содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Эксплуатация контактной сети в тяжелых метеорологических условиях

Очистка контактной сети от гололёда

Большого внимания требуют подготовительные работы для борьбы с гололедом. Очищаются провода от гололедных образований механическими и электрическими способами.

Изморозь, отложившаяся на проводах, легко удаляется при механическом воздействии. В пределах станции изморозь удаляют, ревизионные бригады, которые, пользуясь изолированными съемными вышками, ударяют по проводам тяжелыми деревянными: штангами.

На перегоны, как правило, ревизионные бригады для сбивания изморози не выезжают, так как пантографы электроподвижного состава, проходящего на больших скоростях, сами удаляют изморозь. Однако наличие изморози значительно ухудшает токосъем, поэтому в этих условиях предпринимают езду при двух поднятых пантографах на каждом электровозе. Исключение составляет езда двойной тягой, при которой для предотвращения особенно больших отжатий контактного провода и с целью резерва на аварийный случай на втором электровозе поднимают только один пантограф.

Механическую очистку гололеда и смеси ведут различного вида скребковыми приспособлениями, работают с которыми или с изолированных съемных вышек, или с земли. В последнем случае изоляция штанг рассчитывается на номинальное напряжение контактной сети.

Сравнивая методы очистки гололеда со съемной вышки и с земли, следует отдать предпочтение второму методу, так как он предусматривает лучшее использование рабочей силы. Если при работе со съемной вышкой из одно гололедоочистительное приспособление

необходимо 6 чел. (4 монтера и 2 сигналиста), то приспособление, предназначенное для очистки с земли, требует 2 чел.

Одно из гололедоочистительных приспособлений, предназначенных для работы с земли, — штанга-скребок, разработанная ЦНИИ МПС, показано на рис. 75.

Для очистки контактного провода штангой-скребком монтер, подняв штангу в вертикальное положение, навешивает ее на провод

роликом 1. При этом достаточно наложить приспособление ловителем 3 на провод и последний сам из-за наклона ловителя переместится в желоб ролика. После того как ролик оказался на проводе, монтер, придерживая изолированную штангу 11, рывком перебрасывает веревку 12 по направляющей трубке 10 в направлении предстоящего движения приспособления. Протягивая штангу-скребок по проводу за веревку, монтер очищает его от гололеда. При этом усилие прикладывается только к веревке. Изолированную штангу второй монтер, наблюдающий за поездами, слегка придерживает рукой, чтобы она не раскачивалась.

Рис. 75. Штанга-скребок для очистки контактных проводов от гололеда;
1 — ролик; 2 — фиксирующее устройство; 3 — ловитель; 4 — планка; 5 — верхняя штанга 6 — патрубок; 7—основная труба; 8 — нож; 9 — держатель ножа; 10 — направляющая трубка; 11—изолированная штанга; 12 — веревка

Для прохода какого-либо зажима, установленного на контактном проводе, штангу-скребок снимают и навешивают на провод за зажимом. При этом с целью очистки провода под зажимом до переноса штанги-скребка за зажим веревку 12 рывком передвигают

к противоположному концу направляющей трубки и протягивают приспособление в обратном направлении на 1—1,5 м.

Практика показала, что очистка проводов от гололеда значительно облегчается при покрытии контактного провода тонким слоем трансформаторного масла. Поэтому после каждой очистки провода от гололеда для облегчения последующей очистки следует покрывать провод маслом.

Для ускорения этого процесса применяют специальное приспособление, представляющее собой ролик (покрытый войлоком), нижняя часть которого расположена в ванночке с маслом. Ванночку с роликом устанавливают на конце рычага, шарнирно закрепляемого на ограждении рабочей площадки изолированной съемной вышки. На другом конце рычага имеется противовес. Такая конструкция обеспечивает постоянство прилегания ролика при качении к рабочей поверхности контактного провода.

При смешанной тяге трансформаторным маслом в первую очередь покрывают провода в местах стоянки паровозов, где гололед образуется при замерзании сконденсировавшегося на проводах пара.

Большую перспективу среди механических способов очистки гололеда с контактных проводов имеет вибрационный способ.

Вибрационный принцип очистки гололеда с контактных проводов использован в гололедоочистительном устройстве, предложенном на Донецкой дороге В. А. Поповым и А. И. Колесником. Основными элементами этого устройства (рис. 76) (конструкторская проработка выполнена ПКБ Главного управления электрификации и энергетического хозяйства МПС), монтируемого на рабочей площадке монтажно-восстановительной дрезины ДМ, являются рама 1, барабан 2, электродвигатель 3 и подъемные пружины 5.
 

Рис. 76. Вибрационное гололедоочистительное устройство

Барабан 2, являющийся рабочим органом, выполнен в виде беличьего колеса, спицами которого служат 5 отрезков контактного провода длиной 1 650 мм. Вращение ротора электродвигателя 3 передается барабану клиноременной передачей. Скорость вращения барабана 2 850 об/мин.

Необходимое (5—10 кГ) нажатие барабана на контактный провод создают подъемные пружины 5. В нерабочее положение гололедоочистительное устройство переводится поворотом рамы 1 за веревку 4, в которую включен седлообразный изолятор PC-10; в горизонтальном положении рама 1 запирается специальными защелками, установленными на рабочей площадке 6.

Для возможности очистки гололеда под напряжением на контактной сети постоянного тока предусмотрена изоляция барабана вместе с направляющими рогами от рамы 1 стеклотекстолитовыми стойками 7. Текстропный ремень и стеклотекстолитовый шкив на электродвигателе и барабане также обеспечивают в совокупности необходимую изоляцию. Асинхронный электродвигатель типа А-31-А в этом случае питается от электростанции ЖЭС-2 (или АБ-2) мощностью 2 кет) установленной на платформе дрезины.
 

При работе на контактной сети переменного тока напряжением 25 кв изоляция барабана от электродвигателя недостаточна и поэтому электростанцию устанавливают на специальную изолированную площадку на дрезине. В этом случае вся установка (включая электростанцию) считается находящейся под напряжением с момента соприкосновения барабана с контактным проводом. Изоляция веревки 4, предназначенной для опускания рамы, усиливается включением в нее текстолитовой вставки длиной 1 500 мм, покрытой электроизоляционной эмалью.

Во время очистки гололеда дрезина движется со скоростью 20— 60 км/ч. Направление вращения барабана согласное с направлением вращения колес дрезины. Поворот гололедоочистительного устройства при изменении направления движения, который необходим в связи с тем, что рама при работе должна иметь наклон в сторону, обратную направлению движения, производится поворотом рабочей площадки дрезины на 180°.

При опускании и подъеме рамы монтер, находящийся на платформе дрезины и прикладывающий усилие к опускной веревке, пользуется диэлектрическими перчатками.

Оригинальным решением вибрационного устройства для очистки гололеда является конструкция, предложенная слесарем-лекальщиком Славянского локомотивного депо Чумаком. Эта конструкция представляет собой специальный стальной полоз, устанавливаемый на пантограф электровоза вместо типового полоза и оборудованный пневматическими вибраторами, обеспечивающими частоту вертикальных колебаний полоза 10 000—15 000 в минуту.

При возникновении гололеда на каком-либо участке полоз с вибраторами устанавливают на один из пантографов свободного электровоза, который отправляют резервом при двух поднятых пантографах: один пантограф является токосъемным, а другой (со специальным полозом) очищает гололед.

При интенсивных гололедах и распространении их на значительные расстояния очистка проводов в краткие сроки возможна только электрическим способом, т. е. плавкой гололеда большими токами.

Многочисленные экспериментальные данные позволяют считать для контактной сети наибольшей допустимой температурой нагрева медных проводов 100 и алюминиевых 80°С. Однако для целей плавки гололеда нет смысла создавать такие высокие температуры. Опыт плавки гололеда на ряде дорог показал, что приемлемое время плавки получается при нагреве проводов до 25—45° С.

Задаваясь определенной конечной температурой нагрева провода контактной подвески, ограничивающего ток по условиям нагрева (т. с. провода, температура нагрева которого раньше достигает максимально допустимого значения) ( Ограничивающими ток по условиям нагрева являются: в подвеске Т1БСМ1-95 + МФ-100 — провод МФ-100, в подвеске М-120 + МФ-100 и М-120 Н- 2МФ-100 — провод М-120, в подвеске М-120 + 2МФ-100 с усиливающим проводом А-185 или 2Х А-185 — провод А-185.), и током короткого замыкания на каком-либо участке, расчетным путем определяют примерное время, необходимое для плавки гололеда.

Исходным для решения этой задачи является уравнение теплового состояния однородного тела, выведенное с учетом изменения сопротивления провода при его нагревании:

Если в результате расчета получается, что время плавки слишком велико (более 20—30 мин), то следует изменить участок плавки с с тем, чтобы увеличился ток короткого замыкания.

Опыт ряда дорог показал, что для плавки гололеда обычно достаточна плотность тока 4,5—7 а/мм2. При такой плотности оплавление гололеда с проводов контактной подвески начинается через 5—10 мин, а через 10—15 мин гололед начинает отпадать..

Для каждого участка контактной сети должна быть заранее разработана электрическая схема плавки. На однопутных участках режим короткого замыкания может быть создан только соединением контактной подвески с тяговым рельсом. На двухпутных участках режим короткого замыкания может быть создан без тягового рельса — соединением между собой подвесок разных путей в конце зоны питания, т. е. созданием «петлевой схемы».

Схема плавки гололеда на однопутном участке постоянного тока,, применяемая на Приднепровской дороге, приведена на рис. 77.. Как видно из этой схемы, на закорачивающей подстанции А установлен дополнительный разъединитель Г («разъединитель плавки гололеда»), посредством которого возможно подключение шиносоединительного (запасного) автомата ШСА к минусовой шине.

Порядок плавки гололеда при такой схеме следующий. Не прерывая питания контактной сети, энергодиспетчер дает приказ на закорачивающую подстанцию А о включении разъединителя 3 питающей линии (фидера) Ф5 оплавляемого участка на запасную, шину. Одновременно включают разъединители 1 и 3 шиносоединительного автомата питающей подстанции Б, а также разъедини-тель 3 шиносоединительного автомата и разъединитель плавки гололеда Г на закорачивающей подстанции Л.

По согласованию с поездным диспетчером на оплавляемом участке (в нашем случае на участке между подстанциями А и Б) временно приостанавливается движение. На питающей подстанции Б включают шиносоединительный автомат. На закорачивающей подстанции А отключают автомат питающей линии Ф5 и включают шиносоединительный автомат ШСА.

В результате таких переключений ток от главной шины I питающей подстанции Б через автомат питающей линии Ф1, а также через шипосоединительный автомат и запасную шину II попадает в контактную сеть т участке между подстанциями. Далее ток но питающем линии Ф5 подстанции Л через разъединитель 3 попадает на запасную шину II и далее через шиносоединительный автомат, разъединитель Г и минусовую шину III в тяговый рельс.

Рис. 77. Схема плавки гололеда на однопутном участке
постоянного тока:
А — закорачивающая тяговая подстанция; Б — питающая тяговая подстанция; 1 — главная шина; II— запасная шина; III — минусовая шина; I—3— разъединители; Г — разъединитель плавки гололеда; ШСА — шиносоединительный автомат; Ф1, ФБ — линии (фидеры), питающие контактную сеть перегонов
 

По окончании плавки гололеда, что устанавливается наблюдением ревизионных бригад контактной сети, находящихся в это время

на оплавляемом участке, по указанию энергодиспетчера на подстанции Б отключают сначала автомат питающей линии Ф1, а затем шиносоединительные автоматы на обеих подстанциях. Такая последовательность отключения уменьшает электрический износ контактов основного автомата при отключении искусственного короткого замыкания.

Последующим включением автоматов питающих линий Ф1 и Ф5 восстанавливают нормальную схему питания контактной сети и

открывают движение поездов. Разъединители 1 и 3 шиносоединительных автоматов, разъединитель плавки гололеда Г и линейные разъединители возвращают в прежнее положение.

Петлевая схема плавки гололеда на двухпутном участке дороги, электрифицированной по системе постоянного тока, приведена на рис. 78. При такой схеме плавка гололеда осуществляется одновременно на контактных подвесках двух путей.
 

Рис. 78. Схема плавки гололеда на двухпутном участке контактной сети постоянного тока

Питающей подстанцией при плавке гололеда здесь является тяговая подстанция А, а подстанция Б соединяет между собой контактную сеть путей.

Для осуществления этой схемы на тяговой подстанции А устанавливается разъединитель плавки гололеда РПГ, которым запасная шина соединяется (через реактор) с минусовой шиной. Схему плавки собирают включением на подстанции А разъединителей P1 и Р2 питающей линии (фидера) Ф3, разъединителя Р3 питающей линии Ф4 и разъединителя плавки гололеда РПГ на подстанции Б включают разъединители Р3 питающих линий Ф1 и Ф2.

Пост секционирования должен быть отключен, а продольные секционные разъединители В к Г включены.
После включения автоматов на подстанции А ток с главной шины по питающей линии через включенный секционный разъединитель Ф3 потечет по контактной подвеске 1-го пути, питающей линии Ф1, запасной шине подстанции Бу питающей линии Ф2, контактной подвеске 2-го пути, питающей линии Ф4, запасной шине подстанции А, через разъединитель РПГ в минусовую шину.

Следует отметить, что соединить контактные подвески в конце «петли» можно не через подстанцию Б, а включением соответст-

вующего поперечного секционного разъединителя на контактной сети.

Конец плавления гололеда устанавливают по показаниям амперметра на подстанции: в это время ток короткого замыкания (ток плавления) уменьшается на 100—150 а.

На контактной сети переменного тока такого богатого опыта плавки гололеда, как на контактной сети постоянного тока, пока еще нет. В качестве примера из существующих схем плавки гололеда на контактной сети переменного тока рассмотрим схемы, предложенные начальником Ростовского участка энергоснабжения Северо-Кавказской дороги Б. Ф. Мартыновым.

Первая схема предусматривает короткое замыкание на одной из подстанций при питании контактной сети от другой подстанции. На представленной схеме (рис. 79) питание осуществляется от подстанции Л, а замыкание на обходной шине производится на подстанции Б. Для создания режима короткого замыкания применяют разъединитель типа РЛНД-35 с ручным приводом, один нож которого заземлен, или устанавливают переносные заземления. В момент заземления обходной шины напряжение с нее должно быть снято.

Рис. 79. Схема плавки гололеда на контактной сети переменного тока методом короткого замыкания на обходной шине одной из подстанций (Б) при питании от другой подстанции (Л)

Схему плавки по одному пути собирают в такой последовательности. Сначала на посту секционирования включают продольный секционный разъединитель В и отключают масляные выключатели ВМ1 и ВМ3. Направленные заранее на пост секционирования работники переводят защиту этих выключателей на сигнал.

После этого отключают масляные выключатели ВМ1 тяговой подстанции А и В М3 подстанции Б. Защиту питающей линии 1 подстанции А переводят на сигнал. На тяговой подстанции Б включают разъединитель Р3 и заземляющий разъединитель Р6, установленный специально для сборки схемы плавления гололеда.

Напряжение на участок, где плавится гололед, подается включением масляного выключателя ВМ1 подстанции А. Путь тока короткого замыкания на рис. 79 показан пунктиром. Зачерненными

прямоугольниками обозначены масляные выключатели, включенные во время плавки.

Движение поездов по соседнему пути идет по нормальному графику.

Вторая схема плавки гололеда (рис. 80), предусматривающая замыкание на обходной шине той же подстанции, которая питает зону плавки, применима исключительно на двухпутных участках.

Эту схему собирают в следующем порядке. Сначала на посту секционирования включают поперечный секционный разъединитель Я, отключают масляные выключатели ВМ3 и ВМ4 и переводят их защиту на сигнал. Затем на тяговой подстанции Б,, которая ведет плавку гололеда, отключают масляные выключатели ВМ3 и ВМ4, .переводят защиту питающей линии 3 на сигнал, включают на обходную шину заземляющий разъединитель Р6 (предусмотренный специально для плавки гололеда) и включают разъединитель РЗ питающей линии 3. После такой подготовки включают выключатель ВМ4 подстанции Б, и нагрев проводов током короткого замыкания начинается.
 

Путь тока короткого замыкания на рис. 80 показан пунктирной линией. Зачерненными прямоугольниками обозначены аппараты, включенные во время плавки гололеда.

Рис. 80. Схема плавки гололеда на контактной сети переменного тока методом короткого замыкания на обходной шине той же подстанции, от которой производится питание

В последнее время на Ростовском участке энергоснабжения Северо-Кавказской дороги применена схема, позволяющая производить плавку гололеда на контактной сети переменного тока без перерыва в движении поездов.

Основное отличие этой схемы от рассмотренных выше заключается в том, что питание контактных подвесок разных путей на участке между тяговыми подстанциями производится от разных фаз питающей подстанции. Обе подвески соединяются между собой через обходную шину закорачивающей подстанции.

При такой схеме, несмотря на протекание тока короткого замыкания в контактных подвесках, напряжение между каждой из них и тяговыми рельсами (третьей фазой) остается на достаточно высоком уровне и движение электроподвижного состава не прекращается.

Для защиты контактной сети во время плавки гололеда по этой схеме применяют специальную максимальную защиту, срабатывающую только при коротких замыканиях на тяговые рельсы.

При плавке гололеда токами короткого замыкания требуется постоянство сечения контактной подвески на всем участке плавки. В местах уменьшенного сечения может произойти чрезмерный нагрев проводов, вызывающий их отжиг, а в результате — обрыв. В местах же увеличенного сечения из-за понижения плотности тока нагрев окажется недостаточным для оплавления гололеда.

В связи с этим до применения электрического способа удаления гололеда проводится специальная подготовка контактной сети. Особенно трудоемко переустройство сопряжений анкерных участков (изолирующих и неизолируюших) .если они не были рассчитаны на плавку гололеда.

Проектным институтом «Трансэлектропроект» разработано несколько схем переоборудования неизолирующих сопряжений для участков, где предусматривается плавка гололеда. Основным в переоборудовании сопряжений анкерных участков является изменение продольного электрического соединителя, врезка изолирующих вставок в контактные провода и антенных изоляторов в струны цепных подвесок.

Вариант переустройства неизолирующего сопряжения анкерных -участков приведен на рис. 81.

По существующим схемам изолирующих сопряжений анкерных участков (воздушных промежутков) продольные секционные разъединители присоединяются у одной из переходных опор и поэтому по одной ветви подвески в переходном пролете (при трехпролетном сопряжении) или в двух переходных пролетах (при четырехпролетном сопряжении) ток не проходит. Для обеспечения плавки гололеда секционный разъединитель подключают к контактным подвескам вблизи их врезных изоляторов, расположенных в переходном пролете.

Один из возможных вариантов подключения продольного секционного разъединителя на изолирующем сопряжении, обеспечивающих плавку гололеда, приведен на рис. 82. При выполнений этой схемы следует иметь в виду, что в точке А обвод должен быть ниже усиливающего провода на 2 м.

Рис. 81. Вариант выполнения неизолирующего сопряжения для участков, где предусматривается плавка гололеда:
4— электрический соединитель; 2— изолирующая вставка; 3 — антенный изолятор в струне

Рис. 82. Вариант подключения продольного секционного разъединителя на изолирующем сопряжении, обеспечивающий плавку гололеда:
1—контактная подвеска; 2— усиливающий провод; 3 — обвод; 4 — секционный разъединитель

Если в зону плавки гололеда попадает небольшая станция, контактная сеть боковых путей которой электрически не отделена

от контактной сети главных путей, то для создания постоянства токоведущего сечения, являющегося одним из основных условий плавки, на одной из горловин станции контактную сеть боковых путей отделяют от сети главных путей врезкой секционных изоля-торов. Если на станции есть гибкие поперечины, изоляторы врезает также в нижние фиксирующие тросы между главными и боковыми путями.

В гололедный период на участках энергоснабжения устанавливают круглосуточное дежурство дополнительных бригад монтеров контактной сети, с вызовом на работу начальников дистанций и подстанций. Решение о плавке гололеда принимают обычно при толщине корки льда более 2 мм. Во время плавки гололеда монтеры дежурных бригад рассредоточиваются по всему участку с целью наблюдения за ее ходом.

В гололедный период целесообразно практиковать предварительный прогрев проводов, чтобы их температура держалась выше нуля и, следовательно, образование на них гололеда было невозможным. Для этой цели обычно достаточна плотность тока 2,5—

3,5 а/мм2.

Для предотвращения пережогов контактных проводов при гололеде вводится специальный порядок работы электроподвижного состава.

Если гололед обнаружен на контактной сети станции, то трогают и разгоняют поезд при двух поднятых на электровозе пантографах. При выходе на перегон с чистыми контактными проводами, что устанавливается по отсутствию искрения на полозе, первый по ходу пантограф опускают. Если гололед на проводах перегона есть,, езду продолжают на двух пантографах, но скорость ограничивают. В случае двойной тяги на втором электровозе поднимают только один (задний по ходу) пантограф.

При сильном гололеде до отправления поезда нужно попытаться сбить гололед с проводов неоднократным подъемом и опусканием патнографа при выключенных вспомогательных машинах. После этого, отцепив электровоз от состава и подняв оба пантографа,, следует 2—3 раза проехать по участку, расположенному перед поездом на расстоянии 150—300 м. В результате такой чистки гололеда вероятность пережога контактного провода на участке с потреблением больших токов намного уменьшится.

Как было сказано, автоколебания контактной подвески вызываются аэродинамическими силами, возникающими при обтекании воздушным потоком проводов, получивших неправильную форму сечения в результате гололедных отложений. Очевидно, что авто-колебания можно прекратить, очистив провод от гололеда.

Эффективным путем борьбы с автоколебаниями контактной подвески является создание лесных защитных полос вдоль электрифицированных линий, проходящих в открытой местности. Однако это связано со значительным временем и поэтому в гололедных районах следует контактную сеть выполнять таким образом, чтобы она как можно меньше была подвержена автоколебаниям.

Как известно, амплитуда колебаний провода, колеблющегося с основной своей частотой, в середине пролета

Отсюда видно, что уменьшение амплитуды автоколебаний контактной подвески достигается увеличением натяжения составляющих ее проводов. Поэтому в сильно гололедных районах применяют несущие тросы повышенной прочности.

Для снижения возможности возникновения устойчивых колебаний с основной частотой целесообразно устранить взаимное влияние смежных пролетов, т. е. добиться того, чтобы частота колебаний проводов контактной подвески в смежных пролетах была различной.

Частота колебаний проводов контактной подвески приближенно определяется по формуле

Следовательно, чтобы получить разные- частоты колебаний, необходимы разные длины пролетов.- Практически применяют чередование пролетов двух длин: один пролет длиной, равной наибольшей допустимой для данного участка, другой — на 5—7 м меньшей.

Опыт эксплуатации контактной сети на участке Минеральные Воды — Кисловодск, где в соответствии с рекомендацией ЦНИИ МПС было применено такое чередование пролетов, показал высокую эффективность этого мероприятия.

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..