Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчетные нагрузки, действующие на провода

Обозначение нагрузки	Станция	Перегон
главный путь	боковой путь	нулевой уровень	насыпь

Рис. 1. Результирующие нагрузки на провод при ветре максимальной

интенсивности (а) и гололеде с ветром (б)

5 Определение максимальной длины пролета между опорами контактной сети

Определение максимальной длины пролета цепной контактной подвески осуществляется в три этапа:

1) расчет длины пролета без учета влияния несущего троса на отклонение контактного провода (простая подвеска);

2) расчет эквивалентной нагрузки, учитывающей влияние несущего троса на ветровое отклонение контактного провода;

3) расчет длины пролета с учетом влияния несущего троса на отклонение контактного провода (цепная подвеска).

Максимальная длина пролета между опорами контактной сети без учета влияния несущего троса определяется по формулам:

- для прямого участка пути

=2 (18)

- для кривого участка пути

= (19)

где – число контактных проводов;

номинальное натяжение контактного провода;

– максимальное допускаемое отклонение контактного провода, равное 0,5 м для прямого участка пути и 0,45 м – для кривого;

– зигзаг контактного провода (а = 0,3 м) или его вынос на кривой
(а = 0,4 м), м;

– изменение прогиба опор на уровне контактного провода при действии ветровой нагрузки, (приложение В.8), м;

– радиус кривой, м;

– горизонтальная составляющая линейной ветровой нагрузки, передающейся с контактного провода через струны на несущий трос, Н/м;

– горизонтальная нагрузка на контактный провод, соответствующая расчетному режиму Н/м;

Максимальная длина пролета при двух контактных проводах не должна по условиям токосъема быть более 75 м и при одном контактном проводе – более 70 м /2/.

Вначале, по формулам (18) и (19), определяется максимальная длина пролета без учета влияния несущего троса при , затем определяют горизонтальную составляющую линейной ветровой нагрузки, передающейся с контактного провода через струны на несущий трос (эквивалентная нагрузка) , по выражению:

(20)

где – горизонтальные нагрузки на контактный провод и несущий трос при расчетном режиме, Н/м;

– результирующие нагрузки на трос, определенные для расчетного режима, Н/м;

– нагрузка от силы тяжести контактного провода (таблица В.1), Н/м;

Т – натяжение несущего троса при расчетном режиме, Н/м;

– длина пролета простой подвески, рассчитанная по формулам (18) и (19), м;

– длина подвесной гирлянды изоляторов несущего троса, определяемая по таблице В.9, м;

– средняя длина струны в средней части пролета, м;

– прогиб опоры под воздействием ветра на уровне крепления несущего троса, (таблица В.8), м.

Величина характеризует взаимодействие несущего троса и контактного провода в пролете. Эта величина может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Знак минус указывает на то, что несущий трос способствует еще большему отклонению контактного провода от оси пути под действием ветра, знак плюс – на то, что несущий трос препятствует такому отклонению.

При расчете величины натяжение несущего троса при ветре максимальной расчетной интенсивности для полукомпенсированной подвески следует принимать Т=0,7 при медном и Т=0,75 при биметаллическом несущем тросе. В случае, если расчетная ветровая нагрузка сопутствует гололедообразованию, натяжение несущего троса принимается Т= . Для компенсированных подвесок во всех случаях Т= .

Величина , необходимая для определения величины , находится из уравнения:

(21)

где = 0,8 – минимальная величина отрезка в пролете, м;

– натяжение несущего троса при беспровесном положении контактного провода ( при медном и при биметаллическом несущем тросе).

Полученное значение подставляется в выражения (18) и (19), и определяется максимальная длина пролета для цепной контактной подвески с учетом влияния несущего троса.

Значение длины пролета (цепной подвески) сравнивается с величиной (простой подвески). Если и отличаются между собой не более чем на 5 %, то для трассировки принимается максимальная длина пролета, равная . Если же такое отличие превышает 5 %, то тогда значение необходимо подставить в выражение (20). Далее для величины по формулам (18) и (19) определить максимальную длину пролета . Указанные действия повторяются до тех пор, пока разность между последовательными длинами пролета цепной подвески станет меньше 5 %. Если же полученное значение максимальной длины пролета цепной контактной подвески превышает 70 м (либо 75 м), то тогда для трассировки принимается длина пролета равная 70 м (либо 75 м). В этом случае 5 %-ный пересчет не делается.

Полученные результаты расчетов длин пролетов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2

Длины пролетов

Участок пути	Эквивалентная нагрузка , Н/м	Максимальная длина пролета, принятая для трассировки , м

Станция	Главный путь
Боковой путь
Перегон	Прямой участок
Насыпь
Кривая

Учитывая значительный объем возможных расчетов, рекомендуется составить программу для нахождения искомых параметров с использованием ЭВМ (для подобных расчетов удобно использовать программу Exсel).

Библиографический список

1 Концепция модернизации устройств электроснабжения железных дорог / Департамент электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. – М., 2001. – 148 с.

2 Нормы проектирования контактной сети СТН ЦЭ 141 – 99. – М.: Трансиздат, 2001. – 176 с.

3 ЦЭ-868. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети / МПС РФ. – М.: Трансиздат, 2002. – 184 с.

4 Михеев, В.П. Контактные сети и линии электропередачи / В.П. Михеев. – М.: Маршрут, 2003. – 416 с.

5 Правила устройств электроустановок. Раздел 2. – М.: Издательство НЦ «ЭНАС», 2003. – 160 с.

6 Бодров, П.А. Методические указания для выполнения выпускных квалификационных работ и курсового проектирования / П.А. Бодров, С.Д. Мрыхин, И.В. Платонова. – Ростов н/Д, 2003. – 92 с.

7 Фрайфельд, А.В. Проектирование контактной сети / А.В. Фрайфельд, Г.Н. Брод – М.: Транспорт, 1991. – 335 с.

8 Горошков, Ю.М. Контактная сеть / Ю.М. Горошков, Н.А. Бондарев. – М.: Транспорт, 1986. – 400 с.

9 СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

10 Федоров, В.И. Расчёт длин пролётов цепной контактной подвески: методические указания к курсовой работе / В.И. Федоров, М.Л. Лившиц. – Ростов н/Д: РИИЖТ, 1990. – 16 с.

Приложение А

Таблица А. 1

Характеристика электрифицируемого участка

Наименование расчетных величин	Первая цифра варианта

Система тока I и величина напряжения U (В),	переменный 25 кВ	постоянный 3 кВ	переменный 25 кВ	постоянный 3 кВ	переменный 25 кВ
Проектирование формы движения электропоездов	Только магистральное	Магистральное скоростное	Магистральное + интенсивное пригородное

Таблица А. 2

Характеристика цепной подвески

Исходные данные

Первая цифра варианта

Система подвески

Рессорная компенсированная на перегоне

Рессорная полукомпенсированная на станции

Рессорная компенсированная на перегоне

Рессорная полукомпенсированная на станции

Рессорная компенсированная на перегоне

Конструктивная высота подвески h,м

2,0

2,2

2,0

1,8

2,2

1,8

2,0

1,8

2,0

1,8

Площадь сечения подвески, мм² на главном пути станции и перегона

М95+НлФ100

М 120+МФ100

М120+2НлФ100

М95+2МФО100

М 95+МФ100

М 120+НлФ100

М120+МФО150

М95+2НлФ100

М 120+МФО100

М 95+МФО100

Площадь сечения подвески на остальных станционных путях

М 95+ МФ 85

М 120+ МФ 85

М 95+ МФ 85

М 120+ МФ 85

М 95+ МФ 85

Примечание: В случае применения подвески с двойными контактными проводами расстояния между контактными проводами принять 40 мм.

Таблица А.3

Метеорологические условия

Наименование расчетных величин	Вторая цифра варианта

Минимальная температура	-20	-25	-25	-35	-35	-40	-35	-30	-35	-45
Максимальная температура	+35	+35	+30	+35	+35	+35	+25	+35	+40	+30
Ветровой район
Гололедный район
Температура при максимальной скорости ветра	Для всех вариантов принять
Температура при гололеде	Для всех вариантов принять

Таблица А. 4

Данные для трассировки контактной сети на станции

Исходные данные	Вторая цифра варианта

Номер рисунка схемы станции
Пикетаж оси пассажирского поезда	49 км 4+80	90 км 9+90	75 км 2+60	53 км 7-22	102 км 0+55	70 км 1-30	99 км 5+40	43 км 6+10	60 км 3+75	35 км 8+15
Высота пешеходного моста, м	8,5	8,4	8,7	8,9	8,0	8,7	8,3	8,6	8,1	8,8

Примечание: 1) пассажирские платформы, указанные на схемах станции, расположены симметрично относительно оси П.3 имеют длину 210 м, ширину 4м, расстояние от бортов платформы до оси прилегающих путей – 1,25 м. 2) ширина пешеходного моста 5 м.

Таблица А.5

Данные для трассировки контактной сети на перегоне (пикетаж сигналов, сооружений и др.

Сигналы, сооружения, кривые, рельеф местности	Пикетные отметки для вариантов
Вторая цифра варианта


Входной светофор заданной станции	50км 7+65	92км 2+00	76км 6+55	54км 8+47	103км 3+55	71км 2+50	100км 8+55	44км 7+70	61км 5+40	36км 8+15
Ось переезда шириной 6 м	8+50	2+90	7+40	9+21	1+40	9+40	9+40	8+70	6+20	9+05
Ось каменной трубы отверстием 3 м	51км 3+40	93км 1+02	77км 1+95	55км 2+75	104км 4+18	72 км 5 +15	101км 2+15	45км 2+95	62км 0+30	37км 3+10
Начало кривой радиуса R1 центр справа по ходу километров	8+02	6+68	6+12	9+50	5+83	8+65	8+65	8+23	6+35	8+30
Конец кривой радиуса R1	52км 1+82	94км 0+28	78км 0+50	56км 3+80	105км 0+15	73 км 3+00	102км 3+00	46 км 2+10	63км 2+12	38км 2+52
Начало выемки глубиной (см. таблицу А.7)	4+91	7+72	4+82	6+95	5+32	6+27	6+27	5+37	5+45	5+60
Конец выемки	6+95	9+18	6+70	9+15	7+40	8+50	8+50	7+50	7+25	7+54
Ось железобетонной трубы	53км 3+55	95км 1+12	79км 3+64	57км 1+62	106км 3+08	74 км 4+93	103км 4+93	47км 5+73	64км 1+30	39м 1+25

Продолжение табл. А. 5


Начало кривой радиуса R2 центр справа по ходу км	4+56	3+89	3+78	2+12	3+42	4+48	5+18	5+82	3+47	3+89
Конец кривой радиуса R2	6+45	6+00	4+62	4+83	6+86	6+76	7+97	6+26	5+50	7+08
Начало участка пути, где возможно возникновение автоколебаний проводов	54 км 2+50	96км 0+10	80 км 0+20	58 км 0+50	107км 2+30	75 км 0+09	105км 0+60	49км 0+80	66км 2+10	40км 1+70
Насыпь высотой (см. табл. 7)	3+10	1+00	1+05	1+47	7+20	1+08	1+25	1+90	3+15	2+54
Ось металлического моста длиной 120 м	5+28	2+45	3+20	3+30	108 км 3+05	2+64	3+22	4+12	5+00	4+70
Конец насыпи	7+48	4+23	5+45	5+25	4+95	4+42	5+17	6+07	6+82	6+35
Конец участка пути, где возможно возникновение автоколебаний проводов	8+25	5+20	6+90	5+90	6+20	5+09	5+80	7+10	7+85	7+00
Начало кривой радиуса R3 центр слева по ходу километров	9+63	8+70	9+05	6+46	9+22	5+19	6+95	9+61	9+87	7+24
Конец кривой	55 км 2+23	97км 2+75	81 км 2+30	59 км 0+31	109 км 4+16	76 км 0+15	106км 0+05	50км 4+66	67км 5+17	41км 0+84
Ось переезда шириной 6 м	7+65	6+35	6+18	1+48	7+80	1+76	6+48	7+48	7+00	3+75

Окончание табл. А. 5

Последняя анкерная опора трехпролетного сопряжения анкерных участков	9+91	8+62	8+59	3+64	9+78	3+43	8+08	9+83	9+87	5+77

Примечание: 1) в обозначениях пикетных отметок цифры показывают: первая-номер пикета, две других –расстояние в метрах до этого пикета. 2) радиусы кривых на перегоне приведены в таблице 6, высота насыпи – в таблице 3) Рекомендуется принять, что контактная сеть на перегоне, кроме участка, где возможно возникновение автоколебаний проводов,и участков, не посредственно прилегающих к переездам и трубам (оврагам), защищена от ветра лесопосадкой высотой 9-10 м.

Таблица А. 6

Радиусы кривых на перегоне

Радиусы кривых	Вторая цифра варианта

R1 (м)
R2 (м)
R3 (м)

Таблица А.7

Отметки глубины выемки и высоты насыпи

Исходные данные	Вторая цифра варианта

Высота насыпи
Глубина выемки	Более 6 м

Приложение В

Таблица В.1

Основные параметры проводов

Цепная контактная подвеска	Марка провода, троса	Расчетный диаметр, мм (В/А)	Нагрузка от силы тяжести, Н/м	Максимальное натяжение, Н	Номинальное натяжение, Н	, 10^-6/⁰С	даН/ ⁰С
Контактный провод	МФ-85	10,8/11,76	7,4	-			18,78
МФ-100 (НлФ)	11,8/12,81	8,73	-			22,1
МФО-100	10,5/14,92	8,73	-			22,1
МФ-150	14,5/15,5	13,09	-			33,15
МФО-150	12,5/18,86	13,09	-			33,15
Несущий трос	М-95	12,6	8,34				17,38
М-120		10,37				21,98

Таблица В.2

Значения аэродинамического коэффициента

Провода и характеристики	Значения Аэродинамического Коэффициента
Одиночные провода и тросы диаметром 20 мм и более	1,10
Одиночные провода и тросы диаметром менее 20 мм, а также провода и тросы, покрытые гололедом	1,20
То же, с учетом зажимов и струн	1,25
Контактные провода с учетом зажимов и струн: МФО - 100 МФ - 85, МФ - 100 МФ- 150	1,15 1,25 1,30
Двойные контактные провода 2МФ - 100 в выемках, на нулевых местах и насыпях до 5 м при расстоянии между проводами: d = 40 мм d = 100 мм	1,55 1,85
То же, на насыпях высотой более 5 м d = 40 мм d = 100 мм	1,85 2,15

Таблица В. 3

Значения коэффициента

Диаметр провода, мм
Коэффициент	1,1		0,9	0,8

Таблица В.4

Значения параметра шероховатости подстилающей поверхности

№ пп	Тип местности	Параметр шероховатости , м
	Места с резким усилением скорости ветра в результате искусственного формирования направленного потока (вдоль русла реки с высокими берегами, вдоль ущелья)	0,01
	Открытая ровная поверхность без растительности; поверхность озер, водоемов и морей, поймы крупных рек	0,05
	Степь, равнина, луг	0,1
	Открытая холмистая местность или равнинная поверхность с редким лесом, садами, парками	0,2
	Участки, защищенные лесозащитными насаждениями, не подлежащими вырубке; станции в пределах станционных построек	0,5
	Не подлежащий вырубке густой лес с высотой деревьев не менее 10 м; город со зданиями высотой более 10 м

Таблица В.5

Градация ветровых районов

Ветровой район	Скорость ветра м/с	Нормативная скорость ветра при гололеде , м/с
I
II
III
IV
V
VI
VII
Особый	Выше 49

Таблица В.6

Градация гололедных районов

Районы по гололеду	Толщина стенки гололеда , мм
I
II
III
IV
V
VI
VII
Особый	Выше 40

Таблица В.7

Значения поправочного коэффициента

№ пп	Вид поверхности	Поправочный коэффициент,
	Насыпь высотой, м: - 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 30 и более	1,1 1,2 1,3 1,4 1,45 1,5
	Выемка глубиной, м: - 5 - 7 и более	0,75 0,6
	Незащищенная от ветра, открытая, ровная поверхность	1,1
	Лес, здания, станционные постройки с высотой более высоты расположения проводов	0,8

Таблица В. 8

Значения прогиба опоры

Расчетная скорость ветра, м/с	До 25
Прогиб опоры , на уровне несущего троса, м	0,015	0,022	0,03	0,04
Прогиб опоры , на уровне контактного провода, м	0,01	0,015	0,022	0,03