Реферат: «Контактные сети и лэп» - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

«Контактные сети и лэп»

Остальные рефераты » «Контактные сети и лэп»

Министерство Путей Сообщения Российской Федерации


Омский Государственный Университет Путей Сообщения (ОмГУПС)


Кафедра «Электроснабжение электрических железных дорог»


Проектирование контактной сети Электрифицируемого участка дороги


Курсовая работа по дисциплине

«Контактные сети и ЛЭП»


Студент гр.


Руководитель


Смердин А.Н.


Омск 2003

УДК 621.332


РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 24 страницы, 9 рисунков, 11 таблиц, 2 источника


КОНТАКТНАЯ СЕТЬ, СТАНЦИЯ, ПЕРЕГОН, ПОГОННЫЕ НАГРУЗКИ, ОПОРА, ПРОЛЕТ, АНКЕРНЫЙ УЧАСТОК, ИЗОЛИРУЮЩЕЕ СОПРЯЖЕНИЕ, ПИТАНИЕ И СЕКЦИОНИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СЕТИ, РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ


Объектом исследования является контактная сеть станции и перегона.

Цель исследования – проектирование контактной сети вновь электрифицируемого участка железной дороги.

Методы исследования – аналитические и графические.

Рассчитаны нагрузки, действующие на них, определены допускаемые длины пролетов между опорами контактной сети, выбрана схема питания и секционирования контактной сети, выполнены трассировки планов контактной сети станции и перегона, произведен механический расчет одного из анкерных участков станции, приняты опорные и несущие конструкции, выяснены схемы прохода контактной подвески в искусственных сооружениях, отмечены защитные мероприятия.

СОДЕРЖАНИЕ


Введение 4

1 Исходные данные 5

1.1 Электрифицируемый участок 5

1.1.1 Станция 5

1.1.2 Перегон 5

1.2 Метеорологические условия 8

1.3 Контактная подвеска 8

1.3.1 Характеристика подвески 8

1.3.2 Характеристика проводов и тросов контактной подвески 9

2 Расчет погонных нагрузок на провода и тросы 11

3 Определение длин пролетов 14

4 Расчет длин струн и эпюр жесткости 15

4.1 Расчет длин струн 15

4.2 Расчет жесткости 16

5 Проверка длин пролетов по гололеду 20

6 Расчет длин анкерных участков 21

7 Выбор опорно-поддерживающих устройств 22

Список использованных источников 23


Введение

К устройствам контактной сети относят все провода контактных подвесок, поддерживающие и фиксирующие устройства, а также опоры с деталями, а к устройствам воздушных линий - провода различных линий (питающих, отсасывающих, усиливающих, электроснабжения автоблокировки и прочих потребителей) и конструкции для их крепления на опорах с контактной подвеской и на отдельных опорах.

Устройства контактной сети и воздушных линий подвергаются воздействиям различных климатических факторов (значительные перепады температур, сильные ветры, гололедные образования). Они должны успешно противостоять внешним воздействиям, обеспечивая бесперебойное движение поездов с установленными весовыми нормами, скоростями и интервалами между поездами.

В отличие от других устройств электрифицированной железной дороги, контактная сеть не имеет резерва, что необходимо учитывать в процессе проектирования, добиваясь возможно более высокой ее надежности в условиях эксплуатации.


1Исходные данные

Исходные данные принимаем в соответствиии с шифром 88.

1.1Электрифицируемый участок 1.1.1Станция

На станции электрифицируются все пути, кроме подъездного к тяговой подстанции. Стрелки и стрелочные улицы, примыкающие к главному пути, имеют марки 1/11, остальные стрелки - марки 1/9.

На схеме станции (рисунок 1.1) цифрами указанны условные пикеты (расстояние от оси пассажирского здания до пикетов в метрах) остряков стрелок, входных светофоров, тупиков и пешеходного мостика. Показаны расстояния между осями путей.

1.1.2Перегон

Пикеты сигналов, сооружений и кривых даны в таблице 1.1.

Таблица 1 .1 - Пикеты входных сигналов и искусственных сооружений на перегоне

Сигналы, сооружения и кривые Пикет
Входной сигнал заданной станции “О” 24 км 0+42
Начало кривой R = 600 м, центр справа по ходу 3+32
Коней кривой 6+18
Ось каменной трубы с отверстием 1,1 м 7+05
Начало кривой R = 850 м, центр слева по ходу 7+63
Конец кривой 25 км 5+34

Мост через реку с ездой понизу:

– пикет оси моста

– длина моста, м


7+46

115

Ось железобетонной трубы с отверстием 3,5 м 8+70
Начало кривой R = 1000 м, центр слева по ходу 9+90
Конец кривой 26 км 1+27
Входной сигнал следующей станции 4+90
Ось перезда шириной 6 м 5+48
Первая стрелка следующей станции 6+37

Схема перегона приведена на рисунке 1.2.


1.2Метеорологические условия

Метеорологические условия приведены в таблице 1.2.


Таблица 1 .2 – Метеорологические условия

Характеристика Численное значение
Минимальная температура, С -40
Максимальная температура, С +40
Скорость ветра при гололеде, м/с 15
Ветровой район 2
Толщина корки гололёда, мм 5

Для данного варианта принимаем:

гололёд цилиндрической формы с удельным весом 0,9 г/см 2;

температура гололёдных образований -5 С;

температура, при которой наблюдаются ветры максимальной интенсивности, +5 С;

проектируемый участок расположен в местности, не защищённой от ветра.


Для учета порывистости ветра нормативная скорость умножается на поправочные коэффициенты, которые определяются исходя из условий трассы, где проходит контактная подвеска. Для перегона для двух контактных проводов коэффициент составит 1,55.


1.3Контактная подвеска
1.3.1Характеристика подвески

На перегоне принимаем систему подвески одинарную, полукомпенсированную, полукосую на прямых участках и вертикальную на кривых участках пути, с рессорным тросом.

Расстояние между двумя контактными проводами равно 40 мм. Площадь сечения подвески выбирается по последней цифре шифра.

На станции на главном пути - полукомпенсированная цепная подвеска с рессорным тросом, площадь сечения подвески такая же как и на перегоне. На остальных станционных путях - полукомпенсированная подвеска ПБСМ-95+МФ-85.

Таблица 1 .3 - Характеристики контактных подвесок

Местоположение контактной подвески Типподвески
Перегон ПБСМ-95+2МФ-100
Станция, главный путь ПБСМ-95+2МФ-100
Станция, боковые пути ПБСМ-95+МФ-85

1.3.2Характеристика проводов и тросов контактной подвески

Таблица 1 .4 - Основные геометрические и физико-механические параметры принятых в проекте контактных проводов

Параметры Тип провода
МФ-85 МФ-100
Фактическая площадь сечения, мм2 85 100
Высота, мм 10,8 11,7
Ширина ,мм 11,76 12,81
Линейная плотность, кг/м 0,755 0,890
Коэффициент линейного температурного расширения, 10-6/C

17


17

Модуль упругости, Мпа 127500 127500
Временное сопротивление, МПа 367,5 362,6
Номинальное натяжение, даН 800 1000

Таблица 1 .5 - Основные геометрические и физико-механические параметры принятых в проекте несущих тросов

Параметры ПБСМ-95
Расчётная площадь сечения, мм2 93,3
Диаметр троса , мм 12,5
Вес одного метра троса, даH/м 0,774
Временное сопротивление, МПа 735
Максимальное натяжение, даH 1960
Диаметр проволоки, мм 3,54
Число проволок 19
Коэффициент температурного расширения, 10-6/0C 13,3
Модуль упругости, даН/м 171600
Номинальное натяжение, ДаН 1765

Эскизы контактных проводов и несущих тросов приведены рисунках 1.3, 1.4 и 1.5.

Рисунок 1 .3 – Сечение контактного провода МФ-100, R=6,5


Рисунок 1 .4 – Сечение контактного провода МФ-85, R=6,0


Рисунок 1 .5 – Сечение несущего троса ПБСМ-95

2Расчет погонных нагрузок на провода и тросы

Нагрузка от собственного веса контактной подвески с учётом зажимов и струн g определяется по формуле:


( 2 .0)

где gн – нагрузка от собственного веса несущего троса  даН/м

gк – нагрузка от собственного веса одного контактного провода  даН/м

nк – число контактных проводов 

0,1 – нагрузка от рессорного троса , струн и зажимов, даН/м .


Нагрузку от веса гололёда на 1 м контактного провода gгк или несущего троса gгн определим по формуле:


( 2 .0)

где bг – толщина стенки гололёда в мм;

di – диаметр провода (для контактных проводов среднее арифметическое значение из высоты и ширины его диаметрального сечения),мм.


Нагрузку от веса гололёда на контактной подвеске определим по формуле:


( 2 .0)

где nк – число контактных проводов;

gгк – нагрузка от гололёда на контактном проводе;

gгн – нагрузка от гололёда на несущем тросе.


Нагрузку от веса цепной подвески с гололёдом определим как сумму:

( 2 .0)


Нагрузка от действия ветра на провода и тросы, свободные от гололёда определяется по формулам:

( 2 .0)


где Uр – расчётная скорость ветра при отсутствии гололёда, м/c;

di – диаметр провода (для контактных проводов - вертикальный размер диаметрального сечения),мм;

Cx – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, Cx=1,55 для двух контактных проводов.


Нагрузку от действия ветра на провода и тросы, покрытые гололедом, Pгн и Pгк определяем соответственно по формулам:


( 2 .0)


( 2 .0)


где Uг – расчётная скорость ветра при гололёде, м/c;

dн – диаметр провода, мм;

Cx – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода.


Результирующая нагрузка на несущий трос цепной подвески определяется без учета ветровой нагрузки на контактные провода, так как значительная ее часть воспринимается фиксаторами, а часть, передающаяся на несущий трос через струны невелика.

Поэтому результирующая нагрузка на несущий трос при ветре без гололеда qн определяется по формуле:


( 2 .0)


Результирующая нагрузка на несущий трос при ветре с гололедом qгн определяется по формуле:


( 2 .0)


Результаты расчетов сведем в табл.2.1


Таблица 2 .6 - Погонные нагрузки, действующие на контактные подвески

Погонные нагрузки, даН

0,960

1,780

g

2,840

gгн

0,25

gгк

0,48

1,21

g+gг

4,05

0,412

0,352

Pгк

0,586

Pгн

0,610

2,862

qгн

4,096

3Определение длин пролетов

Расчет сводится к определению длины пролета для простой подвески, где учитывается отклонение только контактных проводов. Влияние несущего троса не учитывается, т.е. принимается равным 0.

Принимая максимальное ветровое отклонение контактного провода равным допустимому получим, что при расчетах по статической методике максимальная допустимая длинна пролета обычных подвесок для прямых участков пути определяется по формуле:


( 3 .0)

где k – натяжение контактного провода, ДаН;

bк.доп – допустимое отклонение контактного провода от оси пути, м;

a – зигзаг контактного провода.


для кривых участков пути


( 3 .0)


где R – радиус кривой, м.


Результаты расчетов сводим в табл.4.2.


Таблица 3 .7 – Результаты расчетов максимальных допустимых длин пролетов

Участок пути Длина пролета, м
Прямые, МФ-100 67
Прямые, МФ-85 62
Кривая R=600 50
Кривая R=850 56
Кривая R=1000 58

4Расчет длин струн и эпюр жесткости 4.1Расчет длин струн

Стрела провеса несущего троса определяется по формуле:


( 4 .0)

где l – длина пролета;

T0 – натяжение несущего троса, ДаН.


Стрелы провеса несущего троса в местах крепления струн расчитываются п формуле:

( 4 .0)

где x – расстояние от точки крепления несущего троса до струны


Длину каждой струны можно определить по формуле:


( 4 .0)

где h – расстояние от контактного провода до несущего троса в точке подвеса.


Результаты расчетов сведены в таблицы


Таблица 4 .8 – Стрелы провеса несущего троса и длины струн, прямой участок

X, м Провес несущего троса, F, м Длина струны C, м
4 0,180 1,620
10 0,404 1,396
16 0,571 1,229
22 0,683 1,117
28 0,739 1,061
34 0,739 1,061
40 0,683 1,117
46 0,571 1,229
52 0,404 1,396
58 0,180 1,620

Таблица 4 .9 – Стрелы провеса несущего троса и длины струн, кривая R=600 м

X, м Провес несущего троса, F, м Длина струны C, м
4 0,143 1,657
10 0,310 1,490
16 0,422 1,378
22 0,478 1,322
28 0,478 1,322
34 0,422 1,378
40 0,310 1,490
46 0,143 1,657

Таблица 4 .10 – Стрелы провеса несущего троса и длины струн, кривая R=850 м

X, м Провес несущего троса, F, м Длина струны C, м
4 0,161 1,639
10 0,357 1,443
16 0,497 1,303
22 0,581 1,219
28 0,609 1,191
34 0,581 1,219
40 0,497 1,303
46 0,357 1,443
52 0,161 1,639

Таблица 4 .11 – Стрелы провеса несущего троса и длины струн, кривая R=1000 м

X, м Провес несущего троса, F, м Длина струны C, м
4 0,168 1,632
9 0,342 1,458
14 0,478 1,322
19 0,575 1,225
24 0,633 1,167
29 0,653 1,147
34 0,633 1,167
39 0,575 1,225
44 0,478 1,322
49 0,342 1,458
54 0,168 1,632

4.2Расчет жесткости

Расчет жесткости контактной подвески для пролета производится для трех зон: А, Б, В. Зона А – подопорная зона, зона Б – от конца рессорного троса до первой нерессорной струны, включая ее, зона В – участок между первыми нерессорными струнами разных опор.


Эластичность в зоне А расчитывается по формуле:

( 4 .0)

где

a – расстояние от точки подвеса до конца рессорного троса;

c – расстояние от точки подвеса до первой нерессорной струны

K – натяжение контактного провода;

T – натяжение несущего троса;

H – натяжение рессорного троса;

L – длина пролета.


Эластичность в зоне Б:

( 4 .0)

где


Эластичность в зоне В:

( 4 .0)


Жесткость расчитывается по формуле?

( 4 .0)

На основе расчетов построены эпюры жесткости, приведенные на рисунках 4.1 – 4.4.

Рисунок 4 .1 – Эпюра жесткости для кривой R=600 м


Рисунок 4 .2 - Эпюра жесткости для кривой R=850 м


Рисунок 4 .3 - Эпюра жесткости для кривой R=1000 м


Рисунок 4 .4 - Эпюра жесткости для прямых участков


Коэффициент жесткости расчитывается по формуле:

( 4 .0)


Таблица 4 .12 – Коэффициенты жесткости

участок Коэффициент жесткости Kж
Прямая 1,29
Кривая R=600 1,42
Кривая R=850 1,46
Кривая R=1000 1,60

5Проверка длин пролетов по гололеду

Максимально допускаемая длина пролета расчитывается по следующей формуле:

( 5 .0)

где ;

;

=0,9.


Для прямых участков и кривых радиусами 600 и 850 Lmax=118 м, для кривой радиусом 1000 м Lmax=119.

6Расчет длин анкерных участков

Расчет длины анкерных участков полукомпенсированной цепной подвески производят с учетом реакций струн и фиксаторов и расположения кривых в анкерном участке для принятия конструктивных параметров контактной подвески. При этом колебания натяжения компенсированного контактного провода не должны превышать 10% от номинального.

Для расчета длины анкерных участков контактного провода полукомпенсированной подвески строят для принятых параметров подвески кривые приращений натяжения контактного провода у средней анкеровки в зависимости от длины анкерного участка.


По расчетам получены следующие длины анкерных участков:

0 – 920 1-й анкерный участок, длина 920 м, средняя анкеровка на отметке 400 м.


819 – 1980 – 2-й анкерный участок, длина 1161 м, средняя анкеровка на отметке 1317 м.

1868 – 2497 – 1-я половина 3-го анкерного участка

7Выбор опорно-поддерживающих устройств

Опорные устройства контактной сети состоят из опор, поддерживающих и фиксирующих конструкций. Расчеты опорных, поддерживающих и других строительных конструкций контактной сети и всех видов оснований (фундаментов) на силовые и другие воздействия, определяющие напряжения, состояние и деформацию их, должны производиться по методу расчетных предельных состояний.

Предельными являются состояния, при которых конструкция или основание перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям. Требуемая надежность и необходимая гарантия от возникновения предельных состояний конструкций и оснований обеспечиваются надлежащим учетом возможной минимальной прочности материалов, возможных наибольших нагрузок и воздействий, условий и особенностей действительной работы конструкций и оснований, а также надлежащим выбором расчетных схем и предпосылок расчета.

Расчеты производят по трем предельным состояниям:

первое – по несущей способности; .

второе – по деформациям и перемещениям;

третье – по трещиностойкости.

Целью расчета по первому предельному состоянию является обеспечение несущей способности (прочности, устойчивости формы и положения, выносливости) и ограничение развития чрезмерных пластических деформаций конструкций и оснований в возможных неблагоприятных условиях их работы в период строительства и эксплуатации.

Целью расчета по второму предельному состоянию является ограничение деформаций или перемещений (в том числе колебаний) конструкций и оснований в условиях нормальной эксплуатации.

Целью расчета по третьему предельному состоянию является недопущение или ограничение величины раскрытия трещин, с тем чтобы эксплуатация конструкций и оснований не была нарушена вследствие коррозии, местных повреждений и т. д.

Основными характеристиками сопротивления материалов силовым воздействиям являются нормативные сопротивления, устанавливаемые соответствующими ГОСТами или нормами.

Приняты следующие опорно-поддерживающие устройства:

Опоры СО136.6-2, СО136.6-3, СО136.6-4, М 45/15-7.3.

Типы фиксаторов ФП-I-3, ФО-III-3, ФП-II-3.

Типы консолей НР-I-5.

Жесткие попреречины П-21-22.5.

Фундамент ТС-3,5-6.0.


Список использованных источников

1. Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактная сеть. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. Издание третье, переработанное и дополненное. М.: «Транспорт», 1977. 271 с.

2. Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: «Транспорт», 1984. 327 с.