2017-10-25
4778
Факторы, отрицательно влияющие на работу подвижного состава. В эксплуатации на ТПС оказывают отрицательное воздействие многие факторы: динамические и статические нагрузки и вибрация, большие токи и напряжения, высокие запыленность и влажность воздуха, перепады давления, колебания температуры.
Динамические и статические нагрузки вызывают большие механические напряжения в элементах колесных пар, рессорного подвешивания, рамах тележек, буксах, рамах кузовов, автосцепных устройствах и других деталях механической части. Статическая нагрузка от колесной пары на рельс может достигать 230 кН и более, а динамическая превышает статическую в 1,5 и более раз; усилия, действующие на автосцепку, достигают 25 кН. Значительные продольные усилия передаются деталям автосцепных устройств при движении поезда на подъемах и перевалах, при трогании с места и торможении. Элементы конструкции ТПС рассчитывают на действие не только этих сил, но и на усталостную прочность с коэффициентом запаса не менее 2. На отдельные элементы ТПС одновременно действуют изгибающие, растягивающие, срезывающие, скручивающие усилия, что приводит к их повышенному износу и повреждениям.
Вибрация элементов ТПС ускоряет процесс износа и увеличивает вероятность возникновения неисправностей. Тяжелые условия работы ТПС усугубляются в зимнее время, когда из-за увеличения жесткости рельсового пути динамическое ускорение колесных пар от ударов на стыках достигает 150 м/с.
Тяговый ток изменяется в широких пределах, достигая нескольких тысяч ампер. Такой ток, особенно при длительном действии, приводит к повышенному нагреву всех элементов силовой цепи. Поэтому монтаж этих элементов и уход за ними должны осуществляться особенно тщательно, а в эксплуатации необходим неослабный контроль за их состоянием, особенно в местах электрических соединений с повышенным переходным сопротивлением.
Напряжение в контактной сети в отдельных случаях может достигать 3900 В при постоянном токе и 29 000 при переменном. При этом разность потенциалов между отдельными точками электрических цепей может вызывать перекрытие электрической дугой изоляционных поверхностей или их пробой. Колебания напряжения в контактной сети вредно сказываются на работе электрических машин и аппаратов. Электрические машины и аппараты, установленные на ТПС, рассчитаны на определенное напряжение. Однако обеспечить строгое его постоянство практически невозможно. Это приводит к необходимости повышения электрической прочности изоляции, увеличения воздушных промежутков между токоведущими и заземленными частями.
Грозовые разряды вблизи контактной сети, переключения, выполняемые в цепях с большими токами, могут привести к местным перенапряжениям, значительно превышающим расчетные значения. Особенно часто такие перенапряжения возникают на электроподвижном составе (ЭПС) переменного тока, имеющем цепи с индуктивными сопротивлениями — реакторами, трансформаторами и др. Поэтому для ряда аппаратов ЭПС переменного тока испытательное напряжение принимают свыше 60 кВ, а для ЭПС постоянного тока — от 5 до 9 кВ. При выборе испытательного напряжения для большинства высоковольтных аппаратов исходят из расчетной формулы Uисп = 2,5 U +2000 В, а для тяговых электрических машин Uисп = 2,25 U + 2000 В, где U — напряжение токоведущих частей по отношению к "земле".
Колебания температуры окружающей среды (от —50 до +40 °С) ускоряет процесс старения изоляции электрических машин, способствует возникновению тепловых и электрических пробоев изоляции, ограничивает степень использования мощности тяговых двигателей.
Повышенный нагрев может вызвать пересыхание изоляции токоведущих частей, появление трещин в прокладках и уплотняющих деталей, в лаковых покрытиях, а иногда и нарушение регулировки некоторых аппаратов.
При низких температурах повышаются внутренние напряжения, особенно в сварочных швах рам или воздушных резервуаров, у валов в местах перехода от одного диаметра к другому, что может привести к образованию трещин, снижается эластичность резиновых изделий, загустевает смазка, возможно обледенение контактных поверхностей аппаратов и их замедленное включение.
Согласно стандартам большинство устанавливаемых на ТПС аппаратов должно надежно работать в указанном выше диапазоне температур.
Влажность воздуха отрицательно влияет на состояние лакокрасочных покрытий и изоляции. При резких перепадах температуры наличие влаги в воздухе приводит к накоплению в резервуарах пневматической сети конденсата, который, попадая в автотормозные приборы и пневматические приводы аппаратов, нарушает их работу. Влага, проникающая в поры изоляции, снижает ее электрическую прочность, создает условия для возникновения электрического или теплового пробоя изоляции, ускоряет ее старение. При низкой температуре влага приводит к образованию инея и обледенению коллекторов и щеточного аппарата электрических машин, что вызывает повышенное искрение под щетками. Поэтому большинство электрических аппаратов рассчитывают на работу в условиях 90 %-ной влажности воздуха.
Повышенная влажность ускоряет процесс образования окислов на рабочих поверхностях электрических контактов и незащищенных металлических деталях, гниения деревянных частей, в первую очередь полов в тамбурах, салонах дизель- и электропоездов и в кабинах управления.
Запыленность воздуха приводит к тому, что проникающая с воздухом в ТПС пыль оседает на всех его элементах. Попадая на изоляцию токоведущих частей, пыль повышает электропроводность по поверхности изоляции, способствуя возникновению поверхностного перекрытия. Пыль, проникающая вместе с охлаждающим воздухом внутрь тяговых двигателей, способствует загрязнению и ионизации надколлекторного пространства, создавая условия для возникновения кругового огня на коллекторе. Кроме того, попадающая на коллектор пыль повышает его механический износ.
