ВВЕДЕНИЕ

Контактная сеть (КС) является критически важным элементом системы электроснабжения электрического транспорта, в первую очередь – железных дорог. Ее основная функция – обеспечение непрерывной и надежной передачи электрической энергии к токоприемникам подвижного состава. Одной из главных проблем эксплуатации КС является зависимость механического состояния сети от изменений температуры окружающей среды. Значительные сезонные и суточные колебания температуры, характерные для многих регионов России, в том числе и для Сибири, приводят к линейному расширению или сжатию контактного провода и несущего троса. Эти изменения, если их не компенсировать, вызывают недопустимые колебания натяжения, что приводит к нарушению стабильности токосъема, образованию провесов («ложек»), а в крайних случаях – к обрывам провода.

Для устранения данных негативных явлений применяются компенсирующие устройства. Наиболее совершенным и широко распространенным типом таких устройств является ретрактор-компенсирующее устройство (РКУ), которое не только поддерживает постоянное натяжение, но и обеспечивает правильную кинематику перемещения элементов сети.

INTRODUCTION

The contact network (CC) is a critical element of the power supply system for electric transport, primarily railways. Its main function is to ensure continuous and reliable transmission of electrical energy to the current collectors of rolling stock. One of the main problems of the KS operation is the dependence of the mechanical state of the network on changes in ambient temperature. Significant seasonal and daily temperature fluctuations, typical for many regions of Russia, including Siberia, lead to linear expansion or compression of the contact wire and carrier cable. These changes, if not compensated, cause unacceptable tension fluctuations, which leads to a violation of the stability of the current, the formation of sags ("spoons"), and in extreme cases - to wire breaks.

Compensatory devices are used to eliminate these negative phenomena. The most advanced and widespread type of such devices is the retractor-compensating device (RCO), which not only maintains constant tension, but also ensures the correct kinematics of movement of network elements.

1. КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РКУ

Ретрактор-компенсирующее устройство представляет собой секцию контактной подвески, конструкция которой позволяет компенсировать температурные деформации.

рисунок 1 - Ретрактор-компенсирующте устройство.

Принцип действия основан на законе Гука и свойстве линейного температурного расширения материалов. При повышении температуры длина несущего троса и контактного провода увеличивается.

Компенсаторы, представляющие собой грузовую подвеску, автоматически выбирают образующуюся слабину, перемещая концы проводов и поддерживая их натяжение в заданных пределах.

Однако, если бы контактный провод был жестко закреплен на опорах, его свободное перемещение вдоль оси пути было бы невозможно.

Ретрактор решает эту задачу.

рисунок 2 - Схема замера проверки изменения параметров длины троса компенсации в зависимости от температуры окружающей среды.

L- длина компенсирующего троса;

L1- длина компенсирующего устройства;

L2 – длина от опоры до конца компенсирующего троса Для замеров используется:

1. Электронный-лазерный дальномер (ШТУРМ DL100040)

2. Уровень (длиной 100см)

Замер №1: под корпус компенсирующего устройства «РЕТРАКТОР» устанавливается дальномер на уровень, фиксируется точка №1 (L1); замер №2: под коромысло компенсирующего устройства «РЕТРАКТОР» дальномер устанавливается на уровень, фиксируется точка №2 (L2).

2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ РЕТРАКТОРА

рисунок 3 - общий вид компенсирующего устройства

Компенсатор типа «Ретрактор» позволяет автоматически регулировать натяжение контактного провода, повышает качество токосъема, в результате чего снижается риск повреждений на контактной сети.

Устройства подобного типа используются на электрифицированных путях повсеместно. Оно компенсирует температурные перемещения контактной сети, летом предотвращает провисания, а зимой обрывы. Это важный элемент в контактной сети и от его надёжности зависит чёткость и слаженность всего процесса грузовых и пассажирских перевозок.

У существующих устройств есть ряд недостатков, таких как наличие большой массы чугунных грузов, подверженных вандализму, наличие роликов с подшипниками, которые при резкой смене температур с плюса на минус, иногда заклинивают. Так же существующие устройства нельзя применить при малом габарите – например, в тоннеле.

Новое компенсирующее устройство лишено перечисленных недостатков. Компактность, простота монтажа и отсутствие регулировок в процессе работы достигаются за счёт оригинальности идей, сконцентрированных в данной конструкции.

Система пружин в изделиях обеспечивает постоянное натяжение проводов от 1 до 4 тонны. Наличие фрикционного тормоза минимизирует экономические потери в случае обрыва подвески.

Компенсатор типа «Ретрактор» успешно выдержал приемочные испытания, проведенные в испытательной лаборатории Научно-исследовательского института транспортного строительства (ОАО ЦНИИС). Комиссией рекомендовано производство опытной партии для применения на объектах ОАО «РЖД».

Производство конструкции будет поставлено «на поток» в филиале компании «Форатек ЭТС» в Екатеринбурге. Ожидается, что в ближайшие несколько лет «Ретрактор» будет использоваться на всей сети железных дорог страны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, ретрактор-компенсирующее устройство представляет собой сложную и высокоэффективную инженерную систему, обеспечивающую механическую стабильность контактной сети. Ретрактор, как его неотъемлемая часть, играет решающую роль, обеспечивая кинематическую свободу и правильную траекторию перемещения контактного провода. Совместная работа компенсаторов и ретрактора гарантирует постоянное натяжение и неизменное положение контактного провода, что является фундаментальным условием для обеспечения высокоскоростного и тяжеловесного движения поездов, а также повышения общей надежности и безопасности работы железнодорожного транспорта. Дальнейшие исследования в данной области могут быть направлены на разработку новых материалов для элементов РКУ, снижающих трение и износ, а также на внедрение систем мониторинга состояния компенсаторов и ретракторов в реальном времени.