Работа контактной сети при низких температурах и гололёде. Заключение

Среди изоляторов по расположению токоведущей части различают опорные, проходные и подвесные изоляторы, по конструктивному исполнению различают тарельчатые, стержневые и штыревые изоляторы, а по месту установки различают линейные и станционные изоляторы.К основным характеристикам изоляторов относят номинальное напряжение, разрядные напряжения, геометрические параметры и механические характеристики.

На контактной сети используются подвесные изоляторы, фиксаторные изоляторы, консольные изоляторы, секционирующие изоляторы, штыревые изоляторы и опорные изоляторы.Напряжение, приложенное к гирлянде изоляторов, распределяется неравномерно, и наибольшее напряжение оказывается на изоляторе, ближайшем к проводу.

6.2 Работа контактной сети при низких температурах и гололёде

Экстремальные метеорологические условия негативно влияют на работу устройств электроснабжения. Из многолетнего опыта в хозяйстве электрификации установлен перечень экстремальных условий работы устройств электроснабжения в зимний период:

- перепады температуры воздуха в течение суток на 15 °С и более;

- понижение температуры воздуха до -30 °С;

- усиление ветра до скорости 25 м/с и более;

- снегопад;

- налипание мокрого снега на проводах контактной сети (КС) и воздушных линий (ВЛ) электропередачи, на деревьях;

- образование гололеда;

- образование изморози;

- автоколебания проводов КС и ВЛ. Экстремальные условия работы устройств электроснабжения в летний период следующие:

- атмосферные перенапряжения;

- усиление ветра до скорости 25 м/с и более.

Анализ неисправностей технических средств показывает, что в летний и зимний периоды количество отказов возрастает на 15 — 20 %. Так, летом атмосферные перенапряжения вызывают значительное количество отключений фидеров контактной сети, СЦБ, продольного электроснабжения и ДПР.

Работа грозозащитных устройств (разрядников, ограничителей перенапряжения) требует пристального внимания, исправного состояния, в том числе грозозащитного устройства и его подключения, спуска заземления и контура заземления, при ветре 25 м/с и более, особенно при порывистом и шквальном ветре происходит массовое падение веток и деревьев на устройства электроснабжения. При этом обрываются провода, ломаются траверсы, повреждаются деревянные опоры ВЛ.

Падение веток и деревьев на КС приводит к нарушению габарита для движения поездов. На ветровых участках возможно образование автоколебаний контактной подвески, вибрации («пляски») проводов на воздушных линиях. Чтобы обеспечить безопасность движения поездов, оперативный персонал проводит мониторинг метеорологической обстановки через дежурный персонал линейных подразделений и оперативно принимает необходимые решения, докладывает руководству информацию о метеорологической обстановке.

При ветре свыше 25 м/с рекомендуется организовывать контрольные объезды с осмотром КС и ВЛ. При необходимости через энергодиспетчера выдают предупреждения об ограничении скорости движения ЭПС до 40 км/ч по участкам, подверженным ветровым воздействиям. Для электроснабжения устройств СЦБ при необходимости включают резервные источники электроснабжения (ДГА на тяговых подстанциях, ДГА на пунктах питания, переносные электростанции, генераторы на автомотрисах и другие источники).

Для уменьшения воздействия ветрового давления и автоколебания на КС двойные контактные провода в пролетах на прямых участках пути располагают ромбовидно.

При этом на фиксаторах устанавливают жесткие распорки между основным стержнем фиксатора и несущим тросом. Наряду с этим, на стадии проектирования предусматривают неравномерную (до 25 %) разбивку пролетов между опорами контактной сети. При одинарном контактном проводе у фиксаторов монтируют специальные оттяжки. На воздушных линиях 6 — 10 кВ применяют двойное — рессорное крепление проводов к изоляторам, самонесущие изолированные провода.

Кронштейны укрепляют специальными накладками, препятствующими их развороту, на проводах ВЛ с двух сторон от седел устанавливают зажимы. Усиливающие и питающие провода КС подвешивают на рессорном тросе. На несущем тросе устанавливают жесткие пластины длиной 2 — 2,5 м под углом 45°. Возможно применение демпфирующих устройств, что снижает вертикальные колебания подвески. Чтобы предотвратить падения веток и деревьев на ВЛ, проходящих через лес, в планах реконструкции предусматривают вынос таких линий на опоры контактной сети, применение проводов СИП.При понижении температуры воздуха до -30 °С и ниже рекомендуется организовывать контрольные объезды с осмотром КС и ВЛ.

Обращают внимание на соблюдение номинальных расстояний между контактным проводом и основным стержнем фиксатора, неподвижным блоком компенсатора и грузами. При полукомпенсированной контактной подвеске важно подметить достаточен ли наклон звеньевых струн, нормально зафиксированы зажимы фиксаторов, какова стрела провеса проводов. В искусственных сооружениях главное внимание уделяют расстоянию между токоведущими частями и заземленными конструкциями. Выявленные отступления, угрожающие безопасности движения поездов, устраняют незамедлительно.

При образовании гололеда заблаговременно готовят схемы профилактического подогрева контактного провода или плавку гололеда токами короткого замыкания. Для наиболее упрощенного расчета применяют формулы закона Ома и Кирхгофа. При профилактическом подогреве ток должен быть 2,3 — 2,5 А/мм2, при плавке гололеда — 5 — 7 А/мм2. Разъединители переключают до наступления интенсивного гололеда, так как они будут неуправляемые.

Гололед образуется при дожде и понижении температуры воздуха до минус 2 — 4 °С. Дождевые осадки охватывают значительные по протяженности полигоны (до 100 — 200 км) и представляют повышенное затруднение в обеспечении безопасности движения поездов. В ряде случаев движение поездов с электрической тяги переходит на тепловозную. Схемы профилактического подогрева контактных проводов или плавки гололеда разрабатывают дистанция электроснабжения (на действующих участках) или проектные институты (на новых участках). При подготовке хозяйства к работе в зимних условиях схемы проверяют с записью в оперативном журнале: «причастный персонал ознакомлен. Нет достаточного опыта применения схем для удаления гололеда на боковых путях станций, парков и съездах».

Установки механической очистки гололеда (МОГ) разработаны несколькими модификациями и находятся в эксплуатации. Они наиболее эффективны при механическом удалении гололеда с контактного провода.

Обслуживающий персонал районов контактной сети должен быть обучен и иметь практические навыки работы. В локомотивных депо предусмотрены вибропантографы или пневмобарабаны, которыми оборудуют электровозы или по специальной конструкции — тепловозы. По заявке энергодиспетчера с участием работников дистанции электроснабжения на одном токоприемнике электровоза снимают рабочий полоз и устанавливают виброполоз. Электровоз выходит на линию и на скорости 40 — 80 км/ч при поднятых двух токоприемниках вибропантографом очищает контактный провод от гололеда. Для предупреждения гололедообразования ранее были разработаны установки для нанесения противогололедного смазочного материала на контактные провода. Противогололедный смазочный материал наносился на контактный провод рабочим органом установки слоем 0,5 — 1,5 мм. Расход материала составлял 2,5 кг на 1 км при двух контактных проводах.

Смазочный материал наносился при температуре воздуха до минус 15 °С, лед при этом становился рыхлым и сбрасывался проходящими токоприемниками ЭПС. На участках постоянного тока эту работу выполняли без снятия напряжения, на участках переменного тока — при снятом напряжении и заземлении контактной сети установленным порядком. Для удаления гололеда с контактного провода в пределах отдельных пролетов с изолирующей вышки без снятия напряжения с КС применяют скребки, шесты — для сброса гололеда с воздушной линии ударом по обледеневшему проводу, ри образовании инея, куржака, гололеда на проводах КС работа компенсирующих устройств блокируется, так как канат не проходит по желобу ролика, и компенсирующее устройство становится жесткой анкеровкой.

При понижении температуры воздуха натяжение в контактных проводах увеличивается, что может вызвать их обрыв и выскальзывание из стыковых зажимов. Для обеспечения работы компенсирующих устройств необходимо выполнять обходы с осмотром устройств контактной сети и прокачкой грузов. Организационно-техническими мероприятиями предусматривается комиссионная проверка в локомотивных депо состояния токоприемников ЭПС, вибропантографов, пневмобарабанов, наличие противогололедной смазки. При осмотре токоприемников обращают внимание на состояние рабочей части полоза, крепление пластин или вставок, шарнирных соединений, гибких шунтов, их сечение и крепление, состояние и крепление изоляторов, воздушных рукавов, подъемно-опускающих механизмов.

Обрыв более 25 % жил гибкого шунта не допускается. Убеждаются в отсутствии заедания в шарнирных соединениях.

Осматривая угольные вставки, надо проверять плотность закрепления пластин и стыковку вставок между ними и с концевыми металлическими пластинами. Не допускается смещение вставок.

Зазор между вставками не может превышать 0,8 мм. Внутренний ряд должен быть на одном уровне с наружными или ниже их, но не более чем на 1 мм. Допускается в эксплуатации скол поперек вставки не более 50 % ее ширины. Длина скола вдоль вставки не нормируется. Необходимо следить, чтобы не было трещин на вставках. Вставку считают изношенной, если толщина оставшейся части составляет 10 мм и менее или если от поверхности вставки до края крепежных элементов каркаса остается 1 мм летом и 2 мм зимой. Обращают внимание на наличие медной подложки между угольной вставкой и каркасом полоза, подключение ее к шунту. При осмотре металлокерамических пластин проверяют качество их крепления к полозу. Зазоры между накладками не должны превышать 0,8 мм. Необходимо, чтобы концы крайних накладок в средних рядах были опилены.

Срывы крепежных винтов, смещение пластин не допускаются. Измеряют износ пластин. Оставшаяся высота сечения пластин должна быть не менее 2,5 мм, при этом головки винтов утоплены на глубину 1,5 — 2 мм ниже верхней плоскости пластин. Важно, чтобы поверхность пластин была ровной, не имела наплывов, сколов и инородных включений. На нерабочей поверхности пластин допускают выступы и впадины глубиной не более 0,2 мм. Обращают внимание на наличие медной подложки между металло-керамической пластиной и каркасом полоза, подключение ее к шунту. При наличии сухой графитовой смазки проверяют ее состояние, заполнение ею пазов между пластинами. Смазка должна быть соединена с полозом плотно, т.е. создавать целый монолит.

Статическую характеристику токоприемников снимают динамометром, например типа ДТ-002. В диапазоне рабочей высоты токоприемника измеряют нажатие на контактный провод при подъеме и отдельно при опускании.

Значения нажатий на провод должны находиться в установленных пределах для тяжелого и легкого типов токоприемника (табл. 1), в том числе для данного типа токоприемника.

Разница между нажатием на контактный провод при подъеме и опускании на одной и той же высоте не должна превышать установленную норму, указанную в табл. 2, где приведены некоторые технические данные наиболее распространенных токоприемников. В зимнем режиме работы нажатие полоза на контактный провод должно быть увеличено на 10 — 20 Н. Неоднократным подъемом и опусканием токоприемника определяют время подъема до максимальной рабочей высоты и время опускания в сложенное положение.При температуре -20 °С и ниже статическую характеристику токоприемника проверяют на открытом воздухе. Рабочая высота токоприемника должна изменяться от 400 мм (не более) до 1500 мм (не менее); максимальная высота подъема должна быть не менее 2100 мм.

При температуре воздуха ниже нуля проводят испытание контактной подвески токоприемниками, имеющими повышенное статическое нажатие на контактный провод 200 — 230 Н (20 — 23 кгс). Величина нажатия токоприемника на контактный провод регулируется пружинами подъемно-опускного механизма. Испытания проводят вагоном ВИКС или электровозом с двумя поднятыми токоприемниками, имеющими эквивалентное повышенное нажатие, при скорости движения не более 70 км/ч.

При объезде обращают внимание на величину подъема (отжатия) контактного провода, на расстояние между контактным проводом и основным стержнем фиксатора, а также между полозом и отходящими на анкеровку нерабочими проводами.

Наряду с этим контролируют эластичность прохода полоза в пролетах и по секционным изоляторам, подхват контактного провода на воздушных стрелках, особенно при переходе с одного контактного провода на два.

В сложных погодных условиях снижается качество электрической энергии со стороны внешнего электроснабжения тяговых подстанций, пунктов питания, в том числе возможны провалы и колебания напряжения, асимметрия в линии, отклонения частоты, полное прекращение электроснабжения потребителей. Эти и другие факторы негативно отражаются на потребителях электрической энергии, особенно натяге поездов, работе устройств СЦБ. Своевременное и полное выполнение организационных и технических мероприятий по подготовке хозяйства электрификации и электроснабжения к работке в зимних условиях, подготовке к грозовому периоду обеспечивает надежное электроснабжение тяги, устройств СЦБ и нетяговых потребителей

7. 7. Работы без снятия напряжения вблизи и в дали от частей,находящихся под напряжением

IV-4-1.Руководитель работ вблизи частей, находящихся под напряжением, должен иметь квалификационную группу по технике безопасности не ниже V,а при работах вдали от частей, находящихся под напряжением, не ниже IV. Назначаемые для непосредственного выполнения работ лица должны иметь квалификационную группу не ниже IV при работах вблизи частей, находящихся под напряжением,и не ниже II при работах вдали от напряжения.

IV-4-2.Работы вблизи частей, находящихся под напряжением,в светлое время суток должны производиться с разрешением начальника, старшего электромеханика или электромеханика дистанции контактной сети,в тёмное время суток – при условии соблюдения требований п.Ш-1-10.На одной опоре при этом должно находиться не более 2 человек.

IV-4-3. Работы по смене ламп освещения должны производиться электромонтёрами с квалификационной группой не ниже III под руководством электромонтёра с группой не ниже IV.Наблюдающий должен находиться не далее одного мачтового пролёта от работающих.

IV-4-4. При работах вблизи частей, находящихся под напряжением, бригада должна иметь заземляющую штангу, подсоединённую к тяговому рельсу и подготовленную для завески на провода.

IV-4-5. При выполнении работ в близи частей, находящихся под напряжением, осуществляют подъём,производят работу и перемещают с одного места на другое с разрешения и по команде руководителя работ или наблюдающего (при работах развёрнутым фронтом), который обязан следить за правильностью выполнения их команд и затем, чтобы работающие не прикоснулись проволокой,тросом или другими предметами

к проводам и деталям контактной сети, находящимся под напряжением, а также напоминать работающим о необходимости соблюдения особой осторожности.