Контактные провода

Глава 2. Основные элементы контактной сети

Контактные провода

Контактные провода являются одним из основных элементов кон­тактной сети. От правильного выбора их материалов, площади сече­ния и конструкции зависят технико-экономические показатели, сто­имость сооружения и эксплуатации контактной сети.

Материал для контактных проводов должен обладать высокой ме­ханической прочностью, износостойкостью (твердостью), электропро­водностью, нагревостойкостью (теплопроводностью). Высокая меха­ническая прочность проводов позволяет натягивать их с большими усилиями (натяжением), что повышает ветроустойчивость контактных подвесок, улучшает качество токосъема (особенно при высоких скоро­стях движения поездов), обеспечивает устойчивую работу цепной под­вески. Высокая электропроводность способствует снижению потерь электроэнергии в контактных подвесках. Термостойкий материал со­храняет при высоких температурах нагрева прочность и твердость.

Для электрифицированных железных дорог используют контакт­ные провода фасонного (рис. 2.1, а) и фасонного овального профиля (рис. 2.1, б) с двумя продольными желобками для захвата головки провода зажимами. Достоинством овальных проводов является их по­вышенный на 10 % допустимый длительный ток (ввиду большего пе­риметра профиля и, как следствие, лучшего охлаждения) и меньшее аэродинамическое сопротивление. Последнее очень важно, так как позволяет при проектировании новых линий увеличивать длину про­лета, а на эксплуатируемых линиях, где пролет уже выбран, иметь повышенную ветроустойчивость контактной сети.

Контактные провода изготовляют следующих марок: МФ — мед­ный фасонный, МФО — медный фасонный овальный, БрФ — бронзо

Рис. 2.1. Профиль фасонного (а) и фасонного овального (б) контактного провода

вый фасонный, БрФО — бронзовый фасонный овальный, НлФ— низ­колегированный фасонный. К марке провода добавляют его номиналь­ную площадь сечения в мм². Тогда обозначение провода, например, низколегированного фасонного сечением 100 мм² будет НлФ-100.

Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке) должны иметь одну отличительную канавку (рис. 2.2, а), а низколеги­рованные— две канавки, расположенные симметрично относительно вертикальной оси (рис. 2.2, 6). В обозначениях низколегированных и бронзовых контактных проводов на трафарете барабана после букв Нл и Бр указывают легирующий компонент и расчетный процент его содержания, например: НлОл 0,04Ф-100 — низколегированный с при­садкой олова (0,04 %), фа­сонный сечением 100 мм², БрЦр 0,5Ф-100 — бронзо­вый с присадкой цирко­ния (0,5 %), фасонный се­чением 100 мм².

В низколегированных контактных проводах, кро­ме олова Sn (0,03—0,06 %),

Рис. 2.2. Расположение отличительных

кана­вок на бронзовых (а) и низколегированных

(б) контактных проводах.

в качестве легирующих компонентов применяют также магний Mg (0,04—0,06 %), цирконий Zr (0,04—0,06 %), кремний Si (0,03— 0,06 %) и титан Ti (0,01—0,04 %); в бронзовых контактных проводах — маг­ний (0,15—0,3 %), кадмий Cd (0,08—1,1 %), цирконий (0,4—0,6 %), а также магний (0,1—0,2 %) вместе с цирконием (0,1—0,2 %). Бронзо­вые контактные провода по сравнению с медными и низколегирован­ными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостой­кость, но меньшую проводимость, что вызывает увеличение потерь электроэнергии в контактной сети. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди рекомендуется использовать недорогие и недефицит­ные металлы, которые, повышая износостойкость контактных про­водов, незначительно уменьшают их проводимость. Влияние легиру­ющих добавок (примесей) на электрическую проводимость проводов (проводимость чистой меди 100 %) показано на рис. 2.3.

Предприятия-изготовители поставляют бесстыковые медные, низ­колегированные (с легирующими компонентами в меди 0,01—0,08 %) и бронзовые (с легирующими компонентами в меди более 0,08 %) кон­тактные провода. Их изготовляют методом непрерывного литья с пос­ледующей прокаткой. Этот метод позволяет получить контактный провод бесстыковым, т.е. без мест соединения (пайкой, сваркой) на всей строительной длине провода.

На главных путях перегонов и станций применяют контактные провода сечением 100, 120 и 150 мм², на станционных путях — сечением 85 мм².

Номинальные сечения, размеры, допусти­мые отклонения и рас­четная масса контактных проводов соответствуют указанным на рис. 2.1 и в табл. 2.1. Отклоне­ние фактической пло­щади сечения провода от номинального не бо­лее + 2 ... -1 %.

Механические ха­рактеристики медных и

Рис. 2.3. Кривые, характеризующие влияние примесей на проводимость меди

низколегированных контактных проводов соответствуют указан­ным в табл. 2.2, а бронзовых — в табл. 2.3.

Электрические сопротивления проводов постоянному току при температуре +20 °С должны быть не более указанных в табл. 2.4.

Таблица 2.1