ПОВОРОТНЫЙ ПОДВЕС ШИНОПРОВОДА КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Полезная модель относится к поворотным подвесам шинопровода контактной сети и может быть использована для создания систем питания рельсового электрифицированного подвижного состава в зоне обслуживания.
Для обеспечения проведения работ по обслуживанию электропоездов и электровозов возникает необходимость отвода жесткой контактной сети из надвагонного пространства. С этой целью используются группы поворотных подвесов, образующие систему отвода контактного шинопровода, служащую для освобождения надвагонного пространства от контактной сети и обеспечения безопасности рабочего персонала при проведении регламентных работ.
Известен поворотный подвес контактного шинопровода (Патент РФ № RU 144854 U1 МПК B60M 1/20 Поворотный подвес контактного шинопровода системы питания высокоскоростных электропоездов / Мамин Ш.А, Дмитриев А. В., Некрасов А.Н. – заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «РэилМатик» (ООО «РэилМатик») – № 2014102890/11 заявл. 29.01.2014, опубл. 10.09.2014), содержащий балку, один конец которой шарнирно установлен в кронштейне. На втором конце балки последовательно закреплены изолятор, наконечник в виде углового элемента с боковыми ребрами, поворотная вертикальная стойка, имеющая возможность регулировки по высоте, и держатель шинопровода. Кронштейн закреплен на вертикальной поверхности. С помощью электропривода балка может вращаться вокруг шарнира, перемещая таким образом шинопровод, зафиксированный в держателе шинопровода. В кронштейне установлена шпилька заземления для уравнивания потенциала подвеса относительно металлоконструкции здания и сооружения.
Шинопровод представляет собой жесткий токопровод, предназначенный для передачи электроэнергии, состоящий из неизолированных или изолированных проводников (шин).
Контактная сеть представляет собой техническое сооружение, служащее для передачи электроэнергии с тяговых подстанций на электроподвижной состав.
Недостатком данного технического решения является низкий уровень надежности и безопасности эксплуатации поворотного подвеса шинопровода. За счет этого повышается риск возникновения аварийных ситуаций и в итоге приводит к увеличению времени на обслуживание шинопровода контактной сети.
Суть заявляемого технического решения состоит в том, что в известном поворотном подвесе шинопровода контактной сети, содержащем балку, один конец которой шарнирно соединен с опорным элементом, а на втором конце балки последовательно закреплены изолятор, наконечник, стойка, выполненная с возможностью регулирования по высоте, и держатель шинопровода, наконечник соединен с заземляющим проводником.
Развитием и уточнением предлагаемого технического решения являются следующие признаки:
между наконечником и стойкой закреплен изолятор;
на балке установлен кронштейн с изолятором, причем изолятор соединен с заземляющим проводником;
на опорном элементе закреплен кронштейн заземления с медной шиной, выполненный таким образом, чтобы в отведенном положении балки проводник шинопровода контактировал с медной шиной на кронштейне заземления;
опорный элемент содержит датчик угла поворота, выполненный с возможностью передачи сигнала при заданном положении балки;
на опорном элементе установлен кронштейн с изолятором, на котором закреплен контактный зажим питающего кабеля, а на балке установлен кронштейн с изолятором, соединенный с электрическим соединителем кабеля для подачи высокого напряжения на шинопровод, при этом указанные кронштейны выполнены таким образом, чтобы электрический соединитель контактировал с контактным зажимом только в выдвинутом положении балки;
балка оснащена узлом световой сигнализации, выполненным с возможностью передачи сигнала при заданном напряжении в контактной сети и при заданном положении балки;
опорный элемент имеет корпус, на котором установлены концевые выключатели, выполненные с возможностью передачи сигнала при достижении балкой заданного положения.
Соединение наконечника и балки с заземляющим проводником позволяет снизить вероятность попадания электрического тока с шинопровода и узла подачи высокого напряжения на проводящие электрический ток элементы поворотного подвеса и, как следствие, снизить вероятность поражения обслуживающего персонала электрическим током. Таким образом обеспечивается защита металлоконструкций контактной сети и здания от токов утечки и короткого замыкания при «пробое» высоким напряжением изоляторов и держателя шинопровода, что приводит к повышению безопасности эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Установка изолятора между наконечником и стойкой позволяет дополнительно снизить вероятность попадания электрического тока с шинопровода и узла подачи высокого напряжения на проводящие электрический ток элементы поворотного подвеса и, как следствие, снизить вероятность поражения обслуживающего персонала электрическим током, что приводит к дополнительному повышению безопасности эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Кронштейн с изолятором позволяет закрепить заземляющий проводник в месте его подвода к кронштейну заземления, что дополнительно повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Конструкция, в которой на опорном элементе закреплен кронштейн заземления с медной шиной, выполненный таким образом, чтобы в отведенном положении балки, проводник шинопровода контактировал с медной шиной на кронштейне заземления, обеспечивает заземление шинопровода, что дополнительно повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Датчик угла поворота, установленный в опорном элементе, например, на валу поворота, передает сигналы о текущем положении балки на узел световой и/или звуковой сигнализации, который оповещает персонал о наличии или отсутствии напряжения в контактной сети, а также о перемещении шинопровода из выдвинутого в отведенное положение и обратно. Это дополнительно повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Конструкция, в которой на опорном элементе установлен кронштейн с изолятором, на котором закреплен контактный зажим питающего кабеля, а на балке установлен кронштейн с изолятором, соединенный с электрическим соединителем кабеля для подачи высокого напряжения на шинопровод, при этом указанные кронштейны выполнены таким образом, чтобы электрический соединитель контактировал с контактным зажимом только в выдвинутом положении балки, позволяет механически разъединить цепь подачи высокого напряжения на шинопровод и прекратить подачу напряжения в любом положении балки кроме рабочего. Таким образом, помимо обычного отключения электричества, например, рубильником, используется механическое разъединение кабелей, что дополнительно снижает риск аварийных ситуаций и повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода, поскольку исключает подачу тока, даже если случайно будет подано напряжение.
Узел световой сигнализации оповещает персонал о наличии или отсутствии напряжения в контактной сети, а также о перемещении балки из выдвинутого в отведенное положение и обратно. Это дополнительно снижает риск аварийных ситуаций и повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Концевые выключатели могут посылать сигнал (например, световой, звуковой, сигнал для отключения питания и т. д.) при достижении балкой заданного положения. Например, при выдвинутом положении балки концевые выключатели могут посылать световой и/или звуковой сигнал, предупреждающий о том, что балка выдвинута и шинопровод находится под напряжением. При заданном (например, отведенном на несколько градусов) положении балки концевые выключатели могут посылать сигнал для отключения подачи питания на узел подачи высокого напряжения. Это дополнительно снижает риск аварийных ситуаций и повышает безопасность эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.
Выдвинутое положение и отведенное положение балки – это крайние положения, которые достигает балка в процессе эксплуатации системы отвода контактного шинопровода.
Под активным поворотным подвесом подразумевается поворотный подвес, оборудованный приводом.
Под пассивным поворотным подвесом подразумевается поворотный подвес, не оборудованный приводом.
Графические материалы представлены для лучшего понимания полезной модели, но данное техническое решение не ограничивается вариантом, представленным на них.
На фиг. 1 показан общий вид заявленного поворотного подвеса, пассивный поворотный подвес с балкой в выдвинутом положении.
На фиг. 2 показан общий вид заявленного поворотного подвеса, активный поворотный подвес с балкой в отведённом положении.
На фиг. 3 показан общий вид заявленного поворотного подвеса, активный поворотный подвес в рабочем положении с замкнутым узлом подачи высокого напряжения.
На фиг. 4 показан общий вид заявленного поворотного подвеса, активный поворотный подвес в отведенном положении с разомкнутым узлом подачи высокого напряжения.
На фиг. 5 показан увеличенный вид части заявленного поворотного подвеса в отведенном положении балки, проводник шинопровода контактирует с медной шиной на кронштейне заземления.
Поворотный подвес шинопровода контактной сети содержит балку 5, один конец которой шарнирно соединен с опорным элементом 1.
Опорный элемент 1 содержит корпус 2 с подшипниковыми опорами 3, в которых установлен вал поворота 4 балки 5, и упоры 6, служащие для ограничения движения балки 5.
Опорный элемент 1 выполнен с возможностью модификации направления поворота (правое или левое) балки 5 в зависимости от расположения деталей корпуса 2.
Корпус 2 позволяет крепить опорный элемент 1 к различным типам несущих металлоконструкций здания и специальным металлическим конструкциям крепления контактной сети с возможностью регулировки по высоте и в горизонтальной плоскости.
Балка 5 оснащена фланцами и узлом световой сигнализации 7. Фланцевое крепление балки 5 позволяет изменять её длину в зависимости  от расстояния от оси пути до точки крепления опорного элемента 1 к несущей металлоконструкции контактной сети, а также, при необходимости, менять профиль сечения балки 5. Узел световой сигнализации 7, заключенный в защитный светопрозрачный кожух, световым сигналом соответствующего цвета оповещает персонал о наличии или отсутствии напряжения в контактной сети, а также перемещении шинопровода 8 из выдвинутого в отведенное положение и обратно. При движении поворотного подвеса также включается звуковое оповещение.
На свободном конце балки 5 при помощи стакана крепления 9 закреплен изолятор 10. Изолятор 10 подбирают в зависимости от величины номинального напряжения электрического тока, подаваемого на шинопровод 8.
Наконечник 11 с одной стороны соединен с изолятором 10, с другой – с изолятором 25. Наконечник 11 может иметь любую известную из уровня техники форму, например, пирамидальную, кубическую, круглую, цилиндрическую и так далее. В данном варианте осуществления наконечник 11 выполнен в виде углового элемента с боковыми ребрами.
Стойка 12 выполнена с возможностью регулирования по высоте и вращения.
Стойка 12 соединена с держателем 13 шинопровода 8. Держатель 13 выполнен в виде крепежной пластины и двух съемных профильных захватов, закрепленных на пластине с помощью болтов через накладки. Захваты выполнены в форме брусков, расположенных оппозитно с горизонтальными щелевыми отверстиями для размещения в них выступа шинопровода 8.
Наконечник 11 и балка 5 соединены с заземляющим проводником 16, соединяющим элементы поворотного подвеса с магистралью заземления. Заземляющий проводник 16 может крепиться к наконечнику 11 и балке 5 любым известным из уровня техники способом. В данном варианте осуществления полезной модели проводник 16 крепится к наконечнику 11 и балке 5 с помощью обрезиненного хомута.
На боковой поверхности балки 5 установлен кронштейн 14 с изолятором 15. Изолятор 15 соединен с заземляющим проводником 16.
Кронштейн заземления 17 закреплен на опорном элементе 1 и соединен с магистралью заземления. При отведенном положении балки 5, проводник 34 шинопровода   8 соединяется с медной шиной 35 на кронштейне заземления 17, обеспечивая таким образом заземление шинопровода 8.
На фиг. 5 показан проводник проводник 34 шинопровода, его оболочка 38 и элементы 39 для соединения секций шинопровода.
Проводники контура заземления крепятся к изолятору 26 и имеют отводы на изолятор 15 и шину заземления кронштейна заземления 17.
Для поворота балки 5 используется привод 18, предпочтительно электромеханический, связанный с валом поворота 4. При необходимости электромеханический привод может быть заменен на гидравлический, пневматический или иной тип привода.
Щит управления 19 обеспечивает передачу сигналов от концевых выключателей 20 и датчик угла поворота 21 по линии передачи данных на программируемый логический контроллер и сигнала управления от программируемого логического контроллера на привод 18 поворотного подвеса.
Концевые выключатели 20 (например, электромеханические) размещены на корпусе 2 таким образом, что они сигнализируют о достижении балкой 5 одного из крайних положений (выдвинутое или отведенное).
Датчик угла поворота 21, установленный на валу поворота 4, передает сигналы о текущем положении балки 5.
Узел подачи высокого напряжения 22 состоит из двух частей: одна часть зафиксирована на узле вала поворота 1 и подключена к источнику питания, другая часть – закреплена на балке 5 при помощи кронштейна 23 и подсоединена к контактному зажиму 24 на шинопроводе 8. Части узла подачи высокого напряжения 22 соединяются при выдвинутом положении балки 5, образуя электрическую цепь от источника питания к шинопроводу 8.
На опорном элементе установлен кронштейн 28 с изолятором 27, на котором закреплен контактный зажим 37 питающего кабеля 40, который подключен к источнику питания. На балке 5 установлен кронштейн 23 с изолятором 30, соединенный посредством наконечника 29 с электрическим соединителем 36 кабеля 31 для подачи высокого напряжения на шинопровод 8. Кронштейны 28 и 23 выполнены таким образом, чтобы электрический соединитель 36 контактировал с контактным зажимом 37 только в выдвинутом положении балки 5. Таким образом, при выдвинутом положении балки 5 питающий кабель 40 соединяется с кабелем 31 для подачи высокого напряжения на шинопровод 8, образуя электрическую цепь от источника питания к шинопроводу 8.
Кабель 31 присоединен к балке 5 посредством изолятора 32, размещенного на наконечнике 11. Провод 33 соединяет кабель 31 и контактный зажим 24, соединяемый с шинопроводом 8.
При выдвинутом положении балки 5 электрический ток течет от питающего кабеля 40 на контактный зажим 37, электрический соединитель 36, кабель 31, провод 33, контактный зажим 24 и затем подается на шинопровод 8.
Автоматизированная система управления поворотными подвесами реализована на базе программируемого логического контроллера. Система состоит из щита автоматического управления с программируемым логическим контроллером и панелью управления (панель управления может быть вынесена в отдельный пульт управления). Кроме того, поворотные подвесы с электроприводами оборудуются щитами управления с интерфейсными модулями, связанными линией передачи данных с программируемым логическим контроллером. Также посредством линии передачи данных и сигналов типа «сухой контакт» система связана со шкафами подачи напряжения на шинопровод 8. Контроллер обрабатывает сигналы от всех датчиков положения (концевых выключателей 20 и датчик угла поворота 21), выдает сигналы управления на электроприводы 18 поворотных подвесов и сигнал на подачу напряжения на шинопровод 8, отслеживает рабочие и аварийные состояния оборудования, проверяет выполнение всех условий для подачи/снятия напряжения и выдвижения подвесов, выдает сигнал на включение звукового оповещения, формирует аварийные сообщения, обеспечивает защиту персонала от операторских ошибок, доступ зарегистрированным пользователям и хранение данных.
Описанный пример осуществления приведен исключительно в целях иллюстрации и подтверждения возможности получения технического результата, очевидно, что возможны и иные варианты осуществления без изменения сущности полезной модели.
Данное техническое решение обеспечивает повышение надежности и безопасности эксплуатации поворотного подвеса шинопровода.