ПРОВОДА КОНТАКТНОЙ СЕТИ Конструктивное выполнение С первых

ПРОВОДА КОНТАКТНОЙ СЕТИ Конструктивное выполнение

С первых дней эксплуатации железных дорог медные контактные провода изготавливали волочением из медной катанки послитковой прокатки.

Требования к контактным проводам 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 и фасонного овального профиля 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, Бр. Ф — бронзовый фасонный, Бр. ФО — бронзовый фасонный овальный, Нл. Ф— низколегированный фасонный. К марке провода добавляют его номинальную площадь сечения в мм 2. Тогда обозначение провода, например, низколегированного фасонного сечением 100 мм 2 будет Нл. Ф-100.

Бронзовые контактные провода на верхней части сечения (головке) должны иметь одну отличительную канавку (а), а низколегированные — две канавки (б), расположенные симметрично относительно вертикальной оси.

Требования к несущим тросам Несущие тросы цепных контактных подвесок должны обладать большой механической прочностью, невысоким коэффициентом температурного линейного удлинения (чтобы не вызывать больших изменений стрел провеса контактных проводов) и быть атмосферостойкими.

В качестве несущих тросов применяют неизолированные многопроволочные моно- и биметаллические, а также комбинированные провода.

Монометаллические провода свивают из проволок, изготовленных из одного металла (медные, бронзовые, стальные).

Биметаллические провода свивают из биметаллических проволок, имеющих сердцевину из одного, а оболочку из другого металла (сталемедные, сталеалюминиевые).

Комбинированные провода свивают из проволок, изготовленных из разных металлов, либо из биметаллических проволок и проволок, изготовленных из одного металла , например сталеалюминиевые, сталемедные.

Биметаллические сталемедные провода МСН сечением 70, 95 и 120 мм 2 имеют сердцевину из стальных 7 проволок с никелевым покрытием толщиной не менее 100 мкм и наружный повив из 12 медных проволок. Провода предназначены для применения в контактных подвесках переменного (25 к. В) и постоянного (3 к. В) тока. Ввиду повышенной жесткости проводов МСН их анкеровку и стыкование проводов производят с помощью цанговых зажимов.

Многопроволочные провода изготавливают из круглых проволок, причем в центре помещают одну центральную проволоку, на которую навивают один или несколько повивов (слоев) проволок в зависимости от требуемой площади сечения провода. При одной проволоке в центре и равном диаметре всех проволок первый повив имеет шесть проволок, а каждый последующий на шесть проволок больше. Таким образом, при одном повиве провод состоит из семи, а при двух — из 19 (1 + 6 + 12) проволок. Все проволоки одного повива должны иметь одинаковый диаметр, диаметры проволок отдельных повивов могут быть различными.

Условные обозначения многопроволочных проводов, используемых в качестве несущих тросов, состоят из буквенной и цифровой частей. Буквы указывают материал и конструкцию провода: М — медный; Бр — бронзовый; С — стальной; ПБСМ — биметаллический сталемедный; АС — комбинированный сталеалюминевый; АПБСА — комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают на номинальную площадь сечения провода в квадратных миллиметрах. Например, М-120 означает: провод медный сечением 120 мм 2.

Материал несущего троса определяется конструкцией цепной подвески, необходимой площадью сечения всех ее проводов (обычно в медном эквиваленте), месторасположением электрифицированной линии и другими условиями.

На электрифицированных линиях России применяют в основном медные М и биметаллические сталемедные ПБСМ несущие тросы. В небольшом количестве эксплуатируются также бронзовые Бр и биметаллические сталеалюминиевые ПБСА тросы.

Усиливающие, питающие, отсасывающие и другие провода

В качестве усиливающих, питающих и отсасывающих линий применяют алюминиевые провода сечением 150 или 185 мм 2 из твердотянутых алюминиевых проволок. Алюминиевые провода уступают медным в электропроводности и механической прочности. Проводимость алюминия в 1, 65 раза меньше, чем проводимость меди, но алюминий легче меди примерно в 3 раза. Поэтому алюминиевые провода, эквивалентные по приводимости медным, примерно в 2 раза легче медных. Для алюминиевых проводов максимальная допустимая температура нагрева принята +90 °С.

Провода электрических соединителей и струн Различные электрические соединения и шлейфы, предназначенные для подключения секционных разъединителей, разрядников и других аппаратов к проводам контактной сети, стыковые электрические соединители рельсовой цепи выполняют из медных гибких неизолированных многопроволочных проводов марки МГ.

Провода МГ свивают из нескольких прядей, свитых, в свою очередь, из нескольких тонких медных проволок диаметром 0, 52— 0, 97 мм. Этим обеспечивается большая гибкость проводов МГ по сравнению с проводами марки М.

Звеньевые струны цепных подвесок изготавливают из сталемедной проволоки БСМ 1 или БСМ 2 диаметром 4 мм. Рессорные струны (тросы) выполняют из сталемедной проволоки диаметром 6 мм.

n n Коэффициент запаса механической прочности (отношение разрывного усилия к максимальному рабочему) новых проводов должен быть не менее: для стальных тросов компенсаторов — 4; для стальных продольных несущих, биметаллических поперечных несущих тросов и фиксирующих тросов — 3; для контактных проводов, а также для многопроволочных проводов из биметаллических сталемедных и сталеалюминиевых проволок — 2, 5; для других многопроволочных проводов — 2.

Технология изготовления сводилась к нагреву слитков-меди массой около 100 кг в методических газовых печах до температуры 850 -900 °С; затем осуществлялась прокатка на проволочнопетлевых станах. Отдельные куски катанки соединяли пайкой, используя серебряный припой; на строительных длинах проводов (1500 -1600 м) насчитывалось до 14 -15 паяных стыков, качество которых оценивалось визуально. Часто паяные соединения разрушались, что приводило к травматизму при монтаже и нарушению графика движения поездов в эксплуатации.

Из-за трудоемкости и нерентабельности такой технологии и частых разрушений проводов стали переходить на изготовление медной катанки для проводов не из отдельных слитков, а из литой заготовки, получаемой непрерывным литьем, совмещаемым с горячей прокаткой. При этом использовали установки непрерывного литья и прокатки.

Первая установка непрерывного литья и прокатки (НЛП) предназначалась для изготовления алюминиевой катанки; освоение на ней производства медной катанки вызвало значительные трудности.

После освоения ЗАО «Москабельмет» технологии изготовления контактных проводов волочением установку непрерывного литья и прокатки (НЛП) стали использовать для получения катанки диаметром 18 мм под контактный провод.

Схема установки непрерывного литья и прокатки: 1 –шахтная печь; накопительный миксер; миксер для легирования; 4 - роторный кристаллизатор; 5 - литейная ванна; 6 – прокатный стан; 7 - система восстановления и охлаждения катанки; 8 – приемное устройство; 9 – стальная полоса; 10 – литая заготовка; 11 – раздаточная трубка расплава меди.

Расплавление катодов и отходов меди осуществляется в газовой шахтной печи 1, связанной металлопроводом с миксером 2, в котором осуществляется накопление расплава меди. Миксер, в свою очередь, металлопроводом связан с емкостью миксера 3, вмещающей 2 т меди. В этой емкости осуществляется ввод легирующих компонентов; она связана металлопроводом с литейной ванной, из которой металл по трубке поступает в роторный кристаллизатор 4. Литая заготовка, имеющая поперечное сечение трапециевидной формы, формируется в результате кристаллизации металла, заливаемого в полость, образованную профилем ручья в бандаже колеса кристаллизатора и стальной лентой, охлаждаемых водой. В результате вращения кристаллизатора и интенсивного охлаждения металла водой, подаваемой в бандаж и на стальную ленту, с противоположной стороны в месте отхода стальной полосы от кристаллизатора с него снимается горячая литая заготовка, не требующая дополнительного нагрева перед прокаткой. После обработки давлением на прокатном стане с восьмью клетями катанка диаметром 18 мм поступает в систему охлаждения и восстановления, а затем на моталку — приемное устройство.