Борьба с пережогами проводов

Пережоги контактных проводов и несущих тросов в большинстве случаев вызывают значительные повреждения контактной сети. На восстановление таких повреждений затра­чивается 2,5—3 ч, что приводит к большим задержкам в движении поездов. Повреждения проводов ДПР и ЛЭП-10 кВ, подвешенных на опорах контактной сети, в отдельных случаях

(при захлестывании на цепную подвеску) также нарушают движение поездов. Например, в 2000 г. по сети дорог произошло 162 случая обрыва и пережога проводов цепной подвески, которые являются следствием неудовлетворительного содержания контактной сети и элек­троподвижного состава. Основными причинами пережогов проводов являются следующие: повышенный на­грев питающих или соединительных зажимов вследствие ухудшения контакта; перекрытия и пробои изоляторов; соприкосновение с заземленными частями; местные нагревы (сопри­косновение проводов); короткие замыкания на электроподвижном составе; въезд на отклю­ченный или заземленный участок. Экспериментальные данные подтверждают, что разупрочнение, т.е. снижение механи­ческой прочности проводов из-за нагрева (опасное по условиям эксплуатации), происходит при следующих температурах, °С: Контактный провод.................................. 200—210 Несущий трос............................................ 160—170 Алюминиевые провода и тросы............... 140—150 Сталемедные тросы (ПБСМ).................... 210—220 Нагрев контактного провода до температуры выше 300°С при напряжении 10 000 Н, как правило, приводит к его разрыву. Причины и условия возникновения пережогов. Температура контактного провода в месте соприкосновения с полозом токоприемника зависит от следующих факторов: ха­рактера контакта — дуговой или бездуговой, неподвижный или перемещающийся; состо­яния контактных поверхностей (степени загрязнения) и усилия нажатия токоприемника; материала контактов (контактного сопротивления); значения и времени прохождения тока; схемы питания (односторонняя или двухсторонняя); степени износа контактного провода и его натяжения. Дуговые пережоги происходят при заезде электроподвижного состава на отключенную секцию или имеющую пониженный из-за большого падения напряжения на фидерной зоне потенциал. В большинстве случаев ток дуги между проводами и полозом меньше тока уставки выключателей подстанции или поста секционирования, поэтому за­щита может не сработать. Дуга горит длительное время и чаще всего пережигает провода той ветви, с которой сходит токоприемник. Бездуговые пережоги происходят при заезде электроподвижного состава на заземленную (чаще всего из-за короткого замыкания) секцию. Для исключения дуговых пережогов контактных проводов воздушные промежутки должны быть выполнены таким образом, чтобы дуга надежно гасилась. Одним из воз­можных способов является установка на контактный провод сходящей ветви специаль­ных дугогасящих рогов (рис. 2.5). Такое решение связано с определенными трудностями конструктивного порядка, поскольку дугогасящие рога вследствие темпера­турной деформации контактных проводов оказываются при крайних температурах окру­жающего воздуха не в тех местах, где дугогашение наиболее эффективно. Для устранения этого недостатка можно производить сезонную регулировку длин струн в переходном про­лете, чем достигается смещение места отрыва полоза от контактного провода сходящей ветви в зону установки дугогасящих рогов. Установка устройства дугогасящей защиты контактных проводов от пережогов на изо­лирующем сопряжении постоянного тока выполняется бригадой электромонтеров контакт­ной сети в составе девяти человек со снятием напряжения с обеих секций контактной сети изолирующего сопряжения. Работа очень трудоемкая и требует перерыва в движении поез­дов («окна») продолжительностью 2 часа. Применяются съемная изолирующая вышка и ра­бочая площадка дрезины или автомотрисы, с которой определяют середину зоны одновре­менного взаимодействия токоприемника с двумя ветвями изолирующего сопряжения (на трехпролетном сопряжении – середина переходного пролета,

Рис. 2.5. Штампованный стальной оцинкованный рог:

а — с полузажимами К-053; б— с зажимами К-046

на четырехпролетном — у средней переходной опоры). Защитное устройство размещают в сторону уходящей ветви на анкеровку. На разрезанный контактный провод надевают полиэтиленовую трубку и перемещают ее до проектного положения. В зоне входа токоприемника устанавливают рога на полиэтиле­новую трубку так, чтобы обеспечивался надежный постоянный контакт полоза токоприем­ника с рогами при любых температурных изменениях положения проводов подвески.

Один рог (гасящий) устанавливают на внешний относительно воздушного проме­жутка контактный провод отходящей ветви так, чтобы токоприемник, сойдя с рога, про­должал движение по изоляции еще 3—5 м, а второй — на внутренний провод по ходу то­коприемника на расстоянии 400—500 мм от начала наружного рога.

Все это предупреждает появление дуги при въезде на изоляцию внутреннего прово­да, т.к. токоприемник будет двигаться еще по рогу. На несущий трос отходящей и ра­бочей ветвей изолирующего сопряжения в зоне разрыва дуги надевают разрезные по­лиэтиленовые трубки — по две на каждую ветвь (рис. 2.6).

Защитное устройство на изолирующем сопряжении и нейтральной вставке

Рис. 2.6. Общий вид защищенного изолирующего

сопряжения постоянного тока (двухстороннее

движение)

Рис. 2.7. Установка защитно­го устройства на изолирую­щем сопряжении переменного тока и нейтральной вставке (двухстороннее движение)

переменного тока выполняется по тем же условиям и тем же составом исполнителей, что и на посто­янном токе, но «окно» несколько удлиняется (2-3 часа). Нормируемые расстояния такого защитного устройства указаны на рис 2.7.

Можно предупредить возникновение дуги еще одним способом: мгновенным АПВ. При въезде электроподвижного состава на отключенный участок в момент замыкания по­лозов токоприемника ветвей двух секций на отключенную секцию подается напряжение. Если отключенная секция не была при этом заземлена (например, из-за короткого замыка­ния), напряжение на обеих секциях окажется примерно равным номинальному. Происходит мгновенное АПВ быстродействующего выключателя и дуга между полозом и отходящей ветвью контактного провода не возникает.

Применение схемы мгновенного АПВ оказалось успешным. Однако, несмотря на это, учитывая возможность случаев, когда дуга возникает в условиях небольшой разницы на­пряжений на секциях, разделяемых воздушным промежутком, т.е. когда ни с одной из сек­ций не снято напряжение и поэтому мгновенное АПВ не происходит, воздушные проме­жутки дополнительно оборудуются дугогасящими устройствами; их основными элемента­ми являются стальные оцинкованные дугогасящие рога и изолирующие трубки на контак­тном проводе за рогами и на несущем тросе.

Рассматривая мероприятия по предотвращению пережога контактных проводов, нуж­но отметить, что в местах наиболее вероятных пережогов (в переходных пролетах воздуш­ных промежутков) целесообразно применять контактные провода с повышенной термоус­тойчивостью (например, бронзовые), двойные или увеличенного сечения.

На участках постоянного тока перед изолирующими сопряжениями анкерных уча­стков с нормально отключенными продольными разъединителями устанавливают сиг­нальный указатель «Опустить токоприемник». В случае снятия напряжения с контакт­ной сети, примыкающей к сопряжению, происходит автоматическое включение мигаю­щих огней сигнального указателя. Машинист обязан опустить токоприемник и просле­довать изолирующее сопряжение до сигнального указателя «Поднять токоприемник». Остановка с поднятым токоприемником в местах секционирования недопустима, т.к. это приведет к пережогу контактного провода. Две ветви провода находятся на разной высо­те, поэтому давление на них и плотность контакта токоприемника с проводами недоста­точны. Даже при небольших токах (от вспомогательных машин или от перетока через полоз), а также при трогании с места из-за значительного нагрева провода происходит его разрыв. Эти места обозначают чередующимися четырьмя черными и тремя белыми поло­сами на переходных опорах.

Пережоги контактного провода вне мест секционирования могут возникать из-за:

— наличия гололеда, изморози и недостаточного нажатия токоприемника при замер­зании смазки в шарнирах;

— излишнего количества сухой графитовой смазки, имеющей низкую проводимость,
на полозах токоприемников при больших токовых нагрузках (например, при трогании с места
поездов);

— попадания песка на полозы токоприемников при экипировке электровозов, особен­-
но там, где это совмещается с нанесением на полозы графитовой смазки;

— подъема и опускания токоприемников под нагрузкой или при их подъеме во время
короткого замыкания в высоковольтных цепях электроподвижного состава.

Опускание и подъем токоприемников на неподвижных электровозах или моторных вагонах при включенных вспомогательных машинах и цепях отопления в отдельных слу­чаях, особенно на участках постоянного тока в безветренную погоду, несмотря на неболь­шой ток, вызывают пережоги контактных проводов.

При отпускании токоприемников продолжительность горения дуги на участках по­стоянного тока колеблется от 0,2 до 2,0 с, а ее длина — от 50 до 400 мм, а на участках переменного тока — от 0,15 до 0,8 с при длине до 700—800 мм. Во время подъема токоп­риемника может быть несколько вспышек дуги из-за колебаний контактного провода. Пережоги проводов во время подъема токоприемника при включенных вспомогатель­ных машинах происходят, главным образом, если токоприемники неисправны или не­правильно работают их редукционные клапаны. Опускание токоприемника под нагруз­кой в процессе движения менее опасно: оно допустимо при скорости более 10—15 км/ч вдали от подстанции.

В случае применения в пассажирских вагонах электрического отопления с питанием от контактной сети увеличивается вероятность пережогов при подъеме токоприемника, если включен контактор отопления. Особенно опасны короткие замыкания в цепях ото­пления вагонов на участках переменного тока, т.к. на электровозах ряда серий контактор отопления не обеспечивает их отключения. Чтобы избежать пережогов, электровозы необ­ходимо оборудовать электрическими или механическими блокировками, исключающими возможность опускания или подъема токоприемников при включенном главном или быст­родействующем выключателе.

Пережоги контактных проводов в местах трогания. Широкое внедрение трехсекционных электровозов постоянного тока ВЛ11, не имеющих последовательного соединения тяговых двигателей, а также внедрение кратной тяги привело к несоответствию между пус­ковыми токами и сечением контактной сети на станционных путях. Пусковые токи дости­гают 1600—1700 А, что вызывает резкое увеличение числа пережогов, особенно при сталь­ных несущих тросах.

Предотвратить пережоги проводов станционных путей можно, выполняя следующие мероприятия:

—соединение параллельно не менее двух станционных путей (предпочтительнее трех)
в каждом пролете;

—установку соединения между несущим тросом и контактным проводом около опор
и в середине пролета;

—обеспечение двухстороннего питания групп параллельно соединенных проводов пу­-
тей от проводов главных путей или от станционного фидера с обеих горловин станции;

- подкатка дополнительного контактного провода на станционных путях в местах трогания подвижного состава.

При параллельном соединении необходимо следить за тем, чтобы в горловинах до выхода на главные пути не было мест с ослабленным сечением.

Для предупреждения пережогов или отжига контактных проводов в зоне трогания ЭПС следует подкатывать второй провод параллельно первому или сталемедную прово­локу БСМ-6. В обоих случаях на шунтирующий провод необходимо передавать натяже­ние 300—500 кгс, разгружая основной контактный, что дает возможность допускать значительно

большие перегревы без его разупрочнения. Установка шунтирующего контактного провода вместо БСМ-6 более целесообразна.

К параллельному соединению проводов станционных путей следует относиться с осо­бой осторожностью на участках, где возможен гололед. При кратной тяге электровозами В Л10 или В Л11 на руководящих подъемах горных участков электрические соединения не­обходимо устанавливать не реже чем через 60—70 м. Для снижения количества пережогов на деповских путях отстоя электропоездов на участках как постоянного, так и переменного тока можно рекомендовать понижение натяжения контактных проводов путем применения описанных выше шунтирующих проводов.