контактна релса
Контактна релса- твърд контактен проводник или трета релса, предназначена да осъществява плъзгащ се контакт с токоприемника на подвижен състав (електрически локомотив, автомобил), изобретен от афро-американския инженер Гранвил Уудс.
Изработени от мека стомана, формата и напречните размери са подобни на формата и размерите на конвенционалните релси. Релсата се закрепва с изолатори към скобите, които от своя страна се монтират върху траверсите на ходовите релси.
Съдържание
Основното предимство на контактната релса е надеждното събиране на ток в контакт с токоприемници на автомобили или електрически локомотиви, разположени върху шасито на колесни талиги. Изключени са и трептенията на токоприемниците и отделянето им от контактната шина, а оттам и прекъсване на контакта и прекъсване на токовата верига, искри и дъги, разрушаващи контактните повърхности.
Основната област на приложение на контактните релси е подземният железопътен транспорт, по-специално осигуряването на движението на метро влакове. По-рядко това технологично решение се използва на отворени линии при относително ниско напрежение (не повече от 3000 V).
Също така контактната релса се използва за осигуряване на енергия за подемно оборудване (например кранове) и складови транспортни устройства, надземни пътища, електрически подемници, машини, осветителни устройства и други подобни технически средства.
Има два вида контактни релси:
- странична контактна шина— затворена отгоре и отстрани с изолационна кутия, а захранването се отстранява от контактна обувка, минаваща отдолу (долно събиране на ток).
- долна контактна шина- без изолация.
В зависимост от това къде се намираконтактна повърхност, има:долно събиране на ток- контактна повърхност отдолу;горен токоприемник— контактна повърхност отгоре;страничен токоприемник— контактната шина се завърта на 90 градуса, в резултат на което контактната повърхност е отстрани.
Предимства
- Използването на контактна релса в метрото вместо контактен проводник позволява да се намалят размерите на тунелите.
- Контактната шина е с висока надеждност и издръжливост.
- Лесен за ремонт и поддръжка.
- Ниско DC съпротивление. Стандартните сечения на контактната релса са 5800 и 6600 mm 2 [1], което е около 50-80 пъти по-високо от това на контактния проводник (85, 100 и 120 mm 2 [2]), така че съпротивлението на контактната релса е много по-ниско от това на контактния проводник, въпреки че съпротивлението на стоманата е 6-8 пъти по-високо от това на медта (съпротивлението на проводника е обратно пропорционално на напречното съпротивление). площ на сечението).
недостатъци
(когато се използва върху наземни превозни средства)
- Ниска електрическа безопасност.
- Защита от снегонавявания.
- Скоростта на подвижния състав е ограничена до приблизително 120 км/ч.
- Висока AC устойчивост. Стоманата е феромагнит, така че ефектът на кожата в нея е много по-изразен, отколкото в неферомагнитните метали, например в медта дълбочината на кожата е 9 mm, а в стоманата е само 0,74 mm. Следователно почти целият ток протича в повърхностния слой, чието общо напречно сечение е около 400 mm 2, което е еквивалентно на медна жица с напречно сечение
50 mm 2 е по-малко от стандартното напречно сечение на контактния проводник.
Контактни релси на трамваи
Контактните релси се използват и в трамваите. Често в такива трамваи се използва комбиниран тип.захранване - от контактна релса и въздушна контактна мрежа, например в градските трамваи на Анже, Бордо, Рио де Жанейро.
Контактна релса в метрото на постсъветското пространство
Материал, профил, дължина
Поради факта, че контактната релса е проводник на електрически ток, нейното омично съпротивление трябва да е малко, поради което при производството на контактната релса се използва нисковъглеродна стомана, тъй като добавката на въглерод увеличава електрическото съпротивление.
Възможно е в някои подлези на бившия СССР профилът и сечението на контактната релса да съвпадат с тези на обикновена релса.
Нормалната дължина на контактната релса е 12,5 м. На прави и извити участъци с радиус от 300 м или повече в тунели контактните релси са заварени в ремъци с дължина 100 m, на сухопътни участъци дължината на ремъците е 37,5 m, а на паркови пътеки и криви с радиус по-малък от 300 m - 12,5 m.
Окачване на контактна релса
Монтажът на контактната шина се извършва с помощта на метални опори-скоби с главата надолу. Скобите от своя страна са прикрепени към траверсите. При такова окачване контактната обувка, монтирана на талигата на автомобила и издърпана нагоре от пружините, се плъзга по главата на релсата - долния токоприемник.
Скобите се монтират на определено разстояние една от друга - обикновено 4,5-5,4 м. В местата на температурни фуги разстоянието между скобите намалява. Формата на скобата е извита част от профила на канала. В горната част на частта има дупка и така наречената „кутия” е заварена, а долната част (т.нар. „опашка”) е закрепена към траверсите. Височината на конзолата, която определя височината на контактната релса, зависи от вида на коловозните релси.
Поправяневъзелът, разположен в горната част на скобата, има достатъчна здравина и осигурява надеждна изолация на контактната шина от скобата с помощта на порцеланови изолатори и полиетиленови уплътнения.
Има два вида свързване на проводникови релси помежду си:
- заварени съединения
- температурни фуги
Заварените съединения се получават чрез заваряване на релси с машина за контактно заваряване. След заваряване фугите се обработват в съответствие с профила на напречното сечение на контактната шина.
Термичните съединения се получават чрез свързване на краищата на релсите с наслагвания, които се затягат с болтове. В тунелните участъци на пистата температурните фуги се правят приблизително на всеки 100 m (в ставите на заварените релси), на земните участъци - след 37,5 m (също в фугите на заварените релси), а на парковите релси - след около 37,5 m (поне през две фуги на релсите на коловоза). Разликата в температурните фуги зависи от дължината на миглите и температурата. Основното изискване за този тип съединения е възможността за относително свободно движение на краищата на релсите във съединението при температурни промени. Това изискване се постига благодарение на наличието на овални отвори в релсите и облицовките, както и поради слабото затягане на болтовете на една от съединяваните релси.
За да се увеличи електропроводимостта на съединението, отгоре са заварени четири електрически конектора. Конструкцията им не се различава от заварените електрически съединители на коловозните релсови съединения.
Крайни изходи
Крайните изходи са предназначени за плавно влизане на контактната обувка под контактната шина и плавно излизане от нея в местата на счупване. Работната повърхност на крайния изход на известно разстояние от фугата поддържа височината си спрямо главите на релсите на коловоза и след това постепенносе издига до края на завоя с определен наклон.
Окачването на крайните кранове се осъществява с помощта на скоби, с които се окачва контактната шина. Крановете са свързани към контактната шина с помощта на конвенционални съединения без празнини.
Счупвания на контактната шина
Почивките се организират в следните случаи:
- за разделяне на изолирани секции; в този случай празнината трябва да бъде по-голяма от разстоянието между токоприемниците на една кола
- на местата на стрелките; за да се избегне прекъсване на захранването, сегмент от контактната релса се поставя на мястото на стрелката от другата страна на коловоза
- на пресичания (на наземни линии)
защитна кутия
Защитна кутия, наричана също понякога обвивка. Поради факта, че контактната шина представлява повишена опасност за човек при докосване, тъй като е под високо напрежение, се използват специални защитни кутии, за да се гарантира безопасността на хората. Кутиите са монтирани върху контактната релса по цялата й дължина и я затварят отгоре и отстрани, а в точките на преход през контактната релса (например подобни мостове в краищата на станциите) в горната част на кутията са монтирани диелектрични гумени ленти или рогозки.
Извършването на ремонтни дейности на контактната релса или в непосредствена близост до нея е възможно и разрешено от инструкциите само когато напрежението е отстранено от нея и късите съединения са включени или е монтирано късо съединение, което ще предпази хората от токов удар, ако напрежението бъде приложено случайно към контактната релса.