5 Выбор типа подвески контактной сети

Подвеска контактной сети состоит из постоянной части (контактного провода и несущего троса) и дополнительных проводов (усиливающих, экранирующих, группового заземления). Расчет сечения контактной подвески для каждой межподстанционной зоны производится с учетом основного требования к ней по обеспечению максимальных размеров движения поездов при их бесперебойном электроснабжении и рациональных затратах.

Постоянная часть подвески выбирается с учетом условий токосъема и ее механической прочности. Затем рассчитывается экономическое сечение проводов контактной сети по минимуму годовых приведенных затрат с оптимальным соотношением капитальных и эксплуатационных расходов при среднегодовых размерах движения на десятый год эксплуатации, мм²:

; (21)

; (22)

; (23)

Полученное по формуле (21) значение соответствует площади сечения подвески на два пути. Для выбора постоянной части подвески и проверки ее на нагрев данное число необходимо разделить пополам и далее оперировать с ним.

Принимая во внимание требования экономичности и надежности, тип подвески контактной сети предварительно выбирается по рассчитанному выше экономическому сечению с учетом выбранной ее постоянной части.

Предварительно выбранный тип подвески проверяется на нагревание эффективным максимальным двадцатиминутным током при схеме раздельного питания и полном использовании пропускной способности. Период для определения нагревающего тока (20 мин) выбран на основании постоянной времени нагревания проводов из условия достижения установившейся температуры нагрева проводов:

. (24)

Если выбранная по экономическому сечению подвеска по нагреванию устойчива, то она принимается окончательно. Если тепловая устойчивость предварительно выбранной подвески не обеспечивается, то проверяется следующий тип подвески большего сечения и так далее до достижения условия ее устойчивой работы по нагреванию.

В формулах (21) – (24) приняты следующие обозначения:

– условные годовые потери электроэнергии в проводах контактной сети протяженностью 1 км с сопротивлением 1 Ом;

U – расчетное напряжение в тяговой сети, при системе переменного тока U = 25000 В;

, – расход энергии всеми поездами за время Т (сутки) в межподстанционной зоне соответственно на 1-м и 2-м пути, кВ·А·ч;

n – среднее число поездов на один путь;

– заданная пропускная способность участка по одному пути за время Т;

– отношение максимальных размеров движения к средним:

; (25)

– расход электроэнергии по наиболее загруженному фидеру расчетного пути (в качестве расчетного принимается путь с наибольшей нагрузкой);

– отношение полного времени хода поезда по межподстанционной зоне ко времени хода под током на автоматической характеристике, при отсутствии данных принимается равным единице.

Результаты расчетов по выбору типа подвески контактной сети сведены в таблицы 6 и 7.

Таблица 6 – Расчетные данные и тип контактной подвески для варианта с пятью подстанциями

Наименование показателя	Обозна-чение	Межподстанционная зона
		1-я	2-я	3-я	4-я
Условные годовые потери электроэнергии,	В0	400418	387968	314071	435038
Экономическое сечение контактной подвески на два пути, мм2	SМ.Э	291	287	258	303
Эквивалентное по меди сечение на один путь, мм2	SМ.Э/2	146	143	129	152
Расчетный нагревающий ток, А	IЭФ	496	539	409	419
Тип подвески контактной сети	–	М95+ МФ100	М95+ МФ100	ПБСМ95+МФ100	М95+ МФ100
Допустимый нагревающий ток, А	Iдоп	1190	1190	800	1190

Таблица 7 – Расчетные данные и тип контактной подвески для варианта с шестью подстанциями

Наименование показателя	Обозначение	Межподстанционная зона
		1-я	2-я	3-я	4-я	5-я
Условные годовые потери электроэнергии,	В0	267215	243973	421043	160207	294918
Экономическое сечение контактной подвески на два пути, мм2	Sм.э	238	227	298	184	250
Эквивалентное по меди сечение на один путь, мм2	Sм.э/2	119	114	149	92	125
Расчетный нагревающий ток, А	Iэф	348	361	524	223	344
Тип подвески контактной сети	–	ПБСМ70+ МФ100	ПБСМ70+ МФ100	М95+ МФ100	С70+ МФ100	ПБСМ70+ МФ100
Допустимый нагревающий ток, А	Iдоп	720	720	1190	600	720

Пример расчета варианта для второй МПЗ с пятью подстанциями: