Износ контактного провода: нормы, контроль и методы восстановления

В процессе эксплуатации контактные провода подвергаются механическому и электрическому воздействию, что приводит к их неравномерному износу. Интенсивность этого процесса зависит от величины снимаемого тока, материала провода, а также от технического состояния контактной сети и токоприемников электроподвижного состава. Совокупность этих факторов определяет скорость и характер уменьшения площади поперечного сечения проводника, что напрямую влияет на надежность токосъема.

Износ провода количественно определяется как уменьшение площади его поперечного сечения и измеряется в квадратных миллиметрах. Для сравнительного анализа используется параметр «удельный износ», который представляет собой износ, отнесенный к 10 000 проходам полоза токоприемника. На практике износ определяют путем замера высоты уцелевшего сечения провода с последующим переводом полученного значения в миллиметры квадратные по специальным таблицам. Данные таблицы регламентированы «Правилами содержания контактной сети электрифицированных железных дорог».

Величина износа является результатом комбинированного воздействия: механического трения о полоз токоприемника и электрического фактора – величины передаваемого тока. Этим объясняется, что при прочих равных условиях износ на линиях переменного тока значительно меньше, чем на линиях постоянного тока. Действующими нормативами установлены предельно допустимые значения износа: не более 35 мм² для провода сечением 100 мм² и не более 25 мм² для провода сечением 85 мм². Превышение этих параметров требует проведения восстановительных работ.

При появлении на проводе локальных износов, превышающих норму, но не выходящих за рамки 40 мм² для 100-миллиметрового и 30 мм² для 85-миллиметрового провода, применяется метод шунтирования. К поврежденному участку параллельно крепят дополнительный отрезок провода (шунт), по которому в дальнейшем происходит скольжение полоза. Если же местный износ достиг больших величин, дефектный участок полностью вырезают и заменяют новым.

Сплошную замену всего анкерного участка проводят в двух основных случаях. Первый – когда средний износ провода по всей длине участка достигает 30% от его первоначального сечения. Второй – когда количество ремонтных вставок и шунтов в анкерном участке достигает 20, а средний износ при этом составляет 15% сечения. Эти меры направлены на предотвращение аварийных разрывов, вероятность которых возрастает по мере истончения проводника.

Для минимизации риска разрыва в процессе эксплуатации, по мере увеличения износа, производят ступенчатое снижение механического натяжения провода. Это осуществляется путем уменьшения грузов на компенсаторах. Специальные диаграммы регламентируют зависимость необходимого снижения натяжения от величины износа.

Рис. 191. Ступени регулирования натяжения контактного провода в зависимости от износа. Диаграмма показывает снижение натяжения (в кГ) при увеличении износа (в мм² и по высоте оставшегося сечения). Например, для провода МФ-100 номинальное натяжение 1000 кГ поддерживается до износа в 15 мм² (9,6 мм по высоте), после чего оно снижается на 100 кГ.

Помимо механического износа, значительную угрозу представляет коррозия стальных проводов и тросов. Для защиты и продления срока службы их периодически покрывают специальными антикоррозийными смазками, которые наносят равномерным слоем на предварительно высушенную поверхность. Локальная коррозия часто возникает в местах плохого крепления в зажимах и седлах из-за нарушения защитного слоя и попадания влаги.

Многожильные стале-алюминиевые провода обладают высокой коррозионной стойкостью, так как алюминиевые проволоки защищают стальной сердечник. Однако коррозия возможна при возникновении зазоров между алюминиевыми проволоками, что обнажает стальные элементы. Такая ситуация часто возникает после некорректного исправления петлеобразного изгиба провода («баранки») при монтаже. В подобных случаях место потенциального риска также покрывают антикоррозийной смазкой для предотвращения развития повреждения.

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.