БИБЛИОТЕЧКА МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА
И. А. Беляев
МАШИНИСТУ
О КОНТАКТНОЙ
СЕГИ II ТОКОСЪЕМЕ
БИБЛИОТЕЧКА МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА
И. А. Беляев
МАШИНИСТУ
О КОНТАКТНОЙ СЕТИ
И ТОКОСЪЕМЕ
МОСКВА «ТРАНСПОРТ» 1986
Сканировал
Вячеслав Михед
Aka PatriotRR
ББК 39 217
Б44
УДК 621 332.3 + 621 336
Рецензент инж. Л. М. Лорман
Заведующий редакцией Н. В. Зенькович
Редактор Р М. Майорова
Беляев И. А.
Б44 Машинисту о контактной сети и токосъеме. — М.:
Транспорт, 1986.— 128 с., ил., табл.— (Б-чка машиниста
локомотива).
Рассмотрены основные устройства контактной сети, их работа, а также
неисправное!!', часть ш которых может быть обнаружена локомотивными
бригадами из к<>'н|>ы электроподвижного состава Описаны осо'еншхми токо-
стдма в тяжеты мс еоротогическнх устовчях и при позь шег.ных массе и
скорости движения поезда
Кипы priCC4HiaHa на машинистов и помощников машинистов ?лектропод-
вгжпою состава постоянного и переменного тока
„ 3602030000-011	ББК 39.217
Б----------------123-86
049(01 )-86	6Т1.4
© Издательство «Транспорт», 1986
От автора
Книг о контактной сети немало. Они рассказывают о проек-
тировании контактной сети, ее монтаже, содержании. В них под-
робно рассмотрены отдельные узлы, провода, арматура, изоля-
торы, а также показано, как обеспечить нормальную работу се-
ти в тяжелых метеорологических условиях. Но все эти книги —
для «контактников», т. е. для тех, кто проектирует, монтирует
и эксплуатирует контактную сеть.
В то же время для нормальной работы контактной сети, т. е.
для обеспечения бесперебойного движения поездов на электри-
фицированных железных дорогах, усилий одних «контактников»
недостаточно. Устойчивая работа контактной сети, предупреж-
дение ее повреждений в определенной мере зависят от правиль-
ных действий локомотивных бригад. Только хорошо знающая
устройство контактной сети локомотивная бригада из окна дви-
жущегося с большой скоростью электровоза или электропоезда
может вовремя заметить неисправность контактной сети и сде-
лать все возможное, чтобы предупредить тяжелые последствия.
Указанные обстоятельства определили необходимость созда-
ния книги о контактной сети специально для машинистов элек-
троподвижного состава и их помощников.
Контактная сеть является только одним из устройств, обес-
печивающих передачу электрической энергии от ее источника к
двигателям электроподвижпого состава. Другим таким устрой-
ством, взаимодействующим с контактной сетью, является токо-
приемник. От его конструктивного выполнения и технического
состояния не менее, чем от контактной сети, зависит качество
токосъема. Поэтому в книге в необходимом объеме рассмотре-
ны токоприемники и взаимодействие их с сетью.
Работая над предлагаемой книгой, автор старался не забы-
вать, что его главная цель — помочь локомотивным бригадам
полностью исключить случаи нарушения работы контактной се-
ти или сбоя в движении поездов, допускаемые из-за недоста-
точных знаний устройств контактной сети, а также особеннос-
тей токосъема в различных климатических условиях.
1.	ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ
ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ.
СЕКЦИОНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ
Для электрификации железных дорог в нашей стране вна-
чале была принята система электрической тяги постоянного то-
ка напряжением 3 кВ. Выбор этой системы (за рубежом уже
применялась система переменного тока напряжением 15 кВ час-
тотой 16 2/3 Гц) был сделан на основе технико-экономических
расчетов; решающим оказалось более простое выполнение элек-
троподвижного состава (э.н.с.) и более низкий уровень изоля-
ции контактной сети.
Постоянный и интенсивный рост грузонапряженности, харак-
терный для наших дорог, постепенно стал, однако, усугублять
недостатки системы постоянного тока, среди которых основны-
ми являются: большой расход цветных металлов на электрифи-
кацию (из-за сравнительно низкого напряжения в системе для
поддержания необходимого уровня его па токоприемниках элск-
троподвижного состава необходимо иметь большую площадь
сечения проводов контактной сети), малое расстояние между
тяговыми подстанциями (определяемое из тех же условий), не-
возможность полного параллельного соединения всех двигате-
лей локомотива (рассчитанных на напряжение 1.5 кВ), которое
улучшает его тяговые свойства. В связи с этим в 60-х годах рас-
ширились работы по созданию э.н.с. переменного тока; создание
его позволило принять спетому переменного тока напряжением
25 кВ частотой 50 Гц (с однофазным питанием локомотивов)
основной при электрификации новых линий, как обладающую
более высокими технико-экономическими показателями ио срав-
нению с системой постоянного тока в условиях интенсивной ра-
боты транспорта.
При системе переменного тока благодаря более высокому
напряжению тяговые подстанции можно располагать на боль-
шем расстоянии одна от другой (через 40—60 км), чем при по-
стоянном токе (через 15—25 км), а общую площадь сечения
проводов контактной сети существенно уменьшить (обычно дос-
таточно 140 мм2 на один путь, в то время как при постоянном
токе она достигает 700 мм2). Другими не менее важными поло-
жительными качествами системы переменного тока являются
высокие тяговые свойства электровозов и отсутствие интенсив-
ной коррозии подземных искусственных сооружений.
Несмотря па указанные существенные преимущества систе-
мы однофазного переменного тока перед системой постоянного
тока, стоимость электрификации линии по первой системе не
намного ниже, чем но второй. Объясняется это тем, что кон-
4
тактная сеть переменного тока оказывает сильное индуктивное
влияние на другие линии, находящиеся в зоне действия ее элек-
тромагнитного поля— воздушные и кабельные линии связи, ли-
нии телеуправления, радиовещания, силовые и осветительные
линии, линии для питания автоблокировки и др. Для устране-
ния мешающего влияния на линии связи, ухудшающего качест-
во передачи информации, приходится осуществлять их переуст-
ройство—каблировагь или удалять на большое расстояние от
железной дороги. Все эти дорогие работы включаются в стои-
мость электрификации линий. (Здесь уместно, однако, отметить,
что каблирование линий связи само по себе является прогрес-
сивным мероприятием, так как позволяет значительно повысить
надежность связи и увеличить число каналов.)
Принципиальные схемы электроснабжения электрифициро-
ванных железных дорог постоянного и переменного тока одина-
ковы. От 1 яговых подстанций энергия поступает к э.п.с. ио
электротяговой сети, состоящей из питающей, контактной, рель-
совой и отсасывающей сетей (рис. 1). Питающую и отсасыва-
ющую сети выполняют в виде воздушных или кабельных линий.
Рельсовая сеть состоит из .ходовых рельсов, выделенных для
передачи электрической энергии (на перегонах это обычно оба
рельса каждого пути, на станциях — один), и рельсовых соеди-
нителей--отрезков гибких медных проводов, соединяющих кон-
цы рельсов и предназначенных для шунтирования их стыков,
имеющих большое сопротивление. Контактная сеть представля-
ет собой систему проводов и тросов, подвешенных на опорах и
обеспечивающих передачу энергии к движущемуся подвижному
составу посредством скользящего контакта.
Поминальное напряжение на шинах тяговых подстанций вы-
ше номинального напряжения контактной сети, составляя 27,5
кВ на линиях переменного тока и 3,3 кВ постоянного тока.
Тяговые подстанции на линиях переменного тока представляют
собой, по существу, трансформаторные подстанции, понижаю-
щие подведенное к ним напряжение. Тяговые подстанции пос-
тоянного тока оборудованы также включенными после транс-
форматоров выпрямительными установками, преобразующими
переменный гок в постоянный,
новлены быстродействую-
щие аппараты, обеспечива-
ющие защиту контактной
сети, т. е. автоматическое
прекращение питания ее в
случае возникновения ко-
ротких замыканий, атмо-
сферных перенапряжений
или токовых перегрузок.
Обычно контактная сеть
каждого пути перегона полу-
На тяговых подстанциях уста-
Тяговая повстанцев
Питающая
| сеть Контактная
]	/ сеть
ч Электровоз | -—|
______________ап____________,
Отсасывающая	Рельсовая
сеть	сеть
Рис. 1. Принципиальная схема элект-
ротяговой сети
5
Рис. 2. Схема поста секционирования
контактной сети:
Till, ТП2 —- тяговые подстанции:
BI — Вь — быстродействующие выключа-
тели
Рис. 3. Схема электроснабжения по
системе 2X25 кВ
чает питание от двух тяговых
подстанций, расположенных с
разных сторон перегона. Такой
способ питания называется
двусторонним. По сравнению
с односторонним способом пи-
тания он обеспечивает сниже-
ние токов от каждой тяговой
подстанции, а следовательно,
и уменьшение падения напря-
жения и потерь электрической
энергии.
На двухпутных участках
постоянного тока для умень-
шения падения напряжения и
потерь энергии выгодно соеди-
нять контактную сеть обоих
путей. Такое соединение вы-
полняют посредством постов
секционирования или пунктов
параллельного соединения кон-
тактной сети.
Пост секционирования уст-
раивают примерно посередине
между тяговыми подстанция-
ми, где по каждому пути пре-
дусмотрена изоляция располо-
женных с разных сторон поста одной контактной подвески от
другой. Пост секционирования оборудован четырьмя быстродей-
ствующими выключателями, осуществляющими не только попе-
речное, но и продольное соединение контактных подвесок
(рис. 2).
Такой пост решает и вторую задачу — обеспечивает автома-
тическое отключение участка (секции) контактной сети, на ко-
торой произошло короткое замыкание или перегрузка (потреб-
ление локомотивами, находящимися на данном участке, недо-
пустимого по площади сечения проводов тока). Так, например,
при коротком замыкании на IV секции, как показано на рисун-
ке, произойдет отключение быстродействующего выключателя
В1 тяговой подстанции ТП2 и выключателя В8 поста секцио-
нирования.
Хотя принятая на наших дорогах система переменного тока
напряжением 25 кВ пока не ограничивает пропускную способ-
ность линий, при дальнейшем увеличении нагрузок, например
при увеличении числа тяжеловесных поездов, такие ограниче-
ния могут наступить как по уровню напряжения на токоприем-
нике э.п.с., так и по нагреву проводов контактной сети. Поэтому
6
в настоящее время у нас начато применение системы электро-
тяг!! 2X25 кВ.
Сущность системы 2x25 кВ состоит в том, что на тяговой
подстанции установлены специальные трансформаторы (Тр1,
Тр2, рис. 3), имеющие по две вторичные обмотки с номиналь-
ным напряжением 27,5 кВ. Эти обмотки соединены последова-
тельно, а их общая точка подключена к рельсам Р. Вывод од-
ной из вторичных обмоток подключен к проводам контактной
подвески К, а другой -к питающему проводу Z7, подвешенному
на опорах изолированно от контактной подвески. При этом и
контактная подвеска, и питающий провод находятся под нап-
ряжением 25 (27,5) кВ по отношению к рельсам, а напряжение
между ними равно 50 (55) кВ.
На межподстанционной зоне па расстоянии 15 -25 км друг
от друга установлены автотрансформаторы (ATI, АТ2) с коэф-
фициентом трансформации 2, подключенные к контактной под-
веске и питающему проводу. Средняя точка каждого автотранс-
форматора соединена с рельсами. Автотрансформаторы пони-
жают напряжение петли «контактная подвеска--питающий про-
вод» до напряжения контактной сети. Таким образом, электро-
энергия подается от тяговой подстанции по контактной подвес-
ке и питающему проводу к автотрансформаторам при номи-
нальном напряжении 55 кВ, а автотрансформаторы преобразу-
ют ого в напряжение 27,5 кВ (между контактной подвеской и
рел.сами), на которое рассчитан э.п.с.
Во время движения поезда по участку автотрансформаторы,
располагаемые на сравнительно небольшом расстоянии друг от
друга, принимают нагрузку по очереди. Ток электровоза без
трансформации течет по тяговой сети только между э.п.с. и
ближайшим к нему в данный момент автотрансформатором, а
на большем расстоянии — от подстанции до этого автотранс-
форматора— ток в тяговой сети вдвое меньше, чем электрово-
за. Благодаря уменьшению тока снижаются потери напряжения
и энергии в системе электроснабжения, что позволяет увеличить
расстояние между тяговыми подстанциями в 1,5—2 раза по
сравнению с системой 25 кВ (примерно до 100 км) и обойтись
меньшей площадью сечения проводов контактной сети.
Важным достоинством новой системы является уменьшенное
влияние тяговой сети на линии связи. Это объясняется тем, что
токи в контактной подвеске л питающем проводе на большей
части межподстанционной зоны близки по значению и направ-
лены противоположно, а ток в рельсах невелик.
С целью обеспечения возможности снятия напряжения па
отдельных путях перегонов и станций при сохранении питания
электроэнергией других путей, что может оказаться необходи-
мым не только при возникновении коротких замыканий и ава-
рийных ситуаций на сети или э.п.с., но и для обеспечения пла-
новых работ по контактной сети, выполняемых со снятием нап-
7
ряжения, контактная сеть делится на отдельные участки (сек-
ции), электрически непосредственно не связанные между собой,
не только на перегонах, о чем только что было сказано, но и
на станциях.
Секционирование подразделяют на продольное и попереч-
ное. К продольному секционированию относят разделение сети
у тяговой подстанции и поста секционирования, сети станции и
перегона, сети разных парков станции или групп путей.
К поперечному секционированию относят разделение между
собой контактной сети главных путей перегонов, станций и об-
гонных пунктов, отделение сети путей, на которых производят-
ся погрузочно-разгрузочные работы, осмотр крышевого обору-
дования и экипировка э.п.с., а также его отстой в пунктах обо-
рота и на зонных станциях.
Продольное секционирование чаще всего осуществляется.по-
средством изолирующих сопряжений анкерных участков (в
обиходе называемых воздушными промежутками), поперечное
секционирование— посредством секционных изоляторов.
Смежные секции контактной сети могут быть соединены
между собой путем включения соответствующих секционных
разъединителей. Однако при указанном способе секционирова-
ния секции соединяются между собой также и токоприемника-
ми проходящего э.п.с., замыкающего полозами контактные про-
вода, принадлежащие разным секциям.
В ряде случаев последнее недопустимо. Например, на осо-
бенно низких искусственных сооружениях при расположении
контактных проводов на наименьшей допустимой высоте над
уровнем головок рельсов воздушные зазоры между проводом и
заземленными частями оказываются меньше нормальных для
данного уровня напряжения. Поэтому подавать напряжение на
контактные провода в таком искусственном сооружении нельзя.
На дорогах переменного тока для обеспечения более равномер-
ной нагрузки трехфазпой системы, к которой подключены тяго-
вые подстанции, применяется чередование фаз, т. е. смежные
секции контактной сети питаются от разных фаз.
В таких местах для исключения возможности соединения
контактных проводов разных секций полозами токоприемников,
что приводит к коротким замыканиям (на линиях переменного
тока — к междуфазным к.з.), сопряжения анкерных участков-
выполняют с нейтральными вставками. Э. п. с. должен проходить
их с отключенным током (на выбеге); это предупреждает пере-
жог контактного провода электрической дугой, возникающей
между полозом и проводом, принадлежащим секции, с которой
сходит токоприемник, если локомотив потребляет ток.
Типовые схемы питания и секционирования контактной сети
на двухпутных участках дорог постоянного и переменного тока
приведены на рис. 4. На этих схемах буквами А, Б, В, Г обоз-
начены разъединители продольного секционирования, П—по-
8
Рис. 4. Схемы питания и секционирования контактной сети на двухпутных
участках дорог постоянного (а) и переменного (б) тока
перечного секционирования, Ф—разъединители питающих ли-
ний. Посредством разъединителей А и Б может быть подано
напряжение на изолирующие сопряжения с нейтральными
вставками (ЯВ), что необходимо для вывода э.п.с. с нейтраль-
ной вставки в тех случаях, когда он остановится на ней.
Остановка э.п.с. на нейтральной вставке крайне нежела-
тельна, так как подача напряжения на нее, производимая по
просьбе машиниста, и снятие напряжения, производимое после
уведомления машиниста об освобождении локомотивом нейт-
ральной вставки, требует значительного времени и, следова-
тельно, приводит к сбою в движении поездов. Поэтому задача
машиниста — проследовать нейтральную вставку без остановки,
для чего обеспечить необходимую скорость движения э.п.с. пе-
ред отключением тока.
На приведенных схемах косыми параллельными линиями
обозначены изолирующие сопряжения анкерных участков, а па-
раллельными линиями, перпендикулярными осям путей съез-
дов,— секционные изоляторы. Окружностями со штриховкой
внутри обозначены нормально включенные разъединители, без
штриховки — нормально отключенные.
На границах между линиями, электрифицированными по
системам постоянного и переменного тока, устраивают станции
стыкования. Характерным для таких станций является деление
контактной сети на три района: в одном из них сеть всегда на-
ходится под напряжением постоянного тока, в другом — всегда
9
под напряжением переменного тока, в третьем .(районе Пере-
ключения)— напряжение на каждом пути может быть тем или
другим в зависимости от того, какого рода тока э.п.с. направ-
ляется на этот путь или находится на нем.
Такой режим работы станции стыкования определяет и схе-
му ее питания и секционирования, особенностью которой явля-
ется -наличие пунктов группировки, в которых сосредоточены
переключатели, подключающие контактные подвески путей к
питающим линиям постоянного или переменного тока. Пере-
ключение контактной сети производится автоматически одно-
временно с переводом стрелок дежурным пункта маршрутно-
релейной централизации. Специальное устройство на этом пунк-
те позволяет изменить напряжение контактной сети пути, с ко-
торого ушел отцепившийся от состава электровоз, хотя путь
остался занятым вагонами.
Питание контактной сети депо от тяговой подстанции TIT
производится обычно отдельной питающей линией с разъедини-
телем (Ф6 на рис. 5).
Если заезд э.п.с. на канавы депо производится па высоком
напряжении (это характерно для канав, предназначенных для
обслуживания электропоездов), то напряжение на контактную
сеть каждой канавы подается с помощью индивидуального
разъединителя {31, 32, 33) с заземляющим ножом. Наличие та-
кого ножа .обеспечивает заземление контактной сети соответст-
вующей канавы сразу же после отключения разъединителя.
Ручные приводы этих разъединителей связаны со световыми
указателями специальной сигнализации внутри и снаружи депо.
Горение красной лампы указателя внутри депо на той или иной
канаве указывает па наличие высокого напряжения на сети
этой канавы, т. с., в частности, па недопустимость подъема лю-
Рис. 5. Схема питания и секционирования контактной сета депо:
ТП — тяговая подстанция, А, Б—продольные секционные разъединители; Я — попереч-
ный секционный разъединитель; Д — деповской секционный разъединитель; Фб - разъе-
динитель питающей липни, 31—33 — разъединителя в депо
10
дей на крышу э.п.с.; зеленая лампа загорается после снятия на-
пряжения. Снаружи депо показания указателей соответствуют
показаниям светофоров автоблокировки. Красный свет свиде-
тельствует о снятии высокого напряжения на соответствующей
канаве и запрещает заезд э.п.с. на нее, поскольку полозом токо-
приемника может быть перекрыт секционный изолятор перед
воротами канавы, в результате чего произойдет короткое замы-
кание.
Для обеспечения надежной работы защиты от токов корот-
кого замыкания и безопасности обслуживающего персонала и
других лиц, которые могут прикоснуться к опорам и другим
устройствам, расположенным вблизи контактной сети и оказав-
шимся под напряжением вследствие пробоя изоляции, на кон-
тактной сети применяют защитные заземления. Зазем-
лению подлежат металлические опоры контактной сети, консо-
ли, кронштейны, анкерные оттяжки на железобетонных и дере-
вянных опорах или неметаллических искусственных сооружени-
ях, а также все металлические конструкции (мосты, путепрово-
ды, светофоры, отдельно стоящие опоры, прожекторные мачты,
крыши зданий и др.), расположенные от находящихся под нап-
ряжением проводов и других элементов контактной сети на
расстоянии менее 5 м в плане.
Защитные заземления присоединяют к тяговым рельсам или
к средним точкам путевых дроссель-трапсформаторов. Их под-
разделяют на индивидуальные и групповые.
Индивидуальные заземления устраивают на каждом зазем-
ляемом устройстве и выполняют стальным прутком диаметром
не менее 12 мм на линиях постоянного тока и 10 мм —перемен-
ного. Этот пруток присоединяют к заземляемой конструкции
болтами или сваркой, к рельсу — с помощью крюковых болтов,
захватываемых за его подошву, к дроссель-трансформаторам—
соединительными зажимами (при двух трансформаторах) или
болтами (при одном трансформаторе).
При выполнении заземлений для уменьшения блуждающих
токов, а также для обеспечения надежной работы автоблоки-
ровки и возможности контроля целости рельсов в них включа-
ют искровые промежутки. Основным элементом искрового про-
межутка является изолирующая (слюдяная) прослойка, заклю-
ченная между двумя контактными шайбами, одна из которых
соединена с концом прутка, проложенного к заземляемой кон-
струкции, а другая — с концом прутка, присоединенного к рель-
су. В нормальных условиях заземляемая конструкция и рельс
изолированы друг от друга, они соединяются между собой
лишь тогда, когда, оказавшись под определенным напряжением
(например, вследствие пробоя изолятора контактной сети), иск-
ровой промежуток пробивается: В результате в этом месте об-
разуется надежная цепь «контактная сеть—рельс», не снижа-
ющая благодаря своему малому сопротивлению ток короткого
11
замыкания, и быстродействующие аппараты на подстанции пре-
рывают этот ток.
Консольные опоры на перегонах заземляют на ближайший
рельс, поскольку там оба рельса являются тяговыми. При этом
опоры, расположенные с одной стороны путей, в пределах каж-
дого блок-участка заземляют на одну и ту же рельсовую вить,,
чтобы в любых условиях (например, при заземлении контакт-
ной сети на нескольких опорах для выполнения работ) исклю-
чалось соединение рельсовых цепей через контактную сеть. На
станциях с однониточными рельсовыми цепями заземления та-
ких опор присоединяют к ближайшему тяговому рельсу.
Жесткие и неизолированные гибкие поперечины для исклю-
чения перетекания по ним обратного тягового тока и наруше-
ний работы устройств СЦБ заземляют только с одной стороны.
Групповым заземлением осуществляется заземление нес-
кольких опор одним общим тросом, спускаемая часть которого
присоединена к среднему выводу ближайшего установленного
ранее или специально установленного для этого дроссель-транс-
фор.матора. С целью предотвращения образования блуждаю-
щих токов трос группового заземления в нормальных условиях,
т. е. при хорошем состоянии изоляторов контактной сети, не
должен быть соединен с рельсами. Это достигается обычно
включением в спускаемый провод заземления полупроводнико-
вых вентилей — кремниевых диодов.
Как было сказано выше, составной частью электротяговой
сети является рельсовая сеть. Протекание тока по ходовым
рельсам, имеющим значительное электрическое сопротивление,
вызывает в них падение напряжения; вследствие этого рельсы
оказываются под некоторым потенциалом относительно земли.
В то же время изоляционные свойства шпал и балласта крайне
низки. В силу этого часть тяговых токов из рельсов ответвля-
ется и течет по земле и металлическим подземным сооружени-
ям— трубопроводам, оболочкам кабелей и т. д. В местах выхо-
да этих токов, называемых блуждающими, из подземных соо-
ружений происходит электролиз, вызывающий на дорогах пос-
тоянного тока коррозию этих сооружений и их последующее-
разрушение.
При положительной полярности контактной сети постоянно-
го тока места стекания блуждающих токов с подземных соору-
жений (так называемые анодные зоны) расположены вблизи
тяговых подстанций. При отрицательной полярности анодные
зоны перемещаются вдоль пути вместе с движущимся э. п. с.
Из сопоставления этих вариантов нетрудно заключить, что по-
ложительная полярность сети более целесообразна, потому что-
принять специальные меры по защите подземных сооружений
от коррозии в одном месте (в зоне тяговой подстанции) гораздо-
проще, чем вдоль всей линии.
12
Именно поэтому на кон-
тактной сети наших дорог по-
стоянного тока повсеместно
принята положительная поляр-
ность.
Нормальное движение по-
ездов в настоящее время не-
мыслимо без устойчивой рабо-
ты поездной радиосвязи. На
электрифицированных линиях
работе радиосвязи препятству-
ют гладкие и импульсные по-
мехи. Первые из них возника-
Рис. 6. Принципиальная схема поезд-
ной радиосвязи
ют в результате работы преобразовательных устройств тяговых
подстанций, работы тяговых двигателей и вспомогательных ма-
шин э.п.с. и выражаются в виде непрерывного шума. Импульс-
ные помехи вызываются искрением токоприемников из-за пло-
хого качества скользящего контакта и имеют место при отклю-
чении быстродействующих выключателей, контакторов и т. п.;
они проявляются в виде отдельных щелчков разной громкости.
Для улучшения работы поездной радиосвязи в радиоканал
между стационарными 3 (рис. 6) и локомотивными 9 радио-
станциями включают направляющую линию (волновод) 5. В
провода волновода электромагнитная энергия от стационарных
радиостанций передастся индуктивным способом с помощью
возбуждающих проводов 4, подвешенных на некотором рас-
стоянии параллельно волноводу; эти провода присоединены к
стационарной радиостанции коаксиальной линией 2 через уст-
ройство 1, обеспечивающее согласование входного сопротивле-
ния проводов 4 с волновым сопротивлением линии 2.
Локомотивная радиостанция имеет антенну 6 на крыше
э.п.с., с которой она связана коаксиальным кабелем 8 через
устройство 7, согласующее входное сопротивление антенны с
волновым сопротивлением кабеля.
В качестве направляющих линий (волноводов) в настоящее
время обычно используют подвешенные на опорах контактной
сети провода продольных линий нетягового электроснабжения.
Ранее для этой цели подвешивали специальные волноводные
провода.
Электрификация железных дорог всегда выполняется комп-
лексно. Кроме основной задачи — подвести энергию к электро-
подвижному составу, решаются задачи питания устройств авто-
блокировки и других стационарных потребителей транспортных
объектов, а также питания объектов, не принадлежащих Ми-
нистерству путей сообщения. При электрификации дорог рекон-
струируются и сооружаются новые объекты локомотивного хо-
зяйства.
13
Па дорогах постоянного тока питание нетяговых потребите-
лей осуществляют от специальных трехфазных линий напряже-
нием 6 пли 10 кВ. На дорогах переменного тока напряжением
25 кВ для питания таких потребителей применяют систему ДПР
(«два провода- рельс»), при которой на опорах контактной, се-
ти подвешивают провода двух фаз; в качестве провода третьей
фазь используют ходовые рельсы. При этом на опорах распо-
лагают провод фазы, к которой подкиочена контактная подвес-
ка (т. е. усиливающий провод), и провод фазы, неиспользуе-
мой на данном участке для целей тяги.
Ос ^вным документом, регламентирующим устройство и со-
держание контактной сети, являются Правила технического об-
служивания и ремонта контактной сети электрифицированных
желез 1ых дорог, утвержденные МПС.
2.	ОПОРЫ И ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА.
ПРОВОДА. ИЗОЛЯТОРЫ
Опоры контактной сети являются одним из основных уст-
ройств контактной сети и предназначены для поддержания на
заданной высоте проводов контактной подвески, усиливающих
и питающих липин. На этих же опорах подвешивают провода
системы ДПР, волноводы и некоторые другие провода, распо-
лагаемые, как правило, с полевой стороны опор.
Опоры подразделяют как по назначению, так и по типу ус-
тановленных на них поддерживающих устройств.
Забегая вперед, следует сказать, что на магистральных элек-
трических железных дорогах контактная подвеска выполнена в
виде следующих один за другим анкерных участков длиной /а
обычно около 1,5 км (рис. 7). По концам анкерных участков
контактные подвески этих участков «заходят» одна за другую
на 2--3 пролета для возможности плавного перехода токопри-
емника с провода на провод; эта часть контактной сети, где в
зоне каждого пути располагаются две контактные подвески,
называется сопряжением анкерных участков.
Опоры 3, предназначенные для подвешивания па них одной
контактной подвески, называются промежуточными, а опоры 2
для поддержания двух контактных -подвесок на сопряжениях
анкерных участков — переходными. Опоры 1, которые предназ-
начены не только для подвешивания контактной подвески, но и
для закрепления (анкеровки) концов ее проводов, называются
анкерными. Небольшое распространение имеют фиксирующие
опоры, которые не несут нагрузок от массы проводов и пред-
назначены только для изменения направления проводов в пла-
не, например па кривых и в зонах стрелок на станциях.
Устройства, посредством которых контактные подвески подве-
шены к опорам, называются поддерживающими устройствами.
14
В зависимости от местных
условий, среди которых основ-
ными являются число контакт-
ных подвесок, приходящееся
на одну опору, а также рассто-
яние между опорой и ближай-
шей к ней контактной подвес-
кой, применяют различные
поддерживающие устройства:
консоли, ригели (горизонталь-
ные фермы жестких попере-
чин), поперечные тросы (тро-
сы гибких поперечин).
По типу примененных под-
держивающих устройств опоры
подразделяют на консольные,
опоры жестких поперечин и
опоры гибких поперечин.
Самым легким из числа
поддерживающих контактные
подвески являются промежу-
точные консольные опоры (рис.
8). Они рассчитаны па верти-
кальные нагрузки от массы
проводов контактной подвески,
других проводов и гололедо-
изморозевых образований на
проводах, а также на горизон-
тальные нагрузки, определяе-
мые воздействием ветра на
провода и сами опоры. При-
мерно вдвое мощнее переход-
ные опоры, поскольку они
Рис 7 Анкерный участок i снтаьтпой
иолбески
Рис. 8. Промежуточная консольная
опора:
/ — опора: 2 —конс.иь, 3 — фиксаторный
кронштейн
поддерживают две контактные подвески; эти опоры испытыва-
ют также горизонтальные усилия, определяемые изменением
направления проводов, отходящих на анкеровки.
Значительно более мощными, являются анкерные опоры, ко-
торые, кроме указанных вертикальных нагрузок, воспринимают
нагрузки от натяжения проводов контактной подвески. В неко-
торых случаях анкерные опоры не оборудуют поддерживающи-
ми устройствами, т. е. предназначают только для анкеровки
проводов. Большие нагрузки испытывают также опоры жестких
и, особенно, гибких поперечин, поскольку они поддерживают
контактные подвески многих путей.
В настоящее время промежуточные, переходные и анкерные
опоры, а также опоры жестких поперечин выполняются железо-
бетонными. При этом анкерные опоры не рассчитывают на го-
15
Рис. 9. Общий вид анкерной опоры
с оттяжкой:
1 — опора, 2—анкерная отгяжка
ризонтальную нагрузку от на-
тяжения проводов контактной
подвески и поэтому снабжают
анкерными оттяжками, состоя-
щими из заложенного в землю
железобетонного анкера и тяг,
соединяющих его с опорой
(рис. 9); при обрыве анкерной
оттяжки реально разрушение
такой опоры.
Опоры гибких поперечин,
а иногда и анкерные опоры,
изготовляют решетчатыми из
уголковой стали. Такие метал-
лические анкерные опоры яв-
ляются самонесущими и анкер--
иыми оттяжками не оборуду-
ются; характерным для них являются значительные размеры в
основании, особенно в направлении горизонтальных усилии от
натяжения проводов.
Железобетонные опоры сейчас изготовляют стр\нобетонного
типа, т. е. с предварительным напряжением арматуры из сталь-
ных высокопрочных проволок (натянутых как струны). Ботее
высокие прочностные качества таких опор по сравнению с опо-
рами с ненапряженной арматурой объясняются неспособностью
бетона сопротивляться большим растягивающим нагрузкам.
Действительно, если начать растягивать железобетонную трубу
с предварительно ненапряженной арматурой, трещины в бетоне
появятся раньше, чем исчерпываются возможности арматуры.
В струнобетонных опорах, при изготовлении которых арма-
тура сильно натягивается до начала бетонирования, бетон до
приложения эксплуатационной нагрузки работает на сжатие.
После приложения такой нагрузки при некоторой деформации
арматуры происходит лишь уменьшение сжимающих напряже-
ний в бетоне, и трещины не появляются. В результате этого ис-
ключается интенсивная коррозия., арматуры.
Консольные железобетонные опоры раньше изготовляли дву-
таврового и кольцевого сечений. Сейчас в основном изготовляют
струнобетонные конические центрифугированные опоры кольце-
вого сечения.
Опоры длиной 13,6 м устанавливают в грунт, как правило,
без фундаментов (рис. 10,а), длиной 10,8 м — с применением
фундаментов стаканного типа (рис. 10,6). В отдельных случаях,
например на высоких насыпях, опоры длиной 10,8 м устанав-
ливают на сваях.
Опоры контактной сети нормально должны располагаться
вертикально или с небольшим наклоном в сторону, противопо-
ложную действию основных нагрузок. Если же опора получила
16
наклон в обратную сторону (заметный из кабины движущегося
локомотива), а это бывает следствием пучины, изгиба стоек
металлической опоры путевым механизмом, смещения анкера
оттяжки и других причин, машинисту или другому лицу, обна-
ружившему наклон, необходимо об этом срочно сообщить по
рации дежурному по ближайшей станции, указав номер опоры.
Это позволит эксплуатационному персоналу своевременно при-
нять необходимые меры и тем самым предотвратить возможную
аварию.
Выше уже были названы основные поддерживающие
у с т р о й с т в а — консоли, жесткие и гибкие поперечины. Рас-
смотрим их конструктивное выполнение.
Основным несущим элементом консоли является кронштейн,
изготовленный из стальной трубы или двух стальных швеллс-
Рис. 10. Закрепление в грунте конических нераздельной (а) и раздельной
с фундаментом (б) опор:
Г — габарит опоры
2—1527
17
ров. Одним концом кронштейн присоединен к опоре, на другом
его конце установлен бугель, посредством которого к консоли
подвешен несущий трос. Этот кронштейн может располагаться
наклонно или горизонтально, в соответствии с этим и консоль
называется ноаЛ’Шпои или горизонтальной. В таком положении
кронштейн удерживается работающей на растяжение тягой или
работающим на сжатие подкосом (рис. И).
Консоли могут поддерживать контактные иотвески одного и
двух путей. В соответствии с этим они называются однопутны-
ми и двухпутными. В отдельных случаях, например при невоз-
можности установки спор па станциях с разных сторон путей,
применяют консоли, поддерживающие три контактные подвески
и ио'’ее Многодетные консоти bcci la выполняются с горизон-
тальным кронштейном и имеют несколько тяг.
Следует отмстить, что в первое время эксплуатации новых
электрифицированных линий мож :о увидеть горизонтальные
консоли, имеющие некоторый уклон Такое положение консоли
не является аварийным; оно свидетельствует о некачественном
.монтаже консоли. Как правило, эксплуатационный персонал
приводит такие консоли в нормальное положение в течение не-
скольких месяцев. Другое дело — увидеть наклонившеюся кон-
соль на эксплуатирующемся много лет участке. В этом случае
следует обратить внимание на положение опоры, на коюрой
установлена консоль: вероятнее всего, что наклонилась сама
опора. Об этом, как сказало выше, нужно немедленно сооб-
щить.
В отношении способа закрепления на опорах консоли под-
разделяют на защемленные, полузащемленные (и щ иолупово-
ротные) и поворотные. Первые из них всегда строго перпенди-
кулярны (в плане) оси пути, вторые могут располагаться по
отношению к пути под углом, немного отличным от прямого.
При поворотных консолях в отличие от двух предыдущих
соединения кронштейна и тяги с опорой выпотнеиы шарнирны-
ми. Такие консоли применяют на участках с компенсированны-
ми контактными подвесками, в которых в зависимости от тем-
пературы окружающего воздуха и значения длительно протека-
ющего по несущему тросу (и нагревающего его) тока трос уд-
линяется или укорачивается, увлекая за собой ковен консоли.
Наибольшее смещение новоротной консоли от ее перпендику-
лярного к оси пути положения имеет '’ссто при крайне низких
и крайне высоких температурах окружающего воздуха.
Рис И Схемы наклон-
ной (а) и горизонталь-
ных (б и в) однопутных
консолей
/ — опора, 2 — кронштейн,
3 — тяга, 4 — подкос
18
Рис. 12. Изолированная консоль с фиксатором (&о —зигзаг контактного про-
вода)
По способу изоляции от опор консоли подразделяются па
неизо шровапные и изолированные. Неизолированная консоль
соединена с опорой непосредственно и поэтому находится под
потенциалом земли. Изоляция контактной подвески от такой
консоли осуществляется посредством подвесных изоляторов, за-
крепляемых за бугель, установленный на консоли (см. рис. 8).
Изолированная консоль соединяется с опорой через изоля-
торы (рис. 12) и находится под потенциалом контактной сети;
при этом изолятор, установленный в месте соединения тяги с
опорой, работает на растяжение, а установленный в месте сое-
динения кронштейна с опорой---на сжатие. Изолированные
консолч в настоящее время применяются у нас главным обра-
зом на линиях переменного тока, где условия работы изолято-
ров являются более легкими благодаря меньшей массе прово-
дов контактной подвески.
На станциях при числе путей от трех до восьми для поддер-
жания контактных подвесок применяют жесткие поперечины—•
рамные конструкции, состоящие из горизонтальных ригелей
(пространственных решетчатых ферм) и опор, на которых за-
креплены ригели (рис. 13) В зависимости от числа путей, пере-
крываемых жесткими поперечинами, ригели могут состоять из
двух, трех и четырех блоков, жестко соединенных лежду собой.
Ригели большей несущей способности выполнены из уголковой
стали большой площади сечения и имеют увеличенную высоту
и ширину.
2*	19
Для фиксирования контактных проводов в поперечном отно-
сительно нуги направлении жесткие поперечины чаще всего
оборудуют фиксирующими тросами, располагаемыми вдоль ри-
геля на 400 мм выше контактных проводов. На коротких жест-
ких поперечинах для фиксирования контактных проводов вмес-
то таких тросов применяют вертикальные фиксаторные стойки,
прикрепляемые к ригелям в междупутьях.
Недостатком ригелей является необходимость частой очист-
ки и покраски их для предотвращения разрушения от коррозии.
Для выполнения этой работы требуется снятие напряжения с
контактной сети.
В лесостепных зонах ригели зачастую становятся местом ин-
тенсивного гнездования птиц, обычно грачей. Выпадающие из
гнезд прутья иногда шунтируют изоляторы, вызывая короткие
замыкания на линиях переменного тока. Кроме того; наличие
гнезд создает благоприятные условия для усиления коррозии
ригелей.
Указанных недостатков ригелей лишены гибкие поперечины,
которые состоят из тросов, расположенных в плоскости, перпен-
дл!}лярной осн пути, и опор, на которых закреплены эти тросы
(рис. 14у Наиболее сильно нагруженным является поперечный
несущий трос, располагаемый с большой стрелой провеса и вос-
принимающий нагрузку от массы проводов контактной подвески
и массы гололедо-изморозевых образований (в осенние и весен-
ние периоды).
Верхний фиксирующий трос препятствует поперечным сме-
щениям несущих тросов контактных подвесок перекрываемых
путей под действием сил от изменения направления контактных
подвесок в плане на кривых или под действием ветра; нижний
фиксирующий трос препятствует поперечным смещениям кон-
тактных проводов.
На наших дорогах получили распространение два типа гиб-
ких поперечин: в одном из них поперечный несущий и верхний
фиксирующий тросы заземлены (см. рис. 14,а), в другом они
являются нейтральными (см. рис. 14,6).
В первом типе изоляторы установлены ниже верхнего фик-
сирующего троса, в точках соединения с этим тросом верти-
Рис. 13. Жесткая попе-
речина:
1 — опора, 2 — ригель, 3 —
фиксирующий трос
11
20
Рис. 14 Гибкие поперечины:
о- ней ютипованная б — изолированная, 1 — поперечный несущий трос 2 - - -л-ектри
ческии соединитель, 3—4 — нижний и верхний фиксирующие тросы, 5-6— изоляющл
7 — опора
кальных стру I, установленных на поперечном несущем тросе и
передающих на него нагрузку от массы контактных подвесок.
К изоляторам снизу присоединены седла, в которые заложены
несущие тросы контактных подвесок. Изоляторы включены так-
же В НПЖпИЙ фиксирующий трос около опор (для изоляции кон-
тактной сети ог опор) и между контактными подвесками, при-
надлежащими разным секциям контактной сети (для изоляции
этих подвесок одна относительно другой).
В гибкой поперечине второго типа, обычно называемой по-
перечиной с двойной изоляцией (см рис. 14,6), кроме изолято-
ров А со стороны контактных подвесок, предусмотрены изоля-
21
торы В, включенные у опор в поперечный несущий / и верхний
фиксирующий 4 тросы около опор. Кроме того, по концам ниж-
него фиксирующего троса включено не по одному (как в гибкой
поперечине первого типа), а по два изолятора 5 и 6. Нейтраль-
ные части тросов соединены между собой электрическими сое-
динителями 2.
Гибкая поперечина с двойной изоляцией обеспечивает не
только более высокий уровень изоляции контактных подвесок
относительно земли, но и позволяет производить осмотры всех
ее элементов без снятия напряжения с контактной сети. Так,
для осмотра изолятора 5 достаточно поставить нейтральные
тросы гибкой поперечины под потенциал контактной сети,' для
чего соединить специальными шунтирующими перемычками
электрический соединитель 2 у опор с одной из контактных под-
весок. Для последующего осмотра изолятора 6 нужно зазем-
лить нейтральные тросы, т. е. отсоединенными от контактной
подвею.и шунтирующими перемычками соединить электриче-
ский соединитель 2 с опорой, которая постоянно связана с рель-
сами.
При техническом обслуживании контактной сети осмотру
гибких поперечин и, особенно, оценке состояния поперечных не-
сущих тросов уделяют самое серьезное внимание. Объясняется
это тем, что при обрыве последнего, например из-за коррозии,
выходят из строя контактные подвески всех перекрываемых
гибкой поперечиной путей, т. е. вся станция становится препят-
ствие -I для движения поездов.
В рассмотренных поддерживающих устройствах единствен-
ным, пожалуй, повреждением, которое не сразу может привести
к прекращению движения поездов, является разрушение верх-
него фиксирующего троса гибкой поперечины. Объясняется это
тем, что в отличие от поперечного несущего троса, в случае об-
рыва которого происходит падение контактных подвесок, и ниж-
него фиксирующего троса, который при обрыве обычно сразу
же оказывается в габарите токоприемника, верхний фиксиру-
ющий трос в случае обрыва может не вызвать короткого замы-
кания. Поскольку такое повреждение трудно обнаружить, свое-
временное сообщение машиниста, заметившего обрыв троса, мо-
жет оказаться решающим в предупреждении серьезной аварии.
На контактной сети электрифицированных линий постоянно-
го и переменного тока применяются различные провода и
тросы. Это деление в некоторой степени условно. Однако
можно считать, что к тросам контактной сети относятся прово-
да, основная функция которых — воспринимать механические
нагрузки, а собственно к проводам те, основная функция кото-
рых— обеспечивать необходимую электропроводность.
Наиболее широко применяемые одинарные цепные контакт-
ные подвески, о которых подробно рассказано ниже, состоят из
закрепленного па поддерживающих устройствах несущего тро-
22
са и подвешенного к нему на вертикальных странах контактно-
го провода, с которого снимается ток токоприемниками зпс.
В качестве несущего троса цепной контакт ной подвески при-
меняют неизолированные .монометаллические, биметаллические
и комбинированные многоироволочные провода. Монометалли-
ческие провода состоят из нровоток, выполненных из одного
металла -- меди, бронзы или стали. Каждая проволока биме-
таллического провода изготовлена из дв\ж металлов — стальной
сердцевины и медной или алюминиевой оболочки; такие прово-
да называют соответственно сталемедными или сгалеалюминие-
выми. Комбинированные провода свиты, из проволок, изготов-
ленных из разных металлов.
Изготовление проводов, используемых в качестве несущих
тросов, из разных металлов продиктовано необходимое!ню, с
одной стороны, монтировать тросы с большим натяжением (для
этого целесообразно применение стали), а с другой стороны,
обеспечивать некоторую электропроводность (для этого целесо-
образно применение меди или алюминия) и защищать нестой-
кую в коррозионном отношении сталь от воздействия окружа-
ющего воздуха Расширяющееся применение биметалличесдих
и комбинированных проводов внесто медных обеспечило суще-
ственную экономию меди при электрификации железных дорог,
что является решением важной народнохозяйственной задачи.
Многопроволочные провода изготовляют из круглых при во-
лок, навиваемы.ч на центральную проволоку одним или ,-сс..оль-
кими повивамп (слоями) противоположного направления; число
повивов зависит от требуемой площади сечения проводов (рис.
15). Первый повив имеет шесть проволок, а каждый последу-
ющий при одинаковой площади сечения всех проволок на
шесть проволок больше (проволоки одного повива обязательно
должны быть одного диаметра, в то время как диаметры про-
волок разных повивов могут быть различными).
Условные обозначения используемых в качестве несущих
тросов многопроволочных проводов состоят из буквенной и
цифровом частей. Первая из них \ называет материал и копст-
Рис. 15. Сечения мпогопроволочпых проводов
а — медных (М), бронзовых (Бр), стальных (С); б — биметаллических сгалемед-
ных (Г1БСМ) и сталеалюминиевых (IIESCA); в — комбинировгтных сталей, оминие-
вых (АС), г — комбинированных (АПБСА) из алюминиевых и биметаллических
сгалеалюминиевых проволок
23
руктивное исполнение провода: М —медный, Бр — бронзовый,
С—стальной, ПБСМ—биметаллический сталемедный, ЦБСА—
биметаллический сталеалюминиевый, АС — комбинированный
сталеалюминиевый, ЛПБСЛ — комбинированный из алюминие-
вых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры
указывают площадь сечения провода в квадратных миллимет-
рах.
На электрифицированных линиях постоянного и переменно-
го тока в качестве несущих тросов у нас в основном применя-
ют медные провода М-95 и М-120, биметаллические стале.мед-
ные ПБСМ-70 и ПБСМ-95 и стальные С-70. Стальные много-
проволочные и биметаллические провода используют также в
качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких
поперечин.
Контактный провод является единственным проводом кон-
тактной сети, подводящим электрическую энергию непосредст-
венно к токоприемнику э.п.с. Первое требование к контактному
проводу — иметь высокую электропроводность, т. е. малое соп-
ротивление с тем, чтобы не вызывать больших потерь электро-
энергии в контактной подвеске. Второе требование к нему—
обладать высокой механической прочностью, позволяющей да-
вать большое натяжение, что необходимо для обеспечения хо-
рошего качества скользящего контакта и достаточной ветроус-
тойчивости контактной подвески.
В процессе токосъема контактный провод изнашивается.
Отсюда вытекает третье требование к нему — быть достаточно
износостойким. Из-за износа контактный провод нельзя выпол-
нять многопроволочпым, как, например, провода, используемые
в качестве несущих тросов.
Наша промышленность выпускает медные, бронзовые и вы-
полненные йз низколегированной стали контактные провода.
Введение в медь легирующих добавок (примесей) позволило
улучшить механические свойства контактных проводов по срав-
нению с медными — повысить механическую прочность и изно-
состойкость.
Контактные провода выпускаются фасонного и фасонного
овального профилей (рис. 16). Овальный провод допускает на
10% больший длительный ток, чем фасонный провод той же
площади сечения, благодаря лучшим условиям охлаждения
из-за увеличенного периметра профиля; он обладает также
меньшим аэродинамическим сопротивлением боковому ветру,
что позволяет при его применении допускать большие длины
пролетов исходя из условий необходимой ветроустойчивости
контактной сети. Условное обозначение провода состоит из бук-
венного обозначения марки провода (например, МФ — медный
фасонный, МФО — медный фасонный овальный) и цифровой
части, указывающей номинальную площадь сечения в квадрат-
ных миллиметрах.
24
a)
Рис. 1'6. Профили фасонного контактного провода марок МФ, НЛФ и БрФ
(а) и фасонного овального контактного провода марок МФО, НЛФО и
БрФО (б) площадью сечения 100 мм2
Наибольшее распространение на линиях постоянного и пере-
менного тока имеют медные фасонные контактные провода пло-
щадью сечения 100 мм2 (МФ-100). На боковых путях станций
нередко применяется провод МФ-85. Сплошную замену провода
МФ-100 производят при среднем износе его на анкерном участ-
ке более 30 .мм2, провода МФ-85 —при износе более 22 мм2.
Усиливающие, питающие и отсасывающие линии выполняют
обычно алюминиевыми многопроволочными проводами марок А
и AKII площадью сечения 150 или 185 мм2. Провода марки
АКП отличаются от проводов марки /X тем, что межпроволоч-
ное пространство у них заполнено нейтральной смазкой повы-
шенной термостойкости для защиты от агрессивной среды.
Воздушные линии электропередачи и групповые заземления
выполнены сталеалюминиевым проводом марки АС, состоящим
из одного или нескольких внутренних повивов стальных прово-
лок и нескольких повивов алюминиевых. В обозначении прово-
да в числителе указывается общая площадь сечения алюмини-
евых проводов, в знаменателе — стальных. В последнее время
при электрификации линий групповые заземления, фиксирую-
щие тросы гибких и жестких поперечин и несущие тросы трак-
ционных путей выполняют проводом ПБСА.
Для электрических соединителей, расположенных между
различными проводами цепной подвески и проводами разйых
подвесок (на неизолирующих сопряжениях анкерных участков),
применяют медные гибкие многоироволочпые провода марки
МГ. Повышенная гибкость проводов МГ, которая необходима
для того, чтобы исключить появление «жесткой точки» на кон-
тактном проводе в месте подключения к нему электрического
соединителя, обеспечивается выполнением провода из проволок
очень малого диаметра (0,68 мм).
25
Таблица 1
Марка нролои	Напуям ый диаме.р про- вода, М\	сс д t.-		Ло!1\с'и,-:ый ток Л. для ленюю режи- ма работы при длительности протекания тока по проводам, мин		
		Разрушающая на।рузка при растяжении (д. контактного пр вода — неизно-	шейного), кгс			
				20 и Солее	3 1 * 1 1	
МФ-85'3	11.76	312		540	740	1380
МФ-1С0'3	12,81	362		600	800	1500
М-95	12,6	398		600	800	1500
М-120	1 1,0	414		650	860	1600
ПБСМ-70	11,0	480		350/310	450/380	940/740
ПГ>С М-95	12,5	603		410-335	500/420	1040/800
А-150	15,8	232		5Си	650	1200
Л-1Щ	17.5	286		590	800	1500
АС-150	17.5	608		500	650	1200
АС-185	23,1	1764		590	800	1500
С-70	11,1	783		85	85	85
*> Для контактных проводов — высота сечения.						
*2 В числителе — для линий постоянного тока, в знаменателе — для линий пере-
менного тока.
Данные относятся к поизношенным контактным проводам.
Звеньевые струны цепных контактных подвесок и рессорные,
провода рессорных струн изготовляют из .сталемедной проволо-
ки марки БСМ1 или БСМ.2 диаметром соответственно 4 и 6 мм.
Разные провода допускают различные температуры нагрева
(в частности, при протекании тока длительностью 20 мин и бо-
лее для медного, низколегированного и бронзового контактных
проводов — соответственно 95, НО и 130° С, а длительностью
1 млн — 140, 150 и 180°С). На основании этих температур оп-
ределены значения допустимого тока для разных температур
окружающего воздуха. Допустимы? токи для самого тяжелого
летнего режима для наиболее распространенных на контактной
сети марок проводов и их некоторые механические характерис-
тики приведены в табл. 1.
Здесь следует отметить, что в эксплуатации по мере изнаши-
вания контактного провода его натяжение уменьшают, снимая
грузы компенсаторов,'с тем чюбы в местах наибольшего .износа
растягивающее напряжение не превышало 12 кгс па 1 мм2 ос-
тавшейся площади сечения медного провода, 13 кгс — низко-
легированною и 14 кгс — бронзовей ?.
Изоляторы, применяемые па контактной сети, но своему
назначению делят на подвесные, секционные, фиксаторные и
консольные. Подвесными изоляторами осуществляется изоляция
отдельных проводов и несущих тросов в точках подвеса от за-
земленных поддерживающих устройств. Секционные изоляторы
включают в несущие тросы и нерабочие контактные провода в
26
Рис. 17. Тарельчатые изоляторы:
а — подвесной с пестиком ПФ70-В; б — подвесной с серьгой ПТФ70; в — фиксаторный
ФТФ40; / — фарфоровая тарелка; 2 — цементный раствор; 3 —шапка под пестик; 4 —
пестик, 5 — стержень; о — серьга, 7 —шапка с муфтой
местах раздела секций; их используют также в конструкциях
некоторых секционных изоляторов, включаемых в рабочие кон-
тактные провода. Отделение фиксаторов от консольных опор и
фиксаторных стоек на жестких поперечинах осуществляется по-
средством фиксаторных изоляторов. Консольные изоляторы
включают в кронштейны изолированных консолей (см. рис. 12).
По конструктивному выполнению изоляторы подразделяют
на тарельчатые и стержневые.
Тарельчатый подвесной изолятор (рис. 17 а, б) состоит из
шапки из ковкого чугуна, изолирующего элемента (тарелки)
из фарфора или стекла, или стеклофарфора и стального стерж-
ня, заканчивающегося пестиком либо серьгой. Изолирующий
элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью цементного
раствора. Формы гнезда в верхней части шапки и пестика по-
зволяют соединять несколько изоляторов в гирлянду; при этом
обеспечивается некоторая шарнирность соединения. С целью
предотвращения расцепления изоляторов гирлянды каждый та-
рельчатый изолятор укомплектовывается изоляторным замком
в виде скобы, вставляемым в гнездо шапки после соединения
изоляторов.
Фиксаторный тарельчатый изолятор отличается от рассмот-
ренного тем, что его шапка имеет патрубок с резьбой для жест-
кою соединения со стержнем фиксатора (рис. 17, в).
Стержневой изолятор представляет собой фарфоровый ци-
линдрический стержень с кольцевыми ребрами (юбками), ар-
мированный по концам двумя шапками из ковкого чугуна. Кон-
структивное выполнение шаизл зависит от назначения изоля-
тора (тс. 18): у сскциош1ого обе шапки снабжены ушками;
у фиксаторного одна шапка с ушком, другая имеет муфту с
резьбой; v консольного одна шапка также с ушком, но другая
оборудована хомутами для присоединения трубчатой консоли.
Изолялоры Аолжны удовлетворять определенным требовани-
ям в отношении электрической и механической прочности. Элек-
27
Рис 18 Стержневые изоляторы
а--секционный ССФ70 С) -- фиксатор-
ный ФСФ70. в — консотьньш КСФ70
1 — фарфоровый стержень 2 -- юбка
3 — шапка с ушком; 4 — цементный
раствор; 5—.шапка с муфтой
трическая прочность изолятора характеризуется сухоразряд-
ным, мокроразрядным и пробивным напряжениями при частоте
50 Гц, минимальным импульсным разрядным напряжением при
определенной форме волны и длиной пути утечки. Механиче-
ская прочность изолятора характеризуется механическими на-
грузками при растяжении, сжатии и изгибе, а также изгиба-
ющим моментом.
Для контактной сети электрифицированных железных дорог
промышленность выпускает в настоящее время специальные
фарфоровые изоляторы типов ПТФ70, ССФ70, ФСФ70, КСФ70
и ФТФ40. В обозначениях этих изоляторов первая буква указы-
вает па назначение изолятора (П — подвесной, С — секционный,
Ф -фиксаторный, К -консольный), вторая--на конструктив-
ное выполнение его (Т — таре тьчатый, С-• стержневой); тре-
тья — на материал изолирующего элемента (Ф — фарфор); циф-
ры означают нормированную разрушающую нагрузку при рас-
тяжении в килоньютонах "(1 кН^100 кгс).
Кроме этих изоляторов, на контактной сети широко приме-
няют также изготовляемые промышленностью для высоковольт-
ных линий электропередачи тарельчатые подвесные фарфоро-
вые изоляторы типов ИФ6 (старое обозначение П-4,5), ПФ16 и
ПФ20 п стеклянные IIC6 (ПС-4,5) и ПС12; цифры в обозначе-
нии указывают здесь гарантированную электромеханическую
нагрузку в тонно-силах.
Стержневые изоляторы имеют ряд преимуществ перед та-
рельчатыми: они электрически непробиваемы, благодаря чему
сокращаются расходы на содержание, технологичнее в изготов-
лении и требуют меньше металла и фарфора, чем несколько та-
рельчатых, устанавливаемых вместо одного стержневого. Одна-
ко стержневые изоляторы менее надежны в механическом от-
ношении, из-за чего при термическом воздействии электриче-
ской дуги в момент перекрытия изолятора или при ударах час-
ты их разрушения.
Стеклянные тарельчатые изоляторы обладают важным дос-
тоинством: в случае электрического пробоя или сильного меха-
28
Рис. 19 Натяжной полимерный изолятор
/ — стеклопластиковый стержень, 2 — ребро; 3 — металлический оконцеватель
нического воздействия закаленное стекло рассыпается, и экс-
плуатационном} персоналу по отсутствию тарелки легко найти
поврежденный изолятор. Такой изолятор при достаточном вни-
мании может быть обнаружен и из кабины движущегося локо-
мотива.
В последнее время при изготовлении изоляторов контактной
сети начали использовать полимерные материалы. Так, в сек-
ционных изоляторах брусковые изолирующие элементы выпол-
няют из иресс-материала АГ-4С, круглые стержни из стекло-
пластика с защитным фторопластовым покрытием. Разрабо-
таны и выпущены опытные партии полимерных ребристых изо-
ляторов, основой которых являются стеклопластиковые стерж-
ни; устанавливаемые на них диски, образующие ребра, выпол-
нены из кремнийорганической резины (рис. 19). Полимерные
изоляторы отличаются малой массой и хорошо противостоят
воздействию ударных механических нагрузок
На линиях постоянного тока в точках подвеса на заземлен-
ных поддерживающих устройствах (заземленных консолях, же-
стких и гибких поперечинах) при незагрязненном воздухе уста-
навливают по два тарельчатых изолятора; в районах с высокой
степенью загрязнения число изоляторов в подвесных гирляндах
увеличивают до трех. В анкеровках контактной сети в нормаль-
ных условиях ставят по три изолятора, а в районах с загряз-
ненной атмосферой--ио четыре. Для обеспечения надежности
изоляции в условиях сильных загрязнений, например па путях
постоянной погрузки или выгрузки удобрений, применяют спе-
циальные грязестойкие изоляторы ПГС70.
На линиях переменного тока число тарельчатых изотяторов
в каждой гирлянде увеличено на один по сравнению с указан-
ным для контактной сети постоянного тока.
Для снижения уровня грозовых перенапряжений и тем са-
^ым предотвращения разрушений изоляторов контактной сети
и повреждений электрооборудования э.п,с. на опорах устанав-
ливают разрядники, при пробое которых провода контактной
сети соединяются с тяговыми рельсами. На линиях постоянного
тока применяют роговые разрядники, обычно с двумя искровы-
ми промежутками по 5 мм (рис. 20).
20
Рис. 20. Роговым разрядник
грозовом перенапряжении
Ila линиях переменного то-
ка ранее устанавливали труб-
чатые разрядники с внешним
искровым промежутком. В та-
ком разряднике внутри баке-
литовой трубки расположена
фибровая трубка со стержне-
вым электродом; между этим
электродом и одним из метал-
лических наконечников баке-
литовой трубки имеется зазор,
который образует внутренний
искровой промежуток. При
внутренний искровой промежу-
ток перекрывается и под действием высокой температуры воз-
никшей электрической дуги фибра выделяет большое количест-
во газов; под действием этих газов дуга выбрасывается из от-
крытого конца бакелитовой трубки и гасится. Внешний искро-
вой промежуток предусмотрен для предохранения изоляции
разрядника от разрушения токами утечки.
В настоящее время на дорогах переменного тока трубчатые
разрядники устанавливают только на питающих линиях и ли-
ниях системы ДПР. В остальных же местах применяют роговые
разрядники, аналогичные разрядникам постоянного тока, но с
увеличенными до 45 мм искровыми промежутками.
3.	КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ.
СОПРЯЖЕНИЯ АНКЕРНЫХ УЧАСТКОВ.
ФИКСАТОРЫ
Контактные подвески должны обеспечивать необхо-
димое качество токосъема движущимся э.п.с. при заданных
эксплуатационных условиях. Определяющими для выбора кон-
струкции и параметров контактной подвески являются наиболь-
шие скорости движения э.п.с. на данной линии, значения дли-
тельного тока электровозов, число одновременно поднятых (ра-
бочих) токоприемников на каждом локомотиве, а также клима-
тические условия района — диапазон температур окружающего
воздуха, Наибольшая скорость ветра, вероятность гололеда.
При низком уровне скоростей движения (не выше 75 км/ч)
удовлетворительное качество токосъема обеспечивает простая
контактная подвеска, состоящая из одного контактного прово-
да, подвешенного к поддерживающим устройствам опор, уста-
новленных одна от другой на определенных расстояниях, назы-
ваемых длинами пролетов. Самым «узким» местом такой под-
вески является опорная точка, где контактный провод, распо-
лагающийся в каждом пролете примерно по параболе, имеет
зе
Рис 21. Положение, провода простой контактной подвески при однократном
(а) и двукратном (б) подвешивании его в опорных точках
резкий изгиб в вертикальной плоскости. Чем угол а (рис. 21, а)
.меньше, тем больше динамические силы, возникающие в кон-
такте между проводом и полозом проходящего токоприемника,
т. е. тем хуже токосъем. В результате здесь может появиться
усиленный из.- ос контактного провода, а интенсивное искрение
при нарушении контакта стать причиной помех радиоприему,
в том числе локомотивной связи.
Угол а можно сделать ботыпе, увеличив натяжение контакт-
ного провода и -уменьшив длины пролетов I (и то и другое
уменьшает стрелу провеса f — разницу в высоте провода у опор
и в середине пролета).
По условиям токосъема, а также исходя из допустимых ме-
ханических напряжений в проводе у опорной точки, которые
складываются здесь из напряжений растяжения и изгиба, при
рассмотрение л выполнении подвески длины цролетов нельзя
принимать более 45 м.
Уменьшение изгиба контактного провода и увеличение длин
пролетов достигаются двукратным подвешиванием провода у
каждой опоры посредством оттяжных тросов (рис. 21,6). В та-
ком виде простая подвеска нашла у нас некоторое применение
на второстепенных путях станций, в частности на подъездных
путях депо.
На магистральных железных дорогах в основном применя-
ются цепные контактные подвески, которые имеют серьезные
преимущества перед простыми в отношении статических и ди-
намических свойств.
Одинарная цепная контактная подвеска состоит из несущего
троса, подвешенного к поддерживающим устройствам, напри-
мер к консолям (рис. 22), и одного или двух контактных про-
водов, присоединенных к нижним концам струн, установленных
через определенные интервалы на несущем тросе.
Несущий трос располагается со значительной стрелой про-
веса, определяемой большей длиной пролета (60—70 м) и бою -
шой нагрузкой от массы самого троса и подвешенного к не'-у
контактного нрозола. Несмотря на это, благодаря частой уста-
новке струн (через 7 — 9 м) контактный провод можно располо-
жить с любой стрелой провеса, в том числе и беспровесно.
При этом, однако, незначительные стрелы провеса провода,
практически не влияющие на качество токосъема, всегда будут
31
иметь место в каждом межструновом пролете, т. е. на участке
между двумя соседними струнами.
Статической характеристикой контактной подвески является
ее эластичность — подъем контактного провода под действием
приложенной к нему и направленной вертикально вверх еди-
ничной силы (например, если ври приложении силы 1 кгс про-
вод поднялся на 6 мм, то эластичность равна 6 мм/кгс).
Эластичность контактной подвески в разных частях пролета
обычно неодинакова (в середине пролета больше, чем у опор).
Чем она стабильнее, тем подвеска обеспечивает лучший токо-
съем. Выравнивание эластичности в пролете одинарной цепной
подвески достигается ее увеличением в опорной зоне путем ус-
тановки рессорной струны. Рессорная струна состоит из рессор-
ного провода длиной 10 — 14 м, присоединенного концами к не-
сущему тросу (см. рис. 22), и установленных на йем двух —че-
тырех струн, к которым подвешен контактный провод.
Одинарная подвеска с рессорными струнами называется рес-
сорной, а без рессорных струн — подвеской с простыми опор-
ными струнами.
Рассмотренные подвески являются одинарными, потому что
у них одна ступень подвешивания (контактный провод подве-
шен к несущему тросу). Но существуют и более сложные под-
вески— двойные (рис. 23), когда применяется двойное подве-
шивание, и тройные.
Здесь следует отметить, что как в одинарных, так и в более
сложных подвесках число контактных проводов может быть
различным (один или два). Определяющим в этом отношении
являются наибольшие значения тяговых токов, снимаемых токо-
приемниками одного локомотива. На линиях переменного тока
32
Рис. 23. Схемы двойной конгж.тной
подвески с простыми опорными (а)
и рессорными (б) струнами:
1 — вспомогательный йровод, 2 - несущи;)
трос; 3 — контактами прозод, 4— простая
струна; 5 — место фиксации контактного,
провода; б1 —рессорная струна
повсюду Применяют один кон-
тактный провод (чаще МФ-
100). На перегонах д главных
путях станций па линиях по-
стоянного тока применяют два
контактных провода (обычно
МФ-100), на остальных стан-
ционных путях — един провод
(МФ-100 или МФ-85).
В двойной подвеске (рис.
23) к несущему тросу на длин-
ных струнах подвешен вспомо-
гательный провод, а уже к
нему на коротких, обычно петлевых струнах — контактный про--
вод. Эластичность этой подвески несколько бе юо постоянна в
пролете, чем одинарной рессорной, но она сложнее в монтаже
л эксплуатации и поэтому применяется у нас крайне редко..
В качестве вспомогательного провода обычно используют изно-
шенный контактный провод.
Практически равкоэластнчной является рычажная контакт-
ная подвеска, разработанная во ВПИИЖТс для скоростей дви-
жения 200—250 км/ч Ее стали применять, однако, и на участ-
ках со средним уровнем скоростей благодаря тому, что из-за
постоянства эластичности она обеспечивает равномерный износ
контактного провода и, следовательно, больший срок его
службы.
В отличие or других подвесок в рычажной контактной под-
веске несущий трос работает не только на изгиб, но и на кру-
чение. Последнее достигается тем, что по три струны в крайних
частях каждого пролета, посредством которых подвешен кон-
тактный провод, закреплены па несущем тросе не непосредст-
венно, а с помощью рычагов (рис. 24). При монтаже подвески
до присоединения контактного провода к струнам рычаги, жест-
ко закрепленные на несущем тросе (рис. 25), поочередно по-
вертывают в разные стороны, чем и достигается закручивание
троса. Рессорные струны в рычажной подвеске не применяются.
Рис. 24. Рычажная кон-
тактная подвеска:
несущий трее, 2—кон-
тактный провод; 3 —струна;
4 фиксатор; А, В, С — ры-
чаги
33
1527
Рис 23 Узел соединения струны рычажной подвески с несущим тросом:
1 — несущий трос, 2 —зажим, 3 — рычаг, 4 —- коуш, 5 — струна
Простые и цепные контактные подвески монтируют отдель-
ными секциями — анкерными участками, обычно длиной 1500 —
1800 м. Это позволяет не только облегчить монтаж, но, главное,
обеспечить возможность поддерживать натяжение проводов до-
статочно постоянным.
Как хорошо известно, все металлические изделия при изме-
нении температуры меняют свод размеры. Особенно велики
температурные деформации длинномерных изделий, к которым
относятся провода и тросы. При увеличении температуры длина
провода возрастает и, если он по концам анкерного участка
жестко закреплен на опорах (заанкерозан), вследствие этого
увеличиваются его стрелы провеса и уменьшается натяжение.
Понижение температуры приводит к противоположному резуль-
тату. Чтобы натяжения проводов и стрелы провеса не зависели
от температуры проводов, их анкеровки должны быть не жест-
кими, а компенсированными, т. е. выполненными посредством
компенсаторов — устройств, воспринимающих эти деформации.
Цепные контактные подвески, в которых несущий трос за-
анкерован жестко, а контактный провод — с помощью компен-
саторов, называются полукомпенсированными. Подвески, в ко-
торых и несущий трос, и контактный провод заанкерованы по-
средством компенсаторов, называются компенсированными.
В полукомпенсированной подвеске при изменении темпера-
туры окружающего воздуха и длительного тока, протекающего
по проводам и нагревающего их, стрела провеса несущего тро-
са изменяется и вследствие этого изменяется стрела провеса
подвешенного к нему контактного провода. Хотя натяжение
контактного провода остается неизменным, качество токосъема
при крайне высоких и низких температурах окружающего воз-
духа существенно ухудшается, поскольку стрелы его провеса
(положительная, т. е. с расположением провода выпуклостью
вниз, и отрицательная — с расположением его выпуклостью
вверх) становятся весьма большими.
В отличие от этого изменение температуры проводов ком-
пенсированной подвески не приводит к изменению стрел прове-
34
са ни несущего троса, и следовательно, ни контактного провода.
Поэтому качество токосъема при этой подвеске не зависит от
температуры окружающего воздуха. Это особенно важно для
районов с континентальным климатом, который характеризует-
ся большой разницей летних и зимних температур.
Ранее в нашей стране при электрификации линий монтиро-
вали нолукомпепсированную цепную подвеску, как более прос-
тую в монтаже. Теперь же, особенно в связи с увеличением
скоростей движения э.п.с., все в большем объеме монтируют
компенсированную подвеску.
Контактные провода соединены с несущим тросом посредст-
вом струн. На наших дорогах применяют звеньевые струны
(рис. 26), изготовляемые из биметаллической проволоки. В
компенсированных подвесках струны всегда расположены вер-
тикально.
В полукомпенсированных подвесках при изменении темпера-
туры контактный провод, изменяющий вследствие этого свою
длину, смещаещя вдоль пути, в то время как у несущего троса
такого смещения нет (температурные деформации его приводят
лишь к изменению натяжения и стрел провеса). В результате
струны могут занимать наклонное положение.
В целях предотвращения продольного смещения контактного
провода всего анкерного участка (например, при расположении
его на большом уклоне) и сокращения объемов разрушений
при обрыве контактного провода в середине анкерного участка
полукомпенсировапной подвески устраивают среднюю анкеров-
ку (рис. 27), где контактный провод соединен с несущим тро-
сом двумя ветвями наклонного троса. При наличии средней
анкеровки смещения контактного провода относительно троса
вблизи ее при изменении температуры практически отсутствуют,
а вблизи анкеровок, наоборот, имеют наибольшее значение. Это
значит, что наибольший наклон струн при крайне высоких или
низких температурах окружающего воздуха имеет место в про-
летах, ближайших к анкеровкам.
Угол наклона струны зависит и от ее длины: у коротких
струн в середине пролета этот угол всегда больше, чем у струн
вблизи опор. В связи с указанными обстоятельствами при ма-
лой конструктивной высоте полукомпенсировапной контактной
подвески !, например вблизи низких искусственных сооружений,
Для исключения недопустимо большого наклона струн при особо
высоких или низких температурах, при котором происходит уве-
личение их натяжения, а иногда и обрыв, применяют скользя-
щие струны (рис. 28).
1 Конструктивной высотой контактной подвески называется расстояние
между несущим тросом и контактным проводом в точке подвешивания, т е
в створе опоры.
35
Рис 26 Звеньевые струны при оди-
нарном (а) и двойном (б) контакт-
ных проводах:
/ — контактный провод, 2 — несущий трос
Рис. 27 Средняя анкеровка полуком-
пенсированной iоптактной подвески:
I— соединительный заячИм, 2— трос сред-
ней анкеровки, 3— несущий трос, / — за-
жим средней анкеровки, 5—контактный
провод
Рис 28. Скользящая струна:
/ — соединительный зажим, 2 — несущий
трос, 3 — направляющая; 4 — скоба; 5 —
„веньевая струна. 6 — сгруновой зажим;
7 — контактный провод
В компенсированной подвеске средняя анкеровка выполня-
ется более сложной: кроме соединения с контактным проводом,
несущий трос соединен здесь отрезком вспомогательного троса
с двумя опорами, расположенными с разных сторон по отноше-
нию к месту подключения вспомогательного троса к несущему
(рис. 29).
Конструкции компенсаторов довольно разнообразны: есть
грузовые, пружинные, гидравлические. Однако наиболее рас-
пространенным является блочный грузовой компенсатор. Он со-
стоит из подвижного и неподвижного б токов (рис. 30) и сталь-
ного троса, огибающего эти блоки и соединенного одним кон-
цом с опорой, а другим — со штангой, на которой один над дру-
гим расположены компенсаторные грузы. Наличие подвижного
блока обеспечивает выигрыш в силе в 2 раза, т. е., например,
при силе натяжения медного контактного провода площадью
сечения 100 мм2 1000 кге масса грузов на гирлянде составляет
500 кг. В случае повышения температуры провода он удлиняет-
36
Вспомогательный, трос
•17000 -18000
Трос средней анке родни
Несущий трос I .
Натяжка	Ронтантньт прадед '.антантного провода.
1ктемогатепьпый трос
Рис. 29. Схема средней анкеровки компенсированной подвески
ся и грузы компенсаторов опускаются; при понижении темпе-
ратуры, наоборот, грузы поднимаются.
В нракытке эксплуатации отмечены случаи, когда из-за не-
правильного монтажа компенсаторов или при особенно низких
или высоких температурах окружающего воздуха грузы подни-
мались до упора штанги в неподвижный блок, либо опускались
на землю. Этим создавались условия для обрыва проводов (в
первом случае) или неудовлетворительного взаимодействия то-
коприемника с контактной подвеской в результате понижения
натяжения проводов (в последнем случае). Учитывая серьезные
послектвця, к которым мопт приводить отказы компенсаторов,
машинистам необходимо обращать внимание на их положение,
особенно при крайних температурах окружающего воздуха.
При обнаружении такого отказа следует немедленно сообщить
-5
8000
Рис 30. Анкерная опора с грузовым
компенсатором контактного провода:
/ — оттяжка, 2 — опора, 3 —несущий трос,
4— стальной трос компенсатора, 5— под-
вижной блок; 6— контактный провод, 7 —
неподвижный блок: Я —штанга, 9— ком-*
пенсаторные грузы


37
о нем дежурному по станции для последующего уведомления
энергодиспетчера.
Пролеты, в которых по каждому пути располагаются конце-
вые части контактных подвесок двух смежных анкерных участ-
ков, являются зоной сопряжения ан к е р и ы х у ч а с т к о в.
Границами сопряжения являются анкерные опоры, на которые
заанксроваиы контактные подвески разных участков. В настоя-
щее врс'1я большая часть сопряжений--трехпролетные (рис.
31). Средний пролет, ограниченный переходными опорами, в
котором смежные контактные подвески располагаются парал-
лельно одна другой, называется переходным. Расстояние между
несущими тросами л между конталь.ыми проводами разных
подвесок равно здесь 100 мм.
Основное требование, которое предъявляется к сопряже-
нию,— обеспечить плавность перехода полоза движущегося то-
коприемника с контактного провода одного анкерного участка
на провод другого участка. Это достигается расположением
контактных проводов смежных анкерных участков в переход-
ном пролете с небольшими уклонами, направленными в разные
стороны: в створе каждой переходной опоры рабочим является
контактный провод одного анкерного участка, а другой провод
(не являющийся рабочим) поднят над первым на 200 мм. В се-
редине пролета оба контактных провода расположены па одной
высоте. При такой регулировке полоз движущегося токоприем-
ника в начале переходного пролета скользит по контактному
проводу пройденного анкерного участка, заисм по проводам
обоих участков и, наконец, по проводу виереднлежащего участ-
ка.
Отходящие к анкерным опорам нерабочие ветви контактного
провода располагают таким образом, чтобы в местах, где не-
рабочая ветвь входит в габарит токоприемника, ее возвышение
Рис. 31. Трехпролетное сопряжение анкерных участков:
/, 4 —анкерные опоры, 2, 3 — нерехедные опоры, /(// — контактные провода
33
Соединительные зажимы
НТраЗочей ветИи
Рис. 32. Продольный
электрический соединитель
над уровнем рабочего контактною провода составляло не ме-
нее 300 мм. Это исключает возможность соприкосновения не-
рабочего провода с полозом токоприемника.
Для того чтобы ток с контактной подвески одного анкерного
участка мог переходить на подвеску другого участка, на сопря-
жении устанавливают электрические соединители- гибкие про-
вода, соединяющие между собой все провода обеих подвесок.
Такие соединители называются продольными (рис. 32), так как
предназначены для передачи тока вдоль пути.
Применяются, однако, и поперечные электрические соедини-
тели, с помощью которых осуществляется соединение несущего
троса и контактного провода одной и той же подвески, чем
обеспечивается протекание большей части тягового тока от не-
сущего троса к контактному проводу, с которого осуществляет-
ся съем тока локомотивом, через них, а не через звеньевые
струны, которые на это не рассчитаны. При наличии усилива-
ющего провода поперечные электрические соединители подклю-
чаются также и к этому проводу. Соединители устанавливают
через каждые 150—-250 м на линиях постоянного'тока и через
150—350 м на линиях переменного тока.
Следует отметить, что на участках, где электроподвижным
составом снимаются особенно большие токи, например на кру-
тых подъемах, несмотря на наличие поперечных электрических
соединителей, протекающая через струны часть тягового тока
оказывается значительной; это вызывает пережоги струн в
звеньях или в местах соединения их со струновыми зажимами.
Для исключения разрушения струн в таких местах электриче-
ские соединители располагают в каждом пролете и в ряде слу-
чаев, кроме этого, устанавливают в звеньях изолирующие коу-
39
Рис. 33. Расположение контактного
провода в плане:
а — на прямом участке, б — па кривой
ши (дугообразные пластины),
полностью препятствующие
протеканию тока по струнам.
Несущий трос цепной под-
вески на прямых участках
обычно располагают по оси
пути, а контактный провод зиг-
загообразно, т. е. с некоторым
смещением у опор относитель-
но оси пути поочередно в сто-
рону опоры и от нее (рис.
33,а), чем обеспечивается бо-
лее равномерный износ контактных элементов полозов токо-
приемников, т. е. увеличивается межремонтный пробег по-
лозов. При монтаже подвески на прямых участках зигзаг при-
нимают равным ±300 мм; в процессе эксплуатации допускается
увеличение его до ±400 мм.
На кривых участках пути зигзаги контактного провода, из-
меряемые от оси токоприемника, принимают различными в за-
висимости от радиуса кривой и длины пролета исходя из того
положения, чго в середине пролета провод должен располагать-
ся строго по оси токоприемника (рис. 33,6). Однако Зигзаг про-
вода на кривых пи в каких случаях не должен превышать
500 мм, с тем чтобы исключить возможность схода провода с
прямолинейной части полоза, имеющей длину 1270 мм.
Особенным расположением контактных проводов в плане от-
личается ромбовидная контактная подвеска, которая предназ-
начена для О1 крытых участков с частыми сильными ветрами.
В этои подвеске независимо от значений длительного тока при-
меняются два контактных провода, подвешиваемые к общему
несущему тросу (рис. 34). При этом зигзаги проводов одинако-
вы (300 мм), но всегда противоположны, т. е. один провод у
всех опор смешен относительно оси пути к опорам, а другой —
в сторону от них. В средних частях пролетов контактные про-
вода притянуты друг к другу жестким,! планками, установлен-
ными на нерабочей поверхности провода. При таком располо-
жении контактных проводов поперечное смещение их под дей-
ствием сильного ветра оказывается наименьшим, т. е. эта под-
веска является ветроустойчивой.
Для фиксирования контактных проводов е заданными зигза-
гами в настоящее время на прямых участках перегонов приме-
няются исключительно сочлененные фиксаторы. В зависи-
мости от направления зигзага контактного провода эти фикса-
торы (рис. 35,6' и б) называют прямыми (при зигзаге провода
к опоре) или обратными (при зигзаге от опоры). Сочлененный
фиксатор состоит из двух стержней: с опорой через изолятор 1
соединен основной стержень 2; дополнительный стержень 3 од-
ним концом шарнирно соединен с основным стержнем, а дру*
40
Рис. 34. Ромбовидная контактная подвеска:
/__несущий трос; 2 — контактный провод; 3 — основной стержень фиксатора; 4— до-
полнительный стержень фиксатора
Рис. 35. Фиксаторы контактной сети постоянного тока:
а —прямой, б — обратный, в —гибкий
41
гим- с контактным проводом 4 Основные стержни фиксаторов
обычно изготовляют из уголковой стали, дополнительные — из
полосовой стали с выштамповкой по всей дтине, обеспечива-
ющей необходимую жесткость стержня при небольшой массе
При двух контактных проводах в пенной подвеске каждый про-
вод фиксируется отдельным дополнительным стержнем На кри-
вых участках пути применяют также гибкие фиксаторы (рис
35, в), состоящие из одного стержня, присоединенного к опоре
посредством стального или медного троса 5
Как в лолукомпенсированных, так и компенсированных кон-
тактных подвесках концы стержней фиксаторов при изменении
температуры контактного провода смещаются вместе с прово-
дом вдоль пути При крайне высоких или низких температурах
окружающею воздуха они располагаются по отношению к оси
пути (особенно в зонах, близких к анкерным опорам) под уг-
лом, значительно отличающимся от прямого
Контактная подвеска изолируется от заземленных элементов
тарельчатыми или стержневыми изоляторами
4.	КОНТАКТНАЯ СЕТЬ НА СТАНЦИЯХ
И В ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Особенности контактной сети станции определяются
большим числом путей и стрелок, отсутствием возможности раз-
мещать опоры между путями, наличием пешеходных мостов, а
также необходимостью осматривать токоприемники на электро-
подвижном составе н работать па контактной сети со снятием
напряжения на одних путях при наличии напряжения на дручих
путях
В подавляющем большинстве на станциях монтируют полу-
компенсированныс контактные подвески, поскольку они доста-
точны для обеспечения удовлетворительного качества токосъема
при скоростях движени", допускаемых на станционных путях,
и их проще подвешивать к гибким или жестким поперечинам,
так как несущий трос не перемещается при изменении темпера-
туры окружающего воздуха
Однако в отдетьных случаях главные пути станций обору-
дуют компенсированными контактными подвесками В этих
случаях их подвешивают к гибким и жестким поперечинам по-
средством роликов, обеспечивающих продольное перемещение
несущего троса. Для предотвращения снижения срока службы
несущего троса из-за изнашивания в ролики иногда заклады-
вают не несущий трос, а присоединенные к нему небольшие от-
резки дополнительного стального троса, несущий трос в опор-
ной зоне оказывается при этом ненатянутым
Для фиксирования контактного провода на гибких попере-
чинах, а также на жестких поперечинах, когда они оборудова-
42
«)
ft несущему трасу
фиксирующий трос
Ушко разрезное
Зажим с ушком
Фиксатор
ХомутоВый.
зажим
Зажим с ушкам
*7
Ушко разрезное держа,тем
Ушко неразрезное	контактного проВода
Деталь для крепления Фиксатор	___
фиксатора	Фиксирующий зажим
Рис 36 Трубчатые фиксаторы на фиксирующем тросе
ны фиксирующими тросами, применяют одностержневые фикса-
торы (для одного контактного провода), шарнирно соединенные
с фиксирующим тросом посредством болтового зажима с ушком
(рис 36, а) или посредством ушка и Г-образной трубы, закреп-
ленной на тросе (рис 36,6) Стержни этих фиксаторов изготов-
ляют из стальных труб, как показано на приведенном рисунке,
или из полосовой стали, как дополнительные стержни сочленен-
ных фиксаторов
В подвеске, состоящей из двух контактных проводов, каж-
дый провод фиксируется отдетьным фиксатором
На станциях наиболее пристального внимания со стороны
персонала, обслуживающего контактную сеть, требуют воздуш-
ные стрелки пересечения контактных подвесок над путевыми
стрелочными переводами Сложность устройства и содержания
воздушных стрелок объясняется известной противоречивостью
предъявляемых к ним требований С одной стороны, эластич-
ность пересекающихся контактных подвесок в зоне стрелки не
должна заметно уменьшаться (воздушная стрелка не должна
быть «жесткой точкой» для движущегося токоприемника)
С другой стороны, подъем токоприемником контактного прово-
да пути, по которому движется э п с , должен быть по возмож-
ности таким же в зоне подхвата, как и подъем провода примы-
кающего пути. Зоной подхвата при этом можно считать такую
зону, в которой контактный провод примыкающего пути удален
от оси данного пути на расстояние 550—1200 мм (рис. 37).
Рассмотрим выполнение воздушной стрелки на обыкновен-
ном путевом стрелочном переводе Несущие тросы пересекаю-
43
щихся цепных подвесок подвеши-
ваются на общем поддерживаю-
щем устройстве опоры 4 (рис. 38)
па одной высоте. Контактные
провода этих подвесок фиксиру-
ются в створе опоры, например
опоры гибкой поперечины, разно-
направленными фиксаторами 3
таким образом, чтобы точка пе-
ресечения проводов образовалась
Рис. 37. Зона подхвата там, где расстояние между внут-
ренними гранями головок сое-
динительных рельсов крестовины составляло 730—800 мм;
от осей прямого и отклоненного путей точка пересече-
ния проводов отстоит при этом на 360—400 мм. С тем чтобы
оба контактных провода в точке пересечения всегда располага-
лись строго на одной высоте, на проводе 8 прямого пути уста-
новлена здесь ограничительная трубка 10; в образованный меж-
ду ней и этим проводом зазор, незначительно превышающий
Bbicoiy сечения контактного провода, пропущен провод 9 друго-
го пути. Несущие тросы полукомпенсированных подвесок над
ограничительной трубкой жестко соединены между собой зажи-
мом 5. На воздушной стрелке установлены электрические сое-
динители 1, соединяющие все провода обеих подвесок.
Струна 2 на нерабочем контактном проводе анкеровочной
ветви // устанавливается в зоне входа провода в габарит токо-
приемника на высоте не менее 150 мм над уровнем рабочего
провода. Струны 7, поддерживающие рабочие контактные про-
44
Рис. 39. Расположение
струн на воздушной
стрелке:
/, 6 — контактные провода;
2 — вертикальная струна;
3, 4 — несущие тросы; 5 —
перекрестная струна
С ТПОСОМ ПОЯМОГО
вода, должны располагаться не ближе
300 мм от начала зоны подхвата (точек
6); в практике это расстояние принима-
ют обычно равным 800—1000 мм.
рассмотренная воздушная стрелка не
обеспечивает равенства подъемов кон-
тактных проводов обоих путей в зоне
подхвата при воздействии токоприемни-
ка на один из проводов. Этот недостаток
в значительной мере может быть устра-
нен установкой перекрестных струн, т. е.
струн с несущего троса прямого пути на
контактный провод отклоненного пути
и с несущего троса отклоненного пути
на провод прямого пути (рис. 39). Наи-
лучший эффект достигается совместной
установкой перекрестных и вертикальных
струн.
В тех случаях, когда на прямом
(главном) пути смонтированы два кон-
тактных провода, а на отклоненном —
один, связь провода отклоненного пути
пути целесообразнее осуществлять жесткой распоркой, что
уменьшит подъем провода более эластичной подвески.
В зоне подхвата на контактные провода не разрешается ус-
танавливать никаких зажимов, с тем чтобы исключить задева-
ние за них наклонной поверхности рога полоза токоприемника.
Перекрестные струны устанавливают у зоны подхвата со сторо-
ны точки пересечения контактных проводов.
Контактная сеть станций, как было сказано при рассмотре-
нии схем питания и секционирования, отделяется от контактной
сети перегонов изолирующими сопряжениями анкерных участ-
ков, а в определенных случаях — изолирующими сопряжениями
с нейтральными вставками.
Изолирующие сопряжения (в практике их иногда называют
воздушными промежутками) отличаются от рассмотренных не-
изолирующих сопряжений анкерных участков тем, что как не-
сущие тросы, так и контактные провода смежных анкерных
участков подвешены (на поддерживающих устройствах) и за-
фиксированы изолированно один от другого. Эта изоляция осу-
ществляется, во-первых, увеличенными до 550 мм зазорами в
переходном пролете между проводами, относящимися к разным
подвескам (рис. 40). Во-вторых, это достигается включением
изоляторов 2 в тросы и провода в этом пролете около переход-
ных опор; с тем чтобы изоляторы, включенные в контактные
провода, не могли быть повреждены токоприемниками, нерабо-
чие провода поднимают над рабочими в створе переходных опор
на высоту не менее 500 мм.
45
3
Рис 40 Схема изолирующего сопряжения анкерных участков
/ — ось пути, 2 —изолятор, 3 — секционный разъединитель
На изолирующем сопряжении отсутствуют продольные элек-
трические соединители, которые имеются в неизолирующих со-
пряжениях. Вместо этого каждое сопряжение оборудовано про-
дольным секционным разъединителем 3, шлейфы (гибкие про-
вода) которого подсоединены к разным подвескам. При вклю-
ченной! положении такого разъединителя сопряжение не выпол-
няет роль изолирующего, и тяговый ток с проводов одного ан-
керного участка через шлейфы и разъединитель перетекает в
провода другого участка.
При проходе токоприемника по средней части переходного
пролета его полоз замыкает контактные провода разных анкер-
ных участков. Если при этом оба анкерных участка были под
одинаковым напряжением, токосъем в это время остается «тем-
ным», т с. без искрения. Если же напряжение на разных ан-
керных участках заметно разнится (например, на перегоне оно
ниже за счет потребления тока многими локомотивами), то пе-
реход полоза с одного провода на другой сопровождается иск-
рением.
В том же случае, когда па участке, на который входит э.п.с.,
напряжение снято, а тем более сеть этого участка заземлена
(например, вследствие короткого замыкания), в момент прохо-
да токоприемником переходного пролета, когда полоз отрыва-
ется от контактного провода, находящегося под напряжением,
между этим проводом и полозом возникает мощная электриче-
ская дуга В результате этого возможен пережог контактного
провода, особенно если скорость движения э.п.с. была неболь-
шой.
Для предотвращения пережогов в таких случаях контактные
провода в переходных пролетах изолирующих сопряжений уси-
ливают экранами—длинными стальными полосами, прикреп-
ляемыми к проводу во многих местах
Наиболее эффективным в отношении исключения пережогов
в тех случаях, когда на одном из участков снято напряжение
(например, в результате отключения выключателя тяговой под-
станции при перегрузке), является оборудование изолирующих
сопряжений автоматической сигнализацией об опускании токо-
приемников (рис. 41). Эта сигнализация содержит сигнальный
46
Рис. 41. Постоянные сигнальные
знаки: «Внимание1 — токораздел»
(а); «Поднять токоприемник» (б)
сигнальный указатель «Опустить
токоприемник» (в)
и
с
одной из контактных под-
указатель «Опустить токоприем-
ник», представляющий собой
ромбовидный черный щит с гори-
зонтально расположенными лин-
зами белого цвета (см. рис.41,в),
дампы которого питаются от
шкафа, реле которого соединены
с контактными подвесками. Этот
указатель, а также постоянный
сигнальный знак «Внимание! —
токораздел» (см. рис. 41,а), ус-
танавливают перед изолирующим
сопряжением, а знак «Поднять
токоприемник» (см. рис. 41,6) —
после сопряжения (рис. 42).
Появление мигающей светя-
щейся полосы прозрачно-белого
цвета на сигнальном указателе
«Опустить токоприемник» сви-
детельствует о снятии напряжения
весок и требует от машиниста немедленного отключения тяго-
вой нагрузки и опускания всех токоприемников. Подъем токо-
приемников можно произвести (также при движении э.п.с.)
после проследования знака «Поднять токоприемник».
Если лампы сигнального указателя не горят, то изолирую-
щее сопряжение можно проследовать с поднятыми токоприем-
никами.
Остановка э.п.с. с поднятыми токоприемниками на изолиру-
ющем сопряжении недопустима. Объясняется это тем, что при
соединении контактных проводов разных участков контактными
элементами полоза через два неподвижных контакта «полоз -
провод» может пойти большой ток, определяемый разностью
напряжений на проводах и наличием нагрузки другого э.п с.
В результате этого, особенно при угольных вставках на полозе,
бис 42 Схема установки постоянных сигнальных знаков и указателя у изо-
лирующего сопряжения на одном пути двухпутного участка
Г — сигнальный знак «Внимание! — токораздел», 2 •-сигнальный указатель «Опустить
токоприемник», 3 — сигнальный знак «Поднять токоприемник»
47
сопротивление которых больше медных и металлокерамических
пластин, провод в месте контакта сильно нагревается и может
произойти его разрыв
Для того чтобы указать машинисту пролеты, в которых не-
допустимо поднятое положение неподвижною токоприемника,
ограничивающие эти пролеты переходные опоры раскрашивают
чередующимися четырьмя черными и тремя белыми широкими
горизонтальными полосами или снабжают вертикальными щи-
тами с такой же раскраской.
В тех случаях, когда нельзя допускать электрического сое-
динения полозами токоприемников контактных подвесок смеж-
ных анкерных участков (секций), например в местах раздела
фаз па дорогах переменного тока, устраивают, как уже указы-
валось, изолирующие сопряжения с нейтральными вставками.
Такое сопряжение представляет собой, по-существу, два рядол<
расположенных обыкновенных изолирующих сопряжения, меж-
ду которыми смонтирован дополнительный короткий анкерный
участок, нормально не находящийся под напряжением. Длина
нейтральной части дополнительного анкерного участка выбира-
ется исходя из того, чтобы она была не меньше расстояния
между крайними токоприемниками эксплуатирующегося на ли-
нии э.пс.; при наличии электропоездов определяющим является
расстояние между крайними токоприемниками электропоезда
(при десятивагонном поезде длина нейтральной вставки равна
примерно 200 м).
Поезда должны проходить изолирующие сопряжения с нейт-
ральными вставками (в практике такие сопряжения обычно на-
зывают просто нейтральными вставками) без нагрузки, на вы-
беге. Это необходимо для того,
Рис 43 Предупредительные сиг-
нальные знаки «Отключить ток»
(а); «Включить ток на электрово-
зе» (б), «Включить ток на элект-
ропоезде» (в)
чтобы исключить возможность
пережога контактного провода
электрической дугой, возникаю-
щей в момент отрыва полоза
движущегося токоприемника от
находящегося под напряжением
провода пройденного анкерного
участка, если локомотив потреб-
ляет ток. Места отключения и
включения тяговых двигателей и
вспомогательных машин указаны
на контактной сети предупреди-
тельными сигнальными знаками
(рис. 43), установленными на
опорах контактной сети или ниж-
них фиксирующих тросах гибких
поперечин с разных сторон ней-
тральной вставки (рис. 44).
При вынужденной остановке
3
Рис 44 Схема установки предупредительных сигнальных знаков на изоли-
рующем сопряжении с нейтральной вставкой
,	5сигнальные знаки соответственно «Отключить ток», «Включить ток на элект
вовозе», «Включить ток на электропоезде», 2 — нейтральная вставка; 3 — продольный
р	секционный разъединитель
поезда на нейтральной вставке, а машинист должен при-
нимать все меры к тому, чтобы этого не произошло, на-
пряжение па нее подается от расположенной перед локомо-
тивом секции контактной сети включением соответству-
ющего секционного разъединителя. Прежде чем запра-
шивать у энергодиспетчера подачу напряжения на нейтральную
вставку, машинист должен убедиться (осмотром), что задний
токоприемник прошел первый переходный пролет изолирующе-
го сопряжения, т. е. что в полной мере исключается соединение
локомотивом нейтральной вставки и контактной сети пройден-
ного участка. (Такое положение может иметь место, например,
когда при подходе поезда к нейтральной вставке по какой-либо
причине произошло снятие напряжения с проходимого анкерно-
го участка, а машинист при остановке поезда оценил создав-
шуюся ситуацию как остановку локомотива в пределах нейт-
ральной вставки.) Может оказаться необходимым произвести
трогание локомотива с одним передним поднятым токоприем-
ником
На станциях из-за большого числа путей и невозможности
устанавливать между ними опоры контактной сети (исходя из
требования соблюдать габариты приближения строений) кон-
тактные подвески монтируют на жестких и гибких поперечинах.
При этом для того, чтобы обеспечить эксплуатационному персо-
налу возможность снимать для работы напряжение с части пу-
тей станции, контактные подвески отдельных путей или группы
путей электрически изолируют друг от друга, врезая изоляторы
между подвесками в нижние фиксирующие тросы гибких попе-
речин Для тех же целей врезают изоляторы вблизи путевых
стрелочных переводов в несущие тросы и контактные провода.
Изоляторы, врезаемые в контактные провода, называются
секционными. В отличие от других изоляторов контактной се-
ти— тарельчатых и стержневых — они должны обеспечивать не
только необходимую изоляцию, но и надежный проход непос-
редственно по ним токоприемников э.п.с. В связи с этим в сек-
ционных изоляторах (рис. 45) предусмотрены скользуны 5 и 9,
4—1527	49
Рис. 45 Секционный изолятор постоянного тока СИ-2У:
/ — несущий трос. 2 — тарельчатый изолятор; 3 — вставка из биметаллического прово
да, закрытого полиэтиленовой втулкой, 4 — контактный провод; 5 и 9 — сколыуны
6 — дугогасящие рога; 7 — полиэтиленовый чехол, 8- полимерные вставки
выполняемые обычно из контактного провода, которые распо-
ложены несколько ниже изолирующих элементов 8.
На линиях постоянного тока наибольшее распространение
получили секционные изоляторы СИ-2У и СИ-6. В качестве изо-
лирующих элементов в этих изоляторах использованы полимер-
ные вставки из пресс-материала АГ-4С; длина вставок (1000
мм) рассчитана на номинальное напряжение контактной сети,
а прямоугольное сечение — на наибольшее натяжение контакт-
ного провода. Секционный изолятор оборудован двумя парами
дугогасящих рогов 6. Для предотвращения повреждений элект-
рической дугой полимерных вставок и других элементов на эти
элементы вблизи дугогасящих рогов надеты полиэтиленовые
чехлы 7. С тем чтобы проход токоприемника по секционном}
изолятору был плавным, рога несколько смещены друг относи-
тельно друга в продольном направлении.
На линиях переменного тока применяют трехпроводные и
.малогабаритные секционные изоляторы, выполненные с исполь-
зованием стержневых фарфоровых изоляторов, а также мало-
габаритные секционные изоляторы ЦНИИ-7МА и ЦНИИ-12 с
изолирующими элементами из стеклопластика.
Наиболее широко применявшиеся при монтаже в прежние
годы трехпроводные секционные изоляторы переменного тока
(рис. 46), так же как и постоянного тока, несложны в изготов-
лении, но имеют тот существенный недостаток, что лишены ка-
ких-либо дугогасительных устройств. Это предопределило зна-
чительное число их разрушений в результате воздействия на
образующие их контактные провода электрической дуги, возни-
50
Рис. 46. Трехпроводный секционный изолятор переменного тока:
J — несущий трос, 2 — стержневой изолятор; 3 — основной контактный провод, 4 — зажим средней анкеровки, 5 — биметаллический стале-
медный провод, 6—натяжная муфта; 7 — переходной зажим секционного изолятора, 8 — коромысло, 9 — распорка. J0 -- дополнительные
контактные провода: П —клиновой зажим
Рис 47 Секционный изолятор ЦНИИ 7МА
/ — полимерный изолятор, 2 — дугогасящий рог, 3, 6 — регулировочные стержни, -/ — соединительный зажим, 5 — наружный скользун, 7 —
внутренний скользун, 8 — изолирующие элементы
кающей при заезде э.п.с. на отключенные секции контактной-
сети.
Секционные изоляторы ЦНИИ-7М.Л (рис. 47), так же как и
другие современные секционные изоляторы, состоят из круглых
стеклопластиковых стержней диаметром 20 мм и надетых на
них защитных чехлов из фторопластовых труб. Конструктивно
изоляторы ЦНИИ-7МЛ отличаются от СИ-2У наличием внут-
реннего скользуна 7 и третьей пары дугогасящих рогов, распо-
ложенных между изолирующими элементами 8, расстояние
между которыми увеличено до 200 мм.
Остановка э.п.с. под секционным изолятором недопустима
по тем же причинам, что и на изолирующем сопряжении анкер-
ных участков.
В нормальных эксплуатационных условиях секции контакт-
ных подвесок боковых путей станции электрически соединены
с контактными подвесками одного из главных путей (нечетные
боковые пути — с первым главным путем, четные — со вторым)
посредством секционных разъединителей, находящихся во вклю-
ченном положении. Такие же секционные разъединители уста-
новлены и па изолирующих сопряжениях анкерных участков и
на питающих линиях.
Секционные разъединители на контактной сети постоянного
и переменного гока различны. Первые из них имеют более мощ-
ные контакты (ножи). Изоляторы вторых рассчитаны на более
высокое напряжение.
В секционном разъединителе постоянного тока из двух изо-
ляторов, на которых установлены контакты, подвижным явля-
ется один, который вращается относительно горизонтальной оси
в его основании (рис. 48), а в разъединителе переменного то-
ка— оба изолятора, которые повертываются вокруг своих вер-
тикальных осей (рис. 49).
Разъединители оборудуются ручными или электрическими
(двигательными) приводами. Последние обеспечивают возмож-
ность дистанционного управления (телеуправления). Переклю-
чения разъединителей производятся по приказам энергодиспет-
чера электромонтерами или специально уполномоченными на
это лицами либо самим энергодиспетчером, если участок обору-
дован телеуправлением.
Секционными разъединителями отключают только обесто-
ченные участки контактной сети, поскольку они не рассчитаны
на гашение мощной дуги, которая возникла бы в момент рас-
хождения контактов (ножей), если по ним протекал тяговый
ток.
Характерным для станций является наличие пешеходных
мостов, которые относятся к легким искусственным сооруже-
ниям. Способ прохода контактной сети под такими
мостами, как и в других искусственных сооружени-
ях— путепроводами, мостами через реки и суходолы, тоннеля-
ми, зависит прежде всего от высоты над уровнем головок рель-
сов самой низкой точки их перекрытий. Высокие перекрытия
позволяют пропускать подвеску свободно (рис. 50, а); при более
низких перекрытиях отрезок несущего троса изолируют от кон-
тактной подвески (рис. 50,6), с тем чтобы он не оказывался
под напряжением и мог соприкасаться с заземленными элемен-
тами моста, не вызывая короткого замыкания. Под особенно
низкими сооружениями приходится изолированный от контакт
ной подвески отрезок несущего троса пропускать внутри их,
ниже проезжей части (рис. 50, в).
Тяжелые путепроводы, которые обычно имеют ширину более
15 м, позволяют анкеровать на них несущие тросы контактных
подвесок, что и реализуется при их пониженной высоте. При
этом в некоторых случаях удается пропустить под путепроводом
дополнительный несущий трос, присоединенный по концам к
основному (рис. 51,а); подвешенный к нему контактный провод
имеет большую эластичность, чем в том случае, когда такой
трос смонтировать нельзя, и провод подвешивают поэтому не-
Рис 48 Секционный разъединитель
постоянного тока с электрическим
приводом
/ — кронштейн; 2 — рычаг, 3, 6 — подвиж
ной и неподвижный изоляторы, 4--ножи
5 — дугогасящий рог, 7--тяга, 8 — привод
Рис 49 Секционный разъединитесь
переменного тока с электрически^
приводом*
/ — разъединитель, 2 -- вал, 3 — привод
54
ОтЬойник несу -
щего троса
a)
Щит ограждения ~
Скользящая струна
Рис 50 Схемы прохода контактной подвески под пешеходными мостами и
легкими путепроводами
посредственно к путепроводу с помощью изолированных струн
(рис. 51, б).
Как можно видеть, при последней схеме прохода контактной
подвески ее площадь сечения под путепроводом меньше нор-
мальной. Для устранения «узкого» места под путепроводом уст-
раивают обвоз, т. е на отдельных изоляторах в стороне от пути,
вне габарита токоприемника подвешивают .медный многопрово-
лочный провод площадью сечения не менее площади сечения
несущего троса и подключают к последнему с разных сторон
путепровода, обычно около поперечных электрических соедини-
телей.
Анкеровку полукомпенсированпой контактной подвески на
путепроводе можно выполнить при любом взаимном располо-
жении анкерных опор и путепровода, поскольку несущий трос
не перемещается вдоль пути при изменении температуры окру-
жающего воздуха. В противоположность этому при компенси-
рованной подвеске несущий трос, перемещающийся вдоль пути,
Щит ограждения
Основной несущий трос
П)
Дополнительный
несущий трос
Промежрпо чя а я
точка поВбеса
Ограничитель подъема
контактного провода
Отдоиник контактного
провода
Рис 51 Схемы прохода контактной подвески под тяжелыми путепроводами
55
г.	Отдойник
0)	несущего троса
Анкеровка несущего троса
Скользящая струна
Электрическое соединение
/
можно анкеровать за путепровод только в том случае, когда он
расположен в середине анкерного участка и может бхыть исполь-
зован для средней анкеровки троса.
Контактная подвеска на мостах с ездой поверху, длина ко-
торых превышает длину пролета, подвешивается на опорах, ус-
тановленных на специа тьных основаниях непосредственно на
фермах моста. Способ прохода контактной подвески на мостах
с ездой понизу зависит от конструкции моста. Чаще всего здесь
монтируют подвеску с малой конструктивной высотой. (> тем
чтобы при этом в серединах пролетов несущий трос и контакт-
ный провод не сближались настолько, чтобы нельзя было уста-
новить струны, расстояние между точками подвеса уменьшают
до 20—30 м; как правило, это не вызывает затруднений.
В зависимости от высоты перекрытий моста несущий трос
располагают выше или ниже их (рис. 52). В первом случае
уделяют большое внимание расположению струн относительно
перекрытий: находящиеся под напряжением струны при любом
их перемете.ши, например при температурной деформации кон-
тактно; о провода, не должны приближаться к заземленным пе-
рекрытиям на расстояние меньше регламентированных элект-
рических («воздушных»; зазоров.
Значение электрических зазоров на искусственных сооруже-
ниях, г. е. кратчайших расстояний от элементов контактной се-
ти, находящихся под напряжением, до заземленных частей соо-
ружений, зависит ог номинального напряжения сети. На наших
железных дорогах нормальные значения электрических зазоров
для линий постоянного и переменною тока состав тяют соответ-
ственно 200 и 350 мм. В исключительных случаях при монтаже
контактной подвески в старых искусственных сооружениях с
Рис 52 Схемы прохода контактной подвески на мостах с ездой нонил при
низком (а) и высоком (б) расположении перекрытий (ветровых связей);
УГР —уровень головок рельсов (размеры указаны для перегонов)
S6
Рис 53. Отбойник контактного провода на путепроводе
/ — стержневой изолятор, 2--отбойник, 3 — контактный провод, 4 — крепительный уго
док
разрешения ЧПС эти зазоры могут быть уменьшены соответ-
ственно до 150 и 300 мм.
Для обеспечения надежной работы контактной сети в искус-
ственных сооружениях очень важно, чтобы при любых эксплуа-
тационных условиях (в том числе при сильных ветрах и при
проходе токоприемников с завышенным статическим нажатием)
воздушные зазоры между контактным проводом и перекрытия-
ми моста не были меньше указанных выше.
С этой целью на большинстве сооружений устанавтивают
отбойники, выполняемые из уголковой стали. Отбойник крепят
к мосту посредством изоляторов (рис. 53), а его нижнюю точку
располагают па такой высоте, при которой в случае прижатия
к отбойнику контактного провода между последним и заземлен-
ным элементом искусственною сооружения оставался нормиро-
ванный зазор. Чтобы под отбойником в момент прохода токо-
приемника не образовывалась жесткая точка на контактном
проводе, между ними в спокойном положении должно выдер-
живаться расстояние не менее 150 мм при одном контактном
проводе и 100 мм при двух проводах, если скорости движения
э.п.с. превышают 120 км/ч. При меньших скоростях движения
эти расстояния должны составлять соответственно 100 и 70 мм.
Как видно из последнего рисунка, собственно отбойнику,
выполняемому из уголка, придается дугообразный вид; эю не-
обходимо для того, чтобы при перекосе полоза токоприемника
исключить возможность удара полоза по отбойнику. Правиль-
ное положение отбойника обеспечивается здесь установкой его
па ;вух изоляторах.
На контактной сети, однако, немало отбойников установлено
на одном изоляторе, расположенном посередине. Такие конст-
рукции, как показал опыт эксплуатации, менее надежны, по-
скольку ослабление затяжки крепительного болта на изоляторе
приводит к наклону отбойника и попаданию его конца в габа-
рит токоприемника.
В связи с этим локомотивным бригадам при движении э.п.с.
в искусственном сооружении следует обращать -серьезное вни-
57
Рис 54 Ограничитель подъема контактного про-
вода
/ — контактный провод 2 — фиксирующий зажим, 3 —
упругое кольцо, 4 — несущий трос
манне на положение отбойников, уста-
новленных на одном изоляторе. О заме-
ченной неисправности нужно немедлен-
но уведомить энергодиспетчера, памятуя
о том, что ликвидация повреждений кон-
тактной сети на искусственных сооруже-
ниях, особенно на мостах через реки, где
характерны сильные ветры, требует зна-
чительно большего времени, чем в дру-
гих местах.
В ряде случаев вместо жестких отбойников, а иногда и до-
полнительно к ним, у искусственных сооружений устанавливают
(см рис. 51,6) упругие oi рапичители подъема контактного про-
вода, выполненные из стального или биметаллическою троса в
виде кольца большого диаметра; верхняя часть его присоеди-
нена к несущему тросу или через изолятор--к специальному
кронштейну на мосту, а нижняя — к контактному проводу (рис.
54).
Высота подвески контактною провода над уровнем головок
рельсов в искусственных сооружениях, как и в любом другом
месте, не должна быть меньше 5750 мм при расположении его
на перегонах и 6250 мм - на станциях. В исключительных слу-
чаях с разрешения МПС в пределах искусственных сооружений,
расположенных на путях станций, на которых не предусматри-
вается стоянка подвижного состава, а также на перегонах, эта
высота может быть уменьшена до 5550 мм на линиях постоян-
ного тока и до 5675 мм на линиях переменного тока.
На подходах к низким искусственным сооружениям важно
обеспечить определенный характер снижения контактного про-
вода, т. е. располагать его с некоторым уклоном. На участках
с наибольшими скоростями движения 160 км/ч допуска-
ется уклон 0,002, т. е изменение высоты подвески провода на
длине 100 м не должно быть больше 200 мм Для улучшения
качества токосъема принято также между каждым участком с
горизонтальным расположением контактного провода п участ-
ком, где провод расположен с допустимым (основным) укло-
ном, устраивать переходные участки длиной не менее одного
пролета с уклоном в 2 раза меньше основного
Контактный провод на мостах и иод путепроводами фикси-
руется с помощью фиксаторов, устанавливаемых на кронштей-
нах, прикрепляемых крюковыми болтами к фермам или балкам.
Особенно сложно выполнение контактной сети в тоннелях,
где для нее выделяется весьма малое пространство. В более
58
Рис 55 Схема расположения контактной подвески в тоннеле на прямом
участке пути
свободных тоннелях удается разместить цепную полукомпенси-
рованную контактную подвеску, сблизив точки подвеса несуще-
го гроса до 20—30 м, уменьшив конструктивную высоту до
400—500 мм и применив скользящие струны.
Одна из возможных схем контактной подвески дтя прямого
участка тоннеля приведена на рис. 55. Определенное взаимное
расположение щух контактных проводов в плане—-поочеред-
ное сближение и удаление в смежных пролетах, достигаемое
установкой между ними коротких и длинных распорок, позво-
ляет, с одной стороны, обойтись здесь без фиксаторов, а с дру-
гой -обеспечит!, равномерный износ контактных элементов по-
лоза токоприемника по их длине.
Крепление цепной подвески к своду тоннеля может быть
различным. На линиях постоянного тока оно выполняется по-
средством вертикально расположенного подвесного изолятора.
На линиях переменного тока крепление может быть выполнено
с помощью гибких поперечных связей, составленных из стерж-
Рис 56 Крепление контактной подвески на линии переменного тока к своду
тоннеля
59
невых изоляторов, по два с каждой стороны несущего троса
(рис. 56). Аналогичную конструкцию применяют и на линиях
постоянного тока, но там с каждой стороны устанавливают по
одному стержневому изолятору.
Фиксаторы на кривых участках тоннеля приходится или ус-
танавливать на тех же кронштейнах, которые поддерживают
несущий трос (если имеются такие кронштейны), или распола-
гать на отдельных конструкциях, углубляемых в специальные
ниши в сводах тоннеля, или изготовлять стержни фиксаторов
из изоляционного материала, чтобы не применять изоляторы.
В особо стесненных тоннелях применяют простую контакт-
ную подвеску (без несущего троса) с частым подвешиванием
контактного провода на струнах к изоляторам, установленным
в своде. Для исключения большого наклона струн вблизи тон-
неля располагают среднюю анкеровку.
С целью повышения ветроустойчивости контактной подвески
на мостах через реки всегда применяют два контактных прово-
да, если даже в этом ног необходимости по условиям съем а
тока. В тоннелях иногда число контактных проводов увеличи-
вают до трех-четырех, с тем чтобы улучшить качество токосъе-
ма ч повысить общую площадь сечения подвески.
5.	ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОПРИЕМНИКА
И КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ
Контактная сеть и токоприемники э.п.с., постоянно взаимо-
действующие между собой, должны обеспечивать надежный и
экономичный токосъем, т. е. безотказность работы этих уст-
ройств в процессе взаимодействия и малое изнашивание кон-
тактных проводов.
Качество токосъема на электрифицированных линиях опре-
деляется двумя основными факторами-
условиями механического взаимодействия движущегося то-
коприемника и контактной подвески;
выбором материалов контактирующих частей: контактного
провода и токосъемных элементов токоприемника.
В данном параграфе рассматривается первый из двух фак-
торов. Важность его определяется тем, что ухудшение условий
механического взаимодействия, в частности нарушение контак-
та, приводит не только к отказам контактной сети и токоприем-
ников, но и к снижению устойчивости работы электрооборудо-
вания э.н.с., повышению уровня помех в устройствах связи, рас-
положенных вблизи железных дорог, а также к увеличению
трудовых затрат на содержание и ремонт контактной сети и то-
коприемников из-за повышенного износа в скользящем кон-
такте.
60
Взаимодействие токоприемника и контактной подвески пред-
ставляет собой сложный механический процесс, так как в обоих
взаимодействующих устройствах в зависимости от положения
точки контакта и условий ее перемещения изменяются жест-
кое! ь, масса, силы трения.
При движении э.п.с. высота полоза токоприемника над уров-
нем гэловок рельсов не остается одинаковой, что объясняется
непостоянством высоты подвеса контактого провода, эластич-
ности и массы контактной подвески в пролете. С другой сторо-
ны, при проходе одной и той же точки контактной сети разными
токоприемниками подъем контактного провода под их воздей-
ствием оказывается неодинаковым; он зависит от статического
нажатия токоприемника, его приведенной массы и скорости
движения э.п.с., влияющей на аэродинамическую подъемную
силу токоприемника.
Основным критерием качества механического взаимодейст-
вия токоприемника и контактной подвески является степень
постоянства контактного нажатия, т. е. нажатия в контакте
между токоприемником и проводом в процессе движения э.п.с.
Если контактное нажатие близко к постоянному, то это зна-
чит, во-первых, что не происходит отрывов полоза токоприем-
ника от контактного провода, т. е. не создаются условия для
повышенного электрического износа провода и токосъемных
элементов полоза. Отрывы токоприемника от провода и крайне
низкие контактные нажатия в эксплуатационных условиях лег-
ко определяются по искрению, которое периодически появляет-
ся в контакте при движении э.п.с., особенно в то время, когда
тяговый ток значителен.
Если контактное нажатие близко к постоянному, то это зна-
чит, во-вторых, что не происходит заметных повышений его в
жестких точках контактной подвески, т. е. не создаются условия
для повышенного механического износа провода и токосъемных
элементов. Места с повышенным контактным нажатием можно
определить осмотром контактного провода: здесь провод имеет
повышенный износ, т. е. меньшую высоту оставшегося сечения,
чем на расстоянии 2--5 м от этой точки.
Контактное нажатие складывается из трех составляющих:
статического нажатия токоприемника, динамической (инерцион-
ной) и аэродинамической подъемной сил.
Статическое нажатие токоприемника представляет собой на-
ж.ы.ге полоза неподвижного токоприемника на контактный про-
вод. Оно создается рабочими (подъемными) пружинами токо-
приемника. На его значение влияют силы трения в шарнирах
подвижной системы: при движении полоза вниз (при опускании
динамометра в процессе измерения) статическое нажатие ока-
зывается больше, чем при движении вверх, на удвоенное зна-
чение этой силы. По этой причине статическую характеристику
токоприемника (графическое изображение зависимости нажа-
61
Рис 57 Статическая характеристика
токоприемника ЛИЗУ
1 — пассивное пажагис, 2— активное па
жатие, h—рабочий диапазон высоты
тия Р от подъема Н поло-
за) изображают двумя ли-
ниями (рис. 57): кривая 1,
снятая при движении поло-
за вниз, представляет собой
пассивное нажатие, кривая
2, снятая при движении по-
лоза вверх,— активное.
Регулируя начальное на-
тяжение рабочих пружин
накручиванием их на прице-
пы (штанги) или скручива-
нием, а также изменяя на главных валах токоприемника поло-
жение рычагов, к которым крепятся прицепы, можно добиться
того, чтобы в рабочем диапазоне высоты полоза наибольшее
активное нажатие и наименьшее пассивное не выходили из за-
данных пределов статического нажатия.
У токоприемников тяжелого типа (типа Т), предназначен-
ных для грузовых и пассажирских электровозов постоянного
тока и двойного питания и рассчитанных при движении на съем
с контактного провода длительного тока до 2200 А, статическое
нажатие должно находиться в пределах 9—13 кгс. У токопри-
емников легкого типа (типа Л), предназначенных для грузовых
и пассажирских электровозов переменного тока и электропоез-
дов обеих систем тока и рассчитанных при движении на съем
тока до 500 4, диапазон статического нажатия 6—10 кгс.
Динамическая инерционная сила, возникающая в контакте,
зависит от значений приведенной массы токоприемника и вер-
тикального ускорения этой массы
Приведенной массой токоприемника называется условная
масса, сосредоточенная в точке соприкосновения полоза с кон-
тактным проводом и оказывающая в процессе движения э.п.с.
такре же воздействие па провод, что и реальный токоприемник.
На значение этой массы наибольшее влияние оказывают массы
подвижных частей, расположенных ближе к проводу (полоза,
кареток, верхних подвижных рам), поскольку при изменении
высоты полоза при движении э.п.с. они перемещаются в верти-
кальном направлении с наибольшими ускорениями.
Вертикальное ускорение приведенной массы токоприемника
зависит от скорости движения э.п.с., характера изменения элас-
тичности контактной подвески в пролете, и от стрелы провеса
контактного провода. При разработке контактных подвесок для
обеспечения хорошего токосъема стремятся к тому, чтобы элас-
тичность подвески во всех точках пролета была как можно бо-
лее одинаковой. Однако большинство контактных подвесок,
смонтированных на электрифицированных дорогах, такому тре-
бованию не удовлетворяют. Стрела провеса несущего троса
полукомпенсированной подвески изменяется при изменении тем-
62
пературы окружающего воздуха и поэтому большей частью
времени контактный провод не располагается беспровесно
Оба Э1их обстоятельства — неодинаковая эластичность и на-
личие стрелы провеса контактного провода — являются причи-
нами того, ч гс' траектория полоза обычно нелинейна, т. е. токо-
приемник в каждом пролете движется с вертикальным ускоре-
нием
Для снижения инерционной силы, которая вызывает измене-
ния контактного нажатия, конструкторы стараются уменьшать
приведенную массу токоприемников. Однако это связано с
большими трудностями, поскольку конструкция токоприемника
должна быть достаточно прочной, а площади сечения его токо-
проводящих элементов рассчитаны па протекание нормирован-
ного длительного тока. Действующим стандартом приведенная
масса токоприемников тяжелой серии ограничивается значени-
ем 45 кг, легкой серии — 33 кг.
Аэродинамическая подъемная сила возникает в результате
воздействия на токоприемник воздушного потока. Опа прямо
пропорциональна квадрату скорости обтекающего токоприемник
потока и зависит от его направления, а также площадей сече-
ний и конфигурации отдельных элементов токоприемника. Пос-
ледняя характеризуется для каждого элемента коэффициентом
подъемной силы, значения этих коэффициентов определяются
экспериментально, при продувках образцов в аэродинамической
трубе.
Многочисленные натурные испытания показали, что из всех
элементов токоприемника наибольшее влияние на значение его
аэродинамической подъемной силы оказывает конструкция по-
лоза обычно подъемная сила рам не превышает 30% подъем-
ной силы полоза.
При отсутствии ветра скорость воздушного потока равна
скорости движения э.п с., при встречном ветре она равна сумме
скоростей движения подвижного состава и ветра.
На движущемся электровозе даже в условиях полного без-
ветрия аэродинамическая подъемная сила переднего и заднего
токоприемников неодинакова. Это объясняется зависимостью
подъемной силы от угла атаки воздушного потока в зоне рас-
положения полоза, т. е. от направления потока относительно
горизонтальной плоскости. Как показали испытания, углы атаки
в зонах расположения полозов передних поднятых токоприем-
ников электровозов обычно находятся в пределах от +2 до
-г2,5°, а в зонах полозов задних поднятых токоприемников —
в пределах от +1 до +1,5°. Такая разница в углах атаки, оп-
ределяющая мшьшис значения подъемной силы на заднем то-
коприемнике, а следовательно, и меньшие отжатия им контакт-
ного провода, является одним из обстоятельств, определивших
нормальный режим работы электровоза на этом токоприемнике.
(Другая причина выбора заднего токоприемника в качестве ра-
63
бочего заключается в том, что при сильном разрушении подня-
того переднего токоприемника в аварийной ситуации его ото-
рвавшиеся элементы могут повредить движущийся за ним опу-
щенный резервный токоприемник.)
Углы атаки в зоне полозов поднятых токоприемников элект-
ропоезда близки к нулю, т е воздушные потоки на значитель-
ном расстоянии от его лобовой стенки на высоте свыше 1 м
над крышей становятся практически горизонтальными
Боковые ветровые потоки особенно сильно воздействуют на
токоприемник при проходе элсктроподвижным составом высо-
ких насыпей Обтекая насыпь и находящийся на ней подвижной
состав, воздушный поток в приземном слое деформируется и
меняет свои параметры скорость воздушного потока в зоне по-
лоза поднятого токоприемника увеличивается по сравнению со
скоростью в открытом поле в 1,2—1,3 раза (тем больше, чем
выше насыпь), а углы атаки в плоскости, перпендикулярной оси
пути, составляя в среднем +16°, достигают в отдельные момен-
ты -г 43°.
Обычно при конструировании токоприемников принимают
меры к снижению аэродинамической подъемной силы Это необ-
ходимо для того, чтобы уменьшить зависимость подъемной си-
лы, а следовательно, и контактного нажатия от скорости и на-
правления ветра, т е исключить существенное увеличение от-
жатий контактного провода токоприемником в условиях сильно-
го ветра Таким образом, малая аэродинамическая подъемная
сила токопрш мьика способствует снижению повреждении кон-
1 а кт ной сети
Однако было бы ошибкой считать, чго пулевая аэродинами-
ческая подъемная сила — идеат, к которому следует стремиться
Дело в том, что в процессе движения динамическая сила в за-
висимости от знака вертикального ускорения токоприемника
т О/.хет быть или положительной, или отрицательной, т е вызы-
вать увеличение контактного нажатия пли уменьшение его При
движении эче с повышенной скоростью по участку, который
оборудован неравноэластичной контактной подвеской, или, осо-
бенно, по участку с полукомпеисированной подвеской, когда
стрелы провеса контактного провода велики, контактное нажа-
тие в моменты появления отрицательных инерционных сил ста-
новится равным нулю, т е контакт между полозом и проводом
нарушается
Такие нарушения контакта можно исключить увеличением
двух других составляющих контактного нажатия — статического
нажатия и аэродинамической подъемной силы Однако увели-
чивать статическое нажатие сверх оптимального нецелесообраз-
но, так как это приведет к усилению механического износа кон-
тактного провода и токосъемных пластин полоза на всем участ-
ке, в том числе и там, где скорость движения э п с невелика и
нарушения контакта не возникали.
м
Таблица 2
1ип токо приемника	Объект применения (серия эпс)	К с о X	•э IM РГО1 он ЮЭ1ЧЯ О ЮГСПВИ’Р' WOhOQt’d J. ЭИ ’ i V I H Э )МЭЭ1 Н LP 1')	Двойное >начс вне силы трения в шарнирах кгс НС 1.0 ес	V-1 едняя привс денная масса К1		Дуродннамиче ская подъемная ина кгс при скорости 150 к.м/ч
ДЖ 5К	ВЛ22, ВЛ22'1, С₽3, Ср	1 1	5,5- 0 5	3	32,5	—
П 1Б	ЭР1, ЭР2, ЭР 10	1 1	7—11	3	33,5	——
П ЗА	ВЛ8, ВЛ23	1 9	8—12	3	44, -	—
Т 5	ВЛ 10, ВЛ10У, ВЛ 11	2	10 - 13	3	46	14, а
10РР2,	ЧС2, ЧС2Т, ЧС6, ЧС7	1	8-12	2,5	, 43	7,7
17РР2						
Сп-бМ	ЧС200, ЭР200	1 1	8-11	2,3	24,л	3, )
Л 13У	ВЛ80\ ВЛ80р, ВЛ80г ВЛ80с, ЭР2, ЭР22 ЭР22М, ЭР9П, ЭР9М	1 1	6—9		33,5 1	5,6
П-1В	ВЛ60"', ВЛоО ЭР7! ЭР9П, ЭРП	1	7- -11	i 3	' 33,5	—'
П-7	ВЛ80ь, ВЛ80:, ВЛ8 > ;ЭР1, ЭР2	1	5,5—8 5	!	2	33 5	6,6
2SLS 1, 3SI.S 1	р!С4, ЧС4Т	I	6-9	I о 1	30,7	4
В противоположность этому, небольшая аэродинамическая
подъемная сила, значение которой пропорционально квадрату
скорости встречного воздушного потока (инерционная сила про-
порциональна квадрату скорости движения эпс), заметно уве-
личивает контактное нажатие не везде, а именно там, где кон-
такт ухудшается.
Аэродинамическая характеристика рабочего токоприемника,
установленного на эпс, считается удовлетворительной, если
при скорости обдува 160 км/ч для токоприемников легкого типа
и 120 км/ч тяжелого аэро 1инампческая подъемная сила превы-
шает среднее статическое нажатие не более чем в 1,8 раза.
О динамических качествах наиболее распространенных токо-
приемников можно судить по данным, приведенным в табл. 2.
На условия взаимодействия токоприемника и контактной
подвески в жестких точках и па неровностях контактного про-
вода большое влияние оказывает конструктивное выполнение и
параметры верхнего узла токоприемника — кареток и полоза.
Основное назначение кареток — упругих элементов, посредством
которых полозы соединяются с подвижными рамами токоприем-
ника,— снизить влияние массы подвижных рам на контактное
нажатие в моменты прохода токоприемником указанных неров-
ностей и жестких точек. В двухполозных токоприемниках ка-
ретки обеспечивают также равномерное распределение нажатия
между полозами.
5—1527	-65
Рис 58 Каретки токоприемников П-1
(a). 2SLS-1 и 3SLS-1 (б)
Лучшими каретками считаются такие, которые имеют дос-
таточно большой ход и малое изменение жесткости при их де-
формации, а также обеспечивают определенную упругость поло-
за не только в вертикальном направлении, но и в направлении
движения э п с. Последнее обеспечивается, например, в карет-
ках токоприемников П-ЗА и П-1 (рис. 58, а) и не обеспечивает-
ся в плунжерных каретках токоприемников 10РР2, 17РР2,
2SLS-1 и 3SLS-1 (рис. 58,6).
Соединение полозов с каретками всегда выполняется шар-
нирным, что позволяет полозу принимать определенный наклон,
если контактный провод расположен негоризоптально. С тем
чтобы при движении полоз не мог отрываться от провода одним
своим краем из-за сил трения в скользящем контакте, которые
стремятся повернуть полоз рогами назад, и из за воздействия
встречного воздушного потока, в результате которого полоз
имеет тенденцию к повороту рогами вперед, при разработке по-
лоза увеличивают насколько возможно ширину полоза, а рас-
стояние между контактной поверхностью полоза и осью свобод-
ного вращения принимают таким, чтобы воздействие на него
горизонтальных внешних сил (потока воздуха и сил трения в
скользящем контакте) было уравновешено. Заклинивание поло-
за на каретке, которое иногда предлагается, не может сыграть
здесь положительной роли в улучшении качества контакта.
Па характер взаимодействия не в меньшей мере, чем конст-
рукция и параметры токоприемника, влияют конструктивное
выполнение и параметры контактной подвески. Одной нз важ-
нейших в этом отношении характеристик контактной подвески,
как уже говорилось, является ее эластичность. С тем чтобы
сравнивать статические качества разных подвесок, введен коэф-
фициент непостоянства эластичности кэл, который представляет
собой отношение эластичности контактной подвески в середине
пролета к эластичности в створе опоры. Наилучшис условия
66
токосъема обеспечивают контактные подвески, у которых этот
коэффициент меньше, т. е. ближе к единице.
Равноэластичными подвесками называют подвески, у кото-
рых Кэл=1. Однако у нас существует только одна равиоэлас-
тичиая подвеска — рычажная, созданная в последнее время. В
остальных же подвесках эластичность в опорной точке меньше,
чем в середине пролета; это хорошо видно на эпюре эластич-
ности одинарной рессорной подвески — графике значений элас-
тичности в различных точках пролета (рис. 59).
Чтобы выравнивать эластичность подвески в пролете, нужно
знать, какие параметры влияют на нее. С этой целью следует
рассмотреть отдельно среднюю часть пролета и опорную зону.
В средней части пролета эластичность прямо пропорцио-
нальна длине пролета и обратно пропорциональна натяжению
несущего троса и контактного провода, т е., например, укоро-
чение пролета и повышение натяжения проводов приводят к
уменьшению эластичности. Поскольку в одинарных подвесках
эластичность в середине пролета выше, чем в опорных зонах,
то здесь ее целесообразно понижать, г. е. при определенной
длине пролета по возможности увеличивать натяжение образу-
ющих подвеску проводов.
В опорной зоне одинарной рессорной подвески (а именно
опа имеет преимущественное распространение) эластичность
зависит не только от натяжения основных проводов подвески,
но и в значительной степени от параметров рессорной струны —
длины п натяжения рессорного провода. Для повышения элас-
тичности подвески в створе опоры, что необходимо для ее вы-
равнивания в пролете, следует увеличивать длину рессорного
Рис. 59 Схема пролета одинарной рессорной контактной подвески (а) и
эпюра ее эластичности (б)
/ — несущий трос; 2 — рессорный провод; 3—струна, 4 — контактный провод
5*
67
провода 2 а (см. рис. 59, а) и расстояние с между опорой и
ближайшей к ней струной, установленной па несущем тросе.
Соответствующие расчеты и многочисленные эксперимен-
тальные .исследования показали, что эластичность подвески на
участке от створа опоры до первой струны, установленной па
несущем тросе, изменяется несущественно. Поэтому в этой зоне
се можно принимать одинаковой; на эпюре эластичности эта
зона представится отрезком горизонтальной прямой (см. рис.
В средней части пролета, между ближайшими к опорам
простыми струнами закон изменения эластичности может быть
принят параболически.
Удовлетворительное качество токосъема при компенсиро-
ванных подвесках с двумя контактными проводами на линиях
постоянного тока, рассчитанных на скорости движения до
160 км/ч, обеспечивается установкой первых простых струн на
расстоянии 10 м от опор и применением рессорного провода
длиной 11 м; па линия?; переменного тока, где компенсирован-
ная подвеска имеет один контактный провод, достаточен рес-
сорный провод длиной 12 м.
При изменении температуры окружающего воздуха натяже-
ние контактного провода в любых подвесках и натяжение несу-
щего троса в компенсированных подвесках изменяются; поэтому
в некоторой степени меняется и натяжение рессорного провода.
В результате происходит сезонное изменение эластичности. Так,
увеличение температуры воздуха от —40 до 4-40°С приводит в
полукомпенсированной рессорной подвеске с двумя контактны-
ми проводами к росту эластичности в середине пролета почти в
1,5 раза, а в подвеске с одним проводом — в 1,7 раза.
Кроме характера изменения эластичности в пролете, на ка-
чество токосъема при контактных подвесках с большим непос-
тоянством эластичности (кэл> 1,3) существенно влияет стрела
провеса контактных проводов /. Многочисленные эксперимен-
тальные исследования, в частности при скоростях движения
160—200 км/ч, показали, что наилучшие условия взаимодейст-
вия токоприемника и контактной сети имеют место, когда меж-
ду крайними простыми струнами (на длине I—с) контактный
провод располагается со стрелой провеса f, равной 0,001 этой
длины. Практически это означает, что, например, в пролетах
длиной 70 м при удалении первой простой струны от опоры на
10 м оптимальная стрела провеса контактного провода на уча-
стке 60 м равна 60 мм.
По выбранной оптимальной стреле регулируют контактные
провода компенсированных подвесок.
Основой вертикальной регулировки контактного провода по-
лукомпенсированной подвески является то положение, чтобы
оптимальная стрела провеса имела место при температуре воз-
духа, близкой к среднегодовой для данного района, т. е. чтобы
68
степень ухудшения токосъема при крайне низкой и крайне вы-
сокой температурах окружающего воздуха была одинаковой.
Условия механического взаимодействия ухудшаются при
увеличении расстояний между соседними струнами, что объяс-
няется значительными стрелами провеса контактного провода
в межструновых пролетах (между опорами провод располага-
ется пилообразно). Эти стрелы можно было бы уменьшить уве-
личением натяжения контактного провода, но таких возможнос-
тей нет, поскольку натяжения пповодов уже приняты макси-
мальными, в частности по условиям обеспечения наибольшей
ветроустойчивости подвески. По этой причине единственным
путем снижения межструновых стрел провеса остается сближе-
ние струн до экономически целесообразных пределов.
На наших дорогах расстояние между соседними струнами в
средней части пролета обычно составляет 7—9 м. В подвесках
с двумя контактными проводами при шахматном расположении
струн (разные контактные провода подвешиваются к несущему
тросу поочередно) расстояние между ними уменьшено до 4—•
6 м.
На качество токосъема отрицательно влияют сосредоточен-
ные массы на контактном проводе и жесткие точки. Поэтому
устанавливаемые на проводе струновые, стыковые и другие за-
жимы и фиксаторы должны быть возможно легкими, а попереч-
ные и продольные электрические соединители — выполненными
гибким многопроволочным проводом. По этой же причине край-
не нежелательны жесткие распорки между несущим тросом и
контактным проводом, а также жесткие отбойники на искусст-
венных сооружениях, с которыми соприкасается контактный
провод.
Таким образом, наилучшие условия взаимодействия с токо-
приемником обеспечивают равноэластичные компенсированные
контактные подвески. Важным преимуществом этих подвесок
является и то, что контактный провод можно располагать в них
беспровесно- в таком положении регулирование гораздо легче,
чем при какой-либо стреле провеса, когда проводу следует при-
дать вид параболы.
Относящаяся к равноэластичным разработанная в СССР
рычажная подвеска обеспечивает особенно высокое качество
токосъема также потому, что общий уровень эластичности ее
выше, чем других подвесок, и, кроме того, взаимное влияние
рычагов обеспечивает нормальное положение контактного про-
вода даже в случае некоторой неточности установки рычагов
при монтаже (провод не приобретает вида ломаной линии).
В этой подвеске не происходит разгрузки струн при проходе
токоприемников, как-в других подвесках, поскольку подъем
провода сопровождается повертыванием рычагов; в результате
износ звеньевых струн в местах соединения звеньев сводится к
минимуму.
69
Здесь следует отметить, что увеличение эластичности подве-
сок в опорных узлах всегда приводит к росту отжатий контакт-
ного провода. Это определяет повышенные требования к фикса-
торам, которые должны быть рассчитаны па увеличенные пере-
мещения.
Условия взаимодействия с контактной подвеской одного то-
коприемника отличаются от условий взаимодействия нескольких
токоприемников. При этом существенное влияние оказывает
расстояние между соседними токоприемниками э.п.с.
Если токоприемники расположены близко один к другому,
например па двухсекционном электровозе или на двух одно-
секпионных электровозах в голове поезда, их воздействие на
контактную подвеску можно считать аналогичным воздействию
одного фиктивного токоприемника с увеличенным статическим
нажатием, аэродинамической подъемной силой и приведенной
массой, которые характеризуют один из двух действительных
токоприемников. С достаточной для практических целей точ-
ностью воздействие на контактную подвеску двух отстоящих
друг от друга на расстоянии не более 40 м токоприемников
можно заменить воздействием одного фиктивного токоприемни-
ка, результирующее нажатие которого
РФ = РТ(2 — Д/40),
где Рт — нажатие одного из двух токоприемников электровоза, кгс,
L — расстояние между токоприемниками, м.
Взаимодействие с подвеской нескольких токоприемников,
удаленных на значительное расстояние один от другого (на-
пример, как на электропоезде), гораздо сложнее, поскольку
при любых скоростях движения каждый токоприемник, начиная
со второго, перемещается по контактной подвеске, колеб оо-
щейся в результате воздействия предыдущих токоприемн’ kjb.
Иными словами, здесь происходит сложение колебаний. При
этом результат (в частности, размах колебаний контактного
провода) зависит от параметров контактной подвески и токо-
приемников, расстояния между токоприемниками и их числа, а
также от скорости движения э.п.с.
При нескольких рабочих токоприемниках электропоезда при
определенных условиях может возникать резонанс; он пред-
ставляет большую опасность, поскольку из-за больших разма-
хов колебаний подвески не только серьезно ухудшается токо-
съем, но и возможны удары полозов токоприемника по фикса-
торам.
С целью уменьшения размаха колебаний, возникающих при
взаимодействии токоприемника и контактной подвески, прини-
мают специальные меры. На токоприемниках устанавливают
гидравлические демпферы, сопротивление которых возрастает с
увеличением скорости перемещения подвижных рам, что харак-
терно для работы токоприемника в условиях резонанса.
70
Пружинно-воздушные демп-
феры устанавливали и в стру-
нах контактной подвески. Но
стоимость изготовления и со-
держания большого числа дем-
пферов оказалась слишком
высокой и поэтому от них от-
казались. Значительно проще
для снижения размаха коле-
баний рессорной компенсиро-
ванной подвески устанавли-
Рис, 60. Опорный узел рессорной
контактной подвески с ограничитель-
ной струной.
1 — несущий трос, 2 -- рессорный провод,
3 — ограничительная струна; 4 —фиксатор;
5 — контактный провод
в свободном состоянии, не поз-
вать в опорных узлах простые
(ограничительные) струны
(рис. 60). При таком выпол-
нении опорного узла эластич-
ность подвески определяется
наличием рессорной струны, а
простая струна, ненагруженная
воляет контактному проводу в процессе колебаний занимать по-
ложение ниже его спокойного положения. Размах колебаний
подвески ограничивается здесь не только при проходе токопри-
емников, но и при автоколебаниях, которые рассмотрены ниже.
Снижению размаха колебаний способствует правильный вы-
бор расстояния между соседними рабочими токоприемниками
электропоезда. Возникшие резонансные колебания можно пре-
кратить, изменив скорость движения э.п.с.
6.	ИЗНАШИВАНИЕ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА
И ТОКОСЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТОКОПРИЕМНИКА
Среди расходов, связанных с эксплуатацией электрифици-
рованных железных дорог, одними из важных, в значительной
мере определяющих эффективность электрической тяги, явля-
ются расходы, обусловленные изнашиванием контактных про-
водов, т. е. связанные с заменой изношенных проводов новыми.
Эти расходы являются немалыми 1 и складываются из стоимо-
сти новых проводов, трудовых затрат по замене проводов и
потерь из-за предоставления «окон» в графике движения поез-
дов, которые необходимы для выполнения основных работ.
Поэтому выбору материала и технологии изготовления кон-
тактного провода и токосъемных элементов токоприемника на-
ряду с выбором динамических параметров взаимодействующих
устройств придается большое значение. Не в малой мере на
' При расчете расходов на замену изношенного контактного провода но-
вым учитывается стоимость материала изношенного провода, сдаваемого в
металлолом.
71
интенсивность изнашивания проводов и токосъемных элементов
влияет также качество содержания контактной сети и токопри-
емников.
Изнашивание элементов скользящего контакта является
сложным электромеханическим процессом ’. Для удобства изу-
чения этот процесс обычно разделяют на электрический и ме-
ханический, хотя такое деление весьма условно, так как элект-
рические и механические явления в контакте взаимозависимы.
Так, при дуговом токосъеме, например во время гололеда, силь-
но ухудшается состояние поверхности трения; но это приводит
к усилению механического изнашивания. В то же время при
грубых механических повреждениях этой поверхности становит-
ся более интенсивным и электрическое изнашивание.
Электрическое изнашивание вызывается в основном элект-
рической эрозией, под которой понимают плавление, испарение
и направленный выброс (перенос) материала под действием
электрических разрядов, как устойчивых (дуговой токосъем),,
так и единичных неустойчивых (искрение). Стойкость контакт-
ного материала к электрической эрозии определяется главным
образом температурой плавления (для графита — температурой
сублимации) материала. Самая низкая для наиболее распрост-
раненных контактных материалов температура плавления у
алюминия, значительно выше у меди и еще выше — у стали.
Температура сублимации (испарения) графита в 3 раза выше,
температуры плавления меди.
Интенсивность электрического изнашивания при одних и
тех же материалах контактной пары зависит от плотности тока,,
т. е. от значения тока, приходящегося на единицу площади
контактной поверхности полоза токоприемника. Это положение,
однако, в известной мере условно. Дело в том, что как в непод-
вижном, так и подвижном скользящем контакте непосредствен-
ное соприкосновение двух контактирующих, в том числе плос-
ких элементов, осуществляется лишь в отдельных, далеко от-
стоящих друг от друга точках. Поэтому интенсивность изнаши-
вания зависит не просто от плотности тока, но и еще от того,
как выполнен контакт. Поясним это на упрощенном примере.
Пусть каждый электрод контакта представляет собой плос-
кий едяпытй жесткий элемент и число точек, в которых при этом
имеется металлический или условно.металлический контакт, ха-
рактеризующийся электронной проводимостью, равно трем.
Если же одни из электродов разделить на две механически не-
зависимые упругие части, то число контактных точек, приходя-
щееся на каждую часть, также будет равно трем. Всего же
здесь станет 6 точек. Благодаря этому интенсивность электри-
1 Здесь следует подчеркнуть терминологическое различие изнашивание —
это процесс, который характеризуется потерей материалов; износ — количе-
ство потерянного материала (измеряется массой, объемом или толщиной из
ношенного слоя).
72
Рис. 61. Схема полоза с
подрессоренными средни-
ми рядами контактных
пластин:
1 — подрессоренная пласти-
на; 2 — листовая пружина,
3 — пластины на каркасе
полоза
ческого изнашивания материала уменьшится, несмотря на то,
что плотность тока во всем контакте осталась прежней.
Последним обстоятельством объясняется эффективность под-
рессоривания полоза токоприемника, т. е. выполнения полоза в
таком виде, когда, например, средние 2 ряда контактных плас-
тин закреплены на вертикальных спиральных пружинах или го-
ризонтальных листовых, установленных на каркасе четырехряд-
ного полоза (рис. 61). Линейные испытания двух полозов, на
одном из которых 2 ряда средних пластин были подрессорены,
а на другом все 4 ряда были жестко закреплены на общем кар-
касе, показали, что нагрузочная'способность по току, устанав-
ливаемая по предельно допустимой температуре нагрева плас-
тин. у первого полоза на 10% выше, чем у второго.
В общем случае интенсивность электрического изнашивания
контактного провода выше в местах трогания, а также на подъ-
емах, где э.п.с. потребляет значительные токи. По этой же при-
чине срок службы контактного провода на линиях постоянного
тока при равных эксплуатационных условиях (числе и массе
поездов) меньше, чем на дорогах переменного тока.
Механическое изнашивание происходит при трении скользя-
щих поверхностей. При трении без смазки имеет место молеку-
лярно-механическое изнашивание, выражающееся в схватыва-
нии контактирующих поверхностей, грубом задире, глубинном
вырывании частиц. Хара -тор трения при наличии смазки опре-
деляется химическим р  действием смазки на основной металл;
в скользящем контак е «полоз—провод» он мало зависит от
вязкости смазки, поскольку здесь ее слой чрезвычайно тонок.
Основными видами изнашивания в контакте «полоз—про-
вод» являются окислительное, усталостное, абразивное и моле-
кулярно-механическое. Окислительное изнашивание связано с
образованием и разрушением тонких окисных пленок на поверх-
ностях трения; обычно наличие окисных пленок препятствует
другим видам изнашивания. Усталостное изнашивание связано
с деформированием трущихся поверхностей и растрескиванием
перенаклепапного слоя металла с последующим его удалением.
Абразивное изнашивание обусловлено попаданием между тру-
щимися поверхностями продуктов износа и внешних твердых
частиц (пыли, песка), а также наличием твердых включений в
самих контактных материалах.
Интенсивность механического изнашивания в общем случае
увеличивается при увеличении давления (нажатия, приходяще-
73
гося на единицу контактной поверхности) и уменьшается при
повышении качества смазки в контакте. Влияние нагрева на
интенсивность изнашивания различно: с одной стороны, он
предупреждает перенаклеп и усталостное разрушение поверх-
ностных слоев, но, с другой стороны, он способствует разруше-
нию смазки (особенно органического происхождения), вызыва-
ет разупрочнение поверхности трения и снижает ее стойкость
к абразивному и молекулярно-механическому изнашиванию
(схватыванию, задирам).
Интенсивность изнашивания во многом зависит от материа-
ла контактной пары (на электрифицированных железных доро-
гах— контактного провода и токосъемных элементов токопри-
емника). Неблагоприятным в этом отношении является выпол-
нение контактной пары из одного металла. Именно поэтому в
последние годы в основном отказались от применения на поло-
зах токоприемников медных контактных пластин.
Рассмотрим сначала, как влияет на интенсивность изнаши-
вания контактного провода конструктивное выполнение и со-
держание контактной сети, а затем — материал и состояние
контактных элементов и полозов токоприемников.
На наших дорогах, как сказано выше, в подавляющем боль-
шинстве применяются контактные провода из твердотянутой
электролитической меди. С 1975 г. наряду с медными стали
применять низколегированные контактные провода с присадкой
олова и (в малом объеме) магния. Опыт эксплуатации низко-
легированных проводов на наиболее грузонапряженных участ-
ках показал, что они обладают на 10—15% большей износо-
стойкостью, чем медные.
Еще более износостойкими являются термообработанные
бронзовые контактные провода (из кадмиевой бронзы); по
сравнению с медными они обладают также повышенной термо-
стойкостью и прочностью. Однако эти провода имеют сущест-
венный недостаток'—повышенное электрическое сопротивление,
определяющее увеличенные потери электроэнергии. Из-за этого
они получили ограниченное применение.
В известной мере на срок службы контактного провода
влияют регулировка контактного провода в контактной подвес-
ке, характер изменения эластичности подвески в пролете, нали-
чие на проводе сосредоточенных масс, жестких точек и неров-
ностей. Объясняется это тем, что указанные обстоятельства
предопределяют возникновение в отдельных точках провода
резких изменений контактного нажатия при проходе токоприем-
ников— его повышений, вызывающих усиление механического
изнашивания провода, и понижений (вплоть до нулевого значе-
ния, т. е. отрывов полоза от провода), вызывающих усиление
электрического изнашивания. В результате этого на контактном:
проводе появляются зоны с большим местным износом.
74
Если зон с повышенным местным износом немного и они ко-
ротки, то в этих местах можно сделать вставки из нового про-
вода или поставить так называемые шунты, т. е. прикрепить с
помощью зажимов к основному проводу (рядом с ним) отрезки
дополнительного контактного провода, располагая их рабочую
поверхность в средней части ниже рабочей поверхности основ-
ного провода, что исключит дальнейший износ последнего.
Если же зон с повышенным местным износом на каком-либо
анкерном участке много и он достиг допустимого для отдельных
точек значения (оставшаяся площадь сечения провода МФ-100
равна 65 мм2), то для обеспечения удовлетворительного качест-
ва токосъема придется заменить контактный провод на всем
участке, хотя средний износ провода па нем еще не достиг до-
пустимого среднего износа (оставшаяся площадь сечения 70 мм2
для МФ-100). Таким образом, из-за местных износов срок
службы контактного провода уменьшился.
Предупреждению местных износов способствует замена бол-
товых соединительных зажимов, с помощью которых провода
электрических соединителей подключаются к контактному про-
воду прессуемыми зажимами, имеющими меньшую массу. Ре-
шению той же задачи способствует применение более легких
дюралюминиевых фиксаторов и тросовых вместо стальных по-
лосовых.
Влияние фиксатора как жесткой точки особенно сильно про-
является на кривых малых радиусов, где в точках фиксации ве-
лика горизонтальная составляющая от натяжения контактного
провода. Для уменьшения этой составляющей нужно насколько
возможно уменьшать у опоры угол излома провода в плане.
Практически это достигается установкой на опоре двух фикса-
торов (рис. 62), удаленных один от другого на расстояние не
менее 0,02 длины ближайшего пролета. Сдвоенные фиксаторы
целесообразно устанавливать на кривых радиусом 800 м и
менее.
Рис 62. Схемы установки сдвоенных фиксаторов с внешней (а) и внутрен-
ней (б) сторон кривой:
J — опора; 2 — кронштейн. 3 — изолятор: 4 — гибкий фиксатор: 5 — контактный провод;
6 — обратный фиксатор
75
В большой степени на интенсивность изнашивания провода
влияет материал контактных элементов полоза токоприемника
и наличие смазки в контакте.
Наименьшее изнашивание провода обеспечивают угольные
вставки, которые выгодно отличаются от других не только вы-
сокими антифрикционными свойствами (низким коэффициентом
трения), но и большой термостойкостью, а следовательно, боль-
шой стойкостью к электрической эрозии. Обеспечивая мини-
мальный износ контактного провода, угольные вставки и сами
обладают высокой износостойкостью.
Наша промышленность изготовляет угольные вставки двух
типов. Вставки типа А изготовляют на коксовой основе, типа
Б — на графитовой. Вставки типа А имеют более высокую твер-
дость, но и более высокое электрическое сопротивление. Поэто-
му их применяют на токоприемниках, снимающих меньшие то-
ки — на э.п.с. переменного тока и электропоездах постоянного
тока.
Вставки типа Б имеют в 2 раза меньше электрическое соп-
ротивление, но и более низкую твердость, определяющую боль-
шую интенсивность изнашивания, а следовательно, меньший
пробег самих вставок. Их применяют на электровозах постоян-
ного тока, где снимаемые одним двухполозным токоприемником
токи составляют 1600—2200 А при движении и 135—170 А при
стоянке под одиночным контактным проводом в зимнее время.
Вставки обоих типов изготовляют одинаковыми профилями,
среди которых наиболее распространен профиль, приведенный
на рис. 63 (стандартная длина вставки по продольной оси
240 мм). С тем чтобы различать типы вставок, на боковой по-
верхности вставки типа Б выполняют продольную риску на вы-
соте 16—20 мм от подошвы (эту риску не следует смешивать с
риской или швом, выполняемыми на вставке любого типа на
высоте 10 мм от подошвы, которые предназначены для контро-
ля допустимого в эксплуата-
ции износа вставки). Вставки
типа А отличительной марки-
ровки не имеют.
Несколько большая интен-
сивность изнашивания контак-
тного провода, чем при уголь-
ных вставках, но меньшая, чем
при медных пластинах, имеет
место при металлокерамичес-
ких пластинах. Такие пласти-
ны изготовляют методами по-
рошковой металлургии — прес-
сованием или прокаткой и по-
следующим спеканием различ-
ных металлических и неметал-
60‘
! |_,3omg 07
Рис. 64. Металлокерамическая пластина
лических (в частности, графитовых) порошков. В настоящее
время на токоприемниках применяют металлокерамические
пластины (рис. 64) из спеченного материала на железной ос-
нове типа ВЖЗ. Их изготовляют прокаткой смеси железного
(77%), медного (22%) и никелевого порошков. С целью повы-
шения эксплуатационных свойств пластины при изготовлении
пропитывают в автоклаве легкоплавким сплавом СО5, состоя-
щим из свинца (95%) и олова.
Металлокерамические пластины стали разрабатывать из-за
большого электрического сопротивления угольных вставок, что
вызывает определенные затруднения в их применении на самых
мощных грузовых электровозах постоянного тока и пассажир-
ских электровозах, обеспечивающих централизованное электро-
снабжение вагонов, а также из-за недопустимости совместной
работы угольных вставок и медных пластин. Последнее убеди-
тельно доказано соответствующими исследованиями и опытом
дорог: медные пластины уничтожают полировку рабочей по-
верхности контактного провода и тем самым резко снижают
эффект в отношении снижения износа провода за счет приме-
нения угольных вставок. При централизованном электроснаб-
жении вагонов в условиях применения угольных вставок для
предупреждения пережогов одинарного контактного провода
оказывалось необходимым в ряде случаев на время стоянок
поезда поднимать вторые токоприемники электровоза, что нель-
зя считать рациональным.
Эксплуатационный опыт показал, что металлокерамические
пластины успешно работают вместе с угольными вставками на
одних и тех же участках, не вызывая ухудшения полировки
контактного провода. Однако дальнейшее совершенствование
металлокерамических пластин продолжается главным образом
в направлении повышения их надежности при работе в услови-
ях осаждения гололеда и инея на контактной сети; методы по-
рошковой металлургии позволяют соединять в спеченном мате-
риале любые компоненты, т. е. получать пластины с желаемы-
ми техническими характеристиками.
На тех участках, где продолжается эксплуатация медных
пластин, для уменьшения износа контактного провода на поло-
зах токоприемников между этими пластинами, а на ряде дорог
и между металлокерамическими пластинами закладывают су-
хую графитовую смазку основного состава СГС-О, состоящую
из 65 частей графита и 35 частей кумароновой смолы. Ее на-
носят в юрячем (при 180—190° С) состоянии после того, как
полозы тщательно очищены от старой смазки, нагреты до 120—
140° С и прогрунтованы кумароновой смолой. После охлажде-
1Шя полозов производят зачистку их от лишней смазки, с тем
чтобы е? верхняя поверхность и поверхность пластин образовы-
вали единую плоскость.
В случае выкрашивания смазки СГС-0 в процессе эксплуа-
тации на nyiiKiax технического обслуживания полозы подмазы-
вают в холодном состоянии сухой графитовой смазкой дополни-
тельного состава СГС-Д, состоящей из 30 частей графита, 15
частей кумароновой смолы и 55 частей каменноугольного или
нефтяною сольвента.
На дистанциях контактной сети ведется регулярное измере-
ние износа контактных проводов, что позволяет пзапировать
замену изношенных проводов и определять интенсивность их
изнашивания. Последнее дает возможность оценивать эффек-
тивность ра, личных мер по снижению изнашивания контакт-
ных проводов, например замены материала контактных элемен-
тов токоприемников.
Интенсивность изнашивания контактного провода на каждом
анкерном участке обычно выражается средним удельным што-
сом, представляющим собой измеренное в квадратных милли-
метрах среднее на анкерном участке уменьшение площади по-
перечного сечения, отнесенное к 10 тыс. проходов э.п.с. Наряду
с этим в качестве показателя интенсивности изнашивания при-
меняют сдельную потерю меди контактного провода в кг на
1000 км пробега э.п.с.
В локомотивных депо ведут учет расхода контактных эле-
ментов токоприемника. Удельный расход, отражающий интен-
сивность их изнашивания, выражают в тоннах или тысячах
штук на 1 млн. км пробега э.п.с.
Интенсивность изнашивания контактного провода в опреде-
ленной степени зависит от эксплуатационного состояния поло-
зов. В свою очередь состояние контактной сети влияет на рас-
ход контактных элементов токоприемника.
Так, например, как только что было указано, сухая графи-
товая смазка после заправки полоза должна располагаться
вровень с рабочей поверхностью контактных пластин. Если же
смазку нанести с избытком, 'то в определенные моменты време-
ни тек с контактного провода в каркас полоза будет проходить
только через слой смазки. Поскольку сухая графитовая смазка
имеет большое электрическое сопротивление, это приводит к
усилению электрического изнашивания провода; в отдельных
же случаях — в основном при трогании — это является причи-
78
ной пережога контактного провода. Малое количество смазки,
наоборот, приводит к сухому трению, и это усиливает механи-
ческий износ контактной пары.
Эксплуатационный опыт показывает, что ухудшению состоя-
ния контактных поверхностей провода и пластин способствует
неправильная установка медных и металлокерамических плас-
тин на полозе. Ремонтники в некоторых депо не подбирают для
одного полоза одинаковые по толщине пластины и располагают
более тонкие в среднем ряду. Из-за углубления пластин средне-
го ряда съем тока в первое время работы полоза осуществля-
ется только пластинами крайних рядов, в результате чего плот-
ность тока в контакте возрастает.
Наличие жестких точек и неровностей на контактном про-
воде, например некачественное выполнение стыковки провода
или плохой монтаж секционного изолятора, приводят к возник-
новению сильной дуги в момент прохода э.п.с. под нагрузкой,
что вызывает выгорание материала не только провода, но и
пластин полоза. Заниженные против нормы зигзаги контактного
провода приводят к повышенному износу угольных вставок на
небольшой части полоза (рис. 65), что требует более частых
ремонтов полозов.
Машинисты могут вносить вклад в дело уменьшения износа
контактного провода и снижения расхода контактных элемен-
тов токоприемников, контролируя состояние полозов локомоти-
вов на пунктах технического обслуживания и уведомляя работ-
ников энергоучастков (через дежурных по станциям) о местах
возникновения сильного искрения и отдельных мощных элект-
рических дуг. При этом не следует смешивать появление дуг
из-за плохого состояния контактной сети с их появлением в мес-
тах секционирования — на изолирующих сопряжениях анкерных
участков и секционных изоляторах. В последнем случае это свя-
зано с различным уровнем напряжения на смежных секциях
контактной сети.
Если при осмотре токоприемника не в гололедный период
обнаружено отсутствие полировки металлокерамических или
медных пластин и наличие оплавлений на их поверхности, то
это значит, что качество токосъема не является удовлетвори-
тельным. В этом случае прежде всего необходимо проверить
статическое нажатие токоприемника (вероятнее всего, что оно
занижено или велико трение в шарнирах), работоспособность
кареток и состояние смазки на полозах. При хорошем состоянии
подвижной системы токоприемника об ухудшенном состоянии
Рис. 65. Характер износа угольных
вставок на полозе при заниженных
зигзагах контактного провода
79
пластин следует сообщить работникам энергоучастка, с тем
чтобы те приняли свои меры по улучшению качества токосъема.
Одной из причин абразивного изнашивания является попа-
дание песка на полозы в пунктах экипировки. Для исключения
этого целесообразно на время заправки электровозов песком
закрывать полозы съемными брезентовыми чехлами. Нельзя
допускать также нахождения в открытом виде бачков с сухой
графитовой смазкой дополнительного состава на площадках,
где производится пескозаправка.
7.	ТОКОСЪЕМ В ТЯЖЕЛЫХ
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Неблагоприятными для токосъема метеорологическими усло-
виями являются гололед, низкие температуры окружающего
воздуха и сильные ветры. В этих условиях ухудшается работа
всех устройств контактной сети и токоприемников.
Гололед можно назвать главной помехой токосъему Хотя
длительность его в течение года незначительна, тяжелые пос-
ледствия, к которым он может приводить, требуют своевремен-
ной и серьезной подготовки к борьбе с ним.
Атмосферные отложения на проводах при низких темпера-
турах воздуха подразделяются на 3 группы: 1) иней и кристал-
лическая изморозь; 2) гололед и зернистая изморозь; 3) за-
мерзшие отложения мокрого снега. Нередко встречаются соче-
тания отложений 2-й и 3-й групп.
Отложения 1-й группы возникают при переходе находящего-
ся в воздухе водяного пара в твердое состояние, минуя стадию
воды; толщина таких отложений на проводах, как правило, не
превышает 40 мм. Отложения 2-й группы образуются из капель
переохлажденной воды. Зернистая изморозь выпадает обычно
при тумане; толщина отложений на проводах до 150 мм. Голо-
лед, представляющий собой твердый осадок стекловидного стро-
ения из прозрачного или матового льда, образуется особенно
часто при температуре от 0 до —5° С и ветре 5—10 м/с; толщи-
на гололеда на проводах до 100 мм. Отложения 3-й группы
происходят при положительной температуре воздуха, близкой к
0°С, и последующем понижении ее, когда мокрый снег замер-
зает; толщина отложений до 300 мм.
Форма отложений во многом зависит от направления ветра
относительно провода во время их возникновения. Так, если
направление ветра перпендикулярно проводу, лед образуется с
наветренной стороны и чаще всего имеет овальную или гребне-
образную форму. Если же ветер направлен вдоль провода, го-
лолед образуется на всей его поверхности, но имеет пористое
строение и меньшую интенсивность.
80
В практике, когда нет необходимости уточнять вид атмос-
ферного отложения, применяют обобщенный термин «гололед».
Лед имеет очень высокое электрическое сопротивление и по-
этому покрытие проводов гололедными отложениями любого
вида вызывает ухудшение контакта между ними и полозами.
При движении э.п.с. отрицательное влияние гололеда на токо-
съем проявляется в сильном искрении, хорошо видимом даже
в светлое время суток, результатом которого является резкое
ухудшение поверхностей провода и контактных элементов по-
лоза. В наиболее тяжелых случаях под воздействием электри-
ческих дуг происходят прожоги каркасов полозов.
Наиболее опасен гололед в моменты трогания э.п.с., когда,
с одной стороны, токоприемник снимает большой ток, а с дру-
гой стороны, контакт еще остается почти неподвижным, т. е.
дуга воздействует на одну точку контактного провода. В этих
условиях, особенно при трогании электровозов постоянного тока
с путей, оборудованных контактными подвесками с одним кон-
тактным проводом, могут происходить пережоги проводов.
Вероятность таких пережогов возрастает при пониженных
статических нажатиях токоприемников из-за неправильной их
регулировки, отложений гололеда на полозе и рамах токопри-
емника, увеличивающих их массу, и из-за заполнения льдом
пространства между витками незакрытых кожухом подъемных
-пружин.
При осаждении плотного гололеда большой толщины меха-
ническая нагрузка на провода значительно возрастает и вслед-
ствие этого увеличиваются их стрелы провеса, если они заанке-
рованы с помощью компенсирующих устройств, или повышается
натяжение, если они заапкерованы жестко. В результате этого
в первом случае ухудшается качество токосъема, а во втором —
возможны обрывы проводов.
При определенных формах гололеда, скорости ветра и его
направлении относительно проводов происходят автоколебания
проводов, т. е. устойчивые вертикальные колебания с размахом,
достигающим 1 м и более. Механизм автоколебаний состоит в
том, что при обтекании ветровым потоком горизонтального тела
некруглого сечения (провода, покрытого гололедом, имеющим
в сечении несимметричную форму) возникают аэродинамиче-
ские силы, направленные попеременно вверх и вниз и совпада-
ющие с направлением уже происходящего движения; возбуж-
денные колебания могут усиливаться до тех пор, пока поступа-
ющая энергия ветра не ста’нет равной энергии, поглощаемой
колебательной системой (отдельными проводами или контакт-
ной подвеской).
В условиях автоколебаний с размахом до 200—400 мм во
избежание пережогов контактного провода приходится ограни-
чивать скорость движения э.п.с. При больших размерах коле-
баний движение может оказаться невозможным.
6—1527	81
Борьба с гололедом на проводах контактной сети возможна
электрическими, химическими и механическими способами. Наи-
более эффективным средством борьбы с гололедом является его
плавка путем сборки специальных схем питания и секциониро-
ван 1я контактной сети, при которых по проводам подвески про-
текают значительные токи вне зависимости от нахождения на
линии э.п.с. При этом большинством схем обеспечивается плав-
ка гололеда без прекращения движения поездов. Опыт эксплуа-
тации показывает, что на тех дорогах, где применяется профи-
лактический подогрев проводов и плавка гололеда, пережоги
контактных проводов крайне редки.
В отдельных случаях гололед может появиться на весьма
коротком участке и персонал, эксплуатирующий контактную
сеть, может не знать об этом. Обязанность машиниста — немед-
ленно сообщить об этом дежурному ближайшей станции, с тем
чтобы поставить в известное ь энергодиспетчера о месте появ-
ления гололеда.
Химический способ очистки заключается в нанесении на
провода противогололедных покрытий (смазок), которые или
предупреждают образование гололеда или снижают сцепление
между ним и проводом, обеспечивая легкое удаление льда ме-
ханическими способами или при проходе токоприемника.
В настоящее время на электрифицированных линиях приме-
няется антиобледенительная смазка ЦНИИ-КЗ. Основой ее яв-
ляется тормозная смазка ЖТКЗ-65, в которую введены спе-
циальные добавки, обеспечивающие плохое сцепление ее со
льдим и хорошее — с защищаемыми поверхностями. Нанесение
смазки ЦНИИ-КЗ на контактные провода, рога секционных
разъединителей и т. п. производят при сухом состоянии поверх-
ностей непосредственно перед началом гололедного сезона.
Механическая очистка проводов контактной сети от гололе-
да является наименее производительной. Она может оказаться
целесообразной лишь при малой протяженности участка с го-
лоледом, когда применение плавки неэкономично. Механическая
очистка производится гололедоочистительными установками ба-
рабанного типа на восстановительных автодрезинах с помощью
виброполозов, которыми оборудуются нерабочие токоприемники
некоторых электровозов при появлении гололеда, и различными
скребками с изолирующих съемных вышек.
Рабочий орган гололедоочистительной установки МОГ-1
(рис. СО) расположен на подвижной раме, смонтированной на
изолированной площадке дрезины (автомотрисы), и выполнен в
виде горизонтального барабана небольшого диаметра с про-
дольными билами (жесткими стержнями) по окружности, т. е.
в виде беличьего колеса. При вращении барабана электродви-
гателем, с которым он связан ременной передачей, с частотой
около 3000 об/мин в результате ударов бил по контактному
проводу происходит вибрация провода и вследствие этого от-
82
Рис. 66. Гололедоочистительная установка МОГ-1:
/ — рама 2 — барабан; 3 — электродвигатель, 4— тяга для опускания подвижной ра-
мы, 5 — пружины подъема рамы; 6 — рабочая площадка дрезины, 7 —ременная пере-
дача
слоение гололеда. Более мощной является гололедоочиститель-
ная упаковка МОГ-2, снабженная двумя барабанами.
Рабочие органы установок МОГ-1 и МОГ-2 изолированы от
земли (питание электродвигателей осуществляется от генерато-
ра автодрезины через изолировочный трансформатор) и поэто-
му очистка провода производится без снятия напряжения с
контактной cent.
Виброполоз (рис. 67) состоит из двух бил 2 —стальных
\ "о чсов, изогнутых по форме токосъемного полоза и соединен-
ных между собой поперечными баночками 3, посредством кото-
рых полоз связан с каретками токоприемника. Снизу к билам
прикреплены четыре пневмовибратора 1. При подаче сжатого
воздуха от свистка малой громкости в пневмовибраторы билы
Рис. 67. Виброполоз
6*
83
вибрируют и во время движения электровоза сбивают лед с
контактного провода.
С целью предупреждения пережогов контактных проводов
во время гололеда должен соблюдаться определенный порядок
работы э.п.с.
Трогание и следование электровоза с поездом или резервом,
а также передвижение на станциях следует производить при
двух поднятых токоприемниках, кроме электровозов ЧС6, ЧС200
и трехсекционпого ВЛ11, на которых должно быть поднято по
три токоприемника. При двойной тяге общее число поднятых
на электровозах токоприемников не должно превышать трех,
причем два из них могут быть подняты только на головном
электровозе; на втором электровозе должен быть поднят задний
по ходу токоприемник.
В том случае, когда указанное число токоприемников не мо-
жет быть введено в действие (из-за повреждения или неисправ-
ности), движение электровоза должно быть разрешено энерго-
диспетчером.
Трогание электропоездов желательно производить с допол-
нительно поднятым предварительно отключенным от силовой
цепи передним токоприемником; этот токоприемник предназна-
чается исключительно для очистки контактного провода от го-
лоледа.
Подход электровоза к составу целесообразно производить на
переднем токоприемнике. Этим обеспечивается очистка контакт-
ного провода от гололеда до того места, где будет находиться
рабочий токоприемник электровоза, сцепленного с составом,
т е. задний токоприемник по направлению предстоящего дви-
жения.
Если поезд стоял 10 мин и более, то перед отправлением не-
обходимо ствеиить электровоз от состава, поднять оба токо-
приемника и по разрешению дежурного ио станции обкатать
контактный провод, проехав 2—3 раза туда и обратно в преде-
лах участка, разрешенного дежурным.
При обнаружении локомотивной бригадой гололеда на пере-
гоне, когда электровоз следовал на одном токоприемнике, нуж-
но отключить силовую и вспомогательную цепи электровоза,
поднять на ходу второй токоприемник и после этого снова дать
нагрузку.
Для предупреждения автоколебаний на контактной сети в
местах наиболее вероятных возникновений их на несущие тросы
устав: вливают аэродинамические и динамические гасители ко-
лебаний. Первые из них представляют собой узкие длинные
пластины, прикрепляемые снизу несущего троса в вертикальном
положении в двух-трех точках пролета. Динамические гасители
представляют собой грузы, подвешиваемые на пружинах к не-
сущему тросу и заключенные в цилиндрический кожух (рис. 68);
«4
рассеивание энергии здесь происхо-
дит в моменты удара груза по дну
кожуха.
Снижение размаха колебаний
провоюв рессорных компенсирован-
ных подвесок обеспечивает приме-
нение в опорных точках наряду с
рессорными простых (ограничитель-
ных) струн, соединяющих контакт-
ный провод с несущим тросом в
точке подвеса (см. рис. 60) и пре-
пятствующих перемещению контакт-
ного провода ниже его положения
в спокойном состоянии.
Возникшие автоколебания мож-
но прекратить, произведя удаление
гололеда. Однако при механическом
способе на это потребуется немало
времени, а плавка гололеда может
оказаться невыгодной, если зона ав-
токолебаний составляет малую
часть участка, который нужно вклю-
чить для оплавления льда.
Рис 68 Динамический гаси-
тель колебаний — схема его ус-
тановки на контактной подвес-
ке (а) и конструктивное вы-
полнение (б):
/ — несущий трос, 2 — пружина:
<3 —груз, 4 — корпус, 5 — контакт-
ный провод
Низкие температуры окружающего воздуха, пол которыми
понимаются температуры ниже —30°С, могут стать причиной
серьезных повреждений, если контактная сеть содержится хотя
бы с небольшими отступлениями от Правил технического об-
служивания и ремонта контактной сети электрифицированных
железных дорог.
При крайне низких температурах происходит сильное умень-
шение стрелы провеса Г несущего троса в полукомпенсирован-
нон контактной подвеске, вследствие чего поднимаемый струна-
ми контактный провод располагается со значительной отрица-
тельной стрелой провеса / (рис. 69). Это приводит к ухудшению
качества токосъема, поскольку токоприемники не успевают сле-
довать за ко пактным проводом, резко поднимающимся в сере-
динах пролетов.
Большое уменьшение стрелы провеса несущего троса приво-
дит также к значительному подъему контактного провода в
опорных точках. В правильно установленном фиксаторе допол-
нительный стержень располагается с наклоном вниз в сторону
Рис 69 Положение про-
водов полукомпенсиро-
вашюй рессорной под-
вески в пролете при низ-
кой температуре окру-
жающего воздуха (штри«
ховые линии)
85
Рис. 70 Вид на фиксатор, смещен-
ный вдоль пути, из кабины локомо-
тива
контактного провода при любой температуре окружающего воз-
духа. Однако в случае неправильного монтажа фиксатора, ког-
да крепление кронштейна на опоре занижено, при низких тем-
пературах дополнительный стержень может оказаться располо-
женным горизонтально или даже с обратным наклоном. Такое
положение фиксатора представляет реальную опасность его
подбоя проходящим токоприемником: под воздействием нажа-
тия токоприемника контактный провод, а вместе с ним и конец
фиксатора поднимаются дополнительно на некоторую величину
и полоз ударяет но основному стержню (на консольных опорах)
или по нижнему фиксирующему тросу (на гибких и жестких
поперечинах).
Поэтому о каждом фиксаторе, занявшем опасное положение,
необходимо немедленно сообщить энергодиспетчеру через де-
журного по станции, с тем чтобы были приняты своевременные
меры по устранению аварийной ситуации. Здесь, однако, необ-
ходимо отметить, что из кабины локомотива можно получить
ошибочное представление о положении фиксатора. Объясняется
это тем, что контактные провода, значительно укорачиваясь при
крайне низких температурах, вызывают поворот дополнитель-
ных стержней фиксаторов в сторону средних анкеровок. Вслед-
ствие этого, например, осматривая фиксатор из передней каби-
ны во время движения локомотива па участке после средней
анкеровки (до ближайшего компенсатора), можно подумать,
что конец дополнительного стержня фиксатора направлен вверх
(рис. 70); на самом же деле конец фиксатора смещен вдоль
.пути навстречу локомотиву, в сторону пройденной средней ан-
керовки, что является нормальным
При сильном понижении температуры воздуха укорочение
контактного провода может привести к подъему компенсатор-
ных грузов до своего верхнего упорного положения. Начиная с
этого момента провод, заанкерованный посредством компенса-
тора, работает так же, как жесткозаанкерованнып; это значит,
что дальнейшее понижение
температуры воздуха вызо-
вет увеличение натяжения
контактного провода. В
этом случае возникает опа-
сность обрыва провода, ко-
торая особенно велика, ес-
ли провод имеет значитель-
ный износ. Для предотвра-
щения обрыва эксплуатаци-
онный персонал дистанций
контактной сети при появле-
нии сильных морозов пред-
принимает специальные объ-
езды, контролируя положе-
.86
Рис. 71 Раскрытие прямого (а) и обратного (б) сочлененных фиксаторов
при сильном ветре
1, 2 — основной и дополнительный стержни 3 — контактный провод, а — нормальный
зигзаг контактного провода
ние грузов. Па компенсаторе, где обнаружено высокое распо-
ложение грузов, заменяют штангу между подвижным блоком и
изоляторами на более длинную, и грузы опускаются.
Сильные ветры по своему отрицательному воздействию па
работу контактной сети сопоставимы с крайне низкими темпе-
ратурами окружающего воздуха.
При большой скорости поперечного ветра существенно ус-
ложняются условия работы фиксаторов; при определенных зна-
чениях ее в случае направления ветра в сторону зигзага кон-
тактного провода может произойти раскрытие сочлененного
фиксатора (рис 71) и как следствиевынос провода за пре-
делы рабочей поверхности полоза. Для предупреждения рас-
крытий сочлененного фиксатора между концом основного стер-
жня и посушим тоосом обычно устанавливают две жесткие рас-
порки, располагаемые V-об-
разно (рис 72), а в шарни-
рах дополнительных стерж-
ней — упоры, препятствую-
щие чрезмерному увеличе-
нию угла между стержнями.
Раскрытию при сильных
поперечных ветрах не под-
вержены тросовые фикса-
торы, нашедшие пока еще
ограниченное распростране-
ние. Главными элементами
тросового фиксатора (рис.
73) являются. основной
стержень 3 из уголковой
стали, присоединенный к
изолятору или подкосу 1
изолированной консоли,
стойки 2 и фиксирующие
гросы 6. Каждый фиксиру-
Рнс 72 Жесткие распорки между
фиксатором и несущим тросом
/ — несущий трос, 2 — распорка, 3 — ос
новной стержень фиксатора, 4--контакт
ный провод
87
7 i
Рис. 73. Тросовый фиксатор компенсированной контактной подвески (при
изолирующей консоли)
ющий трос, выполненный из биметаллической проволоки БМ-6,
с одной стороны соединен со штангой 5, пропущенной через
стойку, а с другой — с вертикальным валиком, пропущенным
через фиксирующий зажим 8. На штанге 5 между стойкой и
гайкой поставлена пружина 4, работающая на сжатие, причем
со стороны стойки проложена шаровая шайба. Пружины тросо-
вого фиксатора имеют малую жесткость (они выполнены из
прутка диаметром 3 мм) и предназначены только для пред-
отвращения провисания тросов при подъеме контактного про-
вода 7 проходящим токоприемником. Пружина, расположенная
со стороны зигзага контактного провода (на рисунке справа),
полностью сжата.
Под действием ветра, направленного в сторону зигзага, кон-
тактный провод смещается только на величину деформации
распущенной пружины (левой на рисунке), которая полностью
сжимается. Всю ветровую нагрузку на контактный провод в
прилегающих к опоре частях пролетов в этих условиях воспри-
нимает трос, не находившийся ранее под нагрузкой, и часть ос-
новного стержня фиксатора, расположенная между стойкой
этого троса и подкосом консоли или изолятором.
Применение тросовых фиксаторов на однопутных участках
не встречает никаких затруднений. На двухпутных же участках
для обеспечения необходимых зазоров между концами основных
стержней фиксаторов опор, расположенных в одном створе на
разных путях, эти стержни необходимо устанавливать не пер-
пендикулярно к оси пути, а под углом, несколько отличным от
прямого, разводя их концы в разные стороны.
С целью предупреждения аварийных ситуаций, особенно -в
тяжелых метеорологических условиях, на сочлененных фикса-
торах иногда устанавливают упоры, ограничивающие подъем
дополнительного стержня. В связи с этим следует заметить, что
назначение таких упоров заключается только в предупреждении
чрезмерного подъема дополнительного стержня в особых усло-
виях: при ураганных ветрах, серьезном ухудшении статической
88
характеристики токоприемника и др. Однако в нормальных экс-
плуатационных условиях дополнительные стержни не должны
соприкасаться с упорами. В противном случае здесь появится
усиленный местный износ контактного провода.
В зонах с сильными поперечными ветрами (при пересечении
железной дорогой оврагов и ущелий, в поймах рек и водохра-
нилищ и т. п.) и в местах, благоприятных для возникновения
автоколебаний, двойной контактный провод на каждой опоре
располагают с противоположными зигзагами, т. е. монтируют
ромбовидную контактную подвеску (см. п. 3).
Сочетание сильного поперечного ветра на высокой насыпи,
где аэродинамическая подъемная сила токоприемника и кон-
тактного провода особенно велики за счет местного увеличения
скорости ветра и угла наклона воздушного потока, с низкой
температурой окружающего воздуха представляет собой самый
тяжелый режим работы фиксатора на насыпи.
Так, при проходе э.п.с. по насыпи высотой 10 м и скорости
перпендикулярного оси пути ветра в открытом поле 25 м/с ско-
рость поперечного воздушного потока в зоне полоза токоприем-
ника составит 32,5 м/с. При скорости движения электровоза
ВЛ23, работающего на заднем токоприемнике, 80 км/ч аэроди-
намическая подъемная сила токоприемника П-3, определяемая
воздействием на него поперечного ветра и встречного воздуш-
ного потока, скорость которого равна скорости локомотива, со-
ставит 12 кгс. Это значит, что при пассивном статическом на-
жатии токоприемника 12 кгс контактное нажатие составит
24 кгс (инерционная сила токоприемника при 80 км/ч мала).
Если эластичность контактной подвески с двумя контактными
проводами составляет в опорной зоне 5 мм/кгс, то указанное
нажатие вызовет подъем проводов у фиксаторов на 24-5 =
= 120 мм.
В том случае, когда по насыпи следует сплотка из двух
электровозов ВЛ23 (с двумя поднятыми токоприемниками),
приведенное к одному токоприемнику контактное нажатие уве-
личится в 1,6 раза и составит 38.5 кгс. При таком нажатии
подъем контактных проводов у фиксаторов под воздействием
двух токоприемников достигнет значения 38,5-5 = 192 мм.
Приведенный пример показывает, что от машиниста локомо-
тива требуется предельное внимание к состоянию фиксаторов
при неблагоприятном сочетании погодных факторов и местных
условий расположения пути. В частности, при проходе сплотки
из двух электровозов по высокой насыпи в условиях темпера-
туры воздуха ниже —30° С и ураганного ветра необходимо,
если позволяет профиль, временно оставив в режиме тяги один
передний электровоз, опустить токоприемник на заднем элект-
ровозе и тем самым уменьшить отжатия контактного провода.
Качество токосъема и работа токоприемника ухудшаются
при отложении гололеда на его подвижной системе, а также
8S
«-за воздействия на токоприемник низкой температуры и силь-
ного ветра.
Влияние гололеда проявляется в следующем. Во-первых,
отложение гололеда на контактных элементах полоза, так же
как и на проводе, является причиной возникновения электри-
ческих дуг, вследствие чего ухудшается рабочая поверхность
этих элементов и оплавляется каркас полоза. Во-вторых, отло-
жение льда на подвижных рамах и полозе приводит к умень-
шению статического нажатия на силу, равную общему весу
льда, приведенному к полозу; снижение нажатия обусловливает
дополнительное ухудшение рабочей поверхности контактных
элементов. В-третьих, отложение особенно толстого слоя льда
на рабочих пружинах и шарнирах может привести к превра-
щение пружин в неупругие элементы, а шарниров — в непод-
вижные.
Отрицательное влияние низких температур проявляется в
основном в потере неправильно выбранными смазками необхо-
димых свойств. В результате этого увеличивается трение в шар-
нирах (об этом свидетельствует увеличение пассивного нажатия
к уменьшение активного) и в цилиндре пневматического приво-
да, что может приводить к неопусканию поднятого токоприем-
ника или, наоборот, неиодниманию опущенного токоприемника.
Особенно сильно ухудшается работа приводов с резиновыми
манжетами из-за примерзания их к поверхности цилиндров,
если последние были заправлены смазками, вымывающими из
резины морозостойкие пластификаторы и замещающими их
своими компонентами (например, ЦИАТИМ-201).
Сильный ветер, как показано выше, существенно изменяет
аэродинамическую подъемную силу обычно в сторону ее увели-
чения. Возросшая аэродинамическая подъемная сила может
превысить значение опускающей силы токоприемника, опреде-
ляемой конструкцией привода, и тогда рабочий токоприемник
нельзя опустить. Если же значение аэродинамической подъем-
ной силы превысит значение удерживающей силы токоприемни-
ка (последняя равна сумме опускающей силы и силы трения в
подвижных рамах и приводе), то нерабочий токоприемник дви-
жущегося э.п.с. может быть поднят ветром даже до уровня
контактного провода.
В результате ухудшения работы токоприемников в тяжелых
метеорологических условиях могут произойти серьезные пов-
реждения как самих токоприемников, так и контактной сети.
Для обеспечения надежной работы токоприемников и предуп-
реждения отказов в таких условиях должны приниматься спе-
циальные меры.
Основным способом борьбы с гололедообразованием на то-
коприемниках является покрытие рам, пружин и полозов (за
исключением контактных элементо-в) антиобледенительными
смазками, например ЦНИИ-КЗ, наносимыми кистью на сухие
90
чистые поверхности слоем 1—2 мм. Покрытый смазкой токо-
приемник достаточно опустить и поднять 3—5 раз, и большая
часть льда будет удалена. Такие опускания-подъемы при дли-
тельной стоянке э.п.с. во время гололеда следует производить
с интервалами 5—10 мин при выключенных силовых и вспомо-
гательных цепях.
Периодичность нанесения смазки—1 раз в месяц. Если, од-
нако, смазка загрязнилась, ее заменяют до истечения срока.
Здесь следует отметить, что применение на токоприемниках
для борьбы с гололедом трансформаторного масла и смазки
ЖТКЗ-65, как показал эксплуатационный опыт, дает весьма
малый эффект; поэтому использование их нецелесообразно.
В тех случаях, когда гололед особенно интенсивен и удалить
его периодическими опусканиями токоприемников не удается,
лед должен быть удален локомотивной бригадой вручную. При
этом для подъема на крышу должно быть получено разрешение
работников дистанции контактной сети, которые снимают нап-
ряжение с сети над э.п.с. и заземляют ее.
С целью защиты каркасов полозов от прожогов электриче-
скими дугами, возникающими в процессе токосъема при голо-
леде, на боковые стенки каркаса в ряде депо наклеивают ленты
из дугостойких материалов — асбокартона, фторопласта и др.
В этом отношении интересен опыт японских железных дорог.
Там вначале полозы защищали сланцевыми пластинами, но за-
тем от этого отказались, объясняя тем, что изолирующие плас-
тины направляют электрические дуги на контактные элементы
и тем самым сильно ухудшают их поверхность. Полозы стали
защищать накладными вертикальными пластинами из алюми-
ния, которые плавились сами, по защищали стальной каркас
полоза и не переводили дуги на контактные элементы.
Нормальная работа токоприемников при температурах окру-
жающего воздуха ниже --30° С обеспечивается применением в
шарнирах и особенно в пневматических цилиндрах смазок вы-
сокого качества. При переборке пневматических цилиндров
смазку наносят топким слоем на тщательно очищенные от грязи
и ржавчины, промытые керосином и протертые поверхности.
К резиновым манжетам пневмоцилиндров предъявляются жест-
кие требования: они должны быть изготовлены из морозо- и
маслостойкой резины, эксплуатироваться не более четырех лет
после изготовления, а при постановке в цилиндр — тщательно
промыты теплой водой. Цилиндр должен быть заправлен при
этом смазкой ЖТ-79Л. Кожаные манжеты должны быть обра-
ботаны премировочным составом № 12.
Многие из эксплуатирующихся в настоящее время токопри-
емников выпушены промышленностью до выхода действующего
стандарта на токоприемники и не удовлетворяют его требова-
ниям в отношении наименьшего значения опускающей силы
(не менее 20 кгс для токоприемников тяжелого типа и не менее
91
12 кгс — легкого); у этих токоприемников, а к ним относятся
токоприемники типов ДЖ-5, П-1, П-3, П-5, П-7, 10РР2, малы и
удерживающие силы, которые представляют собой суммы опус-
кающих сил и сил трения в подвижной системе.
При сильном ветре, особенно встречном по отношению к
направлению движения э.п.с., низкое значение удерживающей
силы может быть причиной, как указывалось выше, самопроиз-
вольного подъема нерабочих токоприемников. Для предотвра-
щения этого токоприемники целесообразно оборудовать пневма-
тическими замками. Конструкции механизмов замков могут
быть различными в зависимости от конструктивного исполнения
токоприемника, но принцип их действия должен быть одинако-
вым— отпирать подвижные рамы, допуская возможность их
подъема (в том числе внешней силой) только после подачи
сжатого воздуха в пневматический цилиндр.
Пневматическими замками снабжены чехословацкие токо-
приемники 2SLS-1 и 17РР2, установленные соответственно на
электровозах ЧС4 (с заводскими номерами выше 061) и ЧС2Г.
На наших токоприемниках ДЖ-5, П-1 и П-3 пневматические
замки легко изготовить в депо в предложенном ВНИИЖТом
виде (рис. 74). При подаче сжатого воздуха в пневма-
тический цилиндр 1 опускающий рычаг 4, упирающийся в фа-
сонный прилив 3 на главном валу 2, перемещается вправо. В
результате этого защелка 8 освобождает поперечную тягу 6,
расположенную под полозом 5 у верхнего шарнира подвижных
При отсутствии в цилиндре
сжатого воздуха защелка
8, находясь в зацеплении
с тягой 6, исключает воз-
можность подъема под-
вижных рам внешней си-
лой. Для обеспечения на-
дежной работы замка
кронштейн 7 защелки вы-
полняют эластичным из
нескольких листовых пру-
жин.
Значительно труднее
во время движения при
сильном ветре опустить
имеющий малую опуска-
ющую силу токоприем-
ник, чем удержать его в
опущенном состоянии. В
ряде случаев, например
для прохода участка с
опущенными токоприем-
никами после временного
рам, и токоприемник поднимается.
Рис 74. Пневматический замок для токо-
приемников ДЖ-5, П-1 и П-З
92
восстановления контактной сети, для этого может потребовать-
ся некоторое снижение скорости движения э.п.с. перед нача-
лом этого участка (подробнее об этом см. в п. 9).
При подготовке токоприемников к работе в зимних условиях
нужно тщательно проверить состояние всех узлов, заменить
смазку, снять статические характеристики и устранить обнару-
женные недостатки. В этот период обязательна ревизия пневмо-
приводов с прожировкой кожаных манжет. В зимнее время при
каждом заходе э.п.с. в депо и пункт технического обслуживания
локомотивов следует проверять подвижность токоприемников, а
при понижении температуры ниже —20° С--также и статиче-
ское нажатие при подъеме и опускании.
В целях обеспечения нормального токосъема в зимних усло-
виях организуется совместный осмотр полозов токоприемников
машинистами и работниками дистанций контактной сети. Ос-
мотр производят в пунктах оборота. При понижении темпера-
туры воздуха токоприемники электровозов осматривают иногда
в парках с отцепкой от поездов Также совместно должна про-
веряться и статическая характеристика токоприемника.
Во время длительной стоянки э.п.с. при температуре воздуха
—35°С и ниже машинист должен через каждые 5 -10 мин про-
изводить опускания и подъемы токоприемников (при отключен-
ных силовых и вспомогательных цепях), с тем чтобы исключить
опасное ухудшение состояния шарниров.
8.	ОСОБЕННОСТИ ТОКОСЪЕМА ПРИ ПОВЫШЕННЫХ
МАССЕ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
Развитие железнодорожного транспорта характеризуется по-
стоянным ростом массы и скорости движения поездов, что обес-
печивает повышение пропускной и провозной способности дорог.
Повышению массы поездов и скорости движения на электрифи-
цированных линиях соответствует увеличение потребляемой
электроподвижным составом мощности (или тока), что в ряде
случаев требует усиления системы тягового электроснабжения.
Система тягового электроснабжения проектируется так, что-
бы уровень напряжения на токоприемнике э.н.с. в наиболее тя-
желых условиях был не ниже допустимых значений 2,2 кВ для
линий постоянного тока и 19 кВ для линий переменного тока.
В этих условиях длительный (20 мин и более) нагрев медных
мыогопроволочных, алюминиевых многопроволочных и медных
контактных проводов не превышал соответственно 100, 90 и
95° С (при наибольшей расчетной температуре окружающего
воздуха +35° С этому соответствует перегрев 65, 55 и 60° С).
Исходя из этих норм установлены допустимые длительные токи
для конкретных марок и площадей сечений проводов и для кон-
тактных сетей в целом. Например, для контактной сети, соствя-
93
щей из медного несущего троса площадью сечения 120 мм2,
двух медных контактных проводов номинальной площадью се-
чения по 100 мм2, имеющих износ 15%, и одного усиливающего
алюминиевого провода площадью сечения 185 мм2, характерной
для перегонов линий постоянного тока, длительный допустимый
ток составляет 2170 А, а для подвески с биметаллическим ста-
лемедным несущим тросом площадью сечения 70 мм2 и одним
медным контактным проводом площадью сечения 85 мм2, ха-
рактерной для боковых путей многих станции, — всего 750 А.
Часовой ток электровоза ВЛ10 при параллельном соедине-
нии двигателей равен 1960 А, а трехсекционного электровоза
ВЛ 11 —2940 А; ток перегрузки может быть примерно в 1,4 раза
больше.
Сопоставляя приведенные в качестве примеров значения до-
пустимых длительных токов контактной сети и часовых токов
мощных электровозов (а па участке между двумя параллельно
работающими тяговыми подстанциями может находиться нес-
колько поездов с такими локомотивами), можно оценить, на-
сколько сложной задачей является обеспечение нормального
электроснабжения тяжелых поездов. Сложность решения этой
задачи усугубляется еще и тем, что перегрузка проводов кон-
тактной сети тяговым током сверх допустимых значений приво-
дит к постепенному снижению прочности проводов, пагартован-
иых при волочении на заводе-изготовителе, а при температуре
примерно 200- -250°С материал их полностью теряет созданную
нагартовкой дополнительную прочность, т. е. происходит отжиг.
Потеря прочности проводов — серьезный отказ контактной сети.
Распределение общего тока контактной сети между ее про-
водами таково, что на постоянном токе ограничивающим явля-
ется нагрев контактного провода, на переменном — обычно на-
грев несущего троса. Для того чтобы выровнять распределение
токов, все провода контактной сети одного пути соединяют меж-
ду собой поперечными электрическими соединителями, расстоя-
ния между которыми зависят от того, какую долю в общей пло-
щади сечения контактной сети занимают контактные провода,
а также от потребляемого электроподвижным составом тока.
Ток электровоза на участке питания от тяговых подстанций
А и Б /э = Л\) + Лв) (рис. 75) течет только по контактным про-
водам лишь в зоне между двумя электрическими соединителя-
ми, ближайшими в данный момент к токоприемнику. В осталь-
ных зонах участка ток от каждой подстанции течет по всем
проводам контактной сети — контактному проводу, несущему
тросу и усиливающему проводу: например на участке между
электровозом и подстанцией А общий ток Дд) = /кп(Л)4-Дп!Д) +
+ 7уп(л).
К работам по усилению системы тягового электроснабжения
в связи с увеличением массы грузовых или скорости пассажир-
ских поездов относятся: сооружение новых промежуточных тя-
94
Рис. 75. Распределение
тока электровоза между проводами цепной контакт-
ной подвески:
1 — усиливающий провод;
2— несущий трос; 3— контактные провода. 4— поперечный
электрический соединитель
говых подстанций между существующими и пунктов параллель-
ного соединения контактных сетей двух путей на участках меж-
ду ранее построенными постами секционирования и подстан-
циями, подвешивание дополнительных усиливающих проводов,
установка дополнительных поперечных и продольных электри-
ческих соединителей. Усиление электроснабжения сейчас произ-
водят в основном на линиях постоянного тока, но в будущем
оно может потребоваться и для некоторых линий переменного
тока, где особенно эффективным будет подвешивание усилива-
ющего провода, который уменьшит не только активное, но и
индуктивное сопротивление контактной сети.
Усиление контактной сети может оказаться необходимым не
только на перегонах, но и на станциях линий постоянного тока,
в первую очередь тех, где обращаются многосекционные элект-
ровозы, не имеющие рабочего последовательного соединения
тяговых двигателей для трогания и разгона (ВЛ82М, ВЛ 11,
ЧС200, ЧС6). Для предотвращения перегрузки и потери проч-
ности одинарными контактными проводами в настоящее время
запрещают работу трехсекционных электровозов ВЛ 11 на боко-
вых путях станций при параллельном соединении тяговых дви-
гателей.
Съем больших токов при вождении тяжелых и высокоскоро-
стных поездов имеет свои особенности. Известно, что номиналь-
ный (длительно допустимый) ток двухнолозного токоприемника
Т-5 (старое обозначение П-5) на электровозах ВЛ10 и ВЛ11 в
режиме движения равен 2200 А при медных и металлокерами-
ческих пластинах и 2030 А при угольных вставках типа Б.
Для однополозного токоприемника 17РР2 электровозов ЧС2Г и
ЧС6 номинальный ток в этом режиме составляет примерно
1500 А при четырех рядах медных пластин. Пригодность данно-
го типа токоприемника для конкретной серии локомотива по
нагрузочной способности определяется условием, по которому
ток электровоза должен быть не более номинального тока токо-
приемника. Допускается кратковременно снимать токи до 1,4
95
номинального, хотя при этом качество токосъема ухудшается:
увеличивается искрение, связанное с плавлением и испарением
материалов в точках фактического контакта, и, отсюда, повы-
шается интенсивность изнашивания вставок (пластин) и про-
вода.
Из сравнения номинального тока токоприемника и часового
тока электровозов можно увидеть, что токоприемник Т-5 при-
годен для электровоза ВЛ 10 без ограничений, а для ВЛ 11
только в том случае, если токосъем нормально осуществляется
двумя запараллеленными токоприемниками (третий, опущен-
ный, является резервным). Двумя запараллеленными токопри-
емниками нормально снимают ток электровозы ЧС200 и ЧС6,
тремя запараллеленными — электропоезд ЭР200. При этом
обеспечивается высокое качество токосъема и открывается воз-
можность применения угольных вставок.
Работа на двух токоприемниках эффективна и для других
серий электровозов постоянного тока при съеме токов свыше
2000 А. Она разрешена МПС, причем перегоны, на которых це-
лесообразна такая работа, определяются на дорогах совмест-
ным решением служб электрификации и локомотивной.
В том случае, когда на трехсекционном электровозе ВЛ 11
повреждены два токоприемника, дальнейшее следование с поез-
дом может осуществляться на одном резервном токоприемнике
при последовательно-параллельном соединении двигателей, что
необходимо для предупреждения отказов из-за перегрузки как
самого токоприемника, так и контактной сети, возможных при
работе на параллельном соединении.
Для электровозов переменного тока каких-либо ограничений
по токосъему, связанных с повышением массы поезда, не име-
ется.
При стоянках и трогании на грузовых электровозах постоян-
ного тока должны быть подняты два токоприемника, а на
ЧС200, ЧС6 и трехсекционном ВЛ 11 — три. После набора ско-
рости 10—15 км/ч первый по ходу токоприемник опускают без
изменения режима ведения поезда. Это мероприятие позволяет
предупреждать пережоги контактного провода не только током
нагрузки, но и током к.з. на электровозе, если пробои изоляции
происходят при плохом качестве контакта между токоприемни-
ком и контактным проводом, например при избытке на полозе
сухой графитовой смазки.
Поскольку время пережога провода электрической дугой об-
ратно пропорционально току, для снижения вероятности пере-
жога машинистам электровозов ВЛ11 и ВЛ82'1 предписывается
трогание поездов с боковых путей производить, как правило,
на «маневровом» последовательном соединении тяговых двига-
телей, при котором снимаемый ток в момент перехода в режим
движения составляет примерно 400—450 А.
86
Как можно видеть, увеличение массы поездов повышает тре-
бования к контактной сети только в отношении электрических
и термических характеристик. В отличие от этого рост скорости
движения повышает требования к сети также и в отношении
механических характеристик. Последнее объясняется тем об-
стоятельством, что две из трех составляющих контактного на-
жатия— инерционная и аэродинамическая силы — пропорцио-
нальны квадрату скорости движения э.п.с.
При высоких скоростях движения существенно увеличива-
ется среднее значение контактного нажатия и становятся более
резкими его изменения. В отдельные моменты при определенной
скорости отрицательные значения инерционной силы превышают
сумму статической и аэродинамической сил, и контактное на-
жатие становится равным нулю, т. е. появляются отрывы поло-
за от контактного провода.
Для того чтобы стабилизировать контактное нажатие и ис-
ключить нарушения контакта при высоких скоростях движения,
необходимо улучшить статические и динамические характерис-
тики или контактной подвески, или токоприемников, пли обоих
взаимодействующих устройств. Последнее необходимо лишь
для очень высоких скоростей. Наиболее эффективным средст-
вом улучшения контактной подвески является выравнивание ее
эластичности в пролете. Это может быть достигнуто прежде
всего удлинением рессорного провода. Для скоростей движения
более 160 км/ч и до 200 км/ч длина рессорного провода ком-
пенсированной подвески постоянного тока должна быть не ме-
нее 14 м, но желательно ее увеличение до 18 м. В таких рессор-
ных подвесках коэффициент непостоянства эластичности равен
1,3—1,4.
Улучшению токосъема при рессорной компенсированной под-
веске способствует регулировка контактного провода с опреде-
ленной положительной стрелой провеса (см. ц. 5).
Наилучшее качество токосъема при высоких скоростях дви-
жения обеспечивает рычажная равноэластичная контактная
подвеска, находящаяся в эксплуатации на ряде участков пос-
тоянного и переменного тока.
Рост скоростей движения налагает повышенные требования
к содержанию фиксаторов и воздушных стрелок, что объясня-
ется увеличением отжатия контактных проводов проходящими
токоприемниками. Проведенные во ВПИИЖТе испытания на
линии Москва—Ленинград показали, что отжатие контактного
провода в опорных точках особенно сильно возрастает при ско-
ростях свыше 180—190 км/ч, а при 200 км/ч оно достигает
120 мм для электропоезда ЭР200 и 174 мм для электровоза
ЧС200, работающего на двух токоприемниках (рис. 76); при
скорости встречного ветра 25 м/с максимальное отжатие про-
вода токоприемниками электровоза ЧС200 увеличивается до
315 мм.
7—1527
97
Воздушные стрелки при высоких скоростях движения пред-
ставляют собой особенно «узкое» место. Основное требование
к воздушной стрелке на высокоскоростной лилии — обеспечить
равенство подъема контактных проводов соединяющихся путей
в месте подхвата полозом при подходе к нему токоприемника
по главному пути. Это обеспечивается, как было сказано, пра-
вильным расположением точки пересечения контактных прово-
дов относительно осей обоих путей и установкой перекрестных
струп.
С учетом возможных поперечных колебаний электроподвиж-
ного состава зоной подхвата воздушной стрелки можно считать
такую зону, в которой контактный провод примыкающего пути
удален от оси данного пути на расстояние 550—1200 мм (см.
рис 37). Это значит, что перекрестные струны следует ставить
там, где контактный провод примыкающего пути удален от осп
данного пути на 500—550 мм, а вертикальные струны — где это
расстояние равно 500—550 и 1200—1250 мм.
Наклон перекрестных струн при малой конструктивной вы-
соте контактной подвески может оказаться значительным. Для
уменьшения этого наклона целесообразно несущие тросы пере-
секающихся подвесок в точках подвеса располагать так, чтобы
эти тросы в месте установки струн располагались как можно
ближе один к другому. Однако и при этом для предотвращения
вывертывания контактных проводов целесообразно перекрест-
ные струны соединять со струповыми зажимами не непосредст-
венно, а с помощью Г-образпых планок, вставляемых в зажимы
(рис. 77).
Рис 76 Зависимость отжатий Ah
контактного провода от ciорости v
движения эпс
1 — в рычажноТ подвеске 2 —в рессорной
подвеске Скчошные линии — при > .ск^ро
возе ЧС200, штриховые — при электропоез-
де ЭР200
Рис 77. Узел соединения перекрест-
ной стрхны с контактным проводом:
/ — струна. 2 —рычаг 3--струновой за-
жим 4 — ком.актный провод
98
С целью улучшения условий токосъема при проходе высоко-
скоростного поезда по главному пути контактный «провод боко-
вого пути в точке его подхвата располагают выше провода глав-
ного пути на 30—40 мм (такая регулировка не опасна „ля про-
хода токоприемника по стрелке с бокового пути, поскольку ско-
рость движения по такому маршруту не превышает 100 км/ч).
При этом принимают меры, чтобы заданная разница в высотах
подвешивания контактных проводов полукомпенсированных под-
весок соединяющихся путей в месте подхвата оставалась посто-
янной при разных температурах окружающего воздуха. Изме-
нение этой разницы может вызываться, во-первых, разным из-
менением стрзл провеса несущих тросов, если последние выпол-
нены из разного материала, и, во-вторых, разным изменением
наклона струн, особенно значительным в тех случаях, когда
конструктивная высота контактных подвесок невелика. Для
уменьшения диапазона разницы высот проводов при разных
материалах несущих тросов полукомпенсированных подвесок
на расстоянии 2—3 м от места естественного пересечения в
сторону зоны подхвата их соединяют между собой соедини-
тельными зажимами. Для уменьшения этого диапазона из-за
разного наклона струн при малой конструктивной высоте пере-
секающихся подвесок перекрестные и вертикальные струны вы-
полняют скользящими.
Неправильная регулировка проводов на воздушной стрелке
или расположение зажимов в зоне подхвата приводят обычно к
появлению вырывов металла на контактных пластинах, уста-
новленных на рогах полозов токоприемников. Поэтому в случае
обнаружения при осмотре полоза вырыва на пластине рога или
иного следа удара следует сообщить об этом работникам энер-
гоучастка, указав при этом, откуда пришел локомотив и на ка-
ком роге полоза (правом или левом по ходу), произошел удар.
Следует отметить, что применяемые на ряде дорог для вы-
равнивания подъема контактных проводов различные жесткие
конструкции (вида ножниц и др.), не подходят для условий вы-
сокоскоростного движения, так как создают для токоприемника
жесткие точки.
Для улучшения качества токосъема на участках с изменя-
ющейся высотой подвешивания контактного провода, например
в зоне низких искусственных сооружений, основной уклон кон-
тактного провода принимают не больше 0,002 (т. е. 2 мм на 1 м
длины провода). При этом с обеих сторон участка с основным
уклоном предусматривают переходные участки длиной не менее
двух пролетов с уменьшенным в 2 раза уклоном.
При высоких скоростях движения важно иметь малые укло-
ны контактных проводов не только на подходах к низким ис-
кусственным сооружениям, но и в переходных пролетах неизо-
лирующих и изолирующих сопряжений анкерных участков. В
последнем случае добиться этого наиболее сложно, поскольку
7*	99
Рис. 78. Стеклопластиковые изоли-
рующие элементы в нерабочем кон-
тактном проводе на изолирующем
сопряжении:
1 — соединительная планка; 2 — изолирую-
щий элемент
нальным путем, чем модернизация
в нерабочие контактные
провода у переходных
опор должны быть вреза-
ны изоляторы (см. рис.
40). Наименьшие уклоны
обеспечиваются здесь
включением в контактные
провода стеклопласти-
ковых изолирующих эле-
ментов (рис. 78), которые
имеют несравненно мень-
ший вертикальный раз-
мер (20 мм), чем распо-
ложенные горизонтально
фарфоровые изоляторы
(диаметр 120—270 мм).
На действующих элек-
трифицированных линиях
для обеспечения удовлет-
ворительного токосъема
при повышении скоростей
движения более рацио-
протяженной контактной
подвески, является модернизация токоприемников э.п.с. или за-
мена их новыми, более совершенными. Объясняется это тем, что
работы по модернизации контактной сети всегда связаны со
значительными трудозатратами и во многих случаях требуют
«окон.», т. е. снижают пропускную способность участка.
Наиболее эффективным в отношении улучшения токосъема
является уменьшение приведенной массы токоприемника. В Со-
ветском Союзе для существенного снижения этой массы впер-
вые в мире применено разделение токоприемника на две под-
вижные системы. В этом токоприемнике применено также авто-
регулировапие — верхняя подвижная система управляет ниж-
ней; поэтому он называется авторегулируемым.
Верхняя подвижная система авторегулируемого токоприем-
ника (рис. 79), рамы которой выполнены в виде пятизвенников,
изменяет свое положение при любых изменениях высоты под-
вешивания контактного провода. Нижняя же подвижная систе-
ма, рамы которой выполнены в виде параллелограммов, сохра-
няет свое положение при малых изменениях высоты контактно-
го провода в пролетах, а изменяет его только нои значительных
изменениях высоты провода, например при подходах к низким
искусственным сооружениям.
Такой режим работы токоприемника обеспечивается опре-
деленны.'' выполнением его кинематической схемы (рис. 80).
С тем чтобы подвижные рамы 6 верхней системы управляли
подви/кнымн рамами 8 нижней системы, в воздухопровод к
100
Рис. 79. Лвторегулир\смый токоприемник Сп-бМ
7 — полоз 2 —подвижная рама верхней системы. 3 — главный ват верхней системы;
4 — подвижная рама (рычаг) нижнем системы
пневмоцилиндру 1 нижней системы включен золотник 3. Шток
этого золотника изменяет свое положение при повороте главно-
го вала 5 верхней системы, с которым он связан тягами 4.
Подача порции сжатого воздуха в цилиндр 1 приводит к по-
вороту главного вала 10 нижней системы и ее подъему на не-
которую высоту, а выпуск части воздуха из цилиндра — к неко-
торому опусканию.
Пневмоцилиндр 2 соединен тягами 9 через кулису с главным
валом 5 верхней системы. При подаче в него сжатого воздуха
Рис. 80. Кинематическая схема автерегулируемого такоприемника
101
Рнс. 81. Схема устройства аварий-
ного опускания авторегулируемого
токоприемника
токоприемник вводится в работу, при выпуске — выводится из
работы, т. е. полностью опускается. Статическое нажатие соз-
дается пружиной 7.
При малых изменениях высоты контактного провода незна-
чительные перемещения поршня золотника 3 не вызывают по-
дачу порции сжатого воздуха в цилиндр 1 или выпуск части
воздуха из этого цилиндра. При больших изменениях высоты
провода перемещение штока золотника становится значитель-
ным и поэтому происходит изменение количества воздуха в ци-
линдре /; это приводит к изменению положения нижней систе-
мы, т. е. к некоторому опусканию или подъему ее.
Токоприемник автоматически опускается при ударе его о
какой-либо неисправный элемент контактной сети, что обеспе-
чивается срезом предохранительных штифтов ГН и П2. Устрой-
ство аварийного опускания работает следующим образом (рис.
81). При движении э.п.с. в направлении /1 в случае удара по-
лоза 10 о препятствие на контактном проводе штифт 14, соеди-
няющий обе части тяги антипараллелограмма 15, разрушается
и подвижные рамы И и 13 верхней системы занимают положе-
ние, показанное на рисунке штриховыми линиями. При этом
рычаг 9 повертывается вместе с главным валом 17 против ча-
совой стрелки и посредством тяг 7, 5 и 4 переводит поршень
3 золотника в левое положение. В результате этого сжатый
воздух из пневматического цилиндра 19 через воздухопровод 1
и патрубок 2 выходит в атмосферу и нижняя подвижная систе-
ма под действием опускающей пружины 18 и массы подвижных
частей складывается. В рас-
смотренном случае гибкая
(или телескопическая) связь
16 не препятствует повороту
двуплечего рычага 6 против
часовой стрелки.
При движении э.п.с. в на-
правлении В после удара о
препятствие на контактном
проводе и разрушения штифта
14 подвижные рамы верхней
системы занимают положение,
показанное штрихпунктирны-
ми линиями. Гибкая связь,
перемещаясь вправо вследст-
вие поворота рычага 12 по ча-
совой стрелке, повертывает в
свою очередь двуплечий рычаг
6 против часовой стрелки, раз-
рушая штифт 8 малой площа-
ди сечения. В результате, как
и в первом случае, поршень 3
102
золотника смещается влево, и нижняя подвижная система скла-
дывается.
С целью исключения резонансных колебаний нижней под-
вижной системы при определенном характере вертикальных ко-
лебаний кузова э.п.с. в нижней подвижной системе поставлены
гидравлические демпферы.
Авторегулируемые токоприемники типов ТС-1М и Сп-бМ
(TSP-6M) эксплуатируются на высокоскоростных электровозах
ЧС200 и электропоезде ЭР200. Приведенная масса их в 2 раза
меньше массы токоприемника 10РР2, применяемого на электро-
возах ЧС2 и ЧС2Т.
Учитывая значительные отжатия проводов токоприемниками
э.п.с. при большой скорости, на линиях постоянного юка с вы-
сокоскоростным движением производят динамическую проверку
контактной сечи, т. е. ее объезды вагонами-лабораториями, на
которых поднято по два токоприемника с увеличенным до 20—
23 кгс статическим нажатием. При таком объезде, когда вагон-
лаборатория следует с отдельным электровозом (а не в составе
поезда), на котором поднят задний по ходу токоприемник, име-
ющий нормальное статическое нажатие, воздействие на кон-
тактную подвеску грех токоприемников с указанным нажатием,
движущихся со скоростью 80—100 км/ч, равноценно воздейст-
вию двух точлшриемников электровоза ЧС200 при скорости
200 км,ч.
9.	ОТКАЗЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ЕЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ.
ПРОПУСК ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА
ПРИ ВРЕМЕННОМ ВОССТАНОВЛЕНИИ СЕТИ
Повреждения контактной сети самым серьезным
образом сказываются на движении поездов: общесетевой ана-
лиз показал, что около 70% отказов приводят к задержкам по-
ездов. Перерывы в движении при этом в основном превышают
1 ч и в отдельных случаях достигают 3 ч. Наибольшие задерж-
ки объясняются или неумелой организацией восстановительных
работ, в частности неиспользованием методов временного вос-
становления, или трудностью подъезда к месту повреждения
при занятости путей остановившимся подвижным составом.
Наиболее распространенными видами нарушения нормаль-
ной работы контактной сети являются: пережоги и обрывы кон-
тактных 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, при-
чем вне .мест секционирования в 4—5 раз больше, чем в местах
секционирования. Основные причины пережогов вне мест сек-
103
ционирования— короткие замыкания на э.п.с., опускание токо-
приемников под нагрузкой, трогание мощных электровозов по-
стоянного тока при гололеде на контактных проводах. Пережо-
ги 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 сниже-
ния числа пережогов контактных проводов и интенсивности их
изнашивания, должен соблюдаться определенный, регламенти-
рованный Министерством путей сообщения порядок работы
электроподвижного состава на одном или нескольких токопри-
емниках.
В нормальных эксплуатационных условиях на линиях пос-
тоянною тока грузовые электровозы ВЛ224, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ 10,
ВЛ10у, ВЛ82, ВЛ82М, двухсекционный ВЛ11 и пассажирские
ЧС2, ЧС2Т, ЧСЗ должны во время движения работать на одном,
заднем по ходу, токоприемнике.
При стоянке на станциях, остановочных пунктах и останов-
ках в пути следования на этих электровозах должен быть под-
нят второй токоприемник; этот токоприемник опускают после
трогания при достижении скорости 10—15 км/ч. Второй токо-
приемник на линиях постоянного тока необходимо поднимать
также на затяжных подъемах, где наблюдается повышенный
электрический износ контактных проводов.
Трогание электровозов В Л 82, ВЛ82М и двухсекционного
ВЛ 11 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 следо-
вание до ближайшего депо или пункта технического обслужи-
вания). В этом случае на электровозах, обеспечивающих -элек-
трическое отопление пассажирских вагонов, при стоянке свыше
10 мин необходимо периодически с интервалом 10 мин отклю-
чать контактор отопления.
Трехсекционные электровозы ВЛ И должны следовать с по-
ездами и в одиночном порядке на двух токоприемниках. Трога-
ние осуществляется на последовательном соединении всех дви-
гателей (маневровый режим) на двух токоприемниках с пере-
ходом на последовательно-параллельное соединение и разрывом
силовой цепи после выхода на главные пути с двумя контакт-
ными проводами.
104
В случае неисправности двух токоприемников допускается
трогание на одном токоприемнике только на маневровом режи-
ме и следование до ближайшего пункта ремонта без примене-
ния 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 включен-
ных под нагрузку двигателях одной секции.
На линиях переменного тока все электровозы, в том числе
ВЛ80с в составе трех секций, во всех режимах должны рабо-
тать при одном (втором по ходу движения) токоприемнике.
При двух и более электровозах в голове поезда или при
следовании сплоток электровозов как переменного, так и пос-
тоянного тока, кроме электровозов ЧС6, ЧС200 и трехсекцион-
ных ВЛ 11, работа должна осуществляться при одном (втором)
токоприемнике на каждом электровозе, но суммарное их число
не должно превышать трех. При стоянке двух электровозов по-
стоянного тока в голове поезда на первом поднимают дополни-
тельно второй токоприемник, который опускают посте трогания
при достижении скорости 10—15 км/ч.
Трогание электровозов ВЛ 11 по системе многих единиц в
составе четырех секций должно производиться при последова-
тельном соединении тяговых двигателей (в маневровом режи-
ме).
На электрифицированных линиях переменного тока, распо-
ложенных в степных и лесостепных зонах, где на ригелях жест-
ких поперечин в весенние периоды начинается массовое гнездо-
вание птиц, были часты пережоги несущего троса в точках под-
веса под ригелями. Причина этого — перекрытия подвесных изо-
ляторов 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 соприкоснове-
ния птицы с проводом, находящимся под напряжением.
Такая защита от птиц называется электрорепеллентной. Ос-
новными 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 элект-
рического влияния контактных подвесок на антенну она, а вме-
сте с ней и репеллентные провода оказываются под высоким
наведенным напряжением. Приступая к постройке гнезда, пти-
ца, пытаясь отодвинуть мешающий ей репеллентный провод,
захватывает его клювом. Поскольку она находится на зазем-
105
Рис. 82. Расположение элементов электрорепеллентной защиты контактной
сети на жесткой поперечине:
/ — репеллентный провод, 2— электрический соединитель, 3— антенна, 7 —знаки ука-
затели; о— заземлитель
ленном ригеле, то в этот момент через нес пройдет нс 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 ко-
ротких замыканий из-за набросов на них заземленных прово-
дов и негабаритности подвижного состава (например, при от-
рыве 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 про-
исходят вследствие потери проводом прочности при длительном
протекании тока в неудовлетворительно установленных на них
питающих зажимах или в местах соприкосновения двух прово-
дов.
Одной из причин обрыва биметаллического несущего троса
является сильная коррозия стальных частей проволок из-за по-
вреждения медной оболочки при монтаже.
Разрушения сочлененных фиксаторов происходят при рас-
крытии их под действием сильного ветра. Обрывы струн наи-
более часты в полукомпенспровапных контактных подвесках
при крайне низких температурах окружающего воздуха; в ре-
зультате большого смещения контактного провода относительно
несущего троса и уменьшения стрел провеса несущего троса
средние струны в пролетах становятся особенно сильно нагру-
женными.
106
На отдельных участках, где нагрузка э.п.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 плохо-
го контакта между звеньями струн происходит их отжиг и об-
рыв.
Перекрытия изоляторов происходят обычно во время дождя
или тумана при их загрязнении, пробои — при недостаточном
качестве изготовления и при работе тарельчатых изоляторов
на изгиб или при ударах, при которых появляются внутренние
трещины между пестиками и шапками. Механические разруше-
ния имеют место при работе стержневых изоляторов на изгиб
(например, ири 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 снегоубо-
рочных машин. Имеют место случаи падения железобетонных и
металлических опор при сильной коррозии стальной арматуры
опор или анкерных болтов фундаментов.
Анализ отказов контактной сети па разных участках пока-
зал, что наибольшая интенсивность их наблюдается в первое
время после перевода участка на электротягу, что объясняется
отдельными нарушениями технологии монтажа, установкой де-
фектного оборудования и арматуры. Число отказов, называемых
внезапными, постепенно уменьшается и через 2—3 месяца после
ввода участка стабилизируется. Новое увеличение интенсивно-
сти отказов наступает лишь по истечении срока нормальной ра-
боты оборудования, который зависит от условий эксплуатации
электрифицированного участка (интенсивности и скорости дви-
жения поездов, мощности э.п.с., метеорологических условий и
др.), а также от качества оборудования. Отказы в период «ста-
рения» оборудования называются постепенными. Предупрежде-
нию постепенных отказов способствует высокое качество техни-
ческого обслуживания и текущего ремонта контактной сети, в
том числе всесторонняя дефектировка оборудования.
Основная задача восстановления контактной с е-
т и при ее отказе заключается в быстрейшем возобновлении
движения поездов. Поэтому наряду с постоянным восстановле-
нием, при котором все элементы сети сразу приводятся в нор-
мальное эксплуатационное состояние, широко практикуется вре-
менное восстановление. При временном восстановлении в пол-
ной мере обеспечивают габарит приближения строений, воз-
можность подачи напряжения в контактную сеть и пропуск
э.п.с. с ограниченной скоростью движения или при опущенных
токоприемниках (на выбеге). Методы временного восстановле-
ния'разнообразны в деталях, по основы их общеприняты.
107
Рис. 83. Схема временного восстановления пенной подвески при обрыве двух
контактных проводов:
/ — отрезок нового провода; 2— временный шунт, 3 — полиспаст, соединяющий концы
оборванного провода и отрезка нового прозода
Пр» обрыве двух контактных проводов на протяжении не-
скольких 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 разру-
шении несущего троса в нескольких пролетах, наоборот, при-
соединяют 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 пов-
режден секционный разъединитель, который должен быть вклю-
чен, то между подвесками ставят временный электрический сое-
динитель 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 специ-
альные стальные плиты, закрепляемые забиванием в грунт про-
пущенных 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, располо-
женных в створе с ними на другом пути. На станции вместо
Рнс. 84. Схема временного восстановления контактной сети при обрыве не-
сущего троса-
/ — полиспаст, соединяющий конец оборванного несущего троса м контактный провод;
2 — шунт
108
поврежденной опоры гибкой по-
перечины доя закрепления попе-
речных тросов можно использо-
вать стрелу железнодорожного
крана, поднятую на максимально
возможную высоту.
При поломке фиксаторов на
прямых участках пути в безвет-
ренную погоду временно можно
не устанавливать новые фиксато-
ры, организовав пропуск э.п.с. с
пониженной скоростью. Если при
Рис. 85. Временные сигнальные зна-
ки:
этом нет уверенности в сохране-
нии безветрия, то на месте вре-
менного восстановления оставля-
ют монтеров, которые при появ-
лении ветра установят временные
а — «Подготовиться к опусканию юко-
приемника», б — «Опустить гоконрием-
ник», в — «Поднять токоприемник^
сигнальные знаки, требующие опускания токоприемников
(рис. 85). Сигнальные знаки устанавливают на определенном
расстоянии от границ участка, на котором разрешается просле-
дование э.п.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 движе-
нием поездов сигнальные знаки устанавливают отдельно для
каждого направления движения.
В данном случае, как и в случае внезапного обнаружения
повреждения контактной сети, монтер вместо установки вре-
менных знаков может, отойдя от места препятствия на 500 м в
сторону ожидаемого поезда, подавать машинисту ручной сиг-
нал «Опустить токоприемник» (днем — повторным горизонталь-
ным движением правой руки перед собой при поднятой верти-
кально левой руке, ночью—повторным вертикальным и гори-
зонтальным движениями фонаря с прозрачно-белым огнем).
Как можно видеть, пропуск э.п.с. с опущенными токоприем-
никами 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 местонахож-
дении участка, который следует пройти на выбеге.
С тем чтобы кинетической энергии поезда хватило для про-
хода поездом всего поврежденного участка, машинист, как пра-
вило, обеспечивает в месте опускания токоприемника наиболь-
шую скорость движения локомотива. К сожалению, однако, та-
кой режим ведения поезда не всегда допустим. Объясняется это
109
тем обстоятельством, что из-за несовершенства ряда токоприем-
ников, разработанных до введения действующего ныне стандар-
та на токоприемники, опускание их происходит не при всех
скоростях движения, особенно в условиях сильного встречного
ветра
Надежное опускание токоприемников обеспечивается лишь
в тех случаях, кш та встречный воздушный поток создает аэро-
динамическую подъемную силу не больше значения опускаю-
щей силы токоприемника. Как известно, аэродинамическая
подъс- чая си :з токоприемника пропорциональна квадрату ско-
рости обтекающего его воздушного потока; при встречном ветре
скорость потока равна сумме скоростей ветра и движущегося
локомотива. Исходя из этих предпосылок, а также зная экспе-
риментальные зависимости аэродинамической подъемной силы
от скорости встречного воздушного потока для разных токо-
приемников и расчетные скорости ветра для различных районов
страны, можно определить скорости движения э.п.с., при кото-
рых гарантируется опускание токоприемников в различных ме-
теорологических условиях.
У токоприемников типов ДЖ-5, П.-1, П-3, Т-5, 10РР2
(17РР2), П-7, Л-13У, 2SLS-1 (3SLS-1) опускающая сила в диа-
пазоне 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 электрифициро-
ванные железные дороги центра европейской части СССР,
Среднего Урала и Западной Сибири находятся в 1—II районах,
где наибольшая расчетная скорость ветра нР (повторяемостью
1 раз в 10 лег) составляет 25 м/с; электрифицированные дороги
Украины, нижней Волги, Казахстана, Средней Азии, Восточной
Сибири- в III районе, где vp=29 м/с, а дороги Северного Кав-
каза и расположенные на береговых полосах морей и океа-
нов— в IV—V районах, где ср = 39 .м/с.
Рассчитанные для разных исходных данных наибольшие ско-
рости движения э.п.с., при которых обеспечивается полное опус-
кание рабочего (для электровоза — заднего по ходу) токопри-
емника, сведены в табл. 3. Знаки « + » в этой таблице означают,
что надежное опускание токоприемника при указанной скорос-
ти ветра обеспечивается при всех скоростях движения, включая
конструкционную скорость э.п.с. Наибольшие скорости движе-
ния при следовании электровозов-на резервных (первых по хо-
ду) токоприемниках во время опускания их в 2 раза ниже при-
веденных в таблице.
Следует отметить, что при скорости движения больше, чем
указано, опускание токоприемника может ограничиться удале-
нием полоза ог контактною провода всего на 100--200 мм (по-
следнее объясняется наклоном характеристики опускающей си-
лы), а это не всегда бывает достаточным. Поэтому нажатие ма-
110
Таблица 3
Серия электропод- вижного сосча а	Тип токо- приемника	Материал кои' з тементпз ,	•< к: т/л > 1О О1	Наибольшая скорость дви- жения Э п с, КМ/Ч, при которои обеспечивается пол- ное опускание рабочего	
				токоприемник встречного	а при скорости ветра, м/с
				10 1 20 1	30	|_ 4’
	Постоянный ток					
ВЛ22, ВЛ22”	ДЖ-5,	Медь	Д-	5-5	25	0
	ДЖ-5К	Уголь	60	25	0	0
ВЛ8, ВЛ23	П-3, П-ЗА	Медь, металлоке-	+	95	60	20
		рамика Уголь	1-	75	•10	0
ВЛ 10, ВЛ10у,	Т-5	Медь, металлоке-	4	90	35	15
ВЛ 11		рамика				
ЧС2, ЧС2Т, ЧС6,	10РР2,	То же -	100	70	30	0
ЧС7	17РР2	Уголь	90	55	20	0
ЧС2О0	Сп-бМ	Медь		-1-		Л-
ЭР1, ЭР2	Н-1Б	Уголь		95	СО	30
ЭР1, ЭР2, ЭР22,	П-7Б	»	+	110	70	35
ЭР22М	Л-13У	»	+	•-	+	...
ЭР200	Си-6М	Медь	+	+	+	+
Переменный ток
ВЛ60к, ВЛ60"в	1I-1B	Уголь	-Г	90	55	20
ВЛ80”, ВЛ80р, ВЛ80т	II-7A	»	-Г		63	30
ЧС4, ЧС4Т	2S1.S-1, 3SLS-1	»	Т		г	_и
ВЛ80", ВЛ80р, ВЛ8Ш, ВЛ80с, ЭР911, ЭР9М	Л-13У	»	+	-г	+	—
шинистом кнопки опускания токоприемника раньше снижения
скорости до указанной в табл. 3 можно считать целесообраз-
ным и допустимым лишь в том случае, когда препятствие дви-
жению 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 обеспе-
чить пропуск электроподвижного состава с опушенными токо-
приемниками оказывается невозможным. Приведенная таблица
показывает также, что новые токоприемники, разработанные в
111
соответствии с требованиями действующего стандарта (такие,
как Л-1 ЗУ), не требуют никаких ограничений скорости движе-
ния э.п.с. для их надежного опускания.
Опускание токоприемников во время движения практикуется
не только в целях прохода участков с временно восстановлен-
ной контактной сетью, но и для прохода на выбеге участков,
на которых ведутся плановые работы па контактной сети со
снятием напряжения, но без прекращения движения э.п.с. Здесь
надежное опускание особенно необходимо, так как соединение
полозом неопущенного токоприемника в момент прохода огра-
ничивающего этот участок изолирующего сопряжения контакт-
ных 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 локо-
мотива к сигнальному знаку «Опустить токоприемник» должен
убедиться в том, что токоприемник действительно опускается.
В противном случае он должен быстро снизить скорость локо-
мотива на 10—20 км/ч, чем существенно уменьшить аэродина-
мическую подъемную силу токоприемника и тем самым обеспе-
чить 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 не должна превы-
шать 70 км/ч при одиночной тяге (при нескольких рабочих то-
коприемниках па электровозе подъем производится поочередно
по одному), 40 км/ч при двойной тяге или по системе многих
единиц (подъем по одному на каждом электровозе одновремен-
но или всех сразу на электропоезде) и 30 км/ч при сильном
ветре и автоколебаниях.
Подъем токоприемников при движении э.п.с. по допускается
в искусственных сооружениях, на сопряжениях анкерных участ-
ков. под секционными изоляторами и на воздушных стрелках,
а также на расстоянии менее 70 м от указанных устройств. Это
исключает опасные поджатия контактных проводов к заземлен-
ным элементам и изоляторам, а также повреждения токоприем-
ников и подвески в зонах с большим изменением высоты кон-
тактного провода.
10.	АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ
ИЗ-ЗА НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОКОПРИЕМНИКОВ
И МЕРЫ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Отказы контактной сети по сравнению с отказами других
устройств тягового электроснабжения, как уже говорилось, вы-
зывают наибольшие задержки в движении поездов. Опыт экс-
112
плуатации показывает, что число таких отказов зависит не
только от качества работы персонала, обслуживающего кон-
тактную сеть, но и от работников, производящих осмотр и ре-
монт токоприемников: там, где работа последних на низком
уровне, число повреждений контактной сети увеличено.
Машинист локомотива, особенно электропоезда, может ак-
тивно участвовать в предупреждении аварийных ситуаций, от-
носясь ответственно к осмотру токоприемников на пунктах тех-
нического обслуживания локомотивов и требуя это от других.
Основными отказами контактной сети из-за неудовлетвори-
тельного состояния токоприемников являются: пережоги кон-
тактных проводов, повреждения воздушных стрелок и фиксато-
ров, разрушения фиксаторных изоляторов и изоляторов, вклю-
ченных в контактный провод на изолирующих сопряжениях ан-
керных участков.
Анализ пережогов на электрифицированных линиях постоян-
ного и переменного токов, происшедших в негололедных усло-
виях из-за неудовлетворительного состояния э.п.с., показал, что
причиной подавляющего большинства их явились короткие за-
мыкания в электрических цепях локомотивов. На втором месте
по числу отказов находятся пережоги при опускании токопри-
емников под током и контактные пережоги при исправных элек-
трических цепях э.п.с., но при ухудшенном состоянии контакта
и при утяжеленных условиях трогания.
Опускание (так же как и подъем) токоприемников во избе-
жание пережогов контактных проводов нужно производить
только при отключенных силовых и вспомогательных цепях, а
ц.а электровозах — и при разомкнутых контакторах электро-
отопления вагонов.
Пережогам во время опускания токоприемников под нагруз-
кой способствует чрезвычайно малая скорость опускания полоза
при отрыве его от контактного провода. Основная причина это-
го— неудовлетворительная смазка в пневматическом цилиндре
токоприемника и шарнирах подвижной системы. Здесь нужно
отметить, что в эксплуатационных условиях не всегда удается
уменьшить трение в подвижных соединениях добавлением смаз-
ки, что объясняется наличием в этих элементах большого коли-
чества старой смазки, потерявшей свои качества. Поэтому в та-
ких случаях необходимы полное удаление старой смазки и про-
мывка смазываемых поверхностей. Особенно мала эффектив-
ность наружного нанесения смазки в шарниры, оборудованные
шариковыми подшипниками.
Следует также отметить, что чрезмерное медленное опуска-
ние токоприемника па ходу может привести к заезду э.п.с. с
поднятым токоприемником на участок, огражденный сигналь-
ным знаком «Опустить токоприемник», т. е. к повторному по-
вреждению временно восстановленной контактной сети.
8-1527	113
Пережоги проводов по указанной причине исключают при-
менение на э.п.с. специальных схем, нс позволяющих опускать
токоприемники под нагрузкой.
Под ухудшением качества контакта, приводящем к пережо-
гам контактного провода, понимают прежде всего снижение
статического нажатия. Активное статическое нажатие токопри-
емников, изготовленных по ГОСТ 12058—72*, в диапазоне ра-
бочей высоты (400 -1900 мм над уровнем опущенного полоза)
не должно быть меньше 6 кгс для токоприемников легкого типа
и 9 кгс — тяжелого.
Завышение нажатия также опасно. В результате увеличен-
ного отжатия контактных проводов токоприемниками, имеющи-
ми повышенное статическое нажатое, происходят удары поло-
зов по фиксаторам и включенным в контактные провода на изо-
лирующих сопряжениях тарелкам фарфоровых изоляторов, а
также повреждения воздушных стрелок. Согласно стандарту
пассивное статическое нажатие в диапазоне рабочей высоты не
должно быть больше 10 кгс для легких токоприемников и
13 кгс — для тяжелых.
Правильное регулирование токоприемника с целью получе-
ния большего постоянства нажатия во всем диапазоне рабочей
высоты требует хорошего знания назначения и возможностей
различных регулировочных элементов токоприемника. Регули-
рование нажатия осуществляется, во-первых, изменением натя-
жения II подьемных пружин 4 (рис. 86). Это достшается из-
менением размера а, т. е. навертыванием пружин (вместе с
пружинодержателями) на штанги 3 или свертыванием с них.
Во-вторых, во многих токоприемниках возможно изменение
на главном валу угла у между осями стержня нижней рамы 1
и рычага 2, к которому присоединена штанга 3 подъемной пру-
жины. Это достигается, например, изменением степени вверты-
вания в бобышку 2 регулировочного винта 4 (рис. 87,а), конец
которого упирается в головку болта на главном валу.
В-третьих, в некоторых токоприемниках обеспечена возмож-
ность изменения размера b рычага (см. рис. 86), т. е. расстоя-
Рис. 86. Схема соединения подъемной пружины токоприемника с главными
валами:
1 — стержень нижней подвижной рамы 2 — рычаг, 3 — штата, 4—пружина, 5 — пру-
ж'инодержаюль, 6 — главный вал
114
Рис. 87 Рычаги для соединения подъемных прхжип с главными валами для
токоприемников II-7 (а) и П-ЗЛ (б):
/ — рычаг, 2 — бобышка 3 — контргайка, 4 — регулировочный винт, .5 — стопорный винт,
6 — эксцентрик, 7 — шольчатый подшипник
ния между осями главного вала 6 и валика, посредством кото-
рого штанга 3 соединена с рычагом. В токоприемнике типа
П-ЗЛ рычаг выполнен таким образом, -что поворот эксцентрика
6 (рис. 87,6) в теле рычага 1 приводит к изменению одновре-
менно угла у и размера Ъ (см. рис. 86). Во всех токоприемни-
ках можно, наконец, увеличить рабочую жесткость подъемных
пружин, навертывая их па пружинодержатели 5, т. е. изменяя
выход свободного конца пружины с из пружинодержателя.
Увеличение размера b рычагов приводит к общему увели-
чению статического нажатия во всем диапазоне высоты полоза,
а также к увеличению кривизны характеристики на крайних
участках диапазона (рис. 88, а); уменьшение размера рычагов
приводит к обратному эффекту. Увеличение натяжения пружи-
ны И ведет к общему увеличению нажатия во всем диапазоне,
а также к завалу характеристики в начале и к подъему ее в
конце (рис. 88,6). Уменьшение начального натяжения дает
противоположный эффект.
Увеличение рабочей жесткости Ж пружин (рис. 88, в), т. е.
увеличение размера с (см. рис. 86), приводит к задиру харак-
теристики в начальном участке диапазона и к завалу на его
конечном участке. Изменение угла у, незначительно влияя на
статическую характеристику в начале рабочего диапазона, вы-
зывает подъем характеристики в конце диапазона при умень-
шении у и завал ее на том же участке при увеличении у (рис.
88, г).
8*	115
Рис. 88. Влияние на статическую характеристику изменений размера b рыча-
гов (а), натяжения Н подъемных пружин (6), жесткости Ж под темных
пружин (в) и угла (у) между рычагом пружины и стержнем нижней ра-
мы (г)
Статическая характеристика токоприемника считается не-
нормальной и при большом трении в шарнирах подвижной сис-
темы: согласно ГОСТ 12058—-72* разница в нажатиях при опус-
кании и подъеме полоза из-за трения не должна превышать
2 кгс у легких токоприемников и 2,5 кгс— у тяжелых. Умень-
шение сил трения до нормы, как указывалось, обычно обеспе-
чивается промывкой шарниров и заменой или просто добавле-
нием смазки. Однако необходимый эффект таким путем дости-
гается не всегда. Это свидетельствует о появлении натяга в
подвижных рамах. Убедиться в появлении натяга из-за изгиба
подвижных рам или основания можно путем разборки одного
из шарниров. Если после выемки соединительного валика из
какого-либо шарнира он расходится и снова вставить валик
без приложения больших усилий невозможно, то это значит,
что появился натяг и необходим ремонт токоприемника.
Ухудшение качества контакта, приводящее к пережогам кон-
тактного провода, происходит не только при снижении стати-
ческого нажатия, но и при неправильной заправке полозов су-
хой графитовой смазкой — с избытком, т. е. с закрытием смаз-
кой рабочих поверхностей медных или металлокерамических
пластин. Объясняется это тем, что графитовая смазка имеет
большое электрическое сопротивление и протекание по ней тока
э.п.с., даже небольшого, но длительного, приводит к сильному
нагреву провода в месте контакта и к уменьшению его проч-
ности.
116
К таким же последствиям может привести и попадание боль-
шого количества песка на полоз в пункте экипировки.
Учитывая возможное ухудшение качества контакта, маши-
нист должен быть особенно внимательным при трогании поезда,
когда контакт остается практически неподвижным и, следова-
тельно, создаются условия, благоприятные для пережога про-
вода. Эксплуатационный опыт показывает, в частности, что
многие пережоги произошли при трогании поездов, у которых
тормоза были отпущены не на всех вагонах. Вероятность пере-
жогов проводов, особенно на линиях постоянного тока, резко
снижается, когда при стоянке, трогании и разгоне поезда на
электровозе поднят дополнительный токоприемник.
Большая доля отказов контактной сети объясняется неудов-
летворительным состоянием полозов и кареток. Так, ослабление
винтов 3 (рис. 89), крепящих контактные пластины 2 па рогах
каркаса 1 полозов, приводит к захвату крайней пластиной кон-
тактного провода 4 на воздушных стрелках. Захват провода на
роге иолоза может произойти и при неправильном скосе (боль-
шом угле а) копна крайней пластины; для исключения захвата
провода скос конца пластины должен быть выполнен на участ-
ке не менее 14 мм (рис. 90). Вдоль пластины должна быть сде-
лана фаска 3X45°.
Угол наклона рога полоза
ком угле’ обеспечиваются паи.'
щих ветвей контактного
провода на воздушных
стрелках. Чтобы не допус-
кать деформации полозов,
нельзя хранить их в цехах
и складах депо в верти-
кальном положении.
Многие повреждения кон-
тактной сети являются след-
ствием отрыва медных или
металлокерамических плас-
тин от каркаса полоза. На-
иболее распространенная
причина отрыва пластин --
неправильная (неглубокая)
зенковка пластин под вин-
ты с конусной головкой, вы-
полненной под углом 90°:
прй мелкой зенковке, когда
цилиндрическая часть от-
верстия имеет значительную
высоту (2—3 мм), в случае
износа пластины, близком к
допускаемому, изношенные
должен составлять 45°. При та-
учшие условия приема вабегаю-
Рнс. 89 Захват контактного прово-
да концом пластины на роге полоза
Рис. 90. Запиловка пластин на рогах
полоза
117
винты остаются практически без головок. Из-за этого малейшее
ударное воздействие па полоз со стороны контактной подвески
приводит к частичному или полному отрыву пластины и после-
дующему захвату полозом провода или фиксатора. При пра-
вильной зенковке головки таких винтов должны быть утоплены
в новых металлокерамических пластинах на глубину 3,5—4 мм,
в медных — на глубину 1,5—2 мм.
Несколько надежнее закрепление пластин с помощью винтов
с конусной головкой, имеющей угол 60° и высоту 5.5 мм. Верх-
ние поверхности головок этих винтов должны располагаться
ниже рабочих поверхностей новых медных пластин на 0,5 мм,
металлокерамических — па 2 мм.
Наиболее распространенная причина ослабления и даже вы-
падения угольных вставок — применение крепежных элементов
(корытец или плашек) уменьшенной площади сечения, либо из-
готовленных из полосы недостаточной толщины.
Для предупреждения местных изпосов контактных проводов
и их последующего обрыва должны выполняться жесткие тре-
бования к поверхности полозов. В стыках медные и металло-
керамические пластины, так же как и угольные вставки, дол-
жны располагаться строго на одном уровне, без выступов. До-
пустимый зазор между смежными пластинами не более 1 мм,
а вставками — 0,8 мм. На отремонтированном полозе угольные
вставки внутреннего ряда, должны располагаться в одном уров-
не со вставками наружных рядов или ниже их до 1,5 мм, если
вставки новые, и до 3 мм, если они уже были в эксплуатации.
Возвышение вставок среднего ряда над вставками крайних ря-
дов недопустимо.
Браковочной! толщиной медных и металлокерамических пла-
стин является размер менее 2,5 мм, угольных вставок — менее
10 мм. Ремонту должны подвергаться также полозы, у которых
расстояние от контактной поверхности угольных вставок до
верхней кромки любого крепежного элемента (корытца, плаш-
ки, бортовой полосы) менее 1 мм летом и 2 мм зимой (рис.
91); в период гололеда для повышения надежности токосъёма
допускается замена полозов, у которых это расстояние равно
3 м !.
Рис. 91. Допустимый из-
нос угольных вставок
118
Сколы на угольных вставках не являются браковочными
признаками, если ширина скола по поверхности трения не пре-
вышает половины ширины вставки, т. е. 15 мм. Размер скола
по длине одной вставки и его высота на боковой поверхности
не нормируются. Не допускаются только сколы на двух и более
вставках, расположенных в створе, т. е. на одной прямой вдоль
контактного провода.
Следует отметить, что обнаруженные при осмотре однотип-
ные и расположенные в строго одинаковых местах сколы на
угольных вставках нескольких токоприемников э.п.с., приходя-
щего с одного п того же участка, свидетельствуют о появлении
неисправности на контактной сети. Об этом немедленно долж-
ны быть поставлены в известность работники энергоучастка
для принятия мер по поиску неисправности и ее устранению.
Трещины в угольных вставках допускаются, но не более од-
ной на каждой вставке, за исключением применения на двух-
рядном полозе, на котором оставлять вставки с трещинами
нельзя.
В металлокерамических пластинах трещины недопустимы:
они могут быть причиной поломок токоприемников и обрывов
проводов. Поэтому пластины с трещинами должны быть заме-
нены. Обнаруженные же при осмотре пропилы и уступы (рис.
92) нужно запилить под углом не более 20° к горизонтали.
Серьезные отказы контактной сети происходят при неисправ-
ном состоянии кареток, когда полоз получает значительный пе-
рекос. Повреждения кареток характеризуются деформациями,
трещинами и разработкой отверстий. Трещины в кронштейнах
и держателях кареток наиболее распространенных токоприем-
ников П-1 и П-3 обычно возникают в местах резких переходов,
являющихся концентраторами напряжений. К перекосу полоза
приводит также излом пружины па одной из кареток.
Опыт эксплуатации показывает, что многие повреждения
контактной сети происходят из-за чрезмерно быстрого подъема
токоприемников, особенно при движении э.п.с., что вызывает
повышенное отжатие контактного провода после удара по нему
полозом. Подъем токоприем-
ника в таком режиме наибо-
лее опасен в искусственном
сооружении, не оборудованном
отбойниками, так как может
привести к прикосновению кон-
тактного провода, находяще-
щегося под высоким напряже-
нием, к заземленной конструк-
ции, т. е. к короткому замыка-
нию. Такой подъем на ходу по-
езда опасен также перед фик-
сатором, в результате чего
Не более 20
Рис. 92. Пропилы и уступы на ме-
таллокерамических пластинах
119-
возможен боковой удар полоза по фиксатору и его поломка,
в том числе разрушение стержневого фиксаторного изолятора.
Основной причиной завышенной скорости подъема токопри-
емника (нормально время подъема до наибольшей рабочей вы-
соты должно составить 4—12 с) является неправильная регу-
лировка редукционных устройств, предназначенных для авто-
матического изменения режима вертикального перемещения по-
лоза при подъеме и опускании токоприемника. (При одних то-
коприемниках такие устройства расположены внутри кузова
э.п.с., в частности в электропнсвматическом клапане КП-41 и
электромагнитном вентиле ЭВТ-54, при других токоприемни-
ках— Т-5, 10РР2, 17РР2 — они установлены непосредственно на
самих токоприемниках.) Правильно отрегулированное редукци-
онное устройство обеспечивает быстрый подъем опущенного то-
коприемника на небольшую высоту, последующее медленное
приближение полоза к контактному проводу и их соприкосно-
вение без удара.
В условиях эксплуатации, как было сказано, имеют место
пережоги контактных проводов из-за коротких замыканий на
э.п.с. Такие пережоги происходят, как правило, на участках с
недостаточно правильно отрегулированной или устаревшей за-
щитой на тяговых подстанциях. Одна из причин коротких за-
мыканий— перекрытие опорных изоляторов токоприемников по-
движного состава постоянного тока. Повреждение фарфоровых
изоляторов начинается с возникновения поверхностных трещин
из-за динамических нагрузок и изменений температуры окру-
жающего воздуха. Трещины могут быть также следствием пе-
ренапряжений, возникающих в фарфоре во время затягивания
крепежных болтов при установке токоприемника на крышевые
тумбы разной высоты или несоосности отверстий в основании
токоприемника и шапках изоляторов.
Несравненно более надежными являются опорные изолято-
ры постоянного тока из стеклопластика АГ-4В. Однако и у этих
изоляторов пол воздействием атмосферных факторов, пыли,
грязи и графитовой смазки, выпадающей с полозов токоприем-
ника, происходит постепенное ухудшение поверхностного слоя,
проявляющееся в появлении шероховатости, загрязнения и из-
менении цвета. С тем чтобы исключить снижение электрической
прочности, такие изоляторы периодически не только очищают
(как и фарфоровые), но и покрывают электроизоляционными
материалами. При текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 изоляторы
протирают салфетками, смоченными в бензине. При текущем
ремонте ТР-3 изоляторы, не поддающиеся такой очистке, заме-
няют. На капитальных ремонтах КР-1, КР-2 все стеклопласти-
ковые изоляторы независимо от степени загрязнения снимают,
подвергают очистке и восстановлению электроизоляционного
покрытия.
120
Для исключения коротких замыканий на э.п.с. необходимо
также внимательно следить за состоянием рукавов воздухопро-
водов токоприемников. При техническом обслуживании ТО-3 и
текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 полиэтиленовые рукава осмат-
ривают и протирают чистыми сухими салфетками, обращая
внимание на появление трещин, смятии, надрезов. При текущем
ремонте ТР-3 рукава снимают, промывают теплой водой с мы-
лом и протирают досуха салфеткой. С внутренней поверхности
влагу удаляют продувкой сжатым воздухом.
Внимательные осмотры токоприемников, обнаружение поя-
вившихся дефектов, а также своевременное и правильное их
устранение предупреждают многие отказы контактной сети.
11.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТАХ
НА КОНТАКТНОЙ СЕТИ И
ОСМОТРАХ ТОКОПРИЕМНИКОВ
Работы на контактной сети выполняются на проводах или
устройствах, находящихся под высоким напряжением или вбли-
зи их; кроме того, большинство работ производится на путях в
условиях движения поездов и почти все работы — на высоте.
Все это определяет известную опасность для обслуживающего
персонала и поэтому требует знания и строгого соблюдения ус-
тановленных правил безопасности.
Особую опасность для работающего представляет высокое
напряжение, поскольку оно не обладает какими-либо внешними
признаками. Более того, на участках переменного тока отклю-
ченные от источника питания (например, выключением секци-
онного разъединителя) провода также оказываются под высо-
ким напряжением, наведенным в них в результате электромаг-
нитного влияния проводов, находящихся под рабочим напря-
жением. Именно поэтому к обслуживанию контактной сети
допускаются только специально подготовленные лица, ясно
представляющие опасность воздействия электрического тока и
знающие правила, которые исключают возможность протекания
тока через человека, а также способы оказания первой помощи
пострадавшему.
Безопасность работ обеспечивается выполнением Правил
техники безопасности и производственной санитарии при экс-
плуатации контактной сети электрифицированных железных до-
рог и устройств электроснабжения автоблокировки, утвержден-
ных МПС и ПК профсоюза рабочих железнодорожного транс-
порта. В ряде случаев на дорогах для повышения безопасности
разрабатывают и утверждают местные, дополнительные инст-
рукции, не противоречащие положениям указанных Правил, но
учитывающие некоторые особенности выполнения работ в тех
или иных конкретных условиях.
121
Все работы на контактной сети, воздушных линиях и свя-
занных с ними устройствах, в отношении мер безопасности под-
разделяются на 5 категорий: с полным снятием напряжения;
с частичным снятием напряжения; под напряжением; вблизи
частей, находящихся под напряжением; вдали от частей, нахо-
дящихся под напряжением.
Работой с полным снятием напряжения считается такая, при
которой все расположенные в границах ее выполнения провода
и устройства отключены разъединителями контактной сети или
на тяговых подстанциях и заземлены, а также исключена вся-
кая возможность приближения по поддерживающим устройст-
вам, общим для нескольких секций контактной сети (например,
по ригелям, тросам гибких поперечин), к частям, находящимся
под напряжением.
Заземление контактной сети обеспечивается установкой на
ней исполнителями работы необходимого числа заземляющих
штанг. При установке заземляющей штанги (рис. 93) сначала
закрепляют па тяговом рельсе ее заземляющий зажим (баш-
мак), а затем путем прикосновения острием стержня к фикса-
тору или струне (т. е. к элементу, поджог которого электриче-
ской дугой, которая может возникнуть, если в сети есть напря-
жение, наименее опасен) убеждаются по отсутствию искры в
действительном снятии напряжения. Лишь после этого зазем-
ляющую штангу завешивают крюком на контактный провод.
С частичным снятием напряжения считается такая работа,
при которой в ее границах отключены и заземлены только те
провода, непосредственно на которых будет выполняться рабо-
та; при этом не исключена возможность приближения (напри-
мер, по общим поддерживающим хстройствам) на расстоянии
менее 2 м к элементам, находящимся под рабочим или наведен-
ным (па линиях переменного тока) напряжением.
Работа под напряжением производится без снятия рабочего
или наведенного напряжения. Выполнение этой работы возмож-
но с использованием изолирующих съемных вышек, изолиро-
ванных площадок автодрезин и автомотрис и изолирующих
приставных лестниц, которые изолируют работающих на них
от заземленных устройств (рельсов).
Подъем людей (на съемную вышку не более 2 чел., на рабо-
чую площадку автодрезины — не более 3 чел.) производится
поочередно, причем первый из поднимающихся .должен убе-
диться, что рабочая площадка не касается пи одного элемента
контактной сети, а каждый последующий — также и в том, что
сети не касаются и ранее поднявшиеся люди. После подъема
всех работающих на площадку производится завей.а на кон-
тактную сеть двух шутируюших штанг, провода которых при-
соединены к лол_\ рабочей площадки (рис. 94). Благодаря это-
му через человека, работающего наверху, не может пройти
опасный ток в случае перекрытия изолирующей части съемной
122
Рис. 93. Заземляющая штанга:
1 — деревянная или стеклопчастиковая
труба; 2 — заземляющий провод. 3 — дюр-
алюминиевая труба; 4 — крюк, 5 — пру-
жина, 6 — стержень; 7 — заземляющий за-
жим (башмак); 8— блокировочный ключ-
рукоятка
Рис. 94. Изолирующая съемная выш-
ка:
/—заземляющий пояс, 2 — лестница, 3 —
раскос, ^/ — рабочая площадка, 5 — шун-
тирующая штанга
вышки или дрезины, например при падении отрезка проволоки.
Находящимся «на земле» не разрешается прикасаться к изо-
лирующим частям (полимерным или деревянным стойкам лест-
ниц) съемной вышки или изоляторам дрезины, а тем более к
самой рабочей площадке.
Работой вблизи частей, находящихся под напряжением, счи-
тается такая, при которой работающий, находясь на постоянно
123
заземленной конструкции, имеет возможность приблизиться че-
рез инструмент или неизолированные приспособления к частям
контактной сети, остающимся иод* рабочим или наведенным на-
пряжением, на расстояние менее 2 м, но не менее 0,8 и при
постоянном токе и 1 м при переменном токе.
Работой вдали от частей, находящихся под напряжением,
считается такая, при которой в ее границах исключена возмож-
ность приближения работающего к частям под напряжением на
расстояние менее 2 м.
В темное время суток с освещением места работ фонарями
разрешены работы только с полным снятием напряжения или
вдали or частей, находящихся под напряжением. В тех же слу-
чаях, когда освещение обеспечивает видимость изоляторов и
проводов на расстояние не менее 50 м и работой руководит
начальник дистанции контактной сети или электромеханик, до-
пускается также выполнение работ с частичным снятием нап-
ряжения и вблизи частей, находящихся под напряжением.
Включение и отключение разъединителей, в частности, для
обеспечения работ на контактной сети производятся по спе-
циальным приказам энергодиспетчера. При этом после каж-
дого переключения лицо, производившее его, дает энсргодис-
петчеру соответствующее уведомление. Исключение составляют
лишь переключения разъединителей контактной сети электро-
депо, пунктов технического обслуживания локомотивов и эки-
пировочных устройств (где допускается подъем людей на кры-
ши э.п.с. при снятом напряжении), которые производятся пер-
соналом служб локомотивного хозяйства без приказа энерго-
диспетчера.
Многие работы по обслуживанию и ремонту контактной сети
выполняются со съемных изолирующих вышек в условиях нор-
мального движения поездов. Для обеспечения возможности
своевременного схода людей с вышки и съема вышки с путей
при приближении поезда, а также для остановки поезда, если
снять вышку нельзя, место работ ограждают специально выде-
ляемыми сигналистами. Во время работ на перегонах пли глав-
ных путях станций сигналисты отходят от съемной вышки в обе
стороны на расстояние тормозного пути поезда, которое зависит
от установленной на участке наибольшей скорости движения,
профиля пути и характеристик подвижного состава. На участ-
ках со скоростями движения до 160 км/ч это расстояние нахо-
дится в пределах 1000—1700 м. В условиях плохой видимости
между вышкой и основными сигналистами выставляют допол-
нительных сигналистов.
Сигналисты поддерживают постоянную связь (видимую или
посредством переносных радиостанций) с руководителем работ,
находящимся м съемной вышки. При появлении поезда сигна-
лист подает сигнал руководителю и следит за съемом вышки.
Если по условиям работы вышка не может быть снята с пути,
124
о чем сигнализирует руководитель, сигналист принимает меры
к остановке поезда.
На станционных путях, кроме главных, сигналисты находят-
ся на расстоянии 50 м от съемной вышки. Для повышения без-
опасности работ в этих сложных условиях о каждом приближе-
нии поезда к вышке дежурный по станции или парку, заранее
поставленный в известность о месте работы бригады, оповещает
ее по громкоговорящей связи.
Осмотры токоприемников на крышах э.п.с. переменного и
постоянного тока производят со снятием напряжения с контакт-
ной сети и при се заземлении. В подавляющем числе депо заезд
электровозов на канавы производится на низком напряжении
и эти канавы воздушной контактной сетью не оборудованы. На
тех же канавах, где заезд э.п.с. (в основном электропоездов)
производится па высоком напряжении, для возможности осмот-
ра токоприемников напряжение с контактной сети канав сни-
мает дежурный по депо, производя отключение разъединителя,
относящегося к канаве, на которой необходимо подняться на
крышу э.п.с. Разъединители должны быть оборудованы зазем-
ляющими ножами, благодаря чему после снятия напряжения с
контактной сети происходит ее заземление. При снятии напря-
жения с контактной сети канавы красные лампы световой сиг-
нализации гаснут и загораются зеленые.
Во избежание случайной или ошибочной подачи напряжения
рукоятку ручного привода в выключенном положении закрыва-
ют крышкой, которую запирают на замок; ключ от этого замка
хранится у дежурного по депо. Висячие замки разъединителей
имеют разные ключи, чтобы исключить ошибочные действия
дежурного.
Подача высокого напряжения на контактную сеть канавы
производится дежурным по депо или другим, специально выде-
ленным работником только для въезда э.п.с., проверки работы
электрооборудования и выезда э.п.с. В остальное время напря-
жение должно быть снято. Каждая подача напряжения для
выезда э.п.с. из депо производится дежурным по получении со-
ответствующе!! заявки от машиниста, который предварительно
убеждается в отсутствии людей на крыше или под локомоти-
вом.
Правила техники безопасности при осмотре токоприемников
на пунктах экипировки и технического обслуживания локомо-
тивов аналогичны правилам при осмотре их в условиях деле.
Однако участок контактной сети над экипировочным устройе -
вом. отделенный от других участков сети секционными изоля-
торами, в отличие от контактной сети депо нормально находит-
ся под напряжением, а обесточивание и заземление его специ-
ально уполномоченные на эго лица производят только на время
экипировки и осмотра крышевого оборудования.
125
Для исключения возможности перехода людей с продольных
стационарных площадок на крышу э.н.с., когда напряжение с
контактной сети экипировочного пункта не снято, дверцы пло-
щадок оборудованы электромагнитными замками, сблокиро-
ванными с соответствующими разъединителями; замки заперты
при включенном положении разъединителя. Такие же блоки-
ровки применяют теперь и во многих депо на лестницах для
подъема на крыши э.н.с.
При необходимости подъема на крышу для закрепления то-
коприемника, поврежденного при следовании локомотива по пе-
регону или станции, машинист должен потребовать через де-
журного по станции снятия напряжения с контактной сети и ее
заземления. Снятие напряжения обеспечивает энергодиспетчер,
а заземление сети по его приказу—работник дистанции кон-
тактной сети, прибывший на место повреждения.
Во всех случаях, когда проверку состояния токоприемников
производят работники, обслуживающие контактную сеть, они
должны предъявлять машинисту свои удостоверения на право
производства работ на контактной сети. Работники контактной
сети могут подняться на крышу э.п.с. вместе с машинистом
только после заземления контактной сети и перевода всех токо-
приемников в опущенное положение.
Машинисту и его помощнику нужно всегда помнить, что
оборванные провода, а также отрезки проволоки и оборванные
провода других линий, оказавшиеся на контактной сети и сви-
сающие с нее, представляют большую опасность для жизни лю-
дей, находящихся на железнодорожных путях. Поэтому в слу-
чае обнаружения таких проводов они должны немедленно сооб-
щить об этом дежурному по станции для последующей пере-
дачи энергодиспетчеру.
Если имеется возможность, например при остановке локомо-
тива, то место обрыва провода контактной сети или свисающего
с нее другого провода необходимо оградить, чтобы никто не мог
подойти к нему на расстояние менее 10 м. В том случае, если
машинист, его помощник или другое лицо окажутся от провода
ближе чем на 10 м, выходить из опасной зоны нужно неболь-
шими шагами (менее 0,1 м) или прыгая на одной ноге, чтобы
не оказаться под опасным значением шагового напряжения.
Локомотивной бригаде нельзя забывать, что на линиях пере-
менного тока все незаземленные провода и длинномерные ме-
таллические предметы в зоне железной дороги находятся под
опасным наведенным напряжением, и в случае прикосновения к
ним через человека пройдет разрядный ток. Поэтому прикосно-
вение к таким предметам и устройствам, в частности к крыше-
вым шинам электровозов при опущенных токоприемниках, без
надежного заземления их недопустимо.
126
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Баранов Е. А., Зельвянекий Я. А. Техника безопасности при
эксплуатации контактной сети элек1 рафинированных железных дорог и уст-
ройств электроснабжения автоблокировки. М.: Транспорт, 1975. 120 с.
2.	Беляев И. А., Павлов И. В., Тренихин О. К- Устройство и
эксплуатация контактной сети переменного тока. М.. Транспорт, 1961. 220 с.
3.	Беляев И. А., Михеев В. П„ Шиян В. А. Токосъем и токопри-
емники элекгроподзижного состава. М.. Транспорт, 1976. 184 с.
4.	Беляев И. А., Воло тин В. А. Взаимодействие токоприемников и
контактной сети. М.: Транспорт, 1983. 191 с.
5.	Б о р ц 10. В., Чекулаев В. Е. Контактная сеть. Иллюстрированное
пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1981. 223 с.
(>	. Горшков 10. И., Г ков А. И. Вороустойчивость контактной сети.
М.: Транспорт, 1969. 128 с.
7.	Колин А. Ф., Савченко В. А. Предупреждение пережогов в ме-
стах секционирования контактной сети. М.: Транспорт, 1973. 72 с.
8.	Купцов 10. Е. Увеличение срока службы контактного провода. М.:
Транспорт, 1972. 160 с.
9.	74 а р к в а р д т К. Г., Власов И. И. Контактная сеть. 3-е изд., пе-
рераб. и д.ш. А!.. Транспорт, 1977. 271 с.
К). Осипов С. И., Миронов К. А., Ромадина И. В. Техника
безопа< носiп при эксплуатации электроподви/киого состава. 2-е изд., доп. и
иенранл М: Транспорт, 1974. 164 с.
11.	П а п ф и л ь Л. С., Бондарев И. А., Беляев II. А. Эксплуаш-
пня и ремонт контактной сети электрических железных дорог. .А.: Транс-
порт, *1972. 240 с.
12.	Нор пел ан А. А., Павлов И. В., Нега нов А. А. Борьба с го-
лоледом на электрифицированных железных дорогах. М.: Транспорт, 1970.
151 с.
13	Правила техники безопасности и производственной санитарии при
эксплуа'ации контактной сети электрифицированных х.елезных дорог и уст-
ройств электроснабжения автоблокировки / МНС СССР. М. Транспорт, 1975.
127 с.
14.	Правила технического обслуживания и ремонта контактной сети
электрифицированных железных дорог / МПС СССР. М.: Транспорт, 1981.
71 с.
15.	П р о и т а р с к и й А, Ф. Системы и устройства электроснабжения.
4-е изд, перераб. и доп М.: Транспорт, 1983. 264 с.
16	Савченко В. А., Счастпый Е. Н. Совершенствование узлов и
эксплуатации контактной сети Мл Транспорт. 1980. 64 с.
17.	Фрайфельд А В., Бондарев 11. А., Марков А. С. Устройст-
во, сооружение и эксплуатация контактней сети и воздушных линии. .А:
Транспорт, 1980. 442 с.
ОГЛ А ВЛ ЕН И Е
От автора........................................................... 3
1.	Электроснабжение электрифицированной железной дороги. Секци- 4
онирование контактной сети .....................................
2.	Опоры и поддерживающие устройства. Провода. Изоляторы .	.	14
3.	Контактные подвески. Сопряжения анкерных участков. Фиксаторы	30
4.	Контактная сеть на станциях и в искусственных сооружениях	42
5.	Взаимодействие токоприемника и контактной подвески ...	60
6.	Изнашивание контактного провода и токосъемных элементов то-
коприемника ........................................................71
7.	Токосъем в тяжелых	метеорологических условиях..................86
8.	Особенности токосъема при повышенных массе и скорости движе-
ния поезда..........................................................93
9.	Отказы контактной сети и ее восстановление. Пропуск электро-
подвижного состава при временном восстановлении сети .	.	.	103
10.	Аварийные ситуации и^-за неисправностей токоприемников и меры
их предупреждения..................................................112
11.	Техника безопасности при работах на контактной сети и осмотрах
токоприемников ....................................................121
Список рекомендуемой литературы....................................127
Игорь Александрович. Беляев
Машинисту о контактной сети и токосъеме
Технический редактор И. И. Первова
Корректор-вычитчик Е. И. Белукова. Корректор М. В. Деянова
ИБ № 3192
Сдано в набор 21.02.85.	Подписано в печать 15.10.85.	Т-20920.
Формат C0X90x/i6- Бум. тип. № 2. Гарнитура литературная. Высокая печать.
Усл. печ. л. 8. Усл. кр.-отт. 8,25. Уч.-изд. л. 8,68. Тираж 20 000 экз. Заказ 1527.
Цена 45 коп. Изд. № 1-3-3/5 № 2979
Ордена «Знак Почета» издательство «Транспорт», 103064, Москва, Басманный туп., 6а
Мо'сковская типография № 8 ВГО «Союзучетиздат»
при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
107078, Москва, Каланчевский туп., 3/5