Расчет контактной сети участка железной дороги переменного тока

Над главными путями станции предусматриваем контактные подвески того же типа и сечения, что и на перегонах.

Пересечение на воздушных стрелках главных путей станции различных цепных подвесок (компенсированной и полукомпенсированной) не допускается.

После того как все анкерные участки протрассированны, подсчитываем их длину. Анкерные участки длинной более 800 м устраиваем двухсторонней компенсацией контактного провода - в полукомпенсированных подвесках. В одном из средних пролетов таких анкерных участков предусматриваем средние анкеровки. В анкерных участках длиной менее 800 м делаем одностороннюю компенсацию проводов контактных подвесок. При этом компенсированную анкеровку проводов выполняем у наиболее удаленной от воздушных стрелок анкерной опоры.

Длину и номер анкерного участка указываем у каждой анкерной опоры. Анкерные участки главных путей нумеруем римскими цифрами, других путей - арабскими. У каждой опоры на Вертикальной линии указываем ее пикет (расстояние от оси пассажирского здания) и габарит установки. На плане показываем все длины пролетов (расстояния между несущими нагрузку опорами), которые для отличия от других цифр подчеркиваем одной чертой.

Все опоры, показанные на плане станции (включая специальные опоры для питающих и отсасывающих линий), нумеруем в направлении счета километров, начиная с первой анкерной опоры изолирующего сопряжения на одном конце станции до последней анкерной опоры на другом. При этом стремимся, чтобы опоры, расположенные со стороны четных путей, имели четные номера, а со стороны нечетных путей - нечетные.

Секционные изоляторы у стрелочных переводов располагаем между стрелкой и предельным столбиком, у входных и маневровых светофоров - за светофором (по направлению движения локомотива). Такое расположение секционных изоляторов позволяет лучше использовать станционные пути, так как при остановках локомотивов у предельных столбиков или у выездных и маневровых светофоров токоприемник электровоза не будет перекрывать секционный изолятор. Секционные разъединители показываем у тех опор, на которых они должны быть установлены. На анкерных железобетонных опорах установка секционных разъединителей не допускается.

 

4 Расчет анкерного участка полукомпенсированной цепной

подвески

 

Полукомпенсированные цепные подвески рассчитывают с целью проверки прочности несущего троса, определения соответствующих данных для правильного монтажа троса в разгруженном состоянии (без контактного провода) и стрел провеса всех проводов, которые необходимо знать при монтаже и эксплуатации.

При расчетах полукомпенсированных подвесок нужно определить режимы, которым соответствует максимальное нажатие или стрела провеса. Максимальное натяжение в проводах может возникнуть в режиме минимальной температуры или максимальных дополнительных нагрузок, возникающих при гололеде с ветром. Для выбора между этими режимами пользуются понятием критического пролета.

Критическим называется такой пролет, при котором натяжение провода равно максимальному в обоих указанных режимах. Если расчетный пролет меньше критического (1< 1кр), то максимальным натяжение будет при минимальной температуре, а если расчетный пролет окажется больше критического (1 >1 кр), то максимальное натяжение будет при наибольших дополнительных нагрузках.

 

4.1 Определение длины эквивалентного пролета

 

Для несущих тросов цепных подвесок на подвесных изоляторах расчетным является эквивалентный пролет, в котором натяжение меняется по тому же закону, что и во всем анкерном участке. Эквивалентным пролетом для данного анкерного участка называется пролет такой длины, в котором при всех изменениях атмосферных условий натяжение будет изменяться по тому же закону, как и в анкерном участке при действительно имеющихся пролетах. Определим эквивалентный пролет по формуле:

                                               1э =                                                     (4.1)

где,

1i – длина пролета, м;

1а – длина анкерного участка;

 i-номер пролета;

n- число пролетов в анкерном участке, шт.

 Рассчитаем эквивалентный пролет  для двадцать седьмого анкерного  участка по формуле:

1э == 57,636 = 58 м.

 

4.2 Определение длины критического пролета

 

Определим длину критического пролета для несущего полукомпенсированной цепной подвески по формуле:

 

                                     1кр = Zmax *                                 (4.2)

где, Zmax- максимальное приведенное натяжение подвески, даН;

Wr- приведенная линейная нагрузка на подвеску при гололеде с ветром, даН;

24*ан- температурный коэффициент линейного расширения материала несущего троса 24*ан=319,10 С;

tr-  расчетная температура гололедных образований, tr=-50 С;

tmin – минимальная температура, tmin=-500 С.

Приведенную величину Zmax найдем по формуле:

 

                             Zmax = Tmax ** К,                                         (4.3)

 

где Tmax- максимальное натяжение несущего троса, Tmax=2000 даН;

- конструктивный  коэффициент цепной подвески;

− номинальное натяжение контактного провода, К=1000 даН.

онструктивный коэффициент подвески определим по формуле:

                                         =  ,                                           (4.4)

где  -коэффициент, рассчитываемый по формуле :

                                                  * =                                              (4.5)

где  с – расстояние от оси опоры до ближайшей простой струны, с=10м.

Произведем расчет по формулам:

* == 0,023;

== 0,015;

Zmax = 2000 + 0.015 * 1000 = 2015 даН;

Приведенные линейные нагрузки на провода соответственно при гололеде с ветром и при минимальной температуре рассчитаем по формулам:

                               Wг = gгт * (1+*),                                             (4.6)

                                  Wt min = gг * (1 +),                                              (4.7)

Необходимые для расчета несущего троса при беспроводном положении контактного провода принимаем равными 90% максимально допустимого:

                                        Т0 = 0,90 * Тmax,                                            (4.8)

Т0 = 0,90 * 2000 = 1800да Н;

Произведем расчеты по формулам:

Wг = 4,383 * (1 +* ) = 4,339 даН/м;                                        W t max = 2,231 * (1 +) = 2,25 даН/м;   

Длина критического пролета будет равна:

L кр = 2015 *= 63,866 м.

Так как критический пролет оказался больше эквивалентного

lкр=64м >lэ=58 м, то максимальное натяжение несущего троса будет при минимальной температуре. Решим эту задачу из сравнения нагрузки при гололеде с ветром с критической нагрузкой, которую определим по    формуле:

 

                        g кр =-,                       (4.9) g кр =-= 4,233 даН;

 

Поскольку gкр>gr  максимальное натяжение несущего троса будет при минимальной температуре.

 

4.3 Выбор температуры беспровесного положения контактного провода

 

Так как при полукомпенсированной подвеске с одним контактным проводом скорость движения поездов более 140 км/ч не допускается, то искомая температура определяется по формуле:

                                      t0 = tср - t,                                                         (4.10)

где tср- среднегодовая температура района, 0С;

t- величина, принимаемая равной 10-15,0 С

                                           t0 =                                                     (4.11)

t0 =- 12,5 = -17,5 0С

4.4 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода

 

Натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода найдем из следующих уравнений:

                               t0 = A1 +-,                                                (4.12)

                               А1 = tmin -+,                                    (4.13)

                                    B0 =                                                                 (4.14)

где  - произведение температурного коэффициента линейного расширения материала провода, его модуля упругости и площади поперечного сечения, =17,93 да Н/0.

Произведем расчет по формулам:

А1 = -50 -+= 53,481;

В0 = 1,762 * 582 * 3135 = 32,26 * 106;

T0 = 53,418 +-= -500С

 

4.5 Расчет разгруженного несущего троса

 

Для монтажа несущего троса без контактного провода необходимо иметь монтажную кривую и монтажную таблицу. Построение монтажной кривой Трх=f(tx) ведем задаваясь натяжениями разгруженного несущего троса и определяем соответствующие этим натяжениям температуры по уравнениям :

                                 t0 = A0 + - ,                                                 (4.15)

                             A0 = t0 - + ,                                              4.16)

                                        Вр =,                                                          (4.17)

Произведем расчет по этим формулам:

А0 = -50 -+= 53,481

Вр =1,762 *582 *3135 = 32,23 * 106

Задаемся натяжением разгрузочного несущего троса и определяем соответствующие этим натяжениям температуры

Пример расчета: при значении Трх= 1200 даН

tx = 53,418 +-= 8.9540С

Результаты расчетов представлены в таблице 4.1                                    Таблица 4.1 Результаты расчета разгруженного несущего троса

Трх, даН	2000	1900	1800	1700	1600	1500	1400	1300	1200	1100	1000	977
tx, 0С	-50	-44	-37	-30	-23	-16	-8	0	9	19	30	40

 

По данным таблицы 4.1 построена кривая Т рх = f(tx).

Определение стрел провеса нагруженного несущего троса.

Стрелы провеса нагруженного контактным проводом несущего троса Fx в м для каждого из заданных действительных пролетов, входящих в анкерный участок, определяют по формуле:

                       Fx =+, м                             (4.18)

В этой формуле:

1-длина пролета в м, для которого рассчитывается стрела провеса несущего троса,

е- расстояние от опоры до первой простой струны в м;

К- натяжение контактных проводов в

То - натяжение несущего троса при беспровесном положении контактных проводов в даН, определено выше;

Tx - натяжение несущего троса в даН, соответствующее температуре tx, для которой рассчитывается значение стрелы провеса Fx;

g0- вертикальная нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной подвески при беспровесном положении контактных проводов в даН/м; т.е. g0= g

gx - вертикальная нагрузка на несущий трос от веса всех проводов цепной подвески, соответствующая расчетным условиям, даН/м

Из формулы следует, что расчет стрел провеса несущего троса должен быть выполнен по этой формуле отдельно для каждой заданной температуры txдля соответствующих заданным температурам значения натяжения несущего троса Tx.

Значения Tx, соответствующие заданным температурам tx, принимаются по составленной выше монтажной таблице натяжения несущего троса. Все прочие единицы, кроме Tx, входящие в формулу, не зависят от изменения температуры.

На основании итогов расчета стрел провес несущего троса нужно построить монтажные кривые стрел провеса несущего троса Tx(tx) При пост кривых Tx(tx) рекомендуется принять масштаб:

 по вертикали Fx= 10 мм – 0.1 м;

по горизонтали tx=10 мм – 10 0С;

ось Fx следует провести через 0°С.

При минимальной длине пролета 1max=62 м

Fx1 =+= 0.42 м

                              Fkx = , м                                            (4.19)

При минимальной длине пролета 1max =62 м

                              Fkx == -0,00 м

Все величины, входящие в формулу F kx, объяснены выше.

Из формулы видно, что стрелы провеса контактных проводов должны

быть определены в том же порядке, что и стрелы провеса несущего троса, т.е. отдельно для каждой заданной длины пролета и отдельно для каждой заданной температуры tx , (для каждого значения tx соответствующего заданным значениям температуры tx).

По окончании расчетов стрел провеса контактных проводов следует себя проконтролировать, убедится, что tx ниже t0, Fkx - отрицательны и тем больше, чем ниже температура; что при tx выше t 0 F xt- положительны и тем больше, чем выше температура. Если эта зависимость нарушена, значит в расчете есть ошибка. На основании итогов расчета стрел провеса контактных проводов Fkx следует построить монтажные кривые стрел провеса контактных проводов  Fkx (tx)