Промежуточная подвеска ES
Промежуточная подвеска ES: конструкция, назначение и применение в контактной сети железных дорог
Промежуточная подвеска ES (от нем. Einfache Seitenhalterung – простая боковая подвеска) представляет собой ключевой элемент контактной сети железных дорог переменного тока, предназначенный для фиксации контактного провода в горизонтальной плоскости относительно оси токоприемника электроподвижного состава. Ее основная функция – обеспечение стабильного зигзага контактного провода, что предотвращает неравномерный износ полоза токоприемника и обеспечивает надежный токосъем на прямых участках пути. В отличие от жестких и компенсированных подвесок, промежуточная подвеска ES является некомпенсированной, то есть не содержит устройств для автоматического регулирования натяжения провода в зависимости от температуры.
Конструктивное устройство промежуточной подвески ES
Конструкция подвески ES является модульной и состоит из набора стандартизированных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию. Сборка осуществляется на опоре контактной сети (стойке или консоли).
- Кронштейн ES (ES-Halter). Основной несущий элемент, жестко закрепляемый на опоре. Изготавливается из гнутого стального профиля и служит точкой крепления для изоляторов и тяг. Имеет несколько отверстий для регулировки положения.
- Тяга ES (ES-Strecke). Стальной стержень с резьбой на концах, соединяющий кронштейн с системой изоляторов. Позволяет регулировать длину подвески и, следовательно, величину зигзага.
- Трос-несущий трос ES (ES-Tragseil). Гибкий элемент (часто стальной оцинкованный канат), к которому через струны крепится контактный провод. В подвеске ES он выполняет роль несущего троса только на участке между опорами, не являясь непрерывным на анкерном участке.
- Изоляторы. В конструкции применяются два типа изоляторов: гирлянда тарельчатых изоляторов (обычно 2-3 изолятора) или штанговый изолятор, которые электрически изолируют контактный провод от заземленной опоры. Выбор зависит от напряжения сети и требований к изоляционным расстояниям.
- Струны и зажимы. Для крепления контактного провода к тросу-несущему тросу ES используются струны (проволочные или в виде регулируемых звеньев) и специальные зажимы (например, зажим ES-K), обеспечивающие надежное механическое соединение.
- Ограничитель подъема (Rißkupplung). Предохранительный элемент, устанавливаемый на тросе-несущем тросе ES. При обрыве контактного провода или значительном его подъеме токоприемником ограничитель срабатывает, предотвращая дальнейший подъем и разворот консоли, тем самым минимизируя повреждения.
- Основные области применения:
- Прямые и кривые участки пути с большими радиусами.
- Станционные пути, депо, подъездные пути.
- Участки, где не требуется высокая стабильность вертикального положения провода (из-за отсутствия автоматического регулирования натяжения).
- Ограничения:
- Не применяется на участках со скоростным движением (свыше 200-250 км/ч), где необходимы компенсированные подвески с постоянным натяжением (типа Re 200, Re 250).
- Не используется на линиях постоянного тока 3 кВ, где основным типом является подвеска с простым несущим тросом.
- Эффективность снижается на участках с большими перепадами температур, так как изменение длины провода не компенсируется, что влияет на его стрелу провеса.
- Установку проектного зигзага с помощью изменения длины тяги ES.
- Регулировку высоты контактного провода над головкой рельса (УР) в точках крепления и в пролете.
- Проверку натяжения струн и их вертикального положения.
- Контроль изоляционных расстояний до заземленных частей.
Принцип действия и расчет зигзага
Промежуточная подвеска ES работает по принципу бокового смещения контактного провода в точке крепления к опоре. Трос-несущий трос ES, на котором висит провод, закреплен через изоляторы и тягу на кронштейне. Поскольку кронштейн вынесен в сторону от оси пути, контактный провод в месте крепления получает заданное горизонтальное смещение – зигзаг. Между опорами провод располагается практически по оси пути благодаря правильной регулировке струн. Величина зигзага (Z) является расчетным параметром и зависит от радиуса кривой (на прямых участках радиус считается бесконечным) и типа подвески.
На прямых участках пути зигзаг назначается, как правило, в пределах ±200-300 мм, причем на соседних опорах его направление чередуется. В кривых участках зигзаг увеличивается со стороны внешнего рельса для компенсации центробежной силы и улучшения токосъема. Расчет ведется по специальным графикам или таблицам, учитывающим скорость движения, радиус кривой и тип сечения провода.
| Тип контактного провода (сечение) | Скоростная категория участка | Рекомендуемый зигзаг (мм) |
|---|---|---|
| МФ-100, МФ-120 | До 160 км/ч | ±200 |
| Свыше 160 км/ч | ±150 | |
| МФ-150, МФ-185 | До 160 км/ч | ±250 |
| Свыше 160 км/ч | ±200 |
Область применения и ограничения
Промежуточная подвеска ES является основной для стационарных некомпенсированных контактных подвесок на железных дорогах, электрифицированных переменным током 25 кВ. Ее применяют на участках со скоростями движения до 200 км/ч, а в модернизированном исполнении – и для более высоких скоростей.
Монтаж, регулировка и техническое обслуживание
Монтаж подвески ES выполняется по типовым технологическим картам. Последовательность операций: установка и выверка кронштейна на опоре, монтаж изоляторов и тяги, подвеска и регулировка троса-несущего троса ES с ограничителем подъема, навеска контактного провода с помощью струн и зажимов, окончательная регулировка зигзага и высоты.
Критически важным этапом является регулировка. Она включает в себя:
Техническое обслуживание заключается в периодических осмотрах для выявления ослабления затяжки соединений, износа контактного провода в точке крепления, состояния изоляторов, контроля величины зигзага. Особое внимание уделяется точкам соединения зажимов, где возможны концентрации механических напряжений.
Сравнение с другими типами промежуточных подвесок
| Параметр | Промежуточная подвеска ES (некомпенсированная) | Жесткая поперечина (Rahmen) | Компенсированная подвеска (типа Re) |
|---|---|---|---|
| Принцип действия | Боковая фиксация, нерегулируемое натяжение | Жесткое поперечное крепление провода на конструкции | Подвижное крепление к несущему тросу с компенсаторами натяжения |
| Скоростной режим | До 200-220 км/ч | До 80-100 км/ч (станции, эстакады) | Свыше 200 км/ч (до 350 км/ч и выше) |
| Стабильность положения провода | Средняя, зависит от температуры | Высокая (жесткое крепление) | Очень высокая (постоянное натяжение) |
| Область применения | Основная магистральная сеть (перем. ток) | Тоннели, станции, искусственные сооружения | Скоростные и высокоскоростные магистрали |
| Стоимость и сложность | Средние | Высокая (из-за конструкции) | Высокая (компенсаторы, сложный монтаж) |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается подвеска ES от подвески типа «цепная»?
Подвеска ES – это конкретный тип промежуточного крепления контактного провода на опоре. «Цепная подвеска» – общее название системы, где контактный провод подвешен к несущему тросу с помощью струн. Подвеска ES может быть частью как простой (некомпенсированной), так и цепной контактной подвески, но чаще всего этот термин относится именно к некомпенсированному варианту с боковым креплением.
Почему на соседних опорах зигзаг делают в разные стороны?
Чередование направления зигзага (влево/вправо) необходимо для равномерного износа полоза токоприемника. Если бы зигзаг был направлен в одну сторону, токоприемник постоянно терся бы об одну сторону полоза, приводя к его скорейшему износу и ухудшению качества токосъема.
Как температура окружающей среды влияет на подвеску ES?
Поскольку подвеска ES не имеет компенсаторов натяжения, при повышении температуры длина контактного провода и троса увеличивается, что приводит к увеличению стрелы провеса. При понижении температуры – наоборот, провод натягивается, провес уменьшается. Это может влиять на качество токосъема на высоких скоростях, поэтому для скоростных линий применяют компенсированные подвески.
Каков типовой срок службы подвески ES?
Срок службы определяется долговечностью ее компонентов: контактный провод в точке крепления служит 15-20 лет, изоляторы – 25-30 лет, металлические части (кронштейны, тяги) – 40 лет и более. Реальный срок зависит от интенсивности движения, климатических условий и качества обслуживания.
Можно ли использовать подвеску ES в кривых малого радиуса?
Да, можно, но при этом требуется значительное увеличение зигзага со стороны внешнего рельса, что может потребовать применения усиленных кронштейнов или специальных консолей. Для кривых малого радиуса часто применяют жесткие поперечины или специальные схемы подвески с дополнительными оттяжками.
Заключение
Промежуточная подвеска ES остается фундаментальным, проверенным решением для контактных сетей переменного тока на большинстве магистральных железных дорог. Ее надежность, относительная простота конструкции и монтажа, ремонтопригодность и стандартизация обеспечили ей широкое распространение. Понимание устройства, принципа работы, правил монтажа и регулировки подвески ES является обязательным для инженерно-технического персонала, занимающегося проектированием, строительством и эксплуатацией устройств электроснабжения железных дорог. При выборе типа подвески для конкретного участка необходимо строго учитывать скоростные режимы, климатические условия и требования к надежности токосъема, в противном случае возможно применение более сложных и дорогостоящих компенсированных систем.