Назовите технические решения приводящие к снижению износа контактного провода кратко

Обновлено: 03.07.2024

Высоту оставшегося сечения контактного провода измеряют универсальным микрометром, комплектом измерительных скоб, штангель–циркулем, индикаторным прибором с точностью до 0,01 мм.

Высоту сечения контактного провода измеряют у каждого фиксирующего зажима, в середине пролета, у питающих и стыковых зажимов, а также в точках с повышенным местным износом провода. Последовательность измерений выполняют по счету километров (рис. 4.9). В том случае, когда сделаны замеры с каждой стороны от зажима (всех типов), записывают меньшее значение высоты сечения провода. При шахматном расположении звеньевых струн, измерения выполняют у зажима одного провода и рядом, в середине межструнового пролета второго провода.

На отходящих нерабочих ветвях сопряжений анкерных участков высоту сечения провода не проверяют.

Выявляют места с повышенным местным износом контактного провода (при износе до 25%). В таких местах выборочно измеряют оставшуюся высоту сечения контактного провода. В зависимости от местного износа делают вставку нового провода или замену провода на анкерном участке, если имеется более 7 стыковых зажимов в пределах анкерного участка, за исключением отходящих ветвей (работу выполняют по отдельному наряду).

Результаты замеров заносят в Книгу состояния контактного провода района контактной сети (форма ЭУ–85), где указывают дату замеров, номера опор, номера струн по счету километров и т.д. Значение высоты сечения контактного провода 8 мм и менее записывают в книгу красными чернилами.

На основании замеров отдельно для каждого анкерного участка определяют среднее арифметическое значение высоты hср сечения контактного провода:

где n – число замеров.

При этом замеры на вставках не учитывают.

По среднему значению высоты провода, пользуясь таблицей износа для данной марки контактного провода (табл. 4.3), определяют среднюю площадь S изношенной части каждого провода анкерного участка. Например, для средней высоты провода hср = 8,45 мм марки МФ–100 средний износ S = 27,08 мм 2 .


Рис. 1. Порядок измерения износа контактного провода: 1 – несущий трос; 2 – контактный провод относительно направления счета километров пути; 3 – места измерений контактного провода

hср, мм S, мм 2 hср, мм S, мм 2
8,80 23,17 8,50 26,51
8,79 23,28 8,49 26,63
8,78 23,39 8,48 26,74
8,77 23,50 8,47 26,85
8,76 23,61 8,46 26,97
8,75 23,72 8,45 27,08
8,74 23,83 8,44 27,19
8,73 23,94 8,43 27,31
8,72 24,05 8,42 27,42
8,71 24,16 8,41 27,54

Износ контактного провода в пролете характеризуется коэффициентом неравномерности износа Кн, который определяют делением среднего износа провода в середине пролета Sср.пр. на средний износ провода у фиксатора Sф анкерного участка.

По результатам измерений определяют участки провода, износ которых превышает допустимые пределы. Такие участки подлежат замене.

Допустимый износ контактного провода различных марок и мероприятия в случае его повышенного износа определяют по табл. 4.4. Например, для контактного провода МФ–100 при hср = 8,20 мм и менее или S = 30 мм 2 и более на анкерном участке выполняют сплошную смену контактного провода.

На участке с повышенным местным износом провода МФ–100 (высота сечения провода h = 7,77мм) устанавливают вставку длиной не менее 1,5 м из неизношенного контактного провода этой же марки. Высота сечения контактного провода МФ–100 хотя бы в одной точке менее 7,77 мм не допускается.

Для снижения местного износа провода выполняют продольную регулировку контактной подвески.

Меры, показатели МФ–85 МФ–100 МФ–150
Установка вставки при: S , мм 2 , не более H , мм, не менее 7,07 7,77 9,70
Смена провода при: S , мм 2 , не более H , мм, не менее 7,53 8,20 10,05

Примечание. На участках со скоростью движения 161–200 км/ч предельный местный износ контактного провода меньше указанных в табл. 1.4 на 5 мм 2 .

Натяжение К неизношенных медных контактных проводов должно составлять: для провода МФ–150 – 15 кН; МФ–120 – 12 кН; МФ–100 – 10 кН; МФ–85 – 8,5 кН. По мере износа контактного провода натяжение снижают, чтобы не допустить его обрыва. Натяжение определяют по наибольшему местному износу контактного провода. Суммарное натяжение двойного контактного провода должно быть равно удвоенному натяжению, относящемуся к максимальному местному износу одного из двух проводов.

Например, для провода марки МФ–100 натяжение К в анкерном участке снижают при износе контактного провода 10, 20 и 30 мм 2 (высота провода соответственно 11,11; 9,10 и 8,20 мм).

Отклонение фактического натяжения контактного провода от установленного графиком в каждом пролете при любой температуре окружающего воздуха не должно превышать +– 10%.

На путях депо и путях отстоя ЭПС допускается для повышения стойкости контактных проводов к пережогам снижать их натяжение до 60 Н/мм 2 (6 кгс/мм 2 ). При этом на прилегающем анкерном участке натяжение должно быть 80 Н/мм 2 (8 кгс/мм 2 ). Натяжение регулируют изменением количества грузов (массы грузов) компенсирующих устройств.

Например, снятие одного блока (железобетонного или металлического) массой 25 кг уменьшает натяжение контактного провода на 50 кг при двухблочном компенсаторе; на 100 кг – при трехблочном и на 75 кг – при блочно–полиспастном компенсаторе.

Натяжение контактного провода увеличивается от влияния фиксаторов на кривых участках пути и от наклона звеньевых струн и электрических соединителей контактной подвески, а также при понижении температуры воздуха в случаях отказа работы компенсирующих устройств.

Износ контактного провода — уменьшение линейных размеров, площади поперечного сечения и массы провода в результате изнашивания при токосъёме. Различают электрическую и механическую составляющие износа контактного провода. Первая связана главным образом с бесконтактной электродуговой эрозией — плавлением, испарением и выбросом материала провода под действием электрической дуги, возникающей при отрывах токоприёмника от контактного провода (в том числе при гололёде на контактной сети); обусловлена схватыванием и задиром поверхностей трения при недостаточном их смазывании, абразивным воздействием твёрдых включений материала контактных вставок, усталостными явлениями в перенаклёпанном материале поверхности трения.


На отечественных дорогах износ контактного провода выражают обычно уменьшением площади его сечения SИ в мм² (рис.1), в некоторых странах — уменьшением высоты сечения h в мм. Износ контактного провода неравномерен по длине пролёта контактной сети главным образом из-за неодинаковой эластичности контактной подвески и, следовательно, различных нажатий токоприёмника на провод. У фиксаторов контактного провода износ обычно больше, чем в серединах пролётов, но при длительном ухудшении условий смазывания в серединах пролётов он оказывается более высоким, чем у фиксаторов. При несамосмазывающихся контактных вставках истощение или исчезновение внешней смазки, например при дождях, приводит к неравномерному износу контактного провода вдоль участка обращения локомотивов: износ увеличивается по мере удаления электроподвижного состава от станций, на которых эту смазку возобновляют. Износ приводит к возрастанию в проводе растягивающих напряжений. Для предупреждения обрыва провода нормируют максимальное значение износа (например, для провода с площадью сечения 100 мм² в России — 35 мм², в Германии — 20 мм²).

На отечественных железных дорогах и на некоторых зарубежных линиях по мере увеличения износа контактного провода периодически уменьшают его натяжение (рис.2). Периодичность измерения износа контактного провода в зависимости от интенсивности изнашивания составляет от одного раза в год (Япония) до одного раза в 6 и более лет (Россия). Износ контактного провода измеряют ручными инструментами (штангенциркулем, микрометром, скобами и т. п.) и автоматизированными устройствами. Измеряемые параметры контактного провода, пропорциональные его износу (высота сечения h, ширина поверхности трения a), переводятся в SИ с помощью таблиц или компьютерной программы.


Нормированная зависимость номинального (у компенсаторов) натяжения контактного провода марки МФ-100 от его максимального износа SИ max на анкерном участке.

В России замене подлежит контактный провод с номинальной площадью сечения 100 мм², у которого средний износ на данном анкерном участке достиг 30 мм². Износ контактного провода (для двойного контактного провода — суммарный износ обоих проводов) в мм² за 10 000 проходов электроподвижного состава называется удельным износом i, а уменьшение массы провода в тоннах на 1 млн км пробега электроподвижного состава — удельной потерей меди mК. Для медного контактного провода mК = 0,89i. Значение mК для электрической тяги постоянного тока составляет примерно 0,25 т при угольных вставках и 0,55 т при медных и металлокерамических вставках.

Срок службы контактного провода tК колеблется от 2 лет (Япония) до более чем 60 лет на линиях переменного тока (Россия). Наибольший эффект в увеличении tК даёт применение вместо металлических угольных контактных вставок, а при потребляемых электровозами токов свыше 2000 А также использование для токосъёма двух соединённых параллельно токоприёмников. В России на всём электроподвижном составе переменного тока и почти на всех электропоездах постоянного тока применяют угольные вставки, на электровозах постоянного тока — как металлокерамические, так и угольные.


Съем тока с контактного провода сопровождается изнашиванием как контактных пластин или вставок токоприемника, так и контакт­ного провода. Износ провода и пластин токоприемника зависит от материала контактных пластин и провода, значения снимаемого тока, качества токосъема (прежде всего в отношении искрения), состояния трущихся поверхностей и от других причин.

Механический износ является следствием таких видов воздействия при трении, как абразивные, окислительные, усталостные и схваты­вания, зависящих не только от свойств материала контактного прово­да и токосъемных пластин, но и от состояния поверхностей. В свою очередь электрическая эрозия вызывает повреждение контактирующих поверхностей и тем самым приводит к возрастанию механического из­носа.

Износ контактного провода зависит главным образом от материала контактных пластин (вставок) токоприемников. Наибольший износ контактных проводов происходит при медных контактных пластинах, наименьший — при угольных вставках, промежуточное положение занимают токосъемные пластины из спеченных материалов. Износ провода в основном определяется значением тока, снимаемого токопри­емником: с увеличением тока он значительно возрастает. Поэтому на двухпутных участках износ провода на подъемах значительно (иног­да в несколько раз) превосходит износ провода на спусках; заметное повышение наблюдается в местах трогания и разгона электроподвиж­ного состава.

На однопутных участках при двухстороннем движении средний из­нос провода примерно на 30 % выше, чем на двухпутных участках при одностороннем движении, ввиду изменения характера механического износа.

Износ контактного провода в различных его точках — в струновом пролете, в пролете контактной подвески, в анкерном участке, на перегоне не равномерен. На износ контактного провода значительно влияет наличие на нем различных сосредоточенных масс — фиксато­ров, питающих зажимов электрических соединений, стыковых зажи­мов, средних анкеровок, а также резкое уменьшение эластичности под­вески на сопряжениях анкерных участков, стрелках.

Особым видом является волнообразный износ контактного провода. Волнообразный износ наблюдается в местах трогания и раз­гона э. п. с. и на подъемах. Он характеризуется интенсивным элект­рическим износом и тяжелыми дуговыми повреждениями контактного провода на последовательно расположенных коротких участках (100— 150 мм), разделенных еще более короткими (10—30 мм) участками с хорошо пришлифованной поверхностью.

Таким образом, чтобы избежать волнообразного износа контакт­ного провода, удлиняют внутреннюю пластину, устанавливают ее по оси полоза, строго следят за тем, чтобы уровень внутреннего и наруж­ного рядов пластин был одинаковым, чтобы смазка не возвышалась над пластинами. Это одновременно предупреждает и пережоги кон­тактного провода. Широкие полозы рамной конструкции (например, у токоприемника 10РР) не вызывают, как правило, волнообразного износа провода.

Электрический – происходит в основном под действием искровых процессов. Чем больше снимаемый ток, тем больше этот износ. Усиленный износ наблюдается в местах трогания и разгона поездов с электрическими локомотивами, а так же на затяжных подъёмах.

Механический – является результатом трения контактирующих поверхностей. С увеличением нажатия токоприёмника на контактный провод механический износ возрастает. Значительное увеличение его наблюдается в местах нахождения на КС жестких точек и сосредоточенных нагрузок, а так же в местах снижения КП при проходе к искусственным сооружениям, где нажатие токоприёмника увеличивается.

Износ и электрический и механический увеличивается от загрязнения и неровности КП и контактных пластин, от гололёдных образований, т.к. возникают искрения между проводом и токоприёмником.

Меры по уменьшению износа КП:

Основная мера-это правильное проектирование контактных подвесок и токоприёмников с обеспечением их оптимальных параметров.

Существенное влияние на износ оказывает материал контактных пластин токоприёмников. При медных контактных пластинах и медных КП происходит трение двух одноимённых металлов, что приводит большому износу. Медные контактные пластины применяют крайне редко. Значительное снижение износа (примерно в 3 раза) достигается заменой медных пластин на угольные вставки. При трении вставок о провод на нём образуется тонкая плёнка (политура), в результате чего уменьшается износ меди и угля. Эти вставки очень хрупкие, что требует тщательно содержать КС, что в случае неисправности КС приводит к образованию на них сколов и трещин, препятствующих нормальному токосъёму.

В этих условиях, а так же при больших токовых нагрузках на линиях постоянного тока применяют металлокерамические контактные пластины. Достоинство-дугостойкость. Недостаток – изнашивают контактный провод больше, чем угольные вставки, и не обеспечивают смазывание проводов. Их применяют со специальной смазкой (графитовый порошок и кумароновая смола)

Существенное значение имеет регулировка контактной подвески. В первую очередь обращают внимание на равномерность износа КП в пролётах и на всём анкерном участке. Так же большую роль играет, соблюдены ли нормы установленные нормы зигзага, а так же ликвидируют жёсткие точки.

28.Пути совершенствования контактных подвесок и токоприемников для ВС движения: Пути совершенствования:

- применение компенсированной цепной подвески;

- выравнивание высоты подвески от уровня головок рельс;

- применение графитовых вставок на токоприёмниках или металлокерамических токоприёмников со специальной смазкой (графитовый порошок и кумароновая смола);

Безусловно, основная мера – это правильное проектирование контактных подвесок и токоприемников с обеспечением их оптимальных параметров. Однако, как снизить износ на участках, где контактная сеть уже смонтирована? Существенное влияние на износ оказывает материал контактных пластин токоприемников. При медных контактных пластинах и медных контактных проводах происходит трение двух однородных металлов, которое неизбежно, если отсутствует смазка, приводит к схватыванию их, появлению шероховатости, вследствие чего износ обеих поверхностей велик.

В настоящее время медные пластины применяют крайне ограничено. Значительное (примерно в 3 раза) снижение износа контактных проводов достигается при замене медных пластин токоприемников на угольные вставки. При трении вставок о провод на нем образуется тонкая пленка (политура), в результате чего уменьшается износ меди и угля. Таким образом, при угольных вставках не требуется специальной смазки, что весьма существенно в эксплуатации.

При эксплуатации угольных вставок необходимо особо тщательно содержать контактную сеть, так как такие вставки обладают повышенной хрупкостью, что в случае неисправности сети (например, наличие перекошенных зажимов) приводит к образованию на них сколов и трещин, препятствующих нормальному токосъему.

Недостаток угольных вставок – их ограниченная нагрузочная способность по току. Вследствие этого при необходимости отопления электроэнергией пассажирских вагонов на стоянке от электровозов постоянного тока угольные вставки не могут быть применены.

В этих условиях, а также при больших токовых нагрузках на линиях постоянного тока используют металлокерамические контактные пластины. Одним из важных достоинств металлокерамических пластин является дугостойкость. Однако эти пластины изнашивают контактные провода больше, чем угольные вставки, и не обеспечивают смазывание проводов в той степени, как угольные.

Снижение износа при токоприемниках с медными и металлокерамическими контактными пластинами достигается нанесением на их полозы смазки. С этой целью применяют смазку, которая состоит из графитового порошка и кумароновой смолы. Смазку закладывают между контактными пластинами на полозах токоприемника так, чтобы она соприкасалась с контактным проводом. При движении токоприемника частицы графита наносятся на контактный провод и пластины токоприемника, вследствие чего на трущихся поверхностях образуется тонкая графитовая пленка, способствующая их полированию, что и обеспечивает снижение износа. Поскольку во время движения смазка истощается, периодически ее добавляют в депо или в пунктах оборота.

Степень износа провода значительно зависит от состояния полозов токоприемников, особенно от расположения токосъемных пластин. Понижение средних пластин относительно уровня крайних неизбежно приводит к образованию так называемого волнового износа провода. В этих случаях при возвышении сухой графитовой смазки в средней части полоза между контактными проводами и крайними пластинами образуется электрическая дуга, которая вызывает электрический износ провода на участке, равном ширине полоза токоприемника. Образовавшаяся волнистая поверхность способствует при дальнейшей эксплуатации усиленному волновому износу. Поэтому очень важно следить за положением и состоянием токосъемных пластин.

Существенное значение имеет регулировка контактной подвески. В первую очередь обращают внимание на равномерность износа контактного провода в пролетах и на всем протяжении анкерного участка. Если допущена неравномерность, то проверяют правильность регулировки подвески. При регулировке обращают внимание, правильно ли смонтированы фиксаторы и соблюдены ли установленные нормами зигзаги, а также ликвидируют жесткие точки.

Проверка регулировки подвески вагонами для испытания контактной сети (ВИКС) позволяет заметить имеющиеся отступления и принять меры к их ликвидации.

5.2.6. Динамические характеристики контактных подвесок

Эластичность является одним из показателей, по которым косвенно оценивают качество подвески и возможную реализуемую скорость движения с надежным токосъемом. Зная эластичность подвески можно определить отжатие контактной провода при статическом нажатии. Однако, при повышении скорости движения отжатия контактного провода возрастают по сравнению со статическими за счет динамических процессов. Расчет отжатий провода и контактных нажатий в динамике является очень сложной задачей, которая может быть решена с применением методов математического моделирования (для этого разработаны специальные программы, например, Sicat Dynamic фирмы Siemens, а в России такая программа разработана УрГУПС).

При разработке высокоскоростных подвесок для практической предварительной оценки возможности реализации заданной скорости движения без проведения сложных расчетов и моделирования, определяют несколько базовых физических характеристик контактной подвески:

– статические характеристики – максимальную эластичность подвески в пролете, относительную неравномерность эластичности;

– динамические – скорость распространения волны, коэффициент Доплера, коэффициент отражения, коэффициент усиления, резонансные частоты и резонансные скорости.

О статических характеристиках подвески мы уже говорили, теперь рассмотрим динамические характеристики.

Читайте также: