Устройство контактной сети.

Контактная сеть троллейбуса — воздушная контактная сеть, предназначенная для передачи электроэнергии с тяговых подстанций на электроподвижной состав троллейбуса. Основными элементами контактной сети являются:

§ Опоры и опорные конструкции

§ Контактные подвески

§ Арматура и спецчасти

§ Контактные, питающие и усиливающие провода

В качестве опоры для контактной сети могут использоваться как столбы, рассчитанные на вес контактной сети, так и стены зданий и сооружений. Могут использоваться железобетонные или металлические столбы различных видов, которые могут также служить опорами уличного освещения. Крепление контактной подвески к стенам зданий осуществляется с использованием шумогасителей.

К специальным частям контактной сети относятся:

§ Троллейбусные стрелки

§ Троллейбусные (или трамвайно-троллейбусные) пересечения

§ Секционные изоляторы

§ Кривые держатели

§ Стыки компенсируемых проводов

§ Шумоглушитель

Отличия в конструкции контактной сети троллейбуса обусловлены тем, что в отличие от рельсового транспорта троллейбус не имеет постоянного электрического контакта с поверхностью, которую можно было бы использовать в качестве второго провода, а также требованием манёвренности — троллейбусу нужна возможность отклоняться от контактной сети как минимум на соседнюю полосу движения. В связи с этим возникли следующие особенности:

§ Контактная сеть троллейбуса — двухпроводная, причём провода закреплены на небольшом расстоянии и должны быть надёжно изолированы друг от друга. Это предполагает более сложную конструкцию как прямых участков сети, так и пересечений и разветвлений с широким применением секционных изоляторов, которые изолируют друг от друга не только секции электропитания, но и провода разной полярности в местах пересечения.

§ Невозможно использовать дуговой токоприёмник и пантограф. В основном используется штанга. Существовали и другие конструкции токоприёмников для троллейбуса, в основном соединяющие троллейбус с контактной сетью гибким проводом, но по большей части они не ушли дальше экспериментальных линий.

В свою очередь, необходимость использования штангового токоприёмника диктует дополнительные требования:

§ Необходимость сглаживания поворотов контактной сети. Угол излома в местах крепления провода к спецчасти не должен превышать 4°. Для сглаживания поворотов используются специальные кривые держатели.

§ Особые конструкции пересечений проводов, как троллейбусных между собой, так и с трамвайными.

§ Необходимость установки специальных стрелок, причём расходящиеся стрелки обязательно должны быть управляемыми.

§ Более сложная конструкция термокомпенсирующих устройств. Иногда, чтобы не устанавливать сложные устройства термокомпеснации применяют маятниковую подвеску, либо проводят ручные сезонные регулировки натяжения проводов.

Все эти особенности делают контактную сеть троллейбуса более сложной и тяжёлой, нагрузка на опоры значительно больше, а значит строже требования к самим опорам.

Виды контактной сети:

1) Простая некомпенсированная подвеска на гибких поперечинах.

1- контактный провод; 2 - поперечный трос; 3 - опора; 4- хомут; 5- пряжечный изолятор; 6-изолятор из дельта – древесины

Достоинства: простота, небольшие расходы на постройку.

Недостатки: значительное провисание проводов, плохая эластичность сети.

Такая подвеска проста в сооружении но сложна в обслуживании. При использовании такой подвески провисание контактного провода больше всего сказывается на износе токоприемников и контактного провода, поэтому опоры приходится располагать достаточно часто, а кроме того, более тщательно контролировать натяжение контактного провода.

2) Поперечно-цепная некомпенсированная подвеска.

Преимущество такой подвески в том, что троллейбус на ней может развивать бо́ льшую скорость чем на простой — до 50км/ч. Такую подвеску можно применять при большом расстоянии между опорами, при этом она лучше обеспечивает горизонтальное расположение контактных проводов.

3) Продольно – цепная подвеска на кронштейне.

(может выполняться компенсированной и некомпенсированной, а также на гибких поперечинах)

1-распорка; 2-кронштейн; 3-продольный трос; 4-контактный провод

Достоинства: хорошая эластичность, хороший контакт Недостатки: большая сложность, вес

4) Вариант крепления контактного провода на кронштейне при повороте линии.

Часто такой вариант подвески комбинируется с продольно-цепной для предотвращения перемещения проводов в горизонтальной плоскости.

5) Маятниковая подвеска.

Позволяет исключить как сезонные регулировки натяжения контактных проводов, так и сложные механизмы стабилизации натяжения. Кроме того она обеспечивает достаточно хорошую эластичность контактной сети. Наиболее выгодно использовать такую подвеску в регионах с резко континентальным климатом.

Типовые исполнения полужёстких подвесов контактной сети троллейбуса.

1-подвес неизолированный двуплечий (ПНД); 2-место закрепления контактного провода; 3-изолятор из дельта-древесины; 4-пряжечный изолятор

Профили контактных проводов

Контактный провод – наиболее ответственный элемент контактной подвески, непосредственно осуществляющий контакт с токоприемниками ЭПС в процессе токосъема. Как правило, используют один или два контактных провода. Два провода обычно применяют при съеме токов более 1000 А. На отечественных ж. д. применяют контактные провода с площадью сечения 75, 100, 120, реже 150 мм2; за рубежом – от 65 до 194 мм2. Форма сечения провода претерпевала некоторые изменения; в нач. 20 в. профиль сечения приобрел форму с двумя продольными пазами в верхней части – головке, служащими для закрепления на проводе арматуры контактной сети. В отечественной практике размеры головки (рис. 8.12) одинаковы для различных площадей сечения; в других странах размеры головки зависят от площади сечения. В России контактный провод маркируют буквами и цифрами, указывающими материал, профиль и площадь сечения в мм2 (например, МФ-150 – медный фасонный, площадь сечения 150 мм2).

Широкое распространение в последние годы получили низколегированные медные провода с присадками серебра, олова, которые повышают износо- и термостойкость провода. Лучшие показатели по износостойкости (в 2-2, 5 раза выше, чем у медного провода) имеют бронзовые медно-кадмиевые провода, однако они дороже медных, а их электрическое сопротивление выше. Целесообразность применения того или иного провода определяется технико-экономическим расчетом с учетом конкретных условий эксплуатации, в частности при решении вопросов обеспечения токосъема на высокоскоростных магистралях. Определенный интерес представляет биметаллический провод (рис. 8.13), подвешиваемый в основном на приемо-отправочных путях станций, а также комбинированный сталеалюминиевый провод (контактная часть – стальная, рис. 8.14).

В процессе эксплуатации происходит изнашивание контактных проводов при токосъеме. Различают электрическую и механическую составляющие износа. Для предотвращения обрыва проводов из-за возрастания растягивающих напряжений нормируется максимальное значение износа (например, для провода с площадью сечения 100 мм допускаемый износ составляет 35 мм2); по мере увеличения износа провода периодически уменьшают его натяжение.

При эксплуатации разрыв контактного провода может произойти в результате термического воздействия электрического тока (дуги) в зоне взаимодействия с другим устройством, т. е. в результате пережога провода. Наиболее часто пережоги контактного провода происходят в следующих случаях: над токоприемниками неподвижного ЭПС вследствие КЗ в его высоковольтных цепях; при подъеме или опускании токоприемника из-за протекания тока нагрузки или КЗ через электрическую дугу; при увеличении контактного сопротивления между проводом и контактными вставками токоприемника; наличии гололеда; замыкании полозом токоприемника раз-нопотеициальных ветвей изолирующего сопряжения анкерных участков и др.

Основными мерами предотвращения пережогов провода являются: повышение чувствительности и быстродействия защиты от токов КЗ; применение на ЭПС блокировки, препятствующей подъему токоприемника под нагрузкой и принудительно отключающей ее при опускании; оборудование изолирующих сопряжений анкерных участков защитными устройствами, способствующими гашению дуги в зоне возможного ее возникновения; своевременные меры, предотвращающие гололедные отложения на проводах, и др.

Секционные изоляторы

Секционный изолятор предназначен для разделения контактной сети троллейбуса, трамвая или электрифицированных железных дорог на участки, т. н. секции. Каждая секция запитывается отдельным фидером, что позволяет ремонтировать отдельные участки не обесточивая всей контактной сети, запитывать эти участки от разных тяговых подстанций и т. д.

Основная задача секционного изолятора — обеспечить надежную изоляцию секций, не ограничивая при этом возможности проезда через него токосъемников. Основным препятствием в этом является электрическая дуга, возникающая при проходе токосъемника. Чтобы уменьшить воздействие дуги используется дугогасительное устройство из катушки и дугогасительной камеры. В случае образования дуги она увлекается магнитным полем дугогасительной катушки в дугогасительную камеру, где растягивается, охлаждается и гаснет. Несмотря на наличие дугогасящей камеры, при проходе секционного изолятора необходимо отключить двигатель.

Секционный изолятор троллейбуса (СИ-6Д, схема) 1-концевые зажимы 2-дугогасящая катушка 3-дугогасящая камера 4-ходовые элементы 5-изоляционный брус

Требования к монтажу контактной сети