Простая контактная подвеска

Глава 1. Контактные подвески

Простая контактная подвеска

Простая контактная подвеска без несущего троса представляет собой компенсированный контактный провод, закрепленный на поддерживающих конструкциях. Такая подвеска получила приме­нение на городском электрическом транспорте (особенно для трам­ваев, поэтому ее называют трамвайной), а также на электрифици­рованных путях промышленного транспорта. На магистральных железных дорогах простую контактную подвеску допускается при­менять по согласованию со службой электрификации и электро­снабжения железной дороги на второстепенных путях станций и депо, где скорости движения поездов не превышают 50 км/ч.

Качество токосъема при простой контактной подвеске зависит от положения контактного провода в вертикальной плоскости: его стрелы провеса / и перегиба в опорном узле, характеризующегося углом наклона касательной к проводу 1 (рис. 1.1, а), а также от эластичности опорного узла. При быстром переходе токоприем­ника с восходящей ветви контактного провода пройденного про­лета на нисходящую ветвь следующего происходит удар полоза то­коприемника, чем нарушается непрерывность токосъема.

Рис. 1.1. Схемы простых контактных подвесок: а — с одинарным креп­лением (подхватом) контактного провода у опор; б — петлевая (с двух­кратным подхватом); 1 — контактный провод; 2 — трос петлевой струны

Контактный провод в точках подвеса подвергается дополнительным напряжениям от изгиба, которые уже при пролетах длиной 40 м состав­ляют 120—130 МПа. В сумме с основным напряжением растяжения про­вода, равным для медных контактных проводов 100—120 МПа, общие нагрузки на провод достигают предела текучести его материала. Поэто­му по значениям местных, максимальных напряжений простые контакт­ные подвески с однократным подхватом провода у опор (см. рис. 1.1, а) не могут быть выполнены с пролетами более 40—45 м.

Уменьшить перегиб контактного провода в опорном узле, а следо­вательно, выполнить простую подвеску с большими пролетами можно при двукратном или многократном подхвате (подвеске) контактного провода у опор, который легко выполнить с помощью отрезка про­дольного троса, смонтированного в виде петли. Такую подвеску назы­вают простой петлевой контактной подвеской (рис. 1.1,6). Конструк­тивно ее выполняют в нескольких вариантах: со струной у опоры со смещенными от опоры двумя (рис. 1.2, а) или четырьмя струнами, с рессорной струной, с рессорной струной и двумя простыми струнами, а также без струн.

Рассмотрим простую петлевую контактную подвеску. На рис. 1.1,6 обозначено: А, В — опоры; /₀ — длина пролета контактного провода;

Рис. 1.2. Опорный узел (а) и общий вид (б) простой петлевой контактной подвески с двумя струнами; 1 — контактный провод; 2 — петлевая струна; 3 — трос петлевых струн

l_п—длина троса петлевой струны; h_П — конструктивная высота (расстоя­ние по вертикали от контактного провода до узла подвеса троса петле­вой струны на поддерживающей конструкции); f₀—стрела провеса кон­тактного провода в пролете l₀; f_п—стрела провеса контактного провода в пролете l_п; К— натяжение контактного провода в пролете l₀; К_П - на­тяжение контактного провода под петлевой струной (в пролете l_п); П - натяжение троса петлевой струны.

Одним из главных параметров простой петлевой контактной под­вески является длина троса петлевой струны l_п. От нее зависит конст­руктивная высота подвески h_П, с учетом которой выбирают высоту опор. Чем короче l_п, тем меньше h_П. Однако, как показывают расче­ты, при очень коротких l_п (1—2 м) эффект от применения петлевой струны как по уменьшению перегиба контактного провода в опор­ном узле, так и по уменьшению напряжений в проводе от изгиба по­лучается незначительным. Поэтому длину петлевой струны рекомен­дуют принимать не менее 3—4 м.

Подвеска по схеме рис. 1.1, б обеспечивает большую длину l_п, и контактный провод, имеющий под петлевой струной ослабленное на­тяжение К_П = К-П, получит в пролете l_п большую стрелу провеса f_п. Это может отрицательно сказаться на параметрах подвески, опреде­ляющих качество токосъема. Следовательно, при l_п более 4—5 м в простых подвесках целесообразно использовать многократный под­хват контактного провода. Для обеспечения более плавного перегиба контактного провода в зоне опорного узла ему в таких подвесках обыч­но дают небольшой (порядка 0,04—0,06 м) отрицательный прогиб f_п. Таким образом, применение простой петлевой подвески с много­кратным подхватом контактного провода позволяет снять ограни­чение в отношении длины пролета.

Оптимальной при натяжении контактного провода 15—18 кН представляется простая подвеска, выполненная со смещенными от опоры двумя петлевыми струнами, длиной троса l_п = 8-15 м и конструктивной высотой l_п = 0,3-0,6 м.

Наибольшие длины пролетов простых подвесок принимают так­же с учетом обеспечения необходимой ветроустойчивости и рас­стояния от уровня верха головки рельса до контактного провода. Горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоп­риемника в пролете под действием расчетной скорости ветра наи­большей интенсивности с учетом порывистости и упругого прогиба опор не должно превышать 500 мм на прямых и 450 мм на кривых участках пути.

Для простых подвесок, в которых натяжение контактного про­вода регулируется автоматически (например, с помощью блочно­го компенсатора), в гололедных районах при выборе пролетов учи­тывают понижение уровня контактного провода в середине пролета, вызванное увеличением стрелы провеса при гололеде. На станци­онных путях контактный провод при гололеде может иметь стрелу провеса не более 0,35 м, на перегоне — не более 0,5 м.