Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"

Кафедра: " Электроснабжение транспорта "

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Контактная сеть и линии электропередач

Выполнил: Морозов Н.С.

Проверил: Бобышев Г.Е.

г. Хабаровск 2012

Содержание

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2.Определение нагрузок на провода и натяжений в проводах контактных подвесок в расчетных режимах
• 2.1 Режим максимального ветра
• 2.1.1 Режим гололёда с ветром
• 2.1.2 Определение натяжений в проводах
• 2.2 Определение максимально допустимых длин пролётов
• 2.2.1 Приближение первое
• 2.2.2 Приближение второе
• 2.2.3 Приближение третье
• 2.2.4 Сравнение максимально допустимой длины пролета с номограммами
• 2.3 Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком
• 2.4 Составление схемы питания и секционирования
• 2.5 Трассировка контактной сети на станции
• 2.6 Расчет анкерного участка на главном пути станции
• 2.6.1 Определение длины эквивалентного пролёта
• 2.6.2 Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса
• 2.6.3 Расчет и построение зависимости
• 2.6.4 Определение натяжения несущего троса при всех расчетных режимах
• 2.6.5 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода
• 2.6.6 Составление монтажной таблицы натяжения несущего троса
• 2.6.7 Расчет и построение монтажных кривых стрел провеса несущего троса и контактного провода
• 2.7 Подбор промежуточной консольной опоры
• 2.8 Определение общей стоимости контактной сети
• Заключение
• Список литературы

Введение

Эксплуатационная длина электрифицированных железных дорог России составляет свыше 41 тыс. км - примерно половину длины всего полигона железных дорог России (86 тыс. км). Если учесть пути станций и то, что большинство электрифицированных линий России двухпутные, то развернутая длина ее контактной сети составляет порядка 80 тыс. км. Электрифицированные железные дороги обеспечивают до 70 % перевозок по России.

Контактная сеть - это часть электротяговой сети, состоящая из контактных подвесок с проводами или жестких рельсов вместе с расположенными вдоль электрифицированных путей опорно-поддерживающими, изолирующими, защитными, секционирующими и диагностическими устройствами и служащая для подвода электрической энергии к подвижному составу через непосредственные контакты с его токоприемниками. Среди элементов, образующих электрифицированную железную дорогу, на устройства контактных сетей приходится до 30-45 % капиталовложений. Основные требования к контактным сетям - передача электроэнергии и обеспечение надежного, экономичного и экологически чистого токосъема в расчетных метеоусловиях при установленных максимальных скоростях движения, типах токоприемников и значениях токов ЭПС. Эти положения закладываются в технических условиях для конкретных типов контактных сетей по всем их подсистемам.

Контактная сеть является одним из основных и дорогостоящих элементов системы электроснабжения электрифицированных железных дорог, предназначена для работы на открытом воздухе и подвергается воздействию климатических факторов внешней среды, работает в сложных метеорологических условиях, не имеет резерва, но должна обеспечивать надёжный токосъем при заданных скоростях движения и весах поездов. Поэтому при её проектировании необходимо обеспечить механическую прочность и устойчивость всех её элементов: проводов, опорных и поддерживающих устройств с учётом экономической целесообразности их практического применения. Для проектирования задаётся станция железной дороги переменного тока, для которой необходимо спроектировать контактную сеть.

контактная сеть электроснабжение

1. Исходные данные

Номер варианта задания и схемы станции: 14

Климатические условия и другие данные

Таблица 1

Параметры	единицы
Низшая температура	0С	-50
Высшая температура	0С	40
Максимальная расчётная скорость ветра	м/с	28
Расчётная скорость ветра при гололёде	м/с	17
Толщина стенки гололёда	мм	10
Максимальная скорость движения	км/ч	150

Примечания:

1. Температура гололёдных образований - 5⁰С;

2. Температура при максимальном ветре Uо_max +5⁰С;

3. Принять гололёд цилиндрической формы с плотностью 0,9 г/см³ [3]

Цепная подвеска:

1) на главных путях станции и перегона: М-120 + МФ-100

2) на боковых путях станции: ПБСМ-70+ МФ-85

На перегоне цепная подвеска одинарная, компенсированная, полукосая на прямых и вертикальная - на кривых участках пути, с рессорными струнами.

На станции на главном и боковых путях цепная подвеска полукомпенсированная с рессорным тросом.

2. Определение нагрузок на провода и натяжений в проводах контактных подвесок в расчетных режимах

2.1 Режим максимального ветра

Расчет производим согласно методике, изложенной в [1].

Вертикальная нагрузка на несущий трос, даН/м, от веса проводов контактной подвески:

,

где даН/м - нагрузка от веса 1м несущего троса М - 120 [1];

даН/м - нагрузка от веса 1м контактного провода МФО-100 [1];

- число контактных проводов;

даН/м - нагрузка от собственного веса струн и зажимов;

даН/м.

Горизонтальные нагрузки от воздействия ветра на несущий трос и контактный провод, даН/м:

где м/с - максимальная скорость ветра;

мм - диаметр несущего троса М - 120 [1];

мм - высота сечения контактного провода МФО-100 [1];

, - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру для несущих тросов и одиночных контактных проводов, соответственно, контактной подвески с учётом зажимов и струн и формы контактного провода [1];

даН/м,

даН/м.

Результирующая нагрузка на несущий трос:

,

, даН/м.

2.1.1 Режим гололёда с ветром

Вертикальная нагрузка от веса гололёда на несущий трос и контактный провод:

,

где мм - толщина гололёда несущего троса [1];

,

где мм - толщина гололёда на контактном проводе [1];

мм и мм - высота и ширина сечения к. п МФО-100 [1];

- средний диаметр контактного провода, мм;

, мм

, даН/м

, даН/м

Полная вертикальная нагрузка от веса гололёда на проводах контактной подвески, даН/м:

,

где даН/м - равномерно распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от веса гололёда на струнах и зажимах [3];

, даН/м

Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия на покрытые гололёдом несущий трос и контактный провод, даН/м:

Результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м:

,

даН/м;

даН/м;

, даН/м.

2.1.2 Определение натяжений в проводах

Натяжение контактного провода МФ-100 принимаем - даН [1].

Натяжения несущего троса определяем по приложению 4 [1]

максимальное натяжение =2000 даН

номинальное натяжение даН

в режиме ветра max интенсивности = 1600 даН

в режиме гололеда с ветром = 1700 даН

при беспровесном положении контактного провода даН

2.2 Определение максимально допустимых длин пролётов

Для расчёта допустимой длины пролёта подвески главного пути используем методику последовательного приближения. Максимальная длина пролёта определяется

где коэффициент на прямой, зависящий от скорости ветра

Где коэффициент, учитывающий прогиб опор на уровне контактного провода под воздействием ветровой нагрузки на опоры и провода [1]

наибольшее горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприемника в пролете [1]

зигзаг контактного провода на прямом участке [1]

2.2.1 Приближение первое

Условно принимаем =1, =0. Получаем

м

2.2.2 Приближение второе

По найденной длине пролета определяем

Коэффициент определяется по выражению

где коэффициент, учитывающие пульсацию ветра, принимается из [1]

коэффициент, зависящий от длины пролёта, принимается из [1]

коэффициент динамичности, зависящий от нагрузки веса контактного провода , принимается из [1]

Коэффициент, учитывающий упругие деформации провода при его отклонении, определяется по формуле

где коэффициент, зависящий от длины пролёта, принимается из [1]

коэффициент, зависящий от скорости ветра, принимается из [1]

коэффициент, зависящий от нагрузки веса контактного провода , принимается из [1]

нагрузка от веса контактного провода подвески свободного от гололёда в расчётном режиме максимального ветра, или с учётом веса гололёда на них в расчётном режиме гололёда с ветром

даН/м

Рассчитываем с учетом ,

где удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении коэффициент, учитывающий прогиб опор на уровне несущего троса под воздействием ветровой нагрузки на опоры и провода [1] высота гирлянды изоляторов несущего троса из трех изоляторов [1] средняя длина струны в средней части пролета натяжение несущего троса контактной подвески в расчетном режиме

где конструктивная высота контактной подвески

натяжение несущего троса контактной подвески при беспровесном положении контактного провода

, м

даН/м

Рассчитаем

м

Согласно методу разница между двумя последовательно полученными длинами не должна превышать 5%. Проверим выполнение этого условия:

%

Условие не выполняется, следует уточнить расчет.

2.2.3 Приближение третье

Рассчитываем с учетом , расчет как и при втором приближении, получаем =1,14

даН/м

Определяем

м

Согласно методу разница между двумя последовательно полученными длинами не должна превышать 5%. Проверим выполнение этого условия

%

Условие выполняется, принимаем максимально допустимую длину пролета =65 м

2.2.4 Сравнение максимально допустимой длины пролета с номограммами

По номограммам [1] определяем для второстепенного и главного (прил. 3) путей значения . Полученные результаты представлены в таблице 1

Таблица 1 - Значения

Путь	Режим	Значение
главный	ветер с гололедом	65
второстепенный	ветер с гололедом	60

Принимаем для главных путей по данным расчётов 65 м.

Для боковых путей допустимую длину пролёта определяем для ПБСМ-70+МФ-85 по номограмме [1]: м.

2.3 Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком

Проверим сначала по формуле приведённой ниже, возможно ли использовать пешеходный мостик в качестве опоры.

,

где - высота пешеходного мостика по варианту 7,2 м.

- минимальная допустимая высота контактного провода над уровнем головок рельсов;

- максимальная стрела провеса несущего троса;

- наибольшая местная стрела провеса контактных проводов при условиях, определяющих наличие ;

- минимальное расстояние между несущим тросом и контактным проводом в середине пролёта;

- длина изоляторного звена или гирлянды.

Примем м.; м.; м.; м.; м. При этих данных получим:

м.

Условие не выполняется. Следовательно, использовать мостик в качестве опоры нельзя. Проверим возможность способа прохода подвески без крепления к нему. Принимая, что мостик расположен в середине пролёта, расчёт ведём по следующей формуле:

,

где - стрела провеса несущего троса при температуре ;

- подъём несущего троса при минимальной температуре на расстоянии от середины пролёта;

- подъём несущего троса под воздействием токоприёмника при минимальной температуре;

- высота отбойника ().

Так как пешеходный мостик расположен в середине пролёта, то м.

м.

Принимаем, что м., м., м., предполагая возможность закрепления отбойников выше нижнего края мостика:

м.

Так как условие не выполняется, то единственным возможным остаётся способ прохода подвески с включением в несущий трос изолированной вставки. Проверим это по формуле:

,

где - допускаемое расстояние от контактного провода до отбойника,

принимаем м. [1].

м.

Следовательно, указанный способ прохода подвески осуществим по схеме представленной на рис. 2.

2.4 Составление схемы питания и секционирования

Схема питания и секционирования представлена в приложении 2. На схеме предусмотрено питание контактной сети станции от прилегающих перегонов (продольное секционирование). При поперечном секционировании предусмотрено раздельное питание главных и боковых путей (предполагается в перспективе). Боковые пути выделены в отдельную секцию. Это решение продиктовано условиями надёжности, поскольку при исчезновении напряжения с одного пути, можно будет перейти на питание от другого. Присоединение контактных подвесок путей, где могут производиться работы вблизи контактной сети (тупики и подъездной путь к складу), осуществляется секционными разъединителями с заземляющими ножами.

Для обеспечения плавки гололеда контактная сеть по каждому главному пути должна быть одного эквивалентного сечения.

Секционирование с обязательным заземлением отключенной секции осуществляют для следующих путей станции:

погрузо-разгрузочных;

тупиков;

Заземление отключенной секции осуществляется специальным секционным разъединителем с ручным приводом и заземляющим контактом.

На схемах питания и секционирования указывается нормальное положение разъединителей (включенное или отключенное).

Приняты следующие обозначения разъединителей: А, Б, В, Г и т.д. - продольные; П - поперечные; Ф - питающих линий; З - с заземляющими контактами; к этим русским буквам добавляются цифровые индексы, соответствующие номерам путей, направлений.

На схеме приняты следующие условные обозначения:

	- секционный разъединитель с моторным приводом, нормально отключенный;
	- изолирующее сопряжение анкерных участков;
	- секционный изолятор;
	- секционный разъединитель с моторным приводом, нормально включенный;
	- секционный разъединитель, нормально включенный, с ручным приводом;
	- секционный разъединитель, нормально включенный, с заземляющим контактом.

2.5 Трассировка контактной сети на станции

Планы контактной сети и перегонов являются чертежами, выполняемыми проектными организациями. По ним производятся строительно-монтажным поездом строительные работы, то есть установка фундаментов, опор, опорных плит, лежней, анкеров, анкерных оттяжек, ригелей жестких поперечин, и электромонтажным поездом монтажные работы, т.е. раскатка и подвеска проводов контактной подвески, усиливающих и питающих проводов, монтаж анкеровок, и средних анкеровок, устройство сопряжения анкерных участков и воздушных стрелок, монтаж гибких и армирование жестких поперечин, установка разъединителей, секционных изоляторов, разрядников, поперечных и продольных соединителей, монтаж заземлений и искровых промежутков.

Для того, чтобы выполнить установку строительных конструкций, каждая опора на плане контактной сети должна иметь две отметки - координаты или привязки, характеризующие место ее установки. Этими отметками являются габарит опоры к оси ближайшего пути пикетная привязка (отметка) опоры. На планах контактной сети должны быть указаны типы основных строительных конструкций и приведены их спецификации.

Для возможности производства монтажных работ, на планах контактной сети в соответствие с условными обозначениями должны быть показаны анкеровки, сопряжения анкерных участков, средние анкеровки, мачтовые разъединители, секционные изоляторы, и приведены спецификации на провода и тросы (спецификации анкерных участков).

Планы контактной сети станции выполняются раньше, чем контактной сети перегона, т.к. места расположения изолирующих сопряжений между станциями и перегонами выбираются с учетом расположения крайних стрелок и входных светофоров.

Подготовка плана станции, предварительное определение мест необходимой фиксации контактных проводов, расстановка опор в горловинах и по концам горловин, а также в средней части станции, расстановка зигзагов, трассировка анкерных участков, питающих и отсасывающих линий, обработка плана контактной сети выполнены в соответствии с [1,2,3].

2.6 Расчет анкерного участка на главном пути станции

2.6.1 Определение длины эквивалентного пролёта

Методику расчета берем из [2].

Рассчитаем анкерный участок подвески на главном пути станции длиной 1195 м. Длина эквивалентного пролёта определяется по формуле, м:

,

где - длина анкерного участка, м;

- число пролётов в анкерном участке;

- номер пролёта.

2.6.2 Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса

Длина критического пролёта определяется по формуле:

, для режима ветра с гололедом;

где 1/С⁰ - температурный коэффициент линейного расширения материала несущего троса для М-120;

, для режима максимального ветра;

м

>м

Так как критический пролёт оказался больше эквивалентного, максимальным натяжение несущего троса будет при минимальной температуре.

2.6.3 Расчет и построение зависимости

Расчет выполняется по уравнению цепной полукомпенсированной подвески контактной сети:

, ⁰С,

В уравнении величины с индексом 1 относятся к исходному режиму, в нашем случае режим минимальных температур, следовательно:

даН, ⁰С, даН/м.

Величины с индексом х в уравнении - это искомые величины натяжения несущего троса, температуры и нагрузки.

При этом, так как в этом разделе предстоит рассчитать , принимаем .

Запишем расчетное уравнение в преобразованном виде:

,

где А, В и С - постоянные величины;

,

где - для М - 120 [1];

бES= 21,98 даН/⁰С - для М - 120 [1];

,

даН/⁰С,

Определим числовые значения коэффициентов А, В и С:

Подставляя в исходное уравнение различные значения , взятые с интервалом 200 даН, получим значения , расчет будем продолжать, пока не охватим весь диапазон температур. Полученные значения сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Таблица значений для построения зависимости

tx,0С =	-50	-39	-28	-15	0	17	40
Tx (даН) =	2000	1800	1600	1400	1200	1000	830

Построение представлено на рисунке 3

Рис.3 "Монтажная кривая"

2.6.4 Определение натяжения несущего троса при всех расчетных режимах

Определяем максимальное натяжение для двух оставшихся режимов: режима гололеда и режима максимального ветра.

Рассмотрим режим гололеда.

Уравнение для расчета:

, (*)

где T1=Tmin= 1700, , коэффициент С будет иметь найденное в пункте 2.6.3 значение. даН/м

Определим числовые значения коэффициентов А, В и С:

Полученные значения сводим в таблицу 3.

Таблица 3

Таблица значений для построения зависимости

tx,0С =	-5	9,37	26,36	40
Tx (даН) =	1700	1500	1300	1167

Рассмотрим режим максимального ветра:

Подставляем в уравнение (*) значения, относящиеся к режиму максимального ветра, до тех пор, пока не получим температуру ⁰С. gv = 2,179, даН/м

Определим числовые значения коэффициентов А, В и С:

,

Полученные значения сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Таблица значений для построения зависимости

tx,0С =	5,0	17,5	31,7	40
Tx (даН) =	1700	1500	1300	1197

Значения максимальных натяжений при температурах - 5 и 5 ⁰С показываются точками на рисунке 2.

2.6.5 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода

Так как при полукомпенсированной подвеске с одним контактным проводом скорость движения поездов более 120 км/ч не допускается, принимаем искомую температуру t₀ на 15С ниже средней, то есть

,

где ⁰С - величина, зависящая от типа и количества контактных проводов;

⁰С

Величину натяжения при беспровесном положении контактного провода определяем по графику , для температуры беспровесного положения контактного провода - 20 ⁰С даН.

2.6.6 Составление монтажной таблицы натяжения несущего троса

Составление таблицы выполняется по рисунку 2.

Таблица 5

Монтажная таблица

tx,0С =	-50	-40	-30	-20	-10	-5	0	5	10	20	30	40
Tx (даН) =	2000	1816	1642	1479	1331	1263	1199	1139	1084	984	900	829

2.6.7 Расчет и построение монтажных кривых стрел провеса несущего троса и контактного провода

Определим стрелы провеса разгруженного несущего троса для пролетов анкерного участка:

, м

Например, для пролета длиной 60 м стрела провеса разгруженного несущего троса при натяжении даН:

м

Таблица 6 - Стрелы провеса и натяжения разгруженного несущего троса для всех длин пролётов, входящих в анкерный участок .

Параметр	tx, С	-50	-40	-30	-20	-10	-5	0	5	10	20	30	40
	Tx, даН	2000	1816	1642	1479	1331	1263	1199	1139	1084	984	900	829
Fx, м	60	0,17	0, 19	0,21	0,23	0,26	0,27	0,29	0,30	0,32	0,35	0,39	0,42
	58	0,16	0,18	0, 20	0,22	0,24	0,26	0,27	0,28	0,30	0,33	0,36	0,39
	55	0,15	0,16	0,18	0, 20	0,22	0,23	0,24	0,26	0,27	0,30	0,32	0,35
	53	0,14	0,15	0,16	0,18	0, 20	0,21	0,23	0,24	0,25	0,27	0,30	0,33
	45	0,10	0,11	0,12	0,13	0,15	0,15	0,16	0,17	0,18	0, 20	0,22	0,24
	40	0,08	0,08	0,09	0,10	0,12	0,12	0,13	0,14	0,14	0,16	0,17	0, 19
	38	0,07	0,08	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,12	0,13	0,14	0,15	0,17
	19	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04

Расчет нагруженного несущего троса

Запишем уравнение состояния:

, С

где - - коэффициенты для беспровесного положения к. п.

При значении даН, получим:

С

Результаты дальнейших расчетов представлены в таблице 6. По полученным значениям строим зависимости рисунок 3.

Принимая по построенным графикам различные значения , соответствующие определенной температуре, определим стрелы провеса к. п. и н. т. подвески, вертикальное перемещение к. п. у опор для максимального и минимального пролетов анкерного участка.

Стрела провеса к. п.:

, м

где - м - расстояние от оси опоры до около опорной струны [2];

даН. При значении даН для м, получим:

, м

Перемещение к. п. у опоры определяем по формуле:

, м

где - даН - натяжение рессорного троса при беспровесном положении к. п.

м

Определяем величину коэффициента:

,

где - ; даН/м - нагрузка от веса рессорного троса; даН; даН - нагрузки от веса 1 м несущего троса приложение 2 [1]; м - расстояния от оси опоры до места крепления рессорного троса к несущему тросу.

ya, м	lmax, м	0,25
	lcp. м	0, 20
	lmin, м	0,15

Определяем величину коэффициента:

, м

где - м расстояние от оси опоры до рессорной струны;

, даН - результирующая нагрузка от веса рессорного троса.

, даН

где - - число контактных проводов;

даН/м - нагрузки от веса 1 м контактного провода, приложение 2 [1];

- число струн на пролет;

, даН

, м

Вертикальная составляющая длины рессорного троса при беспровесном положении к. п.:

, м

, м

Вертикальная составляющая длины рессорного троса в искомом режиме:

, м

м

Таблица 7 - Зависимость стрелы провеса к. п. и н. т., перемещения к. п. от температуры для режима нагруженного н. т.

Параметр	tx (ОС)	-49,95	-40	-30	-19,9	-9,93	-4,94	0,07	5,092	10,04	20,13	30,1	40,05
	Tx, даН	2000	1816	1642	1479	1331	1263	1199	1139	1084	984	900	829,00
Fx, м	lmax, м	65	0,54	0,60	0,66	0,73	0,81	0,86	0,90	0,95	1,00	1,10	1, 20	1,31
	lcp. м	52,5	0,35	0,39	0,43	0,48	0,53	0,56	0,59	0,62	0,65	0,72	0,78	0,85
	lmin, м	40	0,21	0,23	0,25	0,28	0,31	0,32	0,34	0,36	0,38	0,42	0,46	0,49
fx, м	lmax, м	65	-0,03	-0,02	-0,01	0,00	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	0,06
	lcp. м	52,5	-0,02	-0,01	-0,01	0,00	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03
	lmin, м	40	-0,01	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
hx, м	lmax, м	65	-0,05	-0,04	-0,02	0,00	0,02	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,13	0,16
	lcp. м	52,5	-0,04	-0,03	-0,02	0,00	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,13
	lmin, м	40	-0,03	-0,02	-0,01	0,00	0,01	0,02	0,03	0,03	0,04	0,06	0,07	0,09
b0, м	lmax, м	0,39
	lcp. м	0,34
	lmin, м	0,29
bк, м	lmax, м	65	0,33	0,35	0,37	0,39	0,41	0,42	0,43	0,45	0,46	0,49	0,52	0,55
	lcp. м	52,5	0,34	0,36	0,37	0,39	0,40	0,41	0,42	0,43	0,44	0,47	0,49	0,51
	lmin, м	40	0,36	0,36	0,37	0,39	0,40	0,41	0,41	0,42	0,43	0,44	0,46	0,47
ya, м	lmax, м	0,25
	lcp. м	0, 20
	lmin, м	0,15

Монтажные кривые построенные по данной таблице представлены на рис 4.

Рис 4. "Монтажные кривые"

2.7 Подбор промежуточной консольной опоры

Вычерчиваем расчётную схему промежуточной консольной опоры (см. рис.5.), на которой приняты следующие обозначения:

Рис. 5. Расчётная схема промежуточной консольной опоры.

- вертикальная нагрузка от веса контактной подвески, провода ДПР, даН;

- вертикальная нагрузка от веса консоли и кронштейна, даН;

- горизонтальная нагрузка от давления ветра на несущий трос, контактный провод, провода ДПР и на опору, даН;

- высота опоры, м.;

- высота точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры, м. (примем [1]);

- плечи вертикальных усилий от веса консоли, кронштейна, провода ДПР, м. (примем [1]);

- зигзаг контактного провода;

Определим распределённые нагрузки на провода контактной подвески во всех расчётных режимах.

Часть распределённых нагрузок была определена ранее:

.

Определим нагрузки на провод ДПР сечением АС-35:

от собственного веса проводов (приложение 2. [1]) даН/м;

от веса гололёда на проводах

даН/м;

от давления ветра на провода при максимальной скорости ветра

даН/м;

от давления ветра на провода при гололёде с ветром

даН/м.

Все полученные данные о распределённых нагрузках сведём в таблицу 8:

Таблица 8

Нагрузки	Значение нагрузок на провода, даН/м, для расчётных режимов
	Гололёда с ветром	Максимального ветра	Минимальной температуры
От веса:
поводов цепной подвески	2,050	2,050	2,050
гололёда на проводах подвески	1,441	-	-
провода ДПР сечением АС-35	0,150	0,150	0,150
гололёд на проводе ДПР	0,992	-	-
От давления ветра:
на несущий трос	1,375	0,739	-
на контактный провод	0,797	0,510	-
на провод ДПР	0,443	1, 200	-

Определим нормативные нагрузки (усилия), действующие на опору.

Нормативные нагрузки, действующие на опору, определяют для трёх расчётных режимов:

гололёда с ветром, максимального ветра, минимальной температуры.

Вертикальные нагрузки от веса проводов контактной подвески, ДПР:

в режиме максимального ветра и минимальной температуры

,

т.е. даН; даН;

в режиме гололёда с ветром

,

т.е. даН; даН.

В выше приведённых формулах:

- расчётная длина пролёта (для опоры № 65 - метров.);

- вес подвесной гирлянды изоляторов (для не изолированной контактной подвески , для проводов ДПР (три изолятора типа ПС70 весом 5 даН каждый)).

Вертикальные нагрузки от веса консолей с учётом части веса фиксаторов и от веса кронштейна провода ДПР:

В режиме максимального ветра и минимальной температуры

,

т.е. для выбранной по приложению 9. [1] трубчатой консоли ИТР-2 нагрузка даН;

для кронштейна КФДС нагрузка даН.

в режиме гололёда с ветром с учётом веса гололёда на консолях и кронштейне (примем даН):

даН - для ИТР-2;

даН - для КФДУ.

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос, контактный провод, провода ДПР, которые передаются с проводов на опоры,

,

где - расчётные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески,

ДПР, т.е. (см. таблицу выше).

Таким образом, в режиме максимального ветра:

даН;

даН;

даН.

В режиме гололёда с ветром:

даН;

даН;

даН.

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору:

, даН;

где: - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру, принимаем равным 0,7;

- площадь диаметрального сечения опоры (принимаем равным 3,46 м² из [1] стр.111).

Итак, в режиме максимального ветра даН;

в режиме гололёда с ветром даН.

Горизонтальные нагрузки от изменения направления (излома) проводов контактной подвески при отводе их на анкеровку определим по формуле:

, даН,

где

- натяжение провода в расчётном режиме.

Величина определяется как:

, м.,

где - габарит опоры, принимаем равным 3,2 м.

- диаметр опоры на уровне головок рельса, м.

м.

Горизонтальные нагрузки от изломов несущего троса.

для режима минимальной температуры:

даН;

для режима гололёда с ветром:

даН;

для режима максимального ветра:

даН.

Для контактного провода горизонтальная нагрузка от изломов во всех режимах:

даН.

Провода ДПР крепятся на опоре без изменения их направления. Сведём данные расчётов нормативных нагрузок в таблицу 4, округлив при этом значения нагрузок до целых чисел:

Таблица 9

Расчётный режим	Нормативные нагрузки, даН
Минимальная температур	163	25	45	52	-	-	-	105	53	-
Гололёд с ветром	257	89	65	91	89	52	29	89	53	61
Максимальный ветер	163	25	45	52	48	33	78	84	53	102

Определим изгибающие моменты относительно условного обреза фундамента опор во всех трёх расчётных режимах. Для опоры при наиболее неблагоприятном направлении ветра к пути изгибающий момент:

.

Тогда в режиме максимального ветра:

в режиме гололёда с ветром:

в режиме минимальной температуры:

Наибольшее значение изгибающего момента относительно УОФ оказалось равным: 37,88 кНм. Выбираем по приложению 11 [1] опору С-136.6-2, у которой нормативный изгибающий момент в УОФ составит кНм, что больше, чем значения , полученные расчётом.

2.8 Определение общей стоимости контактной сети

Для расчёта стоимости сооружения проектируемых устройств контактной сети составляют сметы на материалы и оборудование. Исходными данными для составления смет являются спецификации к планам контактной сети, а также цены на отдельные работы и затраты, приведённые в приложении 14. При расчёте нужно учесть инфляционный коэффициент, равный 230.

Таблица 10

Наименование затрат	Единица измерения	Число единиц	Сметная стоимость, руб.
			Единицы измерения	Общая
			Руб/ед
Железобетонные опоры:
СС 136,6-2	шт.	42	119	шт.	2618
СС 136,6-3	шт.	16	126	шт.	3906
СС 136,.6-1	шт.	16	143	шт.	3289
Консоли:
ИТР-II	шт.	31	508	шт	15748
Провода:
ПБСМ - 95	км.	2,7	960	км.	2592
МФО-100	км.	2,7	1350	км.	3645
ПБСМ-70	км.	5,75	764	км.	4393
АС-70	км.	5,6	1000	км.	5600
МФ-85	км.	5,75	1356	км.	7797
А-185	км.	2,8	1160	км.	3248
Разъединители:
С телеуправлением	шт.	7	240	шт	720
С ручным приводом	шт.	4	65	шт	390
С ручным приводом и заземляющим ножом	шт.	2	115	шт	345
Жесткие поперечины:
ОП-320-30,3	шт.	14	331	шт	4634
ОП-320-34,0	шт.	13	374	шт	4862
Изоляторы:
Си	шт.	10	218	шт	2180
Элементы сборных конструкций
ТА-4	шт.	31	58,4	шт	1810,4
Б-1	шт.	62	49,1	шт	3044,2
Кронштейны
КФДУ-Н1	шт.	39	26,5	шт.	1033,5
ИТОГ:	71855,1

По Таблице 10 получаем итоговую стоимость строительства 71855,1 рубля в ценах 1984 года. Используем коэффициент пересчета:

рублей

Тогда стоимость сооружения одного км контактной сети равна:

,

где - эксплуатационная длина станции.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были рассчитаны максимально допустимые длины пролетов для боковых и главных путей станции. Пешеходный мостик в качестве опоры прохода контактной подвески использоваться не может. Составлена схема питания и секционирования станции, приложение 1. Также выполнена трассировка контактной сети, питающих линий и линий ДПР, чертеж 1. Произведен расчет типовой опоры на станции - опоры СС-136,6-1 №17. Составлена ведомость основных материалов и оборудования, необходимых для сооружения контактной сети на заданном участке. Общая стоимость всех материалов составила с учетов коэффициента инфляции 16526673 рублей, а стоимость сооружения одного километра контактной сети станции млн. рублей. Следует добавить, что экономический расчет был выполнен без учета строительных и монтажных работ, следовательно, реальная стоимость сооружения контактной сети занижена.

Экономический расчет показал, что сооружение и обслуживание контактной сети делает ее одним из самых дорогих элементов электроснабжения.

Список литературы

1. Дворовчикова Т.В., Зимакова А.Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог. Пособие по проектированию. - М.: Транспорт, 1989. - 168с.

2. Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети. - М.: Транспорт. 1984.304 с.

3. Ли В.Н., Ворсов В.И. Проектирование контактной сети: Методические указания к курсовому проекту. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 1997. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru