Контактная сеть
Контактная сеть – комплекс устройств для передачи электроэнергии от тяговых подстанций к электроподвижному составу через токоприемники. Контактная сеть является частью тяговой сети и для рельсового электрифицированного транспорта обычно служит ее фазой (при переменном токе) и полюсом (при постоянном токе); другой фазой (или полюсом) служит рельсовая сеть.
Контактная сеть может быть выполнена с контактным рельсом или контактной подвеской. Ходовые рельсы впервые были использованы для передачи электроэнергии движущемуся экипажу в 1876 году русским инженером Ф.А. Пироцким. Первая контактная подвеска появилась в 1881 году в Германии.
Основными элементами контактной сети с контактной подвеской (часто называемой воздушной) являются провода контактной сети (контактный провод, несущий трос, усиливающий провод и пр.), опоры, поддерживающие устройства (консоли, гибкие поперечины и жесткие поперечины) и изоляторы.
Контактную сеть с контактными подвесками классифицируют:
- по виду электрификации транспорта для которого контактная сеть предназначена, - магистрального , в том числе высокоскоростного железнодорожного транспорта, трамвая и карьерного транспорта, рудникового подземного транспорта и др.
- по роду тока и номинальному напряжению питающегося от контактной сети электроподвижному составу
- по размещению контактной подвески относительно оси рельсового пути – для центрального (магистральный железнодорожный транспорт) или бокового (промышленный транспорт) токосъема
- по типам контактной подвески – контактная сеть с простой, цепной или специальной подвеской; по особенностям выполнения – контактная сеть перегонов, станций , для искусственных сооружений
В отличие от других устройств электроснабжения контактная сеть не имеет резерва. Поэтому к надежности контактной сети предъявляют повышенные требования, с учетом которых осуществляется проектирование, строительство и монтаж, техническое обслуживание контактной сети и ремонт контактной сети.
Выбор общей площади сечения проводов контактной сети обычно осуществляется при проектировании системы тягового электроснабжения. Все остальные вопросы решаются с помощью теории контактной сети.
Основными вопросами проектирования контактной сети являются:
- выбор числа и марок ее проводов в соответствии с результатами расчетов системы тягового электроснабжения, а также тяговых расчетов
- выбор типа контактной подвески в соответствии с максимальными скоростями движения электроподвижного состава и другими условиями токосъема
- определение длины пролета (обеспечение ее ветроустойчивости)
- выбор типа опор и поддерживающих устройств для перегонов и станций; разработка конструкции контактной сети в искусственных сооружениях
- размещение опор и составление планов контактной сети станции и перегонов с согласованием зигзагов проводов и с учетом выполнения воздушных стрелок и элементов секционирования контактной сети (изолирующих сопряжений анкерных участков, секционных изоляторов и разъединителей)
Основные размеры характеризующие размещение контактной сети относительно других сооружений и строений – высота Н подвешивания контактного провода над уровнем верха головки рельса, расстояние А от частей, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и подвижного состава, расстояние Г от оси крайнего пути до внутреннего края опор контактной сети на уровне головок рельсов.
Арматура контактной сети
Арматура контактной сети - зажимы и детали для соединения проводов контактной сети между собой, с поддерживающими устройствами опорами.
Арматура контактной сети делится на:
- натяжную (стыковые, концевые зажимы и др.)
- подвесную (струновые зажимы, седла и др.)
- фиксирующую (фиксирующие зажимы, держатели, ушки и др.)
- токоведущую
- механически малонагруженную (питающие, соединительные и переходные – от медных к алюминиевым проводам – зажимы)
Изделия, входящие в состав арматуры контактной сети, в соответствии с их назначением выполняют из ковкого чугуна, стали, медных и алюминиевых сплавов, пластмасс. Особенностью арматуры контактной сети закрепляемой на фасонном контактном проводе, является наличие профильных губок, входящих в пазы этого провода. Такая арматура контактной сети не препятствует проходу токоприемников по контактному проводу. В современной арматуре не редко используются безболтовые зажимы, закрепляемые на проводах опрессованием или иными способами, штампованные, прессованные и катанные детали взамен литых. Некоторое распространение получили безарматурные способы соединения проводов. Натяжная арматура должна обеспечивать прочность соединения (закрепления) провода, равную 90% его прочности в целом месте. Токоведущая арматура должна обеспечивать температура нагрева в ней провода более низкую, чем за ее пределами.
Контактный рельс
Контактный рельс – осуществляет непосредственный контакт с рельсовыми токоприемниками электроподвижным составом в процессе токосъема. Контактный рельс применяется, как правило, в контактной сети метрополитенов. Использование контактного рельса вместо контактного провода позволяет уменьшить габариты тоннелей. Контактный рельс обладает высокой надежностью и долговечностью, прост в обслуживании и ремонте. Недостатки в условиях применения на наземном транспорте – пониженная электробезопасность и незащищённость от снежных заносов.