Меню

Виды проводов контактной сети

Контактные провода

Глава 2. Основные элементы контактной сети

Контактные провода

Контактные провода являются одним из основных элементов кон­тактной сети. От правильного выбора их материалов, площади сече­ния и конструкции зависят технико-экономические показатели, сто­имость сооружения и эксплуатации контактной сети.

Материал для контактных проводов должен обладать высокой ме­ханической прочностью, износостойкостью (твердостью), электропро­водностью, нагревостойкостью (теплопроводностью). Высокая меха­ническая прочность проводов позволяет натягивать их с большими усилиями (натяжением), что повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает качество токосъема (особенно при высоких скоро­стях движения поездов), обеспечивает устойчивую работу цепной под­вески. Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках. Термостойкий материал со­храняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.

Для электрифицированных железных дорог используют контакт­ные провода фасонного (рис. 2.1, а) и фасонного овального профиля (рис. 2.1, б) с двумя продольными желобками для захвата головки провода зажимами. Достоинством овальных проводов является их по­вышенный на 10 % допустимый длительный ток (ввиду большего пе­риметра профиля и, как следствие, лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проектировании новых линий увеличивать длину про­лета, а на эксплуатируемых линиях, где пролет уже выбран, иметь повышенную ветроустойчивость контактной сети.

Контактные провода изготовляют следующих марок: МФ — мед­ный фасонный, МФО — медный фасонный овальный, БрФ — бронзо

Рис. 2.1. Профиль фасонного (а) и фасонного овального (б) контактного провода

вый фасонный, БрФО — бронзовый фасонный овальный, НлФ— низ­колегированный фасонный. К марке провода добавляют его номиналь­ную площадь сечения в мм 2 . Тогда обозначение провода, например, низколегированного фасонного сечением 100 мм 2 будет НлФ-100.

Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке) должны иметь одну отличительную канавку (рис. 2.2, а), а низколеги­рованные— две канавки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси (рис. 2.2, 6). В обозначениях низколегированных и бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв Нл и Бр указывают легирующий компонент и расчетный процент его содержания, например: НлОл 0,04Ф-100 — низколегированный с при­садкой олова (0,04 %), фа­сонный сечением 100 мм 2 , БрЦр 0,5Ф-100 — бронзо­вый с присадкой цирко­ния (0,5 %), фасонный се­чением 100 мм 2 .

В низколегированных контактных проводах, кро­ме олова Sn (0,03—0,06 %),

Рис. 2.2. Расположение отличительных

кана­вок на бронзовых (а) и низколегированных

(б) контактных проводах.

в качестве легирующих компонентов применяют также магний Mg (0,04—0,06 %), цирконий Zr (0,04—0,06 %), кремний Si (0,03— 0,06 %) и титан Ti (0,01—0,04 %); в бронзовых контактных проводах — маг­ний (0,15—0,3 %), кадмий Cd (0,08—1,1 %), цирконий (0,4—0,6 %), а также магний (0,1—0,2 %) вместе с цирконием (0,1—0,2 %). Бронзо­вые контактные провода по сравнению с медными и низколегирован­ными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостой­кость, но меньшую проводимость, что вызывает увеличение потерь электроэнергии в контактной сети. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди рекомендуется использовать недорогие и недефицит­ные металлы, которые, повышая износостойкость контактных про­водов, незначительно уменьшают их проводимость. Влияние легиру­ющих добавок (примесей) на электрическую проводимость проводов (проводимость чистой меди 100 %) показано на рис. 2.3.

Предприятия-изготовители поставляют бесстыковые медные, низ­колегированные (с легирующими компонентами в меди 0,01—0,08 %) и бронзовые (с легирующими компонентами в меди более 0,08 %) кон­тактные провода. Их изготовляют методом непрерывного литья с пос­ледующей прокаткой. Этот метод позволяет получить контактный провод бесстыковым, т.е. без мест соединения (пайкой, сваркой) на всей строительной длине провода.

На главных путях перегонов и станций применяют контактные провода сечением 100, 120 и 150 мм 2 , на станционных путях — сечением 85 мм 2 .

Номинальные сечения, размеры, допусти­мые отклонения и рас­четная масса контактных проводов соответствуют указанным на рис. 2.1 и в табл. 2.1. Отклоне­ние фактической пло­щади сечения провода от номинального не бо­лее + 2 . -1 %.

Механические ха­рактеристики медных и

Рис. 2.3. Кривые, характеризующие влияние примесей на проводимость меди

низколегированных контактных проводов соответствуют указан­ным в табл. 2.2, а бронзовых — в табл. 2.3.

Электрические сопротивления проводов постоянному току при температуре +20 °С должны быть не более указанных в табл. 2.4.

Читайте также:  Разводка проводов для коммутатора

Источник

Машинисту о контактной сети — Провода и тросы контактной сети

Содержание материала

  • Машинисту о контактной сети
  • Секционирование
  • Защитные заземления, рельсовая сеть
  • Поездная радиосвязь
  • Опоры
  • Поддерживающие устройства линий
  • Провода и тросы контактной сети
  • Изоляторы контактной сети
  • Контактные подвески
  • Сопряжения анкерных участков
  • Фиксаторы
  • Контактная сеть на станциях и в искусственных сооружениях
  • Секционные изоляторы и разъединители
  • Проход контактной подвески над и под искусственными сооружениями
  • Отбойники на мостах
  • Высота подвески в искусственных сооружениях
  • Взаимодействие токоприемника и контактной подвески
  • Изнашивание контактного провода и токосъемных элементов
  • Токосъем в тяжелых метеорологических условиях
  • Особенности токосъема при повышенных массе и скорости движения поезда
  • Отказы контактной сети и ее восстановление
  • Пропуск электроподвижного состава при временном восстановлении сети
  • Аварийные ситуации из-за неисправностей токоприемников
  • Техника безопасности

На контактной сети электрифицированных линий постоянного и переменного тока применяются различные провода и тросы. Это деление в некоторой степени условно. Однако можно считать, что к тросам контактной сети относятся провода, основная функция которых — воспринимать механические нагрузки, а собственно к проводам те, основная функция которых — обеспечивать необходимую электропроводность.

Наиболее широко применяемые одинарные цепные контактные подвески, о которых подробно рассказано ниже, состоят из закрепленного на поддерживающих устройствах несущего троса и подвешенного к нему на вертикальных странах контактного провода, с которого снимается ток токоприемниками э. п. с.
В качестве несущего троса пенной контактной подвески применяют неизолированные монометаллические, биметаллические и комбинированные многопроволочные провода. Монометаллические провода состоят из кровоток, выполненных из одного металла — меди, бронзы или стали. Каждая проволока биметаллического провода изготовлена из двух металлов — стальной сердцевины и медной или алюминиевой оболочки; такие провода называют соответственно сталемедными или сталеалюминиевыми. Комбинированные провода свиты, из проволок, изготовленных из разных металлов.
Изготовление проводов, используемых в качестве несущих тросов, из разных металлов продиктовано необходимостью, с одной стороны, монтировать тросы с большим натяжением (для этого целесообразно применение стали), а с другой стороны, обеспечивать некоторую электропроводность (для этого целесообразно применение меди или алюминия) и защищать нестойкую в коррозионном отношении сталь от воздействия окружающего воздуха Расширяющееся применение биметаллических и комбинированных проводов вместо медных обеспечило существенную экономию меди при электрификации железных дорог, что является решением важной народнохозяйственной задачи.

Условные обозначения используемых в качестве несущих тросов многопроволочных проводов состоят из буквенной и цифровой частей.
Сечения многопроволочных проводов
Рис. 15. Сечения многопроволочных проводов
а — медных (М), бронзовых (Бр), стальных (С); б — биметаллических сталемедных (ПБСМ) и сталеалюминиевых (ПБСА); в — комбинированных сталеалюминиевых (АС), г — комбинированных (АПБСЛ) из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок

Первая из них указывает материал и конструктивное исполнение провода: М — медный, Бр — бронзовый, С—стальной, ПБСМ—биметаллический сталемедный, ЦБСА— биметаллический сталеалюминиевый, АС — комбинированный сталеалюминиевый, АПБСА — комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают площадь сечения провода в квадратных миллиметрах.
На электрифицированных линиях постоянного и переменного тока в качестве несущих тросов у нас в основном применяют медные провода М-95 и М-120, биметаллические сталемедные ПБСМ-70 и ПБСМ-95 и стальные С-70. Стальные многопроволочные и биметаллические провода используют также в качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких поперечин.
Контактный провод является единственным проводом контактной сети, подводящим электрическую энергию непосредственно к токоприемнику э.п.с. Первое требование к контактному проводу — иметь высокую электропроводность, т. е. малое сопротивление с тем, чтобы не вызывать больших потерь электроэнергии в контактной подвеске. Второе требование к нему — обладать высокой механической прочностью, позволяющей давать большое натяжение, что необходимо для обеспечения хорошего качества скользящего контакта и достаточной ветроустойчивости контактной подвески.
В процессе токосъема контактный провод изнашивается. Отсюда вытекает третье требование к нему — быть достаточно износостойким. Из-за износа контактный провод нельзя выполнять многопроволочным, как, например, провода, используемые в качестве несущих тросов.
Наша промышленность выпускает медные, бронзовые и выполненные из низколегированной стали контактные провода. Введение в медь легирующих добавок (примесей) позволило улучшить механические свойства контактных проводов по сравнению с медными — повысить механическую прочность и износостойкость.
Контактные провода выпускаются фасонного и фасонного овального профилей (рис. 16). Овальный провод допускает на 10% больший длительный ток, чем фасонный провод той же площади сечения, благодаря лучшим условиям охлаждения из-за увеличенного периметра профиля; он обладает также меньшим аэродинамическим сопротивлением боковому ветру, что позволяет при его применении допускать большие длины пролетов исходя из условий необходимой ветроустойчивости контактной сети. Условное обозначение провода состоит из буквенного обозначения марки провода (например, МФ — медный фасонный, МФО — медный фасонный овальный) и цифровой части, указывающей номинальную площадь сечения в квадратных миллиметрах.

Читайте также:  Производство проводов завод россии

Профили фасонного контактного провода

Рис. 16. Профили фасонного контактного провода марок МФ, ПЛФ и БрФ
(а) и фасонного овального контактного провода марок МФО, НЛФО и БрФО (б) площадью сечения 100 мм2

Наибольшее распространение на линиях постоянного и переменного тока имеют медные фасонные контактные провода площадью сечения 100 мм2 (МФ-100). На боковых путях станций нередко применяется провод МФ-85. Сплошную замену провода МФ-100 производят при среднем износе его на анкерном участке более 30 мм2, провода МФ-85 — при износе более 22 мм2.
Усиливающие, питающие и отсасывающие линии выполняют обычно алюминиевыми многопроволочными проводами марок А и АКП площадью сечения 150 или 185 мм2. Провода марки АКП отличаются от проводов марки А тем, что межпроволочное пространство у них заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости для защиты от агрессивной среды.
Воздушные линии электропередачи и групповые заземления выполнены сталеалюминиевым проводом марки АС, состоящим из одного или нескольких внутренних повивов стальных проволок и нескольких повивов алюминиевых. В обозначении провода в числителе указывается общая площадь сечения алюминиевых проводов, в знаменателе — стальных. В последнее время при электрификации линий групповые заземления, фиксирующие тросы гибких и жестких поперечин и несущие тросы тракционных путей выполняют проводом ПБСА.
Для электрических соединителей, расположенных между различными проводами цепной подвески и проводами разных подвесок (на неизолирующих сопряжениях анкерных участков), применяют медные гибкие многопроволочные провода марки МГ. Повышенная гибкость проводов МГ, которая необходима для того, чтобы исключить появление «жесткой точки» на контактном проводе в месте подключения к нему электрического соединителя, обеспечивается выполнением провода из проволок очень малого диаметра (0,68 мм).


“1 Для контактных проводов— высота сеченая.
*2 В числителе — для линий постоянною тока, в знаменателе — для линий переменного тока.
*3 Данные относятся к неизношенным контактным проводам.

Звеньевые струны цепных контактных подвесок и рессорные, провода рессорных струн изготовляют из сталемедной проволоки марки БСМ1 или БСМ2 диаметром соответственно 4 и 6 мм.
Разные провода допускают различные температуры нагрева (в частности, при протекании тока длительностью 20 мин и более для медного, низколегированного и бронзового контактных проводов — соответственно 95, 110 и 130°С, а длительностью млн — 140, 150 и 180°С). На основании этих температур определены значения допустимого тока для разных температур окружающего воздуха. Допустимые токи для самою тяжелого летнего режима для наиболее распространенных на контактной сети марок проводов и их некоторые механические характеристики приведены в табл. 1.
Здесь следует отметить, что в эксплуатации по мерс изнашивания контактного провода его натяжение уменьшают, снимая грузы компенсаторов; с тем чтобы в местах наибольшего износа растягивающее напряжение не превышало 12 кгс на 1 мм2 оставшейся площади сечения медного провода, 13 кгс — низколегированною и 14 кгс — бронзового.

Источник



Контактные провода и несущие тросы

Контактные провода являются одним из основных элементов контактной сети. От правильного выбора их материалов, площади сечения и конструкции зависят технико-экономические показатели, стоимость сооружения и эксплуатации контактной сети.

► Материал для контактных проводов должен обладать:

– высокой механической прочностью,

Высокая механическая прочность проводов позволяет натягивать их с большими усилиями (натяжением), что повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает качество токосъема (особенно при высоких скоростях движения поездов), обеспечивает устойчивую работу цепной подвески.

Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках.

Термостойкий материал сохраняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.

Читайте также:  Как подключить провод от трубки домофона

Для электрифицированных железных дорог используют контактные провода фасонного (рис. А) и фасонного овального профиля (рис. Б) с двумя продольными желобками для захвата головки провода зажимами.

Достоинством овальных проводов является их повышенный на 10 % допустимый длительный ток (ввиду большего периметра профиля и, как следствие, лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проектировании новых линий увеличивать длину пролета, а на эксплуатируемых линиях, где пролет уже выбран, иметь повышенную ветроустойчивость контактной сети.

Контактные провода изготовляют следующих марок:

МФ — медный фасонный; МФО — медный фасонный овальный;

БрФ— бронзовый фасонный; БрФО— бронзовый фасонный овальный;

НлФ — низколегированный[4] фасонный.

Рисунок – Профиль фасонного (А) и фасонного овального

(Б) контактного провода

К марке провода добавляют его номинальную площадь сечения в мм 2 . Тогда обозначение провода, например, низколегированного фасонного сечением 100 мм 2 будет НлФ-100.

Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке) должны иметь одну отличительную канавку, а низколегированные — две канавки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси.

В обозначениях низколегированных и бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв Нл и Бр указывают легирующий компонент и расчетный процент его содержания, например:

— НлОл 0,04Ф-100 — низколегированный с присадкой олова (0,04%), фасонным сечением 100мм 2 ;

— БрЦр 0,5Ф-100 — бронзовый с присадкой циркония (0,5 %), фасонный сечением 100 мм 2 .

В низколегированных контактных проводах, кроме олова (0,03-0,06 %), в качестве легирующих компонентов применяют

— магний (0,04 — 0,06%),

— цирконий (0,04 — 0,06%),

— кремний (0,03 — 0,06%)

В бронзовых контактных проводах:

— цирконий (0,4 — 0,6 %),

— а также магний (0,1 — 4),2 %) вместе с цирконием (0,1 — 4),2 %).

Бронзовые контактные провода по сравнению с медными и низколегированными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостойкость, но меньшую проводимость, что вызывает увеличение потерь электроэнергии в контактной сети. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди рекомендуется использовать недорогие и недефицитные металлы, которые, повышая износостойкость контактных проводов, незначительно уменьшают их проводимость.

Предприятия-изготовители поставляют бесстыковые медные, низколегированные (с легирующими компонентами в меди 0,01 — 0,08 %) и бронзовые (с легирующими компонентами в меди более 0,08 %) контактные провода. Их изготовляют методом непрерывного литья с последующей прокаткой. Этот метод позволяет получить контактный провод бесстыковым, т.е. без мест соединения (пайкой, сваркой) на всей строительной длине провода.

На главных путях перегонов и станций применяют контактные провода сечением 100, 120 и 150 мм 2 , на станционных путях— сечением 85 мм 2 . Отклонение фактической площади сечения провода от номинального не более +2…-1%.

Марки контактных проводов для конкретных условий эксплуатации выбирают в зависимости от допустимых температуры нагрева проводов:

— для медных контактных проводов допустимая температура нагрева 95 0 С;

— для низколегированных 110 0 С;

— для бронзовых — 120 0 С.

Температура нагреваконтактных проводов ( 0 С) зависит от значения и длительности тяговых токов, температуры окружающего воздуха, а также от скорости воздушного потока, который обдувает провода. Следовательно, для нагрева контактных проводов наиболее тяжелыми условиями будут: максимальная температура окружающего воздуха +40 0 С и минимальная скорость ветра 1м/с.

В эксплуатации под влиянием нагрева тяговыми токами и растягивающих нагрузок происходит разупрочнение проводов (уменьшаются временное сопротивление при растяжении и твердость). Скорость разупрочнения проводов зависит от температуры нагрева и ее длительности, а также от механического растяжения.

При нагреве медных контактных проводов до температуры 120 0 С у них начинается повышенное разупрочнение, появляется явление ползучести (неупругого растяжения). В этом отношении низколегированные контактные провода имеют преимущества по сравнению с медными. Введение легирующих добавок в небольших количествах в медь при изготовлении низколегированных проводов создает направленное упрочнение материала провода. Поэтому низколегированные контактные провода допускают более высокую температуру нагрева (110 0 С) в течение всего срока их службы и более высокое сопротивление разрыву.

Границей максимального нагрева проводов может служить температура, при которой начинает проявляться ползучесть. Эта температура составляет:

Источник