Повреждения контактной сети: виды, причины и методы предотвращения

Повреждения контактной сети часто приводят к снятию напряжения и остановке движения поездов. Каждый подобный случай подлежит тщательному расследованию с оформлением акта, целью которого является выявление причин и разработка превентивных мер. Наиболее сложными считаются повреждения опор, контактных проводов и изоляторов.

Дефекты железобетонных опор и фундаментов проявляются в виде трещин различной длины, отколов бетона, коррозии и электрокоррозии арматуры. Со временем эти дефекты могут полностью вывести конструкцию из строя. Трещины, обычно возникающие после трех-четырех лет эксплуатации, заделывают цементным раствором. Отколы также ремонтируют цементным раствором с последующим железнением.

Для заделки отколов используют раствор состава 1:2 по весу (одна часть цемента марки 500 и две части песка). Трещины заполняют раствором без песка, смешивая цемент с водой, которая составляет примерно 25% от его веса. Полученную смесь втирают в предварительно смоченную трещину с помощью мастерка.

Признаком коррозионных процессов в арматуре является появление на поверхности железобетонной опоры желтых ржавых пятен, за которым следует образование трещин. Основной причиной повреждения металлических опор также служит коррозия металла. Для защиты их окрашивают масляной краской с периодичностью каждые пять-шесть лет.

Для предотвращения коррозии фундаментов анкерные части, погружаемые в грунт, покрывают битумной массой. Борьба с электрокоррозией, вызываемой блуждающими токами, включает систематическую проверку исправности искровых промежутков в заземляющих устройствах опор.

Характерным повреждением контактных проводов на линиях постоянного тока является пережог при проходе токоприемника через воздушный промежуток. Это происходит, когда токоприемник перекрывает обе ветви промежутка, одна из которых обесточена или заземлена. Возникающая электрическая дуга пережигает провод, приводя к его обрыву.

Для исключения таких повреждений на воздушных промежутках выполняют экранирование контактных проводов стальными уголками 25х25х4 мм длиной 30–35 метров (рис. 195). Экраны монтируют на обеих ветвях промежутка для защиты в точках наезда и схода токоприемника.

Рис. 195. Схема установки экранов из стальных уголков на воздушном промежутке контактной сети: а) общее расположение; б, в) защита в зоне контакта.

Однако установка жестких экранов нежелательна на скоростных участках из-за ухудшения качества токосъема. На таких линиях применяют облегченные экраны из контактного провода и монтируют дугогасящие рога.

Дополнительной мерой защиты служат сигнальные указатели, устанавливаемые перед воздушными промежутками (рис. 196). Указатель подает машинисту сигнал, запрещающий проезд раздела питания с поднятым токоприемником, если одна из секций обесточена.

Рис. 196. Сигнальный указатель перед воздушным промежутком для предупреждения пережога проводов: 1 — сигнальные указатели «Опустить токоприемник», 2 — релейный шкаф, 3 — датчик, 4 — низковольтная линия.

Схема сигнального указателя включает датчики (реле напряжения), контролирующие наличие напряжения, низковольтную линию (110–220 В), релейный шкаф и сам указатель. При снятии напряжения с одной ветви реле замыкает цепь, активируя мигающий белый сигнал, по которому машинист обязан опустить токоприемник.

Обрыв контактных проводов может быть вызван не только пережогом, но и уменьшением сечения провода, а также экстремальными нагрузками от ветра и гололеда. Методы предотвращения этих повреждений рассматриваются в соответствующих технических нормативах.

Повреждения изоляторов, таких как подвесные и фиксаторные изоляторы П-4,5, чаще происходят из-за потери электрической прочности, чем из-за механических разрушений. Пробой или перекрытие изолятора обычно ведет к его механическому разрушению.

В связи с частотой повреждений все изоляторы и изолирующие полимерные вставки перед монтажом тщательно осматривают. Изоляторы типа П-4,5 дополнительно подвергают электрическим испытаниям напряжением 50 кВ переменного тока в течение одной минуты.

К эксплуатации не допускаются фарфоровые изоляторы с дефектами: отколами поверхности более 3 см², радиальными трещинами, оплавлением глазури, искривлением, качанием или проворачиванием арматурных стержней, а также трещинами в чугунных шапках.

В процессе монтажа и эксплуатации запрещены удары по изоляторам и сопряженной с ними арматуре. Изоляционные элементы в установленные сроки очищают и осматривают. Стеклопластиковые вставки после чистки покрывают кремнийорганическим вазелином КВ-3. Гирлянды изоляторов подвергают профилактической дефектировке без демонтажа при помощи изолированных штанг.

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.