Admin

Повысить надежность воздушных контактных подвесок

Процесс токосъема можно считать бесперебойным только в том случае, если контакт между токоприемником и контактным проводом не прерывается ни на одно мгновение. При отрыве токоприемника возникает электрическая дуга, а его соприкосновение с проводом сопровождается ударом, который снова вызывает отрыв и появление новой дуги.

Обеспечить высокое качество токосъема, т.е. наиболее близкую к прямой линии траекторию движения токоприемника и наименьшие изменения контактного давления, можно в том случае, если воздушные контактные подвески отвечают следующим основным требованиям:

► их эластичность в пролете равномерна и относительно невелика;

► стрела провеса контактного провода мала;

► колебания подвески при воздействии на нее токоприемника незначительны;

► ветроустойчивость контактной подвески высока.

Известно устройство для подвески контактного провода к несущему тросу, содержащее струну из полимерного каната, связанную с регулировочной скобой и зажимом. Однако оно не обеспечивает долговечность и надежность подвески, так как из-за механических и атмосферных воздействий полимерный материал теряет эластичность и прочность. Это способствует возникновению резонансных колебаний подвески, которые способны ее разрушить. Выполнение струны из токонепроводящего материала снижает нагрузочную способность по току и надежность конструкции при высоких значениях тяговых токов.

На электрифицированных линиях ФРГ применяется устройство для подвески контактного провода к несущему тросу, содержащее струну из бронзового многопроволочного провода сечением 10 мм2, связанную с регулировочным блоком и зажимом. Использование бронзового многопроволочного провода приводит к значительному повышению массы, в результате чего усложняются монтажные работы, техническое обслуживание и ремонт, повышается стоимость контактной подвески. В процессе эксплуатации проволоки, соединенные с зажимами, отжигаются и становятся хрупкими. В результате под действием механических нагрузок они выходят из строя. Следовательно, не обеспечиваются достаточная надежность и долговечность данного узла.

Существует устройство, содержащее струну из гибких медных проволок, связанную с зажимом. Однако оно также ненадежно и недолговечно, поскольку такие струны под воздействием атмосферного влияния и механических нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации, имеют тенденцию к интенсивному изнашиванию. Постепенно наружные проволоки струны отжигаются, становятся ломкими и полностью выходят из строя.

Опыт дорог Великобритании, характеризующейся влажным климатом, показал, что медные струны интенсивно изнашиваются в местах, где отдельные звенья соединяются между собой. В связи с этим, на одной из линий применили струны из малоуглеродистой нержавеющей стали, содержащей молибден. Недостаток такого устройства — невысокие надежность и долговечность, так как в местах контакта струны с медным проводом под воздействием атмосферы возникают очаги электрохимической коррозии (образуется пара «сталь — медь»), которые приводят к разрушению струны.

Наиболее прогрессивной из известных является конструкция устройства, включающее струну из биметаллической сталемедной проволоки, соединенную с зажимом. Она обеспечивает достаточно длительный срок эксплуатации. Однако технология производства биметаллической проволоки не позволяет добиться однородного распределения металлов (слоя меди вокруг стального сердечника) по сечению и длине.


Следствие этой неоднородности — возникновение остаточных напряжений, которые могут привести к микроразрушениям медной оболочки. Воздействие внешних нагрузок постоянного и переменного характера — вибрации и знакопеременных сил, действующих на струну при прохождении электроподвижного состава, а также ветра, изменения температуры, гололеда и т.д., может привести к растрескиванию оболочки. В результате в местах ее микро- и макроповреждений возникает электроэрозия, которая разрушает струну из биметаллической проволоки.

Кроме перечисленных факторов, возможно нарушение целостности поверхности оболочки при изготовлении звеньевых струн, снабженных кольцевыми петлями, имеющими малые радиусы. Повреждение струны приводит к повышению электросопротивления. Возникающее при этом короткое замыкание вызывает отрыв медной оболочки от стального сердечника. Струна разрушается, нарушаются геометрические параметры подвески, ухудшается токосъем.

Чтобы улучшить токосъем за счет повышения надежности и долговечности устройства, токопроводящая струна, соединенная с зажимом, выполнена из стальной проволоки, покрытой, как минимум, одним слоем никеля.

Благодаря этому предотвращается возникновение очагов разрушений в эксплуатации. Таким образом, поддерживается постоянным сопротивление струны. Происходит равномерный электрический износ всех элементов контактной подвески, исключается их перегрев и, как следствие, разрыв. Кроме того, сохраняются оптимальные геометрические параметры контактной подвески по длине пролета в течение длительного срока эксплуатации,
что улучшает токосъем при высоких скоростях движения. Защитное покрытие струны из стальной проволоки наносится методом гальванического осаждения.

На рисунке изображено предлагаемое устройство для подвески контактного провода к несущему тросу. Оно содержит токопроводящую струну 1, выполненную из стальной проволоки с защитным покрытием, как минимум, из одного слоя никеля, петлю 2, центральное звено 3 струны, зажим 4 контактного провода 5, зажим 6 несущего троса 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При колебаниях контактной подвески в опорном узле, вызванных проходом токоприемника, струна 1, установленная между контактным проводом и несущим тросом при помощи соответствующих зажимов, удерживает под действием веса контактный провод, подвешенный к несущему тросу. Она воспринимает возникающие механические нагрузки, обеспечивая необходимое качество токосъема. Петли 2 механически связывают зажимы 4 и 5 струны 1. В данной конструкции геометрия и размеры струны могут быть разнообразными и выбранными в зависимости от типа подвески.

Проведенными испытаниями предлагаемого устройства было установлено, что оно обеспечивает надежный токосъем, обладает более продолжительным сроком службы, технологичностью изготовления струн, имеет более низкую себестоимость.

Канд. техн. наук А.В. АНДРЕЕВ, г. Челябинск

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin