Контактная сеть, ответы на экзаменационные вопросы, страница 20

Наиболее трудные условия возника­ют в зимнее время при отрицательных стрелах провеса контактного провода, когда подъем токоприемника при дви­жении от опорык середине пролета Дополнительно складывается с отжатием контактного провода вследствие большей эластичности подвески в сред­ней части пролета. Учитывая это, кон­тактный провод регулируют так, чтобы он располагался беспровесно при темпе­ратуре 90, которая на 10-15 °С нижесредней 9ср  или средне­годовой Эг температуры. Тогда при низшей температуре провод получит мень­шуюотрицательную стрелу провеса, но при высшей температуре увеличится положительная стрела провеса. При этомследует обратить внимание на существенное обстоятельство, которое не получило до настоящего времени отраженияв практике расчета полукомпенсированной подвески. В расчетах натяжения несущего троса полукомпен­сированной подвески принималось, что температура проводов подвески равна температуре окружающей среды. Тем самым при механических расчетах цеп­ной подвески во внимание не принима­лось повышение температуры проводов подвески под действием протекающего по ним тока. Вместе с тем, как это видно из норм, максимальная кратковре­менная температура несущего троса допускается до 140 °С и длительная до 100 °С, что может превысить максималь­ную температуру окружающей среды на 90 и 50 °С соответственно.

Полукомпенсированную цепную под­веску применяют на дорогах СНГ и за рубежом.

11.Конструкции и особенности расчета комбинированных проводов

Провода, изготовленные из проволок двух металлов, называют комбинированными. Один из металлов допускает большие механические напряжения, но имеет невысо­кую электропроводимость. У второго же, наоборот, высокая электропроводимость, но значительно меньшая прочность. Поэтому условия работы и расчет таких проводов имеют некоторые особенности. Формулы для расчета комбинированных проводов могут быть даны в общем виде, т.е. для сочетания любых металлов. Однако так как в СНГ наибольшее применение получили сталеалюминиевые провода, то удобнее все рассужде­ния и обозначения вести применительно к этим проводам. Отличие условий работы сталеалюминиевого провода от однородного:

возникающие при подвеске провода на­пряжения в стальных и алюминиевых про­волоках не равны (в однородном проводе все проволоки имеют одинаковое напряжение);

изменение температуры вызывает пере­распределение усилий между стальной и алюминиевой частями провода (в однород­ном проводе этого не происходит);

допустимое напряжение, а следователь­но, и допустимое натяжение зависят от температуры провода (у однородного про­вода они не зависят).

Рассмотрим причины, вызывающие эти особенности. Очевидно, что если комбини­рованный провод растянуть, то удлинения стальной и алюминиевой частей будут оди­наковыми. Возникающие напряжения соглас­но закону Гука равны произведению отно­сительного удлинения ε на модуль упругости Е, т.е. Ϭс = εЕс; Ϭа = εЕа. Другими словами, отношение напряжений в стали Ϭс и алю­минии Ϭа будут равны отношению их мо­дулей упругости, т.е. Ϭс/Ϭа = Ес/Ел. Если умножить числители равенства на площадь сечения стальной части Sc, а знаменатели - на площадь сечения алюминиевой части Sa и заменить произведение ϬcSc натяжением стальной части Нс, а произведение Ϭа Sa- натяжением алюминиевой части На, то

Нс/На = ЕcSc/(ЕaSa).

Для того чтобы понять, как влияет изменение температуры на напряжения, пред­ставим себе, что провод, изготовленный при температуре Э, не имеет никаких напряжений ни в стальной, ни в алюминиевой частях. При нагревании такой провод удли­нится. Если бы составные части провода могли расширяться независимо одна от дру­гой, то они получили бы различные удли­нения. Так как температурный коэффициент линейного расширения для алюминия больше, чем для стали, то алюминиевая часть удлинится больше, чем стальная. Но металлы связаны между собой механически и могут иметь только равные удлинения. Следовательно, при повышении температуры стальная часть будет задерживать удлинение алюминиевой, т. е. вызывать в ней усилие сжатия, и одновременно сама будет испы­тывать такое же растягивающее усилие. При понижении температуры будет наоборот - дополнительно сжимается стальная часть и растягивается алюминиевая.