Спосіб видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць

Реферат: Спосіб видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць включає пропускання електричного струму по проводу контактної мережі. Забезпечують транспортування засобу пересування й установленої на ньому мобільної установки для видалення льоду з контактного проводу мережі, яка складається з керованого пантографа, контактора, навантаження і розрядника. До кінця секції контактної мережі, протилежного підключенню живлення до контактної мережі, піднімають керований пантограф до контакту з проводом мережі, замикають контактор, підключають навантаження до контактної мережі, пропускають змінний або постійний струми підігріву по контактному проводу протягом часу близько однієї хвилини. Потім розмикають контактор, опускають пантограф і транспортують засіб пересування й установлену на ньому мобільну установку для видалення льоду з контактного проводу мережі до наступного кінця секції контактної мережі. UA 81516 U (54) СПОСІБ ВИДАЛЕННЯ ЛЬОДУ З КОНТАКТНОГО ПРОВОДУ МЕРЕЖІ ЕЛЕКТРИФІКОВАНИХ ЗАЛІЗНИЦЬ UA 81516 U UA 81516 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки, зокрема до способів і пристроїв для видалення льоду з контактних проводів електрифікованих мереж, і може бути використана при експлуатації контактної мережі на залізниці. Відомий спосіб видалення льоду з проводів контактної мережі шляхом нанесення на них спеціального змащення [1]. Недоліками процесу нанесення змащення є значна трудомісткість, при цьому доводиться закривати рух поїздів. Змащення необхідне наносити заздалегідь, до утворення ожеледі, воно недовговічне, легко знімається з проводів полозами струмоприймачів, тому протягом усього сезону ожеледі має потребу в періодичному відновленні. Відомий спосіб і пристрій типу НОГ-6 для очищення ожеледі з проводів контактної мережі, що містить рухоме пристосування для механічного видалення ожеледі з контактного проводу [2]. Недоліком пристрою є низька продуктивність і можливість ушкодження й деформації проводів у процесі видалення ожеледі. Ушкодження проводів може привести до припинення руху поїздів, деформація проводів буде супроводжуватися надалі прискореним зношуванням. Такі ж недоліки властиві барабанам з пнемотурбінами для видалення ожеледі із проводів контактної мережі [3]. Відомі також електричні способи видалення льоду, які діляться на два види - плавки ожеледі й профілактичного підігріву [4]. При плавці ожеледі влаштовують коротке замикання контактної мережі на землю, при цьому струм короткого замикання протягом декількох хвилин розплавляє ожеледь. При профілактичному підігріві короткого замикання не влаштовують, по підвісці тривало пропускають струм підігріву, що не дає утворитися ожеледі. Недоліками даних способів є те, що під час плавки ожеледі рух поїздів неможливий й, навпаки, можливий відпал проводів з наступним їхнім обривом. Профілактичний підігрів для проводів є полегшеним режимом, але повинен відбуватися протягом усього періоду ожеледі. Тривалість підігріву викликає значні витрати електричної енергії, тому на практиці такий спосіб знаходить дуже обмежене застосування. Відомий спосіб видалення ожеледі при пропусканні струму короткого замикання по проводам розщепленої фази лінії електропередачі [5]. Недоліки відомого способу полягають у тому, що струм короткого замикання є аварійним режимом для лінії електропередачі й з великим ступенем ймовірності може привести до відпалу проводів з наступною необоротною втратою міцності, що неприпустимо. Проблема загострюється тим, що однократного пропускання струму короткого замикання може бути недостатньо для повного видалення ожеледі й короткі замикання доведеться неодноразово повторювати, що ще більше ускладнить наслідки. Як прототип вибраний спосіб видалення льоду з проводів лінії електропередачі [6], що полягає в пропусканні струмів короткого замикання у вигляді короткочасних імпульсів короткого замикання з періодичністю, що забезпечує резонанс механічних коливань проводів. Недоліком такого способу є неминуча небезпека відпалу проводів при протіканні струмів короткого замикання, тривалість струму короткого замикання погано піддається керуванню. Для комутації струмів короткого замикання необхідно швидкодіючий комутаційний пристрій великої потужності. Відключення струмів короткого замикання пов'язане з необхідністю гасіння дуги, що вимагає певного часу. З іншого боку, горіння й гасіння дуги при комутації струмів короткого замикання приводить до швидкого зношування контактів вимикачів, інтенсивного старіння масла й камери гасіння дуги. Тому ресурс подібних комутаційних апаратів різко обмежений. Кращі моделі вимикачів допускають лише кілька десятків спрацьовувань, після чого мають потребу в капітальному ремонті з заміною контактів. Отже, після одноразового видалення ожеледі доводиться проводити дорогий капітальний ремонт вимикачів. До того ж всі відомі вимикачі, здатні витримувати з відключенням струму короткого замикання, не пристосовані для формування короткочасних імпульсів короткого замикання. Обмеження викликане насамперед нагріванням контактів і часом регенерації ізоляційного середовища, а також низькою швидкодією приводів. Тому технічно такий спосіб реалізувати неможливо. Під час пропускання струму короткого замикання неможливий рух поїздів. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць шляхом короткочасного підігріву контактного проводу мережі, що дозволяє виключити небезпеку відпалу проводу при протіканні струму і забезпечити можливість руху поїздів без перерви. Поставлена задача вирішується тим, що в способі видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць, що включає пропускання електричного струму по проводу контактної мережі, забезпечують транспортування засобу пересування й установленої на ньому 1 UA 81516 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мобільної установки для видалення льоду з контактного проводу мережі, яка складається з керованого пантографа, контактора, навантаження і розрядника, до кінця секції контактної мережі, протилежного підключенню живлення до контактної мережі, піднімають керований пантограф до контакту з проводом мережі, замикають контактор, підключають навантаження до контактної мережі, пропускають змінний або постійний струми підігріву по контактному проводу протягом часу близько однієї хвилини, потім розмикають контактор, опускають пантограф і транспортують засіб пересування й установлену на ньому мобільну установку для видалення льоду з контактного проводу мережі до наступного кінця секції контактної мережі. Таким чином, спосіб видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць, у якому забезпечують транспортування засобу пересування й установленої на ньому мобільної установки для видалення льоду з контактного проводу мережі, яка складається з керованого пантографа, контактора, навантаження і розрядника, до кінця секції контактної мережі, протилежного підключенню живлення до контактної мережі, піднімають керований пантограф до контакту з проводом мережі, замикають контактор, підключають навантаження до контактної мережі, пропускають змінний або постійний струми підігріву по контактному проводу протягом часу близько однієї хвилини, потім розмикають контактор, опускають пантограф і транспортують засіб пересування й установлену на ньому мобільну установку до наступного кінця секції контактної мережі, що дозволяє виключити небезпеку відпалу проводу при протіканні струму і забезпечити можливість руху поїздів без перерви. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями (фіг. 1 і фіг. 2), на яких зображені структурні схеми установок, що реалізують запропонований спосіб. Схеми установки, зображена на фіг. 1, використовується при живленні змінним струмом, на фіг. 2 - постійним струмом. Установка, зображена на фіг. 1, складається з засобу пересування 1, на якому розміщена мобільна установка для видалення льоду з контактного проводу мережі, що містить керований пантограф 2, контактор 3, який включений між керованим пантографом 2 і навантаженням 4, паралельно якому встановлено розрядник 5, і контактного проводу мережі 6. Установка, зображена на фіг. 2, складається з засобу пересування 1, на якому розміщена мобільна установка для видалення льоду з контактного проводу мережі, що містить керований пантограф 2, контактор 3, навантаження 4, і контактного проводу мережі 6. Робота такої установки відбувається в такий спосіб. Засіб пересування 1, на якому розміщена мобільна установка для видалення льоду з контактного проводу мережі, транспортується до ураженої льодом ділянки контактного проводу мережі ближче до кінця секції контактної мережі, протилежного підключенню живлення до контактної мережі. Після цього піднімають керований пантограф 2 до контакту з проводом мережі 6, включають контактор 3, приєднують навантаження 4 до контактного проводу мережі 6 і пропускають по ньому електричний струм. Через час близько одної хвилини провід прогрівається й лід обсипається з проводу. Після цього контактор 3 розмикається, керований пантограф 2 опускається і засіб пересування 1 з розміщеної на ньому мобільною установкою транспортується до кінця наступної секції контактної мережі. Таким чином, поїзд, що йде за мобільною установкою для видалення льоду з контактного проводу мережі, лише сповільнює рух (без потреби переривати рух). Для видалення льоду з контактного проводу мережі протягом однієї хвилини використовується джоулеве тепло, що виділяється в контактному проводі при пропусканні по всій довжині секції контактної мережі струму. Для контактної мережі змінного струму (напругою 27 кВ) як навантаження (фіг. 1) використовується індуктивність близько 0,1 Гн, захищена розрядником від перенапруг, можливих при відключенні індуктивності від мережі. Для контактної мережі постійного струму (фіг. 2) (напругою 3,3 кВ) як навантаження використовується котел з 3 водою об'ємом 1…2 м . Призначення контактора - виключити перепалювання контактного проводу мережі дугою при розмиканні електричного кола при опусканні пантографа. За 1,5…2 години можна звільнити близько 60 кілометрів контактного проводу від льоду (залежно від атмосферних умов - ступеня обледеніння). Важливо, що мобільна установка для видалення льоду з контактного проводу мережі не вимагає спеціального джерела енергії - використовується тягова підстанція, а потреба в засобі пересуванні виникає лише в період несприятливих умов боротьби з обледенінням. Решту часу вона може зберігатися окремо в господарському приміщенні. Мобільна установка складається зі стандартних елементів (пантограф, контактор - вимикач) і її підключення істотно не відрізняється від інших штатних споживачів. Виїзд засобу пересування (дрезини) з мобільною установкою для видалення льоду з контактного проводу мережі і його робота не вимагає ніяких спеціальних умов руху (штатні пристрої СЦБ забезпечують безпеку руху). 2 UA 81516 U 5 10 15 Правильність підходу підтверджують розрахунки. Опір контактних проводів марки МФ і БрФ 4 2 5 4 R(1 м)=3 10- Ом/м або 0,3 Ом/км. При струмі І=600 А потужність Р=І R=3,6 10 3 10- , це близько 100 Вт. Тобто за 10 с виділяється енергія близько 1 кДж. Такого тепла досить, щоб провід й лід за 1 хвилину нагрівся на 10 °C. Джерела інформації: 1. Другов Н.И. Гололедоочистительное устройство типа НОГ-6 / ОИ ЦНИИТЭИ МПС. Ж.-д. трансп. Серия Электрификация и энергетическое хозяйство. - Вып. 4,-1983. - С. 12-18. 2. Федоров В.Ф. Применение барабанов с пневмотурбинами по обивке гололеда с проводов контактной сети / ИЛ N Э 1089-5123, - Днепропетровск, ДЦНТИ, -1982.-2 с. 3. Марквардт К.Г. Контактная сеть. - М: Транспорт, -1994.-335 с. 4. Марквардт К.Г. Контактная сеть. - М.: Транспорт, -1994.-335 с. 5. А.С. 587547, МПК Н02G, 7/16. И.А. Левин, М.Б. Улановский. Способ удаления гололеда с проводов расщепленной фазы линии электропередачи. Опубл. в БИ № 1 от 05.01.78. 6. А.С. 1045322А МПК Н02G, 7/16 B.C. Молодцов и B.C. Сатаров. Способ удаления льда с проводов расщепленной фазы линии электропередачи. Опубл. в БИ № 36 от 30.09.83. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб видалення льоду з контактного проводу мережі електрифікованих залізниць, що включає пропускання електричного струму по проводу контактної мережі, який відрізняється тим, що в ньому забезпечують транспортування засобу пересування й установленої на ньому мобільної установки для видалення льоду з контактного проводу мережі, яка складається з керованого пантографа, контактора, навантаження і розрядника, до кінця секції контактної мережі, протилежного підключенню живлення до контактної мережі, піднімають керований пантограф до контакту з проводом мережі, замикають контактор, підключають навантаження до контактної мережі, пропускають змінний або постійний струми підігріву по контактному проводу протягом часу близько однієї хвилини, потім розмикають контактор, опускають пантограф і транспортують засіб пересування й установлену на ньому мобільну установку для видалення льоду з контактного проводу мережі до наступного кінця секції контактної мережі. 3 UA 81516 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4