Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Контактная сеть постоянного тока

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………..………………………….…………………………..…………..2

1 Питание и секционирование контактной сети……..…………………..……...……….4

2 Определение максимальных допустимых длин пролета…….………………..………8

3 Выбор поддерживающих конструкций……………….……............…………………13

3.1 Выбор опор…………………………..…..……………………………………..……13

3.2 Выбор жестких поперечин…………...….………..……………………………...….22

3.3 Выбор консолей……………………...………..……………..…..…………………..22

3.4 Выбор фиксаторов……………………………………………..……………………..26

4 Монтажный план контактной сети……………….………….……………..…………28

5 Проверка состояния регулировка и ремонт ограничителя перенапряжения………..31

6 Техника безопасности при выполнении работ на контактной сети……….…..……..37

Литература……………………………………………………..……………….………...40

ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожный транспорт является важнейшей составной частью экономической системы Российской Федерации.

Первая паровая железная дорога в России появилась в 1834 году. Ее построили крепостные умельцы-самородки Ефим Черепанов и его сын Мирон на Уральском Нижнетагильском металлургическом заводе. Ими же были построены и два паровоза для этой дороги.

В 1837 году открыта первая железная дорога Петербург - Царское Село.

Началом эксплуатации электрифицированных магистральных железных дорог России считается 29 августа 1929 года, когда от перрона Ярославского вокзала по маршруту Москва - Мытищи отправился в путь первый российский электропоезд. С 1 октября 1929 года электрические поезда начали эксплуатироваться по графику.

Опыт уже первых лет эксплуатации участка Москва-Мытищи убедительно продемонстрировал преимущества электрической тяги над паровой и способствовал расширению сети электрических железных дорог.

К 1941 на электрическую тягу было переведено 1865 км железных дорог. В 1946-1955 годах осуществлен переход от электрификации отдельных участков к электрификации целых направлений. В 1958 году СССР вышел на первое место в мире по протяженности электрифицированных линий (9,5 тысяч километров), а наибольший прирост достигнут в 1965 году, когда было электрифицировано 2268 км, и составило 24,9 тыс. км. На электрическую тягу переведены крупнейшие направления: Москва - Иркутск (свыше 5 тыс. км), Москва-Горький-Свердловск (около 2 тыс. км), а также пригородные участки крупных городов и промышленных центров. При этом электротягой осуществлялось около 45% грузооборота железных дорог.

Всего за период с 1956 по 1991 годы в СССР было переведено на электрическую тягу около 50 тыс. км важнейших магистралей и целых направлений. В результате внедрения электрической тяги на железных дорогах повысилась пропускная и провозная способность на однопутных линиях в 1,5-2 раза, на двухпутных в 2-2,5 раза; возросла производительность труда в 1,5 раза, а в пригородном сообщении – более чем в 2 раза; снизилась себестоимость перевозок в 1,5–2 раза.

Перевод на электрическую тягу железнодорожных линий позволил увеличить весовые нормы поездов, участковые скорости, среднесуточные пробеги локомотивов. Повысилась устойчивость работы, особенно в районах с суровыми климатическими условиями. К числу важных преимуществ электротяги является экологический фактор.

Сегодня электровозы и электропоезда являются основным видом тяги на российских железных дорогах. Страна по-прежнему занимает первое место в мире по протяженности сети: к концу 2010 году общая протяженность электрифицированных участков достигает 44,5 тыс. км, на которых выполняется 84% всех перевозок.

1 ПИТАНИЕ И СЕКЦИОНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Контактная сеть электрифицируемого участка для обеспечения надежной работы и удобства ее обслуживания секционируется изолирующими сопряжениями анкерных участков, нейтральными вставками, секционными изоляторами, секционными разъединителями и врезными изоляторами.

Продольное секционирование предусматривает отделение контактной сети перегонов от контактной сети станций по каждому главному пути. Продольное секционирование осуществляется трехпролетными изолирующими сопряжениями анкерных участков. На изолирующих сопряжениях устанавливаются шунтирующие их продольные секционные разъединители (А, Б, В, Г). Эти разъединители имеют двигательные приводы.

Продольные разъединители на изолирующих сопряжениях нейтральных вставок служат для подачи напряжения на нейтральную вставку в случае остановки электроподвижного состава на ней.

Поперечное секционирование контактной сети между путями осуществляется секционными изоляторами, поперечными разъединителями, а также врезными изоляторами в фиксирующих тросах поперечин и в нерабочих ветвях контактных подвесок, пересекающих подвески разных секций. Секционные изоляторы устанавливаются в контактные подвески станционных путей, примыкающим к главным (на съездах).

Схема секционирования и питания станции и прилегающих к ней перегонам приведена на рисунке 1.1.

Поперечные разъединители, соединяющие контактные подвески разных секций станции, обозначаются буквой П. Они могут иметь как ручные (П12), так и двигательные (П24) приводы. Присоединение контактных подвесок путей, где производятся работы вблизи контактной сети, выполняют секционными разъединителями с ручными приводами и заземляющими ножами; обозначают их буквой З (З1,З2).

Питание контактной сети от тяговых подстанций осуществляется питающими линиями (фидерами), обычно воздушными. Разъединители питающих линий обозначаются буквой Ф (Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф5). На двухпутных участках постоянного тока для контактной сети каждого из главных путей станции и перегонов, примыкающих к станции, а также для контактной сети станции проектируют самостоятельные питающие линии, которые присоединяют к тяговым подстанциям через линейные разъединители с двигательным приводом (Ф1, Ф2, Ф3, Ф4, Ф5). К контактной сети питающие линии постоянного тока присоединяют:

без разъединителей, если длина воздушных питающих линий L<150 м;

через линейные разъединители с ручными приводами, если длина питающих линий находится в пределах 150 м<L<750 м;

через линейные разъединители с двигательными приводами, если длина питающих линий L>750 м (Ф11, Ф22, Ф42, Ф51).

Таблица 1.1 – Условные обозначения схемы питания

Наименование

Обозначение

Разъединитель однополюсной с ручным

Приводом:

а) нормально включенный

б) нормально отключенный

Разъединитель с ручным приводом

и заземляющим ножом

а) нормально включенный

б) нормально отключенный

Разъединитель однополюсный

с электродвигательным приводом

а) нормально включенный

б) нормально отключенный

Изолятор врезной или гирлянда изолятора

Изолятор секционный

Сопряжение изолирующее анкерных участков

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНЫХ ДОПУСТИМЫХ ДЛИН ПРОЛЕТА

От длины пролетов между опорами зависит число опор и поддерживающих конструкций и, следовательно, строительная стоимость контактной сети. В связи с этим из экономических соображений длины пролетов должны быть приняты возможно большими. Однако от длины пролета зависит наибольшее горизонтальное отклонение контактных проводов от оси токоприемника под действием ветра. Эта величина не должна превышать допустимые значения: на прямых участках наибольшее горизонтальное отклонение не должно превышать 0,5 метра, на кривых участках пути 0,45 метра.

Наибольшие допустимые длины пролетов между опорами определяются с учетом типа подвески, марок, сечений и натяжения проводов, радиуса кривых, расчетных климатических условий и эксплуатационных условий для двух расчетных режимов – максимального ветра и ветра с гололедом. Принимается к проектированию меньшее из двух значений. Значение наибольших допустимых длин пролета для наиболее распространенных типов подвесок приведены в номограммах. Длину пролета для промежуточных значений при максимальной скорости ветра без гололеда и при гололеде с ветром в зависимости от скорости ветра и толщины стенки гололеда, на номограммах определяют линейной интерполяцией (рисунок 2.1).

Для определения длины пролетов и отклонений проводов под действием ветра и при сочетании гололеда с ветром скорость ветра и толщину стенки гололеда берут по данным многолетних наблюдений о максимальных скоростях ветра и толщине стенки гололеда повторяемостью один раз в 10 лет. При этом надо учитывать характер подстилающей поверхности и высоту насыпи на отдельных участках в соответствии с нормами проектирования контактной сети.

Наибольшая допустимая длина пролетов должна быть получена расчетом на ветровые отклонения при соблюдении условия b_{к
max}b_{к
доп}

Особенности местности учитываются поправочными коэффициентами к скорости ветра:

(1)

(2)

И к толщине стенки гололеда:

(3)

Где - нормативная скорость ветра

нормативная скорость ветра при гололеде

нормативная толщина стенки гололеда

поправочный коэффициент к скорости ветра

поправочный коэффициент к толщине стенки гололеда

Значение коэффициента , в зависимости от характера местности принимаем по таблице 2.1

Таблица 2.1 Значение коэффициентов ветра и гололеда

_{Характер местности}	Значение коэф-фициента K_V	_{Значение коэф-}фициента K_г
_{Участки, защищенные лесными насаждениями, станция}	_0,73	_0,8
_{Открытая холмистая местность или равнинная поверхность с редким лесом, перегон}	1	1,1
_{Насыпь высотой 10 м}	_1,16	_1,3

Определяем скорость ветра с учетом рельефа местности по формуле (1) в режиме максимального ветра и формуле (2) при гололеде с ветром.

на станции в режиме максимального ветра:

на станции в режиме гололеда с ветром:

на перегоне в режиме максимального ветра:

м/с

на перегоне в режиме гололеда с ветром:

на насыпи в режиме максимального ветра:

м/с

на насыпи в режиме гололеда с ветром:

По формуле (3) определяем толщину стенки гололеда

на станции

на перегоне

на насыпи

Полученные данные сведем в таблицу 2.2

Наибольшая длина пролета контактной подвески не должна превышать 70 метров; в незащищенных от ветра местах и на насыпях высотой от 5 до 10 метров лесистой местности – 60 метров; на насыпях от 5 до 10 метров открытой местности, в поймах рек и над оврагами – 50 метров; на насыпях, эстакадах и мостах при высоте более 10 метров над открытой местностью или над деревьями в лесистой местности – 40 метров.

Наибольшая длина пролета контактной подвески в кривых участках пути, не защищенных от ветра, не должна превышать: при радиусе кривой 700 метров – 45 метров; радиусе 500 метров – 40 метров, радиусе 300 метров – 35 метров.

Смежные пролеты полукомпенсированной подвески не должны отличаться более чем на 25 процентов от длины большего пролета.

Длину переходных пролетов изолирующих сопряжений по сравнению с промежуточными пролетами, рассчитанными для данного места, следует сокращать на 25 процентов. Длину пролетов со средней анкеровкой контактного провода сокращают на 10 процентов по сравнению с расчетной

3 ВЫБОР ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Выбор поддерживающих устройств при проектировании контактной сети состоит из привязки типовых конструкций к конкретным условиям установки.

Опорные железобетонные и металлические устройства выполняются исходя из допустимых расчетных нагрузок, установленных Нормами проектирования контактной сети. Расчет конструкций производится с учетом основного и аварийного режимов.

3.1 Выбор опор: Опоры классифицируются по назначению, по направлению приложения нагрузки, по конструктивному выполнению поддерживающих конструкций, по материалу, из которого изготовлены, и способу закрепления в грунте.

В зависимости от назначения различают опоры контактной сети: промежуточные, переходные, анкерные и фиксирующие.

Фиксирующие опоры подразделяются на:

консольные опоры, служащие для крепления на консоли контактной подвески одного, двух или нескольких путей;

опоры жестких поперечин, служащие для крепления контактных подвесок электрифицируемых путей на ригеле жестких поперечины;

опоры гибких поперечины, служащие для крепления контактных подвесок на перекрываемых поперечиной электрифицируемых путях.

По материалу, из которого изготовлены опоры, различают металлические и железобетонные.

В зависимости от способа закрепления в грунте: раздельные и нераздельные (бесфундаментные), в том числе стаканного соединения.

Металлические опоры бывают направленные и ненаправленные. С целью экономии металла опоры гибких поперечин обычно выполняют направленными.

Наибольшее распространение получили железобетонные опоры. Их используют в качестве промежуточных, переходных и анкерных консольных опор, а также в качестве фиксирующих, фидерных, специальных опор и стоек жестких поперечин. Применение опор железобетонных, с предварительно напряженной арматурой центрифугированных, дает сокращение расхода металла на изготовление опор. Однако установка железобетонных опор сложнее, чем металлических, так как они тяжелее и более хрупкие.

Основные параметры и технические требования к железобетонным стойкам для опор контактной сети определяются ГОСТом 19330-90.

Железобетонные опоры контактной сети выполняются из бетона высокой плотности и прочности. При изготовлении опор бетонная смесь уплотняется центрифугированием или вибрированием с предварительным напряжением арматуры.

По характеру размещения ненапряженных частей опоры разделяют на два вида: с ненапряженной арматурой только в подземной части (СО) и по всей длине (СС).

Маркировка стоек железобетонных опор контактной сети состоит из буквенно-цифровых групп, разделенных тире.

Первая группа – буквенная, обозначает марку опор:

С – стойка с проволочной напряженной арматурой;

СО – стойка с проволочной напряженной арматурой и ненапряженной стержневой арматурой фундаментной части;

СС стойка с проволочной напряженной арматурой и ненапряженной стержневой арматурой по всей длине.

Вторая – числовая – ее длину в дециметрах и толщину стенки в сантиметрах.

Третья – числовая – номер по несущей способности в кН∙м (нормативного изгибающего момента 1 – 40 кН∙м, 2 – 60 кН∙м, 3 – 80 кН∙м, 4 – 100 кН∙м). Например: СС 136, 6 - 3 – стойка специальная, высотой 13,6 метра, толщиной стенок опоры 6 сантиметров, третьей несущей способности – нормативного изгибающего момент 79 кН∙м.

На вновь электрифицируемых линиях применяют типовые железобетонные конические опоры типа СС (таблица 3.1.1)

Таблица 3.1.1 Основные характеристики опор типа СС

_{Марка
стойки}

Номер

стойки

Нормативный допустимый изгибающий м момент, кН∙м

Длина

стойки

_{Диаметр стойки, м}

_Толщи-

_{на стен-}

_{ки опо-}

_{ры, мм}

В УОФ

Мн_О

В уровне пяты кон- солиМН_ПТ

у ос-но вания

в УОФ

у вер- шины

_{СС 136,6}

₂

₃

₅₉

₇₉

₃₅

₄₇

_13,6

₄₉₂

₄₃₂

₂₉₀

₆₀

Выбор консольной опоры начинают с определения нагрузки и изгибающих моментов в основании промежуточных опор, установленных на внешней и внутренней стороне кривой наименьшего заданного радиуса во всех расчетных режимах и при наиболее неблагоприятных направлениях ветра (рисунок 3.1.1).

Расчет и подбор типовых опор

Номинальное натяжение проводов:

Несущий трос Н^н 1765 даН

Контактный провод Н^к 1960 даН

Принимаем для установки опоры типа СС длиной 13,6 м, без фундамента

Габарит опоры на прямом участке…………….3,1 м

Габарит опоры на кривом участке

Внутренний………...3,5 м

Внешний……………3,2 м

Определение нормативных нагрузок Погонные нагрузки на несущий трос , на контактные провода , ветровые нагрузки при скорости определяем соответствующим расчетом и заносим в таблицу 3.1.2

1 кГс = даН = 10 Н

Рисунок 3.1.1 Определение нагрузки на опору Горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос, даН; то же на контактный трос, даН; то же, на опору, даН;

горизонтальная нагрузка от излома несущего троса на кривой,даН;

то же, от излома контактного провода, даН;

вертикальная нагрузка от веса контактной подвески, даН;

вертикальная нагрузка от веса консоли, даН;

высота опоры, м;

высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опор, м;

плечо веса консоли, м;

а – зигзаг контактного провода, м;

Г – габариты опоры, м;

диаметр опоры на уровне головки рельсов, м.

Таблица 3.1.2 Погодные нагрузки на провода

Вид нагрузки	Условные обозначения	Размерность	Значение нагрузок при режиме
Вид нагрузки	Условные обозначения	Размерность	Гололеда с ветром	Максимального ветра
Вес контактной подвески		даН/м	5,13	2,83
Давление ветра на несущий трос		даН/м	0,76	0,67
Давление ветра на контактные провода		даН/м	0,69	0,84
Вес одной консоли		даН	100	60

С_Х – аэродинамический коэффициент. Принимаем 1,85

Вес консоли берем 60 даН, с гололедом 100 даН.

По таблице 3.1.2 определяем нормативные нагрузки на опоры при нужных расчетных режимах для заданных участков трассы и длины пролетов.

Нагрузку от веса контактной подвески определяем по формуле Прямая

Кривая

Нагрузку от давления ветра на провода контактной подвески определяем по формулам

На несущий трос Прямая

Кривая

На контактный провод ) Прямая

Кривая

Нагрузки от изменения направления проводов

На кривом участке рассчитываем по формулам

Для несущего троса

Для контактного провода

Где длина пролета

радиус кривизны.

Н – натяжение некомпенсированного несущего троса с изменением температуры воздуха и нагрузке от ветра и гололеда. Изменения можно принять: при гололеде с ветром Н_г = 75% от Н_макс: Н_г = 0,75 Н_макс.

Н_г = 0,75 ∙ 1765 = 1323,75 даН

При максимальном ветре Н_в = 70% от Н_макс: Н_в = 0,7 Н_макс.

Н_в = 0,7 ∙ 1765 = 1235,5 даН

Изменение направления контактных проводов на прямых участках пути при зигзагах определяется по формуле

а – зигзаг контактного провода, а=0,3

Нагрузки от давления ветра на опоры определяем по формулам

где площадь диаметрального сечения опоры (площадь поверхности i на которую действует ветер)

S_оп= ав + ан/ 2 h_оп = 3,5 м

С_Х – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, принимаемый для конусообразных элементов 0,7

V_р – расчетная скорость ветра м/с

Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.3.

Таблица 3.1.3 Нагрузки на опору

Нагрузка	Условное обозначение	Размер-ность	Кривая		Прямая
Нагрузка	Условное обозначение	Размер-ность	Гололед	Ветер мах.	гололед	Ветер мах.
Вес подвески	G_п	даН
Нагрузка от давления ветра на Н.Т.	Р_в.н.	даН
Нагрузка от давления ветра на КП	Р_Кв	даН
Нагрузки от из-менения направ-ления проводов на кривом участке		даН	78,4 87,1
натяжение некомпенсированного несущего троса с измене-нием температу-ры воздуха и нагрузке	Н^Н_i	даН			1325,75	1235
Изменение на-правления кон-тактных прово-дов на прямых участках пути при зигзагах	Р^К_{из зиг}	даН			61,26	166,7
Давление ветра на опору	Р_оп	даН	61,26	166,7	61,26	166,7

Подбор опор будем выполнять отдельно для каждого из заданных типов опор. Изгибающие моменты для промежуточных опор определим относительно уровня условного обреза фундамента. Расчетное направление ветра для опор на прямых участках пути и и на внешней стороне кривой примем от опоры на путь , для опоры с внутренней стороны кривой – от пути на опору. Изгибающие моменты относительно уровня условного обреза фундамента определяем по формуле

Контактная сеть постоянного тока 📙 Курсовая → 🆔 108801