Контактные сети. Контактные сети в троллейбусном парке
КС – это основа обеспечения электротранспорта необходимой ему энергией. КС, как и любая другая техническая система, имеет определенные особенности, к ней предъявляются индивидуальные требования безопасности, исправности, надежности. Организацию КС можно доверять только проверенным подрядчикам, в распоряжении которых имеются все необходимые устройства и механизмы для строительства, а персонал подготовлен соответственно квалификации.
КС служит для питания ЭПС. В частности, это могут быть железнодор-е линии, троллейбусная сеть, трамвайная сеть и т.п. Агрегаты троллейбусов питаются от КС. КС, в свою очередь, получает питание от подстанций тяговых. К отдельному фидеру ТП подключен свой участок КС. Если по каким-либо причинам фидер ТП приходит в негодность, то его участок может быть переведен на обеспечение другому фидеру. Подобный подход реализует максимальную надежность подстанции и обеспечение бесперебойного питания.
На практике принято секционирование КС. Под секционированием понимают деление обслуживаемых зон сети на отдельные участки. Каждый из участков питается отдельным кабелем от подстанции. Число питающих кабельных линии соответствует числу участков секционных. Притом все они изолированы друг от друга. Ток по линии доставки поступает к проводу контактн. «+»-му. Он размещен ближе к зоне проезжей части. Проходя по силовой цепи, ток идет в «-»-ой провод. Он размещается ближе к пешеходному тротуару. Затем уже ток по отсасывающему К возвращается к шинам распределяющего механизма на ТП постоянного тока.
Линии отсасывающие и запитывающие в системе КС идентичны. У них одинаковая трасса прокладывания, марка применяемого кабеля и проч. Это обеспечивает универсальность. В случае аварии они могут с успехом заменять друг друга. Каб. сети устраивают в основном подземным способом. Выводы от КС идут к опорам концевым.
В случае с обеспечением питания для троллейбусного парка, надежность подвода энергии во многом будет зависеть от спроектированных схем эл. питания и особенностей секционирования КС. Так возможно формирование питания для участков КС как от одной ТП, так и от двух. Первая схема называется односторонней. Вторая, соответственно, двухсторонней. При схеме двухсторонней характеристики преобразователей, а также показатели напряжения по шинам тока постоянного должны быть равны.
Нормы подачи напряжения в обеспечении движения троллейбусов регулируются нормативами. Потери напряжения по участкам не должны превышать 15-ти процентов от напряж-ия номинального.
КС для троллейбусного парка имеет ряд особенностей. В частности, то, что ей приходится функционировать в достаточно трудных условиях. Это происходит потому, что два ее провода контактных размещены по различной полярности и проходят на значительном расст. друг от друга. Ход токосъема с таких проводов реализуют токоприемники в колич-ве двух, притом оба они действуют раздельно. По ходу движения было возможным пересечение, расхождение или схождение питающих линий троллейбуса. Также они могли пересекаться с трамвайными линиями. Потому было принято решение о разработке дополнительных частей и механизмов, которые обеспечивали бы свободный проход приемников тока по проводам обеспечения.
Токосъем идущий на приемниках троллейбуса является специфическим. Дело все в том, что при токосъеме тока, значительного по величине, идет на высоких скоростях движения контакта, скользящего по проводу. Притом, что сам КП в это время имеет систематические провесы в пролетах меж подвесными точками. Явление провисания провода ухудшает контакт его и приемника тока. В результате идущий токосъем при подобных условиях отрицательно влияет не только на состояние самих проводов, повышая их эксплуатационный износ, но и может вызывать нежелательные явления электрических дуг, которые возникают в момент прерывания контакта. Дуга, в свою очередь, может вызвать пережог провода и дальнейший его обрыв. Также явление электр-кой дуги приводит к возникновению радиопомех.
Решить данную проблему провисания проводов полностью не представляется возможным. Насколько не были бы надежны крепления проводов по опорам, насколько точным не было бы определение длин пролетов, идеального горизонтального расположения провода добиться все равно не удастся. Однако его (провес) возможно регулировать. В частности, уменьшать его возможно за счет более сильного натяжения или более коротких расстояний меж опорами КС (пролеты). Величину провеса определяют, исходя из стрелы провеса. Стрелой провеса называют разницу меж высотами в верхней и нижней точках КП по пролету.
При токосъеме важно соблюдение хорошего контакта меж проводом и токоприемником. Качество контакта зависит от силы нажатия приемника тока на провод. Токоприемник прикладывает силу и встречает противодействие от массы КП по пролету. В результате и обеспечивается надежное сцепление и контакт.
Несколько отличается процесс контакта по точкам подвеса. Под влиянием явления инерции меж силами трения и движущейся массой по сопряжениям приемников тока в процессе прохода по местам подвеса провода слежение ухудшается и головка приемника тока отстыковывается от КП. Вставка головки отрывается от КП и возникает явление дуги. Дуга поджигает провод в точке отрыва. Когда приемник тока вновь возвращается на провод, то происходит сильный удар по проводу в точке возвращения. В результате подобных действий прочность провода снижается. В дальнейшем это приведет к срыву провода и перебою в электрическом снабжении всего участка сети.
Становится ясно, что чем меньше провес проводов по пролету, тем лучше качество токосъема. Уменьшать провес по максимуму можно удержанием хорошего натяжения проводов и уменьшением длин пролетов по КС. Притом важно помнить, что при регуляции натяжения проводов стоит контролировать величину максимально возможного натяжения. Она ограничена, поскольку провода имеют свою механическую прочность. Если завышение допустимого натяжения произойдет, то провод просто оборвется. В ходе организации КС контролируют натяжение и усилие миним. нажатия по КП. Показатели указываются в нормативах.
В течение эксплуатационного срока провода контактные имеют достаточно малый износ. Если обеспечить должные условия использования и правильно организовать КС в соответствии с ТИ, то срок их службы можно будет продлить.
Чтобы токоприемник свободно проходил по проводам и притом реализовывал удовлетворительный токосъем, важно обеспечить хорошие условия для его взаимодействия с КП. Для этого надо:
— периодически контролировать качество закрепления КП на пересечениях, зигзагах, стрелах;
— проверять состояние и положение головки токоприемника, чтобы уменьшать силу трения, возникающую в шарнирах;
— поддерживать показатель допустимого натяжения КП;
— осуществлять надзор за состоянием токоприемника и усилием его нажатия на КП. Показатель нажатия нормируется.
Улучшать токосъем возможно в том случае, если предоставить КП некоторую свободу перемещения относительно приемника тока. Это означает, что КП может менять положение в пространстве по зависимости от изменения величины воздействия приемника тока на КП. Притом особенное внимание надо обратить на то, что КП меняет свое положение в пространстве не только внутри пролета, но и по точкам подвеса. Это делает возможным увеличение угла излома КП на точках подвешивания
Выполненная подобным образом подвеска именуется подвеской эластичной. Она отличается как раз тем, что, отличаясь от подвески жесткой, позволяет перемещение точек подвешивания в вертикальной плоскости при нажатии приемников тока. Подвеска эластичного вида дает хорошее качество съема, притом резко уменьшает вероятность возникновения пережогов на точках подвеса. Также лучший токосъем создают методом создания хороших условий слежения головок приемника тока за КП.
Положение проводов относительно полотна дороги нормируется по высоте. Величины высот указываются в требованиях к КС. Высота не должна быть менее 5 метров. В зависимости от условий местности показатель высоты можно изменять. К примеру, при устройстве КС под сооружениями искусственного типа высота может быть 4,20 м., в воротах троллейбусных парков – 4,70 м. Притом переход проводов от одной высоты к другой должен быть плавным.
Для проводов контактных, участвующих в работе троллейбусных сетей, важно обеспечивать хорошую изоляцию. Обычно она двухступенчатая. Изоляция реализуется относительно зданий, опор, поверхности земли, сооружений, соседних трамвайных сетей, сетей освещения.
Подвески контактные. Типы.
Для организации работы троллейбусного парка применяются несколько основных видов подвесок. К ним относятся:
— подвеска простая;
— цепная поперечная;
— цепная продольная;
— полигонная;
— маятниковая.
Подвеска простого типа рекомендована к использованию на линиях с небольшой скоростью движения транспорта (40 км\ч). Она довольно простая по конструкции, ее легко устанавливать, она менее затратная в плане создания. Однако, имеются и недостатки. Простая П довольно дорогая в эксплуатации. Притом затраты распределяются не только на саму сеть, но и на ЭПС.
Подвеска простая поперечная имеет небольшие продольные пролеты меж опорами. Обычная длина не превышает 35 метров. Реализуется она следующим образом. Сначала специальный трос, изготовляемый из проволок оцинкованных, или же просто одинарная проволока (оцинкованная) закрепляется за опоры или стены зданий поперек линий КС. Образуются так называемые поперечины. За них в дальнейшем крепится КП при задействии зажимов подвесных.
Нормируется сила натягивания боковых участков троса поперечного. Ее величина находится в зависимости от величины наклона данных участков. Это значит, что чем более меньший наклон, тем увеличивается натяжение участков.
Проволоку или поперечн. трос надо размещать по прямолинейным путевым отрезкам перпендикулярно оси КП. На отрезках криволинейных его располагают в направлении R кривой.
Подвеска цепная типа поперечной используется, если меж опорами КС существует большое расстояние. Это необходимо для реализации максимально горизонтального положения проводов.
Включает в себя подвеска цепная поперечная две проволоки или два троса, которые идут перпендикулярно к оси проводов один над другим, и относительно струн, принимающих на себя нагрузку от КП и арматуры по вертикальной плоскости.
Проволока или трос, расположенные сверху, берут на себя функцию поперечины несущей, которая может принимать нагрузку, что приходится на нижн. поперечину и струны. Поперечина нижняя нужна для фиксации проводов и их положения в пространстве. Кроме всего, поперечина нижняя принимает на себя силу нажатия штанг приемника тока на КП и сил натяжения при отклонении КП от прямого направления.
Подвеска ЦП получила широкую популярность к использованию в практике КС, но ее внешний вид отрицательно сказывается на архитектурном силуэте местности и улицы, на которой она организуется. К тому же при такой подвеске невозможно обеспечить должную эластичность КС. Однако, скорости ЭПС при такой подвеске могут быть увеличены.
Подвеска цепная продольная, наоборот, реализует хорошую эластичность и улучшает токосъем. Притом искрообразование в ходе перемещения токоприемника практически отсутствует, даже на высоких скоростях движения. Число сходов токоприемника с провода также уменьшается.
Чтобы фиксировать подвеску цепную продольную размещают опоры КС и на кронштейнах меж ними крепится трос продольный несущий. Провод вешается на струны вертикальные и плотно закрепляется фиксаторами, которые устанавливается на кронштейнах. Длины пролетов нормируются.
В настоящее время в практике организации троллейбусных сетей получает распространение подвеска маятникового типа. Ее конструкция имеет следующие особенности. Провода контактные в таком случае размещаются по струнам наклонным жестким в виде зигзагов. Струны играют роль маятников. По прямым участкам следует регулировать угол перегиба проводов. Нормы длин пролетов при такой подвеске согласованы правилами ТЭ – это 40 метров. Струны наклоняют способом сдвигания подвесов по кронштейнам или поперечинам на разные стороны пути.
Наклон струн при таком виде подвески способствует улучшению процесса токосъема за счет увеличения эластичности КС на участках подвеса. Также подобная форма подвески может снижать влияние температурных напряжений на провода КС. Возникает компенсация натяжения. Она реализуется за счет изменения наклонного положения струн, в результате изменяется угол зигзага. Когда температ-а снижается, то КП становится короче, угол зигзага, в свою очередь, увеличивается. Угол размещения струн возрастает и расст. КП от поверхности грунта снижается. Когда Т повышается, то КП удлиняется, угол наклона струн и угол зигзага уменьшаются, а расст. от КП до поверхности дороги увеличивается. В такой подвеске натяжение КП в зависимости от изменений Т из внешней среды изменяется менее, чем при организации прямолинейн-го расположения КС.
Подвеска провода контактного с использованием струн наклонных увеличивает эластичность сети, в результате чего возрастает скорость скольжения головки токоприемника, а также представляется более экономичной. Это имеет положительные влияния на работу ЭПС. Экономическая сторона вопроса также связана с тем, что становится возможным увеличивать длину пролета меж опорами КС и сокращать объем проводимых работ, которые связаны с сезонным регулированием натяжения в КС. Подобная подвеска со струнами наклонными рекомендована к использованию в климатических зонах резко континентального климата. Поскольку в таких условиях экономическая эффективность подвески проявляется наиболее полно. Сокращение объема работ по сезонной регулировке и доходность от этого способа превышают значительно возможные затраты, связанные с аварийным ремонтом подвески в случае обрыва провода. Для районов мягкого климата более оправдано применение подвески цепной продольной.
Подвеска полигонного типа используется в тех условиях, когда на сети нужно обеспечить пролеты с большими длинами. В таких пролетах установка опор обычно затруднена или вовсе нецелесообразна. Поэтому прибегают к помощи полигонной П. Ее конструкция представляет собой два троса, за которые укрепляются поперечины проволочные. К поперечинам подвешиваются провода.
По ходу сети требуется создание линии под искусствен-ми сооружениями. Если их высота не превышает 8 метров, то сооружают подшивку изоляционную, которая снабжена бортами в 5 см. Такая подшивка играет роль второй ступени изоляции электр-кой, которая нормируется по инструкциям.
Длины пролетов под ИС не должны быть больше 4 метров. Перед входом линии под ИС нужно формировать снижение. Оно должно быть плавным во избежание ухудшения токосъема.
КС функционирует постоянно во внешней среде. В связи с изменениями погодных условий согласно климатической зоне, возможно появление нежелательных явлений на сети. К примеру, это гололед и налипание снега в зимний период. К тому же в холодное время года значительно возрастают темп-ые колебания в проводах. Это приводит к изменению величины стрел провисания. В летний период те же изменения Т резко увеличивают стрелы провисания. Изменения стрел провеса ухудшают токосъем, поэтому показатели важно регулировать. Стрела провисания должна поддерживаться постоянной. Для этого проводят работы по так называемой сезонной регулировке тяжения КП. Сезонное регулирование – это довольно сложная работа, требующая высоких временных и трудозатрат. В последнее время применяется регулировка автоматическая. Она проводится за счет компенсации блочной грузовой. Такой метод наиболее перспективен.
Количество регулировок в год нормируется в зависимости от климата местности. Для широт умеренных хватает двух регулировок. Регулировка, проводимая осенью, обеспечивает роспуск проводов, проводимая весной – их подтяжку. Если КС работает в более сложных условиях, то вводят до 4 регулировок.
Основная задача процесса регулировки состоит в том, чтобы сообщить проводам на участке их первоначал-ое натяжение. Притом сделать это таким образом, чтобы оно не изменялось дальше допустимых пределов до момента следующей регулировки. Величину натяжения КП определяют по специальным техническим таблицам или кривым, для чего узнают S сеч-ия провода, длину пролета на участке, тип системы подвешивания.
Для троллейбусной линии регулировку по сезонам ведут методом вставки или же выделения отрезка КП. Длина отрезка рассчитывается по формулам.
С целью удерживания провода на стабильной величине его натяжения при любых изменениях Т используют методику авторегулирования натяжения. В соответствии с техническим регламентом на СМР такую методику применяют всегда при застройке троллейбусных линий и при их капитальном ремонте. Регуляция ведется компенсаторами. Грузы на компенсаторах размещаются на внутренней части опор, а также снаружи по решеткам ограждения, и при помощи гибкого троса и системы блоков их стыкуют с регулируемым проводом. Там, где провод меняет свое положение с прямолинейного на ход присоединения к компенсатору, размещается специальная шина (сдвоенная). Провод разрезают и заводят в шину. Шина состоит (как уже говорилось) из двух частей. В одной ее части закрепляется провод, идущий в одном направлении. В другой – провод идущий в другом направлении. И их соединяют с грузами механизма компенсации. Притом переход сделан так, что шина одного направления может передвигаться по конструкции перехода беспрепятственно.
Когда вставка головки приемника тока перемещается с провода на шину, то съем ведется с шины на кромки вставки угольной сверху у головки токоприемника. В создаваемых условиях добиться устойчивого токосъема возможно только при абсолютной исправности головки приемника тока на троллейбусе и самой угольной вставки.
Если практикуется автоматическая компенсация грузовая односторонняя, то применяется устройство – держатель кривой спрямлен-й. КП по одному направлению закрепляют жестко к концу держателя, а провод по обратному направлению проводят через второй его конец и ведут к тросу, который нужен для поддержания груза. Притом для провода обеспечивается возможность свободного скольжения.
Среди конструктивных изысканий используется в качестве поддерживающего устройства постоян. натяжения регулятор АРТ автоматический. Его конструкция состоит их шины подвижной (2 шт.), обойм с роликами, шины средней (1 шт.). Шины подвижные передвигаются относительно шины средней. Тросы идут через ролики на подвижных шинах и крепят грузы, что располагаются у опор. В результате перемещения шин можно регулировать натяжение проводов по стыкуемым участкам. Если планируется организация регулировки по протяженному участку, то в него устанавливают несколько АРТ. поскольку размеры пазов в шинах лимитированы.