Контактная сеть, ответы на экзаменационные вопросы, страница 21

Общее натяжение комбинированного провода Н может быть представлено в виде суммы натяжений, т. е. Н=Нс+На, или в виде суммы произведений соответствующих напряжений на площадь поперечного сечения.

Эквивалентный температурный коэффициент линейного расширения можно вывести таким образом. При переходе от температуры изготовления провода (обычно Э = 15 °С) к некоторой другой температуре Э стальная и алюминиевая части (если бы они не были между собой связаны) получили бы соответственно относительное удлинение.
Фактическое удлинение равно удлинению некоторого эквивалентного провода с тем­пературным коэффициентом линейного рас­ширения аэк, т. е. ε = аэк(Эi - Эизг). Под дейст­вием возникших сил стальная часть удли­нится, а алюминиевая часть сократится.

Таким образом, по заданным парамет­рам комбинированного провода Sc, Ес, ас, Sa, Еа, аа можно найти общие для всего провода: модуль упругости Е_ЭК, по выражению и температурный коэффициент линейного расширения а_эк,, которые будут общими для всего провода. Зная значения эквивалент­ных величин, комбинированный провод рас­считывают как однородный. При этом под площадью поперечного сечения провода по­нимают сумму площадей сечений стали и алюминия, а под натяжением - суммарное на­тяжение составных частей провода.

Допустимое натяжение комбинирован­ного провода зависит от его температуры. Отношение временных сопротивлений стали и алюминия равно примерно 8, а отношение модулей упругости - примерно 3. Следовательно, если провод при натя­жении нагружен до предела по алюминию, его стальная часть всегда будет недогружена. Кроме того, понижение температуры ниже Эизг  приводит к дополнительному растяже­нию алюминия. Поэтому допустимое натя­жение провода в целом следует определять исходя из допустимого усилия на его алю­миниевую часть.

В изложенном методе расчета комбини­рованного провода предполагают, что усилия равномерно распределены по алюминиевой и стальной частям.

14.Выбор температуры беспровесного положения контактного провода.

Расчет воздушных линий и цепных подвесок сводится к переходу от каких-то исходных данных (условий), задан­ных до расчета, к определению всех параметров подвесок при всех интере­сующих нас режимах. В качестве таких исходных условий было принято: пер­вое-максимальное натяжение равно до­пускаемому натяжению несущего троса и достигается при наиболее тяжелом режиме; второе – температура 9₀, при которой мы хотим, чтобы все точки подвеса контактного провода лежали на одной горизонтали. Хотя доказатель­ства того, что такое требование отвечает наилучшему токосъему при всех режи­мах, нет, пока такой подход является единственно приемлемым.

При температурах выше 9₀ контакт­ный провод получает выгиб вниз (поло­жительная стрела провеса), а при тем­пературах ниже 9₀ - выгиб вверх (отри­цательная стрела провеса).  Отклонение провода вверх и вниз по-разному отра­жается на качестве токосъема, но точ­ному расчету это явление пока не под­дается. Поэтому вопрос о выборе 9₀ оказывается сложным. По условиям оп­тимизации процесса следовало бы вве­сти эту величину в динамический расчет подвески и найти оптимальное значение. Пока такие исследования еще не про­водили. С некоторым приближением можно было бы определить 0₀ исходя из подъема провода при малых скоростях движения (т.е. в статических условиях). Однако в этом случае пришлось бы за­даться оптимальным соотношением от­рицательных и положительных стрел провеса провода, но такие исследования тоже еще не проведены. Прежде чем говорить об оптимизации какой-либо величины, следует сначала ясно предста­вить себе, на что она оказывает влияние и что, собственно, собираемся оптими­зировать. Отклонение провода вверх и вниз под действием температуры изме­няет условия токосъема. Наибольшие отклонения, соответствующие крайним значениям температуры, будут иметь значительно меньшую вероятность, чем лежащие ближе к средней. Другими сло­вами, гораздо большую часть времени токосъем будет происходить при темпе­ратурах, близких к средним. В связи с этим возникает задача, что же лучше - большее время работать в условиях, близких к наивыгоднейшим, или в край­них условиях иметь большую надеж­ность. По условиям износа провода, как правило, выгоднее будет больше дней работать в лучших условиях, но тогда утяжеляются условия токосъема при крайних температурах. Если обеспе­чить возможно лучшие, надежные усло­вия при крайних температурах, то все время придется работать не в самых выгодных по износу условиях. При этом интегральные (средние) значения износа очевидно, будут иметь достаточно устойчивые значения. Тогда как при крайних, т.е. экстремальных, условиях большое значение будет иметь вероятность  их возникновения.