Меры по уменьшению износа контактного провода

Безусловно, основная мера – это правильное проектирование контактных подвесок и токоприемников с обеспечением их оптимальных параметров. Однако, как снизить износ на участках, где контактная сеть уже смонтирована? Существенное влияние на износ оказывает материал контактных пластин токоприемников. При медных контактных пластинах и медных контактных проводах происходит трение двух однородных металлов, которое неизбежно, если отсутствует смазка, приводит к схватыванию их, появлению шероховатости, вследствие чего износ обеих поверхностей велик.

В настоящее время медные пластины применяют крайне ограничено. Значительное (примерно в 3 раза) снижение износа контактных проводов достигается при замене медных пластин токоприемников на угольные вставки. При трении вставок о провод на нем образуется тонкая пленка (политура), в результате чего уменьшается износ меди и угля. Таким образом, при угольных вставках не требуется специальной смазки, что весьма существенно в эксплуатации.

При эксплуатации угольных вставок необходимо особо тщательно содержать контактную сеть, так как такие вставки обладают повышенной хрупкостью, что в случае неисправности сети (например, наличие перекошенных зажимов) приводит к образованию на них сколов и трещин, препятствующих нормальному токосъему.

Недостаток угольных вставок – их ограниченная нагрузочная способность по току. Вследствие этого при необходимости отопления электроэнергией пассажирских вагонов на стоянке от электровозов постоянного тока угольные вставки не могут быть применены.

В этих условиях, а также при больших токовых нагрузках на линиях постоянного тока используют металлокерамические контактные пластины. Одним из важных достоинств металлокерамических пластин является дугостойкость. Однако эти пластины изнашивают контактные провода больше, чем угольные вставки, и не обеспечивают смазывание проводов в той степени, как угольные.

Снижение износа при токоприемниках с медными и металлокерамическими контактными пластинами достигается нанесением на их полозы смазки. С этой целью применяют смазку, которая состоит из графитового порошка и кумароновой смолы. Смазку закладывают между контактными пластинами на полозах токоприемника так, чтобы она соприкасалась с контактным проводом. При движении токоприемника частицы графита наносятся на контактный провод и пластины токоприемника, вследствие чего на трущихся поверхностях образуется тонкая графитовая пленка, способствующая их полированию, что и обеспечивает снижение износа. Поскольку во время движения смазка истощается, периодически ее добавляют в депо или в пунктах оборота.

Степень износа провода значительно зависит от состояния полозов токоприемников, особенно от расположения токосъемных пластин. Понижение средних пластин относительно уровня крайних неизбежно приводит к образованию так называемого волнового износа провода. В этих случаях при возвышении сухой графитовой смазки в средней части полоза между контактными проводами и крайними пластинами образуется электрическая дуга, которая вызывает электрический износ провода на участке, равном ширине полоза токоприемника. Образовавшаяся волнистая поверхность способствует при дальнейшей эксплуатации усиленному волновому износу. Поэтому очень важно следить за положением и состоянием токосъемных пластин.

Существенное значение имеет регулировка контактной подвески. В первую очередь обращают внимание на равномерность износа контактного провода в пролетах и на всем протяжении анкерного участка. Если допущена неравномерность, то проверяют правильность регулировки подвески. При регулировке обращают внимание, правильно ли смонтированы фиксаторы и соблюдены ли установленные нормами зигзаги, а также ликвидируют жесткие точки.

Проверка регулировки подвески вагонами для испытания контактной сети (ВИКС) позволяет заметить имеющиеся отступления и принять меры к их ликвидации.

5.2.6. Динамические характеристики контактных подвесок

Эластичность является одним из показателей, по которым косвенно оценивают качество подвески и возможную реализуемую скорость движения с надежным токосъемом. Зная эластичность подвески можно определить отжатие контактной провода при статическом нажатии. Однако, при повышении скорости движения отжатия контактного провода возрастают по сравнению со статическими за счет динамических процессов. Расчет отжатий провода и контактных нажатий в динамике является очень сложной задачей, которая может быть решена с применением методов математического моделирования (для этого разработаны специальные программы, например, Sicat Dynamic фирмы Siemens, а в России такая программа разработана УрГУПС).

При разработке высокоскоростных подвесок для практической предварительной оценки возможности реализации заданной скорости движения без проведения сложных расчетов и моделирования, определяют несколько базовых физических характеристик контактной подвески:

– статические характеристики – максимальную эластичность подвески в пролете, относительную неравномерность эластичности;

– динамические – скорость распространения волны, коэффициент Доплера, коэффициент отражения, коэффициент усиления, резонансные частоты и резонансные скорости.

Экспериментальными исследованиями (а также математическим моделированием) для различных скоростей движения установлены допускаемые значения этих характеристик. Если характеристики подвески «укладываются» в эти значения для заданной скорости, то с большой вероятностью можно говорить о том, что контактная подвеска годится для движения при этой скорости с приемлемым качеством токосъема. Окончательные же выводы можно делать, проведя математическое моделирование или натурные испытания, и определив показатели качества токосъема (среднее, максимальное и минимальное контактные нажатия и др.).

О статических характеристиках подвески мы уже говорили, теперь рассмотрим динамические характеристики.