2.2. Порядок выполнения работы

1) Изучить номенклатуру изолирующих элементов, применяемых в КС, высоковольтных линиях (ВЛ) и на открытых распределительных устройствах подстанций [1 – 3, 5].

2) Рассмотреть схемы закрепления узлов изоляции проводов контактной сети и ВЛ [2].

3) Выбрать из перечня, представленного в работах [3, 5], необходимые типы изоляторов для монтажа оборудования контактной подвески и ВЛ на лабораторных стендах и записать обозначения изоляторов в отчет.

4) Из таблиц, приведенных в работах [3, 5], выписать значения параметров выбранных изоляторов.

5) Рассчитать в соответствии с классом напряжения необходимое коли-чество изоляторов для монтажа оборудования контактной подвески и ВЛ на лабораторных стендах.

6) Подготовить инструмент и защитные средства для монтажа узлов изоляции на стендах в соответствии с технологией, описанной в работах [2, 4].

7) Смонтировать узел изоляции на неизолированной консоли [2, 4].

8) Смонтировать узел изоляции на кронштейне воздушной линии «два провода – рельс» (ДПР).

9) Смонтировать узел изоляции на кронштейне воздушной линии продольного электроснабжения (ПЭ) напряжением 10 кВ.

Для выполнения заданий 6 – 9 в соответствии с технологией, описанной в работе [4], выбрать инструменты и защитные средства. Из состава бригады назначить исполнителей для каждого вида работы. Результаты выполненной работы предъявить преподавателю для оценки ее качества. По окончании работы стенды привести в исходное состояние.

2.3. Контрольные вопросы

1. Материалы, из которых изготавливают изоляторы.

2. Классификация изоляторов по функциональному назначению.

3. Отличия подвесных изоляторов от стержневых.

4. Основные характеристики тарельчатых подвесных и стержневых изоляторов.

5. Цели применения полимерных узлов изоляции.

6. Инструмент, необходимый для монтажа изоляторов КС и ВЛ.

7. Защитные средства и техника безопасности при монтаже изоляторов контактной сети и ВЛ.

2.4. Содержание отчета

1) Схемы размещения узлов изоляции на консольной, переходной и анкерной опорах КС (для подвески, ВЛ с полевой стороны).

2) Результаты расчета необходимого количества изоляторов для изолированных консолей с кронштейном из трубы и неизолированных консолей с кронштейном из швеллеров (на переменном токе с полевой стороны подвешивается линия ДПР, на постоянном – линия ПЭ 10 кВ).

3) Ответы на контрольные вопросы.

Лабораторная работа 3

ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ И ФИКСИРУЮЩИЕ

ЭЛЕМЕНТЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ

Цель работы: изучить конструкцию поддерживающих и фиксирующих устройств, смонтированных на опорах контактной сети, и технологию их монтажа.

3.1. Краткие теоретические сведения

К поддерживающим конструкциям контактной сети [1] относятся консоли, гибкие и жесткие поперечины, а для высоковольтных воздушных линий – кронштейны и траверсы.

Для поддержания проводов (с изоляторами) на заданном уровне от головки рельсов к опорам, стойкам жестких поперечин, сво­дам тоннелей крепятся различные консоли, кронштейны, траверсы. Ис­ходя из функционального назначения и обеспечения прочности консоли классифицируются по числу перекрываемых путей; конструктивной схеме; конфигурации несущего элемента и обес­печению его несущей способности; наличию дополнительных узлов – стоек; изоляции; способу закрепления на опоре; материалу, из которого они изготовлены; форме сечений, а также по габаритам и мощности [1 – 3].

В зависимости от числа перекрываемых путей консоли делят на одно-, двух- и многопутные. Чаще применя­ют однопутные консоли, так как при двух- и многопутных консолях появляется механическая связь между контактными подвесками различных путей, что нежелательно.

Однопутные неизолированные консоли бывают горизонтальными, наклонными прямыми и изог­нутыми. Изогнутые консоли состоят из кронштейна (на­клонную часть которого называют стрелой, а горизонтальную – хо­ботом) и тяги. Кронштейны наклонных консолей изготавливают из двух швеллеров (номер 5 или 6,5), скрепленных вместе соединительными планками, или из оцинкованных труб диаметром 60 мм. В зависимости от направления горизонтальных усилий в тягах наклонных консолей мо­гут возникать растягивающие или сжимающие усилия. В первом слу­чае тягу выполняют из стального прутка диаметром 16 мм, во втором – из труб. Длина горизонтальной части изогнутой консоли обеспечивает возмож­ность сдвига точки крепления гирлянд подвесных изоляторов на пря­мых участках переменного тока на 800 мм от оси пути.

Изолированные консоли применяют в виде прямых и наклон­ных. В отличие от неизолированных изолированные консоли прикрепляют к опорным конструкциям через стержневые изоляторы, рассчитанные на полную механическую нагрузку кон­солей. Изолированные консоли, как и неизолированные, могут иметь растяну­тые и сжатые тяги и распорки, предохраняющие изоляторы. Кронштейны и тяги изолированных консолей выполняют из тех же труб и швеллеров, из которых изготавливают неизолированные наклонные консоли, кроме консолей с распорками для контактной сети систем КС-160-3 и КС-200, выполняемых полностью трубчатыми [2].

Основные элементы консоли – кронштейн, тяга (две тяги – у двухпутных консолей), скоба (труба) для регулирования длины тяги, бугель, а у консолей отдельных типов – подкос [3].

Условные обозначения консолей: И – изолированная; Т – трубчатая; С – со сжатой тягой; Р – с растянутой тя­гой; Ж – изолированная на стойке жесткой поперечины; Н – наклонная; Г – горизонтальная прямая; В – устанавливаемая на опорах в выемках с увели­ченным размером консоли; П – прямая, устанавливаемая на опорах за пределами железнодорожных платформ; Ф – с фиксаторной стойкой на конце; Д – на два пути; V (римская цифра) – размеры и нагрузочная способность; 8 – номер швеллера; п – переходная с усиленной стойкой; а – нали­чие стойки на подкосе.

Консоль крепится к опоре с помощью шарнира (пяты консоли) и удерживается тягой, закрепленной на опоре шарнирно (пята тяги). Для монтажа консоли к опоре необходимо иметь деревянную неразборную или сборную дюралюминиевую лестницу длиной 8 или 11 м [4].

Жесткие поперечины представляют собой металлические фер­мы, закрепленные на опорах с оттяжками, подкосами или без них, и предназначены для поддержания более чем трех продольных под­весок контактной сети. Классификация жестких поперечин включает в себя арочные, шпренгельные и оттяжечные конструкции, а также фермы, образующие с опорами рамные, шарнирные и шарнирно-рамные конструкции.

Балочные раскосные фермы с прямолинейными поясами, применяемые на Российских железных дорогах (РЖД), в зависимости от количества перекрываемых путей собирают из двух, трех или четырех блоков, выполненных с параллельными поясами и раскосной решеткой из стальных уголков, соединенных между собой. Как правило, на железных дорогах России сооружают жест­кие поперечины из ригелей длиной от 17 до 44 м, устанавливаемых на железобетонные стойки.

Выбрать тип ригеля поперечин, применяемых на железных дорогах России, можно по таблицам (без прочностных расчетов), зная необходимые дли­ну и несущую способность. Так, например, поперечины марок П (ПС) 15-16,3 и П (ПС) 13 имеют несущую способность 147 и 127 кН/м соответственно и основную (расчетную) дли­ну, мм: 16115 (15315, 14515, 13715, 12915). В скобках приведе­ны значения возможной расчетной длины поперечин, которые могут быть уменьшены на величину до 0,8 или 1,25 м для поперечин с основной длиной до 29,1 м и более соответственно (за счет изме­нения мест опирания в пределах крайних усиленных панелей). Марка самых больших поперечин – П (ПС) 43-44,2.

Балочную жесткую поперечину крепят к вершине железобетонной стойки через металлический оголовник. Если крепление осуществляется ниже вер­шины стойки, то жесткую поперечину крепят к специальным опорным столикам. Закрепление ригеля к оголовнику производится при помощи скоб-болтов.

Гибкие поперечины предназначены для перекрытия значительного числа путей с применением всего двух опор. В конст­рукцию гибкой поперечины входят поперечно-несущий и фиксирующие тросы, изолирующие устройства и продольные контактные подвески [1, 2]. Классифицируют поперечины по степени изоляции и типу кон­струкций – для трамвайных, троллейбусных, карьерных и магист­ральных железнодорожных контактных сетей.

Изолированная гибкая поперечина исключает необхо­димость снятия нап-ряжения с контактной сети для ее технического обслуживания, поэтому она наш-ла широкое распространение. Гибкие поперечины могут быть изолированными (с шестью изо­ляторами), но без секционирования станции; заземленными с фиксаторными стойками (с восемью изоляторами) и полным секционированием.

Поперечные несущие и фиксирующие тросы выполняют из биме­таллических или стальных проводов, причем для увеличения надеж­ности каждый поперечный несущий трос имеет не менее двух про­водов сечением 70 мм², чтобы при обрыве одного из них оставшиеся могли выдержать всю нагрузку с достаточным запасом прочности. Сечение проводов для фиксирующих тросов – не менее 50 мм². В компенсированной подвеске продольные перемещения несу­щего троса при изменении его температуры в трех точках крепле­ния контактного провода, ближайших к средней анкеровке, ока­зываются настолько незначительными, что в этих точках на гибких попере­чинах никаких специальных мер, обеспечивающих перемещение троса, не принимают. На следующих трех опорных точках приме­няют удлиненную до 180 мм серьгу, устанавливаемую между изолятором и седлом несущего троса (это обеспечивает максимальное перемещение троса при незначительном наклоне подвесного изолятора). На всех остальных опорных точках (вплоть до компенсатора) к изо­лятору вместо серьги подвешивают ролик, в желоб которого вкла­дывают отрезок троса (шунт) длиной 4,5 м, прикрепленный парал­лельно несущему тросу; несущий трос при этом разгружен.

Монтажное расстояние между контактным проводом и нижним фиксирующим тросом при скорости движе­ния подвижного состава до 75 км/ч принимают равным 250 мм, при более высокой скорости – 400 мм. Монтажное расстояние в зонах расположения контакт­ных проводов увеличивают примерно на 50 мм подтягиванием нижнего фиксирующего троса струнами, соединяющими этот трос с точками подвеса несущих тросов контактных подвесок.

Провода поперечного несущего троса на железнодорожных до­рогах России соединяют между собой, устанавливая зажимы двой­ного троса, к которым подвешивают вертикальные струны. На железных дорогах некоторых стран, например Германии, четыре поперечных провода несущего троса не соединяют между собой в точках подве­са: одну часть контактных подвесок подвешивают к од­ной паре поперечных проводов, вторую – к другой.

Фиксирующие конструкции (фиксаторы) предназначены для удержания контактных проводов в гори­зонтальной плоскости в определенном положении относительно оси пути (токоприемника) в целях обеспечения необходимой эластичности контактной подвески и надежного токосъема [1 – 3]. В условных обозначениях фиксаторов буквы и цифры указывают особен­ности конструкции и область их применения, напряжение в контактной сети, для которого они предназначены, и геометрические размеры: Ф – фиксатор; П – прямой; О – обратный; А – анкеруемой ветви; Т – трос анкеруемой ветви; Г – гибкий; С – воздушных стрелок; Р – ромбовидной подвески; И – изолиро­ванных консолей; У – усиленный (цифра 2 после букв означает двойной); 3 – напряжение 3 кВ, 25 – напряжение 25 кВ; I – VII – длину основного стержня фиксатора.

На рабочей ветви контактного провода устанавливаются фиксаторы: пря­мые сочлененные (ФП, УФП), обратные сочлененные (ФО, УФО) и гибкие (ФГ). Для крепления на фиксирующем тросе жестких и гибких поперечин, а также для крепления проводов на воздушных стрелках применяются фикса­торы ФПС, ФОС, ФКС. Основные стержни фиксаторов в кривых малого радиуса усиливают до­полнительным уголком.

Кронштейны, устанавливаемые на опорах контактной сети, име­ют разнообразную конструкцию и предназначены для подвески пи­тающих и усиливающих проводов, волноводов, линий автоблоки­ровки 6 – 10 кВ, ДПР и низковольтных сетей [2, 3].

Фидерные кронштейны рассчитаны на закрепление питаю­щих и усиливающих проводов; они могут быть обычными и удли­ненными и состоят из горизонтальной балки, изготовленной из двух швеллеров, подкоса из двух уголков и вертикального свеса из швеллера, на конце которого подвешена серьга для крепления гир­лянды изоляторов. Удлиненные фидерные кронштейны устанавливают на анкерных опорах с секционными разъединителями и в случаях, когда надо отдалить провода от стойки опоры.

Кронштейны марки КФД рассчитаны на подвеску двух про­водов ДПР и обычно устанавливаются с наклоном. Горизонталь­ное расположение кронш-тейна применяют лишь при достаточной высоте опор, тогда тяга кронштейна всегда растянута и выполняется из ста­льного прутка. При наклонном положении тяга может быть сжатой или растянутой; кронштейн в этом случае обозначают маркой КФДС.

Для проводов линий электропередачи 6 – 10 кВ, располагаемых на опорах контактной сети, применяют деревянные или металлические кронштейны, которые делятся на обычные и удлиненные. Кроме того, на опорах контактной сети могут быть установлены надставки и волноводы. Провода низковольтных сетей подвешивают на деревянных кронштейнах с подкосами, рассчитанных на установку двух – пяти шты­ревых изоляторов. Сигнальные и высоковольтные провода линий СЦБ напряжением 6 – 10 кВ крепят на прямоугольных деревянных траверсах сечением 100 × 80 мм, пропитанных антисептиком.

Практически типы консолей, рекомендованных техническими условиями, выбирают без их прочностного расче­та по данным таб­лиц справочной литературы [2 – 4], в которых учитываются геометричес­кие размеры консолей и действующие на них нагрузки. При работе с таблицами надо знать тип опоры (промежуточная или переходная), место ее установ­ки (на прямой, с внутренней или внешней стороны кривых радиусом 600 – 1000 м), ветвь подвески (рабочая или анкеруемая), габарит опор (3,1 – 5,5 м). Типы консолей следует выбирать и для опор средней анкеровки компенсированной подвески [2 – 4].