Одинарная и двойная цепная подвеска с рессорным и опорными струнами

Одинарная цепная подвеска с рессорным и опорными струнами показана на рис. 40. Рессорная опорная струна состоит из основного провода 1, прикрепляемого к несущему тросу 2 в двух местах по обе стороны опоры на расстоянии а от ее оси, и двух вертикальных струн 3. Фиксатор 4 располагается между двумя вертикальными струнами аналогично тому, как он располагается при двух простых опорных струнах.

Стрелу провеса основного провода рессорной струны b и размер а определяют исходя из того, что при изменении температуры и стрелы провеса несущего троса F₀ контактный провод будет находиться на одной высоте у опоры и у первой простой ближайшей к опоре струны. Иначе говоря, эластичность подвески в опорном узле окажется близкой к эластичности ее у первой простой ближайшей к опоре струны.

Рис. 40. Схема одинарной ценной подвески с рессорными опорными струнами: 1 — основной провод, 2 — несущий трос, 3 — две вертикальные струны, 4 — фиксатор; а — расстояние от опоры до места крепления основного провода рессорной струны, b — стрела провеса основного провода рессорной струны

В результате того, что подъем и опускание контактного провода у первой простой струны в пролетах больше, чем у смещенных струп в опорном узле, величина Δ увеличится. Как видно из формулы для определения стрелы провеса одиночных цепных подвесок с двумя простыми опорными струнами, увеличение величины Δ ведет к уменьшению стрел провеса контактного провода в пролете. Таким образом, одинарная цепная подвеска с опорным узлом приведенной конструкции дает возможность в какой-то мере спрямить контактный провод и получить более равномерную эластичность в пролете. Эта подвеска имеет самое большое распространение на электрифицированных железных дорогах Советского Союза.

Двойная цепная подвеска показана на рис. 41. Ома отличается от одинарной наличием вспомогательного провода 1, располагаемого между несущим тросом 2 и контактным проводом 3. Вспомогательный провод подвешивают при помощи струн различной длины к несущему тросу, а контактный провод — к вспомогательному проводу на коротких струнах с расстоянием между ними, равным половине обычного струнового пролета с/2. Опорные узлы у этих подвесок могут быть выполнены, как и у одинарных подвесок, с простыми струнами 4 (рис. 41, а) или рессорными струнами 6 (рис. 41, б).

Рис. 41. Схемы двойной цепной подвески с опорными струнами: а — с простыми, 6 — с рессорными; 1 — вспомогательный провод, 2 — несущий трос, 3 — контактный провод, 4 — простая струна, 5 — фиксатор, 6 — рессорная струна; с— струновой пролет

Сравнивая двойную цепную подвеску с простыми опорными струнами с аналогичной одинарной, видим, что первая имеет более равномерную эластичность вследствие увеличения ее в опорных узлах и уменьшения в середине пролета. Увеличение эластичности в опорных узлах происходит из-за смещения опорных струн на величину, равную половине пролета. Это возможно благодаря наличию вспомогательного провода и дополнительных струн между ним и контактными проводами, обеспечивающими необходимую поддержку фиксаторов. В середине пролета вспомогательный провод уменьшает эластичность.

Применение в двойной цепной подвеске рессорных опорных струн значительно улучшает цепные подвески. Однако такие подвески не находят широкого применения из-за их сложности, кроме тех случаев, когда необходимо обеспечить особо высокие скорости движения поездов.

Контактные провода располагаются в плане со смещением относительно оси пути. Смещения у опор называются зигзагами, смещения в пролете — выносами.

На прямых участках пути делают зигзаги провода, равные 300 мм и направленные в разные стороны от оси пути. Такое расположение контактных проводов обеспечивает более равномерный износ контактных пластин токоприемника.

На кривых участках пути из-за наклона кузова электровоза зигзаги устанавливаются относительно оси токоприемника или, что то же, середины полоза токоприемника. Зигзаги в этом случае в зависимости от радиуса кривых берут 150—400 мм в наружную сторону кривых. В результате этого контактный провод располагается па кривых участках пути по хордам, совпадая в середине пролета с осью токоприемника.

Величина зигзагов определяется допустимым выносом провода в пролете под действием ветра. На прямых участках пути допустимый вынос берут 500 мм, а на кривых — 450 мм. Этим обеспечивается при рабочей ширине полоза токоприемника около 1300 мм запас с каждой стороны полоза 150—200 мм.

Несущий трос, как правило, располагают па прямых участках по оси пути или токоприемника. В этом случае струны получают наклон и подвески называются полукосыми. На кривых участках пути делают зигзаги несущего троса, равные зигзагам контактного провода. Такая подвеска называется вертикальной. На рис. 42 показано расположение проводов контактных подвесок в плане на прямых и кривых участках пути.

Рис. 42. Расположение проводов подвесок в плане: а — на прямых участках, б — на кривых участках; НТ — несущий трос, КП — контактный провод, ОП — ось пути или токоприемник

Иногда для повышения ветроустойчивости применяют косые цепные подвески. Они отличаются от полукосых расположением несущего троса, который на прямых участках пути монтируют с зигзагами 1 м, противоположными по направлению зигзагам контактного провода, а на кривых участках — со значительно большими зигзагами, но в одну и ту же сторону.

Фиксаторы удерживают контактный провод от перемещения в горизонтальном направлении, обеспечивая необходимые зигзаги. Фиксаторы имеют изогнутую форму и их устанавливают с наклоном, что обеспечивает свободный проход токоприемника под ними при подъеме контактного провода. В зависимости от направления усилия Р, вызываемого изменением («изломом») направления контактного провода, фиксаторы могут быть растянутыми (при зигзаге на опору) или сжатыми (при зигзаге от опоры).

Схемы работы растянутого и сжатого фиксаторов показаны на рис 43, а и б. Из схемы разложения сил видно, что при сжатых фиксаторах возникает дополнительное (помимо веса самого фиксатора) усилие на контактный провод сверху вниз. Такие фиксаторы называются жесткими, так как увеличивают жесткость подвески в опорных узлах. Применение их нежелательно, особенно на путях с интенсивным и скоростным движением поездов. Жесткие точки на контактной подвеске не только ухудшают условия токосъема, но и увеличивают износ контактного провода в этих местах.

Рис. 43. Схема работы фиксаторов: а — растянутого, б — сжатого; Р — сила, действующая на фиксатор. КП — контактный провод

В настоящее время почти исключительно применяют так называемые сочлененные фиксаторы. Они состоят из основного фиксатора 1 (рис. 44) и закрепленного к нему дополнительного короткого фиксатора 2. Основной фиксатор подвешивают к несущему тросу 3, поэтому на контактный провод 4 передается только вес дополнительного фиксатора, работающего к тому же почти всегда на растяжение.

Рис. 44. Схема сочлененного фиксатора: а — при зигзаге от опоры, б — при зигзаге на опору; 1 — основной фиксатор, 2 — дополнительный фиксатор, 3 — несущий трос, 4 — контактный провод

Чтобы реализовать положительные свойства цепных подвесок, во всех проводах должны поддерживаться соответствующие натяжения. Натяжение любого провода цепной подвески может быть некомпенсированным и компенсированным. В первом случае провод анкеруется жестко с двух сторон на опорах, а во втором случае — с одной стороны жестко, а с другой — при помощи системы блоков и грузов.

Контактные провода всегда выполняются компенсированными. Тогда цепные подвески, несущий трос которых некомпенсирован, называются полукомпенсированными, а цепные подвески с компенсированным несущим тросом — компенсированными. Характер изменения положения контактных проводов различных видов ценных подвесок при изменениях температуры рассмотрен выше и соответствует полу компенсированным цепным подвескам.

При компенсированных цепных подвесках изменения натяжения в несущем тросе при колебаниях температуры минимальные; они зависят только от дополнительных усилий, возникающих в местах крепления троса у опор. В этом случае контактному проводу можно задать любую стрелу провеса, которая будет практически неизменна и отвечать наилучшим условиям токоснимания. Так как эластичность всегда бывает наибольшая в середине пролета и уменьшается у опор, то целесообразно иметь небольшую положительную стрелу провеса, которая приблизит траекторию движения токоприемника к прямой линии.

Компенсированные цепные подвески создают хорошие условия Для осуществления скоростного движения поездов при всех температурных режимах. так, одинарную компенсированную цепную подвеску с рессорными опорными струнами применяют для скоростей движения поездов до 160 км/ч.

Однако следует отметить, что при увеличении нагрузки на провода (при возникновении гололеда) компенсированные подвески ведут себя хуже пол у компенсированных, так как рост нагрузок при почти постоянном натяжении приводит к увеличению стрел провеса. В этих же условиях при полукомпенсированных цепных подвесках возрастание нагрузок меньше сказывается на стрелах провеса из-за одновременного увеличения натяжения в несущем тросе.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Шемякин А. Н., Прудыус А. С. и др.

Источник: Публикации представляет собой компиляцию из открытых источников, описывающих принципы работы ранних систем беспроводной связи (DECT, PACS, PHS). Устройство, монтаж и эксплуатация контактной сети и высоковольтных линий электропередачи

Публикации предназначены для подготовки и повышения квалификации специалистов, обслуживающих электроснабжение железных дорог, студентов и начинающих специалистов в области телекоммуникаций, радиотехники и электроники.