Расчет контактной сети участка железной дороги переменного тока

Найдем максимально допустимые длины пролетов по ветровым отклонениям контактного провода без учета влияния несущего троса, то есть считая Рэ=0 и К1= 1.

L max ==75,115=75 м

Определяем значение коэффициентов К1 и К2 по  [8,71]:

При   *=0,51; К3=0,64;  *  =0,20;   * =1,03

К2 = 0,64 * 1,41 * 1,00 = 0,902

К1 = 0,902 * 2 * 0,51 * 0,20 * 1,03 = 1,113

Удельная эквивалентная нагрузка определяется по формуле, даН/м

                          Рэ=                      (3.4)

Где  Т – номинально натяжение несущего троса контактной подвески в расчетном режиме Т=2000 да Н/м;

К- номинальное напряжение контактного провода, К=1000 даН/м;

hu –длина подвески гирлянды изоляторов, м , hu =0.55;

lср –средняя длина струны в средней части пролета, м.

Средняя длинна струны lср, м, определяется по формуле

                                          lср=h-0,115*                                               (3.5)

где h - конструктивная высота контактной подвески, м,  h=1,8 м;

Т0 –натяжение несущего троса контактной подвески при бес провесном положении контактного провода Т0 =1600 даН/м.

Приведем пример расчет по формулам (3.4) и (3.5)

lср = 1,8-0,115 *= 1,167 м;

 

Рэ == -0,216 даН/м

Подставляя полученные значения К1 и Рэ В формулу (3.1) получили значение длины пролета L max =62 м. Если длины пролетов отличаются друг от друга более чем на 5%, повторяем расчет до тех пор, пока разница длин пролетов не окажется меньше. Последнее значение длины пролета округляем до целого числа и принимаем как искомое. Длины пролетов на боковых путях станции рассчитываются аналогично, и принимается для проектирования то значение, которое меньше. После произведенных окончательных расчетов получили длину пролета на главном пути L max =62 м, на боковых путях L max =64м.

Исходя из этих расчетов, принимаем длину пролета на станционных путях 62м.

Длинна  пролёта   Дистанция L max L max Уточненная длина пролетов, м Станция 75,115 62,075 62 Главные пути 75,115 62,075 62 Боковые пути 76,742 63,729 64 Перегон 62,172 64,804 64 Выемка глубиной 2 м 62,172 64,804 64 Насыпь высотой 5м 73,746 60,994 60 Кривая радиусом 600 м 66,423 60,467 60 Таблица 3.1

 

3.1 Составление схемы питания и секционирования

 

Схема питания и секционирования должна быть спроектирована так, чтобы были обеспечены меньшие потери напряжения и энергии в сети при нормальном режиме работы, селективная работа защит при повреждениях и минимальные нарушения графика движения поездов при выходе из строя контактного провода секции контактной сети. При этом на станциях необходимо обеспечить максимальную самостоятельность маршрутов.

Деление контактной сети на отдельные участки-секции служит для обеспечения надежной работы и удобства ее обслуживания. Секционирование станций зависит от наличия на них тяговых подстанций, количества путей, парков, депо, погрузочно-разгрузочных путей и т. п.

Схема секционирования должна предусматривать возможно меньшее количество секционных изоляторов, разъединителей и минимальное количество операций по переключению разъединителей.

Продольное секционирование предусматривает отделение контактной сети перегона от контактной сети станции по каждому главному пути. В месте развела питания для устранения замыкания полозом токоприемника проводов различных фаз устраивают трех пролетные изолирующие сопряжения и нейтральные вставки. Для подачи напряжения на нейтральную вставку в случае остановки под нею ЗПС предусмотрены нормально отключенные разъединители Н1, Н2, Н3 и Н4 с ручным приводом. Места расположения вставок выбирают с учетом профиля линии на основании тяговых расчетов.

На станциях с развитой сетью электрифицированных путей при секционировании допускается присоединять к контактной подвеске каждого главного пути подвески двух-трех смежных станционных путей. Поэтому на станциях, где более восьми станционных путей предусматривают поперечное секционирование.

Поперечное секционирование предусматривает разделение контактных сетей каждого из главных путей и позволяют резервировать каждый из двух фидеров, подключенных к одноименной фазе. Кроме того, на станциях с числом путей, примыкающих к каждому из главных, более трех проектируют дополнительное поперечное секционирование. Поперечное секционирование контактной сети между путями осуществляется секционными изоляторами, поперечными разъединителями, а также врезными изоляторами.

Для обеспечения поездной и маневровой работы число переключаемых секций должно быть как можно меньшим.

На станциях, имеющих парки или отдельные группы электрифицированных путей, секционирование должно быть выполнено так, чтобы при отключении одной из секций сохранилась возможность приема и отправления поездов на остальные секции станции. Для этого применяют схему с выделением горловины станции в отдельную секцию, когда можно отключить любой парк станции, не снимая напряжения с контактной сети остальных. Подвески таких парков питают, как правило, отдельными сетевыми фидерами от тяговой подстанции.

Независимо от числа электрифицированных путей в самостоятельные секции выделяют контактную сеть путей, на которых выполняют погрузочно-разгрузочные работы, пути осмотра крышевого оборудования и отстоя ЭПС, а также пути экипировки электровозов. Присоединение контактной подвески этих путей выполняют секционными разъединителями с заземляющим ножом, при отключении которых одновременно заземляется отключенный участок контактной сети. Это делают для безопасности обслуживающего персонала при попадании напряжения на подвеску, вблизи которой выполняется работа.

На схеме питания и секционирования указывается нормальное положение разъединителей (включенное и отключенное). Продольные разъединители обозначаются буквами А, Б, В, Г и так далее; П - поперечные, Ф - питающие фидера, З –с заземляющими контактами; Р- прочие, добавляя к этим буквам цифровые индексы, соответствующие номерам путей и направлений [1,234-241] или [5,213]

 

3.2 Трассировка контактной сети на станции

 

Составление планов (трассировка) контактной сети является важным этапом в проектировании контактной сети. Планы контактной сети составляют отдельно для станций и перегонов. Условия расстановки опор на станциях несколько сложнее, чем на перегонах. Поэтому трассировку контактной сети обычно сначала производят на станциях

План контактной сети станций и перегонов являются чертежами, выполняемыми проектными организациями. По ним производятся строительные работы строительно-монтажным поездом. Для того, чтобы выполнить установку строительных конструкций, каждая опора на плане контактной сети должна иметь две отметки (координаты или привязки, характеризующие ее место установки). Этими отметками являются габарит опоры к оси ближайшего пути и пикетная привязка (отметка) опоры. На планах контактной сети должны быть указаны типы основных строительных конструкций и приведены их спецификации.

Для возможности производства монтажных работ, на планах контактной сети в соответствии с условными обозначениями должны быть показаны анкеровки, сопряжения анкерных участков (изолирующие и не изолирующие), средние анкеровки, мачтовые разъединители, секционные изоляторы, разрядники и приведены спецификации на провода и тросы (спецификация анкерных участков).

 

3.3 Подготовка плана станции

 

Планы контактной сети станций составляют в увязке с существующими и выполняемыми проектами путевого развития станций, мостов и путепроводов, переходов линий электропередачи, СЦБ и связи, водопровода, канализации и других подземных коммуникаций, а также в увязке с генпланами тяговых подстанций и постов секционирования. Основным исходным документом для составления плана контактной сети является план станции в масштабе 11000. Положение опор контактной сети на плане определяется, как правило, расстоянием от оси ближайшего пути (габаритом) и расстоянием от оси пассажирского здания, измеренным по оси базисного пути, чаще всего главного. Поэтому ось пассажирского здания принимают за нулевой пикет и от него в обе стороны тонкими вертикальными линиями через каждые 100 мм (в натуре - 100 м) наносят условные станционные пикеты.

На плане показывают пути, подлежащие электрификации, а также стрелочные переводы, сигналы, подземные коммуникации, искусственные сооружения, указывая их расположение относительно оси пассажирского здания и ближайших путей. Число и назначение путей, оборудуемых контактной сетью, устанавливают в зависимости от размеров движения, специализации путей, принятых организации движения и тяги локомотива (тепловоз, электровоз), выполняющего маневровую работу.

На участковых, сортировочных и других крупных станциях, обслуживаемых автономными маневровыми локомотивами, контактной сетью оборудуют: пути для приема и отправления поездов с электрической тягой; сортировочные пути, предназначенные для непосредственного приема или отправления с них поездов на электрифицированные участки; пути электровозного и мотор-вагонного хозяйства; предохранительные и улавливающие тупики, примыкающие к электрифицированным путям.

Планы контактной сети станций обычно составляют в следующем порядке:  намечают места фиксации контактных проводов в горловинах станций; выбирают наилучший вариант расстановки несущих и фиксирующих опор, опор изолирующих сопряжений, опор средней части станции, у пассажирского здания и искусственных сооружений; выполняют трассировку (разводку) анкерных участков, намечают места для а В/1 и анкерных опор, производят трассировку питающих и отсасывающих линий, и других проводов, увязывая их между собой; подбирают типы опор, фундаментов, консолей и др.

 

3.4 Расстановка опор в горловинах станции

 

При расстановке опор в горловинах станции учитываем возможность устройства анкеровок всех проводов с путей, заканчивающихся (или начинающихся) в горловинах, без установки дополнительных анкерных опор и стремимся к максимальному совмещению опор различного назначения (несущих, анкерных и фиксирующих). Кроме того, учитываем возможность размещения секционных изоляторов вблизи опор, установки и удобного присоединения к проводам контактных подвесок секционных разъединителей в соответствии с принятой схемой секционирования станции, а также подвески питающих и других проводов на опорах контактной сети.

После расстановки несущих и фиксирующих опор в горловинах станции намечаем места установки опор изолирующих сопряжений анкерных участков контактных подвесок станции и примыкающих к ней перегонов. При этом, кроме отмеченных выше положений, принимаем во внимание следующее:

• крайняя опора изолирующего сопряжения должна быть расположена не ближе 5 м от входного сигнала в сторону станции,
• длина анкерных участков контактных подвесок главных путей станции не должна быть более 1600 м;
• опоры и анкерные ветви контактных подвесок не должны ухудшать      видимость сигналов.

В качестве анкерной опоры для станционной подвески используем крайнюю переходную опору.

Расположение опор изолирующих сопряжений анкерных участков увязываем с намеченными опорами в горловинах. Схемы изолирующих сопряжений анкерных участков и нейтральных вставок принимаем по типовым чертежам. При разметке зигзагов может получиться, что на двух смежных опорах зигзаги имеют одинаковое направление. В таком случае зигзаги увязываем, размещая контактный провод у одной из опор без зигзага (с нулевым зигзагом) и сокращая, когда это требуется по условиям ветроустойчивости контактной подвески, длину одного-двух пролетов [4,14-18].

 

3.5 Расстановка опор в средней части станции

 

После расстановки опор по концам станции расставляем опоры в средней части станции. Здесь следует применять максимально допустимые пролеты, стремясь к установке наименьшего числа жестких и гибких поперечин.

В качестве основного типа несущих конструкций контактной сети на станциях принимаем жесткие поперечины, перекрывающие два - восемь путей. Для имеемых на станции искусственных сооружений сначала выбираем способ прохода контактной сети через эти сооружения, а затем намечаем места установки ближайших к сооружениям опор. В случае использования пешеходного моста в качестве поддерживающего устройства ближайшие к нему опоры располагаем на расстоянии, равном или близком к допустимому пролету на станции.

После расстановки опор у искусственных сооружений намечаем места установки опор жестких поперечин. При этом длину одного-двух пролетов, расположенных примерно посередине анкерных участков главных путей станции, принимаем на 10% меньше длины допустимого пролета, чтобы разместить в них средние анкеровки контактных проводов. Такая предварительная разметка мест установки опор позволяет выявить наименьшее необходимое количество опор, а также их рациональное размещение.

Пролеты между двумя-тремя жесткими поперечинами, расположенными около горловин станции, предусматриваем (сохраняя минимальное необходимое количество опор поперечин) короче допустимых, чтобы не устанавливать специально фиксирующее опоры для фиксации контактных проводов на стрелочных кривых, а также иметь возможность монтировать контактные провода на одной из жестких поперечин с нулевым зигзагом. Последнее необходимо делать в некоторых случаях для увязки зигзагов контактных проводов на воздушных стрелках, расположенных в разных горловинах станции [4,19]

 

3.6 Разбивка анкерных участков

 

 После расстановки  опор по всей станции осуществляем  трассировку (разводку) анкерных участков  контактных подвесок электрифицируемых  путей и окончательно выбираем места установки анкерных опор. Количество анкерных опор должно быть минимальным.