Контактная Сеть Курсовая
Контактная Сеть Курсовая
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Контактная сеть, является одним из основных и дорогостоящих элементов системы электроснабжения электрифицированных железных дорог, 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.
Климатические условия и другие данные
Максимальная расчётная скорость ветра
Расчётная скорость ветра при гололёде
Примечание: 1. Температура гололёдных образований -50С; 2. Температура при максимальном ветре - +50С; 3. Принять гололёд цилиндрической формы с плотностью 0,9 г/см3
1.
Определение расчётных нагрузок на контактные провода и тросы и выбор их натяжения
Расчет производим для контактной подвески главных путей ПБСМ-95+МФ-100.
Вертикальная нагрузка на несущий трос, даН/м, от веса проводов контактной подвески:
(1.1)
где - нагрузка от веса 1м. несущего троса ПБСМ - 95;
- нагрузка от веса 1м. контактного провода МФ-100 [1];
- приближённое значение нагрузки от веса рессорного троса, струн, зажимов, отнесённого на 1м. подвески.
Горизонтальные нагрузки от воздействия ветра, даН/м.
(1.2)
где - максимальная скорость ветра;
- диаметр несущего троса ПБСМ-95 [1];
- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру для одиночных контактных проводов и несущих тросов контактной подвески с учётом зажимов и струн.
(1.3)
где - максимальная скорость ветра;
- высота сечения контактного провода МФ-100 [1];
- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру для одиночных контактных проводов и несущих тросов контактной подвески с учётом зажимов и струн.
Результирующая нагрузка на несущий трос:
(1.4)
где - вертикальная нагрузка на несущий трос, от веса проводов контактной подвески;
- горизонтальные нагрузки от воздействия ветра на контактный провод.
Вертикальная нагрузка от веса гололёда.
(1.5)
где - толщина гололёда несущего троса;
(1.6)
где - толщина стенки гололёда контактного провода;
- средний диаметр контактного провода.
Полная вертикальная нагрузка от веса гололёда на проводах контактной подвески:
(1.7)
где - равномерное распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от веса гололёда на струнах и зажимах.
Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия на покрытые гололёдом.
Результирующая нагрузка на несущий трос:
2.
Определение допустимых длин пролётов
Для расчёта допустимой длины пролёта подвески главного пути используем методику последовательного приближения.
Формула для расчёта максимальной длины пролёта:
где - натяжение контактного провода;
- наибольшее допустимое отклонение КП от оси токоприемника;
- прогиб опоры на уровне контактного провода.
Определим коэффициент динамичности:
(2.2)
где - коэффициент, учитывающий упругие деформации при отклонении провода;
- коэффициенты, зависящие от длины пролета;
- коэффициенты, зависящие от скорости ветра;
- коэффициенты, зависящие от нагрузки отвеса контактных проводов .
Определим среднюю длину струны в средней части пролета:
(2.3)
где - конструктивная высота подвески;
- натяжение несущего троса в безпровесном положении.
Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении:
(2.4)
где - натяжение несущего троса контактной подвески в расчётном режиме (для ПБСМ-95 [1]);
м. - длина гирлянды изоляторов несущего троса из трех изоляторов; м. - прогиб опор на уровне контактного провода [1];
м. - прогиб опор на уровне несущего троса [1].
Сравнивая значения и разница составляет 8 м, необходимо рассмотреть следующий случай.
Определим коэффициент динамичности:
(2.5)
где - коэффициент, учитывающий упругие деформации при откло-нении провода; - коэффициенты, зависящие от длины пролета;
- коэффициенты, зависящие от скорости ветра;
- коэффициенты, зависящие от нагрузки отвеса контактных проводов .
Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении:
(2.6)
где - натяжение несущего троса контактной подвески в расчётном режиме (для ПБСМ-95 [1]);
м. - длина гирлянды изоляторов несущего троса из трех изоляторов;
м. - прогиб опор на уровне контактного провода [1];
м. - прогиб опор на уровне несущего троса [1].
Сравнивая, значения и разница составляет 0,2 м данное значение проходит по требованию. Следует выбрать максимальные допустимые длины пролетов по монограмме представленная в [1]. Аналогичный расчет и для подвески боковых путей, результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Из таблицы выбираем наименьшее значение длины, так для ПБСМ-95+МФ-100 длина пролета составляет 52 м, а для ПБСМ-70+МФ-85 будет 49 м.
Планы контактной сети и перегонов являются чертежами, выполняемыми проектными организациями. По ним производятся строительно-монтажным поездом строительные работы, т. е. 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, (изолирующие и неизолирующие), средние анкеровки, мачтовые разъединители, секционные изоляторы, разрядники, и т. п. и приведены спецификации на провода и тросы (спецификации анкерных участков).
Планы контактной сети 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 соответствие с [1].
.1 Определение длины эквивалентного пролёта
Длина эквивалентного пролёта определяется по формуле:
(5.1)
- число пролётов в анкерном участке;
.2 Выбор режима с максимальным натяжением несущего троса.
Конструктивный коэффициент подвески определяется по формуле:
Максимальное приведённое натяжение подвески определим по формуле:
Определим приведенную нагрузку на подвеску.
Для минимальной температуры без дополнительных нагрузок:
Длина критического пролёта определяется по формуле:
(5.7)
где 1/С0 - температурный коэффициент линейного расширения материала несущего троса для ПБСМ-95.
Так как критический пролёт оказался больше эквивалентного, максимальным натяжение несущего троса будет при минимальной температуре.
.3 Выбор температуры беспровесного положения контактного провода
Температура при беспровесном положении контактного провода определяется по формуле:
(5.8)
.4 Определение натяжения несущего троса при беспровесном положении контактного провода
(5.9)
даН/С0 - для ПБСМ-95 из приложения 2. [1].
Зададимся сначала значением искомого натяжения, равным 1600 даН. При этом:
Очевидно, что принятое значение занижено. Повторим расчёт, принимая даН. В этом случае:
.. Расчёт разгруженного несущего троса
(5.10)
Задаваясь натяжениями разгруженного несущего троса и определяя соответст-вующие этим натяжениям температуры.
Производим расчет , и полученные данные сводим в таблицу 5.1.
, даН20001900180017001600150014001300120011001000900
, С0-35,769-29,527-23,171-16,674-10-3,0984,09611,67919,78428,60938,45749,806
По этим данным строим монтажную кривую (Рис. 2) и по ней составляем монтажную таблицу.
, даН19071830167615301462132311981083998
Стрела провеса разгруженного несущего троса при температурах в конкретных пролётах анкерного участка определяется по формуле:
(5.11)
Например, для пролёта длиной 52 метров при Tx=1907 даН:
Результаты подобных расчётов для различных температур и пролётов представим в таблице 5.3.
Значение параметров при температуре, С0
.6 Расчёт нагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок
Для расчёта нагруженного несущего троса без дополнительных нагрузок воспо-льзуемся выражением:
(5.12)
Определим натяжение несущего троса при С0. Зададимся даН, тогда:
Принимаем, что при С0 натяжение несущего троса без дополнительных нагрузок равно 1873 даН.
Определим стрелу провеса контактного провода по формуле:
(5.13)
Так как режим без дополнительных нагрузок то . Для пролёта 52 метра:
Перемещение контактного провода у опоры определяется по выражению
(5.14)
где - натяжение рессорного троса при беспровесном положении контактно-го провода, примем даН;
- величина перемещения обусловленная изменением угла наклона изо-ляторов, на которых подвешен несущий трос, в данном расчете пренебрегаем этой величиной .
где - нагрузка провеса рессорного троса;
- часть нагрузки от веса фиксатора, передающаяся на рессорный трос.
(5.16)
где - расстояние от оси опоры до под рессорной струны.
где - нагрузка от веса струны с зажимами;
Стрелу провеса несущего троса определим по формуле:
(5.18)
Для пролёта 52м. и температуре -30 0С получим
Результаты расчётов приведены в таблице 5.4.
Значение параметров при температуре, С0
.7 Определение натяжения несущего троса при дополнительных нагрузках
Расчёты выполним задаваясь различными значениями натяжений несущего троса и добиваясь их соответствия температурам режимов гололёда с ветром и максимального ветра. Расчёт выполняется по формуле:
(5.19)
Коэффициенты: Ао берем из пункта 5.5,
Для искомой температуры принимаем натяжение несущего троса равное Тx=1820 даН.
Для получения температуры при максимальном ветре принимаем натяжение несущего троса равное Tx=1434 даН.
Монтажные графики приведены на рис. 3.
6. Выбор способа прохода контактной подвески под пешеходным мостиком
Проверим сначала по формуле приведённой ниже, возможно ли проход под пешеходным мостиком контактного провода без фиксации.
где - минимальная допустимая высота контактного провода над уровнем головок рельсов, 5,75м;
- максимальная стрела провеса несущего троса;
- минимальная стрела провеса контактного провода;
- минимальное расстояние между несущим тросом и контактным проводом в середине пролёта, 08м;
- подъем несущего троса под воздействием токоприемника, 0,15м;
- минимальное расстояние от частей находящихся под напряжением до заземленных частей, 0,3м.
Условие выполняется. Следовательно, указанный способ прохода подвески осуществим.
На рис 4. приняты следующие обозначения:
- 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 точек приложения горизонтальных сил относительно основания опоры, м (примем );
- плечи вертикальных усилий от веса консоли, кронштейна, провода ДПР, м (примем );
Определим распределённые нагрузки на провода контактной подвески во всех расчётных режимах. Часть распределённых нагрузок была определена ранее:.
Определим нагрузки на питающий провод сечением А-185:
От собственного веса проводов [1] даН/м;
От давления ветра на провода при максимальной скорости ветра:
От давления ветра на провода при гололёде с ветром:
Все полученные данные о распределённых нагрузках сведём в таблицу 7.1.
Значение нагрузок на провода, даН/м, для расчётных режимов
Проводов цепной подвески 1,761,761,76
Гололёда на проводах подвески 1,3825--
Питающий провод сечением А-185 0,50,50,5
Гололёд на питающем проводе 1,3776--
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, питающего провода.
В режиме максимального ветра и минимальной температуры:
(7.4)
(7.3)
- вес подвесной гирлянды изоляторов (для изолированной контактной подвески , для питающих проводов (три изолятора типа ПСД весом 5 даН каждый)).
Вертикальные нагрузки от веса консолей с учётом части веса фиксаторов и От веса кронштейна питающего провода.
В режиме максимального ветра и минимальной температуры:
(7.4)
для консоли:даН, Gф’=10 даН (для ИТР)
В режиме гололёда с ветром с учётом веса гололёда на консолях и кронштейне (примем даН):
(7.5)
Горизонтальные нагрузки от давления ветра на трос, контактный провод, питающий провод, которые передаются с проводов на опоры,
(7.6)
где - расчётные нагрузки от давления ветра на провода контактной подвески, питающий провод, т.е. (табл.).
Таким образом, в режиме максимального ветра:
Горизонтальные нагрузки от давления ветра на опору:
(7.7)
где - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру, принимаем равным 0,7;
- площадь диаметрального сечения опоры (принимаем равным 3,46 м2 из [1] стр. 111).
Горизонтальные нагрузки от изменения направления (излома) проводов контактной подвески при отводе их на анкеровку определим по формуле:
(7.8)
где - натяжение провода в расчётном режиме.
Натяжение провода определим следующим образом:
В режиме максимального ветра: даН;
В режиме минимальной температуры: даН.
(7.9)
где - габарит опоры, принимаем равным 3,1 м.
- диаметр опоры на уровне головок рельса, м.
Горизонтальные нагрузки от изломов несущего троса.
Для режима минимальной температуры:
Для контактного провода горизонтальная нагрузка от изломов во всех режимах
Питающий провод крепятся на переходной опоре без изменения его направления.
Сведём данные расчётов нормативных нагрузок в таблицу 7.2, округлив при этом значения нагрузок до целых чисел:
Определим изгибающие моменты относительно условного обреза фундамента опор во всех трёх расчётных режимах.
7.2 Подбор опоры на прямом участке пути
Нормативный изгибающий момент относительно уровня условного обреза фундамента:
где - расстояние от оси опоры до точки приложения вертикальной нагрузки;
- высота точки приложения горизонтальной нагрузки относительно уровня условного обреза фундамента;
Нормативные изгибающие моменты относительно уровня крепления пяты найдем по формуле:
Выбираем соответственно С(СО)136,6 =44 кН·м.
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. При расчёте нужно учесть инфляционный коэффициент равный 200.
Таблица 8. Стоимость строительства контактной сети
Разрядник роговый с двумя разрывами
В процессе выполнения курсового проекта был произведен расчет нагрузок на провода контактной сети, в результате которого определены допустимые длины полетов на главных и боковых путях станции. Разработана схема питания и секционирования станции и прилегающих перегонов однопутной железной дороги. Выбрана схема пропуска контактной подвески под искусственным сооружением. Составлена ведомость необходимых материалов и оборудования, которая является основным документом при сооружении контактной сети. Определена стоимость контактной сети станции и перегона по укрупненным показателям, и составляет 19,811 млн.руб. Составленная смета учитывает только стоимость материалов и оборудования, однако немалую часть затрат составляют и монтажные работы. Главная проблема контактной сети в том что она не резервируема, т.е. при пережоге или других повреждений необходимо приостанавливать движение на время восстановления данного участка.
1. Дворовчикова Т.В., Зимакова А.Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог. Пособие по проектированию. -М.: Транспорт,1989.-168с.
2. Ли В.Н. проектирование контактной сети: Методическое указание на выполнение курсового проетка. - Хабаровск: ДВГУПС.1977.-64с.
3. Фрайфельд А.В. Проектирование контактной сети. -М.: Транспорт. 1984. 304 с.
4. Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактная сеть. -М. : Транспорт, 1977 271 с.
Похожие работы на - Проектирование контактной сети
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!
Проектирование контактной сети . Курсовая работа (т). Физика.
Контактная сеть
Контактная сеть
Контактная сеть
Расчет участка контактной сети станции и перегона | курсовая...
Петерсон Самостоятельные И Контрольные Работы 4
План Сочинения По Произведению Горе От Ума
Сочинение По Рассказу Жуковского Светлана
Сочинение На Тему Жизнь Бурого Медведя
Урок Подготовка К Сочинению Рассуждению 11 Класс