Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2-37 02 33 КП 08.13
1.1 Выбор сечения контактной сети. Проверка проводов контактной сети по нагреванию
Суточный расход электроэнергии на движение всех поездов по фидерной зоне по формуле:
Wт = Wт пас + Wт гр = 2·wгр·(Ргр + Qгр)·Nгр·Lт·10-3 + 2·wпас·(Рпас + Qпас)·Nпас·Lт·10-3 (1)
где Lт – длина фидерной зоны,Lт = 11км;
Ргр- заданный вес локомотива грузового ВЛ10,Ргр = 600 т;
Рпас - заданный вес локомотива пассажирского ЧС2,Рпас =290 т;
Qгр- заданный вес поезда грузового, Qгр =6000 т;
Qпас - заданный вес поезда, пассажирского, Qпас=1000т;
Nгр – заданное число пар поездов грузовых в суткиNгр=28 ;
Nпас – заданное число пар поездов пассажирских в сутки Nпас=32;
wгр– удельный расход электроэнергии на тягу, wгр = 9,3 Вт · ч/т · км брутто;
wпас– удельный расход электроэнергии на тягу, wпас = 15,2 Вт · ч/т · км брутто;
Wт =2·9,3·(600+6000)· 28·11·10-3+2·15,2 ·(290+1000)· 32·9,479·10-3= 83,23 кВт ·ч
Суммарное время (Σt) хода всех поездов по фидерной зоне Lт, ч, определяется по формуле:
Σt = 2 · ( · Nгр + · Nпас ) (2)
где vгр тех– техническая скорость движения грузовых поездов, км/ч тип электровоза ВЛ10, vгр тех = 105км/ч [таблица 1, приложение 2];
vпас тех - техническая скорость движения пассажирских поездов, км/ч тип электровоза ЧС 2, vпас тех = 60км/ч [таблица 1, приложение 2];
Nпас – число пассажирских поездов по данному двухпутному пути в сутки;
Nпас = 15 пар поездов [таблица 1, приложение 2];
Nгр – число грузовых поездов по данному двухпутному пути в сутки; Nгр= 40 пар поездов [таблица 1, приложение 2];
Σt = 2· () = 14,05ч
Суммарное время хода поездов под током
Σtт = ==10,8 ч (3)
где αт – отношение полного времени хода поезда к времени хода поезда под током,αт= 0,7;
Потери энергии в контактной сети для однопутных или многопутных участков при полном параллельном соединении путей (три соединения в равноудалённых точках фидерной зоны), кВт · ч, по формуле:
при двустороннем питании
△Wт = [ + 0,455 ] (4)
где U - напряжение контактной сети при постоянном токе Uном =U= 3 кВ;
r – сопротивление 1 км проводов контактной сети подвески;
Lт – длина фидерной зоны, Lт = 9,479 км;
Wт – расход электроэнергии за время Т = 24 ч на участке Lт, кВт · ч;
Σt – суммарное время движения поездов по фидерной зоне Lт, ч;
Σtт – суммарное время движения поездов под током по фидерной зоне Lт, ч;
△Wт = []= 40,95кВт · ч
Годовые потери электроэнергии в проводах контактной сети, кВт·ч,определяются по формуле: для постоянного тока
△Wгод = 400 · △Wт=400 ·40,94 =16376,4кВт · ч (6)
Потери электроэнергии за год в проводах фидерной зоны Lт при их сопротивлении 1 Ом, отнесённые к 1 км, кВт · ч/Ом, определяются по формуле:
В0 = = = 7794,5 кВт · ч (7)
где r - сопротивление 1 км проводов контактной сети, Ом;
Площадь сечения проводов в медном эквиваленте при сроке окупаемости 10 лет, мм²:
Sэмmin = 0,35 (8)
Sэмmin = 0,35 = 0,36·= 435,5мм2
Определяем минимальное экономическое сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте по каждому из главных путей:
Sэмmin1=Sэмmin/2 (9)
Sэмmin1=435,5/2=117,7мм2
По рассчитанному экономическому сечению контактной подвески выбираем [таблица 2, приложение 2] ближайшую площадь сечения проводов контактной подвескиМ-95+2МФ-100,Sп =295 мм2.
Проверка проводов контактной сети по нагреванию.
Эта проверка проводится сопоставлением максимальных эффективных токов подвески I20эф max (А) с длительно допустимыми токами Iдоп для принятого сечения контактной сети (таблица 1, приложение):
Iдоп>I20эф max.
Максимальный эффективный ток контактной подвески в близи тяговой подстанции при раздельном питании путей и максимальных размерах движения за период 20 мин (ток нагрева)
I20эф max = Iэф ·k20
I20эф max = ·1,1 = 1535,93 А
где k20 – коэффициент превышения наибольшей 20-минутной нагрузки над часовой, определяется по кривой, k20= 1,1;
Квадрат эффективного тока фидера, А², при двустороннем питании
I²эф = · (10)
где - Wт, U, Т, Σt, Σtт, определяются по формулам (1) - (6).
I²эф = А²
1.2 Проверка проводов контактной подвески по минимально допустимому напряжению в контактной сети
Выбранные по условиям нагрева провода необходимо проверить по минималь-но допустимому напряжению в контактной сети:
Uкс ≥ Uminдоп
2702 В ≥ 2700 В
Uкс = Uподст - △Uкс
где Uкс – напряжение в контактной сети, В;
Uкс = 3600 – 898 =2702 В;
Uподст – напряжение на шинах тяговой подстанции, В. Принимается: для под-станций постоянного тока Uподст = 3600 В.
В соответствии с требованиями правил и норм минимальное напряжение в контактной сети установлено Uксmin равным на постоянном токе 3,3 В.
Для проверки уровня напряжения по каждой меж подстанционной зоне Lт необходимо определить максимальные потери напряжения до токоприёмника электро-воза за время хода его под током по блок участку. Причём этот блок-участок расположен в конце участка питания при одностороннем питании или в середине этого участка при двустороннем питании. Проверка проводится для нормальной схемы питания. Потери напряжения в контактной сети, В:
kд - коэффициент месячной неравномерности движения, kд= 1,12
ΔUкс = kд · kз (11)
где сI = 0,8 и сII = 1 - при схеме двухстороннего питания;
ZITC- сопротивление двухпутного участка;
kз – коэффициент, учитывающий дополнительное электропотребление в зим-них условиях: kз = 1,08 при среднесуточной температуре t наружного воздуха в зимние месяцы (-5° ÷ -25°);
Σt0 - cуммарное время занятий фидерной зоны максимальным расчетным числом поездов N о за сутки, ч;
ΔUкс = 2,59 В
Σt0 = = = 42,6, ч (12)
где N0 – максимальная пропускная способность участка, N0 = (2 ÷ 3) · (Nпас + Nгр), пар поездов;
N0= 2·(40 + 15) = 110 пар поездов;
Рн – расчётная максимальная нагрузка на 1 км, кВт/км;
Рн = (13)
где kd – коэффициент эффективности,kd = 1 – при постоянном токе;
РнкВт/км
Так как ∆Uкс= 3597,95В< ∆Uдоп=6200В, то сечение (min) контактной подвески ПБСМ – 95+МФ – 85можно считать выбранным окончательно, так как оно проходит и по допустимой потере напряжения.
Эти провода выбирают по эффективному току линии Iэф и длительно допустимому току провода Iдоп. Для фидерных линий применяют провода А-185, соединяя их параллельно. Число проводов определяется по формуле.
nпп = (14)
Полученное число округляется до ближайшего большего значения.
Отсасывающая линия имеет площадь сечения вдвое большую по сравнению с сечением питающей линии.
Исходя из требования, что сечение питающих и отсасывающих линий должно выбираться по нагреву, находим:
Число проводов А-185 в отсасывающей линии определяется по формуле:
nол = (15)
nол = = 0,55
где Iэ.maxп/ст .- наибольший эффективный ток подстанции, который приближено (считая вторую фидерную зону данной подстанции аналогичной заданной) может быть найден по формуле:
Iэф. max. п/ст = · 103 (16)
где k - коэффициент, учитывающий сдвиг по фазе нагрузок плеч питания;
k = 1,353;
С = 2, так как питание двухстороннее;
kн - коэффициент превышения нагрузки kн =1,35;
kт - коэффициент эффективности тока фидера контактной сети kт = 1,15;
Iэф. max. п/ст= = 1724,8 А
Округляя до целого числа, принимаем в каждой питающей линии по 1 провод А – 185 из соображений надежности; в отсасывающей линии 3 провода А – 185.
2. Составление схемы питания и секционирования контактной сети
На рисунке приведена схема питания и секционирования станции двухпутного электрифицированного участка постоянного тока. На станции расположена тяговая подстанция, от которой отходят шесть фидеров — четыре для контактной сети перегонов и два для станции. Контактная сеть путей левого перегона и станции получает питание от одной фазы РУ 6-10 кВ, а правого перегона — от другой. Поэтому продольное секционирование контактной сети с левой стороны станции осуществлено с помощью изолирующих сопряжений 2, а с правой стороны — нейтральными вставками . Поперечное секционирование КС выполнено секционными изоляторами .На схеме все секционные разъединители показаны кружками; при этом разъединители с дистанционным управлением обозначаются двумя кружками разных диаметров, а разъединители с ручным управлением — одним. Разъединители, имеющие при нормальном режиме работы КС включенное положение, на схеме зачернены. Фидерные секционные разъединители с дистанционным управлением Ф1, Ф2, Ф31, Ф32, Ф4, Ф5, Ф6 на схеме нормально включены, и через них от ТП питается КС шести секций.
3. Расчёт нагрузок и максимально допустимых длин пролётов
3.1 Определение нагрузок на провода и натяжений в проводах контактных подвесок в расчётных режимах
В расчётах принимают следующие условные обозначения нагрузок:
где g – вертикальная нагрузка на метр провода, кН/м;
р – горизонтальная нагрузка на метр провода, кН/м;
q – результирующая нагрузка, кН/м;
G – полная вертикальная нагрузка на всей длине пролёта провода, кН;
Р – полная горизонтальная нагрузка, кН;
К – натяжение контактного провода, даН;
Т – натяжение несущего троса, даН;
Режим максимального ветра. Вертикальная нагрузка на несущий трос, даН/м, от веса проводов контактной подвески
g =gт + nк(gк + gc)
где gт – нагрузки от веса 1 м несущего троса, gт = 0,85 даН/м;
gк- нагрузки от веса 1 м контактного провода, gк = 0,76 даН/м[таблица 4, приложения 2];
nк – число контактных проводов: nк =1;
gc – приближённое значение нагрузки от веса рессорного троса, струн и зажимов, отнесённого к 1 м подвески, gc = 1;
g = 0,85 + 2·(0,76 +1) = 4,38 даН/м
Горизонтальные нагрузки от воздействия ветра, даН/м:
на несущий трос
рт = сх d · 10-3 = 1,25 · 12,6 · 10-3 = 15,38 даН/м
на контактный провод
рт = сх Н · 10-3
где v – нормальная максимальная скорость ветра, м/с
d – диаметр несущего троса, мм [таблица 4, приложение 2];
Н – высота сечения контактного провода, мм [таблица 6, приложение 2];
сх – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру для различных проводов, в том числе покрытых гололёдом [таблица 7, приложение 2];
рт = 1,25· · 10,8· 10-3 = 13,18 даН/м
Результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м:
qт =
qт = 15,99 даН/м
Режим гололёда с ветром. Вертикальная нагрузка на несущий трос от веса проводов контактной подвески, даН/м, определяется по формуле вертикальная нагрузка от веса гололёда на несущем тросе при плотности гололёда 900 кг/м3:
gгт = 0,8 · 0,0009πbт (d + bт)
где bт и bк – толщина стенки гололёда соответственно на несущем тросе и на контактном проводе, м [таблица 8, приложение 2];
dср = (Н + А)/2 – средний диаметр контактного провода, мм;
Н и А – высота и ширина сечения контактного провода ;
gгт = 0,8· 0,0009 · 3,14·40·(12,6 + 40) = 4,75
на контактном проводе
gгк = 0,0009πbк (dср + bк)
где bт и bк – толщина стенки гололёда соответственно на несущем тросе и на контактном проводе, м [таблица 8, приложение 2];
dср = (Н + А)/2 – средний диаметр контактного провода, мм;
Н и А – высота и ширина сечения контактного провода
[таблица 4,приложение2];0,8 – поправочный коэффициент к весу гололёда на несущем тросе, учиты-вающий особенность гололёдообразования на нём;
gгк = 0,0009 ·3,14 · 40 ·( 10,8 + 40)= 5,74
Полная вертикальная нагрузка от веса гололёда на проводах контактной подвески, даН/м:
gг = gгт + nк (gгк + gгс)
где nк – число контактных проводов;
gгс – равномерно распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от веса гололёда на струнах и зажимах при одном контактном проводе, даН/м, которая в зависимости от толщины стенки гололёда bн =5 мм составляет gгс=0,1;
gг = 4,75 + 1·(5,74 + 0,1) = 10,59
Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия, даН/м на покрытые гололёдом:
несущий трос
рт = сх (d + 2bт) · 10-3
где vг - нормативная скорость ветра при гололеде, vг = 15 м/ ;
рт = 1,25· · (12,6 + 2·40) · 10-3 = 24,41 даН/м
контактный провод (провода)
рт = сх (Н + 2bк) · 10-3
где vг - нормативная скорость ветра при гололеде, vг = 15 м/с
[таблица 6, прилож.2];
рт = 1,25 · · (10,8 + 2·40) · 10-3 =23,94 даН/м
Результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м
qт =
qт = = 28,63 даН/м
3.2 Расчёт максимальных допустимых длин пролётов
При расчете максимально допустимых длин пролетов принимаем за расчетный максимальный режим ветра:
на прямом:
Lmaх= 2
где К – номинальное натяжение контактного провода МФ-85 = 200 даН/м
Впр – коэффициент прогиба опор на уровне контактного провода и несущего троса под действием ветровой нагрузки на опоры и провода Впр = 0,832;
рк – ветровая нагрузка на контактные провода, Рк = 1,8 даН/м;
Lmaх = 2·= 60,3 м
kI – коэффициент определяем по формуле:
kI = k2 + 2ηδξ = 0,94 + 2 · 0,56 · 0,25 · 1,07 = 1,24 (33)
где η – коэффициенты зависящий от длины пролета, принимаем пролет длиной ;
L =70 м, η = 0,56 ;
δ – коэффициент определяющий скоростью ветра, δ = 0,25;
kI = 0,94 + 2 · 0,56 · 0,25 · 1,07 = 1,24
Нагрузка от веса контактных проводов подвески, даН/м, свободных от гололёда в расчётном режиме максимального ветра, или с учётом веса гололёда на них в расчётном режиме гололёда с ветром:
g´ср = nк (gк + gгк) (36)
где ξ – коэффициент динамичности, зависящий от веса контактных проводов 1,07
k2 – коэффициент, определяется по формуле (37).
g´ср = 1·(0,89 + 1,8) = 2,69 даН/м
k2 = k3k4k5 = 0,64 · 1,22· 1,21 = 0,94 (37)
где рэ - удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении;
рэ =
где Т – натяжение несущего троса контактной подвески в расчётном режиме;
Т =1960 даН;
рт – ветровая нагрузка на несущий трос, рт = 1,07 даН/м;
qт – результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;
L – длина пролёта, L = 70 м;
hп- длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса в зависимости от числа изоляторов nк = 3, hп = 0,73;
sср- средняя длина струны в средней части пролёта, м ;
рэ = = 0,0007 даН/м
sср = h – 0,115 ·
где h – конструктивная высота контактной подвески, h = 1,8 м;
g – нагрузка от веса проводов контактной подвески, даН/м;
Т0 – натяжение несущего троса контактной подвески при беспровесном положении контактных проводов, Т0 = 1600;
sср = 1,8 – 0,115 · 0,29 м
на кривых:
Lmax = 2 (24)
где Вкр – коэффициент прогиба опор на уровне контактного провода и несущего троса под действием ветровой нагрузки на опоры и провода, Вкр = 0,82;
R – радиус кривой, R = 1100 м;
Lmax = 2··0,82 = 56,6 м
5.1 Подготовка плана перегона. Предварительная разбивка перегона на анкерные участки.
План перегона вычерчивают на листе №3, в масштабе 1 : 2000. Данные для составления плана перегона приведены в задании на курсовой проект. Заданный перегон примыкает к станции справа и начинается от входного светофора «О». Таким образом, перегон является продолжением станции, местоположение опор на станции и перегоне должны быть увязаны между собой.
План перегона подготавливается для последующей работы в виде прямой линии, ниже которой помещается его спрямлённый план и ещё ниже – таблица того же вида, что указывалось выше для станции.
Пикеты на плане перегона обозначаются по ходу километров в соответствии с заданием на проект. Кривые участки пути отмечают только на линии профиля с указанием направления поворота радиуса и длины кривой, все искусственные сооружения наносят на условную прямую линию соответствующими обозначе-ниями.
Границы расположения высоких насыпей (высотой более 5 м) показывают на спрямлённом плане перегона с указанием высоты насыпей.
Опоры контактной сети в зависимости от назначения и характера нагрузок, воспринимаемых от проводов контактной подвески, разделяют напромежуточ-ные, переходные, анкерные и фиксирующие.
Промежуточные опоры воспринимают нагрузки от массы проводов контактных подвесок и дополнительных нагрузок на них (гололёд, изморозь) и горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода и от изменения направления проводов на кривых участках пути.
Переходные опоры устанавливаются в местах устройства сопряжений анкер-ных участков контактных подвесок и воздушных стрелок и воспринимают нагрузки, аналогичные промежуточным опорам, но от двух контактных подвесок. На переходные опоры также воздействуют усилия от изменения направления проводов при отводе их на анкеровку и на стрелочной кривой.
Анкерные опоры могут воспринимать только нагрузки от натяжения закреплённых на них проводов или нести такие же нагрузки, как промежуточные, переходные или фиксирующие опоры.
Фиксирующие опоры не несут нагрузок от массы проводов и воспринимают только горизонтальные нагрузки от изменения направления проводов на кривых участках пути, на воздушных стрелках, при отходах на анкеровку и от давления ветра на провода.
Для трассировки контактной сети на однопутных и двухпутных участках (перегонах) применяют струнобетонные конические опоры высотой 13,6 м и толщиной стенки бетона 60 мм типа С для участков переменного тока и СО для участков постоянного тока. В последнее время на постоянном и переменном токе внедряются опоры СС, ССА.
Стойки этих опор представляют собой полые конические бесстыковые трубы из предварительно напряжённого железобетона с армированием высокопрочной проволокой. Поперечное армирование принято в виде спирали. Для предотвращения стягивания продольной арматуры при навивке спирали по длине стоек предусмотрено установка монтажных колец.
В нижней части опор предусмотрено смешанное армирование – т.е. с установкой дополнительных стержней ненапрягаемой арматуры: у опор с высотой стойки 10,8 м на 2 м от низа опоры, у опор высотой 13,6 м – на 4 м. Смешанное армирование повышает трещиностойкость опор.
Важнейшей характеристикой опор является их несущая способность –допустимый изгибающий момент М, на уровне условного обреза – УОФ, который находится на 500 мм ниже уровня головки рельса (УГР). По несущей способности подбирают типы опор для применения в конкретных условиях установки.
Для расчёта необходимо составить расчётную схему, показав на ней все силы, действующие на опору, и плечи этих сил относительно точки пересечения оси опоры с УОФ. Расчёт суммарных изгибающих моментов в основании опор определяют для трёх расчётных режимов по нормативным нагрузкам; в режимах гололёда с ветром, максимального ветра, минимальной температуры. По наибольшему из полученных моментов выбирают опору для установки.
Порядок выполнения:
В расчётах встречаются следующие обозначения:
где Gn – вертикальная нагрузка от веса проводов контактной подвески;
hоп = 9,6 м – высота опоры;
hк, hт – высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры в местах крепления соответственно контактного провода и несущего троса;
zкн = 1,8 м – плечо вертикальных усилий от веса консоли;
α – зигзаг контактного провода, м;
Г – габарит опоры в зависимости от радиуса кривой и места установки опоры;
dоп = 0,44 м – диаметр опоры на уровне условного обреза фундамента.
1. Определение нормативных нагрузок, действующих на опору контактной сети.
1.1 Вертикальные нагрузки от веса проводов контактной подвески в режиме максимального ветра и минимальной температуры:
Gп = gп · L
где L – длина пролёта (кривой участок пути), м;
в режиме гололёда с ветром:
Gп = 2 · 68,4 = 136,8 даН/м
Gпг = (gп + gг) · L
Gпг = (2 + 4,88) · 68,4 = 470,6 даН/м
1.2 Вертикальные нагрузки от веса консоли с учётом части веса фиксатора:
в режиме максимального ветра и минимальной температуры
Gкн = Gкн + Gф’
Gкн = 39 + 10 = 49 даН/м
в режиме гололёда с ветром
Gкн г = Gкн + Gкнг
Gкн г = Gкн + Gф’ +Gг = 39 + 10 + 10 = 59 даН/м
1.3 Горизонтальные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески
Р = p · l
где р – распределенные нагрузки от давления ветра на провода контактной
подвески, ДПР и ГЗ, т. е. рт, рк, рпр, ргз [7].
в режиме максимального ветра и минимальной температуры
Рт = 0,92 · 40 = 36,8 даН;
Рк = 0,78 · 40 = 31,2 даН;
Рпр = 0,61 · 40 = 24,4 даН;
Ргз = 0,72 · 40 = 28,8 даН.
в режиме гололёда с ветром
Рт = 0,5 · 40 = 20 даН;
Рк = 0,33 · 40 = 13,2 даН;
Рпр = 0,44 · 40 = 17,6 даН;
Ргз = 0,46 · 40 = 18,4 даН.
1.4 Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору контактной сети:
в режиме максимального ветра
Роп = сх· · Sоп
где сх = 0,7 – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления для опоры контактной сети [7];
Sоп= 3,46 м² - площадь диаметрального сечения опоры [7];
в режиме гололёда с ветром
Роп = 0,7 · 3,46 = 242,2 даН;
Роп = сх· · Sоп
Роп = 0,7 · 3,46 = 54,6 даН;
1.5 Горизонтальные нагрузки от изменения направления провода на кривой
Риз = Н ·
где Н – натяжение несущего троса, контактного провода в заданном режиме [7].
1.5.1 Для несущего троса:
в режиме максимального ветра
Ризт = Нmax ·
Ризт = 365 · 20,9 даН;
в режиме минимальной температуры
Ризт = Нmax ·
Ризт = 390 · = 22,3 даН;
в режиме гололёда с ветром
Ризт = Нmax ·
Ризт = 520 ·
1.5.2 Для контактного провода
Ризк = К ·
Ризк = 1000 · = 57,15 даН.
Натяжение контактного провода для всех режимов остаётся постоянным, так как его анкеровка регулируемая.
2 Расчёт изгибающего момента относительно условного обреза фундамента.
2.1 Для опоры, расположенной на внешней стороне кривой, при наиболее неблагоприятном направлению ветра (к полю):
в режиме максимального ветра:
М0 = Gп · (Г + 0,5 · dоп) + Gкн · zкн + (Рнт + Ризт) · hТ + (Ркп + Ризк) · hк + Роп ·
М0 = 136,8 ·(3,2 + 0,5 · 0,44) + 49 · 1,8 + (36,8 + 20,9) · 8,55 + (31,2 + 57,15) · 6,75+
+ 242,2 · = 467,856 + 88,2 + 493,3 + 596,4 + 1162,56 = 28 кН · м;
в режиме гололёда с ветром:
М0г = Gпг · (Г + 0,5 · dоп) + Gкнг · zкн + (Рнтг + Ризт) · hТ + (Ркп + Ризк) · hк + Роп ·
М0г = 470,6 ·(3,2 + 0,5 · 0,44) + 59 · 1,8 + (20 + 29,7) · 8,55 + (13,2 + 57,15) · 6,75 +
+ 54,6 · = 1609,45 + 106,2 + 424,9 + 474,9 + 262,1 = 28,8 кН · м;
в режиме минимальной температуры:
М0 = Gп · (Г + 0,5 · dоп) + Gкн · zкн + Ризт · hТ + Ризк · hк
М0 = 136,8 · (3,2 + 0,5 · 0,44) + 49 ·1,8 + 22,3 · 8,55 + 57,15 ·6,75 = 467,856+ 88,2 + 190,7 + 385,8 = 11,3 кН·м
2.2 Изгибающий момент на внутренней стороне кривой.
2.2.1 Ветер к пути:
В режиме максимального ветра:
М0 = Gп · (Г + 0,5 · dоп) + Gкн · zкн + (Рнт - Ризт) · hТ + (Ркп - Ризк) · hк + Роп ·
М0 = 136,8 · (3,2 + 0,5 · 0,44) + 49 ·1,8 + (36,8 – 20,9) · 8,55 + (31,2 - 57,15) · 6,75 +
+ 242,2 · = 467,9 + 88,2 + 135,9 – 175,2 + 1162,56 = 16,8 кН · м;
в режиме гололёда с ветром:
М0г = Gпг · (Г + 0,5 · dоп) + Gкнг · zкн + (Рнт - Ризт) · hТ + (Ркп - Ризк) · hк + Роп ·
М0г = 470,6 · (3,2 + 0,5 · 0,44) + 59 ·1,8 + (20 - 29,7) · 8,55 + (13,2 - 57,15) · 6,75 +
+ 54,6 · = 1609,45 + 106,2 – 82,9 – 296,7 + 262,1 = 16 кН · м;
в режиме минимальной температуры:
М0 = Gп · (Г + 0,5 · dоп) + Gкн · zкн + Ризт · hТ + Ризк · hк
М0 = 136,8 · (3,2 + 0,5 · 0,44) + 49 ·1,8 + 22,3 · 8,55 + 57,15 · 6,75 = 467,856 +
+ 88,2 + 190,7 + 385,8 = 11,3 кН·м
По наибольшему изгибающему моменту можно выбрать опору контактной сети.
Размещение опор контактной сети на перегоне выполняют на прямой линии плана перегона, начиная с переноса на эту линию опор изолирующего сопряжения станции, к которому прилегает перегон.
Длины пролётов, расположенных частично на прямых и частично на кривых
участках пути, следует принимать равными максимально допускаемым длинам пролётов для кривых участков.
Все опоры располагаются с одной стороны пути, противоположной той, с которой предполагается укладка второго пути.
Опоры, располагаемые у искусственных сооружений и переездов, должны отстоять от края этого сооружения или от обочины переезда на расстоянии не менее 5 м. Те пролёты, в которых будут расположены средние анкеровки (что может быть установлено примерной намёткой расположения анкерных участков), должны быть на 10% меньше, чем величина максимально допускаемого пролёта.
При подходе к расположенному на перегоне мосту через реку следует прекратить расстановку опор примерно за 500 м до моста и установить способ прохода цепной подвески через мост. Обоснованный выбор системы подвески на мосту с необходимыми расчётами должен быть приведён в пояснительной записке к проекту, а расположение подвески показано на чертеже.
При выборе способа прохода моста простой подвеской в случае применения на перегоне одинарного контактного провода следует на мосту добавить второй контактный провод. В этом случае, а также в случае применения цепной подвески малой конструктивной высоты с анкеровкой несущего троса на порталах моста ближайшие к мосту опоры устанавливают на расстоянии, равном половине максимально допускаемой длины пролёта для данного участка пути.
После размещения опор у моста производится их привязка к ранее установленным опорам и разбивка опор за мостом до конца перегона. При этом надо учесть, что на следующей станции также должен быть воздушный промежуток, поэтому между входным сигналом и первой стрелкой следующей станции опоры должны быть расположены с учётом возможности размещения этого воздушного промежутка.
Все пролёты обозначаются в соответствующих местах цифрами, подчёркнутыми снизу одной чертой.
По окончании размещения всех опор как промежуточных производится разбивка перегона на анкерные участки. Длины анкерных участков следует определять с учётом конкретного расположения кривых в их пределах (желательно, чтобы кривые участки пути были расположены ближе к середине анкерных участков). Сопряжения анкерных участков должны выполняться по трёхпролётной схеме и устраиваться на прямых и на внешней стороне кривых участков пути. Устройство сопряжения анкерных участков на внутренней стороне кривых нежелательно, а на кривых радиусом менее 1200 м вообще недопустимо. Анкерные участки, примыкающие к станциям, выполняют со средними анкеровками компенсированной подвески, но со стороны станции несущий трос не компенсируется.
Для компенсированных контактных подвесок длины анкерных участков, расположенных целиком на прямых участках пути, должны быть не более 1600 м. При наличии кривых в пределах анкерного участка длина его не должна превышать 1400 м. Если анкерный участок частично расположен на кривой, то среднюю анкеровку смещают по возможности в сторону кривой.
После окончательной намётки мест анкеровки и нанесения условных обозначений с номерами и длинами анкерных участков составляют их спецификацию по той же форме, что и для станции, и указывают места средних анкеровок.
Затем производят нумерацию всех опор (опоры изолирующих сопряжений в нумерацию перегона не включаются), обозначение мест установки поперечных электрических соединений (пс), которые устанавливают по два на каждый анкерный участок на линиях переменного тока и примерно через каждые 200 м на линиях постоянного тока. Устанавливают и записывают в соответствующие графы таблицы пикеты всех опор двумя цифрами (т.е. указанием расстояний от двух соседних пикетов) и габариты опор. Установку опор на прямых участках пути следует проектировать на расстоянии 3,1 м от оси пути до переднего края опоры. При установке опор на внутренней стороне кривых участков пути радиусом не менее 1000 м это расстояние увеличивают до 3,2 м. В выемках опоры устанавливают за кюветом с габаритом.
6. Электротехнический или конструктивный вопрос.
6. 6.1Особенности цепных контактных подвесок и их классификация
При цепной подвеске (см. рис. 1.3.3) благодаря наличию несущего троса можно задать любую стрелу провеса контактного провода путем соответствующего выбора длины струн в пролете. Можно обеспечить и так называемое беспровесное положение контактного провода, при котором нижние концы всех струн находятся на одном и том же расстонии от головок ходовых рельсов. В этом случае считают, что контактный провод располагается по прямой линии и его стрела провеса равна нулю.
Изменение стрелы провеса контактного провода в цепной подвеске в основном зависит от изменения стрелы провеса несущего троса, а не от ее абсолютного размера. Если устранить колебания стрелы провеса несущего троса, то, не учитывая весьма незначительного удлинения или укорочения струн, можно считать, что стрела провеса контактного провода также будет неизменной.
Местные стрелы провеса контактного провода (межструновые) можно довести до чрезвычайно малых значений, практически неощутимых для токоприемника, поддерживая высокое натяжение контактного провода и соответственно уменьшая расстояние между струнами.
Цепные подвески имеют много разновидностей. Для того чтобы удоб¬нее рассмотреть все виды цепных подвесок, воспользуемся классифика¬цией их по следующим признакам: способ подвешивания контактного провода к несущему тросу; тип опорных узлов (конструкция подвески у опор); взаимное расположение проводов в плане; способ регулирования натяжения проводов.
В зависимости от способа подвешивания контактного провода к несу-щему тросу различают одинарные, двойные и тройные цепные
(подвески. Одинарными называют подвески, в которых контактный про-вод (или провода) подвешивают на струнах непосредственно к несущему тросу. К двойным относят такие цепные подвески, в которых крепление контактного провода к несущему тросу производится через продольный вспомогательный трос. В тройных цепных подвесках применяют два вспомогательных троса, расположенных один над другим. Тройные под-вески практически не получили распространения (вследствие сложнос-I ти и высокой стоимости) и поэтому в дальнейшем не рассматриваются.
По типу опорных узлов цепные подвески бывают с простыми опорными (расположенными у опор) струнами и с рессорными тросами; по взаимному расположению проводов в плане — вертикальные, полукосые и косые; по способу регулирования натяжния проводов — некомпенсированные, полукомпенсированные и компенсированные. J
Схема одинарной цепной подвески с простыми опорными струнами, расположенными в точках подвеса несущего троса, приведена на рис. 2.3Л, где штриховые линии соответствуют расположению проводов при беспровесном положении контактного провода, а сплошные — при более высокой температуре (местные стрелы провеса не рисунке не показаны). Подобным образом располагаются провода цепных подвесок при отсутствии автоматического регулирования натяжения несущего троса.
Верхние концы опорных струн в подвеске не могут перемещаться, поэтому высота контактного провода у опор при изменении температуры остается неизменной. В середине пролета контактный провод опустится на такое же расстояние, на которое переместится в этом месте несущий трос. Поэтому стрелу провеса контактного провода определяют как разность стрел провеса в рассматриваемом режиме F и при беспровесном положении контактного провода
В случае значительного перепада температур от минимальной до мак-симальной стрела провеса несущего троса изменяется в широких пределах; стрела провеса контактного провода также будет изменяться и может достичь значений, при которых для большой скорости движения невозможно будет обеспечить бесперебойный токосъем.
В опорных узлах расположены фиксаторы контактного провода. Часть веса этих фиксаторов воспринимается токоприемником при проходе под опорным узлом как сосредоточенная нагрузка и увеличивает жесткость подвески в этом месте. В момент, когда токоприемник находится под фиксатором, несущий трос не разгружается и не поднимается. Следова-тельно, подъем контактного провода у опор не может быть значительм. При нахождении токоприемника в середине пролета несущий трос разгружается, так как уменьшается нагрузка, передающаяся на него от рада струн. В результате несущий трос поднимается примерно на такое же расстояние, что и контактный провод, подъем которого в середине пролета больше, чем у опор.
Таким образом, эластичность рассматриваемой подвески неравномерна по пролету, что затрудняет обеспечение бесперебойного токосъема при высоких скоростях движения поездов.
В одинарной цепной подвеске со смещенными опорными струнами последние сдвинуты в обе стороны от оси опор (рис. 2.3.2). При увеличении температуры воздуха нижние концы струн опустятся настолько, насколько в этих местах опустится несущий трос В случае симметриного сдвига струн относительно оси опоры контактный провод между ними лишь опустится ниже или поднимется выше в зависимости от того, увеличилась или уменьшилась температура. Контактный провод в середине пролета опустится на величину, равную разности стрел провеса несущего троса FX-F0, а у опор — на величину Л. Таким образом, стрела провеса контактного провода будет меньше разности FX—FQ:
Фиксатор
Рис. 2.3.2. Схема одинарной цепной подвески со смещенными опорными струнами
Очевидно, чем больше А, тем меньше что желательно. Значение h зависит от того, на какое расстояние а от оси опор сдвинуты опорные струны: чем дальше они отодвинуты, тем больше А.
Однако очень далеко относить опорные струны нельзя, так как вес расположенного между ними фиксатора при увеличении расстояния 2а* все более будет восприниматься токоприемником как сосредоточенная нагрузка, что ухудшает токосъем. Практически на прямых участках пути опорные струны сдвигают от оси опор примерно на 2 м. Поэтому, хотя подвеска со смещенными струнами несколько лучше, чем с несмещенными, получаемое уменьшение /х незначительно. Для улучшения качества необходимо раздвинуть опорные струны на значительные расстояния и в то же время не оставить без поддержки фиксаторы
Такое улучшение токосъема обеспечивает одинарная цепная подвеска с рессорными струнами, прн которой в опорных узлах устанавливают рессорные тросы 1 с двумя или несколькими вертикальными струнами (рис. Д.3.3). Цепные подвески с такими тросами иногданазывают рессорными. Рессорные тросы значительно увеличивают эластичность опорных узлов, что способствует выравниванию ее в пролете и улучшению условий токосъема.
Размеры а и (см. рис. 2.3.3) рассчитывают так, чтобы при макси¬мальной скорости движения эластичность подвески у опоры и под бли¬жайшими к ней простыми струнами была примерно одинаковой. При подъеме и опускании контактного провода под ближайшими к опоре простыми струнами величина h значительно больше, чем в подвеске со смещенными опорными струнами. Следовательно, стрела провеса кон¬тактного провода fx, определяемая выражением (2.3.2), при такой под¬веске будет значительно меньше. Колебания стрел провеса контактного провода при изменениях температуры также невелики, что благоприят¬но отражается на качестве токосъема.
Расположение струн на рессорных тросах позволяет разместить об¬ратные сочлененные фиксаторы и фиксаторы (см. п. 2.4) на тросах, рас¬положенных поперек пути, что особенно важно при выполнении рес¬сорной подвески в пределах станций и на перегонах, где ее закрепляют на гибких или жестких поперечинах
6.2 Опоры временного восстановления контактной сети
К стандартным опорам временного восстановления контактной сети относятся следующие типы.
Облегченная металлическая опора типа М-2/8 с комплектом сбороных узлов, деталей и конструкций для крепления за рельс или в грунт (проект К 636). Такие опоры (рис. 12.19.1) устанавливаются:
- при нормальных метеорологических условиях на прямых и кривых участаюс пути с радиусом более 750 м с длиной пролета не более 70 м;
-при гололеде толщиной не более 10 мм и скорости ветра не более 20 м/с на прямых участках пути с длиной пролета до 55 м и кривых участках пути радиусом до 1500 м с максимальной длиной пролета не более 50 м.
Металлическая неразборная опора типа М-4,5/10 (рис. 12.19.2) для крепления за рельс, в грунт или с установкой в «стакан» — закрепление с помощью закладного фундамента (стаканного типа) к оставшейся в земле части разрушенной нераздельной железобетонной опоры (проект К706) укомплектована тремя оттяжками. Допускает подвеску одного несущего троса сечением 120 мм2, двух контактных проводов общим сечением 200 мм2, а с полевой стороны опоры - - трех алюминиевых или сталеалюминиевых проводов сечением до 50 мм2 каждый или двух сечением по 185 мм2. Их устанавливают:
- при нормальных метеорологических условиях на прямых и кривых участках пуга с радиусом более 300 м с длиной пролета не более 70 м;
- при гололеде толщиной не более 10 мм и скорости ветра не более 20 м/с на прямых и кривых участках пути с радиусом более 300 м с масимальной длиной пролета не более 60 м.
Деревянная опора (рис. 12.19.3) с нормативным изгибающим момен¬том Мн-4,5 тем (столбы хвойных пород 1 и 2-го сорта, круглого сечения, длиной 9 м, диаметром в верхнем отрубе не менее 230, а в нижнем — не менее 270 мм) для установки в «стакан» или в срез круглой железобетонной опоры, используемой в качестве стаканного фундамента, на глубину 1м. Допускает подвеску одного несущего троса сечением до 120 мм2 и двух контактных проводов общим сечением не более 200 мм2. Опоры устанавливают при нормальных метеорологических условиях на прямых
и внутренней стороне кривой с радиусом более 800 м и на внешней стороне кривой с радиусом более 400 м; при гололеде толщиной более 10 мм и скорости ветра более 20 м/с устанавливают две опоры.
Конструкция перечисленных выше опор позволяет их использовать в качестве промежуточных и фиксирующих.
Технические
Тип опоры
Высота опоры над фундаментом, м Высота подвеса несущего троса от УТР, м,
Подвеска проводов с полевой стороны ДПР
К 636 К 706
М-2,8/10 8,0 8,0 М-4,5/10 10,0 10,0 Мн-4,5 9,0 8,0
5,75 i5'75 5,75
2,45—3,1 99
ПБСМ-70(95)+ МФ-100
> _ 2,45—3,1
277 М-120+ 2МФ-100 ЗАС-35(50) >3,3 220 М-120+ 2МФ-100
Новая более совершенная конструкция временной металлической опоры контактной сети (рис. 12.19.4) разработана ЗАО НТП «Селена» и Северной железной дорогой. Она рассчитана на монтаж контактной подвески, состоящей из несущего троса сечением до 120 мм2, двух контактных проводов сечением до 100 мм2 каждый и одного усиливающе-го провода сечением до 185 мм , располагаемого с полевой стороны. Высота опоры 9700 мм, масса стойки в сборе 130 кг; максимальная длина составляющих элементов опоры 4 м, максимальная масса 85 кг. Высота подвешивания несущего троса над УГР 7700—8300 мм, котактного провода 5750—6250 мм.
этих уголков с «фундаментом» выполняют крепежными стержнями. Подъем и установку опор на «фундаменты» производят с помощью па¬дающей стрелы (рис. 12.19.8).
При использовании в качестве «фундамента» сруба поврежденной круглой железобетонной опоры контактной сети применяют так называемый «стаканный фундамент». Одна его часть устанавливается в срубе поврежденной опоры, а другая служит для крепления деревянной опоры. Обе части «стаканного фундамента» соединяют шарниром и скрепляют болтами.
На ряде железных дорог используют трубчатые металлические опоры, которые устанавливаются непосредственно в сруб железобетонной опоры или в «стаканный фундамент». Нижняя часть «стаканного фундамента» может служить для закрепления на ней металлической опоры временного восстановления.
Для временного восстановления поврежденных опор контактной сети рекомендованы также специальные «блочные фундаменты» и переходные плиты массой около 7 т, которые представляют собой монолитные
железобетонные блоки для установки на них опор контактной сети вре-менного восстановления; они также могут быть применены для установки опор временного восстановления ВЛ.
В комплект опор временного восстановления входят: анкера, полу-шпалки, тросовые оттяжки, падающая стрела, консоли, кронштейны, фиксаторы, арматура контактной сети и др., а в общий комплект аварийного запаса входят также полимерные изоляторы контактной сети для участков постоянного и переменного тока, которые устойчивы к механическим повреждениям и имеют высокие электрические характеристики.
На ряде дорог имеются металлические переходные плиты, которые устанавливаются на поврежденные фундаменты металлических опор контактной сети с последующей установкой на них опор других типов, в том числе опор гибких поперечин. Они изготовляются из стального проката толщиной 20—25 мм. В комплект каждой переходной плиты входят восемь болтов с гайками и шайбами. Расстояние между отверстиями в переходных плитах определяется в зависимости от типа опор с учетом их взаимозаменяемости.
Монтаж и демонтаж опор временного восстановления должен произ-водиться персоналом, прошедшим подготовку на учебно-тренировочном полигоне по отработке безопасных приемов выполнения этих работ. При этом необходимо руководствоваться:
- Правилами безопасности при эксплуатации контактной сети и уст-ройств электроснабжения автоблокировки железных дорог (ЦЭ-750);
- Инструкцией по безопасности для электромонтеров контактной сети (ЦЭ-761);
- разработанной и утвержденной местной Инструкцией по безопасности при установке опор временного восстановления, учитывающей местные особенности.
При потере устойчивости опор контактной сети, которая имеет место при уменьшении плотности грунта, смещении земляного полотна, а также в случае нарушений технологических требований и норм при установке в мерзлый грунт в осенне-зимний период, производят их выправку, т.е. установку в вертикальное положение.
Способы выправки опор и временного закрепления их в вертикальном положении показаны на рис. 12.19.9. Во всех случаях для выправки опоры разрабатывают котлован глубиной не менее 2 м. На высоте 2—3 м от уровня головки рельса на опоре закрепляют полиспасты грузоподъемностью не менее 2 тс, которыми выправляют опору до верти кального положения, после чего укладывают лежни, засыпают и тря буют грунт в котловане и устанавливают вспомогательные оттяж] анкера, подкосы и др., фиксирующие опору конструкции.
7 РАБОТЫ НА ОТСАСЫВАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРАХ БЕЗ СНЯТИЯ НАПРЯЖЕНИЯ С КОНТАКТНОЙ СЕТИ
IV-19-1. Работы на отсасывающих трансформаторах без снятия напря-жения с контактной сети могут производиться в том случае, когда эти трансформаторы подсоединены к контактной сети и проводу обратного тока через изоляторы, расположенные у несущего троса контактной сети, и провода обратного тока.
Отсасывающие трансформаторы должны быть приняты "специальной комиссией при участии начальника дистанции контактной сети и инженера участка энергоснабжения с составлением акта о возможности безопасного выполнения работы на них.
Перечень отсасывающих трансформаторов, утвержденный руководст-вом участка энергоснабжения, должен находиться у энергодиспетчера и на дистанции контактной сети.
Работу следует выполнять в светлое время суток по наряду и приказу энергодислетчера. Руководитель работ должен иметь квалификационную группу не ниже V.
IV-19-2, До начала работы по приказу энергодислетчера включают разъединитель контактной сети, шунтирующий первичную обмотку отса-сывающего трансформатора. Ключ от привода разъединителя на период ра-боты должен находиться у руководителя работ.
После этого по команде руководителя работу выполняют в следующем порядке:
а) съемную вышку устанавливают на путь в месте подключения шлей¬фа отсасывающего трансформатора к контактной подвеске. На вышку поднимаются два монтера с квалификационными группами V и IV;
б) электромонтер с квалификационной группой V завешивает пере-носную шунтирующую штангу по обе стороны изолятора, врезанного в шлейф, отсоединяет шлейф от контактной сети и Надежно закрепляет его. После отсоединения шлейфа работающие снимают шунтирующую штангу, спускаются с вышки и убирают с пути вышку;
в) устанавливают на провод обратного тока изолирующую лестницу длиной 7 или 9 м на расстоянии не менее 1 м от изоляторов, врезанных в шлейф отсасывающего трансформатора у провода