Курсовая работа: Конструкция и материал проводов
Курсовая работа: Конструкция и материал проводов
Содержание
1. Конструкция и материал проводов
2. Стальные проволока и тросы
3. Контактные подвески
Контактные провода служат
для передачи электрической энергии подвижному составу через непосредственный
контакт с его токоприемником. Эти провода должны отвечать не только
требованиям, предъявляемым к проводнику электрического тока, но и
дополнительным особенностям его работы. Отскольжения контактных вставок
токоприемников провод истирается, а при отрыве токоприемников от провода под
нагрузкой образуются подгары с оплавлением поверхности провода; провод работает
при больших натяжениях, подвергается динамическим нагрузкам от ударов
неисправных токоприемников и сошедших штанг, изгибам и вибрациям от воздействий
подвижного состава. Протекание электрического тока сопровождается нагревом
провода. Температура провода может быть значительной в условиях повышенных
нагрузок и особенно в вынужденном режиме работы. Провод подвергается действию
сил, возникающих от собственной массы и изменений длины при изменении
температуры окружающего воздуха, а также действию внешних сил от воздействия
ветра и гололеда.
Для работы в этих условиях
провод должен обладать высокими механическими и электрическими свойствами: прочностью,
износотермоустойчивостью, электропроводностью, стойкостью к воздействию
электрической дуги и длительным срокам службы.
Контактные провода
изготавливаются согласно ГОСТ 2584-86 Из меди; низколегированной меди с
небольшим содержанием (0,01-0,06%) легирующих присадок магния (Мг),
циркония (Цр), олова (Ол), кремния (Кр) или титана (Ти) или бронзы с
легирующими компонентами из магния, кадмия или циркония в пределах 0,1-1,1% в
зависимости от легирующего материала и технических требований к проводу. Допускаются
провода с двумя или несколькими легирующими элементами, например, в
низколегированных и, бронзовых контактных проводах, кроме олова, в качестве
легирующих компонентов применяют магний, кадмий и др.
Обозначения типов контактных
проводов следующие: МК - контактный медный круглый; МФ - контактный медный
фасонный; МФО - контактный медный фасонный овальный; НЛФ - контактный
низколегированный фасонный; НЛФО - контактный низколегированный фасонный
овальный; Брф - контактный бронзовый фасонный; БрфО - контактный бронзовый
фасонный овальный. Площадь сечения некоторых из упомянутых контактных проводов
показана на рис.4, а, 6, в, г.
Контактный провод изготавливается
методом холодного волочения, при котором пруток исходного материала*
протягивается через ряд последовательно уменьшающихся отверстий (фильтров),
получает нужную форму сечения и увеличение длины. Уплотняясь при волочении,
материал получает наклеп - поверхностное упрочнение, повышающее его твердость,
пределы упругости и прочности. Все эти качества необходимы для повышения
износоустойчивости и уменьшения остаточных деформаций при растяжении.
Применение низколегированных и
бронзовых проводов преследует цели - повышения прочности и. износоустойчивости.
Срок службы проводов, работающих в одинаковых условиях, по сравнению с медными
увеличивается в 1,5 раза при низколегированных и более чем в 2 раза при
бронзовых проводах.
В процессе эксплуатации от проходящего
по контактному проводу электрического тока происходит его нагрев - повышение
температуры провода над окружающей средой. Нагрев зависит от значения и времени
действия электрического тока. Особенно резко повышается нагрев при перегрузке и
неотключенном коротком замыкании. Под действием нагрева при температуре выше
допустимой медный провод разупрочняется, теряя твердость и упругость. Уже при
100 °С становится заметно разупрочнение, а при 180-230 °С происходит
рекристаллизация с потерей наклепа. Провод становится мягким, тягучим и
непригодным для эксплуатации.
Значительно лучше противостоят
действию нагрева и электрической дуги низколегированные и бронзовые провода. Температура
нагрева провода при эксплуатации не должна превышать допустимый предел: для медного
провода 95 °С, низколегированного 110 °С и для бронзового 130 °С. Допустимая
расчетная плотность тока для трамвайных и троллейбусных контактных проводов при
нормальном режиме работы должна быть, не более 5 А/мм2 для медных и
6 А/мм2 для бронзовых.
Существенными недостатками
низколегированных и бронзовых проводов являются меньшая проводимость по
сравнению с медными, более трудный монтаж вследствие повышения жесткости.
Для замены меди менее
дефицитными металлами применяют сталеалюминиевые и сталемедные провода
(рис.4, д, е). Сталеалюминиевые провода имеют снизу стальную часть и
алюминиевую сверху. Стальная часть для связи с алюминиевой имеет наверху
гребень в виде ласточкиного хвоста и поперечную насечку, которая препятствует
продольному смещению алюминиевой части относительно стальной. Существенным
недостатком провода является коррозия стальной части, вызывающая искрение,
повышенный износ контактных вставок токоприемников и ухудшение токосъема.
Сталемедные провода имеют - стальной
сердечник, покрытый медью, общий объем которой составляет 50-60% объема,
провода. Значительное уменьшение электрической проводимости ограничивает
применение сталемедного провода для пассажирских линий. Провода применяют на
малозагруженных, второстепенных линиях и деповских путях.
Контактные провода
изготавливаются круглого, фасонного и фасонного овального профилей (см. рис.4, а,
б). В сетях трамвая и троллейбуса применяют провода фасонного профиля. Провода
овального профиля, в котором уменьшен вертикальный размер и увеличен горизонтальный,
применяют для открытых местностей (насыпи, дамбы и др.). для уменьшения
ветровой нагрузки. Технические характеристики контактных проводов приведены в
табл. 1.
Поверхность провода должна быть
гладкой, ровной, без трещин, закатов, расслоений. На новом проводе допускаются
незначительные забои и царапины, если после их зачистки размеры провода не
выходят за пределы допустимых отклонений.
Для отличия от медных на верху
бронзовых контактных4 проводов имеется одна канавка (рис.4, в), а на
верху низколегированных - две симметрично расположенные канавки (рис.4, г).
На линиях трамвая и троллейбуса
находят применение медные и бронзовые провода сечением 85 и 100 мм*. Провода сечением
65 мм2 могут быть применены на второстепенных (грузовых, а также
редко используемых) линиях, на территориях депо, мастерских и заводов.
Сталеалюминиевый провод марки
ПКСА-80/18 имеет некоторые ограничения по его применению. Не допускается
использование сталеалюминиевых проводов в сетях трамвая, где на токоприемниках
применяются алюминиевые контактные вставки. При токосъеме наблюдается большое
искрение и выгорание алюминия вставки с образованием больших раковин и зазубрин. При дальнейшем следовании вставка с
испорченной контактной поверхностью наносит повреждение проводу,
подвеске и арматуре.
В сетях трамвая допускается
монтаж сталеалюминиевого провода в случаях, когда подвижной состав оборудован
токоприемниками с угольными или металлокерамическими контактными вставками
специального состава, приспособленного для. работы по стальной поверхности. Не
следует монтировать сталеалюминиевый провод на сетях трамвая и троллейбуса в
приморских городах и городах с повышенной химической активностью воздуха
вследствие короткого срока службы, вызванного коррозией. Не рекомендуется
применение его на территориях троллейбусных депо, ремонтных мастерских и
заводов. Здесь по техническим причинам имеют место неупорядоченные передвижения
троллейбусов, движения с большим отклонением от проводов, подача назад без
перевода штанг, вызывающие сходы штанг и, как следствие, повышенную
повреждаемость проводов - в данном случае в виде пережогов.
Сталеалюминиевые провода
монтируют на троллейбусных линиях во вновь создаваемых хозяйствах и при
развитии на вводимых в эксплуатацию линиях значительной протяженности. Промышленность
поставляет провод намотанным на деревянных барабанах. Длина провода на одном
барабане 1000-2500 м.
Усиливающие провода применяют
на линиях, где площадь сечения контактного провода недостаточна для пропуска
электрического тока, а также на длинных линиях, где падение напряжения в конце
участка превышает допустимое значение. Усиливающие провода прокладывают
параллельно контактным и соединяют с ними через определенные расстояния. Для
усиливающих проводов и воздушных питающих линий применяют неизолированные
провода: медные марки М, сталеалюминиевые марок АС и ПБСА, сталемедные марок
ПБСМ1 и ПБСМ2. Сечение проводов определяют на основании электрического расчета.
Основные данные проводов приведены в табл.2,3.
Конструкции многопроволочных
проводов показаны на рис.5. Провода из проволок одного металла марок М, Бр,
С показаны на, рис.5, а; биметаллические из проволок, имеющих сердцевину
из одного металла, а оболочку из другого металла - сталемедные и
сталеалюминиевые марок ПБСМ и ПБСА, - на рис.5, б; комбинированные марок
АС и АПБСА - на рис.5, в и г.
Медные провода обладают большой
стойкостью к коррозии от атмосферного воздействия, надежны в эксплуатации и
долговечны. Провода многопроволочные из твердотянутой проволоки МТ с временным сопротивлением
на разрыв не менее 380 Н/мм2.
Алюминиевые провода выполняют
многопроволочными из твердотянутых проволок марки А с временным сопротивлением
на растяжение не менее 150 Н/мм2. Алюминий примерно в три раза легче
меди и в 1,65 раза имеет меньшую электропроводность. Поэтому алюминиевые
провода одинаковы по проводимости, легче медных в два раза. На воздухе
поверхность алюминия быстро покрывается слоем окиси, который в дальнейшем
хорошо противостоит атмосферной коррозии. Алюминий - металл мягкий и
подвергается электрохимической коррозии при. соприкосновений с другими,
металлами. Это нужно учитывать при хранении и монтаже провода, оберегая его от
механических повреждений, и соприкосновении с другими металлами.
Страницы: 1, 2, 3, 4 |
