Поддерживающие устройства контактной сети – Электроснабжение электроподвижного состава

Поддерживающие устройства линий | машинисту о контактной сети

Выше уже были названы основные поддерживающие устройства — консоли, жесткие и гибкие поперечины. Рассмотрим их конструктивное выполнение.

Основным несущим элементом консоли является кронштейн, изготовленный из стальной трубы или двух стальных швеллеров. 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 наклонной или горизонтальной. В таком положении кронштейн удерживается работающей на растяжение тягой или работающим на сжатие подкосом (рис. 11).
Консоли могут поддерживать контактные подсветки одного и двух путей. В соответствии с этим они называются однопутными и двухпутными. В отдельных случаях, например при невозможности установки спор на станциях с разных сторон путей, применяют консоли, поддерживающие три контактные подвески и более. Многопутные консоли всегда выполняются с горизонтальным кронштейном и имеют несколько тяг.
Следует отметить, что в первое время эксплуатации новых электрифицированных линий можно 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 нескольких месяцев. Другое дело — увидеть наклонившуюся консоль на эксплуатирующемся много лет участке. В этом случае следует обратить внимание на положение опоры, на которой установлена консоль: вероятнее всего, что наклонилась сама опора. Об этом, как сказало выше, нужно немедленно сообщить.
В отношении способа закрепления на опорах консоли подразделяют на защемленные, полузащемленные (или полуповоротные) и поворотные. Первые из них всегда строго перпендикулярны (в плане) оси пути, вторые могут располагаться по отношению к пути под углом, немного отличным от прямого.

Гибкие материалы:  Отделка дымохода на крыше: выбор места и необходимые инструменты, монтаж

однопутные консоли
Рис 11 Схемы наклонной (а) и горизонтальных (б и в) однопутных консолей
1 — опора. 2 — кронштейн, 3 — тяга, 4 — подкос

При поворотных консолях в отличие от двух предыдущих соединения кронштейна и тяги с опорой выношены шарнирными. Такие консоли применяют на участках с компенсированными контактными подвесками, в которых в зависимости от температуры окружающего воздуха и значения длительно протекающего по несущему тросу (и нагревающего его) тока трос удлиняется или укорачивается, увлекая за собой коней консоли. Наибольшее смещение поворотной консоли от ее перпендикулярного к оси пути положения имеет место при крайне низких и крайне высоких температурах окружающего воздуха.

Изолированная консоль с фиксатором
Рис, 12, Изолированная консоль с фиксатором (60 —зигзаг контактного провода)

По способу изоляции от опор консоли подразделяются на неизолированные и изолированные. Неизолированная консоль соединена с опорой непосредственно и поэтому находится под потенциалом земли. Изоляция контактной подвески от такой консоли осуществляется посредством подвесных изоляторов, закрепляемых за бугель, установленный на консоли (см. рис. 8).
Изолированная консоль соединяется с опорой через изоляторы (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 соединения кронштейна с опорой -на сжатие. Изолированные консоли в настоящее время применяются у нас глазным образом на линиях переменного тока, где условия работы изоляторов являются более легкими благодаря меньшей массе проводов контактной подвески.
На станциях при числе путей от трех до восьми для поддержания контактных подвесок применяют жесткие поперечины — рамные конструкции, состоящие из горизонтальных ригелей (пространственных решетчатых ферм) и опор, на которых закреплены ригели (рис. 13) В зависимости от числа путей, перекрываемых жесткими поперечинами, ригели могут состоять из двух, трех и четырех блоков, жестко соединенных между собой. Ригели большей несущей способности выполнены из уголковой стали большой площади сечения и имеют увеличенную высоту и ширину.

Гибкие материалы:  Преимущества и недостатки гибкой черепицы

Для фиксирования контактных проводов в поперечном относительно пути направлении жесткие поперечины чаще всего оборудуют фиксирующими тросами, располагаемыми вдоль ригеля на 400 мм выше контактных проводов. На коротких жестких поперечинах для фиксирования контактных проводов вместо таких тросов применяют вертикальные фиксаторные стойки, прикрепляемые к ригелям в междупутьях.
Недостатком ригелей является необходимость частой очистки 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 интенсивного 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, перпендикулярной оси пути, и опор, на которых закреплены эти тросы (рис. 14). Наиболее сильно нагруженным является поперечный несущий трос, располагаемый с большой стрелой провеса и воспринимающий нагрузку от массы проводов контактной подвески и массы гололедо-изморозевых образований (в осенние и весенние периоды).
Верхний фиксирующий трос препятствует поперечным смещениям 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 контактных проводов.
Жесткая поперечина
Рис. 13. Жесткая поперечина:
1 — опора, 2— ригель, 3 — фиксирующий трос
На наших дорогах получили распространение два типа гибких поперечин; в одном из них поперечный несущий и верхний фиксирующий тросы заземлены (см. рис. 14,а), в другом они являются нейтральными (см. рис. 14,б).
Гибкие поперечины
Рис. 14 Гибкие поперечины:
а — неизолированная; б — изолированная, 1 — поперечный несущий трос; 2 —электрический соединитель, 3—4 — нижний и верхний фиксирующие тросы, 5 -6 — изоляторы; 7 — опора

Гибкие материалы:  Определение последовательности - Metalix CAD/CAM Sheet Metal Software

В первом типе изоляторы установлены ниже верхнего фиксирующего троса, в точках соединения с этим тросом вертикальных струн, 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 также в нижний фиксирующий трос около опор (для изоляции контактной сети oт опор) и между контактными подвесками, принадлежащими разным секциям контактной сети (для изоляции этих подвесок одна относительно другой).

В гибкой поперечине второго типа, обычно называемой поперечиной с двойной изоляцией (см рис. 14,б), кроме изоляторов А со стороны контактных подвесок, предусмотрены изоляторы В, включенные у опор в поперечный несущий 1 и верхний фиксирующий 4 тросы около опор. Кроме того, по концам нижнего фиксирующего троса включено не по одному (как в гибкой поперечине первого тина), а по два изолятора 5 и 6. Нейтральные части тросов соединены между собой электрическими соединителями 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 подвесок. Для последующего осмотра изолятора 6 нужно заземлить нейтральные тросы, т. е. отсоединенными от контактной подвески шунтирующими перемычками соединить электрический соединитель 2  с опорой, которая постоянно связана с рельсами.
При техническом обслуживании контактной сети осмотру гибких поперечин к, особенно, опенке состояния поперечных несущих 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 препятствие для движения поездов.
В рассмотренных поддерживающих устройствах единственным, пожалуй, повреждением, которое не сразу может привести к прекращению движения поездов, является разрушение верхнего фиксирующего троса гибкой поперечины. Объясняется это тем, что в отличие от поперечного несущего троса, в случае обрыва которого происходит падение контактных подвесок, и нижнего фиксирующего троса, который при обрыве обычно сразу же оказывается в габарите токоприемника, верхний фиксирующий трос в случае обрыва может не вызвать короткого замыкания. Поскольку такое повреждение трудно обнаружить, своевременное сообщение машиниста, заметившего обрыв троса, может оказаться решающим в предупреждении серьезной аварии.

§

На контактной сети электрифицированных линий постоянного и переменного тока применяются различные провода и тросы. Это деление в некоторой степени условно. Однако можно считать, что к тросам контактной сети относятся провода, основная функция которых — воспринимать механические нагрузки, а собственно к проводам те, основная функция которых — обеспечивать необходимую электропроводность.

Наиболее широко применяемые одинарные цепные контактные подвески, о которых подробно рассказано ниже, состоят из закрепленного на поддерживающих устройствах несущего троса и подвешенного к нему на вертикальных странах контактного провода, с которого снимается ток токоприемниками э. п. с.
В качестве несущего троса пенной контактной подвески применяют неизолированные монометаллические, биметаллические и комбинированные многопроволочные провода. Монометаллические провода состоят из кровоток, выполненных из одного металла – меди, бронзы или стали. Каждая проволока биметаллического провода изготовлена из двух металлов — стальной сердцевины и медной или алюминиевой оболочки; такие провода называют соответственно сталемедными или сталеалюминиевыми. Комбинированные провода свиты, из проволок, изготовленных из разных металлов.
Изготовление проводов, используемых в качестве несущих тросов, из разных металлов продиктовано необходимостью, с одной стороны, монтировать тросы с большим натяжением (для этого целесообразно применение стали), а с другой стороны, обеспечивать некоторую электропроводность (для этого целесообразно применение меди или алюминия) и защищать нестойкую в коррозионном отношении сталь от воздействия окружающего воздуха Расширяющееся применение биметаллических и комбинированных проводов вместо медных обеспечило существенную экономию меди при электрификации железных дорог, что является решением важной народнохозяйственной задачи.

Условные обозначения используемых в качестве несущих тросов многопроволочных проводов состоят из буквенной и цифровой частей.
Сечения многопроволочных проводов
Рис. 15. Сечения многопроволочных проводов
а — медных (М), бронзовых (Бр), стальных (С); б — биметаллических сталемедных (ПБСМ) и сталеалюминиевых (ПБСА); в — комбинированных сталеалюминиевых (АС), г — комбинированных (АПБСЛ) из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок

Первая из них указывает материал и конструктивное исполнение провода: М — медный, Бр — бронзовый, С—стальной, ПБСМ—биметаллический сталемедный, ЦБСА— биметаллический сталеалюминиевый, АС — комбинированный сталеалюминиевый, АПБСА — комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают площадь сечения провода в квадратных миллиметрах.
На электрифицированных линиях постоянного и переменного тока в качестве несущих тросов у нас в основном применяют медные провода М-95 и М-120, биметаллические сталемедные ПБСМ-70 и ПБСМ-95 и стальные С-70. Стальные многопроволочные и биметаллические провода используют также в качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких поперечин.
Контактный провод является единственным проводом контактной сети, подводящим электрическую энергию непосредственно к токоприемнику э.п.с. Первое требование к контактному проводу — иметь высокую электропроводность, т. е. малое сопротивление с тем, чтобы не вызывать больших потерь электроэнергии в контактной подвеске. Второе требование к нему —  обладать высокой механической прочностью, позволяющей давать большое натяжение, что необходимо для обеспечения хорошего качества скользящего контакта и достаточной ветроустойчивости контактной подвески.
В процессе токосъема контактный провод изнашивается. Отсюда вытекает третье требование к нему — быть достаточно износостойким. Из-за износа контактный провод нельзя выполнять многопроволочным, как, например, провода, используемые в качестве несущих тросов.
Наша промышленность выпускает медные, бронзовые и выполненные из низколегированной стали контактные провода. Введение в медь легирующих добавок (примесей) позволило улучшить механические свойства контактных проводов по сравнению с медными — повысить механическую прочность и износостойкость.
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 буквенного обозначения марки провода (например, МФ — медный фасонный, МФО — медный фасонный овальный) и цифровой части, указывающей номинальную площадь сечения в квадратных миллиметрах.

Профили фасонного контактного провода
Рис. 16. Профили фасонного контактного провода марок МФ, ПЛФ и БрФ
(а) и фасонного овального контактного провода марок МФО, НЛФО и БрФО (б) площадью сечения 100 мм2

Наибольшее распространение на линиях постоянного и переменного тока имеют медные фасонные контактные провода площадью 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 участке более 30 мм2, провода МФ-85 — при износе более 22 мм2.
Усиливающие, питающие и отсасывающие линии выполняют обычно алюминиевыми многопроволочными проводами марок А и АКП площадью сечения 150 или 185 мм2. Провода марки АКП отличаются от проводов марки А тем, что межпроволочное пространство у них заполнено нейтральной смазкой повышенной 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 проволок и нескольких повивов алюминиевых. В обозначении провода в числителе указывается общая площадь сечения алюминиевых проводов, в знаменателе — стальных. В последнее время при электрификации линий групповые заземления, фиксирующие тросы гибких и жестких поперечин и несущие тросы тракционных путей выполняют проводом ПБСА.
Для электрических соединителей, расположенных между различными проводами цепной подвески и проводами разных подвесок (на неизолирующих сопряжениях анкерных участков), применяют медные гибкие многопроволочные провода марки МГ. Повышенная гибкость проводов МГ, которая необходима для того, чтобы исключить появление «жесткой точки» на контактном проводе в месте подключения к нему электрического соединителя, обеспечивается выполнением провода из проволок очень малого диаметра (0,68 мм).

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
“1 Для контактных проводов— высота сеченая.
*2 В числителе — для линий постоянною тока, в знаменателе — для линий переменного тока.
*3 Данные относятся к неизношенным контактным проводам.

Звеньевые струны цепных контактных подвесок и рессорные, провода рессорных струн изготовляют из сталемедной проволоки марки БСМ1 или БСМ2 диаметром соответственно 4 и 6 мм.
Разные провода допускают различные температуры нагрева (в частности, при протекании тока длительностью 20 мин и более для медного, низколегированного и бронзового контактных проводов — соответственно 95, 110 и 130°С, а длительностью млн — 140, 150 и 180°С). На основании этих температур определены значения допустимого тока для разных температур окружающего воздуха. Допустимые токи для самою тяжелого летнего режима для наиболее распространенных на контактной сети марок проводов и их некоторые механические характеристики приведены в табл. 1.
Здесь следует отметить, что в эксплуатации по мерс изнашивания контактного провода его натяжение уменьшают, снимая грузы компенсаторов; с тем чтобы в местах наибольшего износа растягивающее напряжение не превышало 12 кгс на 1 мм2 оставшейся площади сечения медного провода, 13 кгс — низколегированною и 14 кгс — бронзового.

§

Изоляторы контактной сети

Изоляторы, применяемые на контактной сети, по своему назначению делят на подвесные, секционные, фиксаторные и консольные. Подвесными изоляторами осуществляется изоляция отдельных проездов и несущих тросов в точках подвеса от заземленных поддерживающих устройств.

Тарельчатые изоляторы
Рис. 17. Тарельчатые изоляторы:
а— подвесной с пестиком ПФ70-В; б — подвесной с серьгой ПТФ70; в — фиксаторный ФТФ40; 1 — фарфоровая тарелка; 2 — цементный раствор; 3 —шапка под пестик; 4 — пестик, 5 — стержень; 6 — серьга, 7 — шапка с муфтой

Секционные изоляторы включают в несущие тросы и нерабочие контактные провода в местах раздела секций; их используют также в конструкциях некоторых секционных изоляторов, включаемых в рабочие контактные провода. Отделение фиксаторов от консольных опор и фиксаторных стоек на жестких поперечинах осуществляется посредством 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 стержня, заканчивающегося пестиком либо серьгой. Изолирующий элемент соединен с шапкой и стержнем с помощью цементного раствора. Формы гнезда в верхней части шапки и пестика позволяют соединять несколько изоляторов в гирлянду; при этом обеспечивается некоторая шарнирность соединения. С целью предотвращения расцепления изоляторов гирлянды каждый тарельчатый изолятор укомплектовывается изоляторным замком в виде скобы, вставляемым в гнездо шапки после соединения изоляторов.
Фиксаторный тарельчатый изолятор отличается от рассмотренного тем, что его шапка имеет патрубок с резьбой для жесткого соединения со стержнем фиксатора (рис. 17, в).
Стержневой изолятор представляет собой фарфоровый цилиндрический стержень с кольцевыми ребрами (юбками), армированный по концам двумя шапками из ковкого чугуна. Конструктивное выполнение шапок зависит от назначения изолятора (рис. 18): у секционного обе шапки снабжены ушками; у фиксаторного одна шапка с ушком, другая имеет муфту с резьбой; у консольного одна шапка также с ушком, но другая оборудована хомутами для присоединения трубчатой консоли.
Изоляторы должны удовлетворять определенным требованиям в отношении электрической и механической прочности.
Стержневые изоляторы
Рис. 18. Стержневые изоляторы: а — секционный ССФ70, б – фиксаторный ФСФ70, в — консольный КСФ70; 1 — фарфоровый стержень, 2 — юбка, 3 — шапка с ушком; 4 — цементный раствор: 5—  шапка с муфтой

Электрическая прочность изолятора характеризуется сухоразрядным, мокроразрядным и пробивным напряжениями при частоте 50 Гц, минимальным импульсным разрядным напряжением при определенной форме волны и длиной пути утечки. Механическая прочность изолятора характеризуется механическими нагрузками при растяжении, сжатии и изгибе, а также изгибающим моментом.
Для контактной сети электрифицированных железных дорог промышленность выпускает в настоящее время специальные фарфоровые изоляторы типов ПТФ70, ССФ70, ФСФ70, КСФ70 π ФТФ40. В обозначениях этих изоляторов первая буква указывает на назначение изолятора (П—подвесной, С — секционный, Ф – фиксаторный, К -консольный), вторая -на конструктивное выполнение его (Т — тарельчатый, С–стержневой), третья — на материал изолирующего элемента (Ф — фарфор); цифры означают нормированную разрушающую нагрузку при растяжении в килоньютонах (1 кН=100 кгс).
Кроме этих изоляторов, на контактной сети широко применяют также изготовляемые промышленностью для высоковольтных линий электропередачи тарельчатые подвесные фарфоровые изоляторы типов ПФ6 (старое обозначение П-4,5), ПΦ16 и ПΦ20 и стеклянные ПC6 (ПС-4,5) и ПС12; цифры в обозначении указывают здесь гарантированную электромеханическую нагрузку в тонно-силах.
Стержневые изоляторы имеют ряд преимуществ перед тарельчатыми: они электрически непробиваемые, благодаря чему сокращаются расходы на содержание, технологичнее в изготовлении и требуют меньше металла и фарфора, чем несколько тарельчатых, устанавливаемых вместо одного стержневого. Однако стержневые изоляторы менее надежны в механическом отношении, из-за чего при термическом воздействии электрической дуги в момент перекрытия изолятора или при ударах часты их разрушения.
Натяжной полимерный изолятор
Рис. 19. Натяжной полимерный изолятор 1 — стеклопластиковый стержень, 2 — ребро; 3 — металлический оконцеватель
Стеклянные тарельчатые изоляторы обладают важным достоинством: в случае электрического пробоя или сильного механического воздействия закаленное стекло рассыпается, и эксплуатационному персоналу по отсутствию тарелки легко найти поврежденный изолятор. Такой изолятор при достаточном внимании может быть обнаружен и из кабины движущегося локомотива.
В последнее время при изготовлении изоляторов контактной сети начали использовать полимерные материалы. Так, в секционных изоляторах брусковые изолирующие элементы выполняют  из пресс-материала АГ-4С, круглые стержни из стеклопластика с защитным фторопластовым покрытием. Разработаны и выпущены опытные партии полимерных ребристых изоляторов, основой которых являются стеклопластиковые стержни; устанавливаемые на них диски, образующие ребра, выполнены из кремний-органической резины (рис. 19). Полимерные изоляторы отличаются малой массой и хорошо противостоят воздействию ударных механических нагрузок
На линиях постоянного тока в точках подвеса на заземленных поддерживающих устройствах (заземленных консолях, жестких и гибких поперечинах) при незагрязненном воздухе устанавливают по два тарельчатых изолятора; в районах с высокой степенью загрязнения число изоляторов в подвесных гирляндах увеличивают до трех. В анкеровках контактной сети в нормальных условиях ставят по три изолятора, а в районах с загрязненной атмосферой – по четыре. Для обеспечения надежности изоляции в условиях сильных загрязнений, например на путях постоянной погрузки или выгрузки удобрений, применяют специальные грязестойкие изоляторы ПГС70.
На линиях переменного тока число тарельчатых изоляторов в каждой гирлянде увеличено на одни по сравнению с указанным для контактной сети постоянного тока.
Для снижения уровня грозовых перенапряжений и тем самым предотвращения разрушений изоляторов контактной сети и повреждений электрооборудования э.п.с. на опорах устанавливают разрядники, при пробое которых провода контактной сети соединяются с тяговыми рельсами. На линиях постоянного тока применяют роговые разрядники, обычно с двумя искровыми промежутками по 5 мм (рис. 20).

На линиях переменного тока ранее устанавливали трубчатые разрядники с внешним искровым промежутком. В таком разряднике внутри бакелитовой трубки расположена фибровая трубка со стержневым электродом; между этим электродом и одним из металлических наконечников бакелитовой трубки имеется зазор, который образует внутренний искровой промежуток. При грозовом перенапряжении внутренний искровой промежуток перекрывается и под действием высокой температуры возникшей электрической дуги фибра выделяет большое количество газов; под действием этих газов дуга выбрасывается из открытого конца бакелитовой трубки и гасится. Внешний искровой промежуток предусмотрен для предохранения изоляции разрядника от разрушения токами утечки.
Роговый разрядник
Рис. 20. Роговый разрядник
В настоящее время на дорогах переменного тока трубчатые разрядники устанавливают только на питающих линиях и линиях системы ДПР. В остальных же местах применяют роговые разрядники, аналогичные разрядникам постоянного тока, но с увеличенными до 45 мм искровыми промежутками.

§

КОНТАКТНЫЕ ПОДВЕСКИ.
СОПРЯЖЕНИЯ АНКЕРНЫХ УЧАСТКОВ.
ФИКСАТОРЫ
Контактные подвески должны обеспечивать необходимое качество токосъема движущимся э.п.с. при заданных эксплуатационных условиях. Определяющими для выбора конструкции и параметров контактной подвески являются наибольшие скорости движения э.п.с. на данной линии, значения длительного тока электровозов, число одновременно поднятых (рабочих) токоприемников на каждом локомотиве, а также климатические 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 провода, подвешенного к поддерживающим устройствам опор, установленных одна от другой на определенных расстояниях, называемых длинами пролетов.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 21. Положение, провода простой контактной подвески при однократном (а) и двукратном (б) подвешивании его в опорных точках
Самым «узким» местом такой подвески является опорная точка, где контактный провод, располагающийся в каждом пролете примерно по параболе, имеет  резкий изгиб и вертикальной плоскости. Чем угол а (рис. 21, а) меньше, тем больше динамические силы, возникающие в контакте между проводом и полозом проходящего токоприемника, т. е. тем хуже токосъем. В результате здесь может появиться усиленный из-за контактного провода, а интенсивное искренне при нарушении контакта стать причиной помех радиоприему, в том числе локомотивной связи.
Угол а можно сделать больше, увеличив натяжение контактного провода и уменьшив длины пролетов  (и то и другое уменьшает стрелу провеса — разницу в высоте провода у опор и в середине пролета).
По условиям токосъема, а также исходя из допустимых механических напряжений в проводе у опорной точки, которые складываются здесь из напряжений растяжения и изгиба, при рассмотрение  выполнении подвески длины пролетов 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,б). В таком виде простая подвеска нашла у нас некоторое применение на второстепенных путях станций, в частности на подъездных путях депо.
На магистральных железных дорогах в основном применяются цепные контактные подвески, которые имеют серьезные преимущества перед простыми в отношении статических и динамических свойств.
Одинарная цепная контактная подвеска состоит из несущего троса, подвешенного к поддерживающим устройствам, например к консолям (рис. 22), и одного или двух контактных проводов, присоединенных к нижним концам струн, установленных через определенные интервалы на несущем тросе.
Несущий трое располагается со значительном стрелой провеса, определяемой большей длиной пролета (60—70 м) и большой нагрузкой от массы самого троса и подвешенного к нему контактного провода. Несмотря на это, благодаря частом установке струн (через 7—9 м) контактный провод можно расположить с любой стрелой провеса, в том числе и беспровесно. При этом, однако, незначительные стрелы провеса провода, практически не влияющие на качестве токосъема, всегда будут иметь место в каждом межструновом пролете, т. е. на участке между двумя соседними струнами.
рессорная цепная контактная подвеска
Рис. 22. Одинарная рессорная цепная контактная подвеска: 1 — опора; 2 — контактный провод, 3 — несущий трос; 4 — струна; 5 — рессорный провод; 6 — фиксатор; 7 — изолированная консоль, 8 — стержневой изолятор

Статической характеристикой контактной подвески является ее эластичность — подъем контактного провода под действием приложенной к нему и направленной вертикально вверх единичной силы (например, если при приложении силы 1 кгс провод 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 токосъем. Выравнивание эластичности в пролете одинарной цепной подвески достигается ее увеличением з опорной зоне путем установки рессорной струны. Рессорная струна состоит из рессорного провода длиной 10 —14 м, присоединенного концами к несущему тросу (см. рис. 22), и установленных на нем двух — четырех струн, к которым подвешен контактный провод.
Одинарная подвеска с рессорными струнами называется рессорной, а без рессорных струн — подвеской с простыми опорными струнами.
Рассмотренные подвески являются одинарными, потому что у них одна ступень подвешивания (контактный провод подвешен к несущему тросу). Но существуют и более сложные подвески—двойные (рис. 23), когда применяется двойное подвешивание, 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 токоприемниками одного локомотива. На линиях переменного тока повсюду применяют один контактный провод (чаще МФ- 100). На перегонах и главных путях станций на линиях постоянного тока применяют два контактных провода (обычно МФ-100), на остальных станционных путях — один провод (МФ-100 или МФ-85).
Схемы двойной контактной подвески
Рис. 23. Схемы двойной контактной подвески с простыми опорными (а) и рессорными (б) струнами:
1 —  вспомогательный провод, 2 — несущий трос; 3 — контактный провод, 4— простая струна; 5 — место фиксации контактного провода; 6  — рессорная струна

Практически равноэластичной является рычажная контактная подвеска, разработанная во ВПИИЖТе для скоростей движения 200–250 км/ч. Ее стали применять, однако, и на участках со средним уровнем скоростей благодаря тому, что из-за постоянства эластичности она обеспечивает равномерный износ контактного провода и, следовательно, больший срок его службы.

Рис. 24. Рычажная контактная подвеска:
1 — несущий трос, 2 — контактный провод; 3 — струна; 4 — фиксатор; А, В, С — рычаги
Рычажная контактная подвеска
В отличие or других подвесок в рычажной контактной подвеске несущий трос работает не только на изгиб, но и на кручение. Последнее достигается тем, что по три струны в крайних частях каждого пролета, посредством которых подвешен контактный провод, закреплены на несущем тросе не непосредственно, а с помощью рычагов (рис. 24). При монтаже подвески до присоединения контактного провода к струнам рычаги, жестко закрепленные на несущем тросе (рис. 25), поочередно повертывают в разные стороны, чем и достигается закручивание троса. Рессорные струны в рычажной подвеске не применяются.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 23. Узел соединения струны рычажной подвески с несущим тросом: I — несущий трос, 2 — зажим, 3 — рычаг, 4 — коуш, 5 — струна
Простые и цепные контактные подвески монтируют отдельными секциями — анкерными участками, обычно длиной 1500 – 1800 м. Это позволяет не только облегчить монтаж, но, главное, обеспечить возможность поддерживать натяжение проводов достаточно постоянным.
Как хорошо известно, все металлические изделия при изменении температуры меняют свои 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 (заанкерован), вследствие этого увеличиваются его стрелы провеса и уменьшается натяжение. Понижение температуры приводит к противоположному результату. Чтобы натяжения проводов и стрелы провеса не зависели от температуры проводов, их анкеровки должны быть не жесткими, а компенсированными, т. е. выполненными посредством компенсаторов — устройств, воспринимающих эти деформации.
Цепные контактные подвески, в которых несущий трос заанкерован жестко, а контактный провод — с помощью компенсаторов, называются полукомпенсированными. Подвески, в которых и несущий трос, и контактный провод заанкерованы посредством компенсаторов, называются компенсированными.
В полу компенсированной подвеске при изменении температуры окружающего воздуха и длительного тока, протекающего по проводам и нагревающего их, стрела провеса несущего троса 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 воздуха 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 компенсированной подвески не приводит к изменению стрел провеса 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 характеризуется большой разницей летних и зимних температур.
Ранее в пашей стране при электрификации линий монтировали полукомпенсированную цепную подвеску, как более простую 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 посредством струн. На наших дорогах применяют звеньевые струны (рис. 26), изготовляемые из биметаллической проволоки. В компенсированных подвесках струны всегда расположены вертикально.
В полукомпенсированных подвесках при изменении температуры контактный провод, изменяющий вследствие этого свою длину, смещается 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 продольною 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 полукомпенсированной подвески устраивают среднюю анкеровку (рис. 27), где контактный провод соединен с несущим тросом 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 пролетах, 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 малой конструктивной высоте полукомпенсированной контактной подвески, например вблизи низких искусственных сооружений, для исключения недопустимо большого наклона струн при особо высоких или низких температурах, при котором происходит увеличение их натяжения, а иногда и обрыв, применяют скользящие струны (рис. 28). *
* Конструктивной высотой контактной подвески называется расстояние между несущим тросом и контактным проводом в точке подвешивания, т е в створе опоры.

Звеньевые струны
Рис 26 Звеньевые струны при одинарном (а) и двойном (б) контактных проводах:
1 — контактный провод, 2 — несущий трос
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Скользящая струна
Рис 28. Скользящая струна:
1 — соединительный зажим, 2 — несущий трос, 3  — направляющая: 4 — скоба; 5 — звеньевая струна, 6— стручовой зажим; 7 — контактный провод

В компенсированной подвеске средняя анкеровка выполняется более сложной: кроме соединения с контактным проводом, несущий трос соединен здесь отрезком вспомогательного троса с двумя опорами, расположенными с разных сторон по отношению к месту подключения вспомогательного троса к несущему (рис. 29).
Конструкции компенсаторов довольно разнообразны: есть грузовые, пружинные, гидравлические. Однако наиболее распространенным является блочный грузовой компенсатор. Он состоит из подвижного и неподвижного блоков (рис. 30) и стального троса, огибающего эти блоки и соединенного одним концом с опорой, а другим — со штангой, на которой один над другим 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 кгс масса грузов на гирлянде составляет 500 кг.

Схема средней анкеровки компенсированной подвески
Рис. 29. Схема средней анкеровки компенсированной подвески
В случае повышения температуры провода он удлиняется и грузы компенсаторов опускаются; при понижении температуры, наоборот, грузы поднимаются.
В практике эксплуатации отменены случаи, когда из-за неправильного монтажа компенсаторов или при особенно низких или высоких температурах окружающего воздуха грузы поднимались до упора штанги в неподвижный блок, либо опускались на землю. Этим создавались условия для обрыва проводов (в первом случае) или неудовлетворительного взаимодействия токоприемника с контактной подвеской в результате понижения натяжения проводов (в последнем случае). Учитывая серьезные последствия, к которым могут приводить отказы компенсаторов, машинистам необходимо обращать внимание на их положение, особенно при крайних температурах окружающего воздуха.
Анкерная опора с грузовым компенсатором контактного провода
Рис 30. Анкерная опора с грузовым компенсатором контактного провода:
1— оттяжка, 2— опора, 3 — несущий трос, 4 — стальной трос компенсатора, 5 — подвижной блок; 6 — контактный провод, 7 — неподвижный блок; 8 — штанга, 9— компенсаторные грузы

При обнаружении такого отказа следует немедленно сообщить о нем дежурному по станции для последующего уведомления энергодиспетчера.

§

Пролеты, в которых по каждому пути располагаются концевые части контактных подвесок двух смежных анкерных участков, являются зоной сопряжения анкерных у ч а с т к о в. Границами сопряжения являются анкерные опоры, на которые заанкерованы контактные подвески разных участков. В настоящее время большая часть сопряжений – трехпролетные (рис. 31). Средний пролет, ограниченный переходными опорами, в котором смежные контактные подвески располагаются параллельно одна другой, называется переходным. Расстояние между несущими тросами и между контактными проводами разных подвесок равно здесь 100 мм.
Основное требование, которое предъявляется к сопряжению,— обеспечить плавность перехода полоза движущегося токоприемника с контактного провода одного анкерного участка на провод другого участка. Это достигается расположением контактных проводов смежных анкерных участков в переходном 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 середине пролета оба контактных провода расположены на одной высоте. При такой регулировке полоз движущегося токоприемника в начале переходного пролета скользит по контактному проводу пройденного анкерного участка, затем по проводам обоих участков и, наконец, по проводу впереди прилежащего участка.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 31. Трехпролетное сопряжение анкерных участков:
1, 4 — анкерные опоры, 2, 3 — переходные опоры, КП — контактные провода

Продольный электрический соединитель
Рис. 32. Продольный электрический соединитель

Отходящие к анкерным опорам нерабочие ветви контактного провода располагают таким образом, чтобы в местах, где нерабочая ветвь входит в габарит токоприемника, ее возвышение над уровнем рабочего контактного провода составляло не менее 300 мм. Это исключает возможность соприкосновения нерабочего провода с полозом токоприемника.
Для того чтобы ток с контактной подвески одного анкерного участка мог переходить на подвеску другого участка, на сопряжении устанавливают электрические соединители гибкие провода, 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 соединители, с помощью которых осуществляется соединение несущего троса н контактного провода одной и той же подвески, чем обеспечивается протекание большей части тягового тока от несущего троса к контактному проводу, с которого осуществляется съем тока локомотивом, через них, а не через звеньевые струны, которые на это не рассчитаны. При наличии усиливающего провода поперечные электрические соединители подключаются 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 крутых 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 электрические соединители располагают в каждом пролете и в ряде случаев, кроме этого, устанавливают в звеньях изолирующие коуши (дугообразные пластины), полностью препятствующие протеканию тока по струнам.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 33. Расположение контактного провода в плане: а— на прямом участке, б —на кривой

Несущий трос цепной подвески на прямых участках обычно располагают по оси пути, а контактный провод зигзагообразно, т. с. с некоторым смещением у опор относительно оси пути поочередно в сторону опоры и от нее (рис. 33,а), чем обеспечивается более равномерный износ контактных элементов полозов токоприемников, т. с. увеличивается межремонтный пробег полозов. При монтаже подвески на прямых участках зигзаг принимают равным ±300 мм; в процессе эксплуатации допускается увеличение его до ±400 мм.
На кривых участках пути зигзаги контактного провода, измеряемые от осп токоприемника, принимают различными в зависимости от радиуса кривой и длины пролета исходя из того положения, что в середине пролета провод должен располагаться строго по оси токоприемника (рис. 33,6). Однако зигзаг провода на кривых ни 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 плакс отличается ромбовидная контактная подвеска, которая предназначена для οоткрытых участков с частыми сильными ветрами. В этой подвеске независимо от значения длительного тока применяются два контактных провода, подвешиваемые к общему несущему тросу (рис. 34). При этом зигзаги проводов одинаковы (300 мм), но всегда противоположны, т. е. один провод у всех опор смещен относительно оси пути к опорам, а другой — в сторону от них. В средних частях пролетов контактные провода притянуты друг к другу жесткими планками, установленными на нерабочей поверхности провода. При таком расположении контактных проводов поперечное смещение их под действием сильного ветра оказывается наименьшим, т. е. эта подвеска является ветроустойчивой.

Ромбовидная контактная подвеска
Рис. 34. Ромбовидная контактная подвеска:
1- несущий трос; 2 — контактный провод; 3 — основной стержень фиксатора; 4 — дополнительный стержень фиксатора

§

Для фиксирования контактных проводов с заданными зигзагами в настоящее время на прямых участках перегонов применяются исключительно сочлененные фиксаторы. В зависимости от направления зигзага контактного провода эти фиксаторы (рис. 35, а и б) называют прямыми (при зигзаге провода к опоре) или обратными (при зигзаге от опоры).

Фиксаторы контактной сети постоянного тока
Рис. 35. Фиксаторы контактной сети постоянного тока:
а — прямой, б — обратный, в — гибкий

Сочлененный фиксатор состоит из двух стержней: с опорой через изолятор: 1- соединен основной стержень; 2 -дополнительный стержень; 3- одним концом шарнирно соединен с основным стержнем, а другим- с контактным проводом 4. Основные стержни фиксаторов обычно изготовляют из уголковой стали, дополнительные — из полосовой стали с выштамповкой по всей длине, обеспечивающей необходимую жесткость стержня при небольшой массе. При двух контактных проводах в цепной подвеске каждый провод фиксируется отдельным дополнительным стержнем. На кривых участках пути применяют также гибкие фиксаторы (рис 35,в), состоящие из одного стержня, присоединенного к опоре посредством стального или медного троса 5.
Как в полукомпенсированных, так и компенсированных контактных подвесках концы стержней фиксаторов при изменении температуры контактного провода смещаются вместе с проводом вдоль пути. При крайне высоких или низких температурах окружающею воздуха они располагаются но отношению к оси пути (особенно в зонах, близких к анкерным опорам) под углом, значительно отличающимся от прямого.
Контактная подвеска изолируется от заземленных элементов тарельчатыми или стержневыми изоляторами.

§

КОНТАКТНАЯ СЕТЬ НА СТАНЦИЯХ И В ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Особенности контактной сети станции определяются большим числом путей и стрелок, отсутствием возможности размещать опоры между путями, наличием пешеходных мостов, а также необходимостью осматривать токоприемники на электроподвижном составе и работать на контактной сети со снятием напряжения на одних путях при наличии напряжения на других путях.
В подавляющем большинстве на станциях монтируют полукомпенсированные контактные подвески, поскольку они достаточны для обеспечения удовлетворительного качества токосъема при скоростях движения, допускаемых на станционных путях, и их проще подвешивать к гибким или жестким поперечинам, так как несущий трос не перемещается при изменении температуры окружающего воздуха.
Однако в отдельных случаях главные пути станций оборудуют компенсированными контактными подвесками. В этих случаях их подвешивают к гибким и жестким поперечинам посредством роликов, обеспечивающих продольное перемещение несущего троса. Для предотвращения снижения срока службы несущего троса из-за изнашивания в ролики иногда закладывают не несущий трос, а присоединенные к нему небольшие отрезки дополнительного стального троса, несущий трос в опорной зоне оказывается при этом ненатянутым.

Трубчатые фиксаторы на фиксирующем тросе
Рис 36 Трубчатые фиксаторы на фиксирующем тросе

Для фиксирования контактного провода на гибких поперечинах, а также на жестких поперечинах, когда они оборудованы фиксирующими тросами, применяют одностержневые фиксаторы (для одного контактного провода), шарнирно соединенные с фиксирующим тросом посредством болтового нажима с ушком (рис 36, а) или посредством ушка и Г-образной трубы, закрепленной на тросе (рис 36,б). Стержни этих фиксаторов изготовляют из стальных труб, как показано на приведенном рисунке, пли из полосовой стали, как дополнительные стержни сочлененных фиксаторов.
И подвеске, состоящем из двух контактных проводов, каждым провод фиксируется отдельным фиксатором.
На станциях наиболее пристального внимания со стороны персонала, обслуживающего контактную сеть, требуют воздушные стрелки пересечения контактных подвесок над путевыми стрелочными переводами. Сложность устройства и содержания воздушных стрелок объясняется известной противоречивостью предъявляемых к ним требований. С одной стороны, эластичность 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 провода пути, по которому движется э п с, должен быть по возможности таким же в зоне подхвата, как и подъем провода примыкающего 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 обыкновенном путевом стрелочном переводе. Несущие тросы пересекающихся цепных подвесок подвешиваются на общем поддерживающем устройстве опоры 4 (рис. 38) на одной высоте. Контактные провода этих подвесок фиксируются в створе опоры, например опоры гибкой поперечины, разнонаправленными фиксаторами 3 таким образом, чтобы точка пересечения проводов образовалась там, где расстояние между внутренними гранями головок соединительных рельсов крестовины составляло 730—800 мм; от осей прямого и отклоненного путей точка пересечения проводов отстоит при этом на 360—400 мм. С тем чтобы оба контактных провода в точке пересечения всегда располагались строго на одной высоте, на проводе 8 прямого пути установлена здесь ограничительная трубка 10; в образованный между ней и этим проводом зазор, незначительно превышающий высоту сечения контактного провода, пропущен провод 9 другого пути. Несущие тросы полукомпенсированных подвесок над ограничительной трубкой жестко соединены между собой зажимом 5. На воздушной стрелке установлены электрические соединители 1, соединяющие все провода обеих подвесок.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 37. Зона подхвата
Воздушная стрелка
Рис. 38. Воздушная стрелка

Струна 2 на нерабочем контактном проводе анкеровочной ветви 11 устанавливается в зоне входа провода в габарит токоприемника на высоте не менее 150 мм над уровнем рабочего провода.
Струны 7, поддерживающие рабочие контактные провода, должны располагаться не ближе 300 мм от начала зоны подхвата (точек 6) в практике это расстояние принимают обычно равным 800—1000 мм.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 39. Расположение струн на воздушной стрелке:
1, 6 — контактные провода; 2 — вертикальная струна; 3, 4 — несущие тросы; 5 — перекрестная струна

Рассмотренная воздушная стрелка не обеспечивает равенства подъемов контактных проводов обоих путей в зоне подхвата при воздействии токоприемника на один из проводов. Этот недостаток в значительной мере может быть устранен 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). Наилучший эффект достигается совместной установкой перекрестных и вертикальных струн.
В тех случаях, когда на прямом (главном) пути смонтированы два контактных провода, а на отклоненном — один, связь провода отклоненного пути с тросом прямого пути целесообразнее осуществлять жесткой распоркой, что уменьшит подъем провода более эластичной подвески.
В зоне подхвата на контактные провода не разрешается устанавливать никаких зажимов, с тем чтобы исключить задевание за них наклонной поверхности рога полоза токоприемника. Перекрестные струны устанавливают у зоны подхвата со стороны точки пересечения контактных проводов.
Контактная сеть станций, как было сказано при рассмотрении схем питания и секционирования, отделяется от контактной сети перегонов изолирующими сопряжениями анкерных участков, а в определенных случаях — изолирующими сопряжениями с нейтральными вставками.
Изолирующие сопряжения (в практике их иногда называют воздушными промежутками) отличаются от рассмотренных неизолирующих сопряжений анкерных участков тем, что как несущие тросы, так и контактные провода смежных анкерных участков подвешены (на поддерживающих устройствах) и зафиксированы изолированно один от другого. Эта изоляция осуществляется, во-первых, увеличенными до 530 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 переходных опор; с тем чтобы изоляторы, включенные в контактные провода, не могли быть повреждены токоприемниками, нерабочие провода поднимают над рабочими в створе переходных опор на высоту не менее 500 мм.

Схема изолирующего сопряжения анкерных участков
Рис. 40. Схема изолирующего сопряжения анкерных участков
I — ось пути, 2 — изолятор, 3 — секционный разъединитель

На изолирующем сопряжении отсутствуют продольные электрические соединители, которые имеются в неизолирующих сопряжениях. Вместо этого каждое сопряжение оборудовано продольным секционным разъединителем 3, шлейфы (гибкие провода) которого подсоединены к разным подвескам. При включенно«м положении такого разъединителя сопряжение не выполняет роль изолирующего, и тяговый ток с проводов одного анкерного участка через шлейфы и разъединитель перетекает в провода другого участка.
При проходе токоприемника по средней части переходного пролета его полоз замыкает контактные провода разных анкерных участков. Если при этом оба анкерных участка были под одинаковым напряжением, токосъем в это время остается «темным», т с. без искрения. Если же напряжение на разных анкерных участках заметно разнится (например, на перегоне оно ниже за счет потребления тока многими локомотивами), то переход полоза с одного провода на другой сопровождается искрением.
В том же случае, когда на участке, на который входит э.п.с., напряжение снято, а тем более сеть этого участка заземлена (например, вследствие короткого замыкания), в момент прохода токоприемником переходного пролета, когда полоз отрывается от контактного провода, находящегося под напряжением, между этим проводом и полозом возникает мощная электрическая дуга. В результате этого возможен пережог контактного провода, особенно если скорость движения э.п.с. была небольшой.
Для предотвращения пережогов в таких случаях контактные провода в переходных пролетах изолирующих сопряжений усиливают экранами—длинными стальными полосами, прикрепляемыми 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 подстанции при перегрузке), является оборудование изолирующих сопряжении автоматической сигнализацией об опускании токоприемников (рис. 41). Эта сигнализация содержит сигнальный указатель «Опустить токоприемник», представляющий собой ромбовидный черный щит с горизонтально расположенными линзами белого цвета (см. рис.41,в), лампы которого питаются от шкафа, реле которого соединены с контактными подвесками. Этот указатель, а также постоянный сигнальный знак «Внимание! — токораздел» (см. рис. 41, а), устанавливают перед изолирующим сопряжением, а знак «Поднять токоприемник» (см. рис. 41,б) — после сопряжения (рис. 42).
Постоянные сигнальные знаки
Рис. 41. Постоянные сигнальные знаки: «Внимание — токораздел» (а); «Поднять токоприемник» (б) и сигнальный указатель «Опустить токоприемник» (в)

Появление мигающей светящейся полосы прозрачно-белого цвета на сигнальном указателе «Опустить токоприемник» свидетельствует о снятии напряжения с одной из контактных подвесок и требует от машиниста немедленного отключения тяговой нагрузки и опускания всех токоприемников.
Если лампы сигнального указателя не горят, то изолирующее сопряжение можно проследовать с поднятыми токоприемниками.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 42. Схема установки постоянных сигнальных знаков и указателя у изолирующего сопряжения на одном пути двухпутного участка
1 — сигнальный знак “Внимание” — токораздел», 2 — сигнальный указатель «Опустить токоприемник», 3— сигнальный знак «Поднять токоприемник»

Остановка э.п.с. с поднятыми токоприемниками на изолирующем 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,
Подъем токоприемников можно произвести (также при движении э.п.с.) после проследования знака «Поднять токоприемник», 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 недопустимо поднятое положение неподвижною токоприемника, ограничивающие эти пролеты переходные опоры раскрашивают чередующимися четырьмя черными и тремя белыми широкими горизонтальными полосами или снабжают вертикальными щитами с такой же раскраской.
В тех случаях, когда нельзя допускать электрического соединения полозами токоприемников контактных подвесок смежных анкерных участков (секций), например в местах раздела фаз на дорогах переменного тока, устраивают, как уже указывалось, изолирующие сопряжения с нейтральными вставками. Такое сопряжение представляет собой два рядом расположенных обыкновенных изолирующих сопряжения, между которыми смонтирован дополнительный короткий анкерный участок, нормально не находящийся под напряжением. Длина нейтральной части дополнительного анкерного участка выбирается исходя из того, чтобы она была не меньше расстояния между крайними токоприемниками эксплуатирующегося на линии э.пс.; при наличии электропоездов определяющим является расстояние между крайними токоприемниками электропоезда (при десятивагонном поезде длина нейтральной вставки равна примерно 200 м).
Предупредительные сигнальные знаки
Рис 43 Предупредительные сигнальные знаки «Отключить ток» (а); «Включить ток на электровозе» (б), «Включить ток на электропоезде» (в)

Поезда должны проходить изолирующие сопряжения с нейтральными вставками (в практике такие сопряжения обычно называют просто нейтральными вставками) без нагрузки, на выбеге. Это необходимо для того, чтобы исключить возможность пережога контактного провода электрической дугой, возникающей в момент отрыва полоза движущегося токоприемника от находящегося под напряжением провода пройденного анкерного участка, если локомотив потребляет ток. Места отключения и включения тяговых двигателей и вспомогательных машин указаны на контактной сети предупредительными сигнальными знаками (рис. 43), установленными на опорах контактной сети или нижних фиксирующих тросах гибких поперечин с разных сторон нейтральной вставки (рис. 44).

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 44. Схема установки предупредительных сигнальных знаков на изолирующем сопряжении с нейтральной вставкой. 1, 4, 5 — сигнальные знаки соответственно «Отключить ток», «Включить ток на электровозе», «Включить ток на электропоезде», 2 — нейтральная вставка; 3 — продольный секционный разъединитель

При вынужденной остановке поезда на нейтральной вставке, а машинист должен принимать все меры к тому, чтобы этого не произошло, напряжение на нее подается от расположенной перед локомотивом секции контактной сети включением соответствующего секционного разъединителя. Прежде чем запрашивать у энергодиспетчера подачу напряжения на нейтральную вставку, машинист должен убедиться (осмотром), что задний токоприемник прошел первый переходный пролет изолирующего сопряжения, т. е. что в полной мере исключается соединение локомотивом нейтральной вставки и контактной сети пройденного участка. (Такое положение может иметь место, например, когда при подходе поезда к нейтральной вставке по какой-либо причине произошло снятие напряжения с проходимого анкерного участка, а машинист при остановке поезда оценил создавшуюся ситуацию как остановку локомотива в пределах нейтральной вставки.). Может оказаться необходимым произвести трогание локомотива с одним передним поднятым токоприемником.
На станциях из-за большого числа путей и невозможности устанавливать между ними опоры контактной сети (исходя из требования соблюдать габариты приближения строений) контактные подвески монтируют на жестких и гибких поперечинах. При этом для того, чтобы обеспечить эксплуатационному персоналу возможность снимать для работы напряжение с части путей станции, контактные подвески отдельных путей или группы путей электрически изолируют друг от друга, врезая изоляторы между подвесками в нижние фиксирующие тросы гибких поперечин. 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 сети — тарельчатых и стержневых — они должны обеспечивать не только необходимую изоляцию, но и надежный проход непосредственно по ним токоприемников э.п.с.         

Секционный изолятор постоянного тока
Рис. 45 Секционный изолятор постоянного тока СИ-2У:
1 — несущий трос, 2— тарельчатый изолятор; 3 — вставка из биметаллического провода, закрытого полиэтиленовой втулкой, 4 — контактный провод; 5 и 9 — скользуны; 6 — дугогасящие рога; 7— полиэтиленовый чехол, 8 полимерные вставки

В связи с этим в секционных изоляторах (рис. 45) предусмотрены скользуны 5 и 9,  выполняемые обычно из контактного провода, которые расположены несколько ниже изолирующих элементов 8.
На линиях постоянного тока наибольшее распространение получили секционные изоляторы СИ-2У и СИ-6. В качестве изолирующих элементов в этих изоляторах использованы полимерные вставки из пресс-материала ЛГ-4С; длина вставок (1000 мм) рассчитана на номинальное напряжение контактной сети, а прямоугольное сечение — на наибольшее натяжение контактного провода. Секционный изолятор оборудован двумя парами дугогасящих рогов 6. Для предотвращения повреждений электрической дугой полимерных вставок и других элементов на эти элементы вблизи дугогасящих рогов надеты полиэтиленовые чехлы 7. С тем чтобы проход токоприемника по секционному изолятору был плавным, рога несколько смещены друг относительно друга в продольном направлении.
На линиях переменного тока применяют трехпроводные и малогабаритные секционные изоляторы, выполненные с использованием стержневых фарфоровых изоляторов, а также малогабаритные 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 изготовлении, но имеют тот существенный недостаток, что лишены каких-либо дугогасительных устройств.

Трехпроводный секционный изолятор переменного тока
Рис. 46. Трехпроводный секционный изолятор переменного тока:
1— несущий трос, 2  —  стержневой изолятор; 3 — основной контактный провод, 4 — зажим средней анкеровки, 5 — биметаллический сталемедный провод, 6 — натяжная муфта; 7 — переходной зажим секционного изолятора, 8 — коромысло, 9 — распорка, 10 — дополнительные контактные провода; 11 — клиновой зажим
Секционный изолятор
Рис. 47. Секционный изолятор ЦНИИ 7МА
1 — полимерный изолятор, 2 — дугогасящий рог, 3, 6 — регулировочные стержни, 4 — соединительный зажим, 5 — наружный скользун, 7 —
внутренний скользун, 8 — изолирующие элементы

Это предопределило значительное число их разрушений в результате воздействия на образующие их контактные провода электрической дуги, возникающей при заезде э.п.с. на отключенные секции контактной  сети.
Секционные изоляторы ЦНИИ-7МЛ (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 внутреннего скользуна 7 и третьей пары дугогасящих рогов, расположенных 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 анкерных участков.
В нормальных эксплуатационных условиях секции контактных 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 включенном положении. Такие же секционные разъединители установлены и на изолирующих сопряжениях анкерных участков и на питающих линиях.
Секционные разъединители на контактной сети постоянного и переменного тока различны. Первые из них имеют более мощные контакты (ножи). Изоляторы вторых рассчитаны на более высокое напряжение.
В секционном разъединителе постоянного тока из двух изоляторов, на которых установлены контакты, подвижным является один, который вращается относительно горизонтальной оси в его основании (рис. 48), а в разъединителе переменного тока— оба изолятора, которые повертываются вокруг своих вертикальных осей (рис. 49).
Разъединители оборудуются ручными или электрическими (двигательными) приводами. Последние обеспечивают возможность дистанционного управления (телеуправления). Переключения разъединителей производятся по приказам энергодиспетчера электромонтерами или специально уполномоченными на это лицами либо самим энергодиспетчером, если участок оборудован телеуправлением.
Секционными разъединителями отключают только обесточенные участки контактной сети, поскольку они не рассчитаны на гашение мощной дуги, которая возникла бы в момент расхождения контактов (ножей), если по ним протекал тяговый ток.
Секционный разъединитель постоянного тока с электрическим приводом
Рис 48. Секционный разъединитель постоянного тока с электрическим приводом
1 — кронштейн; 2 — рычаг, 3, 6 — подвижной и неподвижный изоляторы, 4 —  ножи 5 — дугогасящий рог, 7 — тяга, 8 — привод
Секционный разъединитель переменного тока с электрическим приводом
Рис. 59. Секционный разъединитель переменного тока с электрическим приводом.
1 — разъединитель, 2   — вал, 3  — привод

§

Характерным для станций является наличие пешеходных мостов, которые относятся к легким искусственным сооружениям.

Способ прохода контактной сети под такими мостами, как и в других искусственных сооружениях — путепроводами, мостами через реки и суходолы, тоннелями, зависит прежде всего от высоты над уровнем головок рельсов самой низкой точки их перекрытий. Высокие перекрытия позволяют пропускать подвеску свободно (рис. 50, а); при более низких перекрытиях отрезок несущего троса изолируют от контактной подвески (рис. 50,б), с тем чтобы он не оказывался под напряжением и мог соприкасаться с заземленными элементами 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.

Схемы прохода контактной подвески под пешеходными мостами и легкими путепроводами
Рис. 50. Схемы прохода контактной подвески под пешеходными мостами и легкими путепроводами

При этом в некоторых случаях удается пропустить под путепроводом дополнительный несущий трос, присоединенный но 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 непосредственно к путепроводу с помощью изолированных струн (рис. 51,б).
Как можно видеть, при последней схеме прохода контактной подвески ее площадь сечения под путепроводом меньше нормальной. Для устранения «узкого» места под путепроводом устраивают обвоз, т. е на отдельных изоляторах в стороне от пути, вне габарита токоприемника подвешивают медный многопроволочный провод площадью сечения не менее площади сечения несущего троса и подключают к последнему с разных сторон путепровода, обычно около поперечных электрических соединителей.
Анкеровку полукомпенсированной контактной подвески на путепроводе можно выполнить при любом взаимном расположении анкерных опор и путепровода, поскольку несущий трос не перемещается вдоль пути при изменении температуры окружающего воздуха.
Схемы прохода контактной подвески под тяжелыми путепроводами
Рис. 51. Схемы прохода контактной подвески под тяжелыми путепроводами

В противоположность этому при компенсированной подвеске несущий трос, перемещающийся вдоль пути, можно анкеровать за путепровод только в том случае, когда он расположен в середине анкерного участка и может быть использован для средней анкеровки троса.

Контактная подвеска на мостах с ездой поверху, длина которых превышает длину пролета, подвешивается на опорах, установленных на специальных 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. С тем чтобы при этом в серединах пролетов несущий трос и контактный провод не сближались настолько, чтобы нельзя было установить 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 перемещении, например при температурной деформации контактного провода, не должны приближаться к заземленным перекрытиям на расстояние меньше регламентированных электрических («воздушных») зазоров.
Значение электрических зазоров на искусственных сооружениях, т. е. кратчайших расстояний от элементов контактной сети, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений, зависит от номинального напряжения сети. На наших железных дорогах нормальные значения электрических зазоров для линий постоянного и переменною тока составляют соответственно 200 и 350 мм.
Схемы прохода контактной подвески на мостах с ездой понизу
Рис .52. Схемы прохода контактной подвески на мостах с ездой понизу при низком (а) и высоком (б) расположении перекрытий (ветровых связей); УГР —уровень головок рельсов (размеры указаны для перегонов)
В исключительных случаях при монтаже контактной подвески в старых искусственных сооружениях с разрешения МПС эти зазоры могут быть уменьшены соответственно до 150 и 300 мм.

§

Для обеспечения надежной работы контактной сети в искусственных сооружениях очень важно, чтобы при любых эксплуатационных условиях (в том числе при сильных ветрах и при проходе токоприемников с завышенным статическим нажатием) воздушные зазоры между контактным проводом и перекрытиями моста не были меньше указанных выше.
С этой целью на большинстве сооружений устанавливают отбойники, выполняемые из уголковой стали. Отбойник крепят к мосту посредством изоляторов (рис. 53), а его нижнюю точку располагают на такой высоте, при которой в случае прижатия к отбойнику контактного провода между последним и заземленным элементом искусственною сооружения оставался нормированный зазор. Чтобы под отбойником в момент прохода токоприемника не образовывалась жесткая точка на контактном проводе, между ними в спокойном положении должно выдерживаться 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.

Отбойник контактного провода на путепроводе
Рис. 53. Отбойник контактного провода на путепроводе
1— стержневой изолятор, 2 — отбойник, 3 — контактный провод, 4 — крепительный уголок

Как видно из последнего рисунка, собственно отбойнику, выполняемому из уголка, придается дугообразный вид; это необходимо для того, чтобы при перекосе полоза токоприемника исключить возможность удара полоза по отбойнику. Правильное положение отбойника обеспечивается здесь установкой его на двух изоляторах.
На контактной сети, однако, немало отбойников установлено на одном изоляторе, расположенном посередине. Такие конструкции, как показал опыт эксплуатации, менее надежны, поскольку ослабление затяжки крепительного болта на изоляторе приводит к наклону отбойника и попаданию его конца в габарит токоприемника.

Рис. 54. Ограничитель подъема контактного провода
Ограничитель подъема контактного провода
1 — контактный провод 2 — фиксирующий зажим, 3 — упругое кольцо, 4 — несущий трос

В связи с этим локомотивным бригадам при движении э.п.с. в искусственном сооружении следует обращать серьезное внимание на положение отбойников, установленных на одном изоляторе. О замеченной неисправности нужно немедленно уведомить энергодиспетчера, памятуя о том, что ликвидация повреждений контактной сети на искусственных сооружениях, особенно на мостах через реки, где характерны сильные ветры, требует значительно большего времени, чем в других местах.
В ряде случаев вместо жестких отбойников, а иногда и дополнительно к ним, у искусственных сооружений устанавливают (см рис. 51,б) упругие ограничители подъема контактного провода, выполненные из стального или биметаллическою троса в виде кольца большого диаметра; верхняя часть его присоединена к несущему тросу пли через изолятор к специальному кронштейну на мосту, а нижняя — к контактному проводу (рис. 54).

§

Высота подвески контактного 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 случаях с разрешения МПС в пределах искусственных сооружений, расположенных на путях станций, на которых не предусматривается стоянка подвижного состава, а также на перегонах, эта высота может быть уменьшена до 5550 мм на линиях постоянного тока и до 5675 мм на линиях переменного тока.
На подходах к низким искусственным сооружениям важно обеспечить определенный характер снижения контактного провода, т. е. располагать его с некоторым уклоном. На участках с наибольшими скоростями движения 160 км/ч допускается 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 и участком, где провод расположен с допустимым (основным) уклоном, устраивать переходные участки длиной не менее одного пролета с уклоном в 2 раза меньше основного.
Контактный провод на мостах и под путепроводами фиксируется с помощью фиксаторов, устанавливаемых на кронштейнах, прикрепляемых крюковыми болтами к фермам или балкам.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 55. Схема расположения контактной подвески в тоннеле на прямом участке пути

Особенно сложно выполнение контактной сети в тоннелях, где для нее выделяется весьма малое пространство. В более  свободных тоннелях удается разместить цепную полукомпенсированную контактную подвеску, сблизив точки подвеса несущего троса до 20—30 м, уменьшив конструктивную высоту до 400—500 мм и применив скользящие струны.
Одна из возможных схем контактной подвески для прямого участка тоннеля приведена на рис. 55. Определенное взаимное расположение двух контактных проводов в плане — поочередное сближение и удаление в смежных пролетах, достигаемое установкой между ними коротких и длинных распорок, позволяет, с одной стороны, обойтись здесь без фиксаторов, а с другой -обеспечить равномерный износ контактных элементов полоза токоприемника по их длине.
Крепление цепной подвески к своду тоннеля может быть различным. На линиях постоянного тока оно выполняется посредством вертикально расположенного подвесного изолятора.
Крепление контактной подвески на линии переменного тока к своду тоннеля
Рис 56. Крепление контактной подвески на линии переменного тока к своду тоннеля

На линиях переменного тока крепление может быть выполнено с помощью гибких поперечных связей, составленных из стержневых 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 устанавливать на тех же кронштейнах, которые поддерживают несущий трос (если имеются такие кронштейны), или располагать 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 контактную подвеску (без несущего троса) с частым подвешиванием контактного провода на струнах к изоляторам, установленным в своде. Для исключения большого наклона струн вблизи тоннеля располагают среднюю анкеровку.
С целью повышения ветроустойчивости контактной подвески на мостах через реки всегда применяют два контактных провода, если даже в этом ног необходимости по условиям съема тока. В тоннелях иногда число контактных проводов увеличивают до трех-четырех, с тем чтобы улучшить качество токосъема и повысить общую площадь сечения подвески.

§

Контактная сеть и токоприемники э.п.с., постоянно взаимодействующие между собой, должны обеспечивать надежный и экономичный токосъем, т. е. безотказность работы этих устройств в процессе взаимодействия и малое изнашивание контактных проводов.
Качество токосъема на электрифицированных линиях определяется двумя основными факторами:
условиями механического взаимодействия движущегося токоприемника и контактной подвески;
выбором материалов контактирующих частей: контактного провода и токосъемных элементов токоприемника.
В данном параграфе рассматривается первый из двух факторов. Важность его определяется тем, что ухудшение условий механического взаимодействия, в частности нарушение контакта, приводит не только к отказам контактной сети и токоприемников, но и к снижению устойчивости работы электрооборудования э.п.с., повышению уровня помех в устройствах связи, расположенных вблизи железных дорог, а также к увеличению трудовых затрат на содержание и ремонт контактной сети и токоприемников из-за повышенного износа в скользящем контакте.
Взаимодействие токоприемника и контактной подвески представляет собой сложный механический процесс, так как в обоих взаимодействующих устройствах в зависимости от положения точки контакта и условий ее перемещения изменяются жесткость, масса, силы трения.
При движении э.п.с. высота полоза токоприемника над уровнем головок рельсов не остается одинаковой, что объясняется непостоянством высоты подвеса контактного провода, эластичности и массы контактной подвески в пролете. С другой стороны, при проходе одной и топ же точки контактной сети разными токоприемниками подъем контактного провода под их воздействием 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 взаимодействия 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 значит, во-первых, что не происходит отрывов полоза токоприемника 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 легко определяются по искрению, которое периодически появляется в контакте при движении э.п.с., особенно в то время, когда тяговый ток значителен.
Если контактное нажатие близко к постоянному, то это значил, 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 (инерционной) и аэродинамической подъемной сил.
Статическое нажатие токоприемника представляет собой нажатие полоза неподвижного токоприемника на контактный провод. Оно создается рабочими (подъемными) пружинами токоприемника. На его значение влияют силы трения в шарнирах подвижной системы: при движении полоса вниз (при опускании динамометра в процессе измерения) статическое нажатие оказывается больше, чем при движении вверх, на удвоенное значение этой силы.  По этой причине статическую характеристику токоприемника (графическое изображение зависимости нажатия Р от подъема Н полоза) изображают двумя линиями (рис. 57): кривая 1, снятая при движении полоза вниз, представляет собой пассивное нажатие, кривая 2, снятая при движении полоза вверх,— активное.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис 57 Статическая характеристика токоприемника Л-13У 1— пассивное нажатие, 2 —активное нажатие, h — рабочим диапазон высоты
Регулируя начальное натяжение рабочих пружин накручиванием их на прицепы (штанги) или скручиванием, а также изменяя на главных валах токоприемника положение рычагов, к которым крепятся прицепы, можно добиться того, чтобы в рабочем диапазоне высоты полоза наибольшее активное нажатие и наименьшее пассивное не выходили из заданных пределов статического нажатия.
У токоприемников тяжелого типа (типа Т), предназначенных 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 токоприемников легкого типа (типа Л), предназначенных для грузовых и пассажирских электровозов переменного тока и электропоездов обеих систем тока и рассчитанных при движении на съем тока до 500 диапазон статического нажатия 6—10 кгс.
Динамическая инерционная сила, возникающая в контакте, зависит от значений приведенной массы токоприемника и вертикального ускорения этой массы
Приведенной массой токоприемника называется условная масса, сосредоточенная в точке соприкосновения полоза с контактным проводом и оказывающая в процессе движения э.п.с. такое же воздействие на 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 вертикальном направлении с наибольшими ускорениями.
Вертикальное ускорение приведенной массы токоприемника зависит от скорости движения э.п.с., характера изменения эластичности контактной подвески в пролете, и от стрелы провеса контактного провода. При разработке контактных подвесок для обеспечения хорошего токосъема стремятся к тому, чтобы эластичность подвески во всех точках пролета была как можно более одинаковой. Однако большинство контактных подвесок, смонтированных на электрифицированных дорогах, такому требованию не удовлетворяют. Стрела провеса несущего троса полукомпенсированной подвески изменяется при изменении температуры окружающего воздуха и поэтому большей частью времени контактный провод не располагается беспровесно.
Оба этих обстоятельства — неодинаковая эластичность и наличие стрелы провеса контактного провода — являются причинами того, что траектория полоза обычно нелинейна, т. е. токоприемник в каждом пролете движется с вертикальным ускорением
Для снижения инерционной силы, которая вызывает изменения 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 токопроводящих элементов рассчитаны на протекание нормированного длительного тока. Действующим стандартом приведенная масса токоприемников тяжелой серии ограничивается значением 45 кг, легкой серии — 33 кг.
Аэродинамическая подъемная сила возникает в результате воздействия на токоприемник воздушного потока. Она прямо пропорциональна квадрату скорости обтекающего токоприемник потока и зависит от его направления, а также площадей сечений и конфигурации отдельных элементов токоприемника. Последняя 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 полоза обычно подъемная сила рам не превышает 30% подъемной 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 безветрия аэродинамическая подъемная сила переднего и заднего токоприемников неодинакова. Это объясняется зависимостью подъемной силы от угла атаки воздушного потока в зоне расположения полоза, т. е. от направления потока относительно горизонтальной плоскости. Как показали испытания, углы атаки в зонах расположения полозов передних поднятых токоприемников электровозов обычно находятся в пределах от 2 до 2,5°, а в зонах полозов задних поднятых токоприемников — в пределах от 1 до 1,5°. Такая разница в углах атаки, определяющая меньшие значения подъемной силы на заднем токоприемнике, а следовательно, и меньшие отжатая им контактного провода, является одним из обстоятельств, определивших нормальный режим работы электровоза на этом токоприемнике.

(Другая причина выбора заднего токоприемника в качестве рабочего заключается в том, что при сильном разрушении поднятого переднего токоприемника в аварийной ситуации его оторвавшиеся элементы могут повредить движущийся за ним опущенный резервный токоприемник.)
Углы атаки в зоне полозов поднятых токоприемников электропоезда близки к нулю, т е воздушные потоки на значительном 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 электроподвижным составом высоких насыпей. Обтекая насыпь и находящийся на ней подвижной состав, воздушный поток в приземном слое деформируется и меняет свои параметры скорость воздушного потока в зоне полоза поднятого токоприемника увеличивается но 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 моменты  43°.
Обычно при конструировании токоприемников принимают меры к снижению аэродинамической подъемной силы. Это необходимо для того, чтобы уменьшить зависимость подъемной силы, а следовательно, и контактного нажатия от скорости и направления ветра, т е исключить существенное увеличение отжатый контактного провода токоприемником в условиях сильного ветра. Таким образом, малая аэродинамическая подъемная сила токоприёмника способствует снижению повреждении контактной сети
Однако было бы ошибкой считать, что пулевая аэродинамическая подъемная сила — идеал, к которому следует стремиться. Дело в том, что в процессе движения динамическая сила в зависимости от знака вертикального ускорения токоприемника может быть или положительной, или отрицательной, т е вызывать увеличение контактного нажатия или уменьшение его. При движении э.ч. с. с повышенной скоростью по участку, который оборудован неравноэластичной контактной подвеской, или, особенно, по участку с полукомпенсированной подвеской, когда стрелы провеса контактного провода велики, контактное нажатие в моменты появления отрицательных инерционных сил становится 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 увеличивать статическое нажатие сверх оптимального нецелесообразно, так как это приведет к усилению механического износа контактного провода и токосъемных пластин полоза на всем участке, в том числе и там, где скорость движения э. п. с невелика и нарушения контакта не возникали.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
В противоположность этому, небольшая аэродинамическая подъемная сила, значение которой пропорционально квадрату скорости встречного воздушного потока (инерционная сила пропорциональна квадрату скорости движения эпс), заметно увеличивает контактное нажатие не везде, а именно там, где контакт 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 аэродинамическая подъемная сила превышает среднее статическое нажатие не более чем в 1,8 раза.
О динамических качествах наиболее распространенных токоприемников можно судить по данным, приведенным в табл. 2.
На условия взаимодействия токоприемника и контактной подвески в жестких точках и на неровностях контактного провода 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 токоприемника,— снизить влияние массы подвижных рам на контактное нажатие в моменты прохода токоприемником указанных неровностей и жестких точек. В двухполозных токоприемниках каретки обеспечивают также равномерное распределение нажатия между полозами.

Каретки токоприемников
Рис 58. Каретки токоприемников П-1 (a), 2SLS-1 и 3SLS-1 (б)

Лучшими каретками считаются такие, которые имеют достаточно большой ход и малое изменение жесткости при их деформации, а также обеспечивают определенную упругость полоза не только в вертикальном направлении, но и в направлении движения э и с. Последнее обеспечивается, например, в каретках токоприемников П-3А и П-1 (рис. 58, а) и не обеспечивается в плунжерных каретках токоприемников 10РР2, 17РР2, 2SLS-1 и 3SLS-1 (рис. 58,б).
Соединение полозов с каретками всегда выполняется шарнирным, что позволяет полозу принимать определенный наклон, если контактный провод расположен негоризонтально. 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 полоза увеличивают насколько возможно ширину полоза, а расстояние между контактной поверхностью полоза и осью свободного вращения принимают таким, чтобы воздействие на него горизонтальных внешних сил (потока воздуха и сил трения в скользящем контакте) было уравновешено. Заклинивание полоза на каретке, которое иногда предлагается, не может сыграть здесь положительной роли в улучшении качества контакта.
На характер взаимодействия не в меньшей мере, чем конструкция и параметры токоприемника, влияют конструктивное выполнение и параметры контактной подвески. Одной из важнейших в этом отношении характеристик контактной подвески, как уже говорилось, является ее эластичность. С тем чтобы сравнивать статические качества разных подносок, введен коэффициент непостоянства эластичности, который представляет собой отношение эластичности контактной подвески в середине пролета к эластичности в створе опоры.

Наилучшие условия токосъема обеспечивают контактные подвески, у которых этот коэффициент меньше, т. е. ближе к единице.
Равноэластичными подвесками называют подвески, у которых кэл=1. Однако у нас существует только одна равноэластичная подвеска — рычажная, созданная в последнее время. В остальных же подвесках эластичность в опорной точке меньше, чем в середине пролета; это хорошо видно на эпюре эластичности одинарной рессорной подвески — графике значений эластичности 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 опорною зону.
В средней части пролета эластичность прямо пропорциональна длине пролета и обратно пропорциональна натяжению несущего троса и контактного провода, т е., например, укорочение 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, т. е. при определенной длине пролета но возможности увеличивать натяжение образующих подвеску проводов.
В опорной зоне одинарной рессорной подвески (а именно она имеет преимущественное распространение) эластичность зависит не только от натяжения основных проводов подвески, но и в значительной степени от параметров рессорной струны — длины и натяжения рессорного провода.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 59 Схема пролета одинарной рессорной контактной подвески (а) и эпюра ее эластичности (б)
1 — несущий трос; 2— рессорный провод; 3— струна, 4 — контактный провод

Для повышения эластичности подвески в створе опоры, что необходимо для ее выравнивания в пролете, следует увеличивать длину рессорного провода 2 α (см. рис. 59, а) и расстояние с между опорой и ближайшей к ней струной, установленной на несущем тросе.
Соответствующие расчеты и многочисленные экспериментальные исследования показали, что эластичность подвески на участке от створа опоры до первой струны, установленной на несущем тросе, изменяется несущественно. Поэтому в этой зоне се можно принимать одинаковой; на эпюре эластичности эта зона представится отрезком горизонтальной прямой (см. рис. 59,б).
В средней части пролета, между ближайшими к опорам простыми струнами закон изменения эластичности может быть принят параболически.
Удовлетворительное качество токосъема при компенсированных 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; на линиях переменного тока, где компенсированная подвеска имеет один контактный провод, достаточен рессорный провод длиной 12 м.
При изменении температуры окружающего воздуха натяжение контактного провода в любых подвесках и натяжение несущего 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 40° С приводит в полукомпенсированной рессорной подвеске с двумя контактными 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 качество токосъема при контактных подвесках с большим непостоянством эластичности (кэд>1,3) существенно влияет стрела провеса контактных проводов f. Многочисленные экспериментальные исследования, в частности при скоростях движения 160—200 км/ч, показали, что наилучшие условия взаимодействия токоприемника и контактной сети имеют место, когда между крайними простыми струнами (на длине —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 участке 60 м равна 60 мм.
По выбранной оптимальной стреле регулируют контактные провода компенсированных подвесок.

Основой вертикальной регулировки контактного провода полукомпенсированной подвески является то положение, чтобы оптимальная стрела провеса имела место при температуре воздуха, близкой к среднегодовой для данного района, т. е. чтобы степень ухудшения токосъема при крайне низкой и крайне высокой температурах окружающего воздуха была одинаковой.
Условия механического взаимодействия ухудшаются при увеличении расстояний между соседними струнами, что объясняется значительными стрелами провеса контактного провода в межструновых пролетах (между опорами провод располагается пилообразно). Эти стрелы можно было бы уменьшить увеличением натяжения контактного провода, но таких возможностей нет, поскольку натяжения проводов уже приняты максимальными, в частности по условиям обеспечения наибольшей ветроустойчивости подвески. По этой причине единственным путем снижения межструновых стрел провеса остается сближение 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 сосредоточенные массы на контактном проводе и жесткие точки. Поэтому устанавливаемые на проводе струновые, стыковые и другие зажимы и фиксаторы должны быть возможно легкими, а поперечные и продольные электрические соединители — выполненными гибким многопроволочным проводом. По этой же причине крайне нежелательны жесткие распорки между несущим тросом и контактным проводом, а также жесткие отбойники на искусственных сооружениях, с которыми соприкасается контактный провод.
Таким образом, наилучшие условия взаимодействия с токоприемником 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 придать вид параболы.
Относящаяся к равноэластичным разработанная в нашей стране рычажная подвеска обеспечивает особенно высокое качество токосъема также потому, что общий уровень эластичности се выше, чем других подвесок, и, кроме того, взаимное влияние рычагов обеспечивает нормальное положение контактного провода 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.
Здесь следует отметить, что увеличение эластичности подвесок в опорных узлах всегда приводит к росту отжатий контактного провода. Это определяет повышенные требования к фиксаторам, которые должны быть рассчитаны на увеличенные перемещения.
Условия взаимодействия с контактной подвеской одного токоприемника 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 на двухсекционном электровозе или на двух одно- секнионных 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 точностью воздействие на контактную подвеску двух отстоящих друг от друга на расстоянии не более 40 м токоприемников можно заменить воздействием одного фиктивного токоприемника, результирующее нажатие которого
Р ф= Р т(2 —L/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 (например, как на электропоезде), гораздо сложнее, поскольку при любых скоростях движения каждый токоприемник, начиная со второго, перемещается по контактной подвеске, колеблющейся в результате воздействия предыдущих токоприемников. Иными словами, здесь происходит сложение колебаний. При этом результат (в частности, размах колебаний контактного провода) зависит от параметров контактной подвески и токоприемников, 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 представляет большую опасность, поскольку из-за больших размахов колебаний подвески не только серьезно ухудшается токосъем, но и возможны удары полозов токоприемника по фиксаторам.
С целью уменьшения размаха колебаний, возникающих при взаимодействии токоприемника и контактной подвески, принимают специальные меры. На токоприемниках устанавливают гидравлические демпферы, сопротивление которых возрастает с увеличением скорости перемещения подвижных рам, что характерно для работы токоприемника в условиях резонанса.
Пружинно-воздушные демпферы устанавливали и в струнах контактной подвески. Но стоимость изготовления и содержания большого числа демпферов оказалась слишком высокой и поэтому от них отказались. Значительно проще для снижения размаха колебаний рессорной компенсированной подвески устанавливать в опорных узлах простые (ограничительные) струны (рис. 60). При таком выполнении опорного узла эластичность подвески определяется наличием рессорной струны, а простая струна, ненагруженная в свободном состоянии, не позволяет контактному проводу в процессе колебаний занимать положение ниже его спокойного положения. Размах колебаний подвески ограничивается здесь не только при проходе токоприемников, но и при автоколебаниях, которые рассмотрены ниже.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 60. Опорный узел рессорной контактной подвески с ограничительной струной.
1 — несущий трос, 2 — рессорный провод, 3 — ограничительная струна; 4 — фиксатор; 5 — контактный провод
Снижению размаха колебаний способствует правильный выбор расстояния между соседними рабочими токоприемниками электропоезда. Возникшие резонансные колебания можно прекратить, изменив скорость движения э.п.с.

§

6. ИЗНАШИВАНИЕ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА И ТОКОСЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТОКОПРИЕМНИКА
Среди расходов, связанных с эксплуатацией электрифицированных железных дорог, одними из важных, в значительной мере определяющих эффективность электрической тяги, являются расходы, обусловленные изнашиванием контактных проводов, т. е. связанные с заменой изношенных проводов новыми. Эти расходы являются немалыми 1 и складываются из стоимости новых проводов, трудовых затрат по замене проводов и потерь из-за предоставления «окон» в графике движения поездов, которые необходимы для выполнения основных работ.
1. При расчете расходов на замену изношенного контактного провода новым учитывается стоимость материала изношенного провода, сдаваемого в металлолом.
Поэтому выбору материала и технологии изготовления контактного провода и токосъемных элементов токоприемника наряду с выбором динамических параметров взаимодействующих устройств придается большое значение. Не в малой мере на интенсивность изнашивания проводов и токосъемных элементов влияет также качество содержания контактной сети и токоприемников.
Изнашивание элементов скользящего контакта является сложным электромеханическим процессом. Для удобства изучения этот процесс обычно разделяют на электрический и механический, хотя такое деление весьма условно, так как электрические и механические явления в контакте взаимозависимы. Так, при дуговом токосъеме, например во время гололеда, сильно ухудшается состояние поверхности трения; но это приводит к усилению механического изнашивания. В то же время при грубых механических повреждениях этой поверхности становится более интенсивным и электрическое изнашивание.
Электрическое изнашивание вызывается в основном электрической эрозией, под которой понимают плавление, испарение и направленный выброс (перенос) материала под действием электрических разрядов, как устойчивых (дуговой токосъем)г так и единичных неустойчивых (искрение). Стойкость контактного материала к электрической эрозии определяется главным образом температурой плавления (для графита — температурой сублимации) материала. Самая низкая для наиболее распространенных 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 неподвижном, так и подвижном скользящем контакте непосредственное соприкосновение двух контактирующих, в том числе плоских элементов, осуществляется лишь в отдельных, далеко отстоящих друг от друга точках. Поэтому интенсивность изнашивания 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 плоский единый жесткий элемент и число точек, в которых при этом имеется металлический или условнометаллический контакт, характеризующийся электронной проводимостью, равно трем. Если же один из электродов разделить на две механически независимые упругие части, то число контактных точек, приходящееся на каждую часть, также будет равно трем. Всего же здесь станет 6 точек.
Рис. 61. Схема полоза с подрессоренными средними рядами контактных пластин:
Схема полоза с подрессоренными средними рядами
1 — подрессоренная пластина; 2 — листовая пружина. 3 — пластины на каркасе полоза

Благодаря этому интенсивность электрического изнашивания материала уменьшится, несмотря на то, что плотность тока во всем контакте осталась прежней.
Последним обстоятельством объясняется эффективность подрессоривания полоза токоприемника, т. е. выполнения полоза в таком виде, когда, например, средние 2 ряда контактных пластин закреплены на вертикальных спиральных пружинах или горизонтальных листовых, установленных на каркасе четырехрядного 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 каркасе, показали, что нагрузочная способность по току, устанавливаемая по предельно допустимой температуре нагрева пластин у первого полоза на 10% выше, чем у второго.
В общем случае интенсивность электрического изнашивания контактного провода выше в местах трогания, а также на подъемах, где э.п.с. потребляет значительные токи. По этой же причине срок службы контактного провода на линиях постоянного дока при равных эксплуатационных условиях (числе и массе поездов) меньше, чем на дорогах переменного тока.
Механическое изнашивание происходит при трении скользящих поверхностей. При трении без смазки имеет место молекулярно-механическое изнашивание, выражающееся в схватывании контактирующих поверхностей, грубом задире, глубинном вырывании частиц. Характер трения при наличии смазки определяется химическим р, действием смазки на основной металл; в скользящем контакте «полоз—провод» он мало зависит от вязкости смазки, поскольку здесь ее слой чрезвычайно тонок.
Основными видами изнашивания в контакте «полоз—провод» являются окислительное, усталостное, абразивное и молекулярно-механическое. Окислительное изнашивание связано с образованием и разрушением тонких окисных пленок на поверхностях трения; обычно наличие окисных пленок препятствует другим видам изнашивания. Усталостное изнашивание связано с деформированием трущихся поверхностей и растрескиванием перенаклепанного слоя металла с последующим его удалением. Абразивное изнашивание обусловлено попаданием между трущимися 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, приходящегося 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 поверхностных слоев, но, с другой стороны, он способствует разрушению смазки (особенно органического происхождения), вызывает разупрочнение поверхности трения и снижает ее стойкость к абразивному и молекулярно-механическому изнашиванию (схватыванию, задирам).
Интенсивность изнашивания во многом зависит от материала контактной пары (на электрифицированных железных дорогах — контактного провода и токосъемных элементов токоприемника). Неблагоприятным в этом отношении является выполнение контактной пары из одного металла. Именно поэтому в последние годы в основном отказались от применения на полозах токоприемников медных контактных пластин.
Рассмотрим сначала, как влияет на интенсивность изнашивания контактного провода конструктивное выполнение и содержание контактной сети, а затем — материал и состояние контактных элементов и полозов токоприемников.
На наших дорогах, как сказано выше, в подавляющем большинстве 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 низколегированных проводов на наиболее грузонапряженных участках показал, что они обладают на 10—15% большей износостойкостью, чем медные.
Еще более износостойкими являются термообработанные бронзовые контактные провода (из кадмиевой бронзы); по сравнению с медными они обладают также повышенной термостойкостью и прочностью. Однако эти провода имеют существенный 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 подвеске, характер изменения эластичности подвески в пролете, наличие на проводе сосредоточенных масс, жестких точек и неровностей. Объясняется это тем, что указанные обстоятельства предопределяют возникновение в отдельных точках провода резких изменений контактного нажатия при проходе токоприемников— его повышений, вызывающих усиление механического изнашивания провода, и понижении (вплоть до нулевого значения, т. е. отрывов полоза от провода), вызывающих усиление электрического изнашивания. В результате этого на контактном проводе появляются зоны с большим местным износом.
Если зон с повышенным местным износом немного и они коротки, то в этих местах можно сделать вставки из нового провода 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 основного 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 качества токосъема придется заменить контактный провод на всем участке, хотя средний износ провода на нем еще не достиг допустимого 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 болтовых соединительных зажимов, с помощью которых провода электрических соединителей подключаются к контактному проводу прессуемыми зажимами, имеющими меньшую массу. Решению той же задачи способствует применение более легких дюралюминиевых фиксаторов и тросовых вместо стальных полосовых.
Влияние фиксатора как жесткой точки особенно сильно проявляется на кривых малых радиусов, где в точках фиксации велика 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 фиксаторов (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.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис 62. Схемы установки сдвоенных фиксаторов с внешней (а) и внутренней (б) сторон кривой:
1 — опора; 2 — кронштейн, 3— изолятор, 4 — гибкий фиксатор, 5 — контактный провод, 6 — обратный фиксатор

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 высокими антифрикционными свойствами (низким коэффициентом трения), но и большой термостойкостью, а следовательно, большой стойкостью к электрической эрозии. Обеспечивая минимальный 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 твердость, но и более высокое электрическое сопротивление. Поэтому их применяют на токоприемниках, снимающих меньшие токи — на э.п.с. переменного тока и электропоездах постоянного тока.
Вставки типа Б имеют в 2 раза меньше электрическое сопротивление, но и более низкую твердость, определяющую большую интенсивность изнашивания, а следовательно, меньший пробег самих вставок. Их применяют на электровозах постоянного 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.
Профиль угольной вставки
Рис. 63. Профиль угольной вставки

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 поверхности вставки типа Б выполняют продольную риску на высоте 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 контроля допустимого в эксплуатации износа вставки). Вставки типа А отличительной маркировки не имеют.
Несколько большая интенсивность изнашивания контактного провода, чем при угольных вставках, по меньшая, чем при медных пластинах, имеет место при металлокерамических пластинах.

Металлокерамическая пластина
Рис. 64. Металлокерамическая пластина

Такие пластины изготовляют методами порошковой металлургии — прессованием или прокаткой и последующим спеканием различных металлических и неметаллических (в частности, графитовых) порошков. В настоящее время на токоприемниках применяют металлокерамические пластины (рис. 64) из спеченного материала на железной основе типа ВЖЗ. Их изготовляют прокаткой смеси железного (77%), медного (22%) и никелевого порошков. С целью повышения эксплуатационных свойств пластины при изготовлении пропитывают в автоклаве легкоплавким сплавом С05, состоящим 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 пассажирских электровозах, обеспечивающих централизованное электроснабжение вагонов, а также из-за недопустимости совместной работы угольных вставок и медных пластин. Последнее убедительно доказано соответствующими исследованиями и опытом дорог: медные пластины уничтожают полировку рабочей поверхности контактного провода и тем самым резко снижают эффект в отношении снижения износа провода за счет применения угольных вставок. При централизованном электроснабжении 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 нельзя 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 условиях осаждения гололеда и инея на контактной сети; методы порошковой металлургии позволяют соединять в спеченном материале любые компоненты, т. е. получать пластины с желаемыми техническими характеристиками.
На тех участках, где продолжается эксплуатация медных пластин, для уменьшения износа контактного провода на полозах токоприемников между этими пластинами, а на ряде дорог и между металлокерамическими пластинами закладывают сухую графитовую смазку основного состава СГС-О, состоящую из 65 частей графита и 35 частей кумароновой смолы. Ее наносят в горячем (при 180—190° С) состоянии после того, как полозы тщательно очищены от старой смазки, нагреты до 120— 140° С и прогрунтованы кумароновой смолой. После охлаждения полозов производят зачистку их от лишней смазки, с тем чтобы ее верхняя поверхность и поверхность пластин образовывали единую плоскость.
В случае выкрашивания смазки СГС-0 в процессе эксплуатации на пунктах технического обслуживания полозы подмазывают в холодном состоянии сухой графитовой смазкой дополнительного состава СГС-Д, состоящей из 30 частей графита, 15 частей кумароновой смолы и 55 частей каменноугольного или нефтяного сольвента.
На дистанциях контактной сети ведется регулярное измерение износа контактных проводов, что позволяет и запировать замену изношенных проводов и определять интенсивность их изнашивания. Последнее дает возможность оценивать эффективность различных мер по снижению изнашивания контактных проводов, например замены материала контактных элементов токоприемников.
Интенсивность изнашивания контактного провода на каждом анкерном участке обычно выражается средним идеальным шлюсом, представляющим собой измеренное в квадратных миллиметрах среднее на анкерном участке уменьшение площади поперечного сечения, отнесенное к 10 тыс. проходов э.п.с. Наряду с этим в качестве показателя интенсивности изнашивания применяют удельную потерю меди контактного провода в кг на 1000 км пробега э.п.с.
В локомотивных депо ведут учет расхода контактных элементов токоприемника. Удельный расход, отражающий интенсивность их изнашивания, выражают в тоннах или тысячах штук на 1 млн. км пробега э.п.с.
Интенсивность изнашивания контактного провода в определенной степени зависит от эксплуатационного состояния полозов. В свою очередь состояние контактной сети влияет на расход контактных элементов токоприемника.
Так, например, как только что было указано, сухая графитовая смазка после заправки полоза должна располагаться вровень с рабочей поверхностью контактных пластин. Если же смазку нанести с избытком, то в определенные моменты времени 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 причиной пережога контактного провода. Малое количество смазки, наоборот, приводит к сухому трению, и это усиливает механический износ контактной пары.
Эксплуатационный опыт показывает, что ухудшению состояния контактных поверхностей провода и пластин способствует неправильная установка медных и металлокерамических пластин 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 среднего ряда съем тока в первое время работы полоза осуществляется только пластинами крайних рядов, в результате чего плотность тока в контакте возрастает.
Наличие жестких точек и неровностей на контактном проводе, например некачественное выполнение стыковки провода или плохой монтаж секционного изолятора, приводят к возникновению 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 элементов токоприемников, контролируя состояние полозов локомотивов на пунктах технического обслуживания и уведомляя работников энергоучастков (через дежурных но станциям) о местах возникновения сильного искрения и отдельных мощных электрических дуг. При этом не следует смешивать появление дуг из-за плохого состояния контактной сети с их появлением в местах секционирования — на изолирующих сопряжениях анкерных участков и секционных изоляторах. В последнем случае это связано 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 удовлетворительным. 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.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 65. Характер износа угольных вставок на полозе при заниженных зигзагах контактного провода

При хорошем состоянии подвижной системы токоприемника об ухудшенном состоянии пластин следует сообщить работникам энергоучастка, с тем чтобы те приняли свои меры по улучшению качества токосъема.
Одной из причин абразивного изнашивания является попадание 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.

§

Неблагоприятными для токосъема метеорологическими условиями 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 токосъем). Хотя длительность его в течение года незначительна, тяжелые последствия, к которым он может приводить, требуют своевременной и серьезной подготовки к борьбе с ним.
Атмосферные отложения на проводах при низких температурах воздуха подразделяются на 3 группы: 1) иней и кристаллическая изморозь; 2) гололед и зернистая изморозь; 3) замерзшие отложения мокрого снега. Нередко встречаются сочетания отложений 2-й и 3-й групп.
Отложения 1-й группы возникают при переходе находящегося 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. Гололед, представляющий собой твердый осадок стекловидного строения из прозрачного или матового льда, образуется особенно часто при температуре от 0 до —5° С и ветре 5—10 м/с; толщина 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 замерзает; 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 гребнеобразную форму. Если же ветер направлен вдоль провода, гололед образуется на всей его поверхности, но имеет пористое строение и меньшую интенсивность.

В практике, когда нет необходимости уточнять вид атмосферного отложения, применяют обобщенный термин «гололед».
Лед имеет очень высокое электрическое сопротивление и поэтому покрытие проводов гололедными отложениями любого вида вызывает ухудшение контакта между ними и полозами. При движении э.п.с. отрицательное влияние гололеда на токосъем проявляется в сильном искрении, хорошо видимом даже в светлое время суток, результатом которого является резкое ухудшение поверхностей провода и контактных элементов полоза. В наиболее тяжелых случаях под воздействием электрических дуг происходят прожоги каркасов полозов.
Наиболее опасен гололед в моменты трогания э.п.с., когда, с одной стороны, токоприемник снимает большой ток, а с другой 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 контактным 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 токоприемника, увеличивающих их массу, и из-за заполнения льдом пространства между витками незакрытых кожухом подъемных пружин.
При осаждении плотного гололеда большой толщины механическая нагрузка на провода значительно возрастает и вследствие этого увеличиваются их стрелы провеса, если они заанкерованы с помощью компенсирующих устройств, или повышается натяжение, если они заанкерованы 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 аэродинамические силы, направленные попеременно вверх и вниз и совпадающие с направлением уже происходящего движения; возбужденные колебания могут усиливаться до тех пор, пока поступающая энергия ветра не станет равной энергии, поглощаемой колебательной системой (отдельными проводами или контактной подвеской).
В условиях автоколебаний с размахом до 200—400 мм во избежание пережогов контактного провода приходится ограничивать скорость движения э.п.с. При больших размерах колебаний движение может оказаться невозможным.

Борьба с гололедом на проводах контактной сети возможна электрическими, химическими и механическими способами. Наиболее эффективным средством борьбы с гололедом является его плавка путем сборки специальных схем питания и секционирования контактной сети, при которых по проводам подвески протекают значительные токи вне зависимости от нахождения на линии э.п.с. При этом большинством схем обеспечивается плавка гололеда без прекращения движения поездов. Опыт эксплуатации показывает, что на тех дорогах, где применяется профилактический 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 — немедленно сообщить об этом дежурному ближайшей станции, с тем чтобы поставить в известное ь энергодиспетчера о месте появления 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 механическими способами или при проходе токоприемника.
В настоящее время на электрифицированных линиях применяется антиобледенительная смазка ЦНИИ-КЗ. Основой ее является тормозная смазка ЖТКЗ-65, в которую введены специальные добавки, обеспечивающие плохое сцепление ее со льнул и хорошее — с защищаемыми поверхностями. Нанесение смазки ЦПИИ-КЗ на контактные провода, рога секционных разъединителей и т. п. производят при сухом состоянии поверхностей непосредственно перед началом гололедного сезона.
Механическая очистка проводов контактной сети от гололеда является наименее производительной. Она может оказаться целесообразной лишь при малой протяженности участка с гололедом, когда применение плавки неэкономично. Механическая очистка производится гололедоочистительными установками барабанного 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 расположен на подвижной раме, смонтированной на изолированной площадке дрезины (автомотрисы), и выполнен в виде горизонтального барабана небольшого диаметра с продольными билами (жесткими стержнями) по окружности, т. е. в виде беличьего колеса.

Гололедоочистительная установка
Рис. 66. Гололедоочистительная установка МОГ-1:
1 — рама 2 — барабан; 3 — электродвигатель, 4 — тяга для опускания подвижной рамы, 5 – пружины подъема рамы; 6 — рабочая площадка дрезины, 7 — ременная передача

При вращении барабана электродвигателем, 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 отслоение гололеда. Более мощной является гололедоочистительная установка МОГ-2, снабженная двумя барабанами.
Рабочие органы установок МОГ-1 и МОГ-2 изолированы от земли (питание электродвигателей осуществляется от генератора автодрезины через изолировочный трансформатор) и поэтому очистка провода производится без снятия напряжения с контактной сети.
Виброполоз
Рис. 67. Виброполоз

Виброполоз (рис. 67) состоит из двух бил 2 — стальных блочков, изогнутых по форме токосъемного полоза и соединенных между собой поперечными балочками 3, посредством которых полоз связан с каретками токоприемника. Снизу к билам прикреплены четыре пневмовибратора 1.

При подаче сжатого воздуха от свистка малой громкости в пневмовибраторы 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 трехсекционного В Л11, 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 может быть введено в действие (из-за повреждения или неисправности), движение электровоза должно быть разрешено энергодиспетчером.
Трогание электропоездов желательно производить с дополнительно поднятым предварительно отключенным от силовой цепи передним токоприемником; этот токоприемник предназначается исключительно для очистки контактного провода от гололеда.
Подход электровоза к составу целесообразно производить на переднем токоприемнике. Этим обеспечивается очистка контактного провода от гололеда до того места, где будет находиться рабочий токоприемник электровоза, сцепленного с составом, т. е. задний токоприемник по направлению предстоящего движения.
Если поезд стоял 10 мин и более, то перед отправлением необходимо поднять оба токоприемника и по разрешению дежурного по станции обкатать контактный провод, проехав 2—3 раза туда и обратно в пределах участка, разрешенного дежурным.
При обнаружении локомотивной бригадой гололеда на перегоне, когда электровоз следовал на одном токоприемнике, нужно 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 устанавливают аэродинамические и динамические гасители колебаний. 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 несущему тросу и заключенные в цилиндрический кожух (рис. 68);
рассеивание энергии здесь происходит в моменты удара груза по дну кожуха.
Динамический гаситель колебаний
Рис 68 Динамический гаситель колебаний — схема его установки на контактной подвеске  (а) и конструктивное выполнение (б):
1 — несущий трос, 2 — пружина; 3 — груз, 4 — корпус, 5 — контактный провод

Снижение размаха колебаний проводов рессорных компенсированных подвесок обеспечивает применение в опорных точках наряду с рессорными простых (ограничительных) струн, соединяющих контактный провод с несущим тросом в точке подвеса (см. рис. 60) и препятствующих перемещению контактного провода ниже его положения в спокойном состоянии.
Возникшие автоколебания можно прекратить, произведя удаление гололеда. Однако при механическом способе на это потребуется немало времени, а плавка гололеда может оказаться невыгодной, если зона автоколебаний составляет малую часть участка, который нужно включить для оплавления льда.
Низкие температуры окружающего воздуха, под которыми понимаются температуры ниже —30°С, могут стать причиной серьезных повреждений, если контактная сеть содержится хотя бы с небольшими отступлениями от Правил технического обслуживания и ремонта контактной сети электрифицированных железных дорог.
При крайне низких температурах происходит сильное уменьшение стрелы провеса F несущего троса в полукомпенсированной контактной подвеске, вследствие чего поднимаемый струнами контактным провод располагается со значительной отрицательной стрелой провеса (рис. 69). Это приводит к ухудшению качества токосъема, поскольку токоприемники не успевают следовать за контактным проводом, резко поднимающимся в серединах пролетов.
Рис. 69. Положение проводов полукомпенсированной рессорной подвески в пролете при низкой температуре окружающего воздуха (штриховые линии)
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Большое уменьшение стрелы провеса несущего троса приводит также к значительному подъему контактного провода в опорных точках.
В правильно установленном фиксаторе дополнительный стержень располагается с наклоном вниз в сторону контактного провода при любой температуре окружающего воздуха. Однако в случае неправильного монтажа фиксатора, когда крепление кронштейна на опоре занижено, при низких температурах дополнительный стержень может оказаться расположенным горизонтально или даже с обратным наклоном. Такое положение фиксатора представляет реальную опасность его подбоя проходящим токоприемником: под воздействием нажатия токоприемника контактный провод, а вместе с ним и конец фиксатора поднимаются дополнительно на некоторую величину и полоз ударяет по 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 дежурного но станции, с тем чтобы были приняты своевременные меры по устранению аварийной ситуации. Здесь, однако, необходимо 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 дополнительных стержней фиксаторов в сторону средних анкеровок. Вследствие этого, например, осматривая фиксатор из передней кабины во время движения локомотива на 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 анкеровки, что является нормальным
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 70. Вид на фиксатор, смещенный вдоль пути, из кабины локомотива

При сильном понижении температуры воздуха укорочение контактного провода может привести к подъему компенсаторных грузов до своего верхнего упорного положения. Начиная с этого момента провод, заанкерованный посредством компенсатора, работает так же, как жестко заанкерованный; это значит, что дальнейшее понижение температуры воздуха вызовет увеличение натяжения контактного провода. В этом случае возникает опасность обрыва провода, которая особенно велика, если провод имеет значительный износ.

Для предотвращения обрыва эксплуатационный персонал дистанций контактной сети при появлении сильных морозов предпринимает специальные объезды, контролируя положение грузов. На компенсаторе, где обнаружено высокое расположение грузов, заменяют штангу между подвижным блоком и изоляторами на более длинную, и грузы опускаются.
Сильные ветры по своему отрицательному воздействию на работу контактной сети сопоставимы с крайне низкими температурами  окружающего воздуха.
Жесткие распорки между фиксатором и несущим тросом
Рис. 72. Жесткие распорки между фиксатором и несущим тросом
1 — несущий трос, 2 — распорка, 3 — основной стержень фиксатора, 4 — контактный провод
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
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

При большой скорости поперечного ветра существенно усложняются условия работы фиксаторов; при определенных значениях ее в случае направления ветра в сторону зигзага контактного провода может произойти раскрытие сочлененного фиксатора (рис 71) и как следствие вынос провода за пределы рабочей поверхности полоза. Для предупреждения раскрытий сочлененного фиксатора между концом основного стержня и несущим тросом обычно устанавливают две жесткие распорки, располагаемые V-образно (рис 72), а в шарнирах дополнительных стержней — упоры, препятствующие чрезмерному увеличению угла между стержнями.
Раскрытию при сильных поперечных ветрах не подвержены тросовые фиксаторы, нашедшие пока еще ограниченное распространение. 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 тросы 6.

Тросовый фиксатор
Рис. 73. Тросовый фиксатор компенсированной контактной подвески (при изолирующей консоли)

Каждый фиксирующий 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 тросового фиксатора имеют малую жесткость (они выполнены из прутка диаметром 3 мм) и предназначены только для предотвращения провисания тросов при подъеме контактного провода 7 проходящим токоприемником. Пружина, расположенная со стороны зигзага контактного провода (на рисунке справа), полностью сжата.
Под действием ветра, направленного в сторону зигзага, контактный 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 воспринимает трос, не находившийся ранее под нагрузкой, и часть основного 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 перпендикулярно 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 фиксаторах 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 условиях: при ураганных ветрах, серьезном ухудшении статической   характеристики токоприемника и др.

Однако в нормальных эксплуатационных 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 водохранилищ 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 контактного 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 скорость поперечного воздушного потока в зоне полоза токоприемника составит 32,5 м/с. При скорости движения электровоза ВЛ23, работающего на заднем токоприемнике, 80 км/ч аэродинамическая подъемная сила токоприемника П-3, определяемая воздействием на него поперечного ветра и встречного воздушного потока, скорость которого равна скорости локомотива, составит 12 кгс. Это значит, что при пассивном статическом нажатии 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 увеличится 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 локомотива 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 температуры воздуха ниже —30° С и ураганного ветра необходимо, если позволяет профиль, временно оставив в режиме тяги один передний электровоз, опустить токоприемник на заднем электровозе и тем самым уменьшить отжатия контактного провода.

Качество токосъема и работа токоприемника ухудшаются при отложении гололеда на его подвижной системе, а также  из-за воздействия на токоприемник низкой температуры и сильного ветра.
Влияние гололеда проявляется в следующем. Во-первых, отложение гололеда на контактных элементах полоза, так же как и на проводе, является причиной возникновения электрических дуг, вследствие чего ухудшается рабочая поверхность этих элементов и оплавляется каркас полоза. Во-вторых, отложение льда на подвижных рамах и полозе приводит к уменьшению 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 превращению пружин в неупругие элементы, а шарниров — в неподвижные.
Отрицательное влияние низких температур проявляется в основном в потере неправильно выбранными смазками необходимых свойств. В результате этого увеличивается трение в шарнирах (об этом свидетельствует увеличение пассивного нажатия и уменьшение активного) и в цилиндре пневматического привода, что может приводить к неопусканию поднятого токоприемника или, наоборот, неподниманию опушенного 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 увеличения. Возросшая аэродинамическая подъемная сила может превысить значение опускающей силы токоприемника, определяемой конструкцией привода, и тогда рабочий токоприемник нельзя опустить. Если же значение аэродинамической подъемной силы превысит значение удерживающей силы токоприемника (последняя равна сумме опускающей силы и силы трения в подвижных рамах и приводе), го нерабочий токоприемник движущегося э.п.с. может быть поднят ветром даже до уровня контактного провода.
В результате ухудшения работы токоприемников в тяжелых метеорологических условиях могут произойти серьезные повреждения как самих токоприемников, так и контактной сети. Для обеспечения надежной работы токоприемников и предупреждения отказов в таких условиях должны приниматься специальные меры.
Основным способом борьбы с гололедообразованием на токоприемниках является покрытие рам, пружин и полозов (за исключением контактных элементов) антиобледенительными смазками, например ЦНИИ-КЗ, наносимыми кистью на сухие чистые поверхности слоем 1—2 мм. Покрытый смазкой токоприемник достаточно опустить и поднять 3—5 раз, и большая часть льда будет удалена. Такие опускания-подъемы при длительной стоянке э.п.с. во время гололеда следует производить с интервалами 5 — 10 мин при выключенных силовых и вспомогательных цепях.
Периодичность нанесения смазки —1 раз в месяц. Если, однако, 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 напряжение с сети над э.п.с. и заземляют ее.
С целью защипы каркасов полозов от прожогов электрическими дугами, возникающими в процессе токосъема при гололеде, на боковые стенки каркаса в ряде депо наклеивают ленты из дугостойких материалов—асбокартопа, фторопласта и др. В этом отношении интересен опыт японских железных дорог. Там вначале полозы защищали сланцевыми пластинами, но затем от этого отказались, объясняя тем, что изолирующие пластины направляют электрические дуги на контактные элементы и тем самым сильно ухудшают их поверхность. Полозы стали защищать накладными вертикальными пластинами из алюминия, которые плавились сами, но защищали стальной каркас полоза и не переводили дуги на контактные элементы.
Нормальная работа токоприемников при температурах окружающего воздуха ниже – 30° С обеспечивается применением в шарнирах и особенно в пневматических цилиндрах смазок высокого качества. При переборке пневматических цилиндров смазку наносят тонким слоем на тщательно очищенные от грязи и ржавчины, промытые керосином и протертые поверхности. К резиновым манжетам пневмоцилиндров предъявляются жесткие 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 обработаны прожировочным составом № 12.
Многие из эксплуатирующихся в настоящее время токоприемников выпушены промышленностью до выхода действующего стандарта на токоприемники и не удовлетворяют его требованиям в отношении наименьшего значения опускающей силы (не менее 20 кгс для токоприемников тяжелого типа и не менее 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 опускающих 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, самопроизвольного подъема нерабочих токоприемников.  

Для предотвращения этого токоприемники целесообразно оборудовать пневматическими замками. Конструкции механизмов замков могут быть различными в зависимости от конструктивного исполнения токоприемника, но принцип их действия должен быть одинаковым — отпирать подвижные рамы, допуская возможность их подъема (в том числе внешней силой) только после подачи сжатого воздуха в пневматический цилиндр.
Пневматическими замками снабжены чехословацкие токоприемники 2SLS-1 и 17РР2, установленные соответственно на электровозах ЧС4 (с заводскими номерами выше 061) и ЧС2Т. 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 пневматический цилиндр 1 опускающий рычаг 4, упирающийся в фасонный 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 рам, и токоприемник поднимается.
Пневматический замок для токоприемников
Рис 74. Пневматический замок для токоприемников ДЖ-5, П-1 и П-3

При отсутствии в цилиндре  сжатого воздуха защелка 8, находясь в зацеплении с тягой 6, исключает возможность подъема подвижных рам внешней силой. Для обеспечения надежной работы замка кронштейн 7 защелки выполняют эластичным из нескольких листовых пружин.
Значительно труднее во время движения при сильном ветре опустить имеющий малую опускающую силу токоприемник, чем удержать его в опущенном состоянии. В ряде случаев, например для прохода участка с опущенными токоприемниками после временного восстановления контактной сети, для этого может потребоваться некоторое снижение скорости движения э.п.с. перед началом 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 обнаруженные недостатки. В этот период обязательна ревизия пневмоприводов 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 статическое нажатие при подъеме и опускании.
В целях обеспечения нормального токосъема в зимних условиях организуется совместный осмотр полозов токоприемников машинистами и работниками дистанций контактной сети. Осмотр производят в пунктах оборота. При понижении температуры воздуха токоприемники электровозов осматривают иногда в парках с отцепкой от поездов Также совместно должна проверяться 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 производить опускания и подъемы токоприемников (при отключенных силовых и вспомогательных цепях), с тем чтобы исключить опасное ухудшение состояния шарниров.

§

токосъем скоростного поезда

Развитие железнодорожного транспорта характеризуется постоянным ростом массы и скорости движения поездов, что обеспечивает повышение пропускной и провозной способности дорог. Повышению массы поездов и скорости движения на электрифицированных линиях соответствует увеличение потребляемой электроподвижным составом мощности (или тока), что в ряде случаев требует усиления системы тягового электроснабжения.
Система тягового электроснабжения проектируется так, чтобы уровень напряжения на токоприемнике э.п.с. в наиболее тяжелых условиях был не ниже допустимых значении 2,2 кВ для линий постоянного тока и 19 кВ для линий переменного тока. В этих условиях длительный (20 мин и более) нагрев медных многопроволочных, 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 контактных сетей в целом.

Например, для контактной сети, состоящей из медного несущего троса площадью сечения 120 мм2, двух медных контактных проводов номинальной площадью сечения 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 сталемедным несущим тросом площадью сечения 70 мм2 и одним медным контактным проводом площадью сечения 85 мм2, характерной для боковых путей многих станций, — всего 750 А.
Часовой ток электровоза ВЛ10 при параллельном соединении двигателей равен 1960 А, а трехсекционного электровоза ВЛ11 —2940 А; ток перегрузки может быть примерно в 1,4 раза больше.
Сопоставляя приведенные в качестве примеров значения допустимых длительных токов контактной сети и часовых токов мощных электровозов (а на участке между двумя параллельно работающими тяговыми подстанциями может находиться несколько поездов с такими локомотивами), можно оценить, насколько сложной задачей является обеспечение нормального электроснабжения тяжелых поездов. Сложность решения этой задачи усугубляется еще и тем, что перегрузка проводов контактной сети тяговым током сверх допустимых значений приводит к постепенному снижению прочности проводов, нагартованных 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 проводами таково, что на постоянном токе ограничивающим является нагрев контактного провода, на переменном — обычно нагрев несущего троса. Для того чтобы выровнять распределение токов, все провода контактной сети одного пути соединяют между собой поперечными электрическими соединителями, расстояния между которыми зависят от того, какую долю в общей площади сечения контактной сети занимают контактные провода, а также от потребляемого электроподвижным составом тока. Ток электровоза на участке питания от тяговых подстанций  (рис. 75) течет только по контактным проводам лишь в зоне между двумя электрическими соединителями, ближайшими в данный момент к токоприемнику. В остальных 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.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 75. Распределение тока электровоза между проводами цепной контактной подвески:
1 — усиливающий провод; 2 — несущий трос; 3 — контактные провода, 4 — поперечный электрический соединитель

К работам по усилению системы тягового электроснабжения в связи с увеличением массы грузовых или скорости пассажирских поездов относятся: сооружение новых промежуточных тяговых подстанций между существующими и пунктов параллельного соединения контактных сетей двух путей на участках между ранее построенными постами секционирования и подстанциями, подвешивание дополнительных усиливающих проводов, установка дополнительных поперечных и продольных электрических соединителей. Усиление электроснабжения сейчас производят в основном на линиях постоянного тока, но в будущем оно может потребоваться и для некоторых линий переменного тока, где особенно эффективным будет подвешивание усиливающего 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 электровозы, не имеющие рабочего последовательного соединения тяговых двигателей для трогания и разгона (ВЛ82М, ВЛ11, ЧС200, ЧС6). Для предотвращения перегрузки и потери прочности одинарными контактными проводами в настоящее время запрещают работу трехсекционных электровозов ВЛ11 на боковых путях станций при параллельном соединении тяговых двигателей.
Съем больших токов при вождении тяжелых и высокоскоростных поездов имеет свои особенности. Известно, что номинальный (длительно допустимый) ток двухполозного токоприемника Т-5 (старое обозначение П-5) на электровозах ВЛ10 и ВЛ11 в режиме движения равен 2200 А при медных и металлокерамических 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 данного типа токоприемника для конкретной серии локомотива по нагрузочной способности определяется условием, по которому ток электровоза должен быть не более номинального тока токоприемника. Допускается кратковременно снимать токи до 1,4 номинального, хотя при этом качество токосъема ухудшается: увеличивается искрение, связанное с плавлением и испарением материалов в точках фактического контакта, и, отсюда, повышается интенсивность изнашивания вставок (пластин) и провода.
Из сравнения номинального тока токоприемника и часового тока электровозов можно увидеть, что токоприемник Т-5 пригоден для электровоза ВЛ10 без ограничений, а для ВЛ11 только в том случае, если токосъем нормально осуществляется двумя запараллеленными токоприемниками (третий, опущенный, является резервным). Двумя запараллеленными токоприемниками нормально снимают ток электровозы ЧС200 и ЧС6, тремя запараллеленными — электропоезд ЭР200. При этом обеспечивается высокое качество токосъема и открывается возможность 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 целесообразна такая работа, определяются на дорогах совместным решением служб электрификации и локомотивной.
В том случае, когда на трехсекционном электровозе ВЛ11 повреждены два токоприемника, дальнейшее следование с поездом 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 но токосъему, связанных с повышением массы поезда, не имеется.
При стоянках и трогании на грузовых электровозах постоянного тока должны быть подняты два токоприемника, а на ЧС200, ЧС6 и трехсекционном ВЛ11 — три. После набора скорости 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, по и током к.з. на электровозе, если пробои изоляции происходят при плохом качестве контакта между токоприемником и контактным проводом, например при избытке на полозе сухой графитовой смазки.
Поскольку время пережога провода электрической дугой обратно пропорционально току, для снижения вероятности пережога машинистам электровозов В Л11 и ВЛ82М предписывается трогание поездов с боковых путей производить, как правило, на «маневровом» последовательном соединении тяговых двигателей, при котором снимаемый ток в момент перехода в режим движения составляет примерно 400—450 А.
Как можно видеть, увеличение, массы поездов повышает требования 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 обстоятельством, что две из трех составляющих контактного нажатия—инерционная и аэродинамическая силы — пропорциональны квадрату скорости движения э.п.с.
При высоких скоростях движения существенно увеличивается 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 нажатие становится равным нулю, т. е. появляются отрывы полоза от контактного провода.
Для того чтобы стабилизировать контактное нажатие и исключить нарушения контакта при высоких скоростях движения, необходимо улучшить статические и динамические характеристики или контактной подвески, или токоприемников, или обоих взаимодействующих устройств. Последнее необходимо лишь для очень высоких скоростей. Наиболее эффективным средством 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 компенсированной подвески постоянного тока должна быть не менее 14 м, но желательно ее увеличение до 18 м. В таких рессорных подвесках коэффициент непостоянства эластичности равен 1,3—1,4.
Улучшению токосъема при рессорной компенсированной подвеске способствует регулировка контактного провода с определенной положительной стрелой провеса (см. п. 5).
Наилучшее качество токосъема при высоких скоростях движения обеспечивает рычажная равноэластичная контактная подвеска, находящаяся в эксплуатации на ряде участков постоянного и переменного тока.
Рост скоростей движения налагает повышенные требования к содержанию фиксаторов и воздушных стрелок, что объясняется 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 скоростях 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 провода токоприемниками электровоза ЧС200 увеличивается до 315 мм.

Воздушные стрелки при высоких скоростях движения представляют собой особенно «узкое» место. Основное требование к воздушной стрелке на высокоскоростной линии — обеспечить равенство подъема контактных проводов соединяющихся путей в месте подхвата полозом при подходе к нему токоприемника по главному пути. Это обеспечивается, как было сказано, правильным расположением точки пересечения контактных проводов относительно осей обоих путей и установкой перекрестных струн.
С учетом возможных поперечных колебаний электроподвижного 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 оси данного пути на 500—550 мм, а вертикальные струны —где это расстояние равно 500—550 и 1200—1250 мм.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Наклон перекрестных струн при малой конструктивной высоте контактной подвески может оказаться значительным. Для уменьшения этого наклона целесообразно несущие тросы пересекающихся 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 перекрестные струны соединять со струновыми зажимами не непосредственно, а с помощью Г-образных планок, вставляемых в зажимы (рис. 77).

С целью улучшения условий токосъема при проходе высокоскоростного поезда по главному пути контактный провод бокового пути в точке его подхвата располагают выше проводе главного пути на 30—40 мм (такая регулировка не опасна  для прохода токоприемника по стрелке с бокового пути, поскольку скорость движения по такому маршруту не превышает 100 км/ч). При этом принимают меры, чтобы заданная разница в высотах подвешивания контактных проводов полукомпенсированных подвесок соединяющихся путей в месте подхвата оставалась постоянной при разных температурах окружающего воздуха. Изменение этой разницы может вызываться, во-первых, разным изменением стрел провеса несущих тросов, если последние выполнены 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 соединительными зажимами. Для уменьшения этого диапазона из-за разного наклона струн при малой конструктивной высоте пересекающихся подвесок перекрестные и вертикальные струны выполняют скользящими.
Неправильная регулировка проводов на воздушной стрелке или расположение зажимов в зоне подхвата приводят обычно к появлению вырывов металла на контактных пластинах, установленных на рогах полозов токоприемников. Поэтому в случае обнаружения при осмотре полоза вырыва на пластине рога или иного следа удара следует сообщить об этом работникам энергоучастка, указав при этом, откуда пришел локомотив и на каком роге полоза (правом или левом по ходу), произошел удар.
Следует отметить, что применяемые на ряде дорог для выравнивания подъема контактных проводов различные жесткие конструкции (вида ножниц и др.), не подходят для условий высокоскоростного движения, так как создают для токоприемника жесткие точки.
Для улучшения качества токосъема на участках с изменяющейся высотой подвешивания контактного провода, например в зоне низких искусственных сооружений, основной уклон контактного 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 уклоны контактных проводов не только на подходах к низким искусственным сооружениям, но и в переходных пролетах неизолирующих и изолирующих сопряжений анкерных участков. В последнем случае добиться этого наиболее сложно, поскольку в нерабочие контактные провода у переходных опор должны быть врезаны изоляторы (см. рис. 40). Наименьшие уклоны обеспечиваются здесь включением в контактные провода стеклопластиковых изолирующих элементов (рис. 78), которые имеют несравненно меньший вертикальный размер (20 мм), чем расположенные горизонтально фарфоровые изоляторы (диаметр 120—270 мм).
Стеклопластиковые изолирующие элементы
Рис. 78. Стеклопластиковые изолирующие элементы в нерабочем контактном проводе на изолирующем сопряжении:
1 — соединительная планка; 2 — изолирующий элемент

На действующих электрифицированных линиях для обеспечения удовлетворительного токосъема при повышении скоростей движения более рациональным путем, чем модернизация протяженной контактной подвески, является модернизация токоприемников э. п.с. или замена их новыми, более совершенными. Объясняется это тем, что работы по модернизации контактной сети всегда связаны со значительными трудозатратами и во многих случаях требуют «окопа, т. е. снижают пропускную способность участка.
Наиболее эффективным в отношении улучшения токосъема является уменьшение приведенной массы токоприемника. В Советском Союзе для существенного снижения этой массы впервые в мире применено разделение токоприемника на две подвижные системы. В этом токоприемнике применено также авторегулирование — верхняя подвижная система управляет нижней; поэтому он называется авторегулируемым.
Верхняя подвижная система авторегулируемого токоприемника (рис. 79), рамы которой выполнены в виде пятизвенников, изменяет свое положение при любых изменениях высоты подвешивания контактного провода. Нижняя же подвижная система, рамы которой выполнены в виде параллелограммов, сохраняет свое положение при малых изменениях высоты контактного провода в пролетах, а изменяет его только пои значительных изменениях высоты провода, например при подходах к низким искусственным сооружениям.
Такой режим работы токоприемника обеспечивается определенным выполнением его кинематической схемы (рис. 80).

Авторегулируемый токоприемник
Рис. 79. Авторегулируемый токоприемник Сп-6М
1 — полоз, 2 — подвижная рама верхней системы, 3 — главный вал верхней системы, 4 — подвижная рама (рычаг) нижней системы

С тем чтобы подвижные рамы 6 верхней системы управляли подвижными рамами 8 нижней системы, в воздухопровод к пневмоцилиндру 1 нижней системы включен золотник 3. Шток этого золотника изменяет свое положение при повороте главного пала 5 верхней системы, с которым он связан тягами 4. Подача порции сжатого воздуха в цилиндр 1 приводит к повороту главного вала 10 нижней системы и ее подъему на некоторую высоту, а выпуск части воздуха из цилиндра — к некоторому· опусканию.
Пневмоцилиндр 2 соединен тягами 9 через кулису с главным залом 5 верхней системы.
хема авторегулируемого токоприемника
Рис. 80. Кинематическая схема авторегулируемого токоприемника

При подаче в него сжатого воздуха токоприемник вводится в работу, при выпуске — выводится из работы, т. е. полностью опускается. Статическое нажатие создается пружиной 7.
При малых изменениях высоты контактного провода незначительные перемещения поршня золотника 3 не вызывают подачу порции сжатого воздуха в цилиндр 1 или выпуск части воздуха из этого цилиндра. При больших изменениях высоты провода перемещение штока золотника становится значительным и поэтому происходит изменение количества воздуха в цилиндре 1; это приводит к изменению положения нижней системы, т. е. к некоторому опусканию или подъему ее.
Схема устройства аварийного опускания авторегулируемого токоприемника
Рис. 81. Схема устройства аварийного опускания авторегулируемого токоприемника

Токоприемник автоматически опускается при ударе его о какой-либо неисправный элемент контактной сети, что обеспечивается срезом предохранительных штифтов П1 и П2. Устройство аварийного опускания работает следующим образом (рис. 81). При движении э.п.с. в направлении и в случае удара полоза 10 о препятствие на контактном проводе штифт 14, соединяющий обе части тяги антипараллелограмма 15, разрушается и подвижные рамы 11 я 13 верхней системы занимают положение, показанное на рисунке штриховыми линиями. При этом рычаг 9 повертывается вместе с главным валом 17 против часовой 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 система под действием опускающей пружины 18 и массы подвижных частей складывается. В рассмотренном случае гибкая (или телескопическая) связь 16 не препятствует повороту двуплечего рычага 6 против часовой стрелки.

При движении э.п.с. в направлении В после удара о препятствие на контактном проводе и разрушения штифта 14 подвижные рамы верхней системы занимают положение, показанное штрихпунктирными линиями. Гибкая связь, перемещаясь вправо вследствие поворота рычага 12 по часовой стрелке, повертывает в свою очередь двуплечий рычаг 6 против часовой стрелки, разрушая штифт 8 малой площади сечения. В результате, как и в первом случае, поршень 3 золотника смещается влево, и нижняя подвижная система складывается.
С целью исключения резонансных колебаний нижней подвижной системы при определенном характере вертикальных колебаний кузова э.п.с. в нижней подвижной системе поставлены гидравлические демпферы.
Авторегулируемые токоприемники типов ТС-1М и Сп-6М (TSP-6M) эксплуатируются на высокоскоростных электровозах ЧС200 и электропоезде ЭР200. Приведенная масса их в 2 раза меньше массы токоприемника 10РР2, применяемого на электровозах ЧС2 и ЧС2Т.
Учитывая значительные отжатия проводов токоприемниками э.п.с. при большой скорости, на линиях постоянного тока с высокоскоростным движением производят динамическую проверку контактной сети, 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, имеющий нормальное статическое нажатие, воздействие на контактную подвеску трех токоприемников с указанным нажатием, движущихся со скоростью 80—100 км/ч, равноценно воздействию двух токоприемников электровоза ЧС200 при скорости 200 км. ч.

§

 
Повреждения контактной сети самым серьезным образом сказываются на движении поездов: общесетевой анализ показал, что около 70% отказов приводят к задержкам поездов. Перерывы в движении при этом в основном превышают 1 ч и в отдельных случаях достигают 3 ч. Наибольшие задержки объясняются или неумелой организацией восстановительных работ, в частности неиспользованием методов временного восстановления, или трудностью подъезда к месту повреждения при занятости путей остановившимся подвижным составом.
Наиболее распространенными видами нарушения нормальной работы контактной сети являются: пережоги и обрывы контактных проводов и несущих тросов, разрушения фиксаторов, обрывы струн, пробои, перекрытия и механические разрушения изоляторов, повреждения опор.
Пережоги контактных проводов происходят примерно в 2 раза чаще на линиях постоянного тока, чем переменного, причем вне мест секционирования в 4—5 раз больше, чем в местах секционирования.

Основные причины пережогов вне мест секционирования — короткие замыкания на э.п.с., опускание токоприемников под нагрузкой, трогание мощных электровозов постоянного тока при гололеде на контактных проводах. Пережоги в местах секционирования (на воздушных промежутках и изолирующих сопряжениях) происходят в основном в моменты проследования или остановки на них э.п.с., когда имеет место значительная разница в значениях напряжения на смежных секциях.
Для повышения надежности токосъема, в частности снижения числа пережогов контактных проводов и интенсивности их изнашивания, должен соблюдаться определенный, регламентированный Министерством путей сообщения порядок работы электроподвижного состава на одном или нескольких токоприемниках.
В нормальных эксплуатационных условиях на линиях постоянною тока грузовые электровозы ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, 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 остановках в пути следования на этих электровозах должен быть поднят второй токоприемник; этот токоприемник опускают после трогания при достижении скорости 10—15 км/ч. Второй токоприемник на линиях постоянного тока необходимо поднимать также на затяжных подъемах, где наблюдается повышенный электрический износ контактных проводов.
Трогание электровозов ВЛ82, ВЛ82 и двухсекционного ВЛ11 с путей, имеющих одиночный контактный провод, должно осуществляться только при последовательном соединении тяговых двигателей (в маневровом режиме) до выхода на пути, контактная подвеска которых имеет два контактных провода. Работа одиночных электровозов (без поездов) производится на одном токоприемнике.
При неисправности одного из токоприемников допускается трогание на одном токоприемнике также и с поездом (и следование до ближайшего депо или пункта технического обслуживания). В этом случае на электровозах, обеспечивающих электрическое отопление пассажирских вагонов, при стоянке свыше 10 мин необходимо периодически с интервалом 10 мин отключать контактор отопления.
Трехсекционные электровозы ВЛ11 должны следовать с поездами и в одиночном порядке на двух токоприемниках. Трогание осуществляется на последовательном соединении всех двигателей (маневровый режим) на двух токоприемниках с переходом на последовательно-параллельное соединение и разрывом силовой цепи после выхода на главные пути с двумя контактными проводами.
В случае неисправности двух токоприемников допускается трогание на одном токоприемнике только на маневровом режиме и следование до ближайшего пункта ремонта без применения параллельного соединения двигателей.
Пассажирские электровозы постоянного тока ЧС6 и ЧС200 должны работать на двух токоприемниках (втором и четвертом по ходу движения), а трогание с поездом производить на трех (первый токоприемник опускается при достижении скорости 10—15 км/ч). По деповским и станционным путям разрешено движение электровоза на одном токоприемнике при включенных под нагрузку двигателях одной секции.
На линиях переменного тока все электровозы, в том числе ВЛ80С в составе трех секций, во всех режимах должны работать при одном (втором по ходу движения) токоприемнике.
При двух и более электровозах в голове поезда или при следовании сплоток электровозов как переменного, так и постоянного тока, кроме электровозов ЧС6, ЧС200 и трехсекционных В Л11, работа должна осуществляться при одном (втором) токоприемнике на каждом электровозе, но суммарное их число не должно превышать трех. При стоянке двух электровозов постоянного тока в голове поезда на первом поднимают дополнительно второй токоприемник, который опускают посте трогания при достижении скорости 10—15 км/ч.
Трогание электровозов ВЛ11 по системе многих единиц в составе четырех секций должно производиться при последовательном соединении тяговых двигателей (в маневровом режиме).
На электрифицированных линиях переменного тока, расположенных в степных и лесостепных зонах, где на ригелях жестких поперечин в весенние периоды начинается массовое гнездование птиц, были часты пережоги несущего троса в точках подвеса под ригелями. Причина этого — перекрытия подвесных изоляторов  прутьями, которые роняют птицы при постройке гнезд. В последнее время найден способ предотвращения гнездования на ригелях, основанный на использовании отпугивающего (репеллентного) эффекта, возникающего в момент соприкосновения птицы с проводом, находящимся под напряжением.
Такая защита от птиц называется электрорепеллентной. Основными элементами ее являются голый репеллентный провод, протянутый внутри ригеля изолированно от него (рис. 82), и антенна — провод, подвешенный на изоляторах к нескольким ригелям вдоль контактных подвесок. К антенне присоединены репеллентные провода нескольких ригелей. Вследствие электрического влияния контактных подвесок на антенну она, а вместе с ней и репеллентные провода оказываются под высоким наведенным напряжением. Приступая к постройке гнезда, птица, пытаясь отодвинуть мешающий ей репеллентный провод, захватывает его клювом.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 82. Расположение элементов электрорепеллентной защиты контактной сети на жесткой поперечине:
1 — репеллентный провод, 2 — электрический соединитель, 3 — антенна, 4— знаки указатели; 5 — заземлитель

Поскольку она находится на заземленном ригеле, то в этот момент через нее пройдет не смертельный, но создающий достаточный отпугивающий эффект ток 6—10 мА, и птица улетает (для создания такого разрядного тока длина антенны должна равняться 160 -190 м).
Обрывы контактных проводов происходят как следствие коротких замыканий из-за набросов на них заземленных проводов и негабаритности подвижного состава (например, при отрыве листов железа на крышах грузовых вагонов), а также пожаров, неисправного состояния токоприемников, дефектов стыковых зажимов, чрезмерного местного износа и дефектов изготовления провода, неправильного монтажа или регулировки воздушных стрелок. Немало обрывов контактных проводов происходят вследствие потери проводом прочности при длительном протекании тока в неудовлетворительно установленных на них питающих зажимах или в местах соприкосновения двух проводов.
Одной из причин обрыва биметаллического несущего троса является сильная коррозия стальных частей проволок из-за повреждения медной оболочки при монтаже.
Разрушения сочлененных фиксаторов происходят при раскрытии их под действием сильного ветра. Обрывы струн наиболее часты в полукомпенсированных контактных подвесках при крайне низких температурах окружающего воздуха; в результате большого смещения контактного провода относительно несущего троса и уменьшения стрел провеса несущего троса средние струны в пролетах становятся особенно сильно нагруженными.
На отдельных участках, где нагрузка э.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 плохого контакта между звеньями струн происходит их отжиг и обрыв.
Перекрытия изоляторов происходят обычно во время дождя или тумана при их загрязнении, пробои — при недостаточном качестве изготовления и при работе тарельчатых изоляторов на изгиб пли при ударах, при которых появляются внутренние трещины между пестиками и шапками. Механические разрушения имеют место при работе стержневых изоляторов на изгиб (например, при неправильном монтаже фиксатора) или при сильной коррозии пестиков тарельчатых изоляторов токами утечки (при загрязненной поверхности фарфора).
Повреждения опор происходят из-за воздействия на них не убранных своевременно рабочих органов путевых и снегоуборочных машин. Имеют место случаи падения железобетонных и металлических опор при сильной коррозии стальной арматуры опор или анкерных болтов фундаментов.
Анализ отказов контактной сети на разных участках показал, что наибольшая интенсивность их наблюдается в первое время после перевода участка на электротягу, что объясняется отдельными нарушениями технологии монтажа, установкой дефектного оборудования и арматуры. Число отказов, называемых внезапными, постепенно уменьшается и через 2—3 месяца после ввода участка стабилизируется. Новое увеличение интенсивности отказов наступает лишь по истечении срока нормальной работы оборудования, который зависит от условий эксплуатации электрифицированного участка (интенсивности и скорости движения поездов, мощности э.п.с., метеорологических условий и др.), а также от качества оборудования. Отказы в период «старения» оборудования называются постепенными. Предупреждению постепенных отказов способствует высокое качество технического обслуживания и текущего ремонта контактной сети, в том числе всесторонняя дефектировка оборудования.

§

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

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 83. Схема временного восстановления пенной подвески при обрыве двух контактных проводов:
1— отрезок нового провода; 2 — временный шунт, 3 — полиспаст, соединяющий концы оборванного провода и отрезка нового провода
При обрыве двух контактных проводов на протяжении нескольких пролетов концы проводов присоединяют к несущему тросу и подключают к ним временный шунт из одного или двух медных многопроволочных проводов, с тем чтобы обеспечить нормальную площадь сечения подвески (рис. 83). При разрушении несущего троса в нескольких пролетах, наоборот, присоединяют несущий трос к целому контактному проводу (рис. 84). В обоих случаях э.п.с.. пропускается только при опущенных токоприемниках.
При разрушении разрядников и секционных разъединителей их временно отсоединяют от контактных подвесок. Если поврежден секционный разъединитель, который должен быть включен, то между подвесками ставят временный электрический соединитель из любых проводов с достаточной общей площадью сечения.
Особенно трудоемко восстановление сети при падении опор. В этих случаях часто устанавливают временные металлические опоры, не углубляемые в грунт, а устанавливаемые на специальные стальные плиты, закрепляемые забиванием в грунт пропущенных через них металлических стержней с головками. Опоры оборудуют оттяжками, направленными в сторону поля и вдоль пути; на двухпутных участках такие опоры со стороны пути иногда связывают тросами с вершинами опор, расположенных в створе с ними на другом пути.
Схема временного восстановления контактной сети при обрыве несущего троса
Рис. 84. Схема временного восстановления контактной сети при обрыве несущего троса
1 — полиспаст, соединяющий конец оборванного несущего троса и контактный провод; 2 — шунт

На станции вместо поврежденной опоры гибкой поперечины для закрепления поперечных тросов можно использовать стрелу железнодорожного крана, поднятую на максимально возможную высоту.
Временные сигнальные знаки
Рис. 85. Временные сигнальные знаки:
а — «Подготовиться к опусканию токоприемники», б — «Опустить токоприемник», в— «Поднять токоприемник»

При поломке фиксаторов на прямых участках пути в безветренную погоду временно можно не устанавливать новые фиксаторы, организовав пропуск э. п. с. с пониженной скоростью. Если при этом пет уверенности в сохранении безветрия, то на месте временного восстановления оставляют монтеров, которые при появлении ветра установят временные сигнальные знаки, требующие опускания токоприемников (рис. 85). Сигнальные знаки устанавливают на определенном расстоянии от границ участка, на котором разрешается проследование 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 движением поездов сигнальные знаки устанавливают отдельно для каждого направления движения.
В данном случае, как и в случае внезапного обнаружения повреждения контактной сети, монтер вместо установки временных знаков может, отойдя от места препятствия на 500 м в сторону ожидаемого поезда, подавать машинисту ручной сигнал «Опустить токоприемник» (днем — повторным горизонтальным движением правой руки перед собой при поднятой вертикально левой руке, ночью—повторным вертикальным и горизонтальным движениями фонаря с прозрачно-белым огнем).
Как можно видеть, пропуск э.п.с. с опущенными токоприемниками по участку с временно восстановленной контактной сетью применяется нередко. При этом, за исключением только что рассмотренного случая, машинисты локомотивов заранее предупреждаются через дежурных по станциям о местонахождении участка, который следует пройти на выбеге.
С тем чтобы кинетической энергии поезда хватило для прохода поездом всего поврежденного участка, машинист, как правило, обеспечивает в месте опускания токоприемника наибольшую скорость движения локомотива. К сожалению, однако, такой режим ведения поезда не всегда допустим.

Объясняется это тем обстоятельством, что из-за несовершенства ряда токоприемников, разработанных до введения действующего ныне стандарта на токоприемники, опускание их происходит не при всех скоростях движения, особенно в условиях сильного встречного ветра
Надежное опускание токоприемников обеспечивается лишь в тех случаях, копа встречный воздушный поток создает аэродинамическою подъемную силу не больше значения опускающей силы токоприемника. Как известно, аэродинамическая подъемная сила токоприемника пропорциональна квадрату скорости обтекающего его воздушного потока; при встречном ветре скорость потока равна сумме скоростей ветра и движущегося локомотива. Исходя из этих предпосылок, а также зная экспериментальные зависимости аэродинамической подъемной силы от скорости встречного воздушного потока для разных токоприемников и расчетные скорости ветра для различных районов страны, можно определить скорости движения э.п.с., при которых гарантируется опускание токоприемников в различных метеорологических условиях.
У токоприемников типов ДЖ-5, П.-1, П-3, Т-5, 10РР2 (17РР2), П-7, Л -1 ЗУ, 2SLS-1 (3SLS-1) опускающая сила в диапазоне рабочей высоты составляет соответственно 2; 4,5; 4,5; 14; б; 8; 12; 14 кгс.
Расчетная скорость ветра для различных районов страны неодинакова. Приближенно можно принять, что электрифицированные железные дороги центра европейской части СССР, Среднего Урала и Западной Сибири находятся в 1—2 районах, где наибольшая расчетная скорость ветра vp (повторяемостью 1 раз в 10 лет) 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 Кавказа и расположенные на береговых полосах морей и океанов—в IV—V районах, 39 м/с.
Рассчитанные для разных исходных данных наибольшие скорости движения э.п.с., при которых обеспечивается полное опускание рабочего (для электровоза — заднего по ходу) токоприемника, сведены в табл. 3. Знаки «т» в этой таблице означают, что надежное опускание токоприемника при указанной скорости ветра обеспечивается при всех скоростях движения, включая конструкционную скорость э.п.с. Наибольшие скорости движения при следовании электровозов на резервных (первых по ходу) токоприемниках во время опускания их в 2 раза ниже приведенных в таблице.
Следует отметить, что при скорости движения больше, чем указано, опускание токоприемника может ограничиться удалением полоза от  контактного провода всего на 100—200 мм (последнее объясняется наклоном характеристики опускающей силы), а это не всегда бывает достаточным.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава

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

Из таблицы видно, что при скорости встречного ветра 30— 40 м/с на перегонах электрифицированных линий постоянного тока, где поезда следуют на подъем, во многих случаях обеспечить пропуск электроподвижного состава с опушенными токоприемниками оказывается невозможным. Приведенная таблица показывает также, что новые токоприемники, разработанные в соответствии с требованиями действующего стандарта (такие, как Л-13У), не требуют никаких ограничений скорости движения э.п.с. для их надежного опускания.
Опускание токоприемников во время движения практикуется не только в целях прохода участков с временно восстановленной контактной сетью, но и для прохода на выбеге участков, на которых ведутся плановые работы на контактной сети со снятием напряжения, но без прекращения движения э.п.с. Здесь надежное опускание особенно необходимо, так как соединение полозом неопущенного токоприемника в момент прохода ограничивающего этот участок изолирующего сопряжения контактных проводов разных секций, одна из которых находится под напряжением, а другая заземлена (для производства работ), вызовет короткое замыкание. В связи с этим машинист после нажатия кнопки опускания токоприемника при подходе локомотива к сигнальному знаку «Опустить токоприемник» должен убедиться в том, что токоприемник действительно опускается. В противном случае он должен быстро снизить скорость локомотива на 10—20 км/ч, чем существенно уменьшить аэродинамическую подъемную силу токоприемника и тем самым обеспечить его опускание.
Подъем токоприемников при движении локомотива после прохода участка с временно восстановленной контактной сетью и в других случаях допускается только на перегонах и главных путях станций; при этом скорость движения не должна превышать 70 км/ч при одиночной тяге (при нескольких рабочих токоприемниках на электровозе подъем производится поочередно по одному), 40 км/ч при двойной тяге или по системе многих единиц (подъем по одному на каждом электровозе одновременно или всех сразу на электропоезде) и 30 км/ч при сильном ветре и автоколебаниях.
Подъем токоприемников при движении э.п.с. не допускается в искусственных сооружениях, на сопряжениях анкерных участков. под секционными изоляторами и на воздушных стрелках, а также на расстоянии менее 70 м от указанных устройств. Это исключает опасные поджатая контактных проводов к заземленным элементам и изоляторам, а также повреждения токоприемников и подвески в зонах с большим изменением высоты контактного провода.

§

АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ ИЗ-ЗА НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОКОПРИЕМНИКОВ И МЕРЫ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ
Отказы контактной сети по сравнению с отказами других устройств тягового электроснабжения, как уже говорилось, вызывают наибольшие задержки в движении поездов.

Опыт эксплуатации показывает, что число таких отказов зависит не только от качества работы персонала, обслуживающего контактную сеть, но и от работников, производящих осмотр и ремонт токоприемников: там, где работа последних на низком уровне, число повреждений контактной сети увеличено.
Машинист локомотива, особенно электропоезда, может активно участвовать в предупреждении аварийных ситуаций, относясь ответственно к осмотру токоприемников на пунктах технического обслуживания локомотивов и требуя это от других.
Основными отказами контактной сети из-за неудовлетворительного состояния токоприемников являются: пережоги контактных проводов, повреждения воздушных стрелок и фиксаторов, разрушения фиксаторных изоляторов и изоляторов, включенных в контактный провод на изолирующих сопряжениях анкерных участков.
Анализ пережогов на электрифицированных линиях постоянного и переменного токов, происшедших в негололедных условиях из-за неудовлетворительного состояния э.п.с., показал, что причиной подавляющего большинства их явились короткие замыкания в электрических цепях локомотивов. На втором месте по числу отказов находятся пережоги при опускании токоприемников под током и контактные пережоги при исправных электрических цепях э.п.с., но при ухудшенном состоянии контакта и при утяжеленных условиях трогания.
Опускание (так же как и подъем) токоприемников во избежание пережогов контактных проводов нужно производить только при отключенных силовых и вспомогательных цепях, а на электровозах — и при разомкнутых контакторах электроотопления вагонов.
Пережогам во время опускания токоприемников под нагрузкой способствует чрезвычайно малая скорость опускания полоза при отрыве его от контактного провода. Основная причина этого— 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 смазки, что объясняется наличием в этих элементах большого количества старой смазки, потерявшей свои качества. Поэтому в таких случаях необходимы полное удаление старой смазки и промывка смазываемых поверхностей. Особенно мала эффективность наружного нанесения смазки в шарниры, оборудованные шариковыми подшипниками.
Следует также отметить, что чрезмерное медленное опускание токоприемника на ходу может привести к заезду э.п.с. с поднятым токоприемником на участок, огражденный сигнальным знаком «Опустить токоприемник», т. е. к повторному повреждению временно восстановленной контактной сети.
Пережоги проводов по указанной причине исключают применение на э.п.с. специальных схем, не позволяющих опускать токоприемники под нагрузкой.
Под ухудшением качества контакта, приводящем к пережогам контактного провода, понимают прежде всего снижение статического нажатия. Активное статическое нажатие токоприемников, изготовленных но ГОСТ 12058—72*, в диапазоне рабочей 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 увеличенного отжатия контактных проводов токоприемниками, имеющими повышенное статическое нажатие, происходят удары полозов по фиксаторам и включенным в контактные провода на изолирующих 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 получения большего постоянства нажатия во всем диапазоне рабочей высоты требует хорошего знания назначения и возможностей различных регулировочных элементов токоприемника. Регулирование нажатия осуществляется, во-первых, изменением натяжения подъемных пружин 4 (рис. 86). Это достигается изменением размера а, т. с. 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 пружины. Это достигается, например, изменением степени ввертывания в бобышку 2 регулировочного винта 4 (рис. 87,а), конец которого упирается в головку болта на главном валу.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 86. Схема соединения подъемной пружины токоприемника с главными валами:
1 —стержень нижней подвижной рамы, 2 — рычаг, 3—штанга, 4— пружина, 5 — пружинодержатель, 6 —главный вал

Рычаги для соединения подъемных пружин
Рис. 87 Рычаги для соединения подъемных пружин с главными валами для токоприемников П-7 (а) и П-3А (б):
1 — рычаг, 2 — бобышка, 3 — контргайка, 4 — регулировочный винт, 5 — стопорный винт, 6 — эксцентрик, 7 —  подшипник

В-третьих, в некоторых токоприемниках обеспечена возможность изменения размера  рычага (см. рис. 86), т. е. расстояния между осями главного вала 6 и валика, посредством которого штанга 3 соединена с рычагом. В токоприемнике типа Π-3А рычаг выполнен таким образом, что поворот эксцентрика 6 (рис. 87, б) в теле рычага 1 приводит к изменению одновременно угла у и размера b (см. рис. 86). Во всех токоприемниках можно, наконец, увеличить рабочую жесткость подъемных пружин, навертывая их на пружинодержатели 5, т. е. изменяя выход свободного конца пружины с из пружинодержателя.
Увеличение размера b рычагов приводит к общему увеличению 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 пружины и ведет к общему увеличению нажатия во всем диапазоне, а также к завалу характеристики в начале и к подъему ее в конце (рис. 88,б). 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 характеристики в начальном участке диапазона и к завалу на его конечном участке. Изменение угла у, незначительно влияя на статическую характеристику в начале рабочего диапазона, вызывает подъем характеристики в конце диапазона при уменьшении у и запал ее на том же участке при увеличении у (рис. 88, г).

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 88. Влияние на статическую характеристику изменений размера b рычагов (в), натяжения Н подъемных пружин (б), жесткости Ж подъемных пружин (в) и угла (у) между рычагом пружины и стержнем нижней рамы (г)

Статическая характеристика токоприемника считается ненормальной и при большом трении в шарнирах подвижной системы: согласно ГОСТ 12058—72* разница в нажатиях при опускании и подъеме полоза из-за трения не должна превышать 2 кгс у легких токоприемников и 2,5 кгс — у тяжелых. Уменьшение сил трения до нормы, как указывалось, обычно обеспечивается промывкой шарниров и заменой или просто добавлением смазки. Однако необходимый эффект таким путем достигается 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 контактного провода, происходит не только при снижении статического нажатия, но и при неправильной заправке полозов сухой графитовой смазкой — с избытком, т. с. с закрытием смазкой 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 прочности.

К таким же последствиям может привести и попадание большого количества песка на полоз в пункте экипировки.
Учитывая возможное ухудшение качества контакта, машинист должен быть особенно внимательным при трогании поезда, когда контакт остается практически неподвижным и, следовательно, создаются условия, благоприятные для пережога провода. Эксплуатационный опыт показывает, в частности, что многие пережоги произошли при трогании поездов, у которых тормоза были отпущены не на всех вагонах. Вероятность пережогов 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 неудовлетворительным состоянием полозов и кареток. Так, ослабление винтов 3 (рис. 89), крепящих контактные пластины 2 на рогах каркаса 1 полозов, приводит к захвату крайней пластиной контактного провода 4 на воздушных стрелках. Захват провода на роге полоза может произойти н при неправильном скосе (большом угле а) конца крайней пластины; для исключения захвата провода скос конца пластины должен быть выполнен на участке не менее 14 мм (рис. 90). Вдоль пластины должна быть сделана фаска 3X45°.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 89. Захват контактного провода конном пластины на роге полоза
Угол наклона рога полоза должен составлять 45°. При таком угле’ обеспечиваются наилучшие условия приема набегающих ветвей контактного провода на воздушных стрелках. Чтобы не допускать деформации полозов, нельзя хранить их в цехах и складах депо в вертикальном положении.
Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава
Рис. 90. Запиловка пластин на рогах полоза
Многие повреждения контактной сети являются следствием отрыва медных или металлокерамических пластин от каркаса полоза.

Наиболее распространенная причина отрыва пластин неправильная (неглубокая) зенковка пластин под винты с конусной головкой, выполненной под углом 90°: при мелкой зенковке, когда цилиндрическая часть отверстия имеет значительную высоту (2—3 мм), в случае износа пластины, близком к допускаемому, изношенные винты остаются практически без головок. Из-за этого малейшее ударное воздействие на полоз со стороны контактной подвески приводит к частичному пли полному отрыву пластины и последующему захвату полозом провода или фиксатора. При правильной 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. Верхние поверхности головок этих винтов должны располагаться ниже рабочих поверхностей новых медных пластин на 0,5 мм, металлокерамических—на 2 мм.
Наиболее распространенная причина ослабления и даже выпадения угольных вставок —применение крепежных элементов (корытец или плашек) уменьшенной площади сечения, либо изготовленных из полосы недостаточной толщины.
Для предупреждения местных износов контактных проводов и их последующего обрыва должны выполняться жесткие требования к поверхности полозов. В стыках медные и металло-керамические пластины, так же как и угольные вставки, должны располагаться строго на одном уровне, без выступов. Допустимый зазор между смежными пластинами не более 1 мм, а вставками — 0,8 мм. На отремонтированном полозе угольные вставки внутреннего ряда, должны располагаться в одном уровне 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 рядов недопустимо.
Допустимый износ угольных вставок
Рис. 91. Допустимый износ угольных вставок

Браковочной толщиной медных и металлокерамических пластин 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, плашки, 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 мм.

Сколы на угольных вставках не являются браковочными признаками, если ширина скола по поверхности трения не превышает 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 однотипные и расположенные в строго одинаковых местах сколы на угольных вставках нескольких токоприемников э.п.с., приходящего с одного и того же участка, свидетельствуют о появлении неисправности на контактной сети. Об этом немедленно должны быть поставлены в известность работники энергоучастка для принятия мер по поиску неисправности и ее устранению.
Трещины в угольных вставках допускаются, но не более одной на каждой вставке, за исключением применения на двухрядном 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 заменены. Обнаруженные же при осмотре пропилы и уступы (рис. 92) нужно запилить под углом не более 20 градусов к горизонтали.
Серьезные отказы контактной сети происходят при неисправном состоянии кареток, когда полоз получает значительный перекос. Повреждения кареток характеризуются деформациями, трещинами и разработкой отверстий. Трещины в кронштейнах и держателях кареток наиболее распространенных токоприемников П-1 и П-3 обычно возникают в местах резких переходов, являющихся концентраторами напряжений. К перекосу полоза приводит также излом пружины на одной из кареток.
Пропилы и уступы на металлокерамических пластинах
Рис. 92. Пропилы и уступы на металлокерамических пластинах

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 токоприемника в таком режиме наиболее опасен в искусственном сооружении, не оборудованном отбойниками, так как может привести к прикосновению контактного провода, находящегося под высоким напряжением, к заземленной конструкции, т. е. к короткому замыканию.
Такой подъем на ходу поезда опасен также перед фиксатором, в результате чего возможен боковой удар полоза по фиксатору и его поломка, в том числе разрушение стержневого фиксаторного изолятора.
Основной причиной завышенной скорости подъема токоприемника (нормально время подъема до наибольшей рабочей высоты должно составить 4—12 с) является неправильная регулировка редукционных устройств, предназначенных для автоматического изменения режима вертикального перемещения полоза при подъеме и опускании токоприемника. (При одних токоприемниках такие устройства расположены внутри кузова э.п.с., в частности в электропневматическом клапане КП-41 и электромагнитном вентиле ЭВТ-54, при других токоприемниках — Т-5, 10РР2, 17РР2 —они установлены непосредственно на самих токоприемниках.) Правильно отрегулированное редукционное устройство обеспечивает быстрый подъем опущенного токоприемника на небольшую высоту, последующее медленное приближение полоза к контактному проводу и их соприкосновение 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 защитой на тяговых подстанциях. Одна из причин коротких замыканий — перекрытие опорных изоляторов токоприемников подвижного состава постоянного тока. Повреждение фарфоровых изоляторов начинается с возникновения поверхностных трещин из-за динамических нагрузок и изменений температуры окружающего воздуха. Трещины могут быть также следствием перенапряжений, возникающих в фарфоре во время затягивания крепежных болтов при установке токоприемника на крышевые тумбы разной высоты или несоосности отверстий в основании токоприемника и шайках изоляторов.
Несравненно более надежными являются опорные изоляторы постоянного тока из стеклопластика АΓ-4Β. Однако и у этих изоляторов под воздействием атмосферных факторов, пыли, грязи и графитовой смазки, выпадающей с полозов токоприемника, происходит постепенное ухудшение поверхностного слоя, проявляющееся в появлении шероховатости, загрязнения и изменении 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, заменяют. На капитальных ремонтах КР-1, КР-2 все стеклопластиковые изоляторы независимо от степени загрязнения снимают, подвергают очистке и восстановлению электроизоляционного покрытия.

Для исключения коротких замыканий на э.п.с. необходимо также внимательно следить за состоянием рукавов воздухопроводов токоприемников. При техническом обслуживании ТО-3 и текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2 полиэтиленовые рукава осматривают и протирают чистыми сухими салфетками, обращая внимание на появление трещин, смятии, надрезов. При текущем ремонте ТР-3 рукава снимают, промывают теплой водой с мылом и протирают досуха салфеткой. С внутренней поверхности влагу удаляют продувкой сжатым воздухом.
Внимательные осмотры токоприемников, обнаружение появившихся дефектов, а также своевременное и правильное их устранение предупреждают многие отказы контактной сети.

§

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТАХ НА КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ОСМОТРАХ ТОКОПРИЕМНИКОВ
Работы на контактной сети выполняются на проводах или устройствах, находящихся под высоким напряжением или вблизи 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 установленных правил безопасности.
Особую опасность для работающего представляет высокое напряжение, поскольку оно не обладает какими-либо внешними признаками. Более того, на участках переменного тока отключенные от источника питания (например, выключением секционного разъединителя) провода также оказываются под высоким напряжением, наведенным в них в результате электромагнитного влияния проводов, находящихся под рабочим напряжением. 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 эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог и устройств электроснабжения автоблокировки, утвержденных МПС и ПК профсоюза рабочих железнодорожного транспорта. В ряде случаев на дорогах для повышения безопасности разрабатывают и утверждают местные, дополнительные инструкции, не противоречащие положениям указанных Правил, но учитывающие некоторые особенности выполнения работ в тех или иных конкретных условиях.

Все работы на контактной сети, воздушных линиях и связанных с ними устройствах, в отношении мер безопасности подразделяются на 5 категорий: с полным снятием напряжения; с частичным снятием напряжения; под напряжением; вблизи частей, находящихся под напряжением; вдали от частей, находящихся 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 всякая возможность приближения но поддерживающим устройствам, 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 на тяговом рельсе ее заземляющий зажим (башмак), а затем путем прикосновения острием стержня к фиксатору или струне (т. е. к элементу, поджог которого электрической дугой, которая может возникнуть, если в сети есть напряжение, наименее опасен) убеждаются по отсутствию искры в действительном снятии напряжения. Лишь после этого заземляющую 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 работа; при этом не исключена возможность приближения (например, но общим поддерживающим устройствам) на расстоянии менее 2 м к элементам, находящимся под рабочим или наведенным (на линиях переменного тока) напряжением.
Работа под напряжением производится без снятия рабочего или наведенного напряжения. Выполнение этой работы возможно с использованием изолирующих съемных вышек, изолированных 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 рабочую площадку автодрезины — не более 3 чел.) производится поочередно, причем первый из поднимающихся должен убедиться, что рабочая площадка не касается ни 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 завеса на контактную сеть двух шунтирующих штанг, провода которых присоединены к полу рабочей площадки (рис. 94).

Рис. 93. Заземляющая штанга:
Заземляющая штанга
1 — деревянная или стеклопластиковая труба; 2 — заземляющий провод, 3 — дюралюминиевая труба; 4 — крюк, 5 — пружина, 6 — стержень; 7 — затемняющий нажим (башмак); 8 — блокировочный ключ- рукоятка
Изолирующая съемная вышка
Рис. 94. Изолирующая съемная вышка:
1 — заземляющий пояс, 2 — лестница. 3 — раскос, 4 — рабочая площадка, 5 — шунтирующая штанга

Благодаря этому через человека, работающего наверху, не может пройти опасный ток в случае перекрытия изолирующей части съемной  вышки или дрезины, например при падении отрезка проволоки. Находящимся «на земле» не разрешается прикасаться к изолирующим частям (полимерным или деревянным стойкам лестниц) съемной вышки или изоляторам дрезины, а тем более к самой рабочей площадке.

Работой вблизи частей, находящихся под напряжением, считается такая, при которой работающий, находясь на постоянно  заземленной конструкции, имеет возможность приблизиться через инструмент или неизолированные приспособления к частям контактной сети, остающимся под рабочим или наведенным напряжением, на расстояние менее 2 м, но не менее 0,8 м при постоянном токе и 1 м при переменном токе.
Работой вдали от частей, находящихся под напряжением, считается такая, при которой в ее границах исключена возможность 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 о г частей, находящихся под напряжением. В тех же случаях, когда освещение обеспечивает видимость изоляторов и проводов на расстояние не менее 50 м и работой руководит начальник дистанции контактной сети или электромеханик, допускается также выполнение работ с частичным снятием напряжения и вблизи частей, находящихся под напряжением.
Включение и отключение разъединителей, в частности, для обеспечения работ на контактной сети производятся по специальным приказам энергодиспетчера. При этом после каждого переключения лицо, производившее его, дает энергодиспетчеру соответствующее уведомление. Исключение составляют лишь переключения разъединителей контактной сети электродепо, пунктов технического обслуживания локомотивов и экипировочных устройств (где допускается подъем людей на крыши э.п.с. при снятом напряжении), которые производятся персоналом служб локомотивного хозяйства без приказа энергодиспетчера.
Многие работы по обслуживанию и ремонту контактной сети выполняются со съемных изолирующих вышек в условиях нормального 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 выделяемыми сигналистами. Во время работ на перегонах или главных 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 участках со скоростями движения до 160 км/ч это расстояние находится в пределах 1000—1700 м. В условиях плохой видимости между вышкой и основными сигналистами выставляют дополнительных сигналистов.
Сигналисты поддерживают постоянную связь (видимую или посредством переносных радиостанций) с руководителем работ, находящимся у съемной вышки. При появлении поезда сигналист подает сигнал руководителю и следит за съемом вышки. Если по условиям работы вышка не может быть снята с пути, о чем сигнализирует руководитель, сигналист принимает меры к остановке поезда.
На станционных путях, кроме главных, сигналисты находятся на расстоянии 50 м от съемной вышки. Для повышения безопасности работ в этих сложных условиях о каждом приближении поезда к пышке дежурный но 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 контактной сети и при ее 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 на высоком напряжении, для возможности осмотра токоприемников напряжение с контактной сети канав снимает дежурный но депо, производя отключение разъединителя, относящегося к канаве, на которой необходимо подняться на крышу э.п.с. Разъединители должны быть оборудованы заземляющими ножами, благодаря чему после снятия напряжения с контактной сети происходит ее заземление. При снятии напряжения с контактной сети канавы красные лампы световой сигнализации гаснут и загораются зеленые.
Во избежание случайной или ошибочной подачи напряжения рукоятку ручного привода в выключенном положении закрывают 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 выделенным работником только для въезда э.п.с., проверки работы электрооборудования и выезда э.п.с. В остальное время напряжение должно быть снято. Каждая подача напряжения для выезда э.п.с. из депо производится дежурным по получении соответствующей заявки от машиниста, который предварительно убеждается в отсутствии людей на крыше или под локомотивом.
Правила техники безопасности при осмотре токоприемников на пунктах экипировки и технического обслуживания локомотивов аналогичны правилам при осмотре их в условиях депо. Однако участок контактной сети над экипировочным устройством. отделенный от других участков сети секционными изоляторами, в отличие от контактной сети депо нормально находится под напряжением, а обесточивание и заземление его специально уполномоченные на это лица производят только на время экипировки и осмотра крышевого оборудования.
Для исключения возможности перехода людей с продольных стационарных площадок на крышу э.п.с., когда напряжение с контактной сети экипировочного пункта не снято, дверцы площадок оборудованы электромагнитными замками, сблокированными с соответствующими разъединителями; замки заперты при включенном положении разъединителя. Такие же блокировки применяют теперь и во многих депо на лестницах для под нема на крыши э.п.с.
При необходимости подъема на крышу для закрепления токоприемника, поврежденного при следовании локомотива по перегону или станции, машинист должен потребовать через дежурного по станции снятия напряжения с контактной сети и ее заземления. Снятие напряжения обеспечивает энергодиспетчер, а заземление сети по его приказу — работник дистанции контактной 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 токоприемников 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 свисающие с нее, представляют большую опасность для жизни людей, находящихся на железнодорожных путях. Поэтому в случае обнаружения таких проводов они должны немедленно сообщить об этом дежурному по станции для последующей передачи энергодиспетчеру.
Если имеется возможность, например при остановке локомотива, 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 небольшими 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 переменного тока все незаземленные провода и длинномерные металлические предметы в зоне железной дороги находятся под опасным наведенным напряжением, и в случае прикосновения к ним через человека пройдет разрядный ток. Поэтому прикосновение к таким предметам и устройствам, в частности к крышевым шинам электровозов при опущенных токоприемниках, без надежного заземления их недопустимо.

Схемы жестких поперечин, назначение и применение

Схемы гибких поперечин, назначение и применение.

В контактной сети применяют гибкие — в виде стальных тросов и жесткие — в виде металлических ферм поперечины. Поперечины служат для подвешивания проводов контактной сети, расположенных над несколькими путями. Жесткие поперечины позволяют перекрыть от трех до восьми, а гибкие от восьми до двадцати путей.

Гибкие поперечины представляют собой систему тросов, натянутых между опорами поперек электрифицированных путей (рис. 8.8, а). Поперечные несущие тросы воспринимают все вертикальные нагрузки от проводов цепных подвесок, самой гибкой поперечины и других проводов.

Для уменьшения влияния изменения температуры на положение контактных подвесок по высоте поперечные несущие тросы должны иметь стрелу провеса не менее 1/10 длины пролета между опорами, к которым они прикреплены. Фиксирующие тросы воспринимают горизонтальные, главным образом ветровые, нагрузки (верхний — от несущих тросов цепных подвесок и других проводов, нижний — от контактных проводов), передаваемые через фиксаторы контактного провода. Конструкция изолированной гибкой поперечины, тросы которой электрически изолированы от опор, обеспечивают возможность технического обслуживания контактной сети без отключения напряжения. Все тросы гибкой поперечины для регулирования их длины закрепляют на опорах с помощью стальных штанг с резьбой.

Жесткие поперечины выполняются в виде металлических конструкций (ригелей), установленных на двух опорах (рис. 8.8, б). Такие поперечины используют также для размещения на них осветительных приборов и подвешивания других проводов — питающих, отсасывающих, освещения и др. На станциях применяют поперечины с фиксирующим тросом, на перегонах — кроме того, с консольными и фиксаторными стойками. По сравнению с гибкими поперечинами они требуют значительно меньших фундаментов под опоры, вследствие чего расход материалов и объем земляных работ при их сооружении уменьшается в 2,5-3 раза. Сборные конструкции жестких поперечин состоят из двух-четырех блоков в зависимости от длины перекрываемого пролета (до 44 м). Жесткие поперечины с освещением имеют настил с перилами и лестницы для подъема на опоры обслуживающего персонала. Соединение ригеля со стойками осуществляется шарнирно или жестко с помощью подкосов. Недостатками жестких поперечин является необходимость защиты от коррозии металлических ригелей при эксплуатации и применении электрорепеллентной защиты (отпугивание птиц), а также ухудшение видимости сигналов.

§

Классификация вагонов по технической характеристике.

Классификация вагонов по назначению и месту эксплуатации.

По своему назначению вагоны разделяются на две основные группы – пассажирские и грузовые.

Пассажирский вагон имеет кузов, представляющий собой закрытое помещение, оборудованное необходимыми для пассажиров устройствами (диваны для сидения или лежания, системы освещения, отопления, вентиляции, а иногда и охлаждения воздуха, туалеты, удобные входы и выходы и т.п.). Парк пассажирских вагонов состоит из вагонов для перевозки пассажиров, вагонов-ресторанов, почтовых, багажных и специального назначения.

В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны бывают:

-дальнего следования, предназначенные для перевозки пассажиров на большие расстояния. Такие вагоны бывают купейные или не купейные. Они оборудованы жёсткими или мягкими диванами для лежания и по этому признаку называются жёсткими или мягкими вагонами;

-местного сообщения, предназначенные для перевозки пассажиров на более короткие расстояния преимущественно в дневное время. В этих вагонах имеются удобные кресла для сидения;

-пригородные, предназначенные для перевозки пассажиров на небольшие расстояния в сравнительно короткое время; они оборудованы жёсткими или мягко-жёсткими диванами для сидения.

Вагоны-рестораны предназначены для организации питания пассажиров в пути следования. Почтовые вагоны служат для перевозки почтовых грузов. Такой вагон имеет зал для почтовых операций и помещения для обслуживающего персонала. Багажные вагоны предназначены для перевозки багажа в пассажирских поездах. Пассажирскими вагонами специального назначения являются вагоны-лаборатории, служебные, санитарные, вагоны-клубы и др.

Грузовые вагоны в зависимости от вида перевозимых грузов разделяются на следующие основные типы:

-крытые, предназначенные для перевозки зерновых и других сыпучих грузов, нуждающихся в защите от атмосферных осадков, для транспортировки тарно-упаковочных и высокоценных грузов. Вагон имеет закрытый кузов, обычно оборудованный дверями и люками;

-полувагоны, предназначенные для перевозки навалочных грузов (руда, уголь, флюсы, лесоматериалы и т.п.), контейнеров, различных машин и др. Вагон имеет открытый сверху кузов, часто оборудован разгрузочными люками, а иногда и дверями;

-платформы, предназначенные для перевозки длинных и громоздких грузов (лесоматериалы, прокат, строительные материалы и их полуфабрикаты), контейнеров, автомашин и т.д. Эти вагоны обычно имеют настил пола на раме и откидные борта;

-цистерны, предназначенные для перевозки жидких и газообразных грузов (нефть, керосин, бензин, масла, кислоты, сжиженные газы и т.п.). Кузовом вагона является резервуар (котёл) обычно цилиндрической формы, имеющий люки для налива и устройства для слива груза;

-изотермические, предназначенные для перевозки скоропортящихся грузов (мясо, рыба, фрукты и т.п.). Кузов вагона имеет изоляцию и оборудование для создания необходимых температурного и влажностного режимов.

В зависимости от места эксплуатации вагона бывают общесетевыми и промышленного транспорта. Общесетевые вагоны допускаются для движения по всей сети железных дорог страны. Вагоны промышленного транспорта, помимо движения по внутризаводским и другим путям замкнутого направления, могут выходить на магистральные железные дороги, если при их проектировании предусматривалось удовлетворение соответствующим нормам прочности, устойчивости и другим требованиям, предъявляемых к общесетевым вагонам.

В зависимости от технической характеристики пассажирские и грузовые вагоны различаются:

-по осности — четырёхосные, шестиосные, восьмиосны;

по материалу и технологии изготовления кузова — на цельнометаллические, с несущими боковыми стенами, с несущей рамой.

-по грузоподъёмности, величине собственной массы (тары), нагрузки от колёсной пары на рельсы (осевой нагрузки), нагрузки на 1 м пути (погонной нагрузки) и другим параметрам;

-по габариту подвижного состава, которому они удовлетворяют: для обращения по всей сети жд; вагоны межобластного сообщения; вагоны для эксплуатации по сетям только РЖД.

– по ширине железнодорожной колеи (ширококолейные и узкоколейные).

Каждый вагон состоит из ходовых частей, рамы, кузова, ударно-тяговых приборов и тормозов.

К ходовым частям относятся тележки с колесными парами, буксами, подшипниками, рессорами или пружинами. Ходовые части должны обеспечивать движение вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью и наименьшим сопротивлением движению.

Колёсная пара, состоящая из оси и двух напрессованных на ней под давлением колес диаметром 950…1050 мм, воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы в процессе движения подвижного состава.

Буксы служат для передачи давления от вагона на шейки осей колёсных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещения колёсной пары.

Рессоры и пружины служат для смягчения толчков, воспринимаемых вагоном от неровностей пути и поверхностей катания колес. Совокупность всех рессор, пружин и других упругих элементов, связывающих колесные пары с рамой тележки или кузовом, называется рессорным подвешиванием.

Тележками называются устройства, которые обеспечивают безопасное движение вагона по рельсовому пути, с минимальным сопротивлением и необходимой плавностью хода. Они составляют основу ходовых частей и являются одним из важнейших узлов грузовых и пассажирских вагонов, обеспечивающих взаимодействие подвижного состава с верхним строением пути железнодорожного полотна. В тележках объединяются рамой колесные пары с буксами, система рессорного подвешивания и части тормозной рычажной передачи. Тележки обеспечивают более свободное движение длинных вагонов по кривым участкам пути небольшого радиуса, необходимую плавность хода при уменьшении сопротивления движению.

Поддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного составаПоддерживающие устройства контактной сети - Электроснабжение электроподвижного состава

Тележки вагонов: а) — типа ЦНИИ-Х3-0 грузового вагона: 1 — колесная пара; 2 — боковина; 3 — рессорный комплект; 4 — клиновый гаситель колебаний; 5 — букса; б) — типа КВЗ-ЦНИИ пассажирского вагона: 1 — тормозная колодка; 2 — буксовое рессорное подвешивание; 3 — скользун; 4 — подпятник; 5 — рама; 6 — букса; 7 — центральное рессорное подвешивание; 8 — гаситель колебаний.

§

Кузовом вагона называется часть вагона, расположенная над рамой и служащая для размещения грузов или пассажиров. У крытых грузовых и пассажирских вагонов кузов состоит из боковых и торцевых стен, пола и крыши, у полувагонов — из боковых, торцевых стен или дверей и пола, а у платформ — из бортов и пола. У цистерн кузовом является цилиндрический резервуар, называемый котлом. Кузов вагона крепится на раме или составляет с ней одно целое.

Ударнотяговые приборы служат для сцепления вагонов и локо- мотива, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, а также для передачи силы тяги от локомотива к вагонам и смягчения ударов, возникающих при сцеплении или набегании вагонов в поезде. Ударно-тяговые приборы состоят из автосцепного устройства.

Автосцепное устройство предназначено для сцепления вагонов между собой и с локомотивом, передачи растягивающих и сжимающих усилий от одного вагона к другому, а также для смягчения действия продольных усилий. При автосцепном устройстве сцепление подвижного состава происходит автоматически, без участия сцепщика

Все существующие автосцепные устройства по способу взаимодействия между собой под-разделяются на три типа: нежесткие, жесткие и полужесткие, а по способу соединения — механические и унифицированные.

Нежёсткими (рис 1, а) принято называть автосцепки, которые в сцепленном состоянии допускают относительные вертикальные перемещения сцепленных корпусов 2, а в случае разницы по высоте рам вагона 1, располагаются ступенчато, сохраняя горизонтальное положение. Корпуса в таких конструкциях располагаются на жёсткой опоре 3, Отклонения в горизонтальной плоскости обеспечиваются в таких конструкциях сравнительно простыми шарнирами на концах корпуса автосцепки.

Жёсткие автосцепки (рис 1, б) не допускают относительных вертикальных перемещений сцепленных корпусов 2, а при отклонении рам 1 располагаются по одной прямой. На концах корпусов таких автосцепок необходимы сложные шарниры, обеспечивающие угловые отклонения в различных направлениях.

Полужёсткие автосцепки (рис 1, в) подобны нежёстким, но они имеют ограничители 5, предотвращающие саморасцепы при увеличенных вертикальных относительных смещениях корпусов. В жёстких и полужёстких автосцепках корпуса размещаются на подпружиненных опорах 4.

Механические автосцепки используют для сцепления подвижного состава между собой, межвагонные коммуникации соединяют вручную. Унифицированные автосцепки применяют на специальном подвижном составе: вагонах метрополитена, некоторых типах зарубежных электро- и дизель-поездов и др.

§

Тормоза и тормозное оборудование служат для уменьшения скорости движения поезда или его остановки. На железнодорожном подвижном составе применяются три вида торможения:

фрикционное, использующее силу трения тормозных колодок или дисков с вращающимися колесами;

реверсивное (электрическое), при котором сила инерции поезда используется для выработки электровозом энергии, которая либо поглощается специальными сопротивлениями, либо возвращается в контактную сеть;

электромагнитное, основанное на принципе воздействия электромагнитных устройств на рельсы.

Основным видом торможения является фрикционное пневматическое. Принцип работы пневматических фрикционных тормозов заключается в том, что сжатый до (5-5,5)105 Па воздух, вырабатываемый компрессором локомотива, подается по тормозной магистрали поезда в тормозные цилиндры, имеющиеся на каждом вагоне, и, воздействуя на их поршни, обеспечивает через рычажную передачу прижатие тормозных колодок к ободьям вращающихся колес.

Управление тормозами осуществляется с помощью крана машиниста, находящегося в кабине локомотива. Запас сжатого воздуха, интенсивно расходующегося при зарядке и отпуске (оттормаживании) тормозов, накапливается в главном резервуаре, находящемся на локомотиве, а на каждом вагоне имеется запасной резервуар, через который происходит питание тормозного цилиндра. Если главный резервуар при торможении сообщается с запасными резервуарами, то такой тормоз называется прямодействующим, а если отключается от запасных резервуаров — непрямодействующим.

Торможение может быть служебным и экстренным. В обычных условиях машинист применяет служебное торможение, при котором давление в главной магистрали понижается ступенями. Такой режим обеспечивает плавное уменьшение скорости поезда и остановку его в заранее предусмотренном месте. Для немедленной остановки поезда применяют экстренное торможение, которое происходит в результате быстрого и полного выпуска воздуха из магистрали с помощью крана машиниста или крана экстренного торможения, устанавливаемого на всех пассажирских и части грузовых вагонов.

Помимо автоматических, вагоны и локомотивы оборудуются ручными тормозами, которые необходимы для удержания поезда на месте в случае остановки его на уклоне при неисправности автоматических тормозов. В ручных тормозах сила нажатия тормозных колодок на колеса передается от тормозной рукоятки, помещаемой в тамбуре вагона.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *