Расчет контактной сети участка железной дороги переменного тока

Вертикальные нагрузки от веса провода контактной подвески, ДПР и усиливающего провода- в режиме максимального ветра

                                          G = g * l + Gиз                                               (5.7)

Где  l –длина пролета, l=62м;

Gиз – вес гирлянды изоляторов, для цепной подвески с учетом части веса фиксаторов Gиз =30даН, для остальных проводов Gиз=15 даН, [7,258-284]

G п = 1,76 * 62 + 30 = 139,12 даН;

Gпрдпр = 0,191 * 62 + 15 = 26,78 даН;

Gпру = 0,492 * 62 + 15 = 45,504 даН.

- в режиме  гололеда с ветром

                                               Gп = (g + gr) * l + Gиз                                      (5.8)

где gr- распределенная нагрузка от веса гололеда на проводах.

Gп = (1,76 + 2,231) * 62 + 30 = 277,442даН; 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.5.1 Расчетная схема промежуточной консольной опоры

 

Gпрдпр = (0,191 + 1,043) * 62 + 15 = 91,466 даН;

Gпру = (0,492 + 1,378) * 62 + 15 = 130,963 даН.

Вертикальные нагрузки от веса консолей с учетом части веса фиксатора и от веса кронштейнов ДПР-КФДСУ:

- в режиме максимального  ветра:

                                                 Gкнв=Gкн+Gф                                             (5.9)

      где Gф- часть фиксатора, Gф=10 даН;

Gкн- вес консоли, даН; Gкн=44 даН;

Gкн = 46 даН.

Gкн1 = 44 + 10 = 54 даН

Gкн2 = 46 + 10 = 56 даН

Gкн = 51,6 даН

- в режиме гололеда  с ветром с учетом веса гололеда  на консолях и кронштейнах

                                               Gкгн = Gk + Gф + Gr                                        (5.10)

где Gx- вес гололеда на консоли Gx=10 даН, на кронштейне Gx=8 даН,

 

Gкгн1 = 44 + 10 + 10 = 64 даН;

Gкгн2 = 46 + 10 + 10 = 66 даН;

Gкгн = 51,6 + 8 = 59,6 даН.

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос, контактный провод, провод ДПР, усиливающий провод, которые передаются с проводов на опоры, определяются по формуле

                                                   Р = р * 1                                            (5.11) 

Где р –распределенные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески, из таблицы 3.

Расчет производим в режиме гололеда с ветром и в режиме максимального ветра

Рн = 1,389 * 62 = 86,118 даН.

Остальные  нагрузки определяются аналогично и результаты их расчетов представлены в таблице 4. Горизонтальная нагрузка от давления  ветра на опору определяется выражением

                                           Роп = Сх ** Sоп                                           (5.12)

Где Сх- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру, для конических железобетонных опор , Сх=0,7;

Sоп- площадь диаметрального сечения опоры, Sоп=3,46 м2.

- в режиме максимального  ветра 

Роп = 0,7 ** 3,46 = 102,329 даН;

- в режиме гололеда  с ветром

Роп = 0,7 ** 3,46 = 60,55 даН.

Нагрузку изменения направления проводов контактной подвески при отводе их на анкеровку определим по формуле:

                                                 Ризи =                                            (5.13)

Натяжение провода в расчетном режиме, даН/м; величина Z опреде6ляется выражением :

                                                 Z = Г + 0,5 * dдоп                                                         (5.14)

   где Г- габарит опоры, Г=3,1 м;

dдоп   -диаметр опоры на уровне головок рельсов, dдоп   =0,44 м.

Z = 3,1 + 0,5 * 0,44 = 3,3 м.

- для несущего троса  в режиме минимальной температуры

Ризи = = 32,311 даН/м;

- для контактного провода  во всех режимах

Ризи = = 23,44 даН/м;

Остальные нагрузки определяются аналогично, результаты расчетов представлены в таблице 4.

Определим изгибающие моменты относительно УОФ опор во всех расчетных режимах.

Расчетными режимами для расчета промежуточной опоры являются гололед с ветром и максимальный ветер.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.5.2 Нормативные нагрузки на опору контактной сети.

	Максимальный ветер, даН	Гололед с ветром, даН	Минимальная температура, даН
Gп	261,012	277,442	261,012
Gдпр	26,780	91,446	26,780
Gу	45,504	130,963	45,504
Gкн	56,000	66,000	56,000
Gкр	51,600	59,600	51,600
Pн	112,406	86,118	-
Pк	79,794	38,068	-
Pдпр	29694	72,478	-
Pу	54,129	86,936	-
Pоп	102,329	60,550	-
Pииз	23,440	24,247	32,311
Pкиз	16,182	16,182	16,182

 

Нормативный изгибающий момент относительно уровня УОФ для промежуточной опоры определим по формуле

М0 = nп * Gп * Zп + nкн * Gкн * Zкнпрi * Zпрi-nкр * Gкр * ZкрРн * hнРк * hкпрiPоп* h оп                                                                                                 (5.15)

- в режиме гололеда  с ветром

М0 = 277,442 * 3,3 + 66 * 1,8 - 91,466 * 1,5 - 130,963 * 1- 59,6 * 1,9 + 86,118 * 8,55 + 38,068 * 6,75 - 72,478 * 9,7 + 86,936 * 9,7 + 60,55 * 4,8 = 20,77 кН;

-в режиме максимального  ветра

М0 = 261,012 * 3,3 + 56 * 1,8 - 26,78 * 1,5 - 45,505 * 1 -51,6 * 1,9 + 112,406 * 8,55 + 79,794 * 6,75 - 29,694 * 9,7 + 54,129 * 9,7 + 102,329 * 4,8 = 29,91кН.

При расчете переходной опоры расчетными сечениями опоры  являются уровень УОФ и УПК, расчетными режимами являются ветер с гололедом, максимальный ветер и минимальная температура.

 Нормативный изгибающий  момент относительно УОФ для  переходной опоры определим по  формуле:

 

М0 = nп * Gп * Zп + nкн * Gкн * Zкнпрi * Zпрi - nкр * Gкр * Zкр

(Рнв -Рниз) * hн + (Ркв - Ркиз) * hкпрiPоп * h оп                                 (5.16)

Нормативный изгибающий момент относительно уровня пяты консоли при расчете переходной опоры определим по формуле:

М0 = nп * Gп * Zп + nкн * Gкн * Zкн * Zпрi - nкр * Gкр * Zкр

(2 * Рнв -Рниз) * (hн- hпт) * hн + (2 * Ркв - Ркиз) * (hк - hпт)прi *

*(hпрi -hпт)Pоп *             (5.17)  

где hпт  - высота пяты консоли, м, hпт=6,75 м.

Анкерные железобетонные опоры, которые применяются только с оттяжками, подбирают для нормального режима аналогично промежуточным опорам и проверяют для аварийного режима при обрыве несущего троса. В последнем случае происходит косой изгиб, при котором должно быть соблюдено условие

                                          М =в                                                (5.18)

где М- допустимый момент при косом изгибе, даН;

Мп- изгибающий момент поперек пути, даН;

Мв- изгибающий момент вдоль пути, даН.

Расчетными режимами при расчете анкерной опоры является гололед с ветром и максимальный ветер, расчетное сечение - УОФ.

Изгибающий момент вдоль пути определяется по формуле

Мв = (hk + 500) * H + (hн + 500) * К

По результатам расчетов по формулам .Выбираем по [5,29-40] опоры типа С. В качестве :

• промежуточных опор С 136.6-1,
• опор жестких поперечин С 136.6-1;
• анкерной С 136.6-1.

 

 

 

 

      6 Специальная часть

 

6.1 Секционные изоляторы  

 

Секционные изоляторы применяются, как правило, на железнодорожных станциях для электрического разделения контактной подвески на отдельные участки (секции) с надежной изоляцией между ними.

Использование секционных изоляторов на главных путях взамен изолирующих сопряжений анкерных участков, а также в местах разделения фаз контактной сети переменного тока 25 кВ (нейтральных вставках) допускается при соответствующем обосновании на электрифицированных участках железных дорог скоростных и особогрузонапряженных с разрешения Департамента электрификации и электроснабжения МПС России, а на остальных - с разрешения службы электроснабжения железной дороги.

На съездах между путями, по которым осуществляется пропуск скоростных поездов, и примыкающих к ним путях должны применяться секционные изоляторы замкнутой конструкции с погонной массой не более 4 кг/м.

Секционные изоляторы должны обеспечивать плавный переход в обоих направлениях без ударов, отрывов и снижения контактного нажатия менее 40 Н (4 кгс) полозов токоприемников электроподвижного состава с установленной на данном пути (съезде) скоростью движения поездов, а также надежную изоляцию при заземлении одной из секций, примыкающих к секционному изолятору.

Тип секционного изолятора выбирают в зависимости от номинального напряжения контактной сети, количества контактных проводов, установленной скорости движения поездов, места применения и степени загрязненности атмосферы.

Максимальная длина путей утечки тока для полимерных изолирующих элементов секционных изоляторов должна соответствовать значениям.  Воздушные зазоры в устье дугогасительных рогов должны быть при переменном токе 150 +/- 10 мм и постоянном токе 50 +/- 10 мм.

Воздушные зазоры между разнопотенциальными элементами секционных изоляторов должны быть не менее 200 мм при переменном и 120 мм при постоянном токе.

Все элементы секционных изоляторов для электрифицированных участков железных дорог скоростных, особогрузонапряженных, первой и второй категорий должны изготавливаться из легких коррозионно-стойких материалов. При использовании в конструкциях секционного изолятора элементов из углеродистых сталей их поверхность должна быть защищена методом горячего цинкования, газопламенным или электродуговым напылением алюминия или другого стойкого к атмосферной коррозии покрытия.

Разрешается до плановой замены эксплуатация ранее разработанных конструкций секционных изоляторов с крепежными изделиями и отдельными деталями из углеродистой стали с лакокрасочным покрытием.

При перевозке и монтаже изолирующие элементы секционных изоляторов не должны подвергаться изгибающим усилиям. Для предохранения от таких усилий рекомендуется прикреплять к изолирующим элементам секционных изоляторов деревянные бруски, которые демонтируют после монтажа секционного изолятора.

Не допускаются удары по изолирующим элементам и скользунам и соединенным с ними деталям, механическая или термическая обработка оконцевателей, а также приварка к ним каких-либо элементов конструкции.

Перед монтажом все детали секционного изолятора следует тщательно проверить, а изолирующие элементы (изоляторы) и скользуны тщательно очистить от любых видов загрязнения, не допуская для этих целей применение химически активных веществ (кислот, щелочей, растворителей и других), способных вызвать их повреждение или нарушение антикоррозионного покрытия деталей.

При ослаблении крепления болты необходимо подтянуть ключом. Не допускается подтяжка стопорных болтов узла крепления скользуна-хвостовика в оконцевателе изолирующего элемента, сборка которого выполнена на заводе по специальным правилам.

Секционные изоляторы устанавливают, как правило, в первой трети пролета между опорами по направлению преимущественного движения поездов, а на съездах - в средней части между путями, при этом нижняя плоскость скольжения должна находиться на 20 - 30 мм выше соседних мест подвеса контактного провода.

При полукомпенсированной подвеске на расстоянии более 200 м от средней или жесткой анкеровки секционные изоляторы подвешивают на скользящих струнах.

Секционный изолятор в плане следует располагать так, чтобы его продольная ось совпадала с осью полоза токоприемника. Максимальное отклонение не должно превышать 100 мм.

Изоляторы, врезанные в несущий трос, должны располагаться по оси секционного изолятора вне зоны горения дуги на дугогасительных устройствах.

Длина пути утечки тока полимерных составных изоляторов должна быть при постоянном токе не менее 1600 мм и при переменном - 1600 - 2400 мм в зависимости от СЗА.

Конструктивная высота контактной подвески в местах врезки секционного изолятора должна быть не менее 1,2 м. До обновления, реконструкции и капитального ремонта допускается уменьшенное расстояние, но не менее 0,5 м.

На переключаемых секциях станций стыкования должны применяться секционные изоляторы на номинальное напряжение 25 кВ с металлическими скользунами, обеспечивающими токовые нагрузки при пропуске электровозов постоянного тока.

Правильность регулировки секционного изолятора проверяют полозом токоприемника или бруском, перемещаемым вдоль него с усилием нажатия не менее 100 Н (10 кгс).

Изолирующие элементы, не являющиеся скользунами, должны располагаться так, чтобы при проходе полоз токоприемника с ними не соприкасался.

В конструкциях секционных изоляторов с изолирующими скользунами не допускаются разбитые или поврежденные втулки, их износ на рабочей поверхности не должен превышать 3 мм.