Перспективные контактные подвески: Методические указания к практическим занятиям

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены в соответствии с программой учебной дисциплины «Перспективные контактные подвески» для студентов специальности «Энергоснабжение электрических железных дорог».

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Во время практических занятий студенты специальности ЭНС решают три задачи:

1.  Расчет жесткости и эластичности контактной подвески в пределах заданного участка.

2.  Построение графиков изменения жесткости и эластичности заданной контактной подвески. Определение коэффициента неравномерности эластичности контактной подвески в пролете.

3.  Сделать вывод по работе с предложением мер по выравниванию эластичности на заданном участке. Все предложения должны быть обоснованы соответствующими расчетами.

Краткие теоретические сведения

Надежная и экономичная контактная сеть в значительной степени определяет эффективность системы тягового электроснабжения железных дорог и железнодорожного транспорта в целом.

При движении электроподвижного состава ток к нему по­ступает посредством скользящего контакта токоприемника с контактным проводом. Процесс токосъема можно считать бесперебойным, если этот контакт не прерывается, так как при отрыве между ними возникает искрение и может образоваться электрическая дута. В этом случае новое соударение может привести к новому отрыву токоприемника. Электрическая дуга вызы­вает тяжелые последствия: контактный провод и пластины токоприемника нагреваются до высокой температуры и снижают механическую прочность; поверхности их становятся неровными. Удары токоприемника наносят механические повреждения контактным проводам. Увеличивается износ пластин токоприемников и контактных проводов, снижается надежность их работы, возрастает вероятность обрыва контактного провода.

Обеспечение полностью беспрерывного контакта требует больших материальных затрат, поэтому на практике допускаются кратковременные отрывы токоприемников, не приводящие к заметным нарушениям токосъема. Качество токосъема оценивается по изменению величины контактно­го нажатия в пролете контактной сети и по характеру траектории токоприемника. Траектория токоприемника – это путь точки контакта его полоза с контактным проводом в вертикальной плоскости.

Для улучшения качества токосъема величина контактного нажатия не должна значительно изменяться по длине пролета, не выходя при этом за некоторые пределы. Нижний предел нажатия определяется значением, при котором в самых неблагоприятных условиях токоприемник не потеряет контакт с проводом (отрыв токоприемника). Увеличение давления токоприемника сверх допустимого предела вызовет повышенное отжатие (подъем) контактных проводов, при котором возможно задевание рамы (полоза) токоприемника за детали контактной подвески и самого токоприемника. Допустимые значения контактного нажатия строго не нормируются. Считается, что изменение нажатия токоприемника на дорогах пе­ременного тока (с одним контактным проводом) должно находиться в пределах 40 ÷ 200 Н, а на дорогах постоянного тока (при двух контактных проводах) – в пределах 60 ÷ 360 Н.

Чем ближе траектория токоприемника к прямолинейной, тем меньше изменяется контактное нажатие и тем лучше качество токосъема. В числе множества факторов, влияющих на качество токосъема, важное место занимает эластичность контактной подвески, от равномерности которой зависит плавность перемещения полоза токоприемника в пролете.

Эластичностью называется отношение высоты подъема контактного провода к силе нажатия токоприемника, вызвавшей этот подъем:

где η – эластичность контактной подвески, мм/кН;

      ∆h – подъем контактного провода, мм;

      Р – сила нажатия токоприемника, кН.

Другими словами, эластичность равна величине отжатия контактного провода в миллиметрах под действием вер­тикальной силы, равной 1 кН.

Если эластичность подвески в пролете неравномерна, токоприемник будет поднимать контактный провод в различных точках на разную высоту, а его траектория будет отклоняться от прямолинейной. Чем больше неравномерность эластичности по длине пролета, тем труднее обеспечить бесперебойный токосъем, в особенности при больших скоростях движения поездов.