Проектирование контакной сети

 

 

 

 

 

 

 

Усиливающий провод алюминиевый А-185
- сечение, мм2	185
- натяжение при t= - 40 оС, кН	9
Эластичность контактной подвески
Коэффициент неравномерности эластичности в пролёте, не менее	0,75
Ветроустойчивость контактной подвески
Наибольшее допустимое отклонение контактного провода от оси токоприёмника, мм
- на кривых	450
- на прямых	500
Ветроустойчивость обеспечивается применением ветровых струн и упоров от опрокидывания фиксатора
Анкерные участки, сопряжения
Наибольшая длина анкерного участка, м	1500
Расстояние от анкерной опоры до средней анкеровки, не более, м	800
Сопряжение анкерных участков в зависимости от длин пролётов по расчёту:
Изолированные - четырёхпролётные	+
Неизолированные - трёхпролётные	+
Наибольшее отжатие токоприёмником контактных проводов, допускаемое под фиксатором, мм	300
Расстояние между контактным проводом и основным стержнем фиксатора без нагрузки, не менее, мм	450
Изоляторы
Разрушающая нагрузка при растяжении, кН, не менее
- консольные	70
- анкерные:
- тарельчатые стеклянные	120
- полимерные	120
- подвесные – тарельчатые стеклянные	70
Разрушающий изгибающий момент консольных изоляторов, кН/м, не менее	3,5
Длина пути утечки тока не менее, мм
- подвесных	950
- остальных	950
Допускается применение полимерных изоляторов	+
Провода и тросы
Несущий трос	ПБСМ-95, М-95
Контактные провода	МФ-100
Рессорный трос	М-35
Тросы средней анкеровки КП	М-70, ПБСМ-70
Провода средней анкеровки НТ	М-95, ПБСМ-95
Электрические соединители	М-70
Усиливающий, экранирующий провод	А-185
Для подключения ОПН к контактной сети	М-70, ПБСМ-70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.3. Характеристика выбранной цепной подвески

 

На перегоне принимается тип контактной подвески КС-160-25 – одинарная цепная компенсированная, полукосая на прямых участках и вертикальная на кривых участках пути, с рессорным тросом  и одним контактным проводом     (ПБСМ-95+МФ-100).

На станции на главном пути принимается одинарная компенсированная цепная подвеска с параметрами  КС-160-25. На остальных станционных путях, в отличие от цепной подвески на главном пути, - полукомпенсированная цепная подвеска ПБСМ-70+МФ-85.

Характеристики контактных подвесок представлена в табл. 4.

Профили контактного провода и несущего троса изображены на рис. 4, 5.

Основные геометрические и физико-механические параметры контактных проводов и несущих тросов представлены в табл. 5, 6.

 

  Таблица 4. – Характеристики контактных подвесок

 

Местоположение контактной подвески		Тип подвески	Род тока
Перегон		ПБСМ-95+МФ-100	Переменный
Станция	Главный путь	ПБСМ-95+МФ-100
	Боковой путь	ПБСМ-75+МФ-85

 

 

 

Рис. 4. – Контактные провода:

а – фасонные;

б – фасонные овальные;

ΔS– износ контактного провода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. – Многопроволочные провода (несущие и вспомогательные тросы):

а – медные (М), стальные (С, ПС), алюминиевые (А);

б – биметаллические сталемедные (ПБСМ) и биметаллические сталеалюминевые (ПБСА);

в – сталеалюминевые (СА);

1 – медь (алюминий); 2 – сталь; 3- алюминий.

 

Таблица 5. – Основные геометрические и физико-механические параметры контактных проводов

 

Параметры	Обозначения	Тип проводов
		МФ-85	МФ-100
Фактическая площадь сечения, мм2	S	85	100
Высота, мм2	H	10,8 0,1	11,8 0,11
Ширина, мм2	A	11,76 0,22	12,81 0,25
Расстояние, мм	C	1,3	1,8
Радиус нижней части провода, мм	R	6,0	6,5
Масса 1 км провода, кг	m	755	890
Линейная плотность, кг/м	ρl	0,755	0,890
Плотность материала, кг/м3	ρ	8900	8900
Электрическое сопротивление 1 км провода при 20 оС, Ом, не более	R	0,207	0,177
Температурный коэффициент линейного расширения, 10-6  оС-1		17	17
Временное сопротивление при растяжении, МПа (кгс/мм2), не менее	δвр	367,5 (37,5)	382,6 (37,0)
Нагрузка от силы тяжести, даН/м	g	0,746	0,873
Модуль упругости, ГПа	E	127,5	127,5
Разрывное усилие, даН, не менее	Hраз	3125	3625
Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, (с учётом гололёда)	Cх	1,25 (1,2)	1,25 (1,2)
Номинальное натяжение, даН	Кном	835	980
Допустимое натяжение, даН	Кдп	1000	1180
Номинальное напряжение, ГПа	σном	0,098	0,098
Допустимое напряжение, ГПа	σдп	0,118	0,118

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6. – Основные геометрические и физико-механические параметры несущих тросов

 

Параметры	Обозначения	Тип тросов
		ПБСМ - 70	ПБСМ – 95
Расчётная площадь сечения, мм2	Sр	72,2	93,3
Диаметр троса, мм	Dт	11	12,5
Диаметр проволоки, мм	Dпр	2,2	2,5
Число проволок	n	19	19
Приблизительная масса 1 км провода, кг	m	606	783
Линейная плотность, кг/м	ρl	0,598	0,774
Плотность материала, кг/м3	ρ	8230	8230
Электрическое сопротивление 1 км провода при 20 оС, Ом, не более	R	0,731	0,563
Температурный коэффициент линейного расширения, 10-6  оС-1		13,3	13,3
Временное сопротивление при растяжении, МПа (кгс/мм2), не менее	δвр	0,735	0,735
Нагрузка от силы тяжести, даН/м	g	0,586	0,759
Модуль упругости, ГПа	E	171,7	171,7
Разрывное усилие, даН, не менее	Hраз	4630	6000
Аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, (с учётом гололёда)	Cх	1,25 (1,2)	1,25 (1,2)
Номинальное натяжение, даН	Тном	1470	1765
Допустимое натяжение, даН	Тдп	1570	1960

 

При использовании биметаллического провода в качестве несущего троса следует применять провод типа ПБСМ 1, имеющий первый класс проводимости (провод ПБСМ 2 для этих целей применять не рекомендуется). Наименьшая толщина медной оболочки проволоки провода ПБСМ 1 составляет 10% радиуса, а ПБСМ 2 – около 7%. В многопроволочных проводах проволоки должны плотно прилегать одна к другой без выпирания  и перехлёстывания; вмятины, надломы, разрывы, повреждения медной (алюминиевой) оболочки и другие механические повреждения не допускаются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчёт нормативных  нагрузок на провода и тросы 

 

Нагрузки на провода и тросы принимают равномерно распределёнными по длине пролёта и называют распределёнными линейными, так как относят их к одному метру длины провода. Нагрузки, действующие на провода контактной сети, разделяются на вертикальные (от собственного веса проводов или подвесок и от веса гололёда на проводах или подвесках), горизонтальные (от воздействия) ветра на свободные от гололёда провода и на покрытые гололёдом) и результирующие (определяемые совместным действием вертикальных и горизонтальных нагрузок).

Нагрузки от собственного веса контактных подвесок g (даН/м) находят, суммируя нагрузки отдельных проводов, из которых состоит подвеска, струн и зажимов для их крепления. Нагрузку от рессорного троса, струн и зажимов учитывают приближённо, относя её к 1 м длины подвески в размере 0,1 даН/м при одном контактном проводе,

,

где nк – число контактных проводов.

Для контактной подвески ПБСМ-70+МФ-85:

, даН/м.

Для контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100:

, даН/м.

Нагрузки от веса гололёда на 1м длины провода или троса gri , даН/м,

,

где bг – расчётная толщина стенки гололёда, мм;

di – диаметр провода (для контактных проводов среднее арифметическое значение из высоты и ширины его диаметрально сечения), мм.

Для МФ-85 di=(10,8+11,76)/2=11,28;

МФ-100 di=(11,8+12,81)/2=12,31.

               

Расчётное значение толщины стенки гололёда определяется, мм,

,

где bн – толщина стенки гололёда, мм;

kr – коэффициент, учитывающий действительные диаметр провода и высоту его подвешивания.

Диаметры проводов и тросов рассматриваемых контактных подвесок примерно равны 10 мм, поэтому коэффициент равен kдм=1,0.

На перегоне в районе насыпи высотой 10 м провода контактной подвески будут находить на высоте относительно земли примерно 15 м, поэтому коэффициент равен kв=1,35. На остальном участке перегона и на всём участке станции провода контактной подвески будут находиться на высоте примерно равной 5 м, поэтому коэффициент равен kвс=1,10.

Тогда коэффициент kг будет определяться,

.

Коэффициент kг для участка с насыпью высотой 10 м (на перегоне),

.

 

 

 

 

 

Коэффициент kг для участка без насыпи (на станции и перегоне),

.

Расчётное значение толщины стенки гололёда для участка перегона с насыпью, мм,

.

Расчётное значение толщины стенки гололёда для участка перегона и станции без насыпи, мм,

.

При определении веса гололёдных образований на контактных проводах расчётную толщину стенки гололёда, учитывая удаление его эксплуатационным персоналом и токоприёмниками, условно принимают в размере 50% расчётного значения bг для остальных проводов.

 

 

Нагрузка от веса гололёда на участке перегона с насыпью, даН/м,

,

.

Нагрузка от веса гололёда на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,

,

.

Нагрузка от веса гололёда на боковых путях станции без насыпи, даН/м,

,

.

 

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске определяется, даН/м,

.

 

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на участке перегона с насыпью, даН/м,

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,

.

Нагрузка от веса гололёда на цепной подвеске на боковых путях станции без насыпи, даН/м,

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на цепной подвеске определяют как сумму g и gгi, даН/м.

 

 

 

 

 

 

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на участке перегона с насыпью, даН/м,

.

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на участке перегона и на главном пути станции без насыпи, даН/м,

.

Нагрузка от веса проводов с гололёдом на боковых путях станции без насыпи, даН/м,