Металлургия
Контактные рельсы нашли широкое применение в области коммунального транспорта. В частности, они используются в метро, иногда на участках пригородной ж/д, где предусмотрена электрификация линий. Главное назначение заключается в сообщении с токоприёмниками, которыми оснащён транспорт электроподвижных составов. На https://www.rehau.com/ru-ru/infrastructure/kontaknyi-rels контактные рельсы в метро и дополнительные детали можно заказать в промышленном объёме, от непосредственного производителя.
Специфика применения
Контактный рельс представляет собой не что иное, как жёсткий провод. Он относится к общей сети электрических путей, является их неотъемлемой частью. Конструкция расположена в тоннеле. Контактный рельс устанавливают обычно справа, если это участок небольшой протяжённости. На длинных отрезках пути его монтируют слева. По правилам безопасности, жёсткий провод защищён коробом, который исполняет роль изоляции.
Конструктивные характеристики заключаются в следующих аспектах:
- Длина провода – обычно 12,5 м. Соединение отдельных частей в единый контактный рельс осуществляется при помощи технологии сварки или стыка под воздействием высоких температур.
- Сырьём для производства выступает сталь с низкоуглеродистым составом. Она обеспечивает меньшее электросопротивление.
- Контактные рельсы могут различаться по принципу расположения поверхности-токосъёма (по ней как раз и скользит приёмник). Есть модификации жёсткого провода, где этот элемент располагается по бокам (под прямым углом), сверху или снизу.
Среди особенных технических характеристик стоит отметить, что контактные рельсы обладают низким показателем электробезопасности. Ещё они имеют ограничения относительно скорости движения состава (макс. 120 км/ч).
Нюансы монтажа
Контактные рельсы в общей системе крепятся посредством использования железных кронштейнов. Монтаж выполняется по краю шпалы специальными путевыми метизами. Для изготовления кронштейнов используют швеллеры (№ 10). В процессе обработки их нагревают, придают специальную форму (гнут в нужном направлении на особом оборудовании).
На промежутке путепровода, кронштейны располагают на расстоянии до 5,4 м, на участках, расположенных под уклоном, густота расстановки увеличивается (каждые 2,5 м).
Крепёжный узел, который используется для монтажа контактных рельсов, является сложным комплексом. Он состоит из следующих элементов:
- полиэтилена. Слой этого материала укрывает жёсткий провод;
- изоляторов (2 шт.). Они устанавливаются поверх полиэтиленового покрытия, обычно используются детали из фарфора;
- жгута. Его прокладывают между двумя элементами-изоляторами;
- полиэтиленового слоя, который укладывается крестообразно;
- скоб. Используются 3 шт. – 1 предохранительная и 2 фигурные. Скобы дополнены фиксаторами, они устанавливаются сверху полиэтилена;
- болта. При крепеже его фиксируют посредством гроверной шайбы;
- шплинтов (2 шт.), их вставляют в фиксатор.
В процессе установки контактного рельса стоит также учитывать расстояние от концов кронштейнов до подкладки рельсов. Оно должно составлять >35 мм. Показатель просвета до непосредственного балласта следует выравнивать до 20 мм. Только при соблюдении этих условий возможно снизить вероятность образования электродуги, если нарушится слой изоляции в подвеске.
Контактный рельс
Контактным рельсом (или третьим) называется дополнительный железнодорожный рельс, располагаемый вдоль электрифицированного пути железнодорожного полотна и служащий для подведения электрической энергии к подвижному составу.
Стоимость внедрения контактной системы для метростроения индивидуальна для каждого отдельного проекта. Цену на более чем 20 наименований позиций (кронштейны тоннельные и концевого отвода, накладки к кронштейну, скобы для изолятора, шайбы прижимные, накладки стыковые, электросоединители контактного рельса, противоугоны контактного рельса, зажимы, концевые отводы, короба защитные, башмаки отвода и т.п. ) составляющих контактный рельс можно узнать из прайса . Купить контактный рельс возможно по запросу через форму обратной связи на сайте или по звонку менеджеру компании «Герт».
Контактный рельс на железной дороге и в метро
1. Расположение и предназначение
Сегодня, в мегаполисах и городах используют системы с верхним и нижним токосниманием контактной поверхности рельса. Различия их заключаются в зависимости от расположения контактной поверхности рельса. При эксплуатации системы с верхним токосниманием, контактный рельс устанавливается на изоляторах подошвой вниз. Контактным башмаком, прижимаемым к рельсу сверху осуществляется съём тока. А в эксплуатируемых системах с нижним токосниманием рельс контактный располагается в перевёрнутом виде и крепится на изоляторах к изогнутым кронштейнам, закреплённым на путевых шпалах. Благодаря укреплённым на подвижном составе контактных башмаков, осуществляется съём тока. Снизу контактные башмаки прижаты к контактному рельсу давлением 18 — 22 кг.
Контактный рельс применяется, как правило, в метрополитене, и крайне редко на электрифицированных участках железных дорог городов и пригородов. Контактный рельс располагается в нижней части тоннеля в непосредственной близости от рельсового пути. Его обычно крепят с левой стороны пути, считая по ходу движения поездов метрополитена. С правой стороны контактный рельс устанавливают преимущественно на небольшом протяжении в пределах стрелочных переводов и съездов. Рабочую поверхность контактного рельса располагают на 160 мм выше по отношению к уровню головок ходовых рельсов (в сторону увеличения или уменьшения, отклонения допускаются не более 6 мм!). Расстояние от оси контактного рельса до внутренней грани головки ближайшего ходового рельса должно быть 690 мм (в сторону увеличения или уменьшения, отклонения допускаются не более 8 мм!).
Метрополитены большинства стран мира, в том числе и нашей страны, практикуют эксплуатацию системы нижнего токосъёма, достоинства которой заключаются в отсутствии увеличения поперечного сечения тоннеля, высокой надёжности и долговечности устройства, простоте ремонта и обслуживания конструкции. А так же исключения провисания контактной поверхности и образования искрения или электрической дуги. Но, кроме большого числа достоинств организации конструкции токосъёма нижнего, неизбежны и недостатки, состоящие в открытой доступности и опасности для людей и животных, незащищённости рельса от непогоды и снежных заносов, а так же необходимости устройстваразрывов.
2. Профиль и материалы
В системах рельс установлено небольшое, менее 25 кгс, усилие силового воздействия токоприёмников подвижного состава на контактный рельс. Чтобы сократить потери электроэнергии, поперечное сечение контактного рельса определяется исключительно из условия обеспечения меньшего электрического сопротивления.
Контактные рельсы для метро и других подобных задач изготавливают из мягкой стали с высокой электропроводимостью. Требование к мартеновской стали с минимальным содержанием углерода по действующим техническим условиям на изготовление контактных рельсов предусматривает следующий химический состав:
- углерода — не более 0,06 %,
- марганца — не более 0,30 %,
- кремния — следы;
- фосфора — не более 0,03 %,
- серы — не более 0,013 %.
Т.к. примесь углерода заметно увеличивает электрическое сопротивление стали, введено обязательное ограничение состава стали по количеству углерода. В норме допускается удельное электрическое сопротивление стали рельса контактного — 0,12 Ом/мм2 при температуре 15°С. На текущий момент, заводы-производители изготавливают контактные рельсы длиной 12,5 м. Одиночные рельсы на тоннельных прямых и кривых участках, сварены в плети электроконтактным способом. Длина этих плетей может достигать до 100 м. Контактный рельс на открытых наземных участках и в зонах расположения точек питания монтируется из рельсов длинной 37,5 м.
Вес контактного рельса, 1 метра погонного — 51,686 кг. (высота 118 мм).
Кроме классических контактных рельс, современная металлургическая промышленность выпускает «биметаллические контактные рельсы», сочетающие в себе стальную износостойкость и высокую алюминиевую электропроводность. Технологический процесс изготовления заключается в совместной прокатке и прессовании обычной или нержавеющей стали с алюминием.
3. Подвеска
Схема крепления контактного рельса проста. Рельс находится в подвешенном состоянии на металлических кронштейнах, которые прикреплены путевыми шурупами к концам шпал. Для крепления кронштейна используются 3 путевых шурупа (деревянные шпалы) или 2 закладных болта (железобетонная шпала) и выдерживается расстояние 4,5 — 5,4 м друг от друга. На уклонах пути свыше 0,040 и в кривых радиусом 400 м и менее — 2,5 м.
Для производства кронштейнов используют швеллер № 10. Посредством изгиба в нагретом состоянии придаётся требуемая форма. В процессе изготовления в кронштейне прорезается отверстие 120×65 мм прямоугольной формы и из полосовой стали приваривается коробка. Такие, технологически грамотно изготовленные кронштейны, прикрепленные к шпалам, в процессе эксплуатации позволяют сравнительно легко производить регулировку контактного рельса по горизонтали относительно пути.
При эксплуатации конструкции важно соблюдать технику безопасности и добиваться нормативных показателей. При нарушении изоляции во избежание образования электрической дуги в подвеске контактного рельса, конец кронштейна должен отстоять от подкладки ходового рельса, на расстояние не менее 35 мм, а величина просвета между низом кронштейна и балластом или путевым бетоном у конца шпалы должна быть не менее 20 мм.
Узел крепления контактного рельса состоит из следующих частей:
- Широкий полиэтилен (одевается на контактный рельс);
- Два фарфоровых изолятора (поверх широкого полиэтилена);
- Резиновый жгут (между изоляторами);
- Крестообразный полиэтилен (поверх изоляторов);
- Две фигурных скобы с фиксаторами (поверх крестообразного полиэтилена);
- Предохранительная скоба;
- Узловой болт с граверной шайбой и гайкой;
- Две плоские шайбы и два шплинта, которые вставляются в фиксатор.
В собранном узле коробку кронштейна охватывают фигурные скобы верхними плоскими концами, а загнутыми нижними заходят в соответствующие углубления в изоляторах. Затяжка узлового болта обеспечивает плотное прижатие изоляторов к контактному рельсу. Применение широких и крестообразных полиэтиленовых прокладок используется для обеспечения равномерного давления на изоляторы со стороны контактного рельса и фигурных скоб. А так же для предохранения изоляторов от раздавливания.
4. Стыки
Стыки контактного рельса бывают «сварные», «нормальные» и «температурные». Первые ничем не отличаются от аналогичных стыков ходовых рельсов. Классическая сварка производится на контактно-сварочной электрической машине. А сварной стык по всему поперечному профилю контактного рельса очищают от излишнего металла и грата пневматическими зубилами. Шлифуют только рабочую поверхность рельсовой головки и её боковые грани.
Вторые, «нормальные стыки», собираются у концевых отводов без зазоров с плотным соприкосновением торцов рельсов. При сборке стыков гайки должны располагаться со стороны, противоположной оси пути, на парковых путях — со стороны оси пути.
Третьи стыки, «температурные»- служат для цели соединения рельсов между собой. Кроме этого, они позволяют создать свободное перемещение рельсов в стыке при изменении температуры. Допустимые зазоры в температурных стыках контактного рельса — 38 мм. (не более).
К стыкам «нормальным» и «температурным предъявляется техническое требование: накладки стыкового скрепления должны быть оцинкованы, иметь по 4 болтовых отверстия и соединяться 4 болтами. В «температурном стыке» 2 болта должны иметь полное натяжение на отдающем конце, а 2 болта ослабленное натяжение на принимающем конце. Приваренные электросоединители (не менее 4) к подошве контактного рельса обеспечивают более надёжную проводимость температурных стыков контактного рельса на станционных и главных путях.
5. Секционирование
В местах секционирования контактной сети, контактный рельс разделяется воздушными неперекрываемыми промежутками на отдельные изолированные секции. Длина каждой секции между концами металлических частей отводов должны быть не менее 14 м. Такие воздушные промежутки, неперекрываемые токоприёмниками одного вагона, должны располагаться в местах следования поездов с отключёнными тяговыми электродвигателями. А по главным путям на подходах к станциям, должны располагаться на расстоянии не более 50 м от начала пассажирской платформы. В местах расположения стрелочных переводов, перекрёстных съездов и перегонных затворов должны быть перекрываемые воздушные промежутки контактного рельса длиной не более 10 м. Секционирование контактного рельса на парковых путях строящихся линий предусматривается возможность снятия напряжения одновременно с 4—5 путей.
6. Пункт подключения
По кабельным линиям от тяговых подстанций подаётся к контактному рельсу постоянный электрический ток напряжением 825 В. Чтобы соединить в одну систему питающий кабель и рельс, к подошве рельса приваривается стальная оцинкованная планка с болтами прикрепленными гибким компенсатором из набора тонкой полосовой меди.
В свою очередь, к компенсатору прикрепляется медная силовая шина, соединенная со специальным пунктом подключения. А в пункте подключения к силовой шине, болтами прикреплены наконечники 4 силовых кабелей. Там металлические экранирующие сетки силовых кабелей, проводами малого сечения, подключены к отдельной алюминиевой зануляющей шине, которая соединена с кабелем зануления. Последний, через разрядник подключён к средней точке путевого дроссель-трансформатора. В случае пробоя внутренней изоляции силовых кабелей этот механизм вызывает короткое замыкание с последующим срабатыванием автоматов защиты и отключением подачи тока. Внешняя металлическая броня силовых кабелей заземляется на корпус пункта подключения.
7. Пункт переключений
Посредством пунктов переключений разъединителей производится подача и снятие напряжения с секций контактного рельса. Разъединители бывают 3-х видов:
- Ручные;
- Дистанционно управляемые (ДУРы);
- Совмещённые ручные/дистанционные (сборки 825 В в ПТО).
Ручные разъединители в настоящее время практически не используются. Они устанавливаются для частичного снятия напряжения на отдельных участках при производстве работ (вместо общего снятия напряжения), например на парковых путях электродепо.
Дистанционно управляемые разъединители устанавливаются на фидерах питания контактного рельса от тяговых подстанций, а также для секционированного подключения контактной сети на съездах, в оборотных тупиках и на ССВ. Управляются энергодиспетчером. Пульты управления ДУРами расположены на блок-постах станций с путевым развитием. С учётом особенностей работы и устройства схемы тягового электроснабжения конкретной станции, местной инструкцией определяется порядок их эксплуатации и ухода. В корпусе ДУРа находятся 2 медные шины, к одной из которых болтами прикреплены наконечники силовых кабелей. Вторая шина соединена с контактным рельсом аналогично пункту подключения. Подача и снятие напряжения осуществляется посредством моторных пинцетов, которые в замкнутом положении сцеплены с ножами разъединителя. В передней стенке корпуса имеется прозрачное окно для визуального контроля положения ножей и пинцетов. Сборки 825 В в ПТО устанавливаются для снятия напряжения с контактного рельса и его заземления во время осмотра составов. При помощи рычагов ручного привода эта операция выполняется ПТО-работниками. В этих устройствах также имеется дистанционно управляемый привод для общего обесточивания сборки.
8. Концевые отводы
Концевые отводы это особые приспособления прикрепленные к токоприёмнику . Чтобы не было резкого выброса токоприёмника вверх, при его сходе с конца контактного рельса и чтобы токоприёмник не наткнулся на встречный конец контактного рельса, в местах его разрыва, к нему присоединяют концевые отводы. Рабочая поверхность концевого отвода контактного рельса на некотором расстоянии от стыка сохраняет нормальную высоту 160 мм над уровнем головок ходовых рельсов, а затем постепенно повышается до самого конца отвода. Вследствие этого достигается плавный выход токоприёмника из-под рельса и плавный заход под него. Отводы с уклоном 1/30 на принимающем и 1/25 на отдающем конце должен иметь на строящихся линиях контактный рельс главных путей. На действующих линиях впредь до переустройства допускается применение отводов с уклоном 1/25. На парковых путях, где скорость движения поездов небольшая, устанавливаются отводы 1/20.
В настоящее время на всех строящихся линиях метрополитена мира принимающие отводы имеют уклон 1/30. Они крепятся на 3 кронштейнах, а отдающие имеют уклон 1/25 и крепятся на 2 кронштейнах контактного рельса.
9. Электробезопасность
Чтобы избежать гибели или повреждения людей и животных электрическим током при контакте с контактным рельсом , его с двух сторон (сверху и сбоку) накрывают специальными защитными коробами. Сейчас в метро применяют 3 вида защитных коробов контактного рельса:
- Деревянные короба на опорных точках. Такие короба из дерева окрашивают с внутренней стороны огнеупорной, с наружной — масляной краской, что делает их высокопрочными. Так как такие короба не отвечают нормам пожарной безопасности, их постепенно заменяют.
- Стеклопластиковые короба на опорных точках. Они установлены на 3 пластиковых опорных точках и имеют воздушный промежуток между коробом и контактным рельсом. Такой метод установки является причиной их частого излома и становится большим недостатком.
- Облегающие стеклопластиковые короба крепящиеся с помощью рёбер жёсткости. Они точно повторяют контур контактного рельса. В эксплуатации данный вид коробов наиболее удобен и для метрополитена максимально удовлетворяет нормы пожарной безопасности.
Для сохранения здоровья и безопасности людей в местах перехода через контактный рельс (например, у сходных мостиков в торцах станций) поверх короба устанавливаются диэлектрические полосы или коврики (резиновые на деревянных коробах и деревянные на стеклопластиковых). Соответственно, ремонтные работы на контактном рельсе или в непосредственной близости от него разрешается проводить только после снятия высокого напряжения, а так же быть одетым в сецодежду, диэлектрические резиновые перчатки и боты! Для работающих на контактном рельсовом объекте важно провериь фактическое отсутствие электрического напряжения с помощью указателя напряжения и установки закоротки. Закоротка — токопроводящяя перемычка, электрически соединяющая контактный рельс с ходовым. При установленной закоротке, в ситуации случайной подачи напряжения на контактный рельс происходит короткое замыкание с последующим отключением защитных автоматов на подстанции.
Безопасность метрополитена – один из основных критериев его качества, поэтому данному аспекту уделяется пристальное внимание. Для обеспечения безопасности пассажиров постоянно внедряется современная техника, проводятся соответствующие организационные мероприятия и постоянное техническое обучение персонала метрополитена.
Где находится контактный рельс в метро
Библиотека / Строительство метрополитенов / Монтаж контактного рельса и укладка рельсовых плетей
Монтаж контактного рельса и укладка рельсовых плетей
Монтаж контактного рельса ведут по укладочному плану после бетонирования пути, укладки стрелочных переводов и съездов. Монтаж начинают с раскладки элементов контактного рельса (сварных плетей, кронштейнов и деталей крепления, изоляторов и других деталей крепежного узла, скреплений) с путевых тележек.
Очистив концы шпал от бетона или щебня, с помощью шаблона размечают отверстия для крепления кронштейнов. Кронштейны представляют собой дугообразную деталь из швеллера ╧ 10, к верхней части которой приварена так называемая коробка. Нижний прямой участок кронштейна имеет хвостовую часть с отверстием посередине.
Опоры-кронштейны 5 (рис. 160) контактного рельса располагают через 4,25-5,5 м, а в местах расположения температурных стыков — через 2,5 м.
Плеть контактного рельса, уложенную между ходовыми рельсами на обрезки швеллеров или двутавров, сдвигают на хвостовую часть установленных кронштейнов и с помощью специальных рельсоподъемников подвигают к месту крепления. Узел крепления 7 обеспечивает надежную изоляцию контактнзго рельса 6.
Выполнив сборку крепежных узлов с установкой изолирующих прокладок, изоляторов и скоб, производят затяжку болтов всех элементов крепежного узла.
Далее стыкуют рельсовую плеть со смежной плетью или концевым отводом, устанавливают противоугоны, ослабляют ранее установленные шурупы, проверяют по строительному шаблону габа-ритность контактного рельса, положение его в плане и профиле, регулируют кронштейны, снова затягивают два шурупа и устанавливают третий шуруп на кронштейне.
Контактный рельс находится под высоким напряжением. Для безопасности контактный рельс на всем протяжении сверху и с боков закрывают защитным коробом.
Полимерные короба в пролетах между кронштейнами монтируют на установленные перпендикулярно оси рельса вкладыши внахлест не менее 50 мм, по ходу движения поезда. Пропилы в коробах в местах установки шин питания и противоугонов выполняют по месту при установке коробов.
Разметку мест установки вкладышей производят на контактном рельсе масляной краской из расчета установки трех вкладышей на каждый короб: два крайних вкладыша в 300-350 мм от конца короба и один — посередине между ними.
Замену одиночных (монтажных) рельсов на сварные плети начинают с разборки одиночных рельсов, для чего снимают маятниковые штыри, демонтируют стыки. Затем снимают рельсы с подкладок, очищают их от грязи и наплывов бетона.
Рельсовые плети доставляют к месту укладки на специальных тележках. Освободившиеся тележки используют для обратной вывозки одиночных рельсов. Очистив подкладки от бетона, устанавливают подрельсовые прокладки и производят укладку рельсовых плетей на подкладки. Перед этим выполняют промеривание плети, обрезку концов ее и сверление отверстий в стыках. Завершают укладку рельсовых плетей монтажом стыков, установкой маятниковых штырех и шплинтов.
При производстве рельсоукладочных работ применяют следующие средства малой механизации: рельсорезные и рельсосверлильные станки, рихтовочные и путевые домкраты, гидравлические рихтовщики, разгонщики шпал и зазоров пути, электрошпалоподбой-ки и нормокомплекты для подъемки и рихтовки стрелочных переводов.
Рис. 160. Подвеска контактного рельса:
1 — шпала; 2 — путевой рельс; 3 — шуруп; 4 — шайба; 5 — опора-кронштейн; 6 — контактный рельс; 7 — узел крепления; 8 — токосъемник
Зачистку наплывов и пленок на рельсах и деталях стрелочных переводов выполняют рельсошлифовальными машинами, проверку состояния металла рельсов — ультразвуковыми или магнитными дефектоскопами. Для непрерывной ручной проверки ширины колеи и положения по уровню служит путеизмерительная тележка и ка-тучий путевой шаблон.
Габаритный вагон и габаритную раму используют для контрольной сплошной проверки габарита приближения оборудования. Перевозят их мотовозом или дрезиной.
Правильность подвески контактного рельса проверяют тележкой и катучим шаблоном контактного рельса.
При перемещении рельсов по узкой колее их грузят на две тележки. Сопровождающие находятся сзади подвижного состава. На участке тоннеля, где транспортируют рельсы и шпалы, производство каких-либо других работ запрещается.
При изгибании рельсов запрещается находиться вблизи концов рельсов во избежание травмирования при внезапном изломе рельсов.
Как сохранить жизнь при падении на рельсы в метро
Если при падении на рельсы вы сохранили возможность двигаться самостоятельно, то, не приближаясь к краю платформы, бытро идите по ходу поезда к ее началу. Необходимо добраться до черно-белой рейки, укрепленной на пути: за ней вы будете в безопасности.
Если полученная травма мешает передвигаться, или вы завидели приближающийся поезд, лягте лицом вниз в лоток между ходовыми рельсами (на них напряжение не подается), головой к поезду.
Постарайтесь привлечь к себе внимание сотрудника метрополитена, ждите, пока вам помогут. Оказавшись на путях, ни в коем случае нельзя прятаться под край пассажирской платформы и пытаться самостоятельно выбраться с пути. Вдоль края платформы проходит контактный рельс под напряжением 825В, соприкосновение с которым будет стоить вам жизни.