УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА ОТ ПЕРЕЖОГОВ НА ИЗОЛИРУЮЩИХ СОПРЯЖЕНИЯХ

Полезная модель относится к области электрифицированных железных дорог, а именно к электрифицированному транспорту и может быть использована для защиты контактных проводов от воздействия электрической дуги при эксплуатации контактной сети.
Пережог контактных проводов наиболее вероятен при проходе токоприемника через изолирующее сопряжение, когда токоприемник перекрывает обе ветви изолирующего сопряжения, а одна из ветвей не находится под напряжением или заземлена. Между ветвями возникает дуга, которая нагревает и оплавляет контактный провод, что может привести к его пережогу, обрыву и падению.
Известны различные устройства, защищающие контактный провод воздушного промежутка от пережогов. Так, на бельгийских железных дорогах для защиты используют шунт, представляющий собой отрезок контактного провода, прикрепленный к контактному проводу ветви, уходящей на анкеровку. Часть шунта изолирована с помощью трубки из изоляционного материала для выдувания дуги, а на шунте смонтированы рога. На шунт передается часть натяжения контактного провода. Известное устройство имеет сложную конструкцию, требует сезонной регулировки. Пристыкованный снизу шунт из отрезка контактного провода не обеспечивает плавный проход токоприемника электровоза.
Известно устройство для защиты контактного провода от пережогов, описанное в SU 190404, МПК В61m, 1965, и представляющее собой шунт, выполненный из материала с более высокой температурой плавления, чем контактный провод, например из стали, присоединенный к контактному проводу сверху, в месте отрыва токоприемника от провода. Шунт воспринимает на себя часть натяжения контактного провода и электрическую дугу, возникающую при проходе токоприемника. Такое устройство характеризуется конструктивной сложностью и при тяжелых условиях работы допускает случаи пережога и обрыва контактного провода. Известно также устройство для защиты контактного провода от пережога, содержащее закрепленные на контактном проводе экранирующие полосы, охватывающие его с двух
сторон и имеющие в нижней части профиль, соответствующий пазу контактного провода, и болтовые соединения (см. SU 199926, МПК В61m, 1967). Известное устройство защищает от воздействия электрической дуги верхние части контактного провода. По замыслу авторов в случае пережога контактного провода устройство, воспринимая на себя натяжение контактного провода должно удержать его от выскальзывания, позволяя обеспечить плавный токосъем.
Недостатками известного устройства являются большой вес и наличие большого числа болтовых соединений, усложняющих монтаж и снижающих надежность изделия в целом. Кроме того, экранирующие полосы устройства не могут достаточно надежно удерживать оба конца пережженного контактного провода за счет сил трения между этими полосами и контактным проводом, т.е. предохранять контактный провод от падения в случае его пережога.
7
7
Известно также устройство для защиты от пережога контактного провода, описанное в патентах RU 2165857, МПК В60М 1/04, 2000 г. и RU 16919, МПК В60М 1/04, 2000 г. Известное устройство содержит закрепленные на контактном проводе экранирующие полосы, которые охватывают его с двух сторон и имеют в нижней части профиль, соответствующий профилю паза контактного провода, и болтовые соединения полос. Устройство снабжено изолирующим узлом, который выполнен в виде трубок различного диаметра, установленных на контактном проводе, при этом трубка меньшего диаметра размещена в трубке большего диаметра на части ее длины. Трубка меньшего диаметра установлена встык между концом полосы и струновым зажимом, размещенным на контактном проводе, и размещена в трубке большего диаметра на расстоянии 0,5-1,0 м. Стыки полос с разных сторон провода выполнены со сдвигом, по меньшей мере, на два болтовых соединения. В верхней части полос выполнены выступы, которые обеспечивают плотное прилегание полос к пазу контактного провода.
Недостатком известного устройства является то, что экранирующие полосы, охватывая контактный провод только с двух сторон, не защищают его с верхней стороны. Это обстоятельство делает ненадежной защиту контактного провода от пережогов. В рассматриваемом устройстве, как и в предыдущем, экранирующие полосы не могут достаточно надежно удерживать оба конца пережженного контактного провода за счет сил трения и предохранять контактный провод от падения в случае его пережога. Для повышения надежности удержания провода необходимо использование значительного числа болтов (свыше 100 шт. на одной ветви контактной подвески), что удорожает
устройство и усложняет его монтаж, а отсутствие регулируемых поддерживающих струн повышает сложность регулировки устройства.
8
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е.прототипом, является устройство для защиты контактного провода от пережога на изолирующих сопряжениях, защищенное патентом RU 58467, МПК В60М 1/02, 2006 г. Устройство содержит экранирующий элемент, закрепленный на контактном проводе и выполненный в виде защитного кожуха, образованного, по меньшей мере, двумя трубками с прорезью в нижней части, форма которой ответна пазу контактного провода. Трубки защитного корпуса на концах имеют выемки и выполнены с возможностью соединения друг с другом. Для этого трубки защитного кожуха выполнены с отверстиями, предназначенными для установки крепежных элементов, и установлены со сдвигом, по меньшей мере, на одно отверстие Устройство содержит также изолирующий узел, выполненный в виде трубок различного диаметра так, что трубка меньшего диаметра размещена в трубке большего диаметра на части ее длины.
Недостатком известного устройства для защиты контактного провода от пережогов на изолирующих сопряжениях, принятого за прототип, как и в рассмотренных аналогах, является то, что трубки защитного кожуха не могут достаточно надежно удерживать оба конца пережженного контактного провода за счет сил трения между этими трубками и контактным проводом, т.е. предохранять контактный провод от падения в случае его пережога. Этот недостаток, так же, как и в аналогах обуславливает необходимость введения свыше 100 болтов на одной ветви контактной подвески, что удорожает устройство и усложняет его монтаж. Кроме того, для надежного соединения между собой трубки защитного кожуха на концах имеют срезы, служащие для соединения трубок со сдвигом относительно друг друга, изготовление срезов также увеличивает стоимость устройства. Соединение трубок со сдвигом обуславливает тот недостаток, что если пережог провода будет располагаться в зоне соединения трубок, образующих защитный кожух, то произойдет изгиб кожуха в горизонтальной плоскости и даже возможно его разрушение, поскольку трубки со срезами в вертикальной плоскости соединены между собой болтами и нагрузка передается не соосно.
При создании настоящей полезной модели ставилась задача - исключение вышеперечисленных недостатков, а именно повышение эффективности устройства для защиты контактного провода от пережогов на изолирующих сопряжениях за счет
повышения его надежности и прочности, снижения трудоемкости изготовления и монтажа, уменьшения стоимости и массы.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для защиты контактного провода от пережогов на изолирующих сопряжениях, содержащем закрепленные последовательно на контактном проводе экранирующий элемент, выполненный в виде защитного кожуха, образованного из, по меньшей мере, двух стальных трубок с прорезью в нижней части, контактирующей с пазом контактного провода, соединенных между собой в месте их стыковки крепежными элементами, и изолирующий узел, выполненный в виде двух трубок разного диаметра, размещенных одна в другой, при этом трубка меньшего диаметра установлена в трубке большего диаметра встык между концом защитного кожуха, размещенным там же, и струновым зажимом, закрепленным на контактном проводе, согласно предлагаемой полезной модели устройство снабжено упорами, смонтированными на контактном проводе по обе стороны защитного кожуха, а составляющие кожух трубки установлены без сдвига относительно друг друга.
Другим отличием заявляемой полезной модели является то, что трубки упомянутого защитного кожуха в месте их стыковки друг с другом и со стыковыми зажимами контактного провода соединены планками.
Еще одним отличием предлагаемой полезной модели является то, что в качестве упоров в устройстве использованы стыковые зажимы контактного провода.
Кроме того, планки снабжены двумя отверстиями и прикреплены к трубкам защитного кожуха посредством болтов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых деталей, их взаимным расположением, связями и формой выполнения узлов.
Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время неизвестно устройство для защиты контактного провода от пережогов на изолирующих сопряжениях, обладающее такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемое.
Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели «новизна».
Снабжение устройства упорами, выполненными, например, в виде стыковых зажимов контактного провода, смонтированными по обе стороны защитного кожуха и соединенных с ним, установка составляющих защитный кожух трубок без сдвига относительно друг друга, соединение трубок упомянутого защитного кожуха в месте их стыковки друг с другом и с упорами планками позволят в случае пережога контактного
провода предохранить его от падения путем передачи усилия от натяжения контактного провода на защитный кожух, оба конца которого соединены с упорами, а трубки соединены между собой посредством планок. Оба конца пережженного провода соединяются между собой кожухом за счет того, что на них жестко установлены упоры, соединенные между собой кожухом, который и воспринимает усилие натяжения контактного провода. Кроме того, при пережоге провода в зоне соединения трубок изгиба кожуха в горизонтальной плоскости не происходит вследствие равномерной передачи нагрузки от одной трубки к другой через соединительные планки. Поскольку в описанной конструкции усилие от натяжения контактного провода воспринимается кожухом, отпадает необходимость создавать в зоне соединения кожуха и контактного провода значительные усилия для обеспечения соответствующей силы трения. Болты предназначены только для фиксации кожуха на контактном проводе, поэтому их количества снижается в 1,5 раза (до 70 шт). Все это вместе взятое позволит повысить эффективность устройства для защиты контактного провода от пережогов на изолирующих сопряжениях путем повышения его надежности и прочности, снижения трудоемкости изготовления и монтажа, уменьшения стоимости и массы.
Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков позволит с успехом использовать заявляемую полезную модель для защиты контактных проводов от пережогов на изолирующих сопряжениях (воздушных промежутках), в том числе и при отсутствии напряжения на набегающей ветви контактного провода, т.е. соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость».
Предлагаемая полезная модель схематически поясняется чертежами, где на:
- фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства для защиты от пережогов контактного провода на изолирующих сопряжениях;
- фиг.2 - сечение АА на фиг.1;
- фиг.3 - сечение ББ на фиг.1.
Конкретное осуществление заявляемой полезной модели рассмотрим на примере установки защитного устройства от пережогов на сбегающих ветвях изолирующего сопряжения при двойном контактном проводе 1, +подвешенном для предупреждения провисания на поддерживающих струнах 2 цепной подвески, размещенной на несущем тросе 3. Конструктивная высота цепной подвески в этой зоне должна быть более 2 метров. В случае меньшей высоты на несущем тросе 3 устанавливается предохранительный шунт 4 из провода ПБСМ - 70 (ГОСТ 4775-75), который
связывается с несущим тросом 3 одноболтовыми соединительными зажимами 5. Зажимы 5 установлены на несущем тросе через каждые 0,8 м, длина шунта 4 составляет 13 м. Поддерживающая струна 2 закреплена на несущем тросе струновым зажимом 6. Для повышения надежности работы воздушного промежутка в струны 2 врезаны изоляторы 7 (ГОСТ 13371-78), закрепленные зажимами 8 (DIN 741). Последние связаны с контактным проводом 1 посредством каната 9, пропущенного через коуш 10 для предупреждения его (каната) износа.
Устройство для защиты контактного провода 1 от пережогов содержит защитный кожух, устанавливаемый на контактном проводе на изолирующем сопряжении с разделом питания в зоне возможного отрыва полоза (на чертеже не показан) токоприемника от контактного провода. Защитный кожух выполнен из стальной оцинкованной трубы, собранной, по меньшей мере, из двух трубок 11, и имеющей в нижней части прорезь, края которой имеют форму, соответствующую форме паза контактного провода 1. Трубки 11 установлены без сдвига относительно друг друга и в зоне их стыковки скреплены между собой посредством крепежных элементов 12 планкой 13.
Устройство содержит также изолирующий узел, смонтированный по длине каждого контактного провода 1 за зоной возможного отрыва от него полоза токоприемника. В этой зоне контактный провод 1 в контакт с полозом не входит, изолирующий узел защищает контактный провод только от воздействия дуги.
Изолирующий узел выполнен в виде двух трубок разного диаметра, размещенных одна в другой и охватывающих контактный провод 1. Трубка 14 меньшего диаметра установлена в трубке 15 большего диаметра встык, между концом защитного кожуха, размещенным там же, в трубке 15, и струновым зажимом 16, закрепленным на контактном проводе 1.
Заявляемое устройство снабжено также упорами 16, например стыковыми зажимами контактного провода 1, смонтированными по обе стороны защитного кожуха и соединенными с ним посредством крепежных элементов 12 планкой 13. Для соединения трубок 11 защитного кожуха между собой и с упорами 16 в планке 13 выполнены два отверстия под крепежные элементы 12.
Для одновременной работы обоих контактных проводов 1 в зоне отрыва полоза токоприемника от контактного провода между контактными проводами защищаемой
секции установлены соединительные скобы 17. Болты 18 предназначены только для фиксации защитного кожуха на контактном проводе.
Пережог контактных проводов наиболее вероятен при проходе токоприемника через изолирующее сопряжение, когда токоприемник перекрывает обе ветви изолирующего сопряжения, а одна из ветвей не находится под напряжением или заземлена. Между ветвями возникает дуга, которая нагревает и оплавляет контактный провод, что может привести к его пережогу, обрыву и падению.
Заявляемое устройство устанавливается, на изолирующих сопряжениях (воздушных промежутках), разделяющих секции контактной сети. При нормальной схеме секционирования эти секции электрически соединяются между собой с обеспечением одинакового напряжения на ветвях изолирующих сопряжении, что позволяет электроподвижному составу проходить их, замыкая токоприемниками без отключения тягового тока.
При заезде электровоза на обесточенный участок с большим током нагрузки или при заезде на заземленный участок, когда по каким-нибудь причинам не срабатывает защита от токов короткого замыкания на тяговой подстанции, при отрыве токоприемника электровоза от провода 1, находящегося под напряжением, между проводами ветвей секций возникает электрическая дуга, которая нагревает и оплавляет контактный провод, что может привести к его пережогу и обрыву. При установке устройства защиты от пережога дуга возникает не между проводами, а между защитными кожухами, выполненными из углеродистой стали, более стойкой к перегреву и пережогу, чем медный провод, который в системе кожух-провод является слабым звеном.
В случае пережога и обрыва контактного провода 1 падению его будет препятствовать защитный кожух, в котором он размещен, образованный из стальных трубок 11, установленных без сдвига относительно друг друга и в зоне их стыковки скрепленных между собой посредством крепежных элементов 12 планкой 13. В этом случае усилие от натяжения контактного провода воспринимается защитным кожухом, концы которого жестко связаны с упорами. При этом, при пережоге провода в зоне соединения трубок 11 не происходит изгиба кожуха в горизонтальной плоскости вследствие равномерной передачи нагрузки от одной трубки 11 к другой через соединительные планки 13. Поскольку в описанной конструкции усилие от натяжения контактного провода воспринимается кожухом соединенным с упорами, отпадает
необходимость создания в зоне соединения кожуха и контактного провода значительных усилий для обеспечения соответствующей силы трения.
Даже в случае пережога контактного провода устройство, воспринимая на себя натяжение контактного провода и удерживая его от выскальзывания, позволяет обеспечить плавный токосъем.