Контактная сеть железных дорог. Электроснабжение железных дорог — напряжение контактной сети. Как запитываются ЖД пути. Арматура контактной сети

ГОСТ 32679-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОНТАКТНАЯ СЕТЬ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Технические требования и методы контроля

Contact line for railway. Technical requirements and control methods

МКС 29.280
ОКП 31 8533

Дата введения 2015-09-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (ОАО "ВНИИЖТ")

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 "Железнодорожный транспорт"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 июня 2014 г. N 45-2014)

За принятие проголосовали:

Настоящий стандарт может быть применен на добровольной основе для соблюдения требований технических регламентов "О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта" и "О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта"

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 09 октября 2014 г. N 1285-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32679-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2015 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на железнодорожную контактную сеть (далее - контактная сеть) и устанавливает технические требования и методы контроля к контактной сети постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного тока напряжением 25 кВ, предназначенной для передачи электроэнергии к железнодорожному электроподвижному составу, движущемуся со скоростями до 250 км/ч.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2584-86 Провода контактные из меди и ее сплавов. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9238-2013 Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений

ГОСТ 12393-2013 Арматура контактной сети железной дороги линейная. Общие технические условия

ГОСТ 12670-99 Изоляторы фарфоровые тарельчатые для контактной сети электрифицированных железных дорог. Общие технические условия

ГОСТ 13276-79 Арматура линейная. Общие технические условия

ГОСТ 13837-79 Динамометры общего назначения. Технические условия

ГОСТ 16350-80 Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей

ГОСТ 17703-72 Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 18311-80 Изделия электротехнические. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 23875-88 Качество электрической энергии. Термины и определения

ГОСТ 24291-90 Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения

ГОСТ 27744-88 Изоляторы. Термины и определения

ГОСТ 30284-97* Изоляторы полимерные стержневые для контактных сетей электрифицированных железных дорог. Общие технические условия
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей . - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 32623-2014 Компенсаторы контактной подвески железной дороги. Технические условия

ГОСТ 32697-2014 Тросы контактной сети железной дороги несущие. Технические условия

ГОСТ 32895-2014 Электрификация и электроснабжение железных дорог. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 17703 , ГОСТ 18311 , ГОСТ 23875 , ГОСТ 24291 , ГОСТ 27744 , ГОСТ 32895 , а также следующие термины с соответствующими определениями:
_______________
В Российской Федерации вместо указанного стандарта действует ГОСТ Р 54130-2010 "Качество электрической энергии. Термины и определения".

3.1 переходной пролет (железнодорожной контактной подвески): Пролет контактной подвески, на смежных опорах которого расположены контактные провода двух смежных анкерных участков.

3.2 расчетная длина переходного пролета: Длина пролета, полученная в результате расчета при проектировании.

4 Технические требования

4.1 Общие положения

4.1.1 Части контактной сети, за исключением контактной подвески и фиксирующих ее элементов, должны быть расположены за пределами габарита приближения строений по ГОСТ 9238 :

С - для линий со скоростью движения до 160 км/ч;

С - " " " " " свыше 160 до 250 км/ч.

4.1.2 Несущая способность конструкций контактной сети должна соответствовать расчетным значениям, приведенным в национальных нормах проектирования.
_______________
СТН ЦЭ 141-99 "Нормы проектирования контактной сети", утвержденные МПС России от 26.04.2001.

4.1.3 Климатический район для определения технических требований и климатического исполнения устройств контактной сети должен быть выбран по ГОСТ 16350 .

4.2 Конструктивные требования

4.2.1 Высота подвеса контактного провода должна быть ограничена габаритом железнодорожного подвижного состава при сложенном и опущенном токоприемнике и габаритом приближения строений.

Высота подвеса контактного провода вне искусственных сооружений должна быть не менее:

- на перегонах и железнодорожных станциях - 5750 мм;

- на железнодорожных переездах - 6000 мм.

Высота подвеса контактного провода в пределах искусственных сооружений должна быть, мм, не менее:

- 5550 - для контактной сети постоянного тока напряжением 3 кВ;

- 5570 - для контактной сети переменного тока напряжением 25 кВ.

Высота подвеса контактного провода должна быть не более 6800 мм.

Рисунок 1 - Расстояния между сооружениями, устройствами контактной сети, токоприемниками и подвижным составом

4.2.2 Расстояние А от частей токоприемника и контактной сети, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и железнодорожного подвижного состава (см. рисунок 1) должно быть не менее:

- 200 мм - для контактной сети при напряжении 3 кВ;

- 270 мм - " " " " " 25 кВ.

4.2.3 Расстояние от оси любого железнодорожного пути на перегонах до ближайшей точки поверхности опоры контактной сети на прямых участках пути и на кривых с радиусом более 3000 м должно быть не менее:

- 3,1 м - для участков железнодорожных линий со скоростью до 120 км/ч;

- 2,75 м - " " " " " в особо трудных условиях со скоростью до 120 км/ч;

- 3,3 м - для участков железнодорожных линий со скоростью свыше 120 до 250 км/ч;

- 5,7 м - в выемках в климатических районах со снежным покровом более 14 дней в году по ГОСТ 16350 и на выходах из них на длине 100 м для всех железнодорожных линий.

Отклонения при установке опор контактной сети допускаются только в сторону увеличения габарита, но не более чем 150 мм от проектного положения.

В выемках опоры контактной сети следует устанавливать за пределами кюветов с полевой стороны.

На кривых участках железнодорожного пути радиусом до 3000 м указанные расстояния должны быть увеличены на уширение горизонтального расстояния между осями путей в соответствии с ГОСТ 9238 (таблица Ж.5).

4.2.4 Расстояние от оси любого железнодорожного пути на железнодорожных станциях до ближайшей точки поверхности опоры контактной сети должно быть не менее 2,45 м.

4.2.5 Параметры и конструкцию контактной подвески выбирают по нормативному документу.

4.3 Требования к зигзагу контактного провода

4.3.1 Контактные провода на прямом участке железнодорожного пути и участке с радиусом кривой более 3000 м следует располагать зигзагообразно относительно оси пути с чередованием расположения зигзага относительно оси пути у смежных опор. Зигзаг должен составлять (300±100) мм, за исключением ромбовидной контактной подвески, где зигзаг должен быть в пределах 300-400 мм.

На кривых участках железнодорожного пути радиусом до 3000 м зигзаг контактного провода должен быть не более 450 мм, таким образом, чтобы проекция контактного провода на плоскость пути в середине пролета располагалась не далее чем 400 мм от оси пути.

Зигзаг контактных проводов ромбовидной контактной подвески должен быть в пределах 300-400 мм.

4.3.2 Зигзаг контактного провода при двойном контактном проводе относится к наружному от оси токоприемника проводу. Контактные провода при этом в точках фиксации должны быть расположены на расстоянии от 40 до 60 мм друг от друга.

4.3.3 Зигзаги контактного провода должны быть устроены таким образом, чтобы любые три смежные точки фиксации не находились на прямой линии.

4.4 Требования к длине пролета контактной сети

4.4.1 Длина пролета должна быть определена как наименьшая полученная из двух расчетных режимов:

- наибольшей ветровой нагрузки;

- наибольшей гололедной нагрузки при одновременной ветровой нагрузке.

4.4.2 Длину пролета со средней анкеровкой необходимо сокращать при компенсированной подвеске на 5%, при полукомпенсированной - на 10% относительно допустимой длины пролета.

4.4.3 Длины двух смежных пролетов не должны отличаться более чем:

- на 25% - для участков железнодорожных линий со скоростью до 120 км/ч;

- на 15% - " " " " " свыше 120 км/ч до 250 км/ч.

4.5 Требования к фиксаторам

Конструкция фиксатора должна обеспечивать:

- отжатие контактного(ых) провода(ов) не менее 250 мм;

- продольное перемещение контактного(ых) провода(ов) не менее 500 мм в обе стороны от среднего положения фиксатора.

4.6 Требования к анкерным участкам и компенсаторам контактной подвески

4.6.1 Длина анкерного участка должна быть, м, не более:

-1600 - для участков со скоростью движения поездов до 120 км/ч;

-1400 - " " " " " более 120 км/ч.

При длине анкерного участка менее 700 м компенсатор контактной подвески, как правило, должен быть установлен с одной стороны, среднюю анкеровку при этом не применяют.

4.6.2 Отклонение значения натяжения контактного провода и несущего троса от проектного значения по всей длине анкерного участка должно быть не более ±5%.

4.6.3 Компенсаторы контактной сети должны соответствовать требованиям ГОСТ 32623 .

4.7 Требования к сопряжениям анкерных участков контактной сети

4.7.1 Сопряжения анкерных участков контактной сети должны обеспечивать взаимное продольное перемещение образующих эти сопряжения проводов, а также плавный переход полозов токоприемников с контактного провода одного анкерного участка на контактный провод другого.

4.7.2 Сопряжения анкерных участков контактной сети должны быть выполнены по одному из следующих вариантов:

- с одним переходным пролетом;

- с двумя переходными пролетами;

- с тремя переходными пролетами.

4.7.3 Длину переходного пролета контактной сети выбирают в соответствии с 4.4.1.

Длина переходных пролетов контактной сети менее 30 м не допускается.

4.7.4 Сопряжения анкерных участков контактной сети рекомендуется принимать:

- с одним переходным пролетом при длине пролета более 45 м;

- с двумя и тремя переходными пролетами при длине пролета менее 45 м.

4.7.5 На неизолирующих сопряжениях анкерных участков контактной сети расстояние в горизонтальной плоскости между внутренними сторонами контактных проводов, взаимодействующих с токоприемником, в переходных пролетах должно быть не менее 100 мм.

Возвышение отходящего на анкеровку контактного провода над рабочим проводом в месте, где проекция нерабочей ветви контактного провода, идущего на анкеровку, пересекается с внутренней стороной головки рельса, должно быть не менее 300 мм.

4.7.6 На изолирующих сопряжениях анкерных участков контактной сети с нормально включенными продольными разъединителями расстояние в горизонтальной плоскости между внутренними сторонами контактных проводов, взаимодействующих с токоприемником, в переходных пролетах должно быть, мм, не менее:

- 500 - для контактной сети переменного тока напряжением 25 кВ;

- 400 - " " " " " 3 кВ.

На изолирующих сопряжениях анкерных участков контактной сети с нормально отключенными продольными разъединителями это расстояние должно составлять не менее 550 мм независимо от рода тока.

4.7.7 Изолирующие сопряжения анкерных участков контактной сети с нормально отключенными продольными разъединителями, а также образующие нейтральные вставки должны быть оборудованы защитными устройствами от пережогов проводов контактной подвески электрической дугой. На железнодорожных путях с двусторонним движением защитные устройства должны быть установлены в обоих направлениях.

4.8 Требования к воздушным стрелкам контактной сети

4.8.1 Воздушная стрелка контактной сети должна обеспечивать беспрепятственное перемещение проводов контактной подвески при их температурном удлинении.

4.8.2 Конструкция воздушной стрелки контактной сети должна быть выполнена:

- с/без пересечением(ия) контактных проводов, если стрелочный железнодорожный перевод с маркой крестовины до 1/22;

- без пересечения контактных проводов при более пологом железнодорожном стрелочном переводе (марка крестовины не менее 1/22).

4.8.3 Вертикальная проекция точки пересечения контактных проводов на воздушной стрелке контактной сети на уровне головки рельсов обыкновенного стрелочного перевода должна быть расположена в пределах заштрихованной области на указанном расстоянии от осей путей (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Расположение на плоскости пути обыкновенного стрелочного перевода проекции точки пересечения контактных проводов воздушной стрелки

4.8.4 Вертикальная проекция точки пересечения контактных проводов на воздушной стрелке контактной сети на уровне головки рельсов при перекрестном и глухом стрелочном переводах должна быть расположена в пределах заштрихованной области на указанном расстоянии от осей путей (см. рисунок 3).

Рисунок 3 - Расположение на плоскости пути при перекрестном и глухом стрелочном переводах проекции точки пересечения контактных проводов воздушной стрелки

4.8.5 Контактные провода контактной сети главных железнодорожных путей или железнодорожных путей преимущественного направления движения поездов на воздушных стрелках с пересечением должны быть расположены снизу.

4.9 Требования к электрическим соединениям контактной сети

4.9.1 Для электрического соединения проводов контактной сети необходимо применять линейную арматуру контактной сети, соответствующую требованиям ГОСТ 12393 , и линейную арматуру, соответствующую требованиям ГОСТ 13276 .

4.9.2 Поперечные электрические соединители контактной сети устанавливают:

- между проводами контактной сети в местах подключения шлейфов разъединителей;

- с обеих сторон воздушной стрелки контактной сети за пределами зоны подхвата;

- с обеих сторон секционного изолятора контактной сети на расстоянии не более одного пролета;

- между проводами подвесок контактной сети на неизолирующих сопряжениях;

- между контактными подвесками контактной сети станционных железнодорожных путей, объединенных в одну секцию;

- в промежуточных пролетах контактной сети между несущим тросом и контактным проводом, за пределами рессорного троса или опорной струны, где это необходимо по тепловым расчетам;

- между проводами контактной подвески и усиливающими проводами контактной сети в местах их подключения к питающей линии контактной сети.

4.9.3 Электрические соединители контактной сети должны быть выполнены из провода марки М95 или М120 по ГОСТ 32697 .

4.10 Требования к опорам и анкерам контактной сети

В контактной сети следует применять стойки опор, фундаменты опор, анкеры соответствующие требованиям национальных стандартов государств, приведенных в предисловии.
_______________
В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 54270-2010 "Стойки для опор контактной сети железных дорог. Технические условия", ГОСТ Р 54272-2010 "Фундаменты для опор контактной сети железных дорог. Технические условия" и ГОСТ Р 54271-2010 "Анкеры для контактной сети железных дорог. Технические условия".

4.11 Требования к изоляторам контактной сети

В контактной сети следует применять изоляторы, соответствующие требованиям ГОСТ 12670 , ГОСТ 30284 , а также изоляторы контактной сети и секционные изоляторы, соответствующие требованиям национальных стандартов.
_______________
В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 55648-2013 "Изоляторы для контактной сети железных дорог. Общие технические условия" и ГОСТ Р 55649-2013 "Изоляторы секционные для контактной сети железных дорог. Общие технические условия".

4.12 Требования к проводам контактной сети

В контактной сети следует применять провода, соответствующие требованиям ГОСТ 2584 и ГОСТ 32697 .
_______________
В Российской Федерации применяют ГОСТ Р 55647-2013 "Провода контактные из меди и ее сплавов для электрифицированных железных дорог. Технические условия".

5 Методы контроля

5.1 Общие требования

Контроль параметров осуществляют методами, указанными в таблице 1.

Таблица 1 - Методы контроля параметров

5.2 Измерения на соответствие требованиям 4.2.1, 4.3, 4.7.5, 4.7.6 должны быть проведены с помощью мобильного измерительно-вычислительного комплекса для измерения параметров контактной сети или рулеткой и линейкой при температуре окружающего воздуха от минус 50°С до плюс 45°С. Требования к погрешности измерения приведены в таблице 2.

Таблица 2

Измерения проводят при скорости движения до 70 км/ч один раз в одном направлении. Результаты измерения должны быть записаны на электронный носитель.

Результаты измерений обрабатывают в соответствии с требованиями ГОСТ 8.207 и выбирают наименьшие и наибольшие значения в каждом пролете и сопряжении анкерных участков контактной сети.
_______________
В Российской Федерации действует ГОСТ Р 8.736-2011 "Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения".

5.3 Измерение на соответствие требованиям 4.4, 4.6.1, 4.7.3 должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 50°С до плюс 45°С.

Измерения должны быть проведены с помощью измерительной рулетки по ГОСТ 7502 с диапазоном измерений 0-100 м и классом точности 3.

Измерения проводят в каждом пролете анкерного участка контактной сети. Измерение нужно проводить между поверхностями соседних опор одного пролета, расположенных с одной географической стороны опор в горизонтальной плоскости верхнего уровня головки ближайшего рельса.

Длину анкерного участка контактной сети измеряют путем нескольких последовательных измерений между крайними опорами анкерного участка вдоль рельса железнодорожного пути и арифметического сложения результатов измерений.

5.4 Измерение отжатия контактного провода в точке фиксации должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 15°С до плюс 30°С.

Измерения проводят с помощью:

- линейки по ГОСТ 427 с диапазоном измерения 0-300 мм и классом точности 1;

- динамометра по ГОСТ 13837 классом точности 2.

Для измерений выбирают случайным способом четыре фиксатора на анкерном участке.

В вертикальной плоскости рядом с фиксатором закрепляют линейку и отмечают на линейке положение фиксатора. Затем к точке фиксации прикладывают вертикальную нагрузку, направленную вверх. Нагрузки измеряют с помощью динамометра. Нагрузку увеличивают до тех пор, пока перемещение контактного провода от отмеченного на линейке места не достигнет 250 мм. При этом нагрузка должна быть не более 650 Н. После снятия нагрузки провод должен вернуться в исходное положение. Измерение отжатия должно быть проведено не менее трех раз.

5.5 Измерение продольного перемещения контактных проводов в точке фиксации должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 15°С до плюс 30°С.

Измерения проводят с помощью линейки по ГОСТ 427 с диапазоном измерения 0-1000 мм и классом точности 1.

Для измерения на анкерном участке выбирают случайным образом четыре фиксатора, за исключением фиксаторов, расположенных на переходных опорах.

В горизонтальной плоскости рядом с фиксатором закрепляют линейку и отмечают на линейке положение фиксатора. Отсоединяют фиксатор от контактного провода и устанавливают его в среднее положение. С помощью приложения нагрузки к фиксатору вдоль оси железнодорожного пути перемещают фиксатор в одну и другую стороны, при этом фиксируют его крайние положения на горизонтально закрепленной линейке.

5.6 Измерение расстояния от частей токоприемника и контактной сети, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и подвижного состава должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 20°С до минус 5°С.

Измерение проводят с помощью лазерного габаритомера с диапазоном измерения не менее чем от 0 до 7300 мм и классом точности 1 и измерительного токоприемника.

С помощью габаритомера проводят сканирование поперечного сечения внутренней поверхности искусственного сооружения с диапазоном сканирования вдоль пути 5 мм.

На полученный поперечный профиль накладывают профиль поперечного сечения измерительного токоприемника и определяют расстояние между поверхностью токоприемника до поверхности заземленных частей искусственного сооружения.

5.7 Измерение расстояния от оси железнодорожного пути на перегонах до ближайшей точки поверхности опоры контактной сети должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 15°С до плюс 30°С.

Измерение проводят с помощью рулетки по ГОСТ 7502 с диапазоном измерений 0-10 м и классом точности 2 и контрольного стержня, длина которого составляет (2000±5) мм, и поперечной жесткостью не менее 0,1 Н/мм.

На ближайший железнодорожный путь от опоры контактной сети прикладывают контрольный стержень напротив опор и отмечают ось железнодорожного пути на стержне. Затем измеряют расстояние с помощью измерительной рулетки между осью железнодорожного пути и ближайшей точки поверхности стойки опоры контактной сети.

5.8 Измерение натяжения контактного провода и несущего троса должно быть проведено при температуре окружающего воздуха от минус 15°С до плюс 30°С.

Измерение проводят с помощью динамометра по ГОСТ 7502 с пределом измерений до 30000 Н и классом точности 2.

Для измерения на анкерном участке выбирают четыре пролета. Два пролета должны быть смежными с пролетом, где расположена средняя анкеровка контактной сети, другие два пролета - рядом с переходными пролетами.

С помощью динамометра проводят измерение натяжения контактного провода и несущего троса в середине выбранных пролетов.

5.9 Расстояния от вертикальной проекции точки пересечения контактных проводов на воздушной стрелке контактной сети на уровне головки рельсов до точки пересечения осей железнодорожного пути измеряют с помощью линейки по ГОСТ 427 с диапазоном измерения 0-2000 мм и классом точности 1. К возможным крайним точкам пересечения контактных проводов прикрепляют отвес и измеряют расстояние между осями железнодорожных путей и отвесом на уровне головки рельсов.

5.10 Результаты измерений оформляют в виде таблицы. Форма таблицы приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Форма таблицы результатов измерений

УДК 621.332:006.354 МКС 29.280 ОКП 31 8533

Ключевые слова: контактная сеть, технические требования, методы контроля
__________________________________________________________________________

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание

М.: Стандартинформ, 2015

Инфраструктура электроподвижных составов в обязательном порядке включает в состав контактные сети. Благодаря такому обеспечению реализуется снабжение целевых токоприемников, которые, в свою очередь, приводят в движение транспортные средства. Существует множество разновидностей таких сетей, но все они представляют собой совокупность кабелей, фиксирующих и арматурных элементов, обеспечивающих питание от Также контактная сеть применяется и для обслуживания неподвижных объектов, среди которых различные переезды и станции освещения.

Общие сведения о контактных сетях

Это часть технического сооружения, которое входит в комплекс электрифицированных путей и дорог. Основной задачей данной инфраструктуры является передача энергии от до электрического подвижного состава. В целях обеспечения возможности снабжения техники энергией от нескольких подстанций контактная сеть разбивается на несколько участков. Таким образом, происходит формирование секций, каждую из которых питают отдельным фидером от конкретного источника.

Секционирование также используется для облегчения ремонтных операций. Например, в случае повреждения линии будет прекращена передача энергии только на одном участке. Неисправную проводку при необходимости можно подключить к работающей подстанции, что сократит время простоя. Кроме того, контактная сеть железных дорог обеспечивается специальными изоляторами. Такое решение обусловлено тем, что случайное образование дуги в момент прохождения токосъемников может нарушить основную оболочку проводов.

Устройство контактных сетей

Сети такого типа представляют собой целый комплекс из компонентов электрической инфраструктуры. В частности, типовое устройство данного сооружения включает силовые кабели, специальные подвески, арматуру и специальные ее части, а также опорные конструкции. На сегодняшний день применяется инструкция, в соответствии с которой детали, арматура контактной сети и провода проходят специальную процедуру термодиффузионной оцинковки. Элементы из низкоуглеродистой и подвергаются защитной обработке для повышения прочности и долговечности коммуникаций.

Особенности воздушных контактных сетей

Воздушные сети наиболее распространены благодаря экономии пространства и более эффективной организации электрических линий. Правда, есть и недостатки такого устройства, которые выражаются в более высоких затратах на монтаж и техобслуживание. Итак, воздушная контактная сеть включает в себя несущий трос, арматуру, провода, стрелки с пересечениями, а также изоляторы.

Основные конструкционные особенности сетей такого типа сводятся к способу размещения. Коммуникации подвешивают на специальные опоры. При этом между точками установки могут отмечаться провисания проводов. Полностью устранить этот изъян невозможно, но его наличие может наносить вред К примеру, если опора контактной сети допускает сильное провисание, то движущийся вдоль кабеля токоприемник в местах подвески может терять связь со своей линией.

Контактные сети железных дорог

В данном случае речь идет о классическом исполнении контактной сети. Именно железные дороги задействуют наибольшие объемы материалов для электрификации подвижных составов. Сам провод для таких целей производится из электролитической твердотянутой меди с площадью сечения до 150 мм 2 . Что касается опорных элементов, то контактная сеть железных дорог обеспечивается железобетонными или металлическими установками, высота которых может достигать 15 м. Промежутки от оси крайних путей до наружных сторон опор на станциях и перегонах составляют не более 310 см. Правда, бывают исключения - например, в трудных условиях технология допускает сокращение промежутка до 245 см. Методы защиты проводов такого типа используются традиционные - разделение на отдельные участки, применение изоляторов и нейтральных вставок.

Контактная сеть троллейбуса

По сравнению с рельсовым транспортом, движение троллейбуса не предполагает постоянной электрической связи с поверхностью. Также повышаются требования к маневренности, что обусловливает изменения в организации инфраструктуры электрификации. Эти отличия и определили главную особенность электросетей для троллейбусов - наличие двупроводных линий. При этом каждый провод фиксируется с небольшими промежутками и снабжается надежной изоляцией. В результате контактная сеть усложняется и на прямых участках, и в зонах разветвлений и пересечений. К особенностям можно отнести и широкое применение секционирования с соответствующими изоляторами. Но в данном случае оболочка не только защищает провода от контактов между собой, но и оберегают материал в местах пересечения. Помимо этого, в инфраструктуре троллейбусных сетей не допускается применение дуговых токоприёмников и пантографов.

Контактные сети трамваев

В трамвайных контактных сетях обычно используются провода из меди и схожих по характеристикам сплавов. Также не исключается возможность использования сталеалюминиевых проводов. Сопряжение секций с разной высотой подвески выполняется с уклоном проводки по отношению к продольному профилю пути. При этом отклонение может варьироваться от 20 до 40 % в зависимости от сложности и условий участка прокладки линии. На прямых участках контактная сеть трамвая располагается зигзагообразно. При этом шаг зигзага - независимо от типа подвески - не превышает четырех пролетов. Необходимо отметить и величину отклонения контактных кабелей от оси токоприемника - эта величина, как правило, составляет не больше 25 см.

Заключение

Несмотря на технологическое развитие систем электрификации, контактные сети в основных конструкционных вариантах сохраняют традиционное устройство. Изменения в плане улучшения технико-эксплуатационных параметров затрагивают лишь некоторые аспекты применения деталей. В частности, контактная сеть все чаще снабжается элементами, прошедшими термодиффузионную оцинковку. Дополнительная обработка несомненно, повышает надежность и долговечность линий, но радикальному техническому совершенствованию способствует в минимальной степени. Это же относится к трамвайным и троллейбусным электрическим сетям, в которых, правда, за последнее время существенно усовершенствовались фиксирующие устройства, прочность арматуры и деталей подвесных конструкций.

Энергия, потребляемая железнодорожным транспортом, расходуется на обеспечение тяги поездов и питания нетяговых потребителей: станций, депо, мастерских, устройств регулирования движения поездов.

В систему электроснабжения электрифицированных железных дорог входят электростанции, районные трансформаторные подстанции, сети и линии электропередач, которые называют внешним электроснабжением. К внутреннему или тяговому электроснабжению относят тяговые подстанции и электротяговую сеть.

На электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток напряжением 6…21 кВ частотой 50 ГЦ. На трансформаторных подстанциях напряжение тока повышают до 750 кВ, в зависимости от дальности передачи электрической энергии потребителям. Вблизи мест потребления электроэнергии напряжение понижают до 110…220 кВ и подают в районные сети, к которым подключены тяговые подстанции электрифицированных железных дорог и трансформаторные подстанции дорог с тепловозной тягой.

Тяговая сеть состоит из контактных и рельсовых проводов, которые представляют соответственно питающую и отсасывающую линии. Участки контактной сети подсоединяют к соседним тяговым подстанциям.

На железных дорогах используют системы постоянного тока номинальным напряжением 3000 В и однофазного переменного тока номинальным напряжением 25 кВ частотой 50 Гц.

Основными параметрами, характеризующими систему электроснабжения электрифицированных железных дорог, являются мощность тяговых подстанций, расстояние между ними и площадь контактной подвески.

Тяговые подстанции постоянного тока выполняют две функции: понижают напряжение подводимого трехфазного тока и преобразуют его в постоянный. Уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава при постоянном токе на любом блок-участке должен быть не более 4 кВ и не менее 2,7 кВ, а на отдельных участках допускается не менее 2,4 В. С учетом этих требований тяговые подстанции постоянного тока размещают недалеко друг от друга (10…20 км) при максимально допустимом сечении контактного провода.

Тяговые подстанции переменного тока служат только для понижения напряжения переменного тока (до 27, 5 кВ), получаемого от энергетических систем. На направлениях, электрифицированных на переменном токе с номинальным напряжением 25 кВ, расстояние между тяговыми подстанциями составляет 40…60 км. Площадь сечения проводов контактной сети в системе однофазного переменного тока примерно в два раза меньше, чем при постоянном токе. Однако конструкция локомотивов и электропоездов при переменном токе сложнее, а их стоимость выше.

Стыкование контактных сетей линий электрифицированных на разных системах тока осуществляется на специальных железнодорожных станциях.

Контактная сеть – это совокупность проводов, конструкций и оборудования, обеспечивающих передачу электрической энергии от тяговых подстанций к токоприемникам электрического подвижного состава.

Контактная сеть состоит из консолей, изоляторов, несущего троса, контактного провода, фиксаторов и струн и монтируется на металлических или железобетонных опорах (рис. 22.1).

Применяются простые (на второстепенных станционных и деповских путях) и цепные воздушные контактные сети. Простая контактная подвеска представляет собой свободно висящий провод, который закреплен на опорах. В цепной подвеске (рис. 22.1) контактный провод подвешен между опорами не свободно, а прикреплен к несущему тросу с помощью проволочных струн. Благодаря этому расстояние меду поверхностью головки и контактным проводом остается практически постоянным. Расстояние между опорами при цепной подвеске составляет 70…75 м.

Высота контактного провода над поверхностью головки рельса на перегонах и станциях должна составлять не менее 5750 мм, а на переездах – 6000…6800 мм.

Контактный провод изготавливают из твердотянутой электролитической меди специального профиля (рис. 22.2). Он может иметь площадь сечения 85, 100 или 150 мм2.

Опоры контактной сети применяют железобетонные (высотой до 15,6 м) и металлические (15 м и более). Расстояние от оси крайнего пути до внутреннего края опор на перегонах и станциях должно составлять не менее 3100 мм. На существующих электрифицированных линиях и в трудных условиях допускается сокращение указанного расстояния до 2450 мм – на станциях и до 2750 мм – на перегонах.

Для защиты контактной сети от повреждений ее секционируют (разделяют на отдельные участки – секции) с помощью воздушных промежутков (изолирующих сопряжений), нейтральных вставок, секционных и врезных изоляторов.

Воздушные промежутки устраивают для электрической изоляции смежных участков друг от друга. Воздушный промежуток выполняют таким образом, чтобы при проходе токоприемника электроподвижного состава сопрягаемые участки электрически соединялись. На границах воздушных промежутков устанавливают опоры контактной сети, имеющие отличительную окраску.

Нейтральной вставкой называется участок контактной сети, в котором постоянно отсутствует ток. Нейтральная вставка представляет собой несколько последовательно включенных воздушных промежутков и при прохождении электроподвижного состава обеспечивает электрическую изоляцию сопрягаемых участков.

Перегоны, промежуточные станции, группы путей в станционных парках выделяют в отдельные секции. Соединение или разъединение секций осуществляется посредством секционных разъединителей, размещаемых на опорах контактной сети или с помощью постов секционирования. Посты секционирования оборудуют защитной аппаратурой – автоматическими выключателями от коротких замыканий.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и других лиц все металлические конструкции (мосты, путепроводы, светофоры, гидроколонки и др.), непосредственно взаимодействующие с элементами контактной сети или находящиеся в радиусе 5 м от них, заземляют или оборудуют устройствами отключения. Также в зоне влияния контактной сети все подземные металлические сооружения изолируют от земли для предохранения их от повреждения блуждающими токами.

Устройство контактной сети: 1 – опора; 2 – тяга; 3 – консоль; 4, 9 – изоляторы; 5 – несущий трос: 6 – контактный провод; 7 – струна; 8 – фиксатор

Тема: какое напряжение подаётся на контактную сеть железных дорог, электроснабжение ЖД.

ЖД транспорт потребляет около 7% электроэнергии, которая вырабатывается электрическими станциями России. В большинстве своём она тратится на движение поездов (их тягу), а также недвижимые объекты (депо, станции, мастерские и системы регулирования движения ЖД транспорта). Помимо этого, к системе электроснабжения железных дорог могут быть подсоединены вблизи неё расположенные населенные пункты (небольшие) и промышленные предприятия. Система электроснабжения железных дорог (электрифицированных) состоит из внешней части (электрические станции, трансформаторные электроподстанции, электросети и линии силовых электрических передач) и тяговой (тяговые подстанции и тяговая электросеть).

На электрических станциях (тепловых, атомных, водных) производят трехфазный переменный электрический ток величиной напряжения 6-21 кВ и стандартной частотой 50 Гц. Для передачи электроэнергии напряжение на подстанциях увеличивают до 750 кВ (величина зависит от расстояния между станцией и потребителем). Вблизи самих потребителей электрический энергии напряжение снижают до 110-220 кВ и выдают на районные электросети, к которым также подключены и тяговые электроподстанции железных дорог (электрифицированных) и электрические подстанции дорог с топливной (тепловой) тягой.

Любое нарушение нормального электроснабжения железных дорог приводит перебоям в запланированном движении подвижных составов. Для того чтобы качественно обеспечить надежное электропитание тяговой электросети ЖД транспорта, обычно, заранее предусматривают ее электрическое подключение к двум различным независимым друг от друга источникам электроэнергии. Иногда допускается электропитание от 2х одноцепных электроснабжающих линий либо одной двухцепной.

Участки электрической контактной сети запитывают от соседних тяговых электроподстанций. Это даёт возможность более равномерно нагружать тяговые электрические подстанции и контактную электросеть, что способствует понижению различных потерь электрической энергии в тяговой электрифицированной сети.

Как известно, в России на железных дорогах применяют 2 системы электроснабжения: переменного однофазного тока и постоянного. Электрическая тяга на переменном трехфазном токе не получила практического распространения, так как технически очень сложно изолировать (защитить) расположенные близко силовые провода двух различных фаз контактной электросети (третья фаза - сами рельсы).

Подвижной состав (электрический) обеспечивают специальными тяговыми электродвигателями постоянного тока, поскольку предлагаемые модели электродвигателей переменного тока не отвечают определённым требованиям по надёжности и мощности. По этой причине ЖД линии снабжают системой переменного однофазного тока, а на самих составах (локомотивах) ставят специальное электрооборудование, которое преобразует переменный однофазный ток в постоянный.

Регламентированы номинальные величины напряжения, подаваемые на токоприемники подвижного электрического состава: 25 кВ - при переменном токе и 3 кВ - при постоянном. При этом имеются допустимые колебания электрического напряжения: при переменном токе - 21-29 кВ и при постоянном - 2,7-4 кВ. На определённых участках может допускаться уровень электрического напряжения не менее 19 кВ при переменном токе и 2,4 кВ при постоянном.

На электрифицированных железных дорогах, работающие на постоянном токе, силовые тяговые электроподстанции выполняют 2 задачи: снижают напряжение трехфазного тока и трансформируют его в постоянный. Всё электрооборудование, которое подаёт переменный электрический ток, располагается на открытом пространстве, а силовые выпрямители и дополнительные системы - в закрытых помещениях. От тяговых электроподстанций энергия поступает в контактную электросеть по запитывающей линии, который называется фидером.

P.S. Электроснабжение ЖД обусловлено своими особенностями в силу специфики самого этого транспорта. На различных участках и для различных транспортных средств рациональнее использование своего типа электрического тока и величины напряжения. Именно этим достигается максимальная эффективности и надёжность электроснабжения железнодорожного транспорта.

Комплекс устройств для передачи электроэнергии от тяговых подстанций к ЭПС через токоприёмники. Контактная сеть является частью тяговой сети и для рельсового электрифицированного транспорта обычно служит её фазой (при переменном токе) или полюсом (при постоянный токе); другой фазой (или полюсом) служит рельсовая сеть.
Контактная сеть может быть выполнена с контактным рельсом или контактной подвеской. Ходовые рельсы впервые были использованы для передачи электроэнергии движущемуся экипажу в 1876 русским инженером Ф. А. Пироцким. Первая контактная подвеска появилась в 1881 в Германии.
Основным элементами контактной сети с контактной подвеской (часто наз. воздушной) являются провода контактной сети (контактный провод, несущий трос, усиливающий провод и пр.), опоры, поддерживающие устройства (консоли, гибкие поперечины и жёсткие поперечины) и изоляторы. Контактные сети с контактными подвесками классифицируют: по виду электрифицированного транспорта, для которого контактная сеть предназначена,- магистрального, в т. ч. высокоскоростного, ж.-д., трамвая и карьерного транспорта, рудничного подземного транспорта и др.; по роду тока и номинальном напряжению питающегося от контактной сети ЭПС; по размещению контактной подвески относительно оси рельсового пути-для центрального (магистральный железнодорожный транспорт) или бокового (промышленный транспорт) токосъёма; по типам контактной подвески - контактные сети с простой, цепной или специальной подвеской; по особенностям выполнения - контактные сети перегонов, станций, для искусств, сооружений.
В отличие от др. устройств электроснабжения контактная сеть не имеет резерва. Поэтому к надёжности контактной сети предъявляют повышенные требования, с учётом которых осуществляются проектирование, строительство и монтаж, техническое обслуживание контактной сети и ремонт контактной сети.
Выбор общей площади сечения проводов контактная сеть обычно осуществляется при проектировании системы тягового электроснабжения. Все остальные вопросы решаются с помощью теории контактная сеть- самостоятельной научной дисциплины, становлению которой во многом способствовали работы сов. учёного И. И. Власова. Основан вопросами проектирования контактная сеть являются: выбор числа и марок её проводов в соответствии с результатами расчётов системы тягового электроснабжения, а также тяговых расчётов, выбор типа контактной подвески в соответствии с макс, скоростями движения ЭПС и др. условиями токосъёма; определение длины пролёта (главным образом по условию обеспечения её ветроустойчивости); выбор типов опор и поддерживающих устройств для перегонов и станций; разработка конструкций контактная сеть в искусств, сооружениях; размещение опор и составление планов контактная сеть станций и перегонов с согласованием зигзагов проводов и с учётом выполнения воздушных стрелок и элементов секционирования контактной сети (изолирующих сопряжений анкерных участков, секционных изоляторов и разъединителей). При выборе методов строительства и монтажа контактная сеть в ходе электрификации железных дорог стремятся, чтобы они в возможно меньшей степени отражались на перевозочном процессе при безусловном обеспечении высокого качества работ.
Основным производств, предприятия по сооружению контактной сети- строительно-монтажные поезда и электромонтажные поезда. Организация и методы технического обслуживания и ремонта контактной сети выбираются из условий обеспечения заданного высокого уровня надёжности контактной сети при наименьших трудовых и материальных затратах, безопасности труда работников районов контактной сети, возможно меньшего влияния на организацию движения поездов. Производств, приятием по эксплуатации контактной сети является дистанция электроснабжения.
Основные размеры (см. рис.), характеризующие размещение контактной сети относительно других пост, устройств ж. д.,- высота Н подвешивания контактного провода над уровнем верха головки рельса;


Основные элементы контактной сети и размеры, характеризующие её размещение относительно других постоянных устройств магистральных железных дорог: Пкс - провода контактной сети; О - опора контактной сети; И - изоляторы.
расстояние А от частей, находящихся под напряжением, до заземлённых частей сооружений и подвижного состава; расстояние Г от оси крайнего пути до внутреннего края опор контактной сети на уровне головок рельсов.
Совершенствование конструкций контактной сети направлено на повышение её надёжности при снижении стоимости строительства и эксплуатации. Ж.-б. опоры контактной сети и фундаменты металлической опор выполняются с учётом электрокоррозионного воздействия на их арматуру блуждающих токов. Увеличение срока службы контактного провода достигается, как правило, применением на токоприёмниках угольных контактных вставок.
При техническом обслуживании контактной сети на отечественных ж. д. без снятия напряжения используют изолирующие съёмные вышки, монтажные автомотрисы. Перечень работ, выполняемых под напряжением, был расширен благодаря применению двойной изоляции на гибких поперечинах, в анкерах проводов и др. элементах контактной сети Многие контрольные операции осуществляются средствами ихнего диагностирования, которыми оснащены вагоны-лаборатории. Оперативность переключений секционных разъединителей контактной сети значительно возросла благодаря применению телеуправления. Увеличивается оснащённость дистанций электроснабжения специализированным механизмами и машинами для ремонта контактной сети (например, для рытья котлованов и установки опор).
Повышению надёжности контактных сетей способствуют использование разработанных в нашей стране методов плавки гололёда, в т. ч. без перерыва движения поездов, электрорепеллентной защиты, ветроустойчивой ромбовидной контактной подвески и др. Для определения числа районов контактных сетей и границ участков обслуживания пользуются понятиями эксплуатационной длины и развёрнутой длины электрифицированных путей, равной сумме длин всех анкерных участков контактных сетей в заданных пределах. На отечественных железных дорог развёрнутая длина электрифицированных путей является учётным показателем для районов К. е., дистанций электроснабжения, отделений дорог, и более чем в 2,5 раза превышает эксплуатационных длину. Определение потребности в материалах на ремонтно-эксплуатационные нужды контактных сетей производится по её развёрнутой длине.

Контактной сетью называется специальная линия электропередачи, служащая для подвода электрической энергии к электроподвижному составу. Специфической ее особенностью является то, что она должна обеспечивать токосъем движущимся электровозам. Второй специфической особенностью контактной сети является то, что она, не может иметь резерва. Это обуславливает повышенные требования к надежности ее работы.
Контактная сеть состоит из контактной подвески пути, опор контактной сети, поддерживающих и фиксирующих в пространстве проводов контактной сети устройств. В свою очередь, контактная подвеска образуется системой проводов – несущего троса и контактных проводов. Для системы тяги постоянного тока имеется, как правило, два контактных провода в подвеске и один для системы тяги переменного тока. На рис. 6 приведен общий вид контактной сети.

Тяговая подстанция снабжает электроэнергией электроподвижной состав через контактную сеть. В зависимости от соединения контактной сети с тяговыми подстанциями и между контактными подвесками других путей многопутного участка в границах отдельной межподстанционной зоны различают следующие схемы: а) раз дельную двустороннюю;

Рис. 1. Общий вид контактной сети

б) узловую; в) параллельную.


а)

в)
Рис. 2. Основные схемы питания контактных подвесок путей а) – раздельная; б) – узловая; в) – параллельная. ППС- пункты параллельного соединения контактных подвесок различных путей; ПС – пост секционирования; ТП – тяговая подстанция

Раздельная двусторонняя схема – схема питания контактных подвесок, при которой энергия в контактную сеть поступает с двух сторон, (смежные тяговые подстанции работают параллельно на тяговую сеть), однако между собой контактные подвески электрически не соединяются в границах межподстанционной зоны. Область применения такой схемы – питание участков электрической железной дороги с непротяженными межподстанционными зонами и сравнительно равномерным электропотреблением по направлениям.
Узловая схема – схема, отличающаяся от предыдущей наличием электрической связи между подвесками путей. Такая связь осуществляется при помощи так называемых постов секционирования контактной сети. Техническое оснащение постов секционирования контактной сети позволяет в случае необходимости устранять не только поперечную связь между подвесками путей, но и продольную, разбивая контактную сеть в границах межподстанционной зоны на отдельные электрически не связанные между собой секции. Это существенно повышает надежность работы системы тягового электроснабжения. С другой стороны наличие узла в нормальных режимах позволяет более эффективно использовать контактные сети путей для передачи электрической энергии к электроподвижному составу, что дает существенную экономию энергии при неравномерном электропотреблении по направлениям. Следовательно, область применения такой подвески – участки электрической железной дороги с протяженными межподстанционными зонами и значительной неравномерностью электропотребления по направлениям.
Параллельная схема – схема, отличающаяся от узловой схемы большим числом электрических узлов между контактными подвесками путей. Применяется при еще большей неравномерности потребления электроэнергии по путям. Такая схема особенно эффективна при вождении тяжелых поездов.