На контактной сети электрифицированных линий постоянного и переменного тока применяются различные провода и тросы. Это деление в некоторой степени условно. Однако можно считать, что к тросам контактной сети относятся провода, основная функция которых — воспринимать механические нагрузки, а собственно к проводам те, основная функция которых — обеспечивать необходимую электропроводность.
Наиболее широко применяемые одинарные цепные контактные подвески, о которых подробно рассказано ниже, состоят из закрепленного на поддерживающих устройствах несущего троса и подвешенного к нему на вертикальных странах контактного провода, с которого снимается ток токоприемниками э. п. с.
В качестве несущего троса пенной контактной подвески применяют неизолированные монометаллические, биметаллические и комбинированные многопроволочные провода. Монометаллические провода состоят из кровоток, выполненных из одного металла - меди, бронзы или стали. Каждая проволока биметаллического провода изготовлена из двух металлов — стальной сердцевины и медной или алюминиевой оболочки; такие провода называют соответственно сталемедными или сталеалюминиевыми. Комбинированные провода свиты, из проволок, изготовленных из разных металлов.
Изготовление проводов, используемых в качестве несущих тросов, из разных металлов продиктовано необходимостью, с одной стороны, монтировать тросы с большим натяжением (для этого целесообразно применение стали), а с другой стороны, обеспечивать некоторую электропроводность (для этого целесообразно применение меди или алюминия) и защищать нестойкую в коррозионном отношении сталь от воздействия окружающего воздуха Расширяющееся применение биметаллических и комбинированных проводов вместо медных обеспечило существенную экономию меди при электрификации железных дорог, что является решением важной народнохозяйственной задачи.
Условные обозначения используемых в качестве несущих тросов многопроволочных проводов состоят из буквенной и цифровой частей.
Рис. 15. Сечения многопроволочных проводов
а — медных (М), бронзовых (Бр), стальных (С); б — биметаллических сталемедных (ПБСМ) и сталеалюминиевых (ПБСА); в — комбинированных сталеалюминиевых (АС), г — комбинированных (АПБСЛ) из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок
Первая из них указывает материал и конструктивное исполнение провода: М — медный, Бр — бронзовый, С—стальной, ПБСМ—биметаллический сталемедный, ЦБСА— биметаллический сталеалюминиевый, АС — комбинированный сталеалюминиевый, АПБСА — комбинированный из алюминиевых и биметаллических сталеалюминиевых проволок. Цифры указывают площадь сечения провода в квадратных миллиметрах.
На электрифицированных линиях постоянного и переменного тока в качестве несущих тросов у нас в основном применяют медные провода М-95 и М-120, биметаллические сталемедные ПБСМ-70 и ПБСМ-95 и стальные С-70. Стальные многопроволочные и биметаллические провода используют также в качестве поперечных несущих и фиксирующих тросов гибких поперечин.
Контактный провод является единственным проводом контактной сети, подводящим электрическую энергию непосредственно к токоприемнику э.п.с. Первое требование к контактному проводу — иметь высокую электропроводность, т. е. малое сопротивление с тем, чтобы не вызывать больших потерь электроэнергии в контактной подвеске. Второе требование к нему — обладать высокой механической прочностью, позволяющей давать большое натяжение, что необходимо для обеспечения хорошего качества скользящего контакта и достаточной ветроустойчивости контактной подвески.
В процессе токосъема контактный провод изнашивается. Отсюда вытекает третье требование к нему — быть достаточно износостойким. Из-за износа контактный провод нельзя выполнять многопроволочным, как, например, провода, используемые в качестве несущих тросов.
Наша промышленность выпускает медные, бронзовые и выполненные из низколегированной стали контактные провода. Введение в медь легирующих добавок (примесей) позволило улучшить механические свойства контактных проводов по сравнению с медными — повысить механическую прочность и износостойкость.
Контактные провода выпускаются фасонного и фасонного овального профилей (рис. 16). Овальный провод допускает на 10% больший длительный ток, чем фасонный провод той же площади сечения, благодаря лучшим условиям охлаждения из-за увеличенного периметра профиля; он обладает также меньшим аэродинамическим сопротивлением боковому ветру, что позволяет при его применении допускать большие длины пролетов исходя из условий необходимой ветроустойчивости контактной сети. Условное обозначение провода состоит из буквенного обозначения марки провода (например, МФ — медный фасонный, МФО — медный фасонный овальный) и цифровой части, указывающей номинальную площадь сечения в квадратных миллиметрах.
Рис. 16. Профили фасонного контактного провода марок МФ, ПЛФ и БрФ
(а) и фасонного овального контактного провода марок МФО, НЛФО и БрФО (б) площадью сечения 100 мм2
Наибольшее распространение на линиях постоянного и переменного тока имеют медные фасонные контактные провода площадью сечения 100 мм2 (МФ-100). На боковых путях станций нередко применяется провод МФ-85. Сплошную замену провода МФ-100 производят при среднем износе его на анкерном участке более 30 мм2, провода МФ-85 — при износе более 22 мм2.
Усиливающие, питающие и отсасывающие линии выполняют обычно алюминиевыми многопроволочными проводами марок А и АКП площадью сечения 150 или 185 мм2. Провода марки АКП отличаются от проводов марки А тем, что межпроволочное пространство у них заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости для защиты от агрессивной среды.
Воздушные линии электропередачи и групповые заземления выполнены сталеалюминиевым проводом марки АС, состоящим из одного или нескольких внутренних повивов стальных проволок и нескольких повивов алюминиевых. В обозначении провода в числителе указывается общая площадь сечения алюминиевых проводов, в знаменателе — стальных. В последнее время при электрификации линий групповые заземления, фиксирующие тросы гибких и жестких поперечин и несущие тросы тракционных путей выполняют проводом ПБСА.
Для электрических соединителей, расположенных между различными проводами цепной подвески и проводами разных подвесок (на неизолирующих сопряжениях анкерных участков), применяют медные гибкие многопроволочные провода марки МГ. Повышенная гибкость проводов МГ, которая необходима для того, чтобы исключить появление «жесткой точки» на контактном проводе в месте подключения к нему электрического соединителя, обеспечивается выполнением провода из проволок очень малого диаметра (0,68 мм).
“1 Для контактных проводов— высота сеченая.
*2 В числителе — для линий постоянною тока, в знаменателе — для линий переменного тока.
*3 Данные относятся к неизношенным контактным проводам.
Звеньевые струны цепных контактных подвесок и рессорные, провода рессорных струн изготовляют из сталемедной проволоки марки БСМ1 или БСМ2 диаметром соответственно 4 и 6 мм.
Разные провода допускают различные температуры нагрева (в частности, при протекании тока длительностью 20 мин и более для медного, низколегированного и бронзового контактных проводов — соответственно 95, 110 и 130°С, а длительностью млн — 140, 150 и 180°С). На основании этих температур определены значения допустимого тока для разных температур окружающего воздуха. Допустимые токи для самою тяжелого летнего режима для наиболее распространенных на контактной сети марок проводов и их некоторые механические характеристики приведены в табл. 1.
Здесь следует отметить, что в эксплуатации по мерс изнашивания контактного провода его натяжение уменьшают, снимая грузы компенсаторов; с тем чтобы в местах наибольшего износа растягивающее напряжение не превышало 12 кгс на 1 мм2 оставшейся площади сечения медного провода, 13 кгс — низколегированною и 14 кгс — бронзового.