Сидоров-21.56
.pdfО. А. СИДОРОВ, А. Н. СМЕРДИН, А. В. ТАРАСЕНКО
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
ОМСК 2006
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
_____________________________
О. А. Сидоров, А. Н. Смердин, А. В. Тарасенко
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к выполнению курсового проекта
по дисциплине "Контактные сети и линии электропередачи"
Омск 2006
1
УДК 621.332.3(075)
ББК 39.217:31.279 С34
Проектирование контактной сети: Методические указания к выполне-
нию курсового проекта по дисциплине "Контактные сети и линии электропередачи" / О. А. Сидоров, А. Н. Смердин, А. В. Тарасенко; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 45 с.
Рассмотрен расчет основных эксплуатационных параметров контактной подвески станции и перегона, приведены сведения об особенностях трассировки, питания, секционирования контактной сети и основы выбора защитных, предохранительных устройств.
Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения специальности 101800 – " Электроснабжение железных дорог", могут быть полезными при проведении занятий со слушателями Института повышения квалификации и переподготовки кадров.
Библиогр.: 4 назв. Табл. 11. Рис. 27.
Рецензенты: канд. техн. наук, доцент П. В. Беляев; канд. техн. наук, доцент В. М. Павлов.
__________________________
© Омский гос. университет путей сообщения, 2006
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение............................................................................................................. |
5 |
1. Исходные данные к выполнению курсового проекта ............................... |
6 |
1.1. Характеристика электрифицируемого участка................................... |
6 |
1.1.1. Станция................................................................................................. |
6 |
1.1.2. Перегон................................................................................................. |
6 |
1.2. Метеорологические условия................................................................. |
6 |
1.3. Контактная подвеска.............................................................................. |
8 |
1.3.1. Характеристика цепной подвески ..................................................... |
8 |
1.3.2. Характеристики проводов и тросов .................................................. |
9 |
2. Расчет погонных нагрузок, действующих на провода и тросы................ |
10 |
3. Определение допускаемой длины пролетов между опорами |
|
контактной сети................................................................................................. |
12 |
4. Механический расчет компенсированной контактной подвески............. |
14 |
4.1. Расчет длины струн и определение стрелы провеса несущего |
|
троса................................................................................................................ |
15 |
4.2. Расчет коэффициента неравномерности жесткости контактной |
|
подвески ......................................................................................................... |
16 |
4.3. Определение длины анкерных участков на станции и перегоне ...... |
17 |
5. Трассировка контактной сети на станциях и перегонах ........................... |
20 |
5.1. Трассировка контактной сети на станции ........................................... |
21 |
5.2. Трассировка контактной сети на перегоне.......................................... |
25 |
6. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной |
|
контактной подвески......................................................................................... |
27 |
6.1. Определение длины эквивалентного пролета..................................... |
27 |
6.2. Выбор расчетного режима..................................................................... |
27 |
6.3. Выбор температуры беспровесного положения контактного |
|
провода ........................................................................................................... |
28 |
6.4. Определение натяжения несущего троса при беспровесном |
|
положении контактного провода................................................................. |
29 |
3 |
|
6.5. Расчет разгруженного несущего троса ................................................ |
29 |
6.6. Расчет нагруженного несущего троса без дополнительных |
|
нагрузок.......................................................................................................... |
30 |
6.7. Расчет нагруженного несущего троса при наличии |
|
дополнительных нагрузок ............................................................................ |
31 |
7. Питание и секционирование контактной сети ........................................... |
31 |
8. Выбор опорных и поддерживающих конструкций.................................... |
33 |
8.1. Опорные и поддерживающие конструкции на перегоне................... |
33 |
8.2. Опорные и поддерживающие конструкции на станции..................... |
34 |
9. Защитные мероприятия ................................................................................ |
34 |
9.1. Заземление............................................................................................... |
34 |
9.2. Защита от атмосферных перенапряжений........................................... |
35 |
9.3. Защита подземных сооружений от блуждающих токов .................... |
35 |
10. Контактная сеть в пределах искусственных сооружений....................... |
36 |
Библиографический список.............................................................................. |
37 |
Приложение. Варианты схем станций ............................................................ |
38 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Контактная сеть является важнейшим элементом системы тягового электроснабжения электрического транспорта. От надежной работы контактной сети во многом зависит успешное выполнение основной функции железнодорожного транспорта – своевременная перевозка пассажиров и грузов в соответствии с заданным графиком движения.
Главная задача контактной сети – передача электроэнергии подвижному составу за счет надежного, экономичного и экологически чистого токосъема в расчетных метеоусловиях при установленных скоростях движения, типах токоприемников и значениях передаваемого тока.
При изучении курса «Контактные сети и линии электропередачи» студенты должны выполнить курсовой проект, цель которого – закрепление теоретических знаний и основных положений курса, получение практических навыков по расчету монтажных кривых контактных подвесок, выбору типов опорных и поддерживающих устройств, составлению схем питания и секционирования, планов контактной сети станции и перегона, разработке защитных мероприятий.
В данных методических указаниях представлен материал по расчету компенсированной контактной подвески, которая монтируется на главном пути станции и перегона. Это связано с возросшими требованиями к качеству токосъема при высоких скоростях движения и началом внедрения на ЗападноСибирской железной дороге компенсированной контактной подвески КС-160.
Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки на листах бумаги формата А4 и графической части (рисунки, планы контактной сети станции и перегона), которая выполняется на миллиметровой бумаге формата А4. Пояснительная записка должна включать в себя титульный лист, задание, реферат, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников.
При оформлении пояснительной записки и графической части следует соблюдать требования действующих стандартов предприятия по правилам оформления составных частей документа. Рекомендуемый объем пояснительной записки – 25 – 30 листов.
5
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
1.1.Характеристика электрифицируемого участка
1.1.1. Станция
Схемы станций приведены в приложении. Выбор варианта производится в соответствии с двумя последними цифрами шифра студента. В случае, если номер шифра студента состоит из одной цифры, вместо предпоследней цифры принимается ноль.
На станции электрифицируются все пути кроме подъездного к тяговой подстанции. Стрелки и стрелочные улицы, примыкающие к главному пути, имеют марки 1/11, остальные – 1/9.
На схеме станции обозначены цифрами условные пикеты (расстояние от оси пассажирского здания в метрах) остряков стрелок, входных светофоров, тупиков и пешеходного мостика, показаны расстояния между осями путей.
Схема станции вычерчивается на листе формата А4 в виде рабочего эскиза, на основании данных которого будут выполняться схема питания, секционирования и трассировка контактной сети на станции.
1.1.2. Перегон
Пикеты входных сигналов и искусственных сооружений на перегоне приведены в табл. 1.1. Выбор варианта производится по последней цифре шифра студента. На расстоянии 200 м до моста и после него железнодорожное полотно находится на насыпи высотой 7 м.
1.2. Метеорологические условия
Вариант метеорологических условий выбирается по предпоследней цифре шифра студента из табл. 1.2.
6
Таблица 1.1
Пикеты входных сигналов и искусственных сооружений на перегоне
|
Сигнал, сооружение и кривая |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Входной сигнал «О» заданной станции |
23 км |
23 км |
23 км |
23 км |
23 км |
23 км |
24 км |
24 км |
24 км |
23 км |
|
8 + 35 |
9 + 38 |
8 + 42 |
9 + 44 |
7 + 05 |
7 + 54 |
0 + 35 |
0 + 42 |
1 + 26 |
9 + 40 |
|
|
|
||||||||||
|
Начало кривой радиусом, равным 600 м, |
24 км |
24 км |
24 км |
24 км |
24 км |
24 км |
24 км |
3 + 32 |
4 + 20 |
24 км |
|
центр – слева по ходу |
0 + 48 |
2 + 60 |
2 + 17 |
1 + 72 |
9 + 92 |
0 + 27 |
1 + 75 |
|
|
2 + 37 |
|
Конец кривой |
3 + 27 |
4 + 82 |
5 + 38 |
4 + 27 |
3 + 27 |
4 + 29 |
4 + 28 |
6 + 18 |
6 + 75 |
5 + 15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ось каменной трубы, диаметр |
4 + 50 |
5 + 16 |
5 + 94 |
4 + 96 |
3 + 82 |
5 + 06 |
8 + 15 |
7 + 05 |
6 + 96 |
6 + 14 |
|
отверстия – 1,1 м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начало кривой радиусом, равным 850 м, |
4 + 88 |
5 + 29 |
7 + 37 |
5 + 95 |
5 + 16 |
5 + 38 |
9 + 38 |
7 + 63 |
8 + 20 |
8 + 77 |
|
центр – справа по ходу |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конец кривой |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
25 км |
|
3 + 87 |
2 + 62 |
4 + 64 |
4 + 37 |
3 + 55 |
4 + 20 |
3 + 11 |
5 + 34 |
2 + 34 |
4 + 28 |
|
|
|
||||||||||
7 |
Мост через реку с ездой понизу: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пикет оси моста |
5 + 16 |
4 + 11 |
7 + 27 |
6 + 29 |
6 + 20 |
5 + 85 |
6 + 28 |
7 + 46 |
6 + 05 |
5 + 30 |
|
длина моста, м |
125 |
150 |
130 |
145 |
135 |
140 |
120 |
115 |
120 |
130 |
|
Ось железобетонной трубы, диаметр |
7 + 08 |
6 + 20 |
9 + 09 |
8 + 85 |
7 + 85 |
6 + 92 |
8 + 08 |
8 + 70 |
7 + 60 |
7 + 11 |
|
отверстия – 3,5 м |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начало кривой радиусом, равным 1000 м, |
8 + 20 |
7 + 65 |
26 км |
26 км |
8 + 37 |
7 + 15 |
26 км |
9 + 90 |
8 + 34 |
26 км |
|
центр – справа по ходу |
|
|
0 + 22 |
2 + 06 |
|
|
1 + 24 |
|
|
0 + 18 |
|
Конец кривой |
26 км |
26 км |
4 + 30 |
4 + 76 |
26 км |
26 км |
5 + 35 |
26 км |
26 км |
4 + 27 |
|
|
0 + 95 |
2 + 15 |
|
|
3 + 12 |
2 + 28 |
|
1 + 27 |
2 + 34 |
|
|
Входной сигнал следующей станции |
5 + 21 |
6 + 54 |
7 + 27 |
7 + 70 |
4 + 77 |
5 + 64 |
8 + 48 |
4 + 90 |
6 + 12 |
6 + 73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ось переезда шириной 6 м |
5 + 94 |
7 + 54 |
7 + 94 |
9 + 37 |
5 + 54 |
6 + 15 |
9 + 11 |
5 + 48 |
6 + 88 |
7 + 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Первая стрелка следующей станции |
6 + 88 |
8 + 15 |
9 + 55 |
9 + 95 |
6 + 25 |
7 + 11 |
27 км |
6 + 37 |
7 + 94 |
9 + 30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 + 35 |
|
|
|
Примечание . Высота моста через реку – 6,5 м (расстояние от головки рельса до нижней части ветровых связей моста).
7
Таблица 1.2
Метеорологические условия
Условие |
|
|
|
|
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Минимальная температура, ° С |
– 40 |
– 35 |
– 30 |
– 50 |
– 45 |
– 30 |
– 35 |
– 40 |
– 45 |
– 45 |
Максимальная температура, ° С |
+ 35 |
+ 40 |
+ 45 |
+ 45 |
+ 35 |
+ 40 |
+ 35 |
+ 40 |
+ 40 |
+ 30 |
Толщина корки гололеда, мм |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
5 |
10 |
5 |
Скорость ветра при гололеде, м/с |
10 |
15 |
10 |
15 |
10 |
15 |
10 |
15 |
10 |
15 |
Ветровой район |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для всех вариантов принимаются следующие исходные данные:
1)гололед – цилиндрической формы с удельным весом 0,9 г/см3;
2)температура гололедных образований – минус 5 ° С;
3)температура, при которой наблюдаются ветры максимальной интенсивности, – плюс 5 ° С;
4)проектируемый участок расположен в местности, не защищенной
от ветра.
1.3.Контактная подвеска
1.3.1. Характеристика цепной подвески
На перегоне принимается система подвески одинарная компенсированная; на прямых участках пути – полукосая, на кривых – вертикальная с рессорным тросом.
При наличии двух контактных проводов расстояние между ними равно 40 мм.
Тип подвески выбирается из табл. 1.3 по последней цифре шифра студента. На станции на главном пути монтируется компенсированная цепная подвеска с рессорным тросом (тип такой же, как и на перегоне), на остальных станционных путях – полукомпенсированная подвеска ПБСМ-95+МФ-85 со
смещенными струнами.
8
8
|
|
|
Таблица 1.3 |
|
Характеристики контактных подвесок |
|
|
|
|
|
|
Вариант |
Несущий трос |
Контактный провод |
Род тока |
|
|
|
|
1 |
М-120 |
МФ-100 |
Переменный |
2 |
М-120 |
2МФ-100 |
Постоянный |
3 |
М-120 |
МФ-100 |
Переменный |
4 |
М-120 |
2МФ-100 |
Постоянный |
5 |
М-120 |
МФ-100 |
Переменный |
6 |
М-120 |
2МФ-100 |
Постоянный |
7 |
М-120 |
МФ-100 |
Переменный |
8 |
М-120 |
2МФ-100 |
Постоянный |
9 |
М-120 |
МФ-100 |
Переменный |
0 |
М-120 |
2МФ-100 |
Постоянный |
|
|
|
|
1.3.2. Характеристики проводов и тросов
Основные геометрические и физико-механические параметры принятых в проекте несущих тросов и контактных проводов заносятся соответственно в табл. 1.4 и 1.5.
Таблица 1.4 Основные геометрические и физико-механические параметры
принятых в проекте несущих тросов
Параметр |
Обозначение |
Тип троса |
|
|
|
Расчетная площадь сечения троса, мм2 |
Sp |
|
Диаметр троса, мм |
Dт |
|
Диаметр проволоки, мм |
dт |
|
Число проволок |
n |
|
Вес одного метра троса, даН/м |
gн |
|
Коэффициент температурного |
|
|
линейного расширения, 10-6/ ºС |
α |
|
Модуль упругости, МПа |
E |
|
Временное сопротивление, МПа |
σ |
|
Максимальное натяжение, даН/м |
Tmах |
|
9 |
|
|