Введение
Электрификация железнодорожного транспорта – неотъемлемая часть электрификации хозяйства страны. Устройства электроснабжения электрифицированных железных дорог, от которых получает питание не только тяга, но и другие районные потребители, прилегающие к железной дороге, в том числе и не тяговые потребители железнодорожного транспорта, являются составной частью энергоснабжающей системы России.
Основным элементом системы тягового электроснабжения является контактная сеть. Строительство и модернизация контактной сети в настоящее время должно производиться по типовым проектам КС-160. Типовые проекты и узлы должны согласовываться с Трансэлектропроектом и утверждаться Департаментом электрификации и электроснабжения МПС.
До завершения разработки всех модификаций контактных подвесок КС-160 должны применяться действующие типовые решения. Конструкции контактных подвесок в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации должны соответствовать требованиям, обеспечивающим пропуск пассажирских поездов со скоростью движения 140 км/ч и учитывать возможность перспективного повышения скоростей движения на отдельных направлениях до 160 км/ч и увеличение грузооборота.
Все вновь разработанные конструкции контактной сети, узлы и арматура до разрешения на их применение должны подвергаться испытаниям по утвержденной Департаментом электрификации и электроснабжения методике.
Модернизация контактной сети производится для обновления основных фондов, восстановления ресурса постоянных элементов и повышения технических показателей контактной подвески.
Основные цели проведения модернизации:
- увеличение скорости передвижения пассажирских и грузовых поездов;
- повышение ресурса основных элементов и их сближение для создания предпосылок при последующей эксплуатации проведения комплексных видов капитального ремонта;
- повышение надежности и устойчивости работы за счет применения изделий и узлов с улучшенными свойствами;
- снижение расходов на обслуживание за счет исключения или увеличения периодичности работ по диагностике, осмотрам, ремонту;
- увеличение срока службы контактного провода за счет повышения показателей качества токосъема;
- на основе анализа работы контактной сети устранение причин нарушений в работе контактной сети вследствие неучета при проектировании местных особенностей климатических условий, состояния земляного полотна, инженерно-геологических условий и обеспечение устойчивости опор контактной сети;
- учет изменений в процессе эксплуатации состояния и положения пути, устранение нетиповых узлов, доведение основных параметров контактной подвески до установленных нормативными документами.
Контактная подвеска состоит из постоянных и переменных элементов. К постоянным элементам относятся опоры и анкеры, жесткие и гибкие поперечины, несущие и рессорные тросы, усиливающие и питающие провода, поддерживающие конструкции, компенсирующие устройства, изоляция, арматура и оборудование.
Замена постоянных элементов производится после повреждений или при капитальном ремонте вследствие накопления недопустимых дефектов, а также при модернизации из-за выработки ресурса. К переменным элементам относятся контактные провода, струны, замена которых производится в зависимости от степени износа. По показателям качества токосъема контактная подвеска должна обеспечивать скорости движения до 160 км/ч. Замена контактных проводов производится в зависимости от степени их износа. Решение по оставлению в работе или замене опор, установленных при капитальном ремонте, принимается при проектировании в зависимости от возможности их использования в подвеске КС-160 и от разбивки места установки опор.
Целью дипломного проекта является реконструкция контактной сети перегона Азей - Шуба Восточно-сибирскрй железной дороги с существующей подвески КС-120 на новую контактную подвеску КС-160. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- расчет электропотребления на тягу поездов, выбор сечения контактной подвески;
- выбор типа контактной подвески по степени компенсации, определение длин пролетов;
- разработка плана контактной сети перегона;
- разбивка перегона на анкерные участки;
- расстановка опор и разметка зигзагов;
- расчеты изгибающих моментов и выбор опор устанавливаемых на перегоне;
- построение графиков монтажных кривых;
- расчёт стоимости реконструкции контактной сети перегона.
1. Исходные данные
Контактная подвеска на перегоне расположена в основном на нулевых местах или на насыпях высотой 2 – 5 м в открытой равнинной местности с редким лесом.
Метеорологические условия
Метеорологические условия, характерные для участка контактной сети перегона Азей - Шуба представлены в таблице 1.
Таблица 1.1 - Метеорологические данные
| Минимальная температура, ºС | -50 |
| Максимальная температура, ºС | +40 |
| Толщина корки гололёда, мм | 5 |
| Скорость ветра при гололёде, м/с | 15 |
| Ветровой район | 3 |
Гололёд цилиндрической формы с удельным весом 0,9 г/см3;
Температура гололёдных образований – -5 ºС;
Температура, при которой наблюдаются ветры максимальной интенсивности +5 ºС.
Характеристика цепной контактной подвески
На перегоне принимаем систему подвески одинарную компенсированную цепную подвеску с рессорным тросом.
1.1 Характеристики контактной подвески ПБСМ-95+МФ-100
Характеристики проводов и тросов
Основные геометрические и физико-механические параметры контактных подвесок приведены в таблице 1 и 2.
Таблица 1.2 - Основные геометрические и физико-механические параметры контактных проводов
| Параметры | Обозначение | Тип провода |
| МФ-100 | ||
| Фактическая площадь сечения, мм2 | S | 100 |
| Высота, мм | Н | 11,8 |
| Ширина, мм | А | 12,81 |
| Вес одного метра провода, даН/м | gК | 0,873 |
| Коэффициент температурного линейного расширения, 10-6/ºС | α | 17 |
| Модуль упругости, МПа | Е | 127500 |
| Временное сопротивление при растяжении, МПа | σ | 362,6 |
| Номинальное натяжение, даН | К | 1200 |
Таблица 1.3 - Основные геометрические и физико-механические параметры несущего троса
| Параметры | Обозначение | ПБСМ-95 | |
| 1 | 2 | 3 | |
| Расчётная площадь сечения, мм2 | SР | 93,3 | |
| Диаметр троса, мм | DТ | 12,5 | |
| Диаметр проволоки, мм | dТ | 2,5 | |
| Число проволок | n | 19 | |
| Вес одного метра троса, даН/м | gН | 0,759 | |
| Коэффицициент температурного линейного расширения,10-6/ 0С | a | 13.3 | |
| Модуль упругости,МПа | Е | 17600 | |
| Временное сопротивление, даН | σ | 735 | |
| Максимальное натяжение, даН | Тмакс | 2000 | |
1.2 Данные для трассировки контактной сети на перегоне
Входной нечетный светофор 4816 5+30
Начало кривой R1, центр справа по ходу км 4816 2+50
Конец кривой 4816 6+43
Ось путепровода 4816 7+38
Начало кривой R2, центр слева по ходу км 4817 1+54
Конец кривой 4817 5+90
Начало кривой R3, центр слева по ходу км 4817 5+90
Конец кривой 4817 6+69
Начало кривой R4, центр справа по ходу км 4817 6+99
Конец кривой 4818 0+72
Начало кривой R5, центр слева по ходу км 4818 0+72
Конец кривой 4818 4+22
Начало кривой R6, центр слева по ходу км 4820 3+04
Конец кривой 4820 4+17
Начало кривой R7, центр справа по ходу км 4820 5+49
Конец кривой 4820 7+49
Начало кривой R8, центр справа по ходу км 4820 7+49
Конец кривой 4820 8+79
Начало кривой R9, центр слева по ходу км 4821 3+76
Конец кривой 4821 7+81
Начало кривой R10, центр слева по ходу км 4821 7+81
Конец кривой 4822 0+01
Начало кривой R11, центр слева по ходу км 4822 0+01
Конец кривой 4822 2+80
Начало кривой R12, центр слева по ходу км 4822 2+80
Конец кривой 4822 5+51
Начало кривой R13, центр слева по ходу км 4822 5+51
Конец кривой 4822 7+99
Начало кривой R14, центр слева по ходу км 4822 7+99
Конец кривой 4822 9+84
Ось переезда 4823 8+25
Входной нечетный светофор 4824 7+85
Радиусы кривых
R1,м 609
R2,м 658
R3,м 489
R4,м 574
R5,м 606
R6,м 1500
R7,м 1332
R8,м 3086
R9,м 2096
R10,м 2226
R11,м 2046
R12,м 2266
R13,м 2046
R14,м 2276
2. Определение сечения проводов контактной сети и выбор типа подвески, сечения питающих и отсасывающих линий
Расчёт параметров системы тягового электроснабжения участка Азей - Шуба ведется с использованием нового программного комплекса КОРТЭС.
2.1 Описание программного комплекса
Для выполнения тягового расчета воспользуемся программным комплексом КОРТЭС. Программный комплекс КОРТЭС предназначен для решения на персональных ЭВМ в среде Windows 98/Me/2000/XP различных расчётных задач, связанных с выбором параметров, определением характеристик режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения и их отдельных элементов.
Во многих отношениях КОРТЭС является преемником пакета программ NORD, работающего в операционной системе MS-DOS и обладающего в связи с этим ограниченными возможностями. В реализации новых программ максимально использован принцип совместимости “вверх” с базами данных устройств и участков, созданными с помощью пакета NORD. Интерфейс пользователя, с одной стороны, соответствует стандартам современных операционных систем, с другой – в нём сохранён стиль управления программами предшествующего пакета.