Влияние метеорологических факторов на работу контактной сети

Система тягового электроснабжения должна обеспечивать питание тяговых нагрузок как потребителей I категории от двух независимых источников питания и предвидеть, как правило, двухстороннее питание контактной сети [1]. Работа контактной сети в зимних условиях значительно осложняется. Низкие температуры, образование гололеда на проводах и действие ветра ухудшают условия токосъема, а в некоторых условиях приводят и к авариям, вызывающим остановку движения поездов. При низких температурах ухудшается работа подвески, увеличивается трение в шарнирах токоприемника и соответственно ухудшается токосъем.

При действии ветра, направленного поперек пути, контактный провод может быть вынесен за пределы полоза токоприемника, в результате чего повреждается токоприемник и контактная сеть. Наиболее опасными в этом случае являются участки контактной сети, расположенные в степных районах, на высоких насыпях, мостах через большие реки и при подходах к ним. Ветроустойчивость подвески зависит от натяжения проводов и ее конструкции. Применение двойных контактных проводов и косых подвесок – эффективные мероприятия по повышению ветроустойчивости подвески.

Действие ветра при определенных условиях вызывает, помимо горизонтальных, вертикальные перемещения, называемые автоколебаниями («пляской») проводов подвески. Они происходят под действием аэродинамических сил, возникающих при обтекании воздушным потоком проводов, у которых в результате износа или отложения гололеда изменилась форма сечения. Эти колебания возникают в открытых местах на протяжении десятков километров при скорости ветра 6 - 10 м/с и могут наблюдаться продолжительное время. Размах колебаний проводов достигает 1 м и более (частота собственных колебаний системы 40 - 60 периодов в минуту). При сильных автоколебаниях токоприемник не успевает следовать за колебаниями подвески и условия токосъема ухудшаются. Возможны и механические повреждения подвески. Для предотвращения автоколебаний при проектировании и строительстве предусматривают чередование пролетов различной длины: они различаются на 6- 8 м. Колебания можно также прекратить снятием гололеда (электрическая плавка гололеда), повышенным натяжением проводов, подвеской грузов на несущий трос в пролете и другими способами. Помимо автоколебаний наблюдаются и вибрации проводов, т. е. колебания с малыми перемещениями (амплитуда 0,5 – 5 см) и вдвое большими частотами. Вследствие быстро меняющихся знакопеременных напряжений в местах крепления провода или выхода из зажима происходит его обрыв. Большие осложнения при эксплуатации контактной сети вызывает образование гололеда на проводах. Появление корки льда на контактных проводах мешает токосъему, способствует искрообразованию и возникновению электрической дуги между токоприемником и контактным проводом, в результате чего наблюдаются подгары и поджоги контактных проводов, а в некоторых случаях приводит к перегоранию и обрыву. Удаляют гололед с проводов, применяя механические средства или прогревая провода электрическим током. В пределах станции гололед удаляют различными скребковыми приспособлениями со съемных вышек и дрезин. Применяют вибрационный способ очистки контактных проводов от гололеда.

Электрический способ удаления гололеда применяют на перегонах и главных путях станций, где сечения проводов подвесок одинаковы. Опыт ряда дорог показал, что для нагрева проводов до температуры 25 - 45°С необходима плотность тока 4,5 - 7 А/мм². При этом через 10 - 15 мин гололед отпадает. Для каждого участка контактной сети разработана схема прогрева при гололеде.

Осуществляется также профилактический прогрев проводов, при котором устанавливают плотность тока 2,5 - 3 А/мм². Применяют различные схемы прогрева без прекращения движения поездов (рисунок 1) и с перерывом движения (рисунок 2) [2].

Оригинал публикации (Читать работу полностью): Влияние метеорологических факторов на работу контактной сети