Способы стабилизации сопротивления в токопроводящих стыках

Гарантированное снижение электрического сопротивления стыков до нормативных значений достигается за счет применения рельсовых соединителей, с низким и стабильным сопротивлением, создающих параллельную ветвь цепи «рельс – накладка – рельс» для протекания сигнального и тягового токов.

Стыковые соединители подразделяются на основные и дублирующие. Основные стыковые соединители, устанавливаемые на всех токопроводящих рельсовых стыках. Дублирующие соединители предназначены для повышения надежности и усиления тяговой рельсовой цепи, на перегонах (участки приближения и удаления к станциям и переездам), на главных и боковых путях станций, по которым предусмотрен безостановочный пропуск поездов, следование пассажирских и пригородных поездов, на ответвлениях рельсовых цепей не обтекаемых сигнальным током.

Стыковые рельсовые соединители, в зависимости от способа крепления к рельсам могут быть приварные, штепсельные, в том числе с болтовым креплением, пружинные, втулочные.

Приварные стыковые соединители состоят из гибкого проволочного троса, заваренного (впрессованного) по концам в стальные манжеты.

Штепсельные стыковые соединители состоят из сталемедных (стальных) проволок и штепселей.

Пружинные стыковые соединители входят в состав сборных токопроводящих стыков и применяются при различных видах тяги.

Во втулочном соединителе имеется крепление, при котором для лучшего контакта, совместно с обычным штепселем в отверстие в шейке рельса дополнительно вкладывается специальная втулка.

К стыковым соединителям предъявляются конструктивные и эксплуатационные требования: должен быть экономичен и иметь по возможности простую технологическую конструкцию; для изготовления необходимо использовать недефицитные материалы; быть устойчивым к атмосферной коррозии; не должен повреждаться скатами подвижного состава и средств малой путевой механизации; место его установки должно быть доступно для осмотра в течение всего года; установка соединителя в путь должна быть по возможности простой.

На электрифицированных участках железных дорог стыковые соединители должны обеспечивать пропуск эффективных тяговых токов. Согласно техническим требованиям [1] в РЦ должны применяться приварные соединители: на участках с электрической тягой постоянного тока – медные сечением 70 мм², либо сталемедные сечением 95 мм²; на участках с электрической тягой переменного тока – медные сечением 50 мм², сталемедные сечением 70 мм², на участках тяжеловесного движения и в горных условиях - сталемедные сечением 120 мм² при электротяге постоянного тока и 70 мм² при электротяге переменного тока.

Рассмотрим основные конструкции стыковых соединителей, применяемых в настоящее время на дорогах ОАО «РЖД» и способы крепления их к рельсам.

На участках без электрической тяги применяются стальные оцинкованные приварные соединители, конструкция которого приведена на рис. 7. Соединитель состоит из стального троса 2 диаметром не менее 6 мм, заваренного в наконечники 1 по торцам. Электрический контакт соединителя с рельсом обеспечивается приваркой наконечника к головке рельса. Сопротивление соединителя составляет не более 0,7х10^-3 Ом.

Рис 7. Стальной приварной соединитель СРС-6

На участках с электрической тягой применяются приварные соединители с цилиндрическими наконечниками (манжетами) и наконечниками фартучного типа. Стыковые соединители с цилиндрическими манжетами обладают рядом недостатков: слабой прочностью сварного шва между головкой рельса и манжетой в следствии проникновения в него частиц меди с оплавленного торца манжеты; перегревом манжеты и ослаблением контакта гибкого троса в манжете при приварке ее к рельсу; подвержены повреждениям бандажами колес подвижного состава. С целью устранения отмеченных недостатков разработана конструкция рельсовых соединителей фартучного типа. Конструкция такого соединителя приведена на рис. 8.

Рис. 8. Стыковой соединитель фартучного типа

Рельсовый соединитель фартучного типа представляет собой гибкий провод 2 (медный, стальной, сталемедный) длиной 200 мм, приваренный по концам к стальным манжетам 4. Манжета представляет собой обойму с фартуком 3 выполненными из одной заготовки толщиной 5 мм. Соединитель приваривается к головке рельса плоской стороной манжеты (фартуком) на расстоянии 15 мм от поверхности катания.

Приварка рельсовых соединителей осуществляется в соответствии с требованиями, приведенными в [2]. Установку и приварку рельсовых соединителей к головке рельсов производят при температуре окружающего воздуха не ниже -15 °С. При температуре ниже – 15 °С приварка соединителей осуществляется с предварительным нагревом рельсовых концов до температуры 250 - 300 °С. Приварку соединителей выполняют переменным или постоянным током обратной полярности (плюс на электроде), с использованием электродов диаметром 3 и 4 мм при постоянном токе силой 120 и 140 А, при переменном токе 130 и 150 А соответственно.

Соединитель фартучного типа подготавливают так, чтобы горизонтальные полки фартука 3 плотно прилегали к головке рельса или крестовины в местах, размеченных под приварку (рис. 9). Расстояние от поверхности катания головки рельса до фартука манжеты при неизношенном рельсе должно быть не менее 15 мм, при изношенном – не менее 10 мм.

Расстояние от торца рельса до ближайшего торца манжеты с той или с другой стороны должно быть 40 мм.

Установка и приварка рельсовых соединителей фартучного типам к рельсам и крестовинам должна производится согласно рис. 9

Рис. 9. Способ приварки фартучного стыкового соединителя

Сварку горизонтального шва рельсового стыкового соединителя фартучного типа начинают со средины длины фартука в сторону стыкового зазора рельсов (рис. 9, в), а затем, не прерывая дуги, производят наложение отжигающего валика по первому шву до середины манжеты и, не доходя 5 мм до конца, не прерывая дуги, производят наложение отжигающего валика снова к середине манжеты.

Соединители 1 с цилиндрической манжетой 2 устанавливаются, возможно, ниже на головке рельса, но при этом манжета должна быть не ближе верхней кромки накладки на 2 – 3 мм. Установка и приварка рельсовых соединителей с цилиндрическими манжетами к рельсам и крестовинам должны производится согласно рис. 10

Рис. 10. Способ приварки соединителя с цилиндрическими

наконечниками

В качестве основных, кроме приварных стыковых соединителей, допускается применять соединители пружинные типа СРСП (рис 11.) с дополнительной установкой тарельчатых шайб [1]. Соединитель типа СРСП представляет собой сборную конструкцию, состоящую из стальной тоководной пластины 1 и пружины 2, которые имеют гальванические защитные покрытия. Пружина надежно механически соединена с тоководной пластиной, но имеет возможность качания и поворота, обеспечивая точное позиционирование СРСП в рельсовом стыке и равномерное усилие прижатия электроконтактных площадок к шейке рельса. На тоководной пластине 1 выполнены выступы сферической формы - контактные площадки 3, на которые способом электроискрового легирования нанесен износостойкий электропроводящий слой толщиной 0,015-0,025 мм. Тонкослойное износостойкое покрытие из карбида вольфрама и кобальта обеспечивает снятие с шейки рельса ржавчины и окалины, тем самым уменьшая сопротивление электрического стыка. В начальный период эксплуатации СРСП износостойкое покрытие истирается, предотвращая износ шейки рельса от воздействия СРСП. Электроконтактные элементы снабжены смазочным устройством, включающим:

- кольцо защитное 4 из эластичного упругого материала, закрепленное на тоководной пластине 1;

- смазку электропроводящую 5 типа КРЭЦ, введенную в полость, ограниченную кольцом 4;

- клеящуюся пленку 7, предотвращающую загрязнение и растекание смазки электропроводящей при транспортировании и хранении СРСП.

Кольцо защитное создает барьер вокруг зоны контакта СРСП с шейкой рельса, предотвращая попадание в защищаемую зону атмосферной влаги и загрязнений, а также вытекание смазки. Монтаж соединителя СРСП осуществляется в соответствии с рис. 12.

Рис. 11. Пружинный соединитель типа СРСП

Для повышения надежности РЦ токопроводящие стыки оборудуются дублирующими стыковыми рельсовыми соединителями: на главных и боковых путях станций, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов; по маршрутам следования пассажирских и пригородных поездов и по всей длине ответвлений разветвленных рельсовых цепей, не обтекаемых сигнальным током; на перегонах. В качестве дублирующих соединителей могут использоваться электротяговые соединители с болтовым или штепсельным креплением к рельсам (медные, стальные, сталемедные) и штепсельные.

Рис. 12. Схема монтажа токопроводящего стыка с рельсовым

соединителем типа СРСП:

1 –соединитель СРСП, 2 – рельс (показан вырез), 3 – рельсовая накладка (показан вырез), 4 – крепежные элементы (болт и гайка), 5 – тарельчатые пружины, 6 – шайба

Стальной штепсельный стыковой соединитель (рис. 13) состоит из двух стальных оцинкованных проволок 2 диаметром 5 мм, приваренных по концам к штепселям 1 конической формы. Длина соединителя в развернутом виде составляет 1276 мм. Концы проволок загнуты спиралью для удобства установки и с целью исключения их повреждения при угонах рельсов и вибрациях, вызванных проходящим подвижным составом.

Для установки соединителей в шейках рельсов по обе стороны от накладок, сверлятся отверстия диаметром 10,2 мм, на расстоянии не более 100 ммот концов стыковых накладок. Штепсель забивается так, чтобы он входил в отверстия не более, чем на половину длины конусной части и выходили на другую сторону шейки рельса не менее, чем на 2 мм. Перед установкой штепсельных соединителей особое внимание уделяется чистоте контактных поверхностей штепселя и отверстия в рельсе. Соблюдение этих условий гарантирует надежный контакт и механическую прочность крепления соединителя с рельсом длительное время.

Рис. 13. Стальной штепсельный стыковой соединитель

Дата добавления: 2015-07-16