4. Параметри і схеми тягових мереж

Слід знати, що в контактних мережах МЕТ застосовують прості й ланцюгові контактні підвіски, а для метрополітену – контактні рейки. Для збільшення навантаженоі спроможності секцій застосовують додаткові підсилювальні проводи. Основним елементом підвіски, з якої здійснюється струмознім, є контактні проводи. Контактні провода з міді і її сплавів виготовляють за ДГСТ 2584-63 [2].

Як несучі троси ланцюгових підвісок використовують сталеві (ПС), мідні (М), біметалеві сталеалюмінієві (ПБСА) і сталемідні (ПБСМ) проводи стандартних перерізів. Підсилювальні проводи виконують з алюмінієвих (А) і сталеалюмінієвих (АС, АСУ) тросів. Електричні параметри контактних проводів наведені в табл. 4.

У загальному випадку, коли для живлення КМ застосовують контактні проводи, несучій трос і підсилювальні проводи, розрахунковий переріз секції контактної мережі S_кс включає: переріз контактних проводів S_кп ,несучих тросів підвіски S_нт і підсилювальних проводів S_уп, мм²:

(1)

де nкп , nнт, nуп –число контактних, підсилювальних і несучих проводів;

Кмк, Кмн, Кму–коефіцієнти мідного еквіваленту контактних,підсилювальних і несучих проводів (для міди Км=1; алюмінія Км=1,65);

Киз – коефіцієнт, що враховує знос контактних проводів (Киз=0.875 – для трамвая, К_из=0.925 – для тролейбуса) [3]

Опір одного кілометра контактної мережі при температурі 20⁰С обчислюють за формулою, Ом/км: (2)

де ρ 20 = 18,87 = – питомий опір мідних проводів,

при t=20^oC.

Правила технічної експлуатації трамваїв і тролейбусів (ПТЕ) [3] регламентують допустиму щільність струмів у мідних контактних проводах 5 А/мм² для нормального і 6.8 А/мм² - для змушеного режимів.

Опір одного кілометра рейкової мережі, враховуючи опір складених стиків, Ом/км:

(3)

де r_p1 = 1,5/Мр - опір однієї суцільної рейки з масою Мр в кг/м, Ом/км;

n_p - число рейкових ниток (для одношляхоих дільниць n_p=2, для двошляхових n_p =4) ;

1.2 - коефіцієнт, що враховує збільшення опору рейкової мережі за наявності складених стиків.

Характеристики рейок, що застосовуються на МЕТ, наведені в табл.5.

Таблиця 4 Електричні параметри контактних і підсилювальних проводів,

несучих тросів

Марка проводу, матеріал	Перетин, мм2	Опір, Ом/км	Допустиме навантаження проводу, А
			нового	зношеного
Мідний МФ-65 МФ-85 МФ-100	65 85 100	0,25 0,208 0,177	325 425 500	225 310 350
Сталеалюмініє - ви ПКСА-80/180	80	0,21	525	480
Сталемідний СМ-85 СМ-100	85 100	0,53 0,45	240 275	200 -
Сталемідний ПБСМ1-70 ПБСМ1-95	70 95	0,731 0,563	148 190	- -
Підсилювальні алюмінієві (сталеалюмі - нієві) А (АС,АСУ) А-120 А-150 А-185 Мідні М-120 М-150 М-185	120 150 185 120 150 185	0,27 0,21 0,17 0,158 0,123 0,103	375 440 500 485 570 640	- - - - - -

Примітка. Опір сталевих несучих тросів у розрахунку не враховують.

Таблиця 5 Параметри нових одиночних рейок (допустимий знос рейки до 10%

від площі поперечного перерізу)

Тип рейки	Маса,кг/м	Площа поперечного пере різу в мідному еквіваленті,мм2	Опір однієї нитки rpi, Ом/км
Р-38	38,4	410	0,0428
Р-43	44,7	470	0,0378
Р-50	51,5	540	0,0325
Т-60(для прямих)	60,65	640	0,0296
Т-65(для кривих)	64,75	680	0,0276

Таблиця 6 Електричні параметри одножильных кабелів напругою до 1кВ

при роздільній прокладці

Переріз кабелю,мм2	Допустиме навантаження,А		Опір 10-3 Ом/км
	Мідь	Алюміній	Мідь	Алюміній
300	1000	770	62,9	104,0
400	1220	940	47,2	78,0
500	1400	1080	37,7	62,4
625	1520	1170	30,2	49,9
800	1700	1310	23,6	33,0

Таблиця 7 Виправні коефіцієнти на число кабелів, складених в одній траншеї

Відстань у світлі, мм	Виправні коефіцієнти при числі кабелів
	1	2	3	4	5	6
100	1	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75
200	1	0,92	0,87	0,84	0,82	0,81
300	1	0,93	0,9	0,87	0,86	0,85

Таблиця 8 Допустиме перевантаження кабелів 0.6; 6 і 10 кВ

Коефіцієнт попереднього навантаження і вигляд прокладки	Допустиме перевантаження по відношенню до номінального при тривалості максимуму, год.
	1	2	3
1	2	3	4
0,6 в землі в повітрі в трубах (в землі)	1,5 1,35 1,3	1,35 1,25 1,2	1,25 1,25 1,15
0,8 в землі в повітрі в трубах (в землі)	1,35 1,3 1,2	1,25 1,25 1,15	1,2 1,25 1,1

Таблиця 9 Максимально допустимі втрати напруги в рейковій мережі

Тип основи рейкового шляху трамвая	Максимально допустимі втрати напруги при числі місяців у році зі середньомісячною температурою вище -5оС
	3-4	5-6	7-8	9-10	11-12
Бетонна з рейками, що втоплені в бетон	1,2	0,8	0,6	0,5	0,4
Піщана із замощенням	6	4	3	2,5	2
Щебінчаста із замо -щеннями або піщана із шаром бітумінізованого піску під штучним покриттям (до ½ висоти шпал)	9,6	6,4	4,8	4	3,2
Бетонна з електро - ізоляцією корита бітумінізова - ним песком шаром 10-12см	12	8	6	5	4
Шпально-піщана, шпально-щебінчаста без замощення	12	8	6	5	4

Максимальні втрати напруги на різнихманітних ділянках рейкової мережі в зоні однієї підстанціі повинні бути близькими за своєю величиною.

Розрахунковий опір 1 км тягової мережі рейкового транспорту, Ом/км

Якщо прийняти паралельне сполучення контактних рейсок двох шляхів, звичайно використовують контактну рейку, переріз якої Sкр = 660 мм², с ρ_р = 0,12 Ом_* мм²/м або r_p = 0,0182 Ом/км [5].

Живельні лінії тяговой мережі виконують одножильними кабелями напругою до 1кВ. Застосовують кабелі марок АСБ-2К, ААБ-2К, АСБГ-2К,

ААБГ-2К з алюмінієвими жилами і марок СБ-2К, АБ-2К, СБР-2К, АБР-2К з мідними жилами стандартних перерізів наведені в табл. 6.

Якщо в траншеї прокладено декілька кабелей, то умови охолодження погіршуються, тому зменшуються допустимі навантаження на кабелі . Виправні коефіцієнти, що враховують число кабелей, укладених в одній траншеї, наведені в табл. 7.

При роботі системи електропостачання в змушеному режимі допускається перевантаження кабелів в течію 5 доби в межах, указаних в табл. 8.

Схемою живлення і секціонування тягової мережі є загальна електрична схема, що зв'язує тягові підстанції, живильні лінії, секції контактної мережі й рейкову мережу. Правильно вибрана й обгрунтована схема тягової мережі значно визначає надійність, безпеку і економічність системи електропостачання в цілому.

Основним елементом тягової мережі є секція контактної мережі. Живлення секції може бути здійснене за схемою одностороннього (консольного) живлення з підключенням фідера на початку, в середині або в деякій іншій частині секції, або за схемою двостороннюго (паралельного) живлення. Для контактної мережі трамвая і тролейбуса характерним є повне електричне сполучення контактних підвісок двошляхових ділянок. У метрополітені застосовують роздільне живлення контактних підвісок.