"Все о контактной сети"

Здравствуй уважаемый посетитель! Если ты читаешь эти строки, значит тебе повезло, у тебя появилась прекрасная возможность расширить свой кругозор, получить ответы на вопросы, а также провести со мной несколько незабываемых часов. Поэтому усаживайся поудобнее в глубокое кресло, возьми чашечку кофе с ликером, с пивом, на худой конец с коньяком, чашечку чая с тоником или кваса с молоком, в общем, все, что тебе нравится и в путь.

  Вот вроде бы и все, а теперь по сути...

Эта страничка адресована в первую очередь тем, кого уже перестало удовлетворять бессмысленное созерцание бесконечного хитросплетения проводов, которое можно увидеть на большинстве железных дорог, для тех читателей, кто имеет понятие об электрическом токе, свойстве металлов проводить его и т.д., т.е. прошедших, как говорится боевое крещение. Надеюсь, что и профессионалы смогут найти здесь для себя некоторые зерна истины.

Речь здесь пойдет преимущественно о контактной подвеске, поддерживающих ее устройствах и обо всем том, что с этим связано, поэтому хочу Вас предупредить заранее, что контактная сеть-штука серьезная и нам не раз придется погружаться в пучины мудреных понятий и терминов. Но со своей стороны я обещаю сделать эти погружения не слишком головокружительными, смягчив, по возможности, суровую необходимость занимательными примерами. Возможно, Вас несколько смутили только это прочитанные строки, но, право, не так страшен черт, как его малюют, а что касается сложностей, так вспомните свои первые шаги в электричестве.

Итак, для того, чтобы агрегат на электрическом токе мог бесперебойно работать ему нужен постоянный подвод электрического тока. "Ну это же естественно"- скажете Вы - "что же тут сложного - протянул два провода, и дело с концом". Да, это так, но только в том случае, если этот аппарат стоит на одном месте, или передвигается с маленькой скоростью, например, троллейбус. А, представьте себе, снег, дождь, ветер, достигающий 120 км/ч, и Вы, в теплом вагоне, пронизываете пространство со скоростью превышающую ветер. Каково?

Так вот, чтобы это стало возможным и служит эта паутина из проводов под названием: "контактная сеть".

С ее помощью электрический ток с тяговой подстанции достигает двигателей электровоза, который и тянет вас вперед. Если Вы успели заметить, электровоз, двигаясь, скользит, как салазками, по натянутому как струна проводу, который называется: "контактный провод", т.е. он обеспечивает непрерывный контакт для пропуска электрического тока между своей поверхностью и токоприемником (салазками) на который я обращал Ваше внимание.

Над контактным проводом расположен другой провод, к которому и крепится нижний, контактный провод. Благодаря своим функциям (нести на себе механическую нагрузку), тот верхний провод получил название: "несущий трос". Но, заметите Вы, если контактный провод и несущий трос соединены вместе, то каким образом, ток, поступивший на электровоз, возвращается на тяговую подстанцию, неужто через землю?

"Нет!"- отвечу я Вам, электрический ток, пройдя через двигатели, и выполнив свою задачу, подается на ... рельсы, да, да, на те рельсы, по которым вы так часто ходите, и через них возвращается на тяговую подстанцию. Но находясь на железной дороге Вам следует опасаться поезда, который ударит Вам в спину, а не тока, бегущему по рельсам.

А для того, чтобы рельсы имели лучшую проводимость, на стыках (местах соединения рельс) их (стыки) шунтируют (перемыкают) медными соединителями (рис.1)

Контактный провод и несущий трос одной стороны и рельсы с другой образуют два "провода" при помощи которых тяговая подстанция передает энергию мчащемуся составу. Три вышеназванных компонента: контактный провод, несущий трос и рельсы принято объединять под общим названием: "тяговая сеть", однако сразу оговорюсь, что в понятие "тяговая сеть" входит гораздо больше компонентов, но все же начало положено.

Контактный провод крепится к несущему тросу при помощи звеньевых струн (рис.2) , которые получили свое название из-за своей конструкции: каждая струна состоит из двух-трех звеньев (почему и для чего это сделано узнаете ниже).

И тут, я чувствую, у Вас зарождается вопрос:

- Ха! Так если контактный провод привязан к несущему посредством обычной проволоки, то как тогда токоприемник, мчащийся со скоростью 140 км/ч, не сметает на своем пути те "узлы", которые навязали монтажники во время электрификации, чтобы прикрепить контактный провод к струне?

Ответ здесь такой: контактный провод имеет очень хитрую форму поперечного сечения (рис.3) ,похожую на восьмерку. Благодаря такой форме сечения, крепление контактного провода к струне, при помощи специального зажима (рис.4) дело нескольких секунд, и токоприемник, проходя под этим зажимом, не задевает его. Изготавливают контактный провод из специальной холоднотянутой меди, который в зависимости от площади поперечного сечения маркируется так:

МФ-XXX ... медный, фасонный, поперечного сечения XXX мм2

МФО-YYY ... медный, фасонный, овальный, поперечного сечения YYY мм2

В последнее время, в связи с нехваткой цветных металлов, их дороговизной, проводятся разработки принципиально новых типов контактных проводов: облегченные, с повышенной проводимостью, менее подверженные износу, в которых практически не используется медь в чистом виде, но это уже другая тема. Поэтому, встретив в литературе другие марки контактных проводов, например: НЛоМ,БрОМ и др. - попрошу не кидать в меня гнилыми помидорами.

Что устали? Я да, поэтому отвлечемся от контактной сети и послушаем (прочитаем) анекдот на железнодорожную тему:

На одной из станций Украины пассажир ожидает

поезда, но поезд опаздывает, и пассажир идет к

начальнику станции узнать причину.

- сейчас поезд будет,- успокаивает начальник.

- Я уже видел на станции собаку машиниста.

И еще, знаете ли Вы что:

- Советы супруги обжалованию не полежат.

Отдохнули и снова в путь.

Теперь о несущем тросе. Его изготавливают из медных или биметаллических проволочек, которые в последствии скручивают в жгут определенного сечения. Поперечный разрез несущего троса показан на рисунке 5.

Как Вы думаете, зачем его делают таким, а? Чтобы ответить на этот вопрос проведем опыт: возьмите ниточку, обычную нитку, которой пришивают пуговицы и попробуйте порвать ее. Правда легко порвалась. А теперь нарежьте двадцать таких кусков, скрутите их и попробуйте опять порвать, вот видите, ничего не вышло. Правду ведь говорят: "Один в поле не воин, а крестьянин".

Так вот, для обеспечения гибкости, прочности и экономии металла несущий трос и сплетают из нескольких десятков тонких проволок.

Где-то я уже слышал такое слово "биметалл", подумали Вы, но вот что это не припомню. Нет ничего проще - биметаллическая проволока-это поволока, изготовленная не из одного, а из двух металлов, чаще сталь с медью или сталь с алюминием. Внутри проволоки находится стальной стержень, на который одним из возможных способов нанесена оболочка из другого метала. Такой провод, теряя в электропроводности единицы процента, приобретает прочность на 100-200%.

Несущий трос маркируется так:

ПБСМ-XX -провод биметалический, сталемедный, поперечным сечением XX мм2

М-YY -медный, поперечным сечением YY мм2

Это наиболее часто используемые марки, которые успели хорошо себя зарекомендовать на большинстве дорог Украины.

И завершение первого урока вернемся к струне. Попробую ответить на вопросы: зачем она, какая, из чего делается? Начнем по порядку: "зачем?"

Попробуйте для начала закрепить кусок (около 10 метров) провода и в трех точках, предварительно натянув ее. Со стороны вы увидите картину, показанную на рис.6. Правильно?

Теперь возьмите кусок, например, пенопласта и, касаясь провода, протяните его от точки 1 до точки 3 (см.рис.6), внимательно наблюдая за экспериментом. В какой-то момент, при входе в зону В Ваш пенопласт оторвется от провода, а в зоне. С опять соприкоснется. Только что вы сымитировали движение токоприемника по контактному проводу, при отсутствии струн. Так вот, момент отрыва и момент соприкосновения токоприемника с проводом, если такое случается, сопровождается горением дуги, что приводит к быстрому износу провода и его разрыву. Поэтому провод необходимо повесить так, чтобы зоны В не стало. Вот тут и приходят на помощь струны. Попробуйте через каждый метр подвязать натянутый провод, и Вы увидите, что он станет ровным-ровным, в котором зоны В практически отсутствуют.

Струна звеньевая, чаще всего выполняется из биметаллического провода диаметром 4 мм, реже из капроновых канатов.

Ну вот и подошел к концу первый урок планирующегося курса "Все о контактной сети". Понравился он Вам? Оставляйте свои предложения и пожелания, не стесняйтесь, если появятся вопросы, спрашивайте - ответим.

ЖЕЛАЮ УДАЧИ!  ДО НОВЫХ ВСТРЕЧ!

К чему крепится несущий трос, как натягивается подвеска, почему контактный провод не располагают над осью пути, и многое другое вы узнаете в следующем выпуске.

Автор: Андрей Клочко.

Рисунки: Сергей Кибиткин.