Железная дорога

ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ — конструкции для закрепления поддерживающих и фиксирующих устройств контакт-ной сети, воспринимающие нагрузку от проводов. В зависимости от вида поддер-живающего устр-ва О. к. с. разделяют на консольные (с однопутными или двухпутными консолями), стойки жёстких по-перечин (одиночные или спаренные), опоры гибких поперечин и фидерные (с кронштейнами только для питающих и отсасмвающих проводов). Опоры, на к-рых отсутствуют поддерживающие, но имеются фиксирующие устр-ва, наз. фиксирующими.
Консольные опоры разделяют на промежуточные — для крепления одной контактной подвески, переходные, устанавливаемые на сопряжениях анкерных участков,— для крепления двух контактных подвесок и анкерные, воспринимающие усилия от анкеровки проводов. Как правило, О. к. с. выполняют одновременно неск. функций. Напр., оиора гибкой поперечины может быть анкерной, на стойках жёсткой поперечины могут быть подвешены консоли. На О. к. с. могут закрепляться кронштейны для усиливающих и др. проводов.
О. к. с, изготовляют железобетонными, металлич. (стальными) и деревянными. На отечеств, ж. д. применяют в осн. опоры из предварительно напряжённого железобетона, конические центрифугиро-ванные, стандартной дл. 10,8; 13,6; 15,6 м. Металлич. О. к. с. обычно устанавливают в тех случаях, когда по несущей способности или по размерам невозможно использовать ж.-б. (напр., в гибких поперечинах). Дерев. О. к. с. применяют в редких случаях только как временные. Для участков пост, тока ж.-б. О. к. с. изготовляют с дополнит, стержневой арматурой, располож. в фун-даментной части опор, предназнач. для удлинения срока их службы и уменьшения повреждения арматуры опор электро-корровией, вызываемой блуждающими токами. В зависимости от способов установки ж.-б. О. к. с. и стойки жёстких поперечин бывают раздельные, устанав-ливаемые в стаканные ж.-б. фундаменты, и нераздельные (см. рис.), устанавливаемые непосредственно в грунт. Требуемая устойчивость нераздельных О. к. с. в грунте обеспечивается установкой одного верхнего лежня или опорной плиты. В большинстве случаев применяют нераздельные опоры; раздельные ис-пользуют при недостаточной устойчивости нераздельных опор, а также при наличии грунтовых вод, затрудняющих установку нераздельных О. к. с. В анкерных ж.-о. О. к. с. применяют оттяжки, к-рые устанавливают вдоль пути под углом 45° и крепят к анкерам. Для раздельных О. к. с. применяют ж.-б. фундаменты и анкеры. Фундаменты в надземной части имеют стакан глуб. 1,2 м для установки в него О. к. с. с последующей заделкой пазух стакана цементным раст-вором. Фундаменты и анкеры заглубляют в грунт преим. вибропогружением.
Металлич. О. к. с. гибких поперечин изготовляют обычно четырёхгранной пирамидальной формы стандартной дл. 15 и 20 м. Продольные вертик. стойки из уголкового проката соединены треугольной решёткой, выполненной также из уголка. В районах с повышенной атм. коррозией устанавливают металлич. консольные опоры дл. 9,6 и 11,6 м. Закрепление металлич. опор в грунте осуществляется на фундаментах. Консольные О. к. с. устанавливают на призматич. или трёхлучевые фундаменты, а опоры гибких поперечин закрепляют либо на раздельных ж.-б. блоках, либо на свайных фундаментах с ростверками. Основания металлич. О. к. с. соединяют с фундаментами анкерными болтами. Для закрепления опор в скальных грунтах, в пучинистых грунтах районов вечной мерзлоты и глубокого сезонного промерзания, в слабых и заболоч. грунтах и т. п. применяют спец. конструкции фундаментов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ — торможение, при к-ром кинетическая и потенциальная энергия поезда преобразуется в электрическую. Получаемая электрич. энергия превращается в тепловую в пусковых резисторах или возвращается в контактную сеть. В зависимости от этого различают реостатное торможение и рекуперативное торможение. Используются также рекуперативно-реостатное торможение, реверсивное торможение. Э. т. основано на свойстве обратимости тяговых электродвигателей пост, тока, т. е. возможности их работы в качестве генераторов. Подвижной состав, где предусмотрено Э. т., обязательно оборудуется тормозами др. видов, к-рые могут включаться как самостоятельно, так и совместно с Э. т. Применение Э. т. повышает безопасность движения, умень-шает износ тормозного механич. и пневматич. оборудования (колодок, дисков, компрессора) вагонов и локомотивов. При этом исключаются завары тормозных башмаков, уменьшается опасность возникновения пожаров, обеспечивается более высокая скорость на уклонах за счёт стабилизации движения, уменьшается расход электроэнергии в результате рекуперации и сокращается время работы мотор-компрессоров. При Э. т. значительно меньше истирание тормозных колодок, бандажей и ободьев колёс, а следовательно, меньше засоряемость пути металлич. пылью. Э. т. позволяет легко автоматизировать управление подвижным составом, облегчить работу машиниста.
Однако при Э. т. усиливаются сосредоточенные воздействия от локомотива и головных вагонов поезда на путевые сооружения, что приводит к увеличению объёма текущего обслуживания и ремонта пути на участках торможения. Применение Э. т. при превышении расчётных тормозных сил в голове состава может вызвать выдавливание легковесных вагонов. Нек-рые виды Э. т. не могут быть
использованы для полной остановки поезда. Э. т. запрещено правилами эксплуатации в случае необходимости экстренного торможения. Поэтому вид Э. т. на подвижном составе выбирают по результатам сравнительных расчётов технико-экон. эффективности данного подвижного состава на конкретных участках ж.-д. сети.

СЕКЦИОНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ — разделение контактной сети на отдельные участки (секции), электрически изолированные один от другого изолирующими сопряжениями анкерных участков или секционными изоляторами. Изоляция может быть нарушена во время прохода токоприёмника ЭПС по границе раздела секций; если такое замыкание недопустимо (при питании смежных секций от разных фаз, при принадлежности их к разл. системам тягового электроснабжения), то между секциями размещают нейтральные вставки. В условиях эксплуатации электрич. соединения отд. секций осуществляют включением секц. разъединителей, установл. в соответствующих местах. С. к. с. необходимо также для обеспечения надёжной работы, оперативного техн. обслуживания и ремонта контактной сети с отключением напряжения. Схема С. к. с. предусматривает такое взаимное расположение секций, при к-ром отключение одной из них в наименьшей степени влияет на организацию движения поездов. С. к. с. бывает продольным и поперечным.
При продольном секционировании осуществляют разделение контактной сети каждого главного пути вдоль электрифицир. линии у всех тяговых подстанций и постов секционирования. В отд. продольные секции выделяют контактную сеть перегонов, станций, разъездов и обгонных пунктов. На крупных станциях, имеющих неск. электрифицир. парков или групп путей, контактная сеть каждого парка или группы путей образует самостоят, продольные секции. На очень крупных станциях иногда выделяют в отд. секции контактную сеть одной или обеих горловин. Секционируют также контактную сеть в протяж. тоннелях и на нек-рых мостах с ездой понизу.
При поперечном секционировании осуществляют разделение контактной сети каждого из главных путей на всём протяжении электрифицир. линии. На станциях, имеющих значит, путевое развитие, применяют дополнит, поперечное секционирование. Число поперечных секций определяется числом и назначением отд. путей.
Секционирование с обязательным заземлением контактной сети отключаемой секции предусматривают для путей, на к-рых возможно нахождение людей на крышах локомотивов или вагонов, и путей, вблизи к-рых постоянно работают к.-л. подъёмно-транспортные механизмы. К таким путям относятся погрузочно-разгрузочные, пути отстоя ЭПС, пути для экипировки электровозов, пути электродепо и др. Для обеспечения большей безопасности людей, работающих в указанных местах, соответствующие секции контактной сети соединяют с др. секциями секц. разъединителями с заземляющими ножами, к-рые заземляют отключаемые секции при отключении разъединителей.
Для уменьшения влияния проведения работ на контактной сети на организацию движения поездов при её ремонтах на перегонах иногда применяют временное С. к. с. Для этого неизолирующие сопряжения анкерных участков, располож. с одной или с обеих сторон зоны произ-ва ремонтных работ, перемонтируют в изолирующие сопряжения и устанавливают шунтирующие перемычки, снимаемые на время выполнения работ. На рис. приведена схема питания и секционирования станции, располож. на двухпутном участке линии, электрифицир. на перем. токе. На схеме показаны семь секций — четыре на перегонах, примыкающих к станции, и три на станции (одна из них с обязательным заземлением при её отключении). На станции расположена тяговая подстанция, от к-рой отходят пять фидеров — четыре для контактной сети перегонов и одна для станции. Контактная сеть левых перегонов и станции получает пи тание от одной фазы энергосистемы, а правых перегонов — от др. фазы. Поэтому С. к. с. с левой стороны станции осуществлено с помощью изолирующих сопряжений анкерных участков, ас пра вой стороны применены ещё и нейтральные вставки. На участках, где осуществляется плавка гололёда, на каждой нейтральной вставке устанавливают два секц. разъединителя с двигательными приводами. Если плавка гололёда не предусматривается, то достаточно одного секц. разъединителя с ручным приводом.
На рис. показаны норм, положения секц. разъединителей, к-рые при необходимости (по приказу энергодиспетчера) могут быть изменены. Напр., для ремонта контактной сети на к.-л. станц. пути отключают разъединитель Ф31 или Ф32. Для ремонта фидерной линии с левой стороны станции линию обесточивают на тяговой подстанции и отключают секц. разъединитель Ф1 или Ф2. Чтобы сохранить двустороннее питание контактной сети перегона, включают разъединитель А или Б. Для ремонта фидера с правой стороны станции эту линию отключают, как сказано выше, а для восстановления двустороннего питания контактной сети перегона включают секц. разъединитель П. Разъединитель С включают только при въезде или выезде поезда на крайний путь для погрузки или выгрузки. В остальное время этот разъединитель находится в отключ. положении и контактная сеть над крайним путём заземлена.

КОМПЕНСАЦИЯ НАТЯЖЕНИЯ ПРОВОДОВ — автоматическое регулирование натяжения проводов контактной сети при изменении их температуры. К. н. п. осуществляется, как правило, в узлах анкеровок проводов контактной сети компенсаторами разл. конструкций — блочно-грузовыми, с барабанами разного диаметра, гидравлич., газогидравлич., пружинными и др. Наиболее простой по конструкции блочно-грузовой компенсатор состоит из груза и неск. блоков (полиспаста), через к-рые груз присоединяют к анкеруемому проводу. Двухблочный компенсатор имеет вес груза, равный половине номин. натяжения, к-рое необходимо обеспечить в анкеруемых проводах контактной подвески (передаточное отношение 1 : 2). В -«ручей» неподвижного блока, закрепл. на анкерной опоре, вложен трос (обычно стальной), к одному концу к-poгo прикреплена штанга для грузов. Другой конец троса, образующий петлю, в к-рую вложен подвижный блок, закрепляется яа опоре. Анкеруемый провод присоединяется к вилке подвижного блока через изоляторы. Наибольшее распространение получил трёхблочный компенсатор, в конструкции к-рого использован второй подвижный блок, вложенный в петлю стального троса, один конец к-рого прикреплён к опоре, а второй — к вилке первого подвижного блока. Анкеруемый провод через изоляторы крепится к вилке второго подвижного блока. В этом случае вес груза составляет номин. натяжения (передаточное отношение 1 : 4), однако груз по вертикали перемещается на вдвое большее расстояние, чем при двухблочном компенсаторе. Для уменьшения длины грузы компенсатора могут быть разделены на две гирлянды, размещаемые на штанге. Для предотвращения раскачивания гирлянд грузов ветром применяют ограничители. Получили распространение компенсаторы с барабанами разного диаметра и с тормозными устр-вами (напр., в ФРГ). На барабан малого диаметра наматываются тросы, связанные с анкеруемыми проводами, а на барабан большого диаметра — трос, связанный с гирляндой грузов. Тормозное устр-во служит для предотвращения повреждении контактной подвески при обрыве провода. В Японии, Франции, Португалии, ФРГ и др. странах приме-няются компенсаторы, к-рые позволяют производить раскатку проводов контактной сети с заданным натяжением.
В Японии используются гидравлические компенсаторы, представляющие собой закреплённый на опоре цилиндр, к-рый наполнен маслом. Располож. внутри цилиндра поршень через шток соединён с анкеруемым проводом. Повышение или понижение темп-ры вызывает изменение объёма масла и перемещение поршня, в результате чего происходит компенсация изменения длины провода.
На линиях перем. тока в Великобритании применяют газогидравлич. компенсаторы. Такой компенсатор имеет цилиндр, заполненный маслом и газом (азотом), объём к-рого подобран так, чтобы он мог компенсировать изменения длины провода, связанного с газогидравлич. системой. Преимуществами газогидравлич. компенсатора по сравнению с другими компенсаторами являются возможность изменения натяжения проводов контактной подвески в более узких пределах; уменьшение поперечных размеров устр-ва, что позволяет устанавливать анкерные опоры с норм., а не с уве-лич. габаритом; удобство для монтажа контактной подвески с заданным натяжением и для анкеровки проводов подвески в скальных выемках без анкерной опоры. Однако конструкция газогидравлич. компенсатора сложна и дорога. Газогидравлические компенсаторы не являются стандартными для всех случаев, т. к. их параметры зависят от длины анкерного участка, расположения контактной подвески на прямой или кривой, диапазона изменения темп-ры провода в эксплуатации.
В нек-рых странах (ФРГ, Япония) используют пружинные и рычажно-пружинные компенсаторы, напр. в компенсир. анкеровке проводов контактной подвески, в тоннелях, в фиксирующих тросах гибких поперечин и жёстких поперечин.

ИЗОЛЯТОРЫ контактной сети — устройства для изоляции проводов, находящихся под напряжением. Различают И. по направлению приложения нагрузок и месту установки — подвесные, натяжные, фиксаторные и консольные, по конструкции — тарельчатые и стержневые, по материалу — стеклянные, фарфоровые и полимерные. К И. относят также изолирующие элементы секционных изоляторов, а также опорные элементы для роговых разрядников секционных разъединителей. Осн. преимущество стекл. И. перед фарфоровыми — их способность к самодефектировке, т. к. их повреждения могут быть выявлены визуально (стекло осыпается). Полимерные И. значительно прочнее, надёжнее и легче фарфоровых и стеклянных, но значительно дороже.
Подвесные И.— фарфоровые и стеклянные тарельчатые — обычно соединяют в гирлянды по 2 на линиях пост, тока и по 3—5 (в зависимости от условий загрязнения воздуха) на линиях перем. тока.
Натяжные И. устанавливают в анкеровках проводов, в несущих тросах над секционными И., в фиксирующих тросах гибких поперечин и жёстких поперечин.
Фиксаторные И. отличаются от всех других наличием шапки с внутр. резьбой для закрепления трубы. На линиях перем. тока применяют только стержневые И., а при пост, токе — и тарельчатые. В последнем случае в основной стержень сочленённого фиксатора включают ещё один тарельчатый И. с серьгой.
Консольные фарфоровые стержневые И. устанавливают в подкосая изолиров. консолей. Эти И. должны иметь повышенную механич. прочность, т. к. работают на изгиб. В тягах изолиров. консолей обычно используются фарфоровые стержневые И. В секционных разъединителях и роговых разрядниках используют фарфоровые стержневые (реже тарельчатые) И. В секционных И. на линиях пост, тока применяют полимерные изолирующие элементы в виде прямоугольных брусков из пресс-материала, а на линиях перем. тока в виде цилиндрич. стеклопластиковых стержней, на к-рые надеты электрозащитные чехлы из фторопластовых труб. Разработаны полимерные стержневые И. с сердечниками из стеклопластика и рёбрами из кремнийорганич. эластомера. Их применяют в качестве подвесных, секционирующих и фиксаторных; они перспективны для установки в подкосах и тягах изолиров. консолей, в тросах гибких поперечин и др. В зонах пром. загрязнения воздуха и в нек-рых искусств. сооружениях необходима периодич. очистка (обмывка) фарфоровых И. с помощью спец. передвижных средств.

ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА — направленная защита электрических сетей с относительной избирательностью действия, обеспечивающей отключение только повреждённого участка. На ж.-д. транспорте Д. з. используют гл. обр. для защиты тяговых сетей перем. тока при КЗ. Измерит, органом в Д. з. служит реле сопротивления — измерит, пороговый элемент, срабатывающий при определ. соотношении подведённого напряжения и силы тока, к-рое пропорционально расстоянию (дистанции) от места установки защиты до места повреждения (что и определило назв. защиты). Режим КЗ в сетях перем. тока сопровождается увеличением силы тока и одноврем. понижением напряжения на шинах тяговой подстанции; сопротивление петли КЗ меняется в широких пределах. Макс. возможные токи нагрузки могут превос-ходить токи удалённых КЗ, однако существует достаточно чёткое разграничение по углу ц фазового сдвига токов в тяговом режиме и в режиме КЗ: соответственно 20—40° и 50—70°. Это позволяет использовать Д. з., к-рые срабатывают в зависимости не только от силы тока КЗ и напряжения в месте установки защиты, но и от угла ц. Отстройка Д. з. от токов нагрузки обеспечивается выбором соответствующей угловой х-ки. Чувствительность Д. з. не зависит от сопротивления цепи КЗ между источником электроэнергии и местом установки защиты, т. е. зона действия защит остаётся постоянной при изменении мощности питающей системы и числа параллельно работающих трансформаторов.
Д. з., применяемые на отечеств, ж. д., выполняют на базе электромеханич. дистанц. реле (напр., типов КРС-131 и КРС-132); распространение получили также Д. з. с электронными элементами (УЭЗФ и их модификации). Электронные Д. з. впервые применены на ж. д. в составе комплексных систем автоматики, защиты и управления тяговой подстанцией ЭСА-64 (1965) и «Сейма-2» (1968). Начиная с 1970 УЭЗФ применяется как основная для тяговых сетей перем. тока. В 1972 начат выпуск модификации этой защиты в сочетании с телеблокировкой. УЭЗФ представляет собой двухступенчатую направл. Д. з., дополненную токовой отсечкой. Первая ступень защиты — ненаправл. реле сопротивления — является основной и выдержки времени не имеет; зона её действия составляет 80—85% расстояния между подстанцией и постом секционирования. Вторая ступень — направленная Д. з.— является резервной по отношению к первой и имеет выдержку времени. Зона её действия — расстояние до шин соседней подстанции. На двухпутных участках для селективной работы Д. з. при близких повреждениях на соседнем пути измерит, элемент первой ступени автоматически переводится в режим реле макс, тока, когда напряжение на шинах тяговой подстанции снижается до заданного значения. Предусмотрены раздельные уставки по модулю полного сопротивления и углу ц во второй зоне, независимая регулировка уставок в первой и во второй зонах. Принципы и техн. решения, заложенные в УЭЗФ, были использованы при разработке совр. устр-в Д. з. на базе элементов микроэлектронной техники, внедрение к-рых началось в 1986.