Energia consumată de transportul feroviar este cheltuită pentru asigurarea tracțiunii trenului și alimentarea consumatorilor care nu sunt de tracțiune: gări, depouri, ateliere, dispozitive de control al traficului feroviar.

Sistemul de alimentare cu energie electrică al căilor ferate electrificate include centrale electrice, substații regionale de transformare, rețele și linii electrice, care sunt numite sursă externă de energie. Alimentarea internă sau de tracțiune include substațiile de tracțiune și rețeaua electrică de tracțiune.

Centralele electrice produc curent alternativ trifazat cu o tensiune de 6...21 kV și o frecvență de 50 Hz. La posturile de transformare, tensiunea curentă este crescută la 750 kV, în funcție de domeniul de transmitere a energiei electrice către consumatori. În apropierea locurilor de consum de energie electrică, tensiunea se reduce la 110...220 kV și se alimentează rețelelor regionale, la care sunt conectate stații de tracțiune ale căilor ferate electrificate și posturi de transformare a drumurilor cu tracțiune diesel.

Rețeaua de tracțiune este formată din fire de contact și șine, care reprezintă liniile de alimentare și respectiv de aspirație. Secțiuni ale rețelei de contact sunt conectate la substații de tracțiune adiacente.

Căile ferate folosesc sisteme de curent continuu cu o tensiune nominală de 3000 V și curent alternativ monofazat cu o tensiune nominală de 25 kV și o frecvență de 50 Hz.

Principalii parametri care caracterizează sistemul de alimentare cu energie electrică a căilor ferate electrificate sunt puterea stațiilor de tracțiune, distanța dintre acestea și zona de contact aeriană.

Stațiile de tracțiune DC îndeplinesc două funcții: reduc tensiunea curentului trifazat furnizat și o transformă în curent continuu. Nivelul de tensiune la pantograful materialului rulant electric cu curent continuu în orice secțiune de bloc nu trebuie să fie mai mare de 4 kV și nu mai puțin de 2,7 kV, iar în unele zone este permis nu mai puțin de 2,4 V. Luând în considerare aceste cerințe, DC stațiile de tracțiune sunt amplasate în apropiere una de alta (10...20 km) cu secțiunea transversală maximă admisă a firului de contact.

Stațiile de tracțiune AC servesc doar la reducerea tensiunii AC (până la 27,5 kV) primite de la sistemele de alimentare. Pe traseele electrificate cu curent alternativ cu tensiunea nominala de 25 kV, distanta dintre statiile de tractiune este de 40...60 km. Aria secțiunii transversale a firelor de rețea de contact într-un sistem de curent alternativ monofazat este de aproximativ două ori mai mică decât în ​​cazul curentului continuu. Cu toate acestea, proiectarea locomotivelor și a trenurilor electrice care utilizează curent alternativ este mai complexă, iar costul acestora este mai mare.

Îmbinarea rețelelor de contact ale liniilor electrificate pe diferite sisteme de curent se realizează la gări speciale.

O rețea de contact este un ansamblu de fire, structuri și echipamente care asigură transmiterea energiei electrice de la stațiile de tracțiune la pantografele materialului rulant electric.

Rețeaua de contact este formată din console, izolatoare, cablu de sprijin, sârmă de contact, cleme și șiruri și este montată pe suporturi metalice sau din beton armat (Fig. 22.1).

Sunt utilizate rețele de contact simple (pe stații secundare și depouri) și rețele aeriene. O catenară simplă constă dintr-un fir care atârnă liber, care este atașat de suporturi. Într-o suspensie cu lanț (Fig. 22.1), firul de contact nu este suspendat liber între suporturi, ci este atașat de cablul de susținere folosind șiruri de sârmă. Datorită acestui fapt, distanța dintre suprafața capului și firul de contact rămâne aproape constantă. Distanța dintre suporturi cu suspensie cu lanț este de 70...75 m.

Înălțimea firului de contact deasupra suprafeței capului șinei la tracțiuni și stații trebuie să fie de cel puțin 5750 mm, iar la treceri - 6000...6800 mm.

Firul de contact este realizat din cupru electrolitic trasat dur de profil special (Fig. 22.2). Poate avea o suprafață în secțiune transversală de 85, 100 sau 150 mm2.

Suporturile rețelei de contact sunt realizate din beton armat (până la 15,6 m înălțime) și metal (15 m sau mai mult). Distanța de la axa căii exterioare până la marginea interioară a suporturilor de pe tracțiuni și stații trebuie să fie de cel puțin 3100 mm. Pe liniile electrificate existente si in conditii dificile, se permite reducerea distantei specificate la 2450 mm la statii si la 2750 mm la trageri.

Pentru a proteja rețeaua de contact de deteriorare, aceasta este secționată (împărțită în secțiuni separate - secțiuni) folosind goluri de aer (interfețe izolatoare), inserții neutre, izolatori secționali și mortare.

Golurile de aer sunt concepute pentru a izola electric zonele adiacente unele de altele. Interferul de aer este realizat în așa fel încât la trecerea colectorului de curent al materialului rulant electric, secțiunile de împerechere să fie conectate electric. La limitele golurilor de aer sunt instalate suporturi de rețea de contact care au o culoare distinctă.

O inserție neutră este o secțiune a unei rețele de contact în care nu există curent în orice moment. Inserția neutră constă din mai multe goluri de aer conectate în serie și, la trecerea materialului rulant electric, asigură izolarea electrică a secțiunilor de împerechere.

Etapele, stațiile intermediare, grupurile de piste din parcurile stațiilor sunt împărțite în secțiuni separate. Racordarea sau deconectarea tronsoanelor se realizeaza cu ajutorul seccionatoarelor sectionale amplasate pe suporturile retelei de contact sau folosind stalpi de sectionare. Stâlpii de secţionare sunt echipaţi cu echipament de protecţie - întrerupătoare automate împotriva scurtcircuitelor.

Pentru a asigura siguranța personalului de service și a altor persoane, toate structurile metalice (poduri, pasaje supraterane, semafoare, pompe hidraulice etc.) care interacționează direct cu elementele rețelei de contact sau aflate pe o rază de 5 m față de acestea sunt împământate sau echipat cu dispozitive de oprire. De asemenea, în zona de influență a rețelei de contact, toate structurile metalice subterane sunt izolate de sol pentru a le proteja de deteriorarea curenților vagabonzi.

Structura rețelei de contact: 1 – suport; 2 – tracțiune; 3 – consola; 4, 9 – izolatoare; 5 – cablu suport: 6 – fir de contact; 7 – sfoară; 8 – clemă

Transportul feroviar electric este cel mai productiv, economic și prietenos cu mediul. Prin urmare, de la mijlocul secolului al XX-lea și până în prezent, s-au desfășurat lucrări active de transformare a liniilor de cale ferată la tracțiune electrică. În prezent, peste 50% din căile ferate rusești sunt electrificate. În plus, chiar și tronsoane neelectrificate ale căilor ferate au nevoie de energie electrică: aceasta este utilizată pentru a asigura funcționarea sistemelor de semnalizare, centralizare, comunicații, iluminat, echipamente informatice etc.

Energia electrică în Rusia este generată de întreprinderile din industria energetică. Transportul feroviar consumă aproximativ 7% din energia electrică produsă la noi. Acesta este cheltuit pentru furnizarea de tracțiune a trenurilor și pentru alimentarea consumatorilor care nu sunt de tracțiune, care includ gările cu infrastructura lor, locomotivele, instalațiile pentru vagoane și șine, precum și dispozitivele de control al traficului feroviar. Întreprinderile mici și localitățile situate în apropierea acestuia pot fi conectate la sistemul de alimentare cu energie feroviară.

Conform clauza 1 din Anexa nr.4 la PTEÎn transportul feroviar trebuie asigurată alimentarea cu energie fiabilă a materialului rulant electric, a dispozitivelor de semnalizare, a echipamentelor de comunicații și informatice. consumatori de energie electrică categoria I, precum și alți consumatori în conformitate cu categoria stabilită pentru aceștia.

cuprinde rețea externă (centrale electrice, posturi de transformare, linii de înaltă tensiune) Și rețele interne (reteaua de tractiune, linii de alimentare cu energie electrică pentru dispozitive de semnalizare și comunicație, reteaua de iluminat si etc.).

Se generează un curent electric alternativ trifazat cu o tensiune de 6...21 kV și o frecvență de 50 Hz. Pentru a transmite energie electrică către consumatori, tensiunea este crescută la 250...750 kV și transmisă pe distanțe mari folosind ( Linii de înaltă tensiune). În apropierea locurilor de consum de energie electrică, tensiunea se reduce la 110 kV cu ajutorul și se alimentează rețelelor regionale, la care, alături de alți consumatori, sunt conectate și căi ferate electrificate și alimentează consumatorii netracțiuni, al căror curent este furnizat la o tensiune de 6...10 kV.

Scopul și tipurile de rețele de tracțiune

concepute pentru a furniza energie electrică materialului rulant electric. Se compune din a lua legaturaȘi fire de șină, reprezentând respectiv hrănireȘi Conducta de aspirație. Secțiunile rețelei de tracțiune sunt împărțite în secțiuni (secţionate) și conectați-vă la cele vecine. Acest lucru permite ca substațiile și rețelele de contact să fie încărcate mai uniform, ceea ce ajută, în general, la reducerea pierderilor de energie electrică în rețeaua de tracțiune.

Căile ferate rusești utilizează două sisteme de curent de tracțiune: permanentȘi monofazat alternant.

Pe căile ferate electrizat cu curent continuu, îndeplinesc două funcții: reduc cu ajutor tensiunea curentului trifazat furnizat și îl transformă în curent continuu cu ajutor. De la substația de tracțiune electricitate prin protecția întrerupător cu eliberare rapidă furnizat rețelei de contact de către - alimentator, iar din șine se întoarce înapoi la stația de tracțiune.

Principal dezavantajele sistemului de alimentare cu curent continuu sunt polaritatea sa constantă, tensiunea relativ scăzută în firul de contact și scurgerea curentului din cauza incapacității de a asigura izolarea electrică completă a structurii superioare a căii de rulare față de cea inferioară (""). Șinele, care servesc drept conductoare de curent de aceeași polaritate, și stratul drumului reprezintă un sistem în care este posibilă o reacție electrochimică, ducând la coroziunea metalelor. Ca urmare, durata de viață a șinelor și a structurilor metalice situate în apropierea căii ferate este redusă. Pentru a reduce acest efect, se folosesc dispozitive speciale de protecție - stații catodiceȘi conductoare de împământare a anodului.

Datorită tensiunii relativ scăzute din sistemul DC pentru a obține puterea necesară pentru materialul rulant de tracțiune ( W=UI) prin reţeaua de tracţiune trebuie să circule un curent mare. Pentru a face acest lucru, stațiile de tracțiune sunt amplasate aproape una de alta (la fiecare 10...20 km) și măresc aria secțiunii transversale, uneori folosind fir de contact dublu sau chiar triplu.

La electrificare AC puterea necesară este transmisă prin rețeaua de contact la o tensiune mai mare ( 25 kV) și, în consecință, o putere de curent mai mică în comparație cu un sistem de curent continuu. Statiile de tractiune in acest caz sunt situate la o distanta de 50...70 km una de alta. Dotarea lor tehnică este mai simplă și mai ieftină decât cea a substațiilor de tracțiune DC (nu există redresoare). În plus, secțiunea transversală a firelor rețelei de contact este de aproximativ două ori mai mică, ceea ce permite economii semnificative la cuprul scump. Cu toate acestea, proiectarea locomotivelor cu curent alternativ și a trenurilor electrice este mai complexă, iar costul acestora este mai mare.

Îmbinarea rețelelor de contact a liniilor electrificate cu curent continuu și alternativ se realizează la gările speciale -. La astfel de stații există echipamente electrice care permit alimentarea cu curent continuu și alternativ în aceleași secțiuni ale șinelor stației. Funcționarea unor astfel de dispozitive este interconectată cu funcționarea dispozitivelor de centralizare și semnalizare. Instalarea stațiilor de andocare necesită investiții mari. Când crearea unor astfel de stații pare nepractică, se folosesc cele cu două sisteme care funcționează pe ambele tipuri de curent. Când se utilizează un astfel de EPS, poate avea loc o tranziție de la un tip de curent la altul în timp ce trenul se deplasează de-a lungul porțiunii.

Contactați dispozitivul de rețea

Rețeaua de contact- este un set de fire, structuri de susținere și alte echipamente care asigură transmiterea energiei electrice de la stațiile de tracțiune la materialul rulant electric. Principala cerință pentru proiectarea rețelei de contact este asigurarea unui contact constant fiabil al firului cu pantograful, indiferent de viteza trenurilor, de condițiile climatice și atmosferice. Nu există elemente duplicat în rețeaua de contact, astfel încât deteriorarea acesteia poate duce la o perturbare gravă a programului de tren stabilit.

În conformitate cu scopul căilor electrificate, acestea folosesc simpluȘi lanţ suspensii catenare aeriene. Pe liniile secundare ale stației și depourilor, la o viteză relativ mică, poate fi utilizat (" tramvai tip "), care este o sârmă tensionată liber suspendată, care se fixează cu izolatoare pe suporturi amplasate la o distanță de 50...55 m unul de celălalt.

La viteze mari, înclinarea firului de contact ar trebui să fie minimă. Acest lucru se realizează printr-un design în care este atașat firul de contact dintre suporturi cablu suport folosind fire des distanțate siruri de caractere. Din acest motiv, distanța dintre suprafața capului șinei și firul de contact rămâne aproape constantă. Pentru o suspensie cu lanț, spre deosebire de una simplă, sunt necesare mai puține suporturi: acestea sunt amplasate la o distanță de 65...70 m unul de celălalt. Pe secțiunile de mare viteză se folosesc în care sunt suspendate de cablul de susținere pe șiruri. fir auxiliar, de care se atașează și firul de contact cu șiruri. În plan orizontal, firul de contact este situat în raport cu axa căii cu o abatere de ±300 mm la fiecare suport. Aceasta îi asigură rezistența la vânt și uzura uniformă a plăcilor de contact ale pantografelor. Pentru a reduce slăbirea firului de contact în timpul schimbărilor sezoniere de temperatură, acesta este tras pe suporturi, care sunt numite, și suspendat la acestea prin sistem. Cea mai mare lungime a secțiunii dintre suporturile de ancorare ( secțiune de ancorare) se stabilește ținând cont de tensiunea admisă a firului de contact uzat și pe tronsoane drepte ale căii ajunge la 800 m.

Firul de contact este realizat din cupru electrolitic trasat dur secțiune transversală 85 , 100 sau 150 mm 2. Pentru ușurința de fixare a firelor folosind cleme, utilizați MF.

Pentru funcționarea fiabilă a rețelei de contact și ușurința întreținerii, este împărțită în secțiuni separate - secțiuni prin utilizarea goluri de aerȘi inserții neutre, și.

Când colectorul de curent al materialului rulant electric trece de-a lungul acestuia, derapajul său conectează electric pentru scurt timp ambele secțiuni ale rețelei de contact. Dacă acest lucru este inacceptabil din cauza condițiilor de alimentare cu energie a secțiunilor, atunci acestea sunt separate, care constă din mai multe goluri de aer situate în serie. Utilizarea inserţiilor neutre este obligatorie pe liniile electrizate cu curent alternativ, deoarece secțiunile adiacente ale rețelei de contact pot fi alimentate de diferite faze provenite de la centrala electrică, a căror conexiune electrică între ele este inacceptabilă. EPS-ul trebuie să funcționeze în modul de funcționare și cu mașinile auxiliare oprite. Pentru a îngrădi secțiunile rețelei de contact, se folosesc semne speciale de semnal „”, instalate pe suporturile rețelei de contact.

Secțiunile sunt conectate sau deconectate folosind mijloace amplasate pe suporturile rețelei de contact. Separatoarele pot fi controlate fie de la distanță folosind un stâlp montat acționare electrică, conectat la consola dispecerului de energie și folosind manual acționare manuală, .

Dispunerea liniilor de stație cu fire de contact depinde de scopul acestora și de tipul stației. Deasupra turnurilor, rețeaua de contact are așa-numitele linii de contact formate prin intersecția a două pandantive de contact.

Pe căile ferate principale se folosesc și suporturi catenare. Distanța de la axa căii extreme până la marginea interioară a suporturilor pe secțiuni drepte trebuie să fie de cel puțin 3100 mm. În cazuri speciale pe liniile electrificate, este permisă reducerea distanței specificate până la 2450 mm- la statii si inainte 2750 mm- la trageri. Folosit în principal la transporturi suspensie individuală în consolă a firului de contact. În stații (și în unele cazuri și pe scene) se folosește suspensie de grup de fire de contact pe și traverse.

Pentru a proteja rețeaua de contact de scurtcircuite, echipat întrerupătoare de siguranță. Toate structurile metalice care interacționează direct cu elementele rețelei de contact sau situate pe o rază de 5 m față de acestea, sol(conectat la șine). Pe liniile electrizate cu curent continuu se folosesc diode speciale si scantei. Pentru a proteja elementele și echipamentele rețelei de contact de supratensiuni (de exemplu, din cauza fulgerelor), unele suporturi sunt echipate cu coarne arcuite.

Sunt utilizate pentru izolarea electrică a elementelor de rețea de contact sub tensiune (fir de contact, cablu de sprijin, șiruri, cleme) de elementele împământate (suporturi, console, traverse etc.). În funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc, izolatorii sunt împărțiți în agăţat, tensiune, fixativ, consolă, de proiectare - în formă de discȘi tijă, iar în funcție de materialul din care sunt realizate - , și.

Pe căile ferate electrificate, șinele transportă curent de tracțiune inversă. Pentru a reduce pierderile de energie electrică și a asigura funcționarea normală a dispozitivelor de automatizare și telemecanică pe astfel de linii, sunt prevăzute următoarele caracteristici ale suprastructurii căii:

• Shunturile sunt sudate la capetele șinei din exteriorul căii, reducând rezistența electrică a îmbinărilor șinei;
• șinele sunt izolate de traverse folosind garnituri de cauciuc în cazul traverselor din beton armat și impregnarea traverselor de lemn cu creozot;
• utilizați balast din piatră zdrobită, care are proprietăți dielectrice bune și asigurați un spațiu de cel puțin 3 cm între baza șinei și balast;
• pe liniile dotate cu blocare automată și centralizare electrică se folosesc îmbinări izolante, iar pentru a trece curentul de tracțiune ocolindu-le, sau filtre de frecventa.

Stații de interconectare AC/DC

Una dintre modalitățile de conectare a liniilor electrificate folosind diferite tipuri de curent este de a secționa rețeaua de contact cu comutarea secțiunilor individuale la alimentare de la surse DC sau AC. Rețeaua de contact a stațiilor de andocare are grupe de secțiuni izolate: curent continuu, curent alternativ și comutabil. Electricitatea este furnizată la secțiunile comutate prin. Rețeaua de contacte este comutată de la un tip de curent la altul utilizând motorizări speciale instalate la punctele de grupare. Fiecare punct este alimentat cu două linii de alimentare: AC și DC de la substația de tracțiune AC. Alimentatoarele de tipul adecvat de curent ale acestei substații sunt, de asemenea, conectate la rețeaua de contact a gâturilor stației de andocare și a secțiunilor adiacente.

Pentru a exclude posibilitatea de a furniza secțiuni individuale ale rețelei de contact cu curent care nu corespunde materialului rulant situat acolo, precum și posibilitatea ca EPS să părăsească secțiunile rețelei de contact cu un sistem de curent diferit, comutatoarele sunt blocate cu fiecare altele și cu dispozitivele centralizare electrică. Controlul comutatoarelor este inclus într-un sistem unificat de centralizare a traseului-releu pentru controlul comutatoarelor și semnalelor stației. Ofițerul de serviciu al postului, adunând orice traseu, concomitent cu setarea săgeților și semnalelor în poziția dorită, efectuează comutatoarele corespunzătoare în rețeaua de contact.

Centralizarea rutelor la stațiile de legătură are sistem de numărare a sosirii și plecării materialului rulant electric pe secțiuni ale căii de cale a secțiunilor comutabile ale rețelei de contact, ceea ce îl împiedică să fie expus la un alt tip de curent. Pentru a proteja echipamentele dispozitivelor de alimentare cu energie electrică și materialul rulant electric DC atunci când sunt expuse la tensiune de curent alternativ ca urmare a oricărei perturbări, sunt disponibile echipamente speciale.

Cerințe pentru dispozitivele de alimentare

Dispozitivele de alimentare trebuie să asigure o sursă de alimentare fiabilă:

• material rulant electric pentru circulatia trenurilor cu standarde de greutate stabilite, viteze si intervale intre acestea cu volumele de trafic cerute;
• dispozitive de semnalizare, comunicații și tehnologie informatică ca consumatori de energie electrică de categoria I;
• toţi ceilalţi consumatori de transport feroviar în conformitate cu categoria stabilită.

LA dispozitive de alimentare pentru material rulant de tracțiune cerinţele descrise mai sus sunt prezentate în raport cu şi.

Surse de rezervă de alimentare cu energie pentru dispozitivele de semnalizare trebuie să fie în permanentă pregătire și să asigure funcționarea neîntreruptă a dispozitivelor de semnalizare și a alarmelor de trecere timp de cel puțin 8 ore, cu condiția ca alimentarea să nu fi fost întreruptă în ultimele 36 de ore.Timpul de tranziție de la sistemul principal de alimentare la cel de rezervă sau invers nu trebuie să depășească 1,3 s.

Pentru a asigura o alimentare fiabilă cu energie, trebuie efectuată monitorizarea periodică a stării structurilor și a dispozitivelor de alimentare cu energie, parametrii acestora trebuie măsurați cu ajutorul dispozitivelor de diagnosticare și trebuie efectuate lucrări de reparații programate.

Dispozitivele de alimentare cu energie electrică trebuie să fie protejate de curenții de scurtcircuit, supratensiuni și suprasarcini peste standardele stabilite.

Structurile subterane metalice (conducte, cabluri etc.), precum și structurile metalice și din beton armat situate în zona liniilor electrificate cu curent continuu, trebuie protejate împotriva coroziunii electrice.

În cadrul structurilor artificiale, distanța de la elementele purtătoare de curent ale pantografului și părțile rețelei de contact care sunt sub tensiune până la părțile împământate ale structurilor și materialului rulant trebuie să fie de cel puțin 200 mm pe linii electrificate cu curent continuu, si nu mai putin 270 mm- pe curent alternativ.

Pentru siguranța personalului de exploatare și a altor persoane, precum și pentru îmbunătățirea protecției împotriva curenților de scurtcircuit, a suporturilor metalice și a elementelor de care este suspendată rețeaua de contact, precum și a tuturor structurilor metalice situate la mai puțin de 5 m de părțile contactului reţea, sunt împământate sau echipate cu dispozitive de curent rezidual.sub tensiune.

Karelin Denis Igorevich ® Colegiul Feroviar Orekhovo-Zuevsky numit după V.I. Bondarenko „2017

CLASIFICAREA ȘI ORGANIZAREA LUCRĂRII PENTRU CÂNE.

Lucrările de întreținere a căii și a cotei sunt împărțite în următoarele tipuri:

1. revizuire îmbunătățită a pistei,

2. reparații majore ale pistei,

3. reparație medie îmbunătățită,

4. reparație medie a căii,

5. înlocuirea completă a șinelor și a pieselor metalice ale covoarelor, reparații de căi de demolare,

6. îndreptarea preventivă planificată a căii cu ajutorul unui complex de mașini,

7. șlefuire șine,

8. reparații majore la treceri,

9. conținutul căii curente etc.

Conținutul actual al căii- Acesta este cel mai important tip de lucru pe cale. Se desfășoară continuu pe tot parcursul anului și are ca scop prevenirea apariției tulburărilor de cale, eliminarea defecțiunilor și cauzelor acestora. Lucrările includ inspectarea și verificarea pistei, supravegherea acestora și menținerea acesteia în bună stare, inclusiv întreținerea pistei conform tiparului și nivelului.

1. urgente și prioritare – vizând eliminarea defecțiunilor periculoase la locurile în care sunt depistate.

2. măsuri preventive programate efectuate pentru a preveni apariția unei defecțiuni de cale.

Monitorizarea stării căii se realizează prin inspecția vizuală a căii și a structurilor, precum și prin verificarea cu echipamente de măsurare a căii.

Pentru a verifica calea după lățimea și nivelul șinei, se folosesc șabloane de șine, cărucioare de măsurare a șinei și vagoane. Mașinile de măsurare a căii TsNII-2 (cu un sistem automatizat la bord) și TsNII-4 (cu înregistrarea informațiilor fără contact) asigură înregistrarea automată a rezultatelor verificării lățimii șinei și a poziției de nivel a șinelor. Pentru a identifica fisurile și alte defecte, se folosesc cărucioare de detectare a defectelor. Se folosesc și mașini de curățat piatră zdrobită ShchOM-D,

mașini de îndreptat, tamponat și finisat VPO-3000 (capacitate de până la 3000 de metri pe oră. Și alte mașini.

CAPITOLUL 11.

DISPOZITIVE DE ALIMENTARE. SCHEMA DE ALIMENTARE, COMPLEX DE DISPOZITIVE.

Transportul feroviar consumă aproximativ 7% din energia electrică produsă în Rusia. Dispozitivul de alimentare trebuie să asigure o sursă de alimentare fiabilă:

1. mobilitatea electrică a trenului pentru deplasarea trenurilor cu standarde de greutate, viteze și intervale stabilite între ele.

2. aparate de semnalizare, echipamente de comunicații și informatice, în calitate de consumatori de energie electrică din categoria I.

3. toți ceilalți consumatori de transport feroviar în conformitate cu categoria stabilită de Ministerul Căilor Ferate.

Schema generală de alimentare cu energie a unui drum electrificat (desen în Fig. 11.1) formată din dispozitive de alimentare externe (centrale electrice, substații, rețele și linii de transport) și alimentare de tracțiune (substații de tracțiune și rețea de tracțiune). Căile ferate aparțin consumatorilor din prima categorie și a căror încălcare este asociată cu un pericol pentru viața umană.

Rețeaua de tracțiune este formată din rețelele de contact și feroviare și firele de alimentare . Rețeaua feroviară - Acestea sunt șine de rulare care au conexiuni electrice cap la cap. Rețeaua de contact drumurile electrice principale și suburbane sunt un set de fire, structuri și echipamente care asigură transportul energiei electrice de la stațiile de tracțiune la colectoarele de curent EPS. Scăderea mare a firului poate perturba colectarea curentului, iar firul se poate arde. Rețeaua de contact nu are rezervă, iar dacă este deteriorată, mișcarea se va opri.

Catenară simplă Este un fir care atârnă liber între locurile de suspendare pe suporturi. Folosit la viteze mici.

Lanțul catenar reprezintă o sârmă care atârnă între suporturi pe șiruri de sârmă amplasate frecvent care sunt conectate la un cablu de susținere. Odată cu schimbările sezoniere de temperatură, cantitatea de scădere este uneori trasă până la suporturi, iar o sarcină este suspendată printr-un sistem de blocuri. Catenarele cu lanț au o serie de varietăți, în funcție de metoda de suspendare a firului de cablul de susținere.

În conformitate cu PTE, înălțimea suspensiei firului de contact deasupra capului șinei trebuie să fie de cel puțin 5750 mm pe tracțiuni și stații și de cel puțin 6000 mm la treceri. Înălțimea maximă a suspensiei este de 6800 mm.

Materialul pentru firele de contact este cupru electrolitic trasat. Cele mai comune sunt firele de cupru cu o secțiune transversală de 100 și 150 mm pătrați, care sunt utilizate pe liniile principale ale stațiilor și etapelor; pe alte căi unde sarcina este mai mică - un fir cu o secțiune transversală de 85 mm. kV.

Suporturile retelei de contact pot fi din beton armat sau metalice. Cele mai ieftine din beton armat (înălțime până la 15,6 m) sunt mai des folosite, dar instalarea lor este mai dificilă din cauza stratului superior de beton mai fragil, dar sunt mai grele decât cele metalice. Suporturile metalice (înălțimea de 15 m sau mai mult) sunt realizate sub formă de ferme piramidale tetraedrice. Distanța rețelei de contact pe tronsoane drepte de trăgări și stații trebuie să fie de cel puțin 3100 mm, iar în condiții deosebit de dificile, este permisă cel puțin 2450 mm la stații și 2750 mm la trageri.

În stațiile mari, firele de contact sunt suspendate numai pe șinele destinate recepției și plecării trenurilor pentru rulajele cu tracțiune electrică, precum și pe șinele depourilor de unități multiple de locomotive electrice.

Pentru o funcționare fiabilă și o întreținere ușoară, rețeaua de contact este împărțită în secțiuni (secțiuni) separate, folosind goluri de aer și inserții neutre (interfețe izolatoare), precum și izolatori secționali și mortare. Secțiunile sunt conectate sau deconectate cu ajutorul deconectatoarelor secționale instalate pe suporturile rețelei de contact. Pentru alimentarea cu energie electrică a consumatorilor de cale ferată liniară, de la suporturile rețelei de contact este suspendată o linie specială trifazată cu o tensiune de 10 kV.

Pe liniile de cale ferată electrificate, șinele de rulare sunt folosite pentru a trece curenții de tracțiune, prin urmare suprastructura căii (STS) pe astfel de linii are următoarele caracteristici:

1. Conectorii cap la cap din cablu de cupru sunt sudați la capetele șinei din exteriorul șinei, drept urmare rezistența electrică a îmbinărilor șinei este redusă (Fig. 11.7). 2. utilizați balast din piatră zdrobită, care are proprietăți dielectrice bune, distanța dintre baza șinei și balast este de cel puțin 3 cm,

3. traversele din beton armat sunt izolate de șine cu garnituri de cauciuc, iar traversele din lemn sunt impregnate cu creozot, care protejează traversele de putrezire și, în același timp, este un bun izolator,

4.liniile echipate cu blocare automata si centralizare electrica au rosturi izolante, cu ajutorul carora se formeaza sectiuni separate de bloc.

Pentru a trece curenții de tracțiune care ocolesc îmbinările izolatoare, sunt instalate transformatoare de inductie sau filtre de frecvență.

Pentru a proteja structurile metalice subterane de deteriorarea curenților vagabonzi, se îmbunătățește izolarea acestora față de sol și se aplică și măsuri speciale de protecție.

Rețeaua de contact este un set de dispozitive pentru transmiterea energiei electrice de la substațiile de tracțiune către EPS prin colectoare de curent. Face parte din rețeaua de tracțiune și pentru transportul feroviar electrificat îi servește de obicei ca fază (cu curent alternativ) sau stâlp (cu curent continuu); cealaltă fază (sau pol) este rețeaua feroviară. Rețeaua de contact poate fi realizată cu șină de contact sau cu suspensie de contact.
Într-o rețea de contact cu suspensie catenară, elementele principale sunt următoarele: fire - fir de contact, cablu de susținere, fir de armare etc.; suporturi; dispozitive de susținere și fixare; traverse flexibile și rigide (console, cleme); izolatoare și fitinguri pentru diverse scopuri.
Rețelele de contact cu suspensii catenare se clasifică în funcție de tipul de transport electrificat căruia îi este destinată - calea ferată. magistrală, oraș (tramvai, troleibuz), carieră, mine transport feroviar subteran etc.; după tipul de curent și tensiunea nominală a EPS alimentat din rețea; pe amplasarea suspensiei de contact față de axa căii ferate - pentru captarea centrală a curentului (pe transportul feroviar principal) sau lateral (pe căile de transport industrial); dupa tipul de suspensie de contact - simpla, lant sau speciala; cu privire la specificul ancorarii firului de contact si cablului suport, racordarea sectiunilor de ancorare etc.
Rețeaua de contact este proiectată să funcționeze în aer liber și, prin urmare, este expusă factorilor climatici, care includ: temperatura mediului ambiant, umiditatea și presiunea aerului, vânt, ploaie, îngheț și gheață, radiații solare și conținutul diferiților contaminanți din aer. La aceasta este necesar să se adauge procesele termice care apar atunci când curentul de tracțiune trece prin elementele rețelei, impactul mecanic asupra acestora de la pantografe, procesele de electrocoroziune, numeroase sarcini mecanice ciclice, uzură etc. Toate dispozitivele de rețea de contact trebuie să fie capabile să reziste la acțiunea factorii enumerați și oferă o calitate ridicată a colectării curentului în orice condiții de funcționare.
Spre deosebire de alte dispozitive de alimentare cu energie, rețeaua de contact nu are o rezervă, așa că îi sunt impuse cerințe de fiabilitate sporite, ținând cont de proiectarea, construcția și instalarea, întreținerea și repararea acesteia.

Proiectarea rețelei de contact

La proiectarea unei rețele de contact (CN), numărul și marca de fire sunt selectate pe baza rezultatelor calculelor sistemului de alimentare cu energie de tracțiune, precum și a calculelor de tracțiune; determina tipul de suspensie de contact în conformitate cu vitezele maxime de deplasare ale EPS și alte condiții de colectare a curentului; găsiți lungimile de deschidere (în principal în funcție de condițiile de asigurare a rezistenței sale la vânt, și la viteze mari - și un anumit nivel de denivelare de elasticitate); alegeți lungimea secțiunilor de ancorare, tipurile de suporturi și dispozitive de susținere pentru tracțiuni și stații; dezvoltarea proiectelor CS în structuri artificiale; amplasați suporturi și întocmește planuri pentru rețeaua de contact la stații și etape cu coordonarea zig-zagurilor de fire și ținând cont de implementarea întrerupătoarelor aeriene și a elementelor de secționare a rețelei de contact (mate izolatori ai secțiunilor de ancorare și inserții neutre, izolatoare și separatoare secționale). ).
Principalele dimensiuni (indicatori geometrici) care caracterizează amplasarea rețelei de contact în raport cu alte dispozitive sunt înălțimea H de agățare a firului de contact deasupra nivelului vârfului capului șinei; distanța A de la părțile sub tensiune la părțile împământate ale structurilor și materialului rulant; distanța Г de la axa căii exterioare până la marginea interioară a suporturilor, situată la nivelul capetelor șinei, sunt reglementate și determină în mare măsură proiectarea elementelor rețelei de contact (Fig. 8.9).

Îmbunătățirea designului rețelei de contact are ca scop creșterea fiabilității acesteia, reducând în același timp costurile de construcție și exploatare. Suporturile din beton armat și fundațiile suporturilor metalice sunt protejate de efectele electrocorozive ale curenților vagabonzi asupra armăturii lor. Creșterea duratei de viață a firelor de contact se realizează, de regulă, prin utilizarea inserțiilor pe pantografe cu proprietăți antifricțiune ridicate (carbon, inclusiv cu conținut de metal, metal-ceramic etc.), alegerea unui design rațional al pantografelor, precum și optimizarea modurile de colectare curente.
Pentru a crește fiabilitatea rețelei de contact, gheața este topită, incl. fără întrerupere a circulației trenurilor; Se folosesc pandantive de contact rezistente la vânt etc. Eficiența lucrului pe rețeaua de contact este facilitată de utilizarea telecomenzii pentru comutarea de la distanță a separatoarelor secționale.

Ancorarea firului

Ancorarea firelor este atașarea firelor catenare prin izolatoarele și fitingurile incluse în acestea la suportul de ancorare cu transferul tensiunii lor către acesta. Ancorarea firelor poate fi necompensată (rigidă) sau compensată (Fig. 8.16) printr-un compensator care modifică lungimea firului dacă temperatura acestuia se modifică menținând o anumită tensiune.

În mijlocul secțiunii de ancorare a catenarei, se realizează o ancorare mijlocie (Fig. 8.17), care previne mișcările longitudinale nedorite către una dintre ancore și vă permite să limitați zona de deteriorare a catenarei atunci când unul dintre firele acesteia se rupe. . Cablul de ancorare din mijloc este atașat la firul de contact și cablul de susținere cu fitinguri corespunzătoare.

Compensarea deformarii firului

Compensarea tensiunii firelor (reglarea automată) a rețelei de contact atunci când lungimea acestora se modifică ca urmare a efectelor temperaturii se realizează prin compensatoare de diferite modele - bloc-sarcină, cu tamburi de diferite diametre, hidraulice, gaz-hidraulice, arc etc. .
Cel mai simplu este un compensator de sarcină bloc, format dintr-o sarcină și mai multe blocuri (palan cu scripete), prin care sarcina este conectată la firul ancorat. Cel mai utilizat este compensatorul cu trei blocuri (Fig. 8.18), în care un bloc fix este fixat de un suport, iar două mobile sunt introduse în bucle formate dintr-un cablu care poartă o sarcină și fixate la celălalt capăt în flux al unui bloc fix. Firul ancorat este atașat de blocul mobil prin izolatori. În acest caz, greutatea sarcinii este 1/4 din tensiunea nominală (este furnizat un raport de transmisie 1:4), dar mișcarea sarcinii este de două ori mai mare decât cea a unui compensator cu doi-6 lobi (cu un bloc în mișcare).

la compensatoarele cu tamburi de diferite diametre (Fig. 8.19), cablurile conectate la firele ancorate sunt înfăşurate pe un tambur de diametru mic, iar un cablu conectat la o ghirlandă de greutăţi este înfăşurat pe un tambur cu diametru mai mare. Dispozitivul de frânare este utilizat pentru a preveni deteriorarea catenarei atunci când firul se rupe.

În condiții speciale de funcționare, în special cu dimensiuni limitate în structurile artificiale, diferențe ușoare de temperatură de încălzire a firelor etc., se folosesc alte tipuri de compensatoare pentru firele catenare, cablurile de fixare și traversele rigide.

Clemă de sârmă de contact

Clemă de sârmă de contact - un dispozitiv pentru fixarea poziției firului de contact într-un plan orizontal față de axa pantografului. Pe secțiunile curbe, unde nivelurile capetelor șinei sunt diferite și axa pantografului nu coincide cu axa șinei, se folosesc cleme nearticulate și articulate.
O clemă nearticulată are o tijă care trage firul de contact de pe axa pantografului către suport (clemă extinsă) sau din suport (clemă comprimată) cu o dimensiune în zig-zag. Pe căile ferate electrificate clemele nearticulate sunt folosite foarte rar (în ramurile ancorate ale unei suspensii catenare, pe unele întrerupătoare de aer), deoarece „punctul dur” format cu aceste cleme pe firul de contact afectează captarea curentului.

Clema articulată este formată din trei elemente: tija principală, suportul și o tijă suplimentară, la capătul căreia este atașată clema de fixare a firului de contact (Fig. 8.20). Greutatea tijei principale nu este transferată pe firul de contact și preia doar o parte din greutatea tijei suplimentare cu o clemă de fixare. Tijele sunt modelate pentru a asigura trecerea fiabilă a pantografelor atunci când aceștia apasă firul de contact. Pentru liniile de mare viteză și de mare viteză, sunt utilizate tije suplimentare ușoare, de exemplu, din aliaje de aluminiu. Cu un fir de contact dublu, două tije suplimentare sunt instalate pe suport. Pe partea exterioară a curbelor cu raze mici, clemele flexibile sunt montate sub forma unei tije suplimentare convenționale, care este atașată la un suport, rack sau direct la un suport printr-un cablu și un izolator. Pe traversele flexibile și rigide cu cabluri de fixare se folosesc de obicei elemente de fixare cu bandă (asemănătoare unei tije suplimentare), fixate cu balamale cu cleme cu un ochi montat pe cablul de fixare. Pe barele transversale rigide, puteți atașa cleme și la rafturi speciale.

Secțiunea ancora

Secțiunea de ancorare este o secțiune a unei suspensii catenare, ale cărei limite sunt suporturi de ancorare. Împărțirea rețelei de contact în secțiuni de ancorare este necesară pentru a include în fire dispozitive care mențin tensiunea firelor atunci când temperatura acestora se schimbă și pentru a efectua seccționarea longitudinală a rețelei de contact. Această împărțire reduce suprafața de deteriorare în cazul unei ruperi a firelor catenare, facilitează instalarea, tehnic. contactați întreținerea și repararea rețelei. Lungimea secțiunii de ancorare este limitată de abaterile admisibile de la valoarea nominală a tensiunii firelor catenare stabilite de compensatoare.
Abaterile sunt cauzate de modificările poziției corzilor, clemelor și consolelor. De exemplu, la viteze de până la 160 km/h, lungimea maximă a secțiunii de ancorare cu compensare bilaterală pe tronsoane drepte nu depășește 1600 m, iar la viteze de 200 km/h nu este permisă mai mult de 1400 m. În curbe, lungimea secțiunilor de ancorare scade cu atât mai mult, cu atât curba de lungime este mai mare și raza acesteia este mai mică. Pentru a trece de la o secțiune de ancorare la alta, se realizează conexiuni neizolante și izolante.

Împerecherea secțiunilor de ancorare

Conjugarea secțiunilor de ancorare este o combinație funcțională a două secțiuni de ancorare adiacente ale unui sistem catenar, asigurând o tranziție satisfăcătoare a pantografelor EPS de la unul dintre ele la altul fără a perturba modul de colectare curent datorită plasării adecvate în aceleași (de tranziție) travee de rețeaua de contact a capătului unei secțiuni de ancorare și începutul celeilalte. Se face distincție între neizolant (fără secționare electrică a rețelei de contact) și izolator (cu secționare).
Conexiunile neizolante se realizează în toate cazurile în care este necesară includerea compensatoarelor în firele catenare. În acest caz, se realizează independența mecanică a secțiunilor de ancorare. Astfel de conexiuni sunt instalate în trei (Fig. 8.21, a) și mai rar în două trave. Pe autostrăzile de mare viteză, conexiunile sunt uneori efectuate în 4-5 trave din cauza cerințelor mai mari pentru calitatea colectării curentului. Interfețele neizolante au conectori electrici longitudinali, a căror secțiune transversală trebuie să fie echivalentă cu aria secțiunii transversale a firelor aeriene.

Interfetele izolatoare se folosesc atunci cand este necesara sectiunea retelei de contact, cand, pe langa cea mecanica, este necesara asigurarea independenței electrice a secțiunilor de împerechere. Astfel de conexiuni sunt aranjate cu inserții neutre (secțiuni ale catenarei unde în mod normal nu există tensiune) și fără ele. În acest ultim caz, se folosesc de obicei conexiuni cu trei sau patru trave, plasând firele de contact ale secțiunilor de împerechere în travele de mijloc la o distanță de 550 mm una de alta (Fig. 8.21.6). În acest caz, se formează un spațiu de aer care, împreună cu izolatorii incluși în suspensiile de contact ridicate la suporturile de tranziție, asigură independența electrică a secțiunilor de ancorare. Trecerea patinului pantografului de la firul de contact al unei secțiuni de ancorare la alta are loc în același mod ca și în cazul cuplajului neizolant. Cu toate acestea, atunci când pantograful se află în mijlocul deschiderii, independența electrică a secțiunilor de ancorare este compromisă. Dacă o astfel de încălcare este inacceptabilă, se folosesc inserții neutre de lungimi diferite. Se alege astfel încât atunci când se ridică mai multe pantografe ale unui tren, să fie exclusă blocarea simultană a ambelor goluri de aer, ceea ce ar duce la scurtcircuitul firelor alimentate din faze diferite și sub tensiuni diferite. Pentru a evita arderea firului de contact al EPS, cuplarea cu inserția neutră are loc la curgere, în acest scop este instalat un semn de semnal „Opriți curentul” cu 50 m înainte de începerea inserției și după sfârșitul inserției pentru tracțiunea locomotivei electrice după 50 m și pentru tracțiunea multiplă după 200 m - semnul „Porniți curentul” (Fig. 8.21c). În zonele cu trafic de mare viteză, sunt necesare mijloace automate de întrerupere a curentului către EPS. Pentru a face posibilă deraierea trenului atunci când este forțat să se oprească sub inserția neutră, sunt prevăzute separatoare secționale pentru a furniza temporar tensiune la inserția neutră din direcția de mișcare a trenului.

Sectionarea catenarii

Secționarea unei rețele de contact este împărțirea unei rețele de contact în secțiuni (secțiuni) separate, separate electric prin conexiuni izolatoare ale secțiunilor de ancorare sau izolatoare secționale. Izolația poate fi ruptă în timpul trecerii pantografului EPS de-a lungul interfeței secțiunii; dacă un astfel de scurtcircuit este inacceptabil (când secțiunile adiacente sunt alimentate din faze diferite sau aparțin unor sisteme diferite de alimentare cu energie de tracțiune), inserțiile neutre sunt plasate între secțiuni. În condiții de funcționare, se realizează conexiunea electrică a secțiunilor individuale, inclusiv deconectatoarele secționale instalate în locuri adecvate. Secționarea este, de asemenea, necesară pentru funcționarea fiabilă a dispozitivelor de alimentare cu energie în general, întreținerea și repararea promptă a rețelei de contact cu întrerupere a tensiunii. Schema de secţionare prevede o astfel de aranjare reciprocă a secţiunilor în care deconectarea uneia dintre ele are cel mai mic impact asupra organizării traficului feroviar.
Secționarea rețelei de contact poate fi longitudinală sau transversală. La secţionarea longitudinală, reţeaua de contact a fiecărei căi principale este împărţită de-a lungul liniei electrificate la toate staţiile de tracţiune şi posturile de secţionare. Rețeaua de contact a etapelor, substațiilor, siding-urilor și punctelor de trecere este împărțită în secțiuni longitudinale separate. La statiile mari cu mai multe parcuri electrificate sau grupuri de piste, reteaua de contact a fiecarui parc sau grupuri de piste formeaza sectiuni longitudinale independente. La stațiile foarte mari, rețeaua de contact a unuia sau ambelor gâturi este uneori separată în secțiuni separate. Rețeaua de contact este secționată și în tuneluri lungi și pe unele poduri cu trafic dedesubt. Cu secționarea transversală, rețeaua de contact a fiecăreia dintre căile principale este împărțită pe toată lungimea liniei electrificate. În stațiile cu o dezvoltare semnificativă a căii, se utilizează secționarea transversală suplimentară. Numărul de secțiuni transversale este determinat de numărul și scopul pistelor individuale și, în unele cazuri, de modurile de pornire ale EPS, atunci când este necesară utilizarea secțiunii transversale a catenarelor aeriene ale căilor adiacente.
Secţionarea cu împământare obligatorie a porţiunii deconectate a reţelei de contact este prevăzută pentru şinele pe care pot fi persoane pe acoperişurile vagoanelor sau locomotivelor, sau şinelor în apropierea cărora funcţionează mecanisme de ridicare şi transport (încărcare şi descărcare, şine de utilaje etc.) . Pentru a asigura o mai mare siguranță pentru cei care lucrează în aceste locuri, secțiunile corespunzătoare ale rețelei de contact sunt conectate la alte secțiuni prin separatoare secționale cu lame de împământare; aceste cuțite împământă secțiunile deconectate atunci când deconectatoarele sunt oprite.

În fig. În figura 8.22 este prezentat un exemplu de circuit de alimentare cu energie electrică și de secţionare pentru o stație situată pe o secțiune cu două căi a unei linii electrificate cu curent alternativ. Diagrama prezintă șapte secțiuni - patru pe transporturi și trei la stație (una dintre ele cu împământare obligatorie atunci când este oprită). Rețeaua de contact a liniilor din secțiunea din stânga și stația primește energie de la o fază a sistemului de alimentare, iar șinele din secțiunea din dreapta - de la cealaltă. În consecință, secționarea a fost efectuată folosind mate izolatoare și inserții neutre. În zonele în care este necesară topirea gheții, pe inserția neutră sunt instalate două separatoare secționale cu acţionare cu motor. Dacă nu este prevăzută topirea gheții, este suficient un deconectator secțional acţionat manual.

Pentru a secționa rețeaua de contact a rețelelor principale și laterale la stații, se folosesc izolatori secționali. În unele cazuri, izolatorii secționali sunt utilizați pentru a forma inserții neutre pe rețeaua de contact AC, pe care EPS le trece fără a consuma curent, precum și pe șinele unde lungimea rampelor nu este suficientă pentru a găzdui conexiuni izolatoare.
Conectarea și deconectarea diferitelor secțiuni ale rețelei de contact, precum și conectarea la liniile de alimentare, se realizează cu ajutorul separatoarelor secționale. Pe liniile de curent alternativ, de regulă, se folosesc deconectatoare de tip orizontal-rotativ, pe liniile de curent continuu - tip cu tăiere verticală. Separatorul este controlat de la distanță de la consolele instalate în locul de serviciu din zona rețelei de contact, în sediul ofițerilor de serviciu și în alte locuri. Cele mai critice și mai frecvent comutate întrerupătoarele sunt instalate în rețeaua de telecontrol de dispecerat.
Există deconectatoare longitudinale (pentru conectarea și deconectarea secțiunilor longitudinale ale rețelei de contact), transversale (pentru conectarea și deconectarea secțiunilor sale transversale), alimentator etc. Sunt desemnate cu literele alfabetului rus (de exemplu, longitudinal - A , B, V, D; transversal - P ; feeder - F) și numerele corespunzătoare numerelor de piste și secțiuni ale rețelei de contact (de exemplu, P23).
Pentru asigurarea siguranței muncii pe secțiunea deconectată a rețelei de contact sau în apropierea acesteia (în depozit, pe căile de echipare și inspectare a echipamentelor de acoperiș ale EPS, pe căile de încărcare și descărcare a mașinilor etc.), deconectatoare cu sunt instalate o lamă de împământare.

Broască

Comutator de aer - format prin intersecția a două contacte aeriene deasupra comutatorului; este conceput pentru a asigura trecerea lină și fiabilă a pantografului de la firul de contact al unei căi la firul de contact al altuia. Încrucișarea firelor se realizează prin suprapunerea unui fir (de obicei o cale adiacentă) pe altul (Fig. 8.23). Pentru a ridica ambele fire atunci când pantograful se apropie de acul de aer, pe firul inferior se fixează o țeavă metalică restrictivă de 1-1,5 m lungime.Firul superior este plasat între tub și firul inferior. Intersecția firelor de contact deasupra unui singur turneu se realizează cu fiecare fir deplasat spre centru de la axele căii de rulare cu 360-400 mm și situat acolo unde distanța dintre marginile interioare ale capetelor șinelor de conectare a traversei este de 730-800 mm. . La comutatoare încrucișate și la așa-numitele. La intersecțiile oarbe, firele traversează centrul comutatorului sau intersecției. Tunnerele cu aer sunt de obicei fixe. Pentru a face acest lucru, pe suporturi sunt instalate cleme pentru a ține firele de contact într-o poziție dată. Pe sinele de stație (cu excepția celor principale), comutatoarele pot fi realizate nefixate dacă firele de deasupra comutatorului sunt situate în poziția specificată prin reglarea zigzagurilor la suporturile intermediare. Corzile catenare situate lângă săgeți trebuie să fie duble. Contactul electric dintre pandantivele catenare care formează săgeata este asigurat de un conector electric instalat la o distanță de 2-2,5 m de intersecția de pe partea săgeții. Pentru a crește fiabilitatea, se folosesc modele de comutatoare cu conexiuni încrucișate suplimentare între firele ambelor pandantive catenare și șiruri duble de susținere glisante.

Suporturi de catenă

Suporturile rețelei de contact sunt structuri pentru fixarea dispozitivelor de susținere și fixare a rețelei de contact, preluând sarcina de pe firele și alte elemente ale acesteia. În funcție de tipul dispozitivului de susținere, suporturile sunt împărțite în cantilever (single-track și double-track); rafturi de bare transversale rigide (singure sau pereche); suporturi transversale flexibile; alimentator (cu console numai pentru firele de alimentare și de aspirație). Suporturile care nu au dispozitive de susținere, dar au dispozitive de fixare, se numesc de fixare. Suporturile cantilever sunt împărțite în intermediare - pentru atașarea unei suspensii catenare; tranzițional, instalat la joncțiunea secțiunilor de ancorare, - pentru fixarea a două fire de contact; ancora, absorbind forța de ancorare a firelor. De regulă, suporturile îndeplinesc mai multe funcții simultan. De exemplu, suportul unei traverse flexibile poate fi ancorat, iar consolele pot fi suspendate de rafturile unei traverse rigide. Suporturile pentru armare și alte fire pot fi atașate la stâlpii de susținere.
Suporturile sunt din beton armat, metal (otel) si lemn. În trenurile interne d. folosesc în principal suporti din beton armat precomprimat (Fig. 8.24), centrifugat conic, lungime standard 10,8; 13,6; 16,6 m. Suporturile metalice se montează în cazurile în care, datorită capacității portante sau dimensiunilor lor, este imposibilă utilizarea celor din beton armat (de exemplu, în traverse flexibile), precum și pe liniile cu trafic de mare viteză, unde se impun cerințe sporite privind fiabilitatea structurilor de susținere. Suporturile din lemn sunt folosite doar ca suport temporar.

Pentru secțiunile de curent continuu, suporturile din beton armat sunt realizate cu armătură suplimentară de tijă situată în partea de fundație a suporturilor și concepute pentru a reduce deteriorarea armăturii suport prin electrocoroziune cauzată de curenții vagabonzi. În funcție de metoda de instalare, suporturile din beton armat și rafturile de traverse rigide pot fi separate sau neseparate, instalate direct în pământ. Stabilitatea necesară a suporturilor indivize în sol este asigurată de grinda superioară sau placa de bază. În cele mai multe cazuri, se folosesc suporturi indivize; cele separate sunt folosite atunci când stabilitatea celor neseparate este insuficientă, precum și în prezența apei subterane, ceea ce face dificilă instalarea suporturilor neseparate. În suporturile de ancorare din beton armat, se folosesc tiranți, care sunt instalați de-a lungul căii la un unghi de 45° și atașați de ancorele din beton armat. Fundațiile din beton armat din partea supraterană au o sticlă adâncă de 1,2 m, în care se instalează suporturi și apoi se etanșează cavitatea sticlei cu mortar de ciment. Pentru a adânci fundațiile și suporturile în pământ, se folosește în principal metoda de scufundare în vibrații.
Suporturile metalice ale traverselor flexibile sunt de obicei realizate dintr-o formă piramidală tetraedrică, lungimea lor standard este de 15 și 20 m. Stâlpii verticali longitudinali din bare unghiulare sunt legați printr-o rețea triunghiulară, de asemenea, din fier unghiular. În zonele caracterizate printr-o coroziune atmosferică crescută, pe fundații din beton armat se fixează în sol suporturi metalice cantilever de 9,6 și 11 m lungime. Suporturile cantilever sunt instalate pe fundații prismatice cu trei grinzi, suporturile transversale flexibile sunt instalate fie pe blocuri separate de beton armat, fie pe fundații pe piloți cu grilaje. Baza suporturilor metalice este conectată la fundații cu șuruburi de ancorare. Pentru a asigura suporturi în soluri stâncoase, în zonele de permafrost și îngheț sezonier profund, în soluri slabe și mlăștinoase etc., se folosesc fundații de design speciale.

Consolă

Consola este un dispozitiv de susținere montat pe un suport, format dintr-un suport și o tijă. În funcție de numărul de căi suprapuse, consola poate fi cu un singur, dublu sau mai rar cu mai multe căi. Pentru a elimina legătura mecanică dintre catenarele diferitelor căi și pentru a crește fiabilitatea, consolele cu o singură cale sunt mai des folosite. Se folosesc console neizolate sau împământate, în care izolatoarele sunt amplasate între cablul de susținere și suport, precum și în tija de prindere, și console izolate cu izolatori amplasați în console și tije. Consolele neizolate (Fig. 8.25) pot fi curbate, înclinate sau orizontale. Pentru suporturile instalate cu dimensiuni mari se folosesc console cu bare. La joncțiunile secțiunilor de ancorare la instalarea a două console pe un suport, se folosește o traversă specială. Consolele orizontale sunt folosite în cazurile în care înălțimea suporturilor este suficientă pentru a asigura tija înclinată.

Cu consolele izolate (Fig. 8.26), este posibil să se efectueze lucrări la cablul de susținere în apropierea acestora fără a deconecta tensiunea. Absența izolatoarelor pe consolele neizolate asigură o mai mare stabilitate a poziției cablului de susținere sub diferite influențe mecanice, ceea ce are un efect benefic asupra procesului de colectare curent. Suporturile și tijele consolelor sunt montate pe suporturi folosind tocuri care le permit să se rotească de-a lungul axei căii cu 90° în ambele direcții față de poziția normală.

Bară transversală flexibilă

Bară transversală flexibilă - un dispozitiv de sprijin pentru agățarea și fixarea firelor aeriene situate deasupra mai multor șine. Bara transversală flexibilă este un sistem de cabluri întinse între suporturi pe căile electrificate (Fig. 8.27). Cablurile portante transversale absorb toate sarcinile verticale din firele de suspensie a lanțului, bara transversală în sine și alte fire. Clădirea acestor cabluri trebuie să fie de cel puțin Vio lungimea deschiderii dintre suporturi: aceasta reduce influența temperaturii asupra înălțimii suspensiilor catenare. Pentru a crește fiabilitatea traverselor, se folosesc cel puțin două cabluri transversale portante.

Cablurile de fixare preiau sarcini orizontale (cel de sus este de la cablurile de sustinere ale umeraselor de lant si alte fire, cel de jos este de la firele de contact). Izolarea electrică a cablurilor de la suporturi permite întreținerea rețelei de contact fără a deconecta tensiunea. Pentru reglarea lungimii lor, toate cablurile sunt fixate pe suporturi cu tije filetate din otel; în unele țări se folosesc amortizoare speciale în acest scop, în principal pentru fixarea suspensiei de contact la stații.

Colecția curentă

Colectarea curentului este procesul de transfer de energie electrică de la un fir de contact sau șină de contact la echipamentul electric al unui EPS în mișcare sau staționar printr-un pantograf, oferind alunecare (pe autostradă, transportul electric industrial și cel mai urban urban) sau rulare (pe unele tipuri de EPS de transport electric urban) contact electric. Încălcarea contactului în timpul colectării curentului duce la apariția eroziunii arcului electric fără contact, care are ca rezultat uzura intensă a firului de contact și a inserțiilor de contact ale colectorului de curent. Când punctele de contact sunt supraîncărcate cu curent în timpul mișcării, are loc eroziunea prin explozie electrică de contact (scântei) și uzura crescută a elementelor de contact. Supraîncărcarea pe termen lung a contactului cu curentul de funcționare sau curentul de scurtcircuit atunci când EPS este parcat poate duce la arderea firului de contact. În toate aceste cazuri, este necesar să se limiteze limita inferioară a presiunii de contact pentru condițiile de funcționare date. Presiune de contact excesivă, incl. ca urmare a impactului aerodinamic asupra pantografului, o creștere a componentei dinamice și creșterea rezultată a deformarii verticale a firului, în special la cleme, la comutatoarele de aer, la joncțiunea secțiunilor de ancorare și în zona de structurile artificiale, pot reduce fiabilitatea rețelei de contact și a pantografelor, precum și pot crește rata de uzură a firelor și a inserțiilor de contact. Prin urmare, limita superioară a presiunii de contact trebuie, de asemenea, normalizată. Optimizarea modurilor de colectare a curentului este asigurată de cerințe coordonate pentru dispozitivele de rețea de contact și colectoarele de curent, ceea ce garantează o fiabilitate ridicată a funcționării acestora la costuri minime reduse.
Calitatea colectării curentului poate fi determinată de diverși indicatori (numărul și durata încălcărilor contactului mecanic pe secțiunea calculată a căii, gradul de stabilitate a presiunii de contact aproape de valoarea optimă, rata de uzură a elementelor de contact, etc.), care depind în mare măsură de proiectarea sistemelor care interacționează - rețeaua de contact și pantografe, caracteristicile lor statice, dinamice, aerodinamice, de amortizare și alte caracteristici. În ciuda faptului că procesul actual de colectare depinde de un număr mare de factori aleatori, rezultatele cercetării și experiența de operare fac posibilă identificarea principiilor fundamentale pentru crearea sistemelor de colectare actuale cu proprietățile necesare.

Traversa rigidă

Bară transversală rigidă - folosită pentru agățarea firelor aeriene situate deasupra mai multor (2-8) șine. Bara transversală rigidă este realizată sub forma unei structuri metalice bloc (bară transversală), montată pe două suporturi (Fig. 8.28). Astfel de traverse sunt utilizate și pentru deschiderea travei. Bara transversală cu montantii este conectată fie articulat, fie rigid cu ajutorul unor lonjeli, permițându-i să fie descărcată la mijlocul travei și reducând consumul de oțel. La amplasarea corpurilor de iluminat pe bara transversală, se realizează o pardoseală cu balustrade; asigurați o scară pentru urcarea la suporturi pentru personalul de service. Instalați bare transversale rigide cap. arr. în stații și puncte separate.

Izolatoare

Izolatoarele sunt dispozitive pentru izolarea firelor de contact sub tensiune. Izolatoarele se disting în funcție de direcția de aplicare a sarcinilor și de locul de instalare - suspendate, tensionate, de reținere și în consolă; prin proiectare - disc și tijă; după material - sticlă, porțelan și polimer; izolatoarele includ și elemente izolatoare
Izolatoarele suspendate - izolatoarele din porțelan și sticlă - sunt de obicei conectate în ghirlande de 2 pe liniile de curent continuu și 3-5 (în funcție de poluarea aerului) pe liniile de curent alternativ. Izolatoarele de tensiune sunt instalate în ancorajele de sârmă, în cablurile de susținere deasupra izolatoarelor secționale, în cablurile de fixare ale traverselor flexibile și rigide. Izolatoarele de reținere (Fig. 8.29 și 8.30) diferă de toate celelalte prin prezența unui filet intern în orificiul capacului metalic pentru fixarea țevii. Pe liniile de curent alternativ se folosesc de obicei izolatori cu tije, iar pe liniile de curent continuu se folosesc și izolatori cu discuri. În acest din urmă caz, în tija principală a clemei articulate este inclus un alt izolator în formă de disc, cu un cercel. Izolatoarele din tijă din porțelan cantilever (Fig. 8.31) sunt instalate în barele și tijele consolelor izolate. Acești izolatori trebuie să aibă o rezistență mecanică crescută, deoarece lucrează la încovoiere. În deconectatoarele secționale și descărcătoarele de claxon se folosesc de obicei izolatori de tijă de porțelan, mai rar izolatori cu discuri. În izolatoarele secționale pe liniile de curent continuu, elementele izolatoare polimerice sunt utilizate sub formă de bare dreptunghiulare din material de presare, iar pe liniile de curent alternativ - sub formă de tije cilindrice din fibră de sticlă, pe care sunt puse capace de protecție electrică din țevi fluoroplastice. . Au fost dezvoltate izolatoare din tijă polimerică cu miez din fibră de sticlă și nervuri din elastomer organosilicium. Sunt folosite ca agățat, sectionare și fixare; sunt promițătoare pentru instalarea în barele și tijele consolelor izolate, în cablurile traverselor flexibile etc. În zonele de poluare industrială a aerului și în unele structuri artificiale, curățarea (spălarea) periodică a izolatoarelor din porțelan se realizează cu ajutorul echipamentelor mobile speciale.

Catenar

Catenaria este una dintre părțile principale ale rețelei de contact; este un sistem de fire, a cărui aranjare relativă, metoda de conectare mecanică, materialul și secțiunea transversală asigură calitatea necesară colectării curentului. Proiectarea unei catenare (CP) este determinată de fezabilitatea economică, condițiile de funcționare (viteza maximă de deplasare a EPS, curentul maxim tras de pantografe) și condițiile climatice. Necesitatea de a asigura o colectare fiabilă a curentului la viteze și putere în creștere a EPS a determinat tendințele de modificare a designului suspensiilor: mai întâi simplu, apoi simplu cu șiruri simple și mai complex - arc simplu, dublu și special, în care, pentru a asigura necesarul efect, cap. arr. pentru a nivela elasticitatea (sau rigiditatea) verticală a suspensiei în travee, se folosesc sisteme spațiale cu cablu suplimentar sau altele.
La viteze de până la 50 km/h, calitatea satisfăcătoare a captării curentului este asigurată de o simplă suspensie de contact, constând doar dintr-un fir de contact suspendat de suporturile A și B ale rețelei de contact (Fig. 8.10a) sau cabluri transversale.

Calitatea colectării curentului este determinată în mare măsură de înclinarea firului, care depinde de sarcina rezultată pe fir, care este suma greutății proprii a firului (în cazul condițiilor de gheață împreună cu gheața) și de sarcina vântului, precum și ca pe lungimea travei și tensiunea firului. Calitatea colectării curentului este foarte influențată de unghiul a (cu cât este mai mic, cu atât calitatea colectării curentului este mai proastă), presiunea de contact se modifică semnificativ, în zona de sprijin apar sarcini de șoc și uzura crescută a firului de contact și a curentului. -se produce inserții de colectare a pantografului. Captarea curentului în zona de sprijin poate fi oarecum îmbunătățită prin agățarea firului în două puncte (Fig. 8.10.6), care în anumite condiții asigură o captare fiabilă a curentului la viteze de până la 80 km/h. Este posibil să se îmbunătățească semnificativ colectarea curentului cu o simplă suspensie doar prin reducerea semnificativă a lungimii treptelor pentru a reduce deformarea, care în cele mai multe cazuri este neeconomică, sau prin utilizarea de fire speciale cu tensiune semnificativă. În acest sens, se folosesc umerașe cu lanț (Fig. 8.11), în care firul de contact este suspendat de cablul de susținere cu ajutorul unor șiruri. O suspensie formată dintr-un cablu de sprijin și un fir de contact se numește simplu; dacă există un fir auxiliar între cablul de sprijin și firul de contact - dublu. Într-o suspensie cu lanț, cablul de susținere și firul auxiliar sunt implicate în transmiterea curentului de tracțiune, deci sunt conectate la firul de contact prin conectori electrici sau șiruri conductoare.

Principala caracteristică mecanică a unei suspensii de contact este considerată a fi elasticitatea - raportul dintre înălțimea firului de contact și forța aplicată acestuia și îndreptată vertical în sus. Calitatea colectării curentului depinde de natura modificării elasticității de-a lungul intervalului: cu cât este mai stabilă, cu atât colectarea curentă este mai bună. La umerașele simple și convenționale cu lanț, elasticitatea la mijlocul deschiderii este mai mare decât cea a suporturilor. Egalizarea elasticității în intervalul unei singure suspensii se realizează prin instalarea cablurilor cu arc de 12-20 m lungime, pe care sunt atașate șiruri verticale, precum și prin aranjarea rațională a șirurilor obișnuite în partea de mijloc a travei. Suspensiile duble au o elasticitate mai constantă, dar sunt mai scumpe și mai complexe. Pentru a obține un indice ridicat de distribuție uniformă a elasticității în interval, se folosesc diverse metode de creștere a acestuia în zona unității de susținere (instalarea amortizoarelor cu arc și a tijelor elastice, efectul de torsiune de la răsucirea cablului etc.). În orice caz, la dezvoltarea suspensiilor, este necesar să se țină cont de caracteristicile disipative ale acestora, adică de rezistența la sarcini mecanice externe.
Catenaria este un sistem oscilant, prin urmare, atunci când interacționează cu pantografele, poate fi într-o stare de rezonanță cauzată de coincidența sau mai multe frecvențe ale propriilor oscilații și oscilații forțate, determinate de viteza pantografului de-a lungul unei trave cu un interval dat. lungime. Dacă apar fenomene de rezonanță, poate apărea o deteriorare vizibilă a colectării curentului. Limita pentru colectarea curentului este viteza de propagare a undelor mecanice de-a lungul suspensiei. Dacă această viteză este depășită, pantograful trebuie să interacționeze ca cu un sistem rigid, nedeformabil. În funcție de tensiunea specifică standardizată a firelor de suspensie, această viteză poate fi de 320-340 km/h.
Umerașele simple și cu lanț constau din secțiuni de ancorare separate. Fixările de suspensie de la capetele secțiunilor de ancorare pot fi rigide sau compensate. Pe principalele căi ferate În mare parte se folosesc suspensii compensate și semicompensate. La suspensiile semicompensate compensatorii sunt prezenti doar in firul de contact, in cele compensate - si in cablul de sustinere. Mai mult, în cazul unei modificări a temperaturii firelor (datorită trecerii curenților prin acestea, modificări ale temperaturii ambientale), scăderea cablului de susținere și, prin urmare, poziția verticală a firelor de contact, rămâne neschimbată. . În funcție de natura modificării elasticității suspensiilor în interval, înclinarea firului de contact este luată în intervalul de la 0 la 70 mm. Reglarea verticală a suspensiilor semi-compensate se efectuează astfel încât cota optimă a firului de contact să corespundă temperaturii medii anuale (pentru o anumită zonă) ambientală.
Înălțimea structurală a suspensiei - distanța dintre cablul de susținere și firul de contact la punctele de suspensie - se alege pe baza considerentelor tehnice și economice, și anume, luând în considerare înălțimea suporturilor, respectarea dimensiunilor verticale actuale ale apropierea clădirilor, distanțe de izolare, în special în zona structurilor artificiale etc.; în plus, trebuie asigurată o înclinare minimă a corzilor la valori extreme ale temperaturii ambiante, când pot apărea mișcări longitudinale vizibile ale firului de contact față de cablul de susținere. Pentru suspensiile compensate, acest lucru este posibil dacă cablul de sprijin și firul de contact sunt realizate din materiale diferite.
Pentru a crește durata de viață a inserțiilor de contact ale pantografelor, firul de contact este plasat într-un plan în zig-zag. Sunt posibile diverse opțiuni de agățare a cablului de sprijin: în aceleași planuri verticale ca și firul de contact (suspensie verticală), de-a lungul axei căii (suspensie semi-oblică), cu zig-zaguri opuse zig-zag-urilor firului de contact (suspensie oblică). ). Suspensia verticală are mai puțină rezistență la vânt, suspensia oblică are cea mai mare, dar este cea mai dificil de instalat și întreținut. Pe secțiunile drepte ale pistei se folosește în principal suspensia semi-oblică, pe secțiunile curbe - verticale. În zonele cu încărcări ale vântului deosebit de puternice, se folosește pe scară largă o suspensie în formă de diamant, în care două fire de contact, suspendate de un cablu de susținere comun, sunt situate la suporturi cu zig-zaguri opuse. În părțile mijlocii ale traveelor, firele sunt trase împreună cu benzi rigide. La unele suspensii, stabilitatea laterala este asigurata prin folosirea a doua cabluri de sustinere, formand un fel de sistem de brazare in plan orizontal.
În străinătate, suspensiile cu un singur lanț sunt utilizate în principal, inclusiv pe tronsoane de mare viteză - cu fire de arc, șiruri de sprijin distanțate simple, precum și cu cabluri de susținere și fire de contact cu tensiune crescută.

Fir de contact

Firul de contact este elementul cel mai critic al suspensiei de contact, făcând contact direct cu pantografele EPS în timpul procesului curent de colectare. De obicei, se folosesc unul sau două fire de contact. Două fire sunt de obicei utilizate la colectarea curenților de peste 1000 A. Pe căile ferate interne. d. utilizați fire de contact cu o secțiune transversală de 75, 100, 120, mai rar 150 mm2; în străinătate – de la 65 la 194 mm2. Forma secțiunii transversale a firului a suferit unele modificări; la început. Secolului 20 profilul secțiunii transversale a luat forma cu două caneluri longitudinale în partea superioară - capul, care servesc la fixarea fitingurilor rețelei de contact pe fir. În practica casnică, dimensiunile capului (Fig. 8.12) sunt aceleași pentru diferite zone de secțiune transversală; în alte țări, dimensiunile capului depind de aria secțiunii transversale. În Rusia, firul de contact este marcat cu litere și numere care indică materialul, profilul și aria secțiunii transversale în mm2 (de exemplu, MF-150 - cupru în formă, suprafața secțiunii transversale 150 mm2).

În ultimii ani, s-au răspândit firele de cupru slab aliate cu aditivi de argint și staniu, care cresc rezistența la uzură și la căldură a firului. Firele de bronz cupru-cadmiu au cea mai bună rezistență la uzură (de 2-2,5 ori mai mare decât firul de cupru), dar sunt mai scumpe decât firele de cupru, iar rezistența lor electrică este mai mare. Fezabilitatea utilizării unui anumit fir este determinată de un calcul tehnic și economic, luând în considerare condițiile specifice de funcționare, în special atunci când se rezolvă problemele de asigurare a colectării curente pe autostrăzile de mare viteză. De interes deosebit este firul bimetalic (Fig. 8.13), suspendat în principal pe căile de recepție și de plecare ale stațiilor, precum și un fir combinat oțel-aluminiu (partea de contact este din oțel, Fig. 8.14).

În timpul funcționării, firele de contact se uzează la colectarea curentului. Există componente electrice și mecanice de uzură. Pentru a preveni ruperea sârmei din cauza tensiunilor de întindere crescute, valoarea maximă a uzurii este normalizată (de exemplu, pentru un fir cu o secțiune transversală de 100 mm, uzura admisă este de 35 mm2); Pe măsură ce uzura firului crește, tensiunea acestuia este redusă periodic.
În timpul funcționării, ruperea firului de contact poate apărea ca urmare a efectului termic al curentului electric (arc) în zona de interacțiune cu un alt dispozitiv, adică ca urmare a unei arderi a firului. Cel mai adesea, arderea firelor de contact apar în următoarele cazuri: deasupra colectoarelor de curent ale unui EPS staționar din cauza unui scurtcircuit în circuitele sale de înaltă tensiune; la ridicarea sau coborârea pantografului din cauza curgerii curentului de sarcină sau a scurtcircuitului printr-un arc electric; când crește rezistența de contact dintre fir și inserțiile de contact ale pantografului; prezența gheții; închiderea patinului pantografului ramurilor diferite-nopotetice ale interfeței izolatoare a secțiunilor de ancorare etc.
Principalele măsuri de prevenire a arderii firelor sunt: ​​creșterea sensibilității și vitezei de protecție împotriva curenților de scurtcircuit; utilizarea unui blocaj pe EPS, care împiedică pantograful să se ridice sub sarcină și îl oprește forțat atunci când este coborât; dotarea joncțiunilor izolatoare ale secțiunilor de ancorare cu dispozitive de protecție care ajută la stingerea arcului în zona de posibilă apariție a acestuia; măsuri oportune pentru prevenirea depunerilor de gheață pe fire etc.

Cablu suport

Cablu suport - un fir de suspensie cu lanț atașat la dispozitivele de susținere ale rețelei de contact. Un fir de contact este suspendat de cablul de susținere folosind șiruri - direct sau printr-un cablu auxiliar.
În trenurile interne Pe liniile principale ale liniilor electrizate cu curent continuu, firul de cupru cu o secțiune transversală de 120 mm2 este utilizat în principal ca cablu de susținere, iar pe liniile laterale ale stațiilor, sârma de oțel-cupru (70 și 95 mm2) este folosit. În străinătate, cablurile din bronz și oțel cu o secțiune transversală de la 50 la 210 mm2 sunt, de asemenea, utilizate pe liniile de curent alternativ. Tensiunea cablului într-o catenară semicompensată variază în funcție de temperatura ambiantă în intervalul de la 9 la 20 kN, într-o suspensie compensată în funcție de tipul de sârmă - în intervalul 10-30 kN.

Şir

Un șir este un element al unui lanț catenar, cu ajutorul căruia unul dintre firele sale (de obicei un fir de contact) este suspendat de altul - cablul de susținere.
Prin design, ele se disting: șiruri de legătură, compuse din două sau mai multe verigi din sârmă rigidă conectate prin balamale; sfori flexibile din sârmă flexibilă sau frânghie de nailon; tare - sub formă de distanțiere între fire, folosite mult mai rar; buclă - realizată din sârmă sau bandă metalică, suspendată liber pe firul superior și fixată rigid sau articulat în clemele de snur ale inferioarei (de obicei de contact); alunecare șiruri atașate de unul dintre fire și alunecând de-a lungul celuilalt.
În trenurile interne Cele mai utilizate sunt șirurile de legături din sârmă bimetalice de oțel-cupru cu diametrul de 4 mm. Dezavantajul lor este uzura electrică și mecanică a îmbinărilor legăturilor individuale. În calcule, aceste șiruri nu sunt considerate conductoare. Șiruri flexibile realizate din fire de cupru sau bronz, atașate rigid de clemele de șir și care acționează ca conectori electrici distribuiti de-a lungul suspensiei de contact și care nu formează mase concentrate semnificative pe firul de contact, ceea ce este tipic pentru conectorii electrici transversali tipici utilizați pentru conexiuni și alte conexiuni , nu au acest dezavantaj.corzi neconductoare. Uneori se folosesc șiruri catenare neconductoare din funie de nailon, a căror fixare necesită conectori electrici transversali.
Snururile glisante, capabile să se deplaseze de-a lungul unuia dintre fire, sunt utilizate în pandantive catenare semicompensate cu o înălțime structurală mică, la instalarea izolatoarelor secționale, în locurile în care cablul de susținere este ancorat pe structuri artificiale cu dimensiuni verticale limitate și în alte tipuri speciale. conditii.
Șirurile rigide sunt de obicei instalate numai pe comutatoarele aeriene ale rețelei de contact, unde acționează ca un limitator pentru creșterea firului de contact al unei suspensii în raport cu firul celeilalte.

Sârmă de armare

Firul de armare este un fir conectat electric la suspensia de contact, care servește la reducerea rezistenței electrice totale a rețelei de contact. De regulă, firul de armare este suspendat pe suporturi pe partea de câmp a suportului, mai rar - deasupra suporturilor sau pe console lângă cablul de susținere. Sârma de armare este utilizată în zonele de curent continuu și alternativ. Reducerea reactanței inductive a unei rețele de contact AC depinde nu numai de caracteristicile firului în sine, ci și de plasarea acestuia în raport cu firele aeriene.
Utilizarea sârmei de armare este prevăzută în faza de proiectare; În mod obișnuit, se folosesc unul sau mai multe fire de tip A-185.

Conector electric

Un conector electric este o bucată de sârmă cu fitinguri conductoare destinată conexiunii electrice a firelor aeriene. Există conectori transversali, longitudinali și bypass. Sunt realizate din fire goale, astfel încât să nu interfereze cu mișcările longitudinale ale firelor catenare.
Conectorii transversali sunt instalați pentru conectarea în paralel a tuturor cablurilor aeriene ale aceleiași căi (inclusiv a celor de armare) și la stațiile catenare pentru mai multe căi paralele incluse într-o singură secțiune. Conectorii transversali sunt montați de-a lungul căii la distanțe în funcție de tipul de curent și de proporția secțiunii transversale a firelor de contact în secțiunea transversală generală a firelor rețelei de contact, precum și de modurile de funcționare ale rețelei de contact. EPS pe brațe de tracțiune specifice. În plus, la stații, conectorii sunt plasați în locurile unde EPS-ul pornește și accelerează.
Pe întrerupătoarele de aer se instalează conectori longitudinali între toate firele pandantivelor catenare care formează acest întrerupător, în locurile în care sunt cuplate secțiunile de ancorare - pe ambele părți pentru îmbinările neizolatoare și pe o parte pentru îmbinările izolante și în alte locuri.
Conectorii bypass sunt utilizați în cazurile în care este necesară compensarea secțiunii transversale întrerupte sau reduse a suspensiei catenare din cauza prezenței ancorării intermediare a firelor de armare sau când în cablul de susținere sunt incluși izolatori pentru trecerea printr-o structură artificială. .

Garnituri de catenă

Fitinguri de rețea de contact – cleme și piese pentru conectarea cablurilor de contact aeriene între ele, la dispozitive și suporturi de susținere. Fitingurile (Fig. 8.15) sunt împărțite în tensiune (cleme cap la cap, cleme de capăt etc.), suspensie (cleme de șnur, șai etc.), fixare (cleme de fixare, suporturi, urechi etc.), conductoare, ușor mecanic. încărcate (cleme de alimentare, de conectare și de tranziție – de la fire de cupru la fire de aluminiu). Produsele incluse in fitinguri, in concordanta cu scopul si tehnologia lor de productie (turnare, matritare la rece si la cald, presare etc.), sunt realizate din fonta maleabila, otel, aliaje de cupru si aluminiu, si materiale plastice. Parametrii tehnici ai fitingurilor sunt reglementați prin documente de reglementare.

O parte a sistemului de alimentare cu energie de tracțiune, constând din alimentatoare (linii de alimentare), rețea de contact, rețea feroviară și linii de aspirație, constituie reteaua de tractiune. În unele cazuri, rețeaua de tracțiune include fire și dispozitive suplimentare conectate la rețelele de contact și (sau) feroviare.

Rețeaua de tracțiune (Fig. 8.5) este un circuit electric complex și conține circuite formate din fire, o rețea feroviară și masă. Curentul care curge de la substația de tracțiune către EPS este distribuit între firele rețelei de contact. Curentul este returnat la substație prin rețeaua feroviară și la pământ și apoi de-a lungul liniei de aspirație. Sub influența cuplajului inductiv reciproc, care apare între circuitele rețelei de tracțiune atunci când curge curent alternativ, în rețeaua feroviară - circuit de masă este indus un curent direcționat opus curentului care l-a provocat în rețeaua de contact.

Principalii parametri ai rețelei de tracțiune

Principalii parametri ai rețelei de tracțiune includ rezistența activă specifică (pe 1 km lungime) R, inductanța L și capacitatea C. Valorile lui R și L depind în principal de numărul și caracteristicile firelor rețelei de contact, firele șinei și alte elemente incluse în rețeaua de tracțiune, precum și asupra conductivității electrice a pământului. Datorită scurgerii de curent de la șine, a cărei intensitate a modificării de-a lungul căii este determinată de rezistența de tranziție a circuitului șine-sol, parametrii R și L nu sunt constanți pe lungimea rețelei de tracțiune: lângă stații și energie electrică. stații valorile lor sunt puțin mai mari decât la mijlocul secțiunii. La electrificarea pe curent alternativ, acești parametri depind și de puterea curentului care curge de-a lungul șinelor, deoarece caracteristicile electromagnetice ale oțelului șinelor sunt neliniare. În funcție de numărul și mărcile de fire de rețea de contact, rezistența activă specifică R este de 0,04-0,07 Ohm/km la curent continuu și 0,14-0,20 Ohm/km la curent alternativ de frecvență industrială. Inductanța L la curentul de frecvență industrială este de 0,9-0,15 mH/km. Pentru componentele de curent EPS care au o frecvență de la 300 la 3000 Hz și care determină cea mai interferentă influență asupra liniei de comunicație, valoarea lui R este puțin mai mare și L este puțin mai mică decât la o frecvență de 550 Hz. Capacitatea specifică C este determinată de dimensiunile geometrice și poziția relativă a elementelor rețelei de contact față de suprafața pământului, precum și de caracteristicile de izolare, și se ridică la 17-20 nF/km.
Valorile rezultate ale parametrilor rețelei de tracțiune (ținând cont de distanța dintre stațiile de tracțiune și circuitul de alimentare cu energie utilizat în zona inter-substații) au un impact semnificativ asupra principalelor indicatori ai sistemului de alimentare cu energie de tracțiune. Rezistența activă R este proporțională cu pierderea de energie electrică în rețeaua de tracțiune, iar la curent constant, cu pierderea de tensiune. Într-o rețea de tracțiune AC, pierderile de tensiune depind atât de R), cât și de L. Nivelul de influență perturbatoare și periculoasă a rețelei de tracțiune asupra liniilor de comunicații adiacente și a altor comunicații de-a lungul căii ferate depinde, de asemenea, de raportul valorilor lui i , L, C.
Capacitatea de încărcare a rețelei de tracțiune (pentru trenurile care trece) este determinată de cea mai mare putere a curentului - pe termen lung sau pe termen scurt (timp de 1-3 minute), la care temperatura celui mai încărcat fir nu depășește valoarea admisă . În acest caz, trebuie respectată și abaterea maximă admisă a tensiunii din rețeaua de contact față de cea nominală, asigurând funcționarea normală a echipamentelor de putere și auxiliare ale EPS.

Cu o creștere a secțiunii transversale sau a numărului de fire, capacitatea de încărcare a rețelei de tracțiune crește. O creștere a dimensiunii traficului, a masei trenurilor și a vitezei de deplasare a acestora, precum și dorința de a reduce numărul de substații de tracțiune (cu o distanță mai mare între ele) pe tronsonul electrificat duc la necesitatea creșterii capacitatea de încărcare a rețelei de tracțiune, care se realizează de obicei prin agățarea unui fir de armare. Acest lucru vă permite să creșteți puterea admisibilă a curentului de 1,5-2 ori, să reduceți valorile R și L. În unele secțiuni ale căii ferate. etc.uneori este necesar să se reducă semnificativ (până la 15 ori) influența magnetică asupra comunicațiilor adiacente. În acest caz, în rețeaua de tracțiune sunt instalate transformatoare de aspirație cu fir de retur (Fig. 8.6,a). O astfel de rețea se caracterizează printr-o aranjare mai frecventă a conexiunilor izolatoare ale secțiunilor de ancorare și valori crescute ale R și L; îmbunătățirea caracteristicilor sale se realizează prin alegerea anumitor valori ale raportului de transformare, așa-numitul. despicarea firului de retur, așezându-l rațional pe suporturi. În plus, pentru a reduce influența electromagnetică a unei rețele de tracțiune cu curent alternativ cu capacitate de sarcină crescută, se folosește un fir de ecranare, conectat în zona inter-stațiilor la rețeaua feroviară sau la conductori speciali de împământare (Fig. 8.6,6). Firul de ecranare se folosește, de regulă, împreună cu firul de armare și este suspendat pe suporturile rețelei de contact. Sub influența curenților catenari și a firului de armare din circuitul fir de ecranare-împământare, este indus un curent, direcționat contra curentului care l-a provocat. Cu cât firul de ecranare este situat mai aproape de firul de armare (ținând cont de distanța admisă în condiții de izolare), cu atât L și influența magnetică asupra comunicațiilor adiacente sunt reduse.

Pentru a îmbunătăți parametrii rețelei de tracțiune, tensiunea din aceasta este crescută. Cel mai economic mod, fără modificarea designului EPS și întărirea izolației rețelei de contact, se realizează folosind un fir de alimentare care este sub tensiune crescută în raport cu rețeaua de contact. Tensiunea înaltă furnizată de la substație la firul de alimentare este redusă prin convertoare statice (pentru curent continuu) sau autotransformatoare (pentru curent alternativ) la nivelul necesar EPS și este transmisă la catenară (Fig. 8.6c). De obicei, se folosește o rețea de tracțiune AC cu un fir de alimentare și autotransformatoare. În trenurile interne În astfel de rețele, tensiunea dintre firul de alimentare și rețeaua feroviară este de 25 kV, iar între firul de contact și firul de alimentare este de 50 kV (sistem 2x25 kV). Deoarece cea mai mare parte a energiei electrice este transmisă de-a lungul firului de alimentare, sarcina curentă a firelor rețelei de contact este redusă de 1,5-1,8 ori, iar valorile R și L - de 2,2-2,6 ori. Într-un sistem 2x25 kV, returul curentului se realizează în principal nu prin rețeaua feroviară și pământ, ci prin cablul de alimentare. Ca urmare, influența magnetică a rețelei de tracțiune asupra liniilor de comunicație este redusă de aproape 10 ori. Pentru rețelele de tracțiune existente și selectarea elementelor acestora pentru liniile nou electrificate, se realizează o comparație a indicatorilor tehnici și economici.

Curenți vagabonzi

Curenții vagabonzi se numesc curenți electrici în pământ, rezultați din scurgerea curenților de la diferite dispozitive electrice de alimentare și linii electrice din cauza insuficientei sau lipsei izolației față de pământ sau atunci când pământul este utilizat ca una dintre fazele transportului de energie electrică. sistem către consumatori. Căile de propagare a curenților vagabonzi în pământ sunt variate (de unde și denumirea). Se scurg nu numai în pământ, ci și în părțile metalice ale structurilor subterane. Curenții alternativi paraziți (frecvența 50 Hz) sunt practic siguri pentru structurile subterane. Cel mai mare pericol este reprezentat de curenții vagabonzi în sistemele care funcționează pe curent continuu, în special în transportul feroviar, unde șinele de rulare sunt utilizate ca fir de retur în sistemul de alimentare cu energie de tracțiune - căi ferate electrificate. d., tramvai, metrou, cariera electrificata si transport feroviar minier. Cu un nivel real de izolație a șinelor față de sol și lungimea zonelor de putere de la stațiile de tracțiune, se pot scurge până la 10-30% (căi ferate), 1-10% (tramvai), 0,1-0,2% (metrou). în pământ.40-50% (transport minier) din curentul consumat de EPS. Curenții vagabonzi din pământ pot fi detectați la o distanță considerabilă (până la zeci de kilometri) de sursa apariției lor, în funcție de conductivitatea electrică a solului. În soluri foarte umede, acești curenți sunt localizați în apropierea surselor lor, în soluri stâncoase - la mare distanță de acestea.
Curenții paraziți pot reprezenta un pericol pentru personalul care deservește instalațiile electrice și pentru public (tensiune de treaptă și tensiune de atingere). Cea mai mare consecință negativă a curenților vagabonzi în sol este apariția electrocoroziunii (distrugerea electrochimică) a comunicațiilor metalice subterane - cabluri, linii de comunicație, conducte, structuri din beton armat etc. Când curgerea curentului de pe o suprafață metalică în contact cu solul, are loc distrugerea (dizolvarea) 9,12 kg oțel, 33,8 kg plumb, 2,93 kg aluminiu pe an.
Protecția structurilor de manifestările negative ale curenților vagabonzi poate fi asigurată prin reducerea curenților de scurgere (inclusiv îmbunătățirea izolației căii ferate), izolarea maximă fiabilă a structurilor subterane de la sol, protecția activă: îndepărtarea (drenajul) sau suprimarea curenților de scurgere. de la suprafața unei structuri subterane cu curent de protecție creat de o sursă specială de curent (protecție catodică). Minimizarea curenților de scurgere din rețeaua feroviară de tracțiune este asigurată prin crearea continuității electrice a rețelei de la sarcina de tracțiune (material rulant electric) la stația de tracțiune. În acest scop, calea ferată este echipată cu conectori electrici cap la cap; Pentru a asigura revenirea fiabilă a curenților de tracțiune, în rețeaua feroviară de tracțiune sunt instalați conectori electrici transversali între șine și inter șine.

Creșterea totală a rezistenței circuitului de retur a curenților de tracțiune ca urmare a instalării îmbinărilor șinei nu trebuie să depășească 20% din rezistența unei căi ferate fără sudură. Dacă este necesar să se reducă curenții de scurgere din secțiunile locale ale căii de cale (tunele, stații și linii de depozit), se poate folosi seccționarea cu supapă a rețelei feroviare, ceea ce duce simultan la reducerea coroziunii electrice a șinelor și a pieselor de fixare a șinei, în special în tuneluri. Indicatorii pericolului de electrocoroziune al curenților vagabonzi pentru clădiri și structuri de transport feroviar sunt dați în Tabelul 1. Când un astfel de pericol este identificat pentru structurile subterane (cabluri, conducte), se folosesc mijloace active de protecție (Fig. 8.7): drenaj polarizat. , protectie catodica, drenaj imbunatatit, protectie drenaj-catod. Tipul de protecție este selectat în funcție de condițiile locale în funcție de potențialele „structură-șină”.

Pentru structurile din beton armat (suporturi de rețea de contact, structuri artificiale etc.), principala metodă de protecție împotriva electro-coroziunii prin curenți de scurgere este izolarea electrică a elementelor metalice ale fixării rețelei de contact împământate pe șinele din beton armat și armarea acesteia, pentru care se folosesc bucse izolante, garnituri, saibe etc.. P.

Izolarea electrică este asigurată de cerința de reglementare pentru nivelul de izolare a structurilor față de sol egal cu 104 Ohmi. Dacă este imposibil de atins acest nivel, în circuitul de împământare a structurilor din beton armat de pe șine sunt incluse conductoare de împământare scânteie sau diodă, întrerupând curenții de scurgere periculoși de coroziune din șinele din structură (Fig. 8.8). În modul de scurtcircuit al rețelei de contact la o structură de beton armat, eclatoarele și întrerupătoarele de împământare cu diode de 200 A de clasa nu mai mică de 20 asigură descărcarea curenților de scurtcircuit pe șine.

Compatibilitate electromagnetica

Funcționarea diferitelor dispozitive și sisteme electrice situate de-a lungul și care deservesc liniile feroviare electrificate este foarte influențată de circuitele electrice feroviare. d. Această împrejurare impune luarea în considerare a compatibilităţii electromagnetice a echipamentelor electrice (instrumente, dispozitive, aparate), adică. capacitatea lor de a funcționa satisfăcător într-un mediu electromagnetic fără a provoca efecte inacceptabile asupra mediului, precum și asupra altor echipamente tehnice.
În Federația Rusă, Legea „Cu privire la asigurarea compatibilității electromagnetice” este în vigoare de la 1 ianuarie 1999, conform căreia echipamentele tehnice care sunt surse de radiații electromagnetice, inclusiv. linii aeriene trifazate (OL) și căi ferate electrice. etc., sunt supuse certificării obligatorii pentru conformitatea cu nivelurile de radiații electromagnetice stabilite de standardele de stat. Gradul de influență depinde de simetria circuitelor, atât influențând cât și fiind influențate.
Un circuit este simetric dacă parametrii firelor sale - primar (rezistență activă, inductanță, capacitate între fire și față de pământ, conductivitatea izolației) și secundar (impedanța caracteristică și coeficientul de propagare a undei) sunt aceiași. În practică, datorită diferențelor existente, toate circuitele cu două și trei fire sunt parțial sau complet asimetrice. Următoarele linii aeriene pot fi clasificate ca complet asimetrice: rețeaua de tracțiune a căilor ferate electrice. d., linii de transmisie a curentului monofazat folosind pământ ca fir de retur; linii care funcționează folosind sistemele „două fire - masă” (DPZ) și „două fire - șină” (DPR), precum și cu deconectarea fază cu fază a firelor; linii de transmisie de curent continuu de ultraînaltă tensiune (peste 750 kV) pe distanțe ultra-lungi (mai mult de 1000 km). Toate celelalte linii aeriene bifazate și trifazate sunt parțial asimetrice.
Orice linii cu un nivel mai scăzut de transmisie a energiei, așezate aproape de o cale ferată electrică, sunt practic susceptibile la influențe electromagnetice. etc., – linii aeriene și de cablu de comunicații telefonice și telegrafice, radiodifuziune, telecontrol și telesemnalizare, circuite de blocare automată a căilor, rețele electrice de energie și iluminat, linii electrice de joasă tensiune, rețea de contact deconectată a căilor adiacente, precum și elemente conductoare a structurilor metalice, a pasajelor supraterane, a conductelor, a mantalei de cabluri etc. În sistemul de alimentare cu energie de tracțiune, sursa de influență electromagnetică o reprezintă unitățile redresoare-invertoare ale stațiilor de tracțiune și materialul rulant electric, convertoarele tiristor-impuls ale alimentării și tensiunii suplimentare staționare. dispozitive de reglare, care generează componente de curent și tensiune cu frecvențe diferite și uneori schimbătoare.
Circuitul de influență al circuitului electric. d. - un circuit care cuprinde o substatie de tractiune, o locomotiva electrica si o retea de tractiune. Tensiunea de influență a rețelei de tracțiune este egală cu tensiunea de funcționare a curentului alternativ, iar curentul din pământ, care este parte integrantă a rețelei de tracțiune, este proporțional cu curentul de funcționare. Rețeaua de tracțiune este aproape complet asimetrică și are o influență puternică asupra circuitelor învecinate. Linia afectată se numește adiacentă. Poziția relativă a liniilor de influență și adiacente, în care pot apărea influențe periculoase și interferente, se numește apropiere, iar distanța dintre linii, măsurată perpendicular pe linia de influență, este lățimea apropierii. Abordarea cu o lățime de linie constantă va fi paralelă, cu o lățime variabilă va fi oblică, iar dacă există secțiuni paralele și oblice, va fi complexă. Tensiunile și curenții induși într-o linie adiacentă apar din cauza influenței câmpului electromagnetic al firelor rețelei de tracțiune asupra acesteia. Pentru a facilita analiza și calculele, se obișnuiește să se ia în considerare influențele electrice și magnetice.
Influența electrică se manifestă prin inducerea potențialului într-o linie adiacentă față de pământ de către câmpul electric creat de prezența tensiunii în linia de influență. Dacă nu există curent în rețeaua de contact, atunci poate fi luată în considerare doar influența electrică. Influența magnetică se manifestă prin apariția unei feme longitudinale induse de câmpul magnetic al liniei de influență. FEM longitudinală, distribuită de-a lungul liniei, creează în ea o tensiune în raport cu pământul, variind de-a lungul lungimii liniei; face ca un curent să se închidă prin capacitatea distribuită a liniei (sau prin conexiuni galvanice la masă, dacă este prezentă). Dacă cuplarea capacitivă dintre catenară și linia adiacentă este foarte mică (de exemplu, cu o lățime de apropiere semnificativă), poate fi luată în considerare doar influența magnetică. La o abordare complexă, FEM longitudinal la începutul liniei, împământat la capăt, depinde de dimensiunile contururilor „rețea de contact-sol” și „linie adiacentă-sol”, precum și de lățimea abordării, scăzând pe măsură ce crește. La rândul lor, dimensiunile circuitelor depind de conductivitatea pământului și de frecvența curentului de influență: odată cu creșterea lor, dimensiunile ambelor circuite scad. FEM longitudinală este determinată de însumarea FEM indusă la fiecare secțiune de abordare oblică sau paralelă.
Liniile adiacente care au împământare (circuite cu un singur fir - telegraf, semnalizare, linii electrice la distanță pentru amplificatoare ale circuitelor de comunicații pe distanțe lungi, structuri metalice împământate sau îngropate sau comunicații) sunt, de asemenea, supuse influenței galvanice, care este cea mai periculoasă în secțiunile de curent continuu. . Pe calea ferată d. de curent alternativ apar influențe periculoase dacă în linia adiacentă este indusă o tensiune care depășește tensiunea de atingere stabilită pentru o persoană, sau tensiunea admisă în condițiile de funcționare ale echipamentului și izolației. Tensiunea indusă în linia de semnalizare este de asemenea periculoasă, ceea ce poate provoca funcționarea falsă a releului și poate duce la deschiderea unui semnal către zona ocupată. O tensiune periculoasă poate apărea dacă există o tensiune suficient de mare în rețeaua de contact (influență electrică), curent alternativ mare (influență magnetică) sau potențial semnificativ al șinei (influență galvanică). Pentru a proteja dispozitivele și sistemele de influențe periculoase, se folosesc măsuri speciale destul de complexe și costisitoare.

Ecranarea liniilor adiacente

Principiul ecranării este că un fir împământat la capete și situat lângă catenară, într-un grad sau altul, își reduce influența magnetică asupra liniei adiacente. O FEM apare într-o linie adiacentă, care este suma vectorială a FEM indusă de câmpurile rețelei de contact și ale firului de ecranare. FEM total într-o linie adiacentă este mai mică, cu cât componentele FEM sunt mai apropiate ca mărime și unghiul dintre ele este mai apropiat de 180°. Raportul dintre f.e.m. a rețelei de contact rezultată și indusă de curent se numește coeficient de ecranare.
Când linia adiacentă este influențată simultan de curenții rețelei de contact și a șinelor, se manifestă efectul de ecranare al șinelor. FEM longitudinală care apare într-o linie adiacentă este determinată de suma vectorială a curenților.
Efectul de ecranare al cablului se datorează prezenței unei mantale metalice și a unei armuri împământate în mai multe puncte, care constituie un fir de ecranare. Cu cât rezistența activă este mai mică sau cu cât inductanța este mai mare, cu atât coeficientul de ecranare al mantalei cablului este mai mic. Pentru a reduce rezistența cablurilor de comunicație, mantaua de plumb este înlocuită cu aluminiu. Inductanța carcasei poate fi mărită prin utilizarea unei benzi blindate cu permeabilitate magnetică relativă crescută. Coeficientul de ecranare al carcasei scade odată cu creșterea frecvenței curentului de influență.

Calculul influențelor periculoase

La determinarea influențelor periculoase, cele calculate sunt modul forțat (oprirea unuia dintre TPS) și modul scurtcircuit în rețeaua de contacte; în aceste moduri curentul de influență este cel mai mare. Tensiunea admisibilă Ua într-o linie adiacentă depinde de scopul și tipul liniei, precum și de modul de proiectare. Astfel, pentru liniile aeriene de comunicații pe suporturi din lemn, id = 60 V în regim forțat și 1000 V în scurtcircuit; pe suporturi din beton armat - 36 V si respectiv 160-250 V (in functie de timpul de deconectare a scurtcircuitului). Pentru liniile de comunicație prin cablu menținute cu respectarea măsurilor de siguranță, 1/d = 0,21/test în regim forțat și în scurtcircuit (tensiune de testare pentru cablu de comunicație, de obicei 1800 V). În regim forțat pentru liniile aeriene și de iluminat pe cablu?/d = 300 V, pentru liniile electrice -400 V; în cazul unui scurtcircuit pentru ambele (Ud = 1000 V (cu excepția unor cazuri).
Influența indusă rezultată este determinată de impactul simultan al diferitelor tipuri de influențe. Pentru liniile adiacente aeriene, este definită ca suma vectorială a tensiunilor de influență electrică și magnetică la un unghi de deplasare vectorială de aprox. 90°. În liniile aeriene și cablurile cu un singur fir cu împământare de lucru, apar simultan atât influențe magnetice, cât și galvanice (defazatul este de asemenea de aproximativ 90°). Pentru liniile de cablu fără împământare funcțională se determină doar influența magnetică (nu apar influențe electrice și galvanice).
Curentul de influență în modul de scurtcircuit este calculat la capătul zonei de alimentare dacă lungimea acestuia este egală cu lungimea apropierii de linia adiacentă. Dacă lungimea de apropiere este mai mică decât lungimea zonei de alimentare, punctul de proiectare este selectat la sfârșitul secțiunii de apropiere. În modul forțat (una dintre substații este oprită), se ține cont de faptul că rețeaua de tracțiune a fiecărei zone de alimentare primește energie unidirecțională de la substațiile adiacente. Tensiunile și curenții nesinusoidali din rețeaua de tracțiune au un efect de interferență asupra liniilor adiacente care funcționează în mod normal cu tensiuni și curenți scăzute în intervalele de frecvență tonale și supratonale (linii de comunicație și de difuzare). De asemenea, sunt supuse influențelor interferente circuitele de semnalizare și dispozitivele de automatizare a controlului traficului trenului care funcționează la frecvențe de 50; 75; 125; 175; 225; 275 și 325 Hz.
Unitățile redresoare ale locomotivelor electrice în secțiunile de curent alternativ, precum și unitățile redresoare și redresoare-invertoare ale stațiilor de curent continuu creează armonici cu diferite frecvențe și amplitudini. Dacă sarcina de tracțiune constituie o proporție semnificativă din puterea sistemului de alimentare și curba tensiunii de alimentare este nesinusoidală (chiar și în limite normale), atunci armonicile conținute în aceasta determină o creștere a armonicilor în tensiunea redresată. Gama de oscilații armonice este foarte largă; ca urmare a influenței lor, tensiunea de zgomot (interferența) apare în liniile adiacente, complicând sau perturbând funcționarea lor normală. Tensiunea de zgomot, sau psozometrică, este o tensiune cu o frecvență de 800 Hz la un capăt al unei linii de comunicație (închis la ambele capete la o impedanță caracteristică), creând același efect de interferență ca și tensiunile induse reale de diferite frecvențe. Tensiunile de diferite frecvențe creează interferențe inegale în liniile de comunicație și de difuzare, astfel încât acestea sunt reduse la psozometric folosind coeficientul de impact acustic, care ține cont de influența relativă a tensiunilor de diferite frecvențe. Orice linie reală cu două fire are asimetrie longitudinală și transversală (diferiți parametri electrici ai firelor de-a lungul lungimii sale), în urma căreia apare o tensiune de interferență la capătul liniei, care este mai mică, cu atât asimetria liniei este mai mică. Calitatea unei linii de comunicație cu două fire este evaluată prin sensibilitatea acesteia la interferența de la fiecare armonică. Coeficientul de sensibilitate este raportul dintre tensiunea de zgomot de la capătul liniei și tensiunea medie a ambelor fire în raport cu pământul. La determinarea Um, modul normal de funcționare al sistemului de alimentare cu energie este considerat cel calculat. Tensiunea de zgomot acceptabilă variază de la 1 la 3,5 mV pentru diferite linii de comunicație și o anumită lungime a liniei. Calculul UUi este de obicei efectuat pentru o secțiune nedivizată galvanic, adică o secțiune care nu conține transformatoare, amplificatoare și filtre, de exemplu, o secțiune de amplificare într-o linie de comunicație.

Asigurarea compatibilităţii electromagnetice

Măsurile de protecție pentru asigurarea compatibilității liniilor electrice feroviare și liniilor adiacente pot fi aplicate atât la sursa de influență - circuitele electrice de cale ferată - cât și în liniile adiacente afectate. Măsurile de protecție aplicate la sursa de influențe se numesc active, deoarece reduc influența asupra tuturor liniilor adiacente. Măsurile de protecție aplicate într-o linie adiacentă pot proteja doar acea linie și, prin urmare, sunt clasificate ca pasive.
Măsurile active de protecţie sunt următoarele: pe calea ferată. d. curent alternativ - utilizarea transformatoarelor de aspirație și a dispozitivelor de amortizare pentru a amortiza vibrațiile rezonante pe căile ferate electrice. DC - instalarea de convertoare multi-impulsuri cu o calitate suficient de mare a tensiunii redresate, filtre de netezire la substațiile de tracțiune pentru a netezi ondularea tensiunii redresate. În plus, se realizează o reducere parțială a influențelor magnetice cu alimentarea în două sensuri a rețelei de tracțiune. Deoarece tensiunea indusă în linia de comunicație, admisibilă în condiții de siguranță, poate fi crescută prin reducerea timpului de expunere a acesteia, este necesară creșterea vitezei de protecție a releului care oprește rețeaua de tracțiune în timpul unui scurtcircuit.
Măsurile de protecție pasive de bază includ îndepărtarea liniei adiacente de pe linia de influență și cablarea liniei adiacente; În plus, în plus, în liniile de comunicație se încrucișează firele, se echilibrează cablurile, se crește nivelul tensiunii de transmisie, se folosesc dispozitive de compensare, bobine de blocare și drenare, transformatoare de izolare și descărcătoare. În circuitele șine de blocare automată se folosesc circuite rezonante și filtre; în rețelele electrice de joasă tensiune, neutrul transformatorului de alimentare este împământat, sunt instalate rezistențe active sau capacitive de împământare, liniile sunt împărțite în secțiuni mai scurte, crescând numărul de puncte de alimentare și conectându-le la mijlocul secțiunii de apropiere.
Majoritatea stațiilor de tracțiune DC cu convertoare cu 6 impulsuri (aproape toate instalate înainte de 1960) au instalate filtre de netezire cu o singură secțiune. La proiectarea și electrificarea noilor secțiuni de căi ferate, documentele de reglementare prevăd instalarea de filtre puternice de netezire cu două legături (dezvoltate de VNIIZhT și West Siberian Railway).
Când se instalează unități de conversie cu 12 sau 24 de impulsuri la substațiile de tracțiune, se folosesc filtre de netezire aperiodice cu o singură legătură mai simple sau sunt instalate unități fără filtre.
Filtrul de netezire constă dintr-un (single-link) sau două (duble-link) reactoare incluse în tăierea în magistrala negativă, circuite rezonante și aperiodice (capacitive). Reactoarele sunt realizate pentru o tensiune nominală de 3,3 kV, curent nominal de 6500 și 3250 A din blocuri fabricate din fabrică de tip RBFA-U-6500/3250. Numărul de blocuri din filtrul de netezire este determinat de inductanța reactorului Lp necesară pentru a obține coeficientul de netezire corespunzător. Inductanța reactorului nu ar trebui să depindă de curentul de sarcină al substației de tracțiune care trece prin acesta, prin urmare reactorul nu are un miez de oțel. Reactoarele cu un curent nominal de 3250 A sunt echipate cu unul, două, trei și patru blocuri cu o conexiune serie-paralelă a secțiunilor, iar reactoarele cu un curent nominal de 6500 A sunt echipate cu o conexiune paralelă a secțiunilor. Pentru circuitele rezonante și aperiodice se folosesc condensatoare hârtie-ulei FMT4-12, proiectate pentru o tensiune nominală de 4 kV.
Inductanțele circuitelor rezonante LK sunt formate din două bobine (principală și de control), conectate în serie-contor sau serie-concordanță. Aceste bobine, realizate din fir de cupru PR-500 de diferite secțiuni, având un număr diferit de spire pentru diferite circuite, sunt montate pe blocuri de lemn și se mișcă reciproc unul față de celălalt. Când distanța dintre bobine se modifică, inductanța lor reciprocă M se modifică fără probleme și valoarea inductanței necesare LK = LK\ ± LK2 ± Mk este atinsă pentru a regla circuitul la rezonanța tensiunilor la frecvența armonică (semnul „+” corespunde cu consoana seriei și semnul „-” la contraconexiunea bobinelor).
Bobinele de rezonanță și condensatoarele sunt instalate în încăperi separate ale părții închise a substației de tracțiune sau în dulapuri metalice (în cazul utilizării tabloului de distribuție complet de 3,3 kV pentru instalarea exterioară). Reactoarele cu dimensiuni și greutate mari de gabarit sunt amplasate fie într-o prelungire a clădirii stației de tracțiune, fie în camere din plăci de azbociment cu garduri metalice.
Pentru a măsura tensiunea de interferență și a determina coeficientul de netezire, se folosește un contor de tensiune de interferență de tip IMN-3. Dispozitivul este format din două seturi, conectate înainte și după filtrul de netezire, de obicei în celula unui comutator de rezervă de mare viteză. Fiecare kit include blocuri de măsurare și de protecție.
Compatibilitatea electromagnetică a căilor ferate electrice cu sistemele de alimentare cu energie este asigurată în timpul proiectării și exploatării sistemelor de alimentare cu energie de tracțiune. În acest caz, se iau în considerare factorii care se influențează reciproc: nesinusoiditatea și asimetria tensiunilor de alimentare trifazate, un nivel semnificativ de putere reactivă consumată de sarcinile de tracțiune din sistemul electric de alimentare, calitatea tensiunii redresate, supratensiune.
Tracțiunea electrică AC nu este doar un consumator puternic de energie reactivă și curent nesinusoidal, ci și o sarcină monofazată asimetrică puternică, care duce la asimetria tensiunii în sistemele de alimentare electrică trifazată.
Este practic imposibil să se elimine complet influența electromagnetică și galvanică a unui echipament electric asupra altuia, a unui circuit electric asupra altuia, prin urmare se străduiesc de obicei să le reducă într-o asemenea măsură încât funcționarea normală a circuitelor electrice supuse influenței să nu fie perturbate și sunt îndeplinite cerințele GOST 13109-97. Standarde pentru calitatea energiei electrice în sistemele de alimentare cu energie de uz general.”