Контактных проводах (а) и отличительных канавок на низколегированных контактных проводах (б)

В низколегированных контактных проводах, кроме олова (0,03— 0,06 % Sn), в качестве легирующих компонентов применяют также магний (0,04—0,06 % Mg), цирконий (0,04—0,06 % Zr), кремний (0,03— 0,06 % Si) и титан (0,01—0,04 % Ti); в бронзовых контактных проводах—магний (0,15—0,3 % Mg), кадмий (0,08—1,1 % Cd), цирконий (0,4—0,6 %), а также магний (0,1—0,2 %) вместе с цирконием (0,1— 0,2 %). Бронзовые контактные провода по сравнению с медными и низколегированными имеют более высокую износостойкость, прочность и термостойкость, но меньшую проводимость и более высокую стоимость. Меньшая проводимость вызывает увеличение расхода электроэнергии на тягу поездов. Поэтому в качестве легирующих добавок к меди стараются использовать недорогие и недефицитные металлы, которые бы, повышая износостойкость контактных проводов, незначительно уменьшали их проводимость.

Марки контактных проводов по их химическому составу для конкретных условий эксплуатации выбирают в зависимости от допустимой наибольшей температуры нагрева проводов и допустимого механического напряжения.

Для медных контактных проводов марок МФ и МФО допускаемая температура нагрева проводов принята равной 95 °С, а допустимое механическое напряжение 117,7 МПа; для низколегированных проводов марок НЛФ и НЛФО эти показатели соответственно равны 110 °С и 127,4 МПа; для бронзовых контактных проводов марок БрФ и БрФО — 130 °С и 137,2 МПа.

Границей максимального нагрева проводов может служить температура, при которой начинает проявляться у них ползучесть. Эта температура составляет + 140 °С для медных, + 150 °С для низколегированных и + 180 °С для бронзовых контактных проводов.

Срок службы медных контактных проводов должен быть не менее 6 лет, низколегированных — 8 лет, бронзовых — 15 лет.

Несущие тросы

Несущие тросы цепных контактных подвесок должны обладать большой механической прочностью, невысоким коэффициентом температурного линейного удлинения, чтобы не вызывать больших изменений стрел провеса контактных проводов, и быть атмосферостойкими.

В качестве несущих тросов применяют неизолированные монометаллические, биметаллические и комбинированные многопроволочные провода.

Монометаллические провода (рис. 1.9, а) свивают из проволок, изготовленных из одного металла (медные, бронзовые, стальные).

Биметаллические провода (рис. 1.9, б) свивают из биметаллических проволок, имеющих сердцевину из одного, а оболочку из другого металла (сталемедные, сталеалюминиевые).

Комбинированные провода свивают из проволок, изготовленных из разных металлов (рис. 1.9, в), либо из биметаллических проволок и проволок, изготовленных из одного металла (рис. 1.9, г), например сталеалюминиевые.

Рис. 1.9. Конструкции многопроволочных проводов:

а — медные М, бронзовые Бр, стальные С; б — биметаллические сталемедные ПБСМ и сталеалюминиевые ПБСА; в — комбинированные АС; г — комбинированные АПБСА

Многопроволочные провода изготавливают из круглых проволок, причем в центре помещают одну проволоку. На эту центральную проволоку навивают один или несколько повивов (слоев) проволок в зависимости от требуемого сечения провода. При одной проволоке в центре и равном диаметре всех проволок первый повив имеет шесть проволок, а каждый последующий — на шесть проволок больше (см. рис. 24). Таким образом, при одном повиве провод состоит из семи, а при двух повивах — из 19 (1 + 6 + 12) проволок. Все проволоки одного повива должны иметь одинаковый диаметр; диаметры проволок отдельных повивов могут быть различными.

Условные обозначения многопроволочных проводов, используемых в качестве несущих тросов, состоят из буквенной и цифровой частей. Буквы указывают материал и конструкцию провода: М — медный; Бр — бронзовый; С — стальной; ПБСМ — биметаллический сталемедный; АС — комбинированный сталеалюминиевый; АПБСА — комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают на номинальное сечение провода в квадратных миллиметрах. Например, М-120 означает: провод медный сечением 120 мм².

Материал несущего троса определяется конструкцией цепной подвески, необходимой площадью сечения всех ее проводов (обычно в медном эквиваленте), месторасположением электрифицированной линии и другими условиями.

На электрифицированных линиях Казахстана применяют в основном, биметаллические сталемедные ПБСМ и стальные С несущие тросы. В небольшом количестве эксплуатируются также медные М и биметаллические сталеалюминиевые ПБСА тросы.

Медные провода в качестве несущих тросов применяют на электрифицированных участках постоянного тока, т. е. там, где требуется большая электрическая проводимость несущего троса.

Медные многопроволочные провода марки М изготовляют из медной твердотянутой проволоки марки МТ.

Временное сопротивление этой проволоки при растяжении должно быть не менее 390 МПа, а относительное удлинение — не менее 1%. Срок службы медных проводов должен быть не менее 40 лет.

В тех случаях, когда большая проводимость несущего троса не требуется, например на участках переменного тока, станционных путях, используют биметаллические несущие тросы.

Биметаллические сталемедные провода изготовляются двух марок: ПБСМ1 — провод биметаллический сталемедный первого класса проводимости и ПБСМ2 — то же второго класса проводимости. Для изготовления проводов марок ПБСМ1 и ПБСМ2 применяют биметаллическую проволоку соответственно БСМ1 и БСМ2. В проволоках БСМ1 толщина медной оболочки составляет 10 % радиуса проволоки, в проволоках БСМ2 — только 7 %. Поэтому провода ПБСМ1, свитые из проволок БСМ1, имеют меньшее электрическое сопротивление, чем провода ПБСМ2, свитые из проволок БСМ2. Временное сопротивление биметаллических сталемедных проволок при растяжении должно быть не менее 750 МПа.

В качестве несущих тросов цепных подвесок применяют провода ПБСМ-70 и ПБСМ-95, скрученные из 19 сталемедных проволок (см. рис. 1.9, б). Провода ПБСМ используют также в качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких поперечин и троса группового заземления опор контактной сети.

Стальные канаты используют для несущих тросов контактных подвесок, фиксирующих тросов, оттяжек опор контактной сети.

Стальные канаты имеют высокую механическую прочность, однако ввиду того, что они сильно подвержены атмосферной коррозии, срок их службы не превышает 10 лет.

Усиливающие, питающие, отсасывающие и другие провода

В качестве усиливающих, питающих и отсасывающих линий применяют алюминиевые провода сечением 150 или 185 мм² из твердотянутых алюминиевых проволок марки AT или АТп. Алюминиевые провода уступают медным в электропроводности и механической прочности. Проводимость алюминия в 1,65 раза меньше, чем проводимость меди, но алюминий легче меди примерно в 3 раза. Поэтому алюминиевые провода, эквивалентные по проводимости медным, примерно в 2 раза легче медных. Для алюминиевых проводов максимальная допустимая температура нагрева принята + 90 °С.

Алюминиевые провода марки А преимущественно применяют в местах, где в атмосфере воздух типов I и II, но при условии содержания в атмосфере сернистого газа не более 150 мг/(м²-сут) на суше всех макроклиматических районов, кроме районов ТВ и ТС.

Алюминиевые провода марки АКП представляют собой провода марки А, у которых межпроволочное пространство всего провода, за исключением наружной поверхности, заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости. Такие провода рекомендуется исполь­зовать на побережьях морей, соленых озер, в промышленных районах и в районах засоленных песков, а также в прилегающих к ним районах с атмосферой воздуха типов II и III в случаях, когда содержание в атмосфере сернистого газа превышает 150 мг/(м²-сут) и хлористых солей превышает 2,0 мг/(м²-сут) на суше и море всех макроклиматических районов.

Срок службы проводов марки А составляет не менее 40 лет, а проводов марки АКП — не менее 20 лет.

В качестве проводов воздушных линий электропередачи, групповых заземлений опор и с другим назначением в контактной сети применяют сталеалюминиевые провода и стальные многопроволочные и однопроволочные неизолированные провода.

Для всех сталеалюминиевых проводов введено единое буквенное обозначение АС и цифрами указывают номинальное сечение алюминиевой (в числителе) и стальной (в знаменателе) частей провода (табл. 9). Так, провода марки АС 185/43 имеют номинальное сечение алюминия 185 мм², стали 43 мм².

Для сталеалюминиевых проводов максимальная допустимая температура нагрева принята + 90 °С.

Стальные многопроволочные провода изготавливают из обыкновенной или медистой телеграфной катанки. Соответственно провода обозначают буквами ПС и ПМС и цифрами, указывающими сечение провода (например ПС-35)

Провода электрических соединителей и струн

Различные электрические соединения и шлейфы, предназначенные для подключения секционных разъединителей, разрядников и других аппаратов к проводам контактной сети, стыковые электрические соединители рельсовой цепи выполняют из медных гибких неизолированных многопроволочных проводов марки МГ. Из проводов МГ целесообразно изготавливать сплошные струны цепных контактных подвесок.

Провода марки МГ свивают из нескольких прядей, свитых в свою очередь из нескольких тонких медных проволок диаметром 0,52 — 0,97 мм. Этим обеспечивается большая гибкость проводов марки МГ по сравнению с проводами марки М.

Звеньевые струны цепных подвесок изготавливают из сталемедной проволоки марки БСМ1 или БСМ2 диаметром 4 мм. Провода рессорных струн выполняют из сталемедной проволоки диаметром 6 мм.