Проект реконструкции контактной сети станции Айдырля

2. ПРОЕКТ КОНТАКТНОЙ СЕТИ СТАНЦИИ АЙДЫРЛЯ

 

2.1. Определение  нормативных нагрузок на провода  контактной сети 

 

Нагрузки  определяются с учетом защищенности от ветра и насыпи для следующих  режимов: без дополнительных влияний; при ветре наибольшей интенсивности; при гололеде с ветром.

 

Нагрузка  от силы тяжести одного метра контактной подвески без дополнительных влияний:

 

  ,                                 (2.1)

 

где g_н – нагрузка от силы тяжести несущего троса (НТ):

для ПБСМ95 g_н = 0,755 даН/м,

для ПБСМ70 g_н = 0,586 даН/м;

g_к – нагрузка от силы тяжести контактного провода (КП):

для МФ100 g_к = 0,873 даН/м,

для МФ85 g_к = 0,74 даН/м;

g_c = 0,1 даН/м – нагрузка от силы тяжести зажимов и струн;

n=1 – число контактных проводов.

Нагрузку  от силы тяжести проводов взяли из методических указаний /5/. Для комбинированных проводов (АС-35/6,2) g=0,145 даН/м.

Для главного пути  ПБСМ95+МФ100   

 

;

 

Для второстепенного пути  ПБСМ 70 + МФ85

 

.

Нагрузка  от силы тяжести гололеда на один метр длины провода

 

,

 

где произведение и тогда получим

 

  ,                                     (2.2)

 

где b – толщина стенки гололеда;

 d   – диаметр провода, мм.

Расчетное значение толщины стенки гололёда  в = в_н∙К₁∙К₂, где в_н – нормативная величина стенки гололеда, берётся из исходных данных. коэффициенты  К₁ и К₂ определяются по методике, приведенной в /6, стр.28/.

Для контактного  провода   a    

где А и  Н – соответственно ширина и высота контактного провода.

;

,

где:

  

 

 

Для главного пути станции:

(НТ)      

;

;

;

;

(КП)                             

;

;

;

;

(ПЭ)                             

  ;

;

;

.

 

Для второстепенного пути станции:

(НТ)                                

;

;

;

;

(КП)                            

  ;

;

;

.

 

Суммарная нагрузка от силы тяжести гололеда на одном метре контактной подвески определится:

 

                                       (2.3)

 

где g_гн, g_гк – соответственно нагрузка от силы тяжести гололеда на несущем тросе и гололеда на контактном проводе.

Для главного пути станции 

 

.

 

Для второстепенного пути станции

 

.

 

Ветровая  нагрузка на провод без гололеда

 

                                   (2.4)

 

где V_p – расчетная скорость ветра, учитывая что

 

                                                      (2.5)

где

V_ном=29м/с

К=1 – на станции;

C_x – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления /5/;

С_х=1,2 – для ПЭ;

С_х=1,25 – для НТ и КП (МФ85 и МФ100);

 d –диаметр провода, м. Для контактного провода вертикальный размер сечения Н, мм.

 

d=d_p – для НТ и ПЭ;

d=H – для КП;

      

Для главного пути станции

 

(НТ)                    ;

(КП)                    ;

(ПЭ)                    .

 

Для второстепенного пути станции

 

(НТ)                  

(КП)                  .

 

Ветровая  нагрузка на провод в режиме гололеда с ветром

 

                            (2.6)

 

где V_гл – принимается из /7, стр.42/, (V_гл=0,5V_р).

 

 

Для главного пути станции

 

(НТ)             ;

(КП)             ;

(ПЭ)             .

 

Для второстепенного пути станции

 

(НТ)           

(КП)            .

 

Результирующая нагрузка на отдельный провод

в режиме наименьших температур q=g;

при ветре наибольшей интенсивности:     

 

  .                                                       (2.7)

 

Для главного пути на станции

 

(НТ)      ;

 (КП)         ;

 (ПЭ)         .

 

Для второстепенного пути станции

 

(НТ)         ;

(КП)         .

 

_{Результирующая  нагрузка на провод при гололеде с ветром}

 

.                                                     (2.8)

 

_{Главные пути на станции:}

 

_(НТ)         ;

(КП)           ;

(ПЭ)           .

 

Второстепенные пути на станции:

 

(НТ)                 ;

(КП)                .

 

Результирующая  нагрузка на несущий трос цепной подвески определяется без учета ветровой нагрузки на контактные провода, так  как её основная часть воспринимается фиксаторами:

в режиме ветра наибольшей интенсивности

 

                                                    (2.9)

 

в режиме гололеда с ветром:

 

                                            (2.10)

 

где g_гл (формула 2.3)

 

Для главного пути станции

 

 

Для второстепенного пути станции

 

 

2.2. Расчет натяжения проводов

 

Принимаемые в расчетах наибольшие и номинальные  натяжения проводов приведены из [5]. Натяжение несущего троса (Т₀) при беспровесном положении контактного провода предварительно принимается:

-для ПБСМ -                         

Натяжение несущего троса при ветре набольшей  интенсивности 

Т_в=0,75Т_дп при ПБСМ.

Действительные  значения Т₀ и Т_в определяются при механическом расчете контактной подвески.

 

Главные пути:

 

 

_{Второстепенные  пути:}

 

 

2.3. Определение допустимых пролетов

 

Наибольшие  длины пролетов устанавливают в  режиме ветра наибольшей интенсивности.  При этом ветровые отклонения контактного  провода на прямых участках пути не должны превышать 0,5м, а на кривых – 0,45м. Наибольшее расстояние между опорами, для обеспечения надежного токосъема  принимается равным не более 70 м /5,стр. 8/.

Для прямых участков пути

 

                   (2.11)

 

где К – номинальное натяжение контактного провода, даН/м;

n – количество контактных проводов;

Р_вк – ветровая нагрузка на контактный провод, даН/м;

Р_э – эквивалентная нагрузка, передающая с несущего троса на контактный провод, даН/м;

R – радиус кривой пути, м;

в_кдоп – наибольшее допустимое ветровое отклонение контактного провода, м, (в_кдоп =0,5 – на прямых участках);

 j_k – прогиб опоры под действием ветра на уровне крепления контактного провода /5/ ( j_k =0,01);

 

Главные пути:

 

 

Второстепенные  пути:

 

 

Средняя длина  струн в средней части пролета  определяется по формуле:

 

;  (2.12)

 

где  h₀ – конструктивная высота цепной подвески, /6/, м, (h₀ =2,0 м); 
g – нагрузка от силы тяжести цепной подвески, даН/м; 
T₀ – натяжение несущего троса при беспровесном состоянии контактного провода,  даН.

Главные пути:        

  

 

 

Второстепенные  пути:

 

.

 

Формула для определения удельной эквивалентной  нагрузки имеет вид:

 

                        (2.13)

 

где Р_вн - ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;

Р_вк – ветровая нагрузка на контактный провод, даН/м;

К – номинальное натяжение контактного провода, даН/м;

Т - натяжение несущего троса в режиме ветра наибольшей интенсивности, даH;

l  - длина пролета, м;

h_и - длина гирлянды подвесных изоляторов и крепительных деталей для несущего троса, м. Определяется из /7, стр. 346/  (h_u =0,42 м);

q_v - результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;

g_к - нагрузка от силы тяжести контактного провода, даН/м;

γ_н - прогиб опоры под действием ветра на уровне крепления несущего троса, м;

 l_ср- средняя длина струн в средней части пролёта, м.

 

Главные пути станции:

 

 

Второстепенные  пути:

 

 

Пересчитаем максимальные длины пролетов с учетом удельной эквивалентной нагрузки на прямых участках пути:

 

Главные пути  станции

 

 

Второстепенные  пути

Принятые  длины пролетов приведены в таблице  13

 

Таблица 13 – принятые длины пролетов участков

Участок	max , м.
	Рэ=0( )	Рэ¹0( )	Принятое
Главные пути станции	67,8	66,45	67
Второстепенные пути станции	65,37	64,8	65

 

2.4. Разработка  схем питания и секционирования станции

 

Схема питания  и секционирования контактной сети должна обеспечивать: наименьшие потери напряжения и энергии в сети при  нормальном режиме работы электрифицированного участка; минимальные нарушения  графика движения поездов при  выходе из работы какой-либо секции контактной сети. На отечественных магистральных  железных дорогах предусматривается  только двустороннее питание фидерных зон. При одностороннем питании  небольших по длине участков проектируются  шунтирующие линии.

При составлении  схем секционирования предусматривают  продольное и поперечное секционирование  и секционирование с обязательным заземлением отключенной секции. Продольное секционирование предусматривает  разделение контактной сети станций  перегонов у каждой тяговой подстанции и поста секционирования. Если на станции расположена тяговая  подстанция, то все станционные пути питаются от одного фидера, который  является резервным для питания  любого из перегонов. Деповские пути также питаются от отдельного фидера. Продольное секционирование осуществляется изолирующими сопряжениями на участках постоянного тока и изолирующими сопряжениями с нейтральной вставкой – на участках переменного тока.

В схеме  секционирования контактной сети должно быть использовано как можно меньше секционных изоляторов и разделителей. На станциях в отдельные секции выделяются электрифицированные парки и  горловины.

При поперечном секционировании предусматривается  разделение контактных подвесок главных  путей и перегонов. Если к главному пути примыкает более трех путей, то их выделяют в отдельную секцию. В гололедных районах, кроме первого, контактная подвеска по каждому главному пути должна иметь одинаковое сечение  для составления схем и равномерного нагрева проводов при плавке гололеда.

Секционирование с обязательным заземлением отключаемой  секции осуществляют для погрузочно-разгрузочных путей; в местах снабжения пассажирских поездов водой и налива емкостей через верх; осмотра оборудования и отстоя электроподвижного состава; электродепо и пунктов экипировки. Заземление отключенной секции осуществляется специальным секционным разъединителем с заземляющим ножом и ручным приводом. На участках переменного  тока при дистанционном управлении предусматривается два разъединителя, один из которых включается на землю. Приводы этих разъединителей сблокированы так, что одновременное их включение  невозможно. Поперечное секционирование  осуществляется секционными изоляторами. Электрическое соединение секций производят секционными разъединителями.

На питающих фидерах постоянного тока, если его  длина более 150 м и менее 750 м, предусматривается  включение линейного разъединителя  с ручным приводом. При длине более 750 м разъединитель оборудуют  моторным приводом.

Питающие  линии переменного тока во всех случаях  присоединяют к контактной сети линейными  разъединителями с двигательным приводом.

На схемах питания и секционирования указывается  нормальное положение разъединителей. Продольные разъединители обозначают первыми буквами русского алфавита: А, Б, В, Г и т.д.; поперечные – буквой П; разъединители питающих линий  – буквой Ф; разъединители с заземляющим  контактом – буквой З; прочие разъединители – буквой Р; деповские разъединители – буквой Д. К каждой из указанных букв в случае необходимости добавляют цифровой индекс, соответствующий номерам путей, направлений, фидеров. Разъединителям, питающим четные пути, присваивается четный индекс, для разъединителей нечетных путей – нечетный индекс.

Схема питания  и секционирования представлена в приложении А.

 

2.5. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной      цепной подвески