poster444

Какие изоляторы нужны на контактной сети?

Заметки практика

По статистическим данным за 1997 г., на контактной сети дорог России используется около полутора десятков типов секционных изоляторов с полимерными изолирующими элементами. Для сравнения: на дорогах, например, Польши или Голландии эксплуатируется по одному типу секционных изоляторов. Это говорит о том, что у нас до сих пор не выработаны четкие технические требования к конструированию простых и ответственных устройств сети как постоянного, так и переменного тока. Позволю высказать свои соображения на эту тему.

В течение более 30 лет Смоленские электромеханические мастерские Московской дороги изготавливают секционные изоляторы разнообразного назначения. Их все время совершенствовали, и сейчас они представляют весьма надежные устройства. Накопленный при этом большой эксплуатационный опыт на Московской дороге позволяет оценить последний вариант технических требований (ТТ-98).

Так, спорно положение об образовании нейтральных вставок (п. 1.2 этих требований) двумя секционными изоляторами. Более рациональной представляется нейтральная вставка, созданная секционным изолятором на входе и воздушным промежутком (неотъемлемым элементом анкерного участка) на сходе с нее.

Добавим, что для предупреждения пережогов проводов на нейтральных вставках необходимо прежде всего коренным образом улучшить “осигналивание” их, т.е. принять меры к тому, чтобы электрическая дуга тягового тока при проходе нейтральных вставок электроподвижным составом не появлялась, а при неизбежном появлении — гарантированно и быстро обрывалась.

Многолетний опыт работы нейтральных вставок на Московской дороге показывает, что подавляющее большинство электродуговых повреждений на них возникает из-за плохо различимой “слепой” и “глухой” сигнализации, отсутствия необходимого сигнального знака “Внимание — токораздел”, а также очень низкой культуры обслуживания на всех уровнях некоторых дистанций.

Множество требований в п. 2.1.1 — производные одного общего положения. Электроподвижной состав должен проходить секционный изолятор без нарушения работы тяговых двигателей.

Электрическая прочность изолирующих элементов обязана находиться в пределах общих требований к рабочей изоляции контактной сети (800 мм — путь утечки тока для контактной сети постоянного тока и 1200 мм — переменного). Отметим, что 800 мм — величина завышенная, так как сдвоенная изоляция контактной сети постоянного тока родилась из-за высокой внутренней пробой- ности тарельчатых изоляторов, а не низких технических характеристик. Отсюда явная несоизмеримость длин изолирующих элементов и рабочих напряжений в контактной сети.

Полимерные изолирующие элементы должны быть трекингостойкими, и этим требованиям отвечает фторопласт, электротехнический полиэтилен, термопласты и кремнийорганические покрытия. Требования к секционным изоляторам, работающим в загрязненной атмосфере, должны оговариваться особо.

Требования п. 2.1.2 об эффективном гашении электрической дуги рабочего напряжения не более чем за 1 с, невыполнимо. При малых токах даже на секционных изоляторах контактной сети постоянного тока очень малы конвекционные и магнитные воздействия на дугу, невелико также ветровое гасящее воздействие в плоскости рогов.

На Московской дороге был случай горения электрической дуги на роговом разряднике, отключенном от тягового рельса, в течение нескольких часов. Случаи же полного отгорания дугогасящих рогов секционных изоляторов постоянного тока происходили не так уж часто, но они по указанным причинам возможны всегда.

Тем не менее, все секционные изоляторы следует оборудовать устройствами фиксированного зажигания и отвода электрической дуги от натянутых рабочим тяжением их элементов. С этой целью зазоры между разнопотенциальными элементами в зоне появления дуги между рогами или скользуна- ми в дуговой ловушке должны быть уменьшены до разумного предела, например, 20 — 30 мм на постоянном токе и 110 — 120 мм на переменном. В противном случае велика выявленная испытаниями вероятность горения электрической дуги вне устройств дугоотво- да с непредсказуемыми последствиями для секционного изолятора.

Массу и габариты изолятора (его погонную массу) во всех случаях желательно иметь минимальными. При этом масса не может быть больше удвоенного нажатия на него полоза токоприемника, изолятор должен вывешиваться полозом, всегда ложиться на него и иметь не более двух контактирующих поверхностей. В случае нарушения этих требований неизбежен удар полоза по рогам из-за провала в зазор между рогами (особенно на переменном токе, где этот зазор соизмерим с шириной токосъемной части полоза).

В полной мере этим требованиям отвечают секционные изоляторы постоянного тока и изоляторы закрытого типа с изолирующими элементами-скользуна- ми. Вероятность появления электрической дуги на рассматриваемых деталях может и должна быть предельно снижена совершенствованием схем автоматического повторного включения фидерных выключателей. Это давно и успешно было подтверждено эксплуатационным опытом на Московской дороге.
Требование п. 2.1.6 о сроке службы изолятора не менее 20 лет не имеет никакого объяснения, так как он не может не зависеть от числа пройденных по нему токоприемников, его токосъемных пластин, величин тягового тока и других объективных факторов. На станции Ра- менское, например, секционный изолятор на съезде с четырехпутного участка на двухпутный подлежит замене через 3 — 4 года из-за интенсивного износа сколь- зунов в зоне дугогасящих рогов от разрыва уравнительных токов.

Область применения секционных изоляторов по скоростям (пункты 2.2 — 2.5) ничем не обоснована: в соответствии с ПТЭ максимальная скорость следования локомотивов по стрелкам не должна превышать 80 км/ч. Исключение составляют специальные скоростные изоляторы, врезанные в контактную сеть главных путей временно, а также для образования нейтральных вставок 25/25.

Требование п. 2.8 о конфигурации роговых разрядников дугогашения секционного изолятора, выборе размеров зазора между рогами в разрядном промежутке покоится, видимо, на незнании очевидного отличия: на разрядниках дуга всегда появляется в самом зазоре, а на секционном изоляторе — в точке потери контакта полоза со скользуном.

Требования п. 2.9 чрезмерно усложняют рассматриваемые конструкции. Секционный изолятор нейтральных вставок 25/25, например, может быть предельно простым. Разрыв дуги неотклю- ченного тягового тока удаляющимся токоприемником полностью гарантируется, если он будет состоять из дугостойких изолирующих элементов-скользунов длиной 3 — 5 м и устройств фиксированного появления дуги.

Четыре изолятора СИ-9Н с трехметровыми изолирующими элементами- скользунами с полиэтиленовыми вращающимися чехлами отработали на Ожере- льевской дистанции электроснабжения 10 лет без замечаний и выведены из работы из-за механического износа стальных оконцевателей.

Требование п. 2.12 о механической прочности изолирующего элемента правильнее, видимо, изложить так: ’’механическая прочность изоляторов не должна быть меньше прочности контактного провода” — большая прочность неизбежно увеличивает массу изолятора, усложняет без надобности его узлы и повышает стоимость.
Во всех случаях предпочтение следует отдавать конструкциям с двумя изолирующими элементами: они не могут быть одновременно перекрыты электрически, в них мала вероятность одновременного брака изготовления, на них приходится половина тяжения контактного провода. На дороге не было случаев разрыва таких изоляторов с падением подвески под Колеса поезда.

Вынужден отметить, что требования ТТ-98 полностью игнорируют конструкции секционных изоляторов с изолирующими элементами-скользунами, некогда широко пропагандировавшихся ВНИИЖТом. У этих узлов один недостаток — большая длина и, как следствие, некоторое неудобство монтажа. Все остальные характеристики несоизмеримо выше, чем у других конструкций: малая погонная масса и самое лучшее взаимодействие с токоприемником, высокая термическая устойчивость, простота и естественность конструкции, хороший срок службы, малая стоимость.

Хочется надеяться, что отмеченные недостатки технических требований ТТ-98 будут устранены в последующем.

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin