Особенности устройства контактной сети в искусственных сооружениях железных дорог

Устройство контактной сети в искусственных сооружениях (тоннелях, путепроводах, эстакадах) сопряжено со значительными трудностями из-за стесненных габаритов зоны для размещения оборудования. Наиболее сложной задачей является обеспечение надежного прохода проводов контактной подвески. Стандартные конструкции подвесок часто оказываются неприменимы, что вынуждает использовать специальные инженерные решения, адаптированные к ограниченному пространству.

Контактные подвески в подобных условиях должны соответствовать ряду строгих требований. Во-первых, они обязаны обеспечивать высокую надежность и электробезопасность. Согласно ГОСТ 9238-59, должны неукоснительно соблюдаться нормированные расстояния от токоведущих частей до заземленных элементов сооружений и подвижного состава. Это гарантирует безопасность как при эксплуатации, так и при техническом обслуживании.

Рис. 126. Схематичное изображение воздушных зазоров между контактной подвеской, подвижным составом и элементами искусственных сооружений

Во-вторых, конструкция не должна ограничивать скорость движения поездов. Для этого подвеска должна характеризоваться равномерной эластичностью по всей длине искусственного сооружения, без образования жестких точек. Ее механические свойства не должны существенно отличаться от параметров на прилегающих открытых участках пути, чтобы обеспечить плавный ход токоприемника.

В-третьих, необходимо учитывать специфические условия среды внутри сооружений. В тоннелях или при совмещенной с паровой тягой эксплуатации может появится повышенная влажность, задымленность или запыленность. Поэтому для частей подвески, находящихся под напряжением, предусматривается повышенный уровень изоляции. Это предотвращает возникновение токов утечки и коротких замыканий, обеспечивая стабильность энергоснабжения.

На схеме (рис. 126) наглядно представлены ключевые воздушные зазоры.

Таб. 12. Допускаемые расстояния, мм, между искусственными сооружениями, контактной подвеской, токоприемником и подвижным составом (см. рис. 126)

Размер A1 соответствует вертикальному зазору между габаритом подвижного состава и наинизшим положением контактного провода. Размер A2 определяет зазор между границей приближения сооружений и наивысшим положением токоведущих элементов. Токоприемник при всех своих перемещениях должен оставаться в пределах специальной зоны, обозначенной штриховкой.

Минимально допустимые расстояния, регламентированные нормативной документацией, применяются, как правило, лишь на существующих сооружениях, где масштабная реконструкция под электрическую тягу экономически нецелесообразна. В новых проектах закладываются стандартные, более безопасные габариты. Это разделение подходов позволяет балансировать между требованиями безопасности и экономической эффективности модернизации инфраструктуры.

Приближаясь к сооружению со стесненными габаритами, контактная подвеска должна плавно снижаться. Величина уклона контактного провода строго нормирована: не более 0,004 на участках со скоростями до 120 км/ч и не более 0,01 на станционных путях со скоростями до 50 км/ч. На высокоскоростных участках (свыше 120 км/ч) с обеих сторон создаются специальные переходные участки длиной не менее пролета с уклоном до 0,002 для обеспечения плавности перехода.

Усиливающие провода, выполняющие функцию снижения электрического сопротивления сети, в искусственных сооружениях допускается подвешивать рядом с контактной подвеской. Однако минимальное расстояние между ними должно составлять не менее 1 метра. При монтаже обязательно учитывается, что в любом сечении эти провода должны располагаться выше контактного провода, даже с учетом его максимального подъема при взаимодействии с токоприемником.

Прокладка питающих проводов и других проводов воздушных линий (ВЛ) в стесненных условиях имеет свои особенности. Они должны быть удалены от контактной сети и ее конструкций минимум на 2-2,5 метра (в зависимости от напряжения) и не могут быть расположены непосредственно над путями. Часто оптимальным решением является вынос этих проводов за пределы сооружения с организацией обхода на специальных опорах, устанавливаемых сбоку от пути.

Многообразие типов и конструкций искусственных сооружений обуславливает индивидуальный подход к проектированию прохода контактной подвески и проводов ВЛ для каждого конкретного случая. Однако этот процесс всегда базируется на унифицированных принципиальных схемах, типовых деталях креплений и неукоснительном соблюдении всех вышеперечисленных технических и нормативных требований. Это обеспечивает совместимость, надежность и безопасность всей системы электроснабжения железнодорожного транспорта.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: А. Н. Шемякин А. С. Прудыус.

Источник: Устройство, монтаж и эксплуатация контактной сети и высоковольтных линий электропередачи.

Данные публикации будут полезны инженерам-проектировщикам и строителям контактной сети железных дорог, специалистам служб эксплуатации и ремонта инфраструктуры, а также студентам транспортных и строительных вузов, изучающим конструкции и основы надежности железнодорожных сооружений.