ТОКОСЪЕМ
было принято в европейском стан-
дарте EN 50119.
Применение
контактного
про-
вода из сплавов меди с оловом или
серебром, как это практикуется на
сети
железных
дорог
Нидерлан-
дов, повышает предельно допусти-
мую температуру до 130 или 150 °С
соответственно.
На сети линий железных дорог
Франции,
электрифицированных
на постоянном токе 1,5 кВ, контакт-
ный провод на большей части дли-
ны изготовлен из чистой электро-
литической меди, обеспечивающей
коэффициент проводимости,
рав-
ный 98%. Это сделано с целью огра-
ничения нагрева контактного про-
вода при передаче электроэнергии
на дальние расстояния. Однако та-
кой выбор делает эту сеть наиболее
уязвимой в Европе по критерию то-
косъема на стоянках.
Внедренные решения.
С
целью
ограничения простоя подвижного
состава и загрузки персонала при
каждом цикле испытаний SNCF ре-
шило построить в Агентстве по же-
лезнодорожным испытаниям (AEF)
стенд для исследования токосъема
(рис. 7), на котором можно имити-
ровать
сложные
условия
взаимо-
действия
между контактным
про-
водом
и
контактными
вставками
токоприемников при токосъеме на
стоянках.
На этом стенде измерение тем-
пературы
выполняется
непосред-
V
J
\
ж w
* ф
.
s '
\
Чч
Рис. 7. Стенд для статических испыта-
ний контактного провода и контактных
вставок
ственно в точке контакта в контро-
лируемых условиях
окружающей
среды,
что позволяет воспроизво-
дить результаты испытаний и чего
трудно добиться в реальных усло-
виях эксплуатации.
Стенд
оборудован
двумя
кон-
тактными проводами из чистой ме-
ди
или
медных
сплавов,
подвер-
женных
механическому
натяже-
нию, близкому к имеющему место
в реальной эксплуатации. Токопри-
емник заменен системой опирания
контактной
вставки,
которая
мо-
жет создавать регулируемую стати-
ческую силу ее прижатия к контакт-
ному проводу. Стенд позволяет реа-
лизовывать все возможные циклы
нагружения током, потребляемым
электроподвижным составом.
В
протоколе
испытаний
отра-
жены
следующие
реальные
усло-
вия эксплуатации
перспективных
токоприемников
для
высокоско-
ростных электропоездов TGV, по-
лучающих питание от сети постоян-
ного тока 1,5 кВ:
• статическое усилие прижатия —
до 120 Н;
• контактные вставки
из прямо-
угольных секций графита шириной
50мм;
• реализация
представительных
циклов токового нагружения в ре-
альных
эксплуатационных
усло-
виях (рис. 8), в том числе с предва-
рительным
кондиционированием
воздуха в вагонах поезда или с дли-
тельной стоянкой поезда в зимнее
время.
Последний
цикл
является
наиболее
напряженным,
посколь-
ку он предполагает питание поезда
от одного токоприемника в течение
20 мин до отправления;
• подвеска с одиночным контакт-
ным проводом для случая предва-
рительного
кондиционирования
воздуха в вагонах поезда на техни-
ческой станции;
• подвеска со сдвоенным контакт-
ным проводом для случая длитель-
ной стоянки поезда;
• зигзаг контактного провода ра-
вен ± 300 мм;
• продолжительность испытания
составляет, как правило, от 20 до
30 мин.
Результаты испытаний.
Иссле-
дования по методу инфракрасной
термографии показали, что у боль-
шинства обычных графитовых пла-
стин промышленного изготовления
(методом экструзии с последующей
металлизацией) имеется тенденция
к концентрации тепла, выделяемого
по закону Джоуля, непосредствен-
но в точке контакта, где темпера-
тура достигает 108 °С. В то же вре-
мя для пластин из графита высокой
плотности
характерно
более
рав-
номерное распределение тепла по
всей пластине, а температура в точ-
ке контакта равна 54 °С (при токе
150 А и усилии прижатия 60 Н).
Это
иллюстрирует
принципи-
альные
особенности
графита
вы-
сокой
плотности,
заключающие-
ся в эффективном «дренировании»
тока самим графитом и металличе-
ским основанием.
Из рис. 9 видно, что контактный
провод при взаимодействии с кон-
тактной вставкой из графита высо-
кой плотности марки SK85ACU, раз-
работанного компанией Hoffmann,
при токе 120 А нагревается значи-
тельно
меньше,
чем
при
взаимо-
действии с контактной вставкой из
близкого по химическому составу
графита марки SK85Cu, изготовлен-
ного традиционным
методом
(по-
рошковая амальгама — экструзия —
отжиг — металлизация). Такая спо-
собность
к
рассеянию
тепловой
энергии обеспечивает в реальной
эксплуатации
токосъем
при
токе
порядка 350 А через две угольные
вставки шириной 50 мм, что невоз-
можно
при
использовании
обыч-
ных материалов.
На рис. 10 показано, как на стен-
де определялся максимальный по
критерию нагрева ток с использо-
ванием одной контактной вставки
из графита высокой плотности.
Испытания позволили протести-
ровать 16 материалов на базе гра-
фита, насыщенного металлами или
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №7
предыдущая страница 49 Железные дороги мира 2011 07 читать онлайн следующая страница 51 Железные дороги мира 2011 07 читать онлайн Домой Выключить/включить текст