Некоторые уроки реконструкции контактной сети на Октябрьской дороге
Близится к завершению полная реконструкция контактной сети линии Санкт-Петербург — Москва, являющаяся частью комплексной реконструкции всех железнодорожных устройств. Ее цель — обеспечить нормальную работу в условиях движения поездов со скоростями до 200 км/ч. Существовавшая на этой линии контактная сеть будет заменена специально разработанной, получившей обозначение КС-200. Следует отметить, что для подготовки проектно-конструкторской документации была организована фирма АО «Универсал — Контактные сети».
Перечислим основные особенности контактной сети КС-200.
Контактная подвеска выполнена из несущего троса М-120 с натяжением 1800 кгс, двух контактных проводов МФ-120 с натяжением 1200 кгс в каждом, рессорных тросов из провода М-35 с натяжением 350 кгс и мерных токопроводящих струн из провода МГ-16 с шахматным расположением. При необходимости ее дополняют одним или двумя усиливающими проводами А-185.
Номинальная высота подвешивания контактных проводов — 6 м. Несущий трос и контактный провод в подвеске расположены с одинаковыми зигзагами, наибольшая длина пролета 65 м. В основном, применили раздельные железобетонные опоры, однако имеется незначительное число коробчатых конструкций и из широкополочного двутавра. Последние закрепляют на железобетонных клиновидных фундаментах с закладными болтами (шпильками) и дополняют электрической изоляцией между опорой и фундаментом. Высота опор — 10 и 12 м, длина фундаментов — 4,5 и 5 м.
Жесткие поперечины — балочные, с независимым подвешиванием контактных подвесок главных путей на консолях, установленных на стойках. Ригели прикрепляют к опорам с помощью специальных опорных столиков. Консоли — изолированные, состоящие из горизонтального и наклонного стержней с подкосом, изготовленных из стальных труб с цинкованием.
В новой сети применили сочлененные фиксаторы: основной стержень выполнен из стальной трубы с цинкованием, а дополнительный — облегченного профиля из алюминиевых сплавов. Крепежные детали — литые из черных металлов, оцинкованные, а также из алюминиевых сплавов. Болтовые соединения диаметром до 12 мм сделаны из нержавеющей стали, остальные — оцинкованные.
Анкеровка несущего троса и контактных проводов — раздельная. Трос компенсатора — мелкожильный из нержавеющей стали. Грузы выполнены в виде цилиндров из кованого чугуна с горячим цинкованием или серого чугуна с антикоррозионным покрытием.
Арматура консолей изготовлена из высокопрочного чугуна и алюминиевого сплава. Раздельные опоры изолированы от фундамента полиэтиленовыми прокладками и втулками. На железобетонных опорах закладные детали и хомуты изолированы от металлического каркаса опоры и заземлены на рельс заземляющими проводами. Металлические опоры снабжены индивидуальными заземляющими проводами, соединяющими их с рельсовой цепью. В качестве защитных устройств использованы искровые промежутки многократного действия или диодные заземлители.
Для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений применили ограничители перенапряжения. При стыковании или анкеровке усиливающих и питающих проводов А-185 использованы зажимы цангового типа. Цанги и резьбовые втулки стыкового зажима изготовлены из алюминиевого сплава, концевые зажимы — из коррозионно-стойкой стали.
Срок службы всех устройств контактной сети — 50 лет (кроме контактных проводов и изоляторов), срок службы изоляторов — 30 лет. Как долго прослужат контактные провода, зависит от их износа.
Положительно оценивая многие новые решения, принятые 11 для сети КС-200, вынуждены отметить ряд ошибок и упущений, допущенных при реконструкции контактной сети на дороге. Так, многие новые узлы сети КС-200 на линии Санкт-Петербург — Москва в условиях сжатых сроков, выделенных на реконструкцию, монтировали практически без предварительных испытаний на специальных полигонах*. Это стало причинами повреждений контактной сети и токоприемников электроподвижного состава в начальный период эксплуатации.
Например, произошло несколько обрывов компенсаторных тросов в компенсаторах барабанного типа (рис. 1) из-за их трения о щеки храповиков. (Проверка этих компенсаторов, как и другого оборудования и узлов, выполненная АО ЦНИИС, оказалась, очевидно, недостаточной.) На дороге были вынуждены заменять компенсаторы барабанного типа на блочно-полиспастные БПК-30 с коэффициентом передачи 1:3, выпускаемые ЗАО НПП «Завод спецоборудования».
Повреждения контактной сети при ее реконструкции произошли из-за некачественного изготовления и монтажа узлов и деталей. По нашему мнению, это вызвано размещением заказов на производство комплектующих неспециализированным предприятиям, которые никогда ранее не занимались изготовлением подобной арматуры.
Некачественный монтаж контактной сети в определенной степени был вызван несоблюдением технологии монтажа и безответственностью некоторых исполнителей, среди которых были прикомандированные бригады контактников с дистанций электроснабжения других дорог. Напомним, что ответственность за отступления от проекта должна ложиться на монтажные организации, поскольку проконтролировать всю работу монтажников представители эксплуатирующих подразделений физически не в состоянии.
Значительное число повреждений было допущено только при нахождении на опорах одновременно проводов старой и новой подвесок, одни из которых находились под напряжением, а другие — в нерабочем состоянии. Ненадежное закрепление последних и отсутствие в необходимых случаях дополнительных электросоединителей приводило к схлестыванию проводов и их пережогу. Плохое закрепление монтажниками некоторых элементов вновь смонтированной подвески, в частности фиксаторных узлов, также приводило к повреждениям и подвески, и токоприемников.
К сожалению, определенные ошибки были допущены специалистами ГУП «Трансэлектропроект» при разработке планов контактной сети КС-200. Так, неправильный выбор ригеля жесткой поперечины привел к его падению, а дополнительная нагрузка на консольные стойки жестких поперечин при монтаже проводов новой подвески в ряде случаев вызывала изгиб стоек и поясов ригелей.
Необходимо отметить, что первый вариант альбомов конструкторской документации узлов и деталей сети КС-200, разработанный ЗАО «Универсал — Контактные сети», появился на дороге в оформленном виде только тогда, когда реконструкция контактной сети уже шла полным ходом (они были утверждены ЦЭ МПС в декабре 1997 г.). Переработанный вариант документации был утвержден уже в 2000 г., к этому времени работы по реконструкции контактной сети на линии Санкт-Петербург — Москва близились к завершению.
Аналогичным образом обстоит дело и с технологией работ. Соответствующая документация на реконструкцию контактной сети и монтаж КС-200 была утверждена ЦЭ МПС только в июне 1999 г. Поэтому все узлы и детали контактной сети КС-200 изготовляли и монтировали по разрозненным чертежам с изменениями и дополнениями.
Более того, технологию составляли самостоятельно в каждой монтажной организации. Все это наложило негативный отпечаток на качество выполненных работ. Часть металлоконструкций контактной сети КС-200 плохо оцинкована, что может значительно снизить срок их службы.
Опыт эксплуатации опорных конструкций КС-200 в зимнее время показал, что полиэтиленовые изоляционные прокладки на многих опорах покоробились. Отсутствие отверстий в изолирующих втулках фундаментов и сливных канавок привело к появлению в них трещин.
Покраска стальных башмаков для соединения опоры с фундаментом в ряде случаев оставляет желать лучшего. Уже сейчас многие опоры требуют новой покраски соединительных башмаков, а это может привести к перекрытию полиэтиленовых прокладок, т.е. нарушению их изолирующих свойств. Полиэтиленовые колпачки, установленные на соединительные шпильки снизу головок фундаментов, оказались накопителями влаги, что способствует повышенной коррозии шпилек и гаек.
Напомним, что при реконструкции контактной сети первоначально лишь выборочно заменяли старые опоры на новые (только при наличии дефектов). В дальнейшем было решено провести сплошную замену опор на перегонах и выборочно — на станциях, в зависимости от состояния этих конструкций.
Следует отметить: в случае повреждения опорной конструкции на станции последствия обычно значительно серьезнее, чем на перегоне. Поэтому правильность решения в отношении станций вызывает сомнения. По нашему мнению, нужно изыскать дополнительные средства и выполнить замену всех опор на станциях, предусмотрев применение не гибких, а жестких поперечин.
Пока контактная сеть КС-200 на большинстве анкерных 11 участков еще не в полной мере соответствует проектно-конструкторской документации. Это относится, в частности, к вертикальной регулировке. Во многих пролетах контактные провода оказались расположенными с отрицательными стрелами провеса, хотя данная подвеска компенсированная, и положение контактного провода в ней должно быть беспровесным.
Такое расположение провода и непостоянная эластичность подвески, характеризующаяся более высокими значениями в серединах пролетов, определяют пилообразность траектории полоза движущегося токоприемника (рис. 2). Это означает: имеются постоянные всплески контактного нажатия, что не позволяет ожидать равномерного износа контактного провода, а следовательно, и удовлетворительного срока его службы.
Сказанное ни в коей мере не умаляет главных достоинств сети КС-200. К чести эксплуатационного персонала Октябрьской дороги должны отметить, что сейчас специалисты-электрификаторы занимаются устранением обнаруженных недостатков.
Кандидаты технических наук Э.З. СЕЛЕКТОР,
г. Санкт-Петербург, И.А. БЕЛЯЕВ, г. Москва
