру трос, що несе, і контактний дріт отримують різні зсуви в горизонтальній площині. Якщо контактний дріт під дією вітру відхилиться більше, ніж трос (Рисунок 4.7, а), що несе, струни розташуються похило і в них з'являться горизонтальні складові їх натягнення р_с, направлені проти вітрового навантаження р_к. Трос, що в цьому випадку несе, перешкоджатиме відхиленню контактного дроту.

Можливо і інше положення проводів (Рисунок 4.7, б), коли трос, що несе, відхилиться вітром більше, ніж контактний дріт; в цьому випадку струни розташуються з нахилом в протилежному напрямі. При цьому напрям р_с співпадатиме з р_к і вони складатимуться; трос, що несе, збільшуватиме відхилення контактного дроту.

Можливий випадок, коли вітрові відхилення троса, що несе, і контактного дроту будуть однаковими (Рисунок 4.7, в), струни займуть вертикальне положення, а р_с = 0; трос, що несе, не робитиме впливу на вітрове відхилення контактного дроту.

Точний облік взаємодії троса, що несе, і контактного дроту при їх вітровому відхиленні, навіть при допущенні статичного і рівномірного по довжині прольоту додатку вітрового навантаження, представляє значні труднощі. Тому навантаження від реакції струн при допустимих струн при розрахунках допустимих довжин

Рисунок 4.7. Схеми впливу троса, що несе, на відхилення контактного дроту: а - зменшення відхилення, б — збільшення, в — нульове

прольотів вертикальних ланцюгових підвісок визначають з деякими допущеннями. Вважають, що контактний дріт і трос, що несе, взаємодіють між собою в горизонтальній площині лише в середній частині прольоту, рівній половині його загальної довжини. Таке допущення є достатньо обгрунтованим, оскільки на ділянках прольоту, прилеглих до опор, струни зважаючи на велику їх довжину отримують менші кути нахилу по відношенню до вертикалі.

Внаслідок цього і навантаження, передавані на таких ділянках з одного дроту на іншій, мають невелику величину. Крім того, ці навантаження розташовуються на невеликих відстанях від опор і тому мало впливають на відхилення проводів в середній частині прольоту.

Струни в середній частині прольоту, де враховується взаємодія троса, що несе, і контактного дроту, трохи відрізняються по своїй довжині і по нахилу. Тому в розрахунках вони замінюються струнами, що мають однакову (середню) довжину і один і той же нахил до вертикалі, а зосереджені навантаження р_с, що передаються через ці струни в середній частині прольоту з контактного дроту на трос (або навпаки), що несе, умовно замінюються рівномірно розподіленою по довжині всього прольоту еквівалентним питомим навантаженням р_е, що викликає таке ж горизонтальне відхилення контактного дроту, як і зосереджені навантаження р_с в середній частині прольоту.

Рисунок 4.8. Схеми розташування проводів ланцюгової підвіски, відхилених вітром: 1 — контактний дріт; 2 — що несе

У розрахунковій схемі для визначення вітрового відхилення контактного дроту вертикальної ланцюгової підвіски, приведеної на Рисунок 4.8, що несе трос менше відхилений вітром, чим контактний дріт, навантаження р_е має позитивне значення (направлена в протилежну сторону від вітрового навантаження р_к і віднімається В тих випадках, коли трос, що несе, отримає більше відхилення, чим контактний дріт, навантаження р_е матиме негативне значення (направлена в ту ж сторону, що і вітрове навантаження р_к, і складається з нею).

Формула для визначення питомого еквівалентного навантаження

де h_і — довжина підвісної гірлянди (ізоляторів і інших закріплених деталей) троса, що несе;

S_ср — середня довжина струни в двох середніх чвертях прольоту.

Знаючи р_е визначають b_{k max} і l_max з урахуванням впливу троса, що несе, вітрове відхилення контактного дроту вертикальної ланцюгової підвіски. Так, при розташуванні контактного дроту вертикальної ланцюгової підвіски по осі шляху (без зигзагів) найбільше відхилення дроту в середині прольоту

Найбільше відхилення контактного дроту від осі шляху при однакових його зигзагах у опор

Це відхилення має місце в крапці, розташованій від середини прольоту на відстані х = 2а К/[l(р_к –р_е)].

Допустима довжина прольоту вертикальної ланцюгової підвіски на прямих ділянках шляху при однакових зигзагах контактного дроту і статичних навантаженнях р_к і р_е

Cсоответствующие формули для кривих ділянок:

Найбільші горизонтальні відхилення дроту ланцюгової підвіски відбуваються зазвичай при вітрі найбільшої інтенсивності. Проте в деяких випадках це може мати місце і при невеликому вітрі, але коли дроти покриті ожеледдю або памороззю значної товщини. Отже, допустимі довжини прольотів ланцюгових підвісок необхідно визначати виходячи з двох розрахункових режимів: вітер найбільшої інтенсивності, ожеледь з вітром. Тому величини прольотів повинні відповідати певному розрахунковому режиму.

Розрахунок зазвичай ведуть в наступному порядку. Визначають розрахункові вітрові навантаження на трос рт і контактний дріт р_к, що несе, а також сумарні навантаження на трос g_т, що несе, при вітрі найбільшої інтенсивності і ожеледі з вітром. Знаходять g_к — навантаження на трос, що несе, від ваги контактного дроту (контактних проводів) з урахуванням ваги ожеледі на контактних проводах.

Для обліку впливу троса, що несе, на вітрове відхилення контактного дроту необхідно знати натягнення троса Т при вітрі найбільшої інтенсивності або при ожеледі з вітром. Натягнення троса компенсованої підвіски, що несе, не залежить від вітрових і гололедных навантажень, тому замість Т підставляють значення номінального натягнення компенсованого троса, що несе. У напівкомпенсованих ланцюгових підвісках натягнення троса, що несе, залежить від температури навколишнього повітря і додаткових навантажень, а також від довжини прольоту. В цьому випадку замість Т підставляють значення натягнення троса, що несе, для режиму вітру найбільшої інтенсивності або для режиму ожеледі з вітром Т₀, яке для цих режимів, а також при беспровесном положенні контактних проводів визначають за розрахунком напівкомпенсованих ланцюгових підвісок. При визначенні довжин прольотів заздалегідь, до виконання таких розрахунків, значення Т приймають орієнтування за даними табл. 4.2.

Таблиця 4.2

Натягнення несучого троса, при різних режимах
Матеріал що несе троса	Натягнення троса Т %, від максимально допустимого натягнення для режимів
вітер найбільшої інтенсивності при tmin°С	ожеледь з вітром
-30	-40	-50
Мідь Біметал

Значення вітрового відхилення контактного проводу пропорційно відношенню сх Н/к (тут сх — аеродинамічний коефіцієнт лобового опору; Н/к — відповідно висота перетину і натягнення нового або зношеного контактного дроту). Це відношення може служити показником вітростійкості контактних проводів: чим воно менше, тим вище вітростійкість контактного дроту. Якщо для нового дроту МФ-100 цей показник вітростійкості прийняти за одиницю (100 %), то інші нові, а також зношені контактні дроти відносно його матимуть менші значенні (табл. 4.3).

Таблиця 4.3

	Показник	вітростійкості контактних проводів
Знос проводів %	Значення сх Н /К для	Знос проводів %	Значення сх Н /К для проводів марки
МФ-100	МФО-100	МФ-150	2МФ-100	МФ-100	МФО-100	МФ-150	2МФ-100
	1,00 0,90	0,82 0,78	0,85 0,78	0,62 0,56		0,92 0,97	0,82 0,87	0,83 0,83	0,57 0,60

Зношені контактні дроти з урахуванням зменшення їх натягнення більш вітростійкі, ніж нові, за винятком овального дроту МФО-100 з 30 %-м зносом. Тому при розрахунку вітрових відхилень ланцюгових підвісок приймають відсутність зносу і номінальне натягнення контактних проводів, щоб отримати важчий режим.

Вітрові відхилення проводів МФО-100 і МФ-150 в середньому будуть в 1,2 разу менше, ніж у МФ-100, а МФ-150 в порівнянні з потрійним дротом 2МФ-100 — в 1,3 разу більше за інших рівних умов. Тому допустимі довжини прольотів ланцюгових підвісок з контактним дротом МФ-150 приблизно в 1,5 разу менше допустимих підвісок з подвійними проводами 2МФ-100.

Середня довжина струни в двох середніх чвертях прольоту

де s_min — відстань між контактним дротом і тросом, що несе, в середині прольоту (довжина струни, підвішеної в середині прольоту);

F₀ і Т₀ — стріла провисання і натягнення троса, що несе, при беспровесном положенні контактного дроту.

Залежно від конструктивної висоти ланцюгової підвіски h значення s визначається

де g — навантаження на трос, що несе, від ваги всіх проводів ланцюгової підвіски.

Значення T₀ орієнтування можна приймати 0,75 T_max для мідного троса, що несе, і 0,8 T_max для біметалічного.

Довжину підвісної гірлянди троса h_І, що несе, приймають 0,16 м (довжина сережки і сідла) при ізольованих консолях; 0,56 м при двох підвісних ізоляторах в гірлянді; 0,73 м при трьох; 0,90 м при чотирьох. Якщо застосовують малогабаритні підвісні ізолятори, довжину гірлянд відповідно зменшують.

Додаткові прогини опор під дією вітрового навантаження _К і _т (відповідно на рівні підвіски контактного дроту і на рівні закріплення на консолі підвісної гірлянди) визначають з урахуванням тиску

вітру як на опори і дроти ланцюгової підвіски, так і на тих, що підсилюють і інші дроти, підвішені на цих опорах.

Прогини типових залізобетонних консольних опор для розрахункової швидкості вітру орієнтування приймають (табл. 4.4):

Прогини залізобетонних консольних опор

М/с	До 25
К, М	0,010	0,015	0,022	0,030
т, М	0,015	0,022	0,030	0,040

Визначення довжин прольотів вертикальних ланцюгових контактних підвісок доцільно починати зі встановлення розрахункового режиму (вітер найбільшої інтенсивності або ожеледь з вітром), при якому вітрова дія на контактну підвіску буде найбільшою.

Орієнтування розрахунковий режим можна встановити порівнянням вітрових навантажень на контактні дроти при максимальному вітрі (р_К) і при вітрі з ожеледдю (р_кг) - Якщо опиниться, що яка-небудь з цих вітрових навантажень перевищує іншу більш ніж на 20 %, то визначати довжини прольотів можна тільки в режимі одного найбільшого навантаження. Якщо р_к і р_кг відрізняються менш ніж ні 20 %, то довжину прольоту для даної підвіски слідує розраховувати як в обох режимах вітру, а при трасуванні контактної мережі приймати найменше значення.

При визначенні р_е необхідно знати довжину прольоту l, яка пі даної стадії розрахунків невідома. Тому при вирішенні рівнянь удаються до методу послідовних наближень. Для цього спочатку знаходять довжини прольотів l' для прямої і кривої ділянок шляху при р_е = 0. Далі визначають наступні значення р'_е підставляють їх у формули і знаходять l'_max. Якщо набутих значень для відповідного розрахункового режиму не відрізняються від l_max більш ніж на 5 %, то це означає, що l'_max визначені правильно. Якщо ж l'_max відрізняється більш ніж на 5 % від l_max, то набутого значення l'_max знов підставляють у формулу, знаходять р''_е, а потім довжину прольотів.

Навантаження р_е може виявитися нульовим, мати позитивне або негативне значення. Тому при визначенні допустимих довжин прольотів необхідно враховувати знак перед р_е.

Дата добавления: 2015-07-11