Отказы контактной сети и ее восстановление. Пропуск электроподвижного состава при временном восстановлении сети

Повреждения контактной сети самым серьезным образом сказываются на движении поездов: общесетевой анализ показал, что около 70% отказов приводят к задержкам поездов. Перерывы в движении при этом в основном превышают 1 ч и в отдельных случаях достигают 3 ч. Наибольшие задержки объясняются или неумелой организацией восстановительных работ, в частности неиспользованием методов временного восстановления, или трудностью подъезда к месту повреждения при занятости путей остановившимся подвижным составом.

Наиболее распространенными видами нарушения нормальной работы контактной сети являются: пережоги и обрывы контактных проводов и несущих тросов, разрушения фиксаторов, обрывы струн, пробои, перекрытия и механические разрушения изоляторов, повреждения опор.

Пережоги контактных проводов происходят примерно в 2 раза чаще на линиях постоянного тока, чем переменного, причем вне мест секционирования в 4-5 раз больше, чем в местах секционирования. Основные причины пережогов вне мест сек ционирования- короткие замыкания на э.п.с., опускание токоприемников под нагрузкой, трогание мощных электровозов постоянного тока при гололеде на контактных проводах. Пережоги в местах секционирования (на воздушных промежутках и изолирующих сопряжениях) происходят в основном в моменты проследования или остановки на них э.п.с., когда имеет место значительная разница в значениях напряжения на смежных секциях.

Для повышения надежности токосъема, в частности снижения числа пережогов контактных проводов и интенсивности их изнашивания, должен соблюдаться определенный, регламентированный Министерством путей сообщения порядок работы электроподвижного состава на одном или нескольких токоприемниках.

В нормальных эксплуатационных условиях на линиях постоянною тока грузовые электровозы ВЛ22⁴, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ10^У, ВЛ82, ВЛ82^М, двухсекционный ВЛ11 и пассажирские ЧС2, ЧС2^Т, ЧСЗ должны во время движения работать на одном, заднем по ходу, токоприемнике.

При стоянке на станциях, остановочных пунктах и остановках в пути следования на этих электровозах должен быть поднят второй токоприемник; этот токоприемник опускают после трогания при достижении скорости 10-15 км/ч. Второй токоприемник на линиях постоянного тока необходимо поднимать также на затяжных подъемах, где наблюдается повышенный электрический износ контактных проводов.

Трогание электровозов ВЛ82, ВЛ82“ и двухсекционного В Л11 с путей, имеющих одиночный контактный провод, должно осуществляться только при последовательном соединении тяго-вых двигателей (в маневровом режиме) до выхода на пути, контактная подвеска которых имеет два контактных провода. Работа одиночных электровозов (без поездов) производится на одном токоприемнике.

При неисправности одного из токоприемников допускается трогание на одном токоприемнике также и с поездом (и следование до ближайшего депо или пункта технического обслуживания). В этом случае на электровозах, обеспечивающих‘Электрическое отопление пассажирских вагонов, при стоянке свыше 10 мин необходимо периодически с интервалом 10 мин отключать контактор отопления.

Трехсекционные электровозы ВЛ11 должны следовать с поездами и в одиночном порядке на двух токоприемниках. Трогание осуществляется на последовательном соединении всех двигателей (маневровый режим) на двух токоприемниках с переходом на последовательно-параллельное соединение и разрывом силовои цепи после выхода на главные пути с двумя контактными проводами.

В случае неисправности двух токоприемников допускается трогание на одном токоприемнике только на маневровом режиме и следование до ближайшего пункта ремонта без применения параллельного соединения двигателей.

Пассажирские электровозы постоянного тока ЧС6 и ЧС200 должны работать на двух токоприемниках (втором и четвертом по ходу движения), а трогание с поездом производить на трех (первый токоприемник опускается при достижении скорости 10-15 км/ч). По деповским и станционным путям разрешено движение электровоза на одном токоприемнике при включенных под нагрузку двигателях одной секции.

На линиях переменного тока все электровозы, в том числе ВЛ80^С в составе трех секций, во всех режимах должны работать при одном (втором по ходу движения) токоприемнике.

При двух и более электровозах в голове поезда или при следовании сплоток электровозов как переменного, так и постоянного тока, кроме электровозов ЧС6, ЧС200 и трехсекционных В Л11, работа должна осуществляться при одном (втором) токоприемнике на каждом электровозе, но суммарное их число не должно превышать трех. При стоянке двух электровозов постоянного тока в голове поезда на первом поднимают дополнительно второй токоприемник, который опускают посте трогания при достижении скорости 10-15 км/ч.

Трогание электровозов ВЛ11 по системе многих единиц в составе четырех секций должно производиться при последовательном соединении тяговых двигателей (в маневровом режиме).

На электрифицированных линиях переменного тока, расположенных в степных и лесостепных зонах, где на ригелях жестких поперечин в весенние периоды начинается массовое гнездование птиц, были часты пережоги несущего троса в точках подвеса под ригелями. Причина этого - перекрытия подвесных изо-лятороз прутьями, которые роняют птицы при постройке гнезд. В последнее время найден способ предотвращения гнездования на ригелях, основанный на использовании отпугивающего (ре-пеллентного) эффекта, возникающего в момент соприкосновения птицы с проводом, находящимся под напряжением.

Такая защита от птиц называется электрорепеллентной. Основными элементами ее являются голый репеллентный провод, протянутый внутри ригеля изолированно от него (рис. 82), и антенна - провод, подвешенный на изоляторах к нескольким ригелям вдоль контактных подвесок. К антенне присоединены репеллентные провода нескольких ригелей. Вследствие электрического влияния контактных подвесок на антенну она, а вместе с ней и репеллентные провода оказываются под высоким наведенным напряжением. Приступая к постройке гнезда, птица, пытаясь отодвинуть мешающий ей репеллентный провод, захватывает его клювом. Поскольку она находится на зазем-

Рис. 82. Расположение элементов электрорепеллентиой защиты контактной сети на жесткой поперечине:

1 - репеллентный провод, 2 - электрический соединитель, 3- антенна, 4 -'шаки указатели; о- заземлитесь ленном ригеле, то в этот момент через нее пройдет не смер-тельный, но создающий достаточный отпугивающий эффект ток 6-10 мА, и птица улетает (для создания такого разрядного тока длина антенны должна равняться 160 -190 м).

Обрывы контактных проводов происходят как следствие коротких замыканий из-за набросов на них заземленных проводов и негабарптности подвижного состава (например, при отрыве листов железа на крышах грузовых вагонов), а также пожаров, неисправного состояния токоприемников, дефектов стыковых зажимов, чрезмерного местного износа и дефектов изготовления провода, неправильного монтажа или регулировки воздушных стрелок. Немало обрывов контактных проводов происходят вследствие потери проводом прочности при длительном протекании тока в неудовлетворительно установленных на них питающих зажимах или в местах соприкосновения двух проводов.

Одной из причин обрыва биметаллического несущего троса является сильная коррозия стальных частей проволок из-за повреждения медной оболочки при монтаже.

Разрушении сочлененных фиксаторов происходят при раскрытии их под действием сильного ветра. Обрывы струн наиболее часты в полукомпеисированных контактных подвесках при крайне низких температурах окружающего воздуха; в результате большого смещения контактного провода относительно несущего троса и уменьшения стрел провеса несущего троса средние струны в пролетах становятся особенно сильно нагруженными.

На отдельных участках, где нагрузка э.н.с. наибольшая (на подъемах), при недостаточном числе поперечных электрических соединителей в подвеске по звеньевым струнам из несущего троса в контактный провод в зоне нахождения токоприемника протекают значительные токи. В этих условиях в местах плохого контакта между звеньями струн происходит их отжиг и обрыв.

Перекрытия изоляторов происходят обычно во время дождя или тумана при их загрязнении, пробои - при недостаточном качестве изготовления и при работе тарельчатых изоляторов на изгиб пли при ударах, при которых появляются внутренние трещины между пестиками и шапками. Механические разрушения имеют место при работе стержневых изоляторов на изгиб (например, при неправильном монтаже фиксатора) или при сильной коррозии пестиков тарельчатых изоляторов токами утечки (при загрязненной поверхности фарфора).

Повреждения опор происходят из-за воздействия на них не убранных своевременно рабочих органов путевых и снегоуборочных машин. Имеют место случаи падения железобетонных и металлических опор при сильной коррозии стальной арматуры опор или анкерных болтов фундаментов.

Анализ отказов контактной сети на разных участках показал, что наибольшая интенсивность их наблюдается в первое время после перевода участка на электротягу, что объясняется отдельными нарушениями технологии монтажа, установкой дефектного оборудования и арматуры. Число отказов, называемых внезапными, постепенно уменьшается и через 2-3 месяца после ввода участка стабилизируется. Новое увеличение интенсивности отказов наступает лишь по истечении срока нормальной работы оборудования, который зависит от условий эксплуатации электрифицированного участка (интенсивности и скорости движения поездов, мощности э.п.с., метеорологических условий и др.), а также от качества оборудования. Отказы в период «старения» оборудования называются постепенными. Предупреждению постепенных отказов способствует высокое качество технического обслуживания и текущего ремонта контактной сети, в том числе всесторонняя дефектировка оборудования.

Основная задача восстановления контактной с е-т и при се отказе заключается в быстрейшем возобновлении движения поездов. Поэтому наряду с постоянным восстановлением, при котором все элементы сети сразу приводятся в нормальное эксплуатационное состояние, широко практикуется временное восстановление. При временном восстановлении в полной мере обеспечивают габарит приближения строений, возможность подачи напряжения в контактную сеть и пропуск э.п.с. с ограниченной скоростью движения или при опущенных токоприемниках (на выбеге). Методы временного восстановления'разнообразны в деталях, но основы их общеприняты.

Рис. 83. Схема временного восстановления цепной подвески при обрыве двух контактных проводов:

1 - отрезок нового провода; 2- временный шунт, 3 - полиспаст, соединяющий концы оборванного провода и отрезка нового прозода

При обрыве двух контактных проводов на протяжении нескольких пролетов концы проводов присоединяют к несущему тросу и подключают к ним временный шунт из одного или двух медных многопроволочных проводов, с тем чтобы обеспечить нормальную площадь сечения подвески (рис. 83). При разрушении несущего троса в нескольких пролетах, наоборот, присоединяют несущий трос к целому контактному проводу (рис. 84). В обоих случаях э.п.с. пропускается только при опущенных токоприемниках.

При разрушении разрядников и секционных разъединителей их временно отсоединяют от контактных подвесок. Если поврежден секционный разъединитель, который должен быть включен, то между подвесками ставят временный электрический соединитель из любых проводов с достаточной общей площадью сечения.

Особенно трудоемко восстановление сети при падении опор. В этих случаях часто устанавливают временные металлические опоры, не углубляемые в грунт, а устанавливаемые на специальные стальные плиты, закрепляемые забиванием в грунт пропущенных через них металлических стержней с головками. Опоры оборудуют оттяжками, направленными в сторону поля и вдоль пути; на двухпутных участках такие опоры со стороны пути иногда связывают тросами с вершинами опор, расположенных в створе с ними на другом пути. На станции вместо

Рнс. 84. Схема временного восстановления контактной сети при обрыве несущего троса-

1 - полиспаст, соединяющий конец оборванного несущего троса и контактный провод;

2 - шунт

поврежденной опоры гибкой поперечины для закрепления поперечных тросов можно использовать стрелу железнодорожного крана, поднятую на максимально возможную высоту.

При поломке фиксаторов на прямых участках пути в безветренную погоду временно можно не устанавливать новые фиксаторы, организовав пропуск э. п. с. с пониженной скоростью. Если при этом нет уверенности в сохранении безветрия, то на месте вре-^Рис- ⁸⁵- Временные сигнальные знаменного восстановления оставля-₀ _ «подготовься ^К”^: _0(1уска„_{11Ю ижо}.

ЮТ монтеров, КОТООЬіе при ПОЯВ- приемника», б -«Опустить гокоирнем-

' ^г пик», в-«Поднять ТОКОПрИОМНИК/>

лении ветра установят временные сигнальные знаки, требующие опускания токоприемников (рис. 85). Сигнальные знаки устанавливают на определенном расстоянии от границ участка, на котором разрешается проследование э. и. с. только с опущенными токоприемниками: знак «Подготовиться к опусканию токоприемника» ставят не менее чем за 500 м перед началом указанного участка, «Опустить токоприемник» - не менее чем за 200 м перед ним, а знак «Поднять токоприемник» - не менее чем через 200 м после конца участка (или не менее чем через 50 м, если на нем не обращаются электропоезда). На путях с двусторонним движением поездов сигнальные знаки устанавливают отдельно для каждого направления движения.

В данном случае, как и в случае внезапного обнаружения повреждения контактной сети, монтер вместо установки временных знаков может, отойдя от места препятслшя на 500 м в сторону ожидаемого поезда, подавать машинисту ручной сигнал «Опустить токоприемник» (днем - повторным горизонтальным движением правой руки перед собой при поднятой вертикально левой руке, ночью-повторным вертикальным и горизонтальным движениями фонаря с прозрачно-белым огнем).

Как можно видеть, пропуск э.п.с. с опущенными токоприемниками по участку с временно восстановленной контактной сетью применяется нередко. При этом, за исключением только что рассмотренного случая, машинисты локомотивов заранее предупреждаются через дежурных по станциям о местонахождении участка, который следует пройти на выбеге.

С тем чтобы кинетической энергии поезда хватило для прохода поездом всего поврежденного участка, машинист, как правило, обеспечивает в месте опускания токоприемника наибольшую скорость движения локомотива. К сожалению, однако, такой режим ведения поезда не всегда допустим. Объясняется это тем обстоятельством, что из-за несовершенства ряда токоприемников, разработанных до введения действующего ныне стандарта на токоприемники, опускание их происходит не при всех скоростях движения, особенно в условиях сильного встречного ветра

Надежное опускание токоприемников обеспечивается лишь в тех случаях, ког та встречный воздушный поток создает аэродинамическою подъемную силу не больше значения опускающей силы токоприемника. Как известно, аэродинамическая полью чая си ю токоприемника пропорциональна квадрату скорости обтекающего его воздушного потока; при встречном ветре скорость потока раина сумме скоростей ветра и движущегося локомотива. Исходя из этих предпосылок, а также зная экспериментальные зависимости аэродинамической подъемной силы от скорости встречного воздушного потока для разных токоприемников и расчетные скорости ветра для различных районов страны, можно определить скорости движения э.п.с., при которых гарантируется опускание токоприемников в различных метеорологических условиях.

У токоприемников типов ДЖ-5, П.-1, П-3, Т-5, 10РР2

(17РР2), П-7, Л-13У, 25Р5-1 (ЗБЬБ-1) опускающая сила в диапазоне рабочей высоты составляет соответственно 2; 4,5; 4,5; 14; 6; 8; 12; 14 кгс.

Расчетная скорость ветра для различных районов страны неодинакова. Приближенно можно принять, что электрифицированные железные дороги центра европейской части СССР, Среднего Урала и Западной Сибири находятся в 1-II районах, где наибольшая расчетная скорость ветра н_Р (повторяемостью 1 раз в 10 лег) составляет 25 м/с; электрифицированные дороги Украины, нижней Волги, Казахстана, Средней Азии, Восточной Сибири- в III районе, где и_р = 29 м/с, а дороги Северного Кавказа и расположенные на береговых полосах морей и океанов- в IV-V районах, где гт_р = 39 м/с.

Рассчитанные для разных исходных данных наибольшие скорости движения э.п.с., при которых обеспечивается полное опускание рабочего (для электровоза - заднего по ходу) токоприемника, сведены в табл. 3. Знаки « + » в этой таблице означают, что надежное опускание токоприемника при указанной скорости ветра обеспечивается при всех скоростях движения, включая конструкционную скорость э.п.с. Наибольшие скорости движения при следовании электровозов-на резервных (первых по ходу) токоприемниках во время опускания их в 2 раза ниже приведенных в таблице.

Следует отметить, что при скорости движения больше, чем указано, опускание токоприемника может ограничиться удалением полоза ог контактною провода всего на 100-200 мм (последнее объясняется наклоном характеристики опускающей силы), а это не всегда бывает достаточным. Поэтому нажатие ма-

Постоянный ток

тинистом кнопки опускания токоприемника раньше снижения скорости до указанной в табл. 3 можно считать целесообразным и допустимым лишь в том случае, когда препятствие движению токоприемника возникло неожиданно.

Из таблицы видно, что при скорости встречного ветра 30- 40 м/с на перегонах электрифицированных линий постоянного тока, где поезда следуют на подъем, во многих случаях обеспечить пропуск электроподвижного состава с опушенными токоприемниками оказывается невозможным. Приведенная таблица показывает также, что новые токоприемники, разработанные в соответствии с требованиями действующего стандарта (такие, как Л-1 ЗУ), не требуют никаких ограничений скорости движения э.п.с. для их надежного опускания.

Опускание токоприемников во время движения практикуется не только в целях прохода участков с временно восстановленной контактной сетью, но и для прохода на выбеге участков, на которых ведутся плановые работы на контактной сети со снятием напряжения, но без прекращения движения э.п.с. Здесь падежное опускание особенно необходимо, так как соединение полозом неопущенпого токоприемника в момент прохода ограничивающего этот участок изолирующего сопряжения контактных проводов разных секций, одна из которых находится под напряжением, а другая заземлена (для производства работ), вызовет короткое замыкание. В связи с этим машинист после нажатия кнопки опускания токоприемника при подходе локомотива к сигнальному знаку «Опустить токоприемник» должен убедиться в том, что токоприемник действительно опускается. В противном случае он должен быстро снизить скорость локомотива на 10-20 км/ч, чем существенно уменьшить аэродинамическую подъемную силу токоприемника и тем самым обеспечить его опускание.

Подъем токоприемников при движении локомотива после прохода участка с временно восстановленной контактной сетью и в других случаях допускается только на перегонах и главных путях станций; при этом скорость движения нс должна превышать 70 км/ч при одиночной тяге (при нескольких рабочих токоприемниках па электровозе подъем производится поочередно по одному), 40 км/ч при двойной тяге или по системе многих единиц (подъем по одному на каждом электровозе одновременно или всех сразу на электропоезде) и 30 км/ч при сильном ветре и автоколебаниях.

Подъем токоприемников при движении э.п.с. пс допускается в искусственных сооружениях, па сопряжениях анкерных участков. иод секционными изоляторами и на воздушных стрелках, а также на расстоянии менее 70 м от указанных устройств. Это исключает опасные поджатия контактных проводов к заземленным элементам и изоляторам, а также повреждения токоприемников и подвески в зонах с большим изменением высоты контактного провода.

Рекомендуемый контент: