Выше уже были названы основные поддерживающие устройства — консоли, жесткие и гибкие поперечины. Рассмотрим их конструктивное выполнение.
Основным несущим элементом консоли является кронштейн, изготовленный из стальной трубы или двух стальных швеллеров. Одним концом кронштейн присоединен к опоре, на другом его конце установлен бугель, посредством которого к консоли подвешен несущий трос. Этот кронштейн может располагаться наклонно или горизонтально, в соответствии с этим и консоль называется наклонной или горизонтальной. В таком положении кронштейн удерживается работающей на растяжение тягой или работающим на сжатие подкосом (рис. 11).
Консоли могут поддерживать контактные подсветки одного и двух путей. В соответствии с этим они называются однопутными и двухпутными. В отдельных случаях, например при невозможности установки спор на станциях с разных сторон путей, применяют консоли, поддерживающие три контактные подвески и более. Многопутные консоли всегда выполняются с горизонтальным кронштейном и имеют несколько тяг.
Следует отметить, что в первое время эксплуатации новых электрифицированных линий можно увидеть горизонтальные консоли, имеющие некоторый уклон. Такое положение консоли не является аварийным; оно свидетельствует о некачественном монтаже консоли. Как правило, эксплуатационный персонал приводит такие консоли в нормальное положение в течение нескольких месяцев. Другое дело — увидеть наклонившуюся консоль на эксплуатирующемся много лет участке. В этом случае следует обратить внимание на положение опоры, на которой установлена консоль: вероятнее всего, что наклонилась сама опора. Об этом, как сказало выше, нужно немедленно сообщить.
В отношении способа закрепления на опорах консоли подразделяют на защемленные, полузащемленные (или полуповоротные) и поворотные. Первые из них всегда строго перпендикулярны (в плане) оси пути, вторые могут располагаться по отношению к пути под углом, немного отличным от прямого.
Рис 11 Схемы наклонной (а) и горизонтальных (б и в) однопутных консолей
1 — опора. 2 — кронштейн, 3 — тяга, 4 — подкос
При поворотных консолях в отличие от двух предыдущих соединения кронштейна и тяги с опорой выношены шарнирными. Такие консоли применяют на участках с компенсированными контактными подвесками, в которых в зависимости от температуры окружающего воздуха и значения длительно протекающего по несущему тросу (и нагревающего его) тока трос удлиняется или укорачивается, увлекая за собой коней консоли. Наибольшее смещение поворотной консоли от ее перпендикулярного к оси пути положения имеет место при крайне низких и крайне высоких температурах окружающего воздуха.
Рис, 12, Изолированная консоль с фиксатором (60 —зигзаг контактного провода)
По способу изоляции от опор консоли подразделяются на неизолированные и изолированные. Неизолированная консоль соединена с опорой непосредственно и поэтому находится под потенциалом земли. Изоляция контактной подвески от такой консоли осуществляется посредством подвесных изоляторов, закрепляемых за бугель, установленный на консоли (см. рис. 8).
Изолированная консоль соединяется с опорой через изоляторы (рис. 12) и находится под потенциалом контактной сети; при этом изолятор, установленный в месте соединения тяги с опорой, работает на растяжение, а установленный в месте соединения кронштейна с опорой -на сжатие. Изолированные консоли в настоящее время применяются у нас глазным образом на линиях переменного тока, где условия работы изоляторов являются более легкими благодаря меньшей массе проводов контактной подвески.
На станциях при числе путей от трех до восьми для поддержания контактных подвесок применяют жесткие поперечины — рамные конструкции, состоящие из горизонтальных ригелей (пространственных решетчатых ферм) и опор, на которых закреплены ригели (рис. 13) В зависимости от числа путей, перекрываемых жесткими поперечинами, ригели могут состоять из двух, трех и четырех блоков, жестко соединенных между собой. Ригели большей несущей способности выполнены из уголковой стали большой площади сечения и имеют увеличенную высоту и ширину.
Для фиксирования контактных проводов в поперечном относительно пути направлении жесткие поперечины чаще всего оборудуют фиксирующими тросами, располагаемыми вдоль ригеля на 400 мм выше контактных проводов. На коротких жестких поперечинах для фиксирования контактных проводов вместо таких тросов применяют вертикальные фиксаторные стойки, прикрепляемые к ригелям в междупутьях.
Недостатком ригелей является необходимость частой очистки и покраски их для предотвращения разрушения от коррозии. Для выполнения этой работы требуется снятие напряжения с контактной сети.
В лесостепных зонах ригели зачастую становятся местом интенсивного гнездования птиц, обычно грачей. Выпадающие из гнезд прутья иногда шунтируют изоляторы, вызывая короткие замыкания на линиях переменного тока. Кроме того; наличие гнезд создает благоприятные условия для усиления коррозии ригелей.
Указанных недостатков ригелей лишены гибкие поперечины, которые состоят из тросов, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси пути, и опор, на которых закреплены эти тросы (рис. 14). Наиболее сильно нагруженным является поперечный несущий трос, располагаемый с большой стрелой провеса и воспринимающий нагрузку от массы проводов контактной подвески и массы гололедо-изморозевых образований (в осенние и весенние периоды).
Верхний фиксирующий трос препятствует поперечным смещениям несущих тросов контактных подвесок перекрываемых путей под действием сил от изменения направления контактных подвесок в плане на кривых или под действием ветра; нижний фиксирующий трос препятствует поперечным смещениям контактных проводов.
Рис. 13. Жесткая поперечина:
1 — опора, 2— ригель, 3 — фиксирующий трос
На наших дорогах получили распространение два типа гибких поперечин; в одном из них поперечный несущий и верхний фиксирующий тросы заземлены (см. рис. 14,а), в другом они являются нейтральными (см. рис. 14,б).
Рис. 14 Гибкие поперечины:
а — неизолированная; б — изолированная, 1 — поперечный несущий трос; 2 —электрический соединитель, 3—4 — нижний и верхний фиксирующие тросы, 5 -6 — изоляторы; 7 — опора
В первом типе изоляторы установлены ниже верхнего фиксирующего троса, в точках соединения с этим тросом вертикальных струн, установленных на поперечном несущем тросе и передающих на него нагрузку от массы контактных подвесок. К изоляторам снизу присоединены седла, в которые заложены несущие тросы контактных подвесок. Изоляторы включены также в нижний фиксирующий трос около опор (для изоляции контактной сети oт опор) и между контактными подвесками, принадлежащими разным секциям контактной сети (для изоляции этих подвесок одна относительно другой).
В гибкой поперечине второго типа, обычно называемой поперечиной с двойной изоляцией (см рис. 14,б), кроме изоляторов А со стороны контактных подвесок, предусмотрены изоляторы В, включенные у опор в поперечный несущий 1 и верхний фиксирующий 4 тросы около опор. Кроме того, по концам нижнего фиксирующего троса включено не по одному (как в гибкой поперечине первого тина), а по два изолятора 5 и 6. Нейтральные части тросов соединены между собой электрическими соединителями 2.
Гибкая поперечина с двойной изоляцией обеспечивает не только более высокий уровень изоляции контактных подвесок относительно земли, но и позволяет производить осмотры всех ее элементов без снятия напряжения с контактной сети. Так, для осмотра изолятора 5 достаточно поставить нейтральные тросы гибкой поперечины под потенциал контактной сети; для чего соединить специальными шунтирующими перемычками электрический соединитель 2 у опор с одной из контактных подвесок. Для последующего осмотра изолятора 6 нужно заземлить нейтральные тросы, т. е. отсоединенными от контактной подвески шунтирующими перемычками соединить электрический соединитель 2 с опорой, которая постоянно связана с рельсами.
При техническом обслуживании контактной сети осмотру гибких поперечин к, особенно, опенке состояния поперечных несущих тросов уделяют самое серьезное внимание. Объясняется это тем, что при обрыве последнего, например из-за коррозии, выходят из строя контактные подвески всех перекрываемых гибкой поперечиной путей, т. е. вся станция становится препятствие для движения поездов.
В рассмотренных поддерживающих устройствах единственным, пожалуй, повреждением, которое не сразу может привести к прекращению движения поездов, является разрушение верхнего фиксирующего троса гибкой поперечины. Объясняется это тем, что в отличие от поперечного несущего троса, в случае обрыва которого происходит падение контактных подвесок, и нижнего фиксирующего троса, который при обрыве обычно сразу же оказывается в габарите токоприемника, верхний фиксирующий трос в случае обрыва может не вызвать короткого замыкания. Поскольку такое повреждение трудно обнаружить, своевременное сообщение машиниста, заметившего обрыв троса, может оказаться решающим в предупреждении серьезной аварии.