Файл: Провода и тросы. Соединение проводов контактной сети и линий электропередачи.docx

Цель работы: изучение технических характеристик проводов и тросов, применяемых в качестве проводов контактной подвески и линий электропередачи продольного электроснабжения, свойств материалов проводов и тросов, способов соединения и стыкования проводов.

Ход работы

1.Контактные провода

Контактные провода являются одним из основных элементов контактной сети. Материал для их изготовления должен обладать высокой механической прочностью, износостойкостью (твердостью), электропроводностью, теплопроводностью.

Высокая механическая прочность проводов позволяет увеличивать их натяжение, что повышает ветроустойчивость подвесок, улучшает качество токосъема, обеспечивает устойчивую работу цепной подвески. Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках. Термостойкий материал сохраняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.

В настоящее время применяются бесстыковые медные, низколегированные и бронзовые контактные провода, которые изготовляют методом непрерывного литья и прокатки. Износостойкость бронзового медно-кадмиевого контактного провода в 2–2,5 раза выше, чем медного, однако, они дороже медных, а их электрическое сопротивление выше. Целесообразность применения бронзового контактного провода определяется технико-экономическим расчетом. Механические и электрические характеристики низколегированных проводов находятся между соответствующими характеристиками медных и бронзовых.

Для электрифицированных железных дорог используются контактные провода фасонного или фасонного овального профиля с двумя продольными желобками, с помощью которых обеспечивается надежное крепление его в точках подвеса к струновым и фиксирующим зажимам. Достоинством овальных проводов является их повышенный на 10 % допустимый длительный ток и меньшее аэродинамическое сопротивление.

а) маркировка

Контактные провода изготовляют следующих марок: МФ – медный фасонный, МФО – медный фасонный овальный, БрФ – бронзовый фасонный, БрФО – бронзовый фасонный овальный. К марке провода добавляют его номинальную площадь сечения мм², например, НлФ-100 – низколегированный фасонный провод сечением 100 мм². Бронзовые контактные провода на верхней части сечения имеют одну отличительную канавку, а низколегированные – две, расположенные симметрично относительно вертикальной оси.

б) требования к материалам

В качестве легирующих компонентов в низколегированных проводах применяются олово, магний, цирконий, кремний, титан; в бронзовых – магний, кадмий, цирконий.

На отечественных электрических железных дорогах на главных путях перегонов и станций применяются медные, низколегированные или бронзовые контактные провода площадью сечения 100 мм². Их количество (один или два) зависит от величины снимаемых токоприемником токов.

в) сечение провода

Основные размеры провода сечением 100 приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Контактные провода:

а – фасонные; б – фасонные овальные

2.Несущие тросы

Несущие тросы цепных подвесок должны обладать высокой механической прочностью, невысоким коэффициентом температурного линейного удлинения (чтобы не вызывать значительных изменений стрел провеса контактных проводов) и быть атмосферостойкими.

В качестве несущих тросов применяются неизолированные монометаллические, биметаллические и комбинированные провода (рис. 1.2). Монометаллические провода свивают из проволок, изготовленных из одного металла (медные, бронзовые, алюминиевые, стальные), биметаллические – из биметаллических проволок, имеющих сердцевину из одного, а оболочку из другого металла (сталемедные, сталеалюминиевые). Комбинированные провода свивают из проволок, изготовленных из одного металла (или из биметаллических) и проволок, изготовленных из другого металла. Обычно в центре многопроволочного провода помещают одну (как правило, стальную) проволоку или свитую из проволок прядь, на которую навивают одну или несколько повивов (слоев) из другого металла в зависимости от требуемого сечения провода.

.

Рис. 1.2. Многопроволочные провода:

а – медные, стальные, алюминиевые; б – биметаллические сталемедные и биметаллические

сталеалюминиевые; в и г – комбинированные

а) маркировка

Условные обозначения многопроволочных проводов, используемых в качестве несущих тросов, состоят из буквенной и цифровой частей. Буквы указывают материал и конструкцию провода: М – медный, Бр – бронзовый, С – стальной; ПБСМ – биметаллический сталемедный, АС – комбинированный сталеалюминиевый, АПБСА – комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают его номинальную площадь сечения мм

², например, М-120 – провод медный сечением 120 мм².

б) требования

На отечественных железных дорогах на главных путях линий, электрифицированных на постоянном токе, в качестве несущего троса нашли применение в основном медные провода М-120, на линиях переменного тока – биметаллические провода, которые изготавливают двух марок – ПБСМ1 – первого класса проводимости и ПБСМ2 – второго класса проводимости. В качестве несущих тросов цепных подвесок на переменном токе применяю провода ПБСМ-70 и ПБСМ-95, скрученные из 19 сталемедных проволок.

Провода ПБСМ используют также в качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких и жестких поперечин и провода группового заземления опор контактной сети.

Согласно Техническому указанию №К-07/11 от 09.12.2011 г. «О запрете применения провода марки ПБСМ в качестве несущего троса, провода средней анкеровки и в анкерных отходах контактных проводов» и последующих его корректировок при новом строительстве и обновлении провода марки ПБСМ в качестве несущих запрещены к применению.

На полигоне контактной сети ОАО «ВНИИЖТ» были проведены испытания компактированного несущего троса МК-120 производства ООО «Энергосервис».

В ближайшее время планируется внедрение компактированных проводов типа МК-120 в качестве несущего троса контактной подвески. Конструкция медного компактированного провода МК-120, с учётом дополнительного обжатия и уплотнения проволок в сечении, предусматривает повышенный коэффициент использования площади поперечного сечения; снижение удельного электрического сопротивления тяговой сети; повышение нагрузочной способности контактной подвески с увеличением её термической устойчивости.

Кроме того, компактированные провода марки МК-120 могут применяться в качестве усиливающих проводов, электрических соединителей контактной подвески и проводов фидерных линий.

В) сечение

Рис. 1.3. Компактированный провод марки МК-120

3.Усиливающий провод

А) маркировка

В качестве усиливающих в настоящее время используют алюминиевые провода. Они имеют меньшую проводимость, но и меньший удельный вес по сравнению с медными; хорошо противостоят атмосферным воздействиям вследствие образования на них защитной пленки из слоя окиси.

Буква А обозначает алюминий, буква С – сталь. В проводе АСК стальной сердечник покрыт специальной антикоррозионной смазкой и двумя лентами полиэтелентерефталатной пленки.

Наибольшее распространение получили провода марки А-185. При одинаковых сечениях медных и алюминиевых проводов сопротивление последних примерно в 1,7 раза выше, но так как удельный вес алюминия в 3,3 раза меньше меди, то при одинаковой проводимости нагрузка от силы тяжести алюминиевого провода будет ниже медного примерно в 2 раза.

Согласно Техническому указанию №К-01/12 от 17.01.2012 г. «О запрете применения проводов марки А и АС в качестве усиливающих проводов, проводов питающих линий и отсасывающих линий, шлейфов ППС и ПС контактной сети» при новом строительстве и обновлении в качестве усиливающих проводов разрешены к применению провода марки М-95 и М-120.

Б) Схемы расположения

4.Поперечные и продольные электрические соединители

Электрические соединители (продольные и поперечные) должны обеспечивать надежный электрический контакт соединяемых проводов на сопряжениях анкерных участков, отдельных секций, на воздушных стрелках, при подключении усиливающих проводов и питающих проводов, шлейфов разъединителей, ОПН и разрядников, при этом должна обеспечиваться эластичность контактной подвески и продольное перемещение проводов при изменениях температуры окружающего воздуха.

Продольные электрические соединители должны иметь сечение, соответствующее сечению соединяемых ими подвесок.

Согласно ПУТЭКС, все виды электрических соединителей и шлейфы следует выполнять из медных проводов марки М площадью сечения 70–95 мм² на участках переменного тока и 95-120 мм² на участках постоянного тока.

А) схема поперечного соединителя

Поперечные электрические соединители между несущими тросами и контактными проводами (рис. 1.4) на перегонах, главных и приемо-отправочных путях железнодорожных станций устанавливаются за пределами рессорных или первых вертикальных струн на расстоянии 0,2–0,5 м от их мест крепления. Они должны быть при постоянном токе в каждом пролете, а на малодеятельных участках постоянного тока и при переменном токе на равнинах и спусках через пролет, на подъемах и в зонах трогания и разгона в каждом пролете.

Рис. 1.4. Поперечный электрический соединитель при подключении к одному усиливающему проводу

Электрические соединители между усиливающими проводами и контактной подвеской, а также контактные подвески станционных путей, объединенные в одну секцию, соединяют электрическими соединителями в зонах трогания и разгона в каждом пролете, а вне зон – через 3–4 пролета.

Крепление их к контактным проводам осуществляется питающими зажимами с клином, к несущим тросам – соединительными зажимами, а к алюминиевым усиливающим проводам – специальными переходными зажимами. В переходных зажимах, выполненных из алюминия, в месте контакта с медным проводом вварены медные пластинки. Это предотвращает непосредственное соприкосновение алюминиевого провода с медным, что обеспечивает защиту от коррозии при попадании влаги.

Б) Схема продольного соединителя

Продольные электрические соединители (рис. 1.5) размещают в местах сопряжения анкерных участков и на воздушных стрелках. Крепят их к контактным проводам так же, как и поперечные.

Рис. 1.5. Продольный электрический соединитель на сопряжении без секционирования (неизолирующем сопряжении)

5. Струны

Струны контактной подвески предназначены для крепления контактных проводов к несущему тросу и должны обеспечивать возможность продольных перемещений контактных проводов при изменении температуры.

Расстояние между струнами не должно превышать 10 м при полукомпенсированной и 8 м – при компенсированной подвеске.

Двойные контактные провода полукомпенсированных подвесок крепятся на общих струнах с отдельными нижними звеньями одинаковой длины для каждого провода.

Струны изготовляют из биметаллической сталемедной проволоки БСМ1 или БСМ2 диаметром 4 мм, допускается применение струн 2-х сталемедных или медных проволок диаметром не менее 2 мм. К контактному проводу и несущему тросу струны крепят струновыми зажимами (рис. 1.6).

Для обеспечения свободного продольного перемещения контактных проводов в полукомпенсированных цепных подвесках наиболее короткие струны, расположенные около компенсаторов, иногда делают скользящими.