Подготовка контактной сети к движению поездов с высокими скоростями

Повышение скоростей движения поездов — одно из наиболее эффективных средств увеличения пропускной способности железных дорог и среднесуточного пробега локомотивов и вагонов.

Повышение скоростей движения — это улучшение обслуживания пассажиров, сохранность перевозимых продуктов сельского хозяйства и своевременность снабжения сырьем фабрик и заводов. Понятно поэтому, что в нашей стране с бурно развивающейся экономикой и ростом благосостояния трудящихся повышение скоростей движения — постоянный процесс на железнодорожном транспорте.

В связи с этим персоналу, эксплуатирующему контактную сеть, постоянно приходится решать комплекс вопросов, чтобы обеспечить нормальный токосъем в новых условиях.

Как сказывается на контактной сети увеличение скоростей движения?

При движении с более высокой скоростью вертикальные ускорения пантографа возрастают, что приводит к увеличению инерционных сил. При увеличении скоростей, как было показано выше, возрастают также аэродинамические подъемные силы. В результате этого контактное давление при проходе одних участков контактной сети значительно возрастает, а при проходе других уменьшается вплоть до нуля, т. е. происходят отрывы.

Динамические испытания контактной сети, проведенные Всесоюзным научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта МПС на нескольких дорогах, показали, что при скорости движения 160 км/ч на участках с полукомпенсированной подвеской при одном контактном проводе максимальные величины контактного давления на полозе пантографа П-1 составляли в среднем 24—26 кГ в отдельных случаях они достигали 29 кГ. Контактное давление на полозе пантографа 13РР при движении с такой же скоростью на компенсированной подвеске с двумя контактными проводами достигало в отдельных точках 26 кГ. Длительность столь высоких давлений в каждой точке обычно не превышала 0,1 сек, что при скорости 160 км/ч соответствует пути поезда 4,5 м.

Продолжительность полных отрывов полоза от контактного провода, возникающих обычно после резких увеличений контактного давления, при полукомпенсированной подвеске не превышает
0,8% времени хода (или, что то же, пройденного пути).

Высокие контактные давления приводят к усиленному механическому износу провода и чрезмерно большим его подъемам в момент прохода пантографа, что может вызвать удар полоза по фиксатору или ненормальный подхват полозом провода боковой ветви воздушной стрелки.

Отрывы полоза от провода, обычно происходящие после резких повышений контактного давления, вызывают усиленный электрический износ провода в местах нарушения контакта и приводят к общему увеличению его износа на всем участке из-за ухудшения поверхности контактных пластин полоза во время искрового токосъема.

Теоретическое исследование взаимодействия пантографов с контактной сетью при различных ее параметрах и результаты

экспериментального исследования взаимодействия при высоких скоростях позволили определить, какой должна быть скоростная контактная сеть.

Основные требования к контактной сети, рассчитанной на скорости движения 160—180 км/ч, сводятся к следующему.

На путях перегонов и главных путях станций цепная подвеска .должна быть рессорной или двойной компенсированной с сочлененными фиксаторами. Цепная подвеска на дорогах постоянного тока должна иметь, как правило, 2 контактных провода. Длина рессорного провода 12 м.

Первые от опор (рессорные) струны, которыми контактный провод подвешивается к рессорному проводу, должны располагаться на расстоянии 2 м от фиксатора с каждой его стороны.

Для снижения эластичности цепной подвески в середине пролета расстояние между двумя-тремя средними струнами должно быть уменьшено по сравнению с нормальным межструновым пролетом в 2 раза. С этой же целью при двух контактных проводах струны располагать в шахматном порядке.

Основные стержни сочлененных фиксаторов подвешивать при помощи косых струн, закрепляемых на несущем тросе в точках, .удаленных на 2 м от консоли.

Конструкция фиксаторов должна обеспечивать свободный проход пантографа, воздействующего на контактный провод с давлением, равным сумме статического давления, инерционных сил пантографа и подъемных аэродинамических сил.

Фиксацию двойного контактного провода производить отдельными дополнительными стержнями фиксаторов равной длины.

Сосредоточенная нагрузка, создаваемая весом фиксатора, на каждый контактный провод не должна превышать 1 кГ. Большой эффект в этом отношении дают фиксаторы, дополнительные стержни которых изготовлены из легких материалов.

Натяжение контактного провода должно быть возможно большим, поэтому применяются бронзовые контактные провода, допускающие большие натяжения, чем медные провода того же сечения.

Неизолирующие сопряжения анкерных участков на перегонах выполнять трехпролетными, а изолирующие (воздушные промежутки) — четырехпролетными. Сопряжения анкерных участков по возможности располагать на прямых участках пути.

Секционные изоляторы должны быть замкнутого типа с расположением их рабочей (контактной) поверхности в одной плоскости.

Основные уклоны контактного провода по отношению к уровню пути на подходах к искусственным сооружениям не должны превышать 0,004.

С обеих сторон каждого участка с основным уклоном предусматривать переходные участки длиной не менее одного пролета с половинным уклоном.

Как видно, большинство приведенных требований направлено на обеспечение большего постоянства высоты подвешивания контактного провода и эластичности подвески в пределах всего пролета, а также снижения сосредоточенных нагрузок на контактный провод.

На действующих электрифицированных участках при скоростях движения до 160 км/ч полукомпенсированную подвеску сохраняют, если годовой перепад температур не превышает 60° С. Однако при этом обязательны рессорные струны и сочлененные фиксаторы. В этом случае принимают также специальные меры для снижения эластичности подвески в средних частях пролетов, для чего между двумя (при четном числе струн в пролете) или тремя (при нечетном числе струн) средними струнами в каждом пролете устанавливают дополнительные струны.

На электрифицированных участках с годовым перепадом температур более 60° С рессорную полукомпенсированную подвеску перемонтируют в компенсированную. Если на участке применены поворотные консоли, перемонтаж полукомпенсированной подвески в компенсированную больших трудностей не вызывает. В случае же полузащемленных (пол у поворотных) консолей при значительной длине анкерного участка возникает необходимость в замене 3—4 наиболее близких к анкерным опорам консолей на поворотные.

При защемленных консолях перемонтаж полукомпенсированной подвески в компенсированную настолько трудоемок (особенно в связи с необходимостью снятия напряжения с контактной сети для замены консолей на поворотные), что может оказаться целесообразным введение вместо этого сезонной регулировки контактной подвески. С этой целью в четырех пролетах каждого анкерного участка на равном расстоянии друг от друга в несущий трос врезают стяжные муфты. Увеличивая при помощи этих муфт натяжение несущего троса в весенний период и снижая осенью, уменьшают годовой диапазон изменения стрел провеса несущего троса, а следовательно, и контактного провода.

На участках с одним контактным проводом вместо этого можно применить сезонную регулировку длин 2—3 средних в пролете струн. Экспериментальная проверка этого способа показала, что при специальных регулировочных планках, включаемых в эти . струны, на их регулировку в пределах всего анкерного участка,, совмещаемую с весенними и осенними ревизиями цепной подвески,, затрачивается всего 10 мин.

Полную длину регулировочной планки (рис. 91) следует принимать равной 180 мм. Изменение длины струны регулировочной планкой осуществляют поворотом планки (после выемки шплинта из отверстия в ее захвате) на 180° вокруг горизонтальной оси проходящей через центр основного отверстия.

Рис. 91. Регулировочная планка:
а— в положении, соответствующем боль шей длине струны; б—в положении, соответствующем меньшей длине струны

Монтажная регулировка полукомпенсированной подвески с регулируемыми средними струнами выполняется по специальным таблицам, рассчитанным на основании температуры беспровесного

положения контактного провода, равной—25° С. Регулировка контактного провода по этим таблицам производится при нормальных (не уменьшенных регулировочными планками) длинах средних струн. Укорачивают средние струны регулировочными планками в конце весны — начале лета при температуре окружающего воздуха около + 20° С, а удлиняют (возврат в нормальное положение) струны осенью при температуре около+15° С.

При подготовке контактной сети к скоростному движению проводят и ряд других не зависящих от типа контактной подвески работ. Для предотвращения резких повышений контактных давлений на контактном проводе уменьшают, насколько это возможно, сосредоточенные массы и ликвидируют жесткие точки. В связи с этим электрические соединители, выполненные из медного многожильного провода марки МГ, заменяют на соединители из гибкого провода марки МГГ. Стыковые зажимы контактного провода желательно снять, соединив провода холодной сваркой.

Натяжение контактного провода по мере удаления от компенсаторов в летнее время понижается за счет реакций фиксаторов и струн. Чем больше наклон струн и смещение фиксаторов от их нормального положения, тем больше величины этих реакций и тем, следовательно, на большую величину уменьшается натяжение провода в средних пролетах анкерного участка.

В связи с этим проверяют правильность положения струн и фиксаторов по таблицам, где указан наклон струн и смещение концов фиксаторов при определенных температурах. Если проверка производится при средней для данного района температуре, то таблицы не нужны, так как в это время струны должны располагаться вертикально, а фиксаторы — перпендикулярно оси пути.

Как указывалось выше, при движении пантографа с большой скоростью возникают высокие контактные давления, обусловливающие значительный подъем провода. Чтобы и в этих условиях обеспечить безаварийный проход полоза в точках фиксации, проверяют соответствие расстояний между контактным проводом и

основными стержнями фиксаторов или нижними фиксирующими тросами расстоянием на типовых чертежах. На гибких поперечинах последнее расстояние должно быть не менее 500 мм.

Весьма ответственным узлом контактной сети является воздушная стрелка. Было установлено, что безударный подхват полозом провода боковой ветви воздушной стрелки возможен только при расположении места пересечения контактных проводов на расстоянии около 400 мм от оси пути. Поэтому в период подготовки к скоростному движению проверяют, соответствует ли этому требованию место пересечения проводов; если нет — стрелку пере-укладывают изменением зигзагов проводов.

После проведения названных работ проверяют, действительно ли проходящий на высокой скорости пантограф не вызовет повреждений фиксаторов, воздушных стрелок и т. п. Для этой цели проводят динамическую проверку контактной сети, сущность которой заключается в том, что по сети на сравнительно небольшой (удобной для наблюдения) скорости—порядка 50—60 км/ч — пропускают специальный пантограф, создающий такие же контактные давления, как и типовые пантографы при следовании с высокими скоростями.

Расчеты показали, что при динамической проверке со скоростью движения 50—60 км/ч пантограф должен иметь статическое давление 22—24 кГ. При этом условии контактное давление будет таким же, как и при движении пантографа с нормальным давлением на скорости 150—160 км/ч. Пантографом с повышенным давлением снабжают каждый энергоучасток, где его устанавливают на специальный прицеп к монтажно-восстановительной дрезине.

Если при проходе такого пантографа провода боковых ветвей воздушных стрелок подхватываются без ударов и при проходе фиксаторов между полозом и стержнем фиксатора, а также между контактным проводом и жестким отбойником в искусственных сооружениях остаются зазоры не менее (соответственно) 100 и 50 мм, значит движение электроподвижного состава на высоких скоростях не вызовет повреждени и

В тех местах, где расстояние между стержнем фиксатора и полозом окажется менее 100 м, поднимают фиксаторные кронштейны.'

При недостаточном расстоянии между полозом и жестким отбойником дополнительно устанавливают пружинящие ограничители подъема провода, которые выполняются в виде колец из стальных полос или проволоки, устанавливаемых в распор между несущим тросом и контактным проводом или между контактным проводом и изолятором, расположенным на специальном кронштейне. Последнюю схему применяют в искусственных сооружениях, где не предусмотрен пропуск несущего троса. В обоих случаях пружинящий ограничитель выполняют таким образом, чтобы он не препятствовал продольному перемещению контактного провода при изменении температуры окружающего воздуха.

На анкерных ветвях многих электрифицированных участков контактный провод заменен биметаллическим тросом. В этих

случаях при динамической проверке контактной сети особое внимание обращают на расстояние между полозом и зажимами, которыми провод соединяется с биметаллическим тросом. Если это расстояние оказывается менее 150 мм, стык поднимают соответствующим укорочением 2—3 смежных струн.

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