ДП-23.05.05 Окутин А.Н. (1235076), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Рисунок 3.6 – Расчетная схема для изолятора обратного фиксатора
3.2 Оценка изгибающего момента в эксплуатационных условиях, приведших к механическому разрушению изолятора.
С целью установления причины отказов консольных и фиксаторных изоляторов, произведем расчет изгибающего момента, действующего на изолятор, для условий, указанных в данных, предоставленных службой электрификации и электроснабжения, фактических отказов. В случае, если каких-либо данных для расчета будет не доставать, примем такие, в которых изгибающий момент принимает наибольшее значение.
3.2.1 Пример расчета изгибающего момента в консольном изоляторе
Для примера расчета выбран отказ изолятора КСФ-70 Гжельского завода "Электроизолятор" в пяте консоли, на участке Забайкальской железной дороги Тайдут - Могзон (из чего следует, что рассматриваемая консоль может находиться на кривом участке пути малого радиуса). Остальные переменные примем согласно написанному выше условию: угол наклона кронштейна консоли - 55 град., конструкционная высота контактной подвески - 1,8 м, тип консоли - ИР-II , тип фиксатора - ФОИ2-VII , расчетная схема - на кривом участке пути, натяжение контактного провода - 2000 даН, зигзаг на расчетной опоре - 0,4 м, на смежных - 0,2 м, длины пролетов - 50 м, радиус кривой - 500 м, ветровой район - 2, тип местности - лесостепи, условия трассы - незащищенные от ветра места.
Расчет усилия, создаваемого изменением направления контактного провода:
=216 даН
Н.
Расчет ветрового давления на консоль по формуле 3.4:
Расчет ветрового давления на изолятор по формуле 3.4:
Полученные результаты подставим в формулу 3.5:
М
=128,196 Н·м.
Рисунок 3.7 – Пример расчета изгибающего момента, действующего на консольный изолятор по данным отказа
Полученный результат соответствует норме изгибающего момента для стержневого изолятора в 3500 Н·м, о чем и соответствует зеленый цвет индикатора в окне программы.
3.2.2 Пример расчета изгибающего момента в фиксаторном изоляторе
1) Прямой фиксатор
Примером расчета будет проанализирован отказ изолятора ФСФ-70 производства Гжельского завода "Электроизолятор" вблизи станции Могоча, фиксатор ФП-IV. Остальные параметра, неизвестные, подберем таким образом, чтоб обеспечивался наибольший изгибающий момент: сечение контактного провода - 100мм2, угол подъема основного стержня фиксатора 12 градусов, расстояние от места крепления фиксаторной стойки до места крепления основного стержня фиксатора струнами - . Исходя из расположения станции видно, что опора с рассчитываемым изолятором может находиться на кривой малого радиуса, следовательно расчет производим для кривого участка пути, натяжение контактного провода 2000даН, загзаг на расчетной опоре 0,4 м, на смежных - 0,2, радиус кривой -500 м, длины смежных пролетом по 50 м.
Расчет усилия, создаваемого изменением направления контактного провода:
=
Расчет изгибающего момента в изоляторе прямого фиксатора:
Рисунок 3.8 – Результат расчета в программе изгибающего момента фиксаторного изолятора по данным отказа с прямым фиксатором
Результирующий изгибающий момент, действующий на изолятор, меньше в несколько раз критического, указанного в нормахи равного 3500 Н·м, о чем и свидетельствует цветовой индикатор в окне программы, Следовательно изолятор должен был выдержать эксплуатационные нагрузки.
2) Обратный фиксатор
В качестве примера отказа фиксаторного изолятора, установленного на обратном фиксаторе, возьмем отказ произошедший в 2004 году на перегоне ст. Екатеринославка - ст. Поздеевка. Данный отказ произошел с изолятором ФСФ-70 производства Гжельского завода "Электроизолятор", установленным фиксатором ФО-II. Согласно плану участка, данный отказ произошел на прямом участке пути. Остальные данные, как и ранее в данном подразделе, примем таким образом, чтоб обеспечивался наибольший действующий изгибающий момент на рассматриваемый изолятор, а именно: сечение контактного провода - 100 мм2, натяжение контактного провода - 2000 даН, расстояние от места крепления стойки дополнительного фиксатора до места крепления основного стержня фиксатора наклонными струнами- зигзаг на расчетной опоре - 0,3 м, на смежных опорах - 0,3 м, зигзаги на смежных опорах разнонаправлены по сравнению с расчетной опорой, смежные пролеты - 30 м, угол подъема основного стержня фиксатора - 12 градусов.
Расчет усилия 
, обусловленной изменением направления провода на прямом участке пути, рассчитывается по формуле:
даН 
Н
Расчет изгибающего момента в изоляторе обратного фиксатора:
Н·м
Рисунок 3.9– Результат расчета в программе изгибающего момента фиксаторного изолятора по данным отказа с обратным фиксатором
Результирующий изгибающий момент, действующий на изолятор, меньше критического, указанного в нормах и равного 3500 Н·м, о чем и свидетельствует цветовой индикатор в окне программы.
Основываясь на тех же принципах расчета, был определен отказ в котором действовал наибольший изгибающий момент. Данный отказ произошел вблизи поселка Раздольное 13 октября 2014 года, был разрушен изолятор ФСФ-70 производства Гжельского завода "Электроизолятор", установленный с фиксатором ФП-II. В данном случае, изгибающий момент составил 320,36 Н·м, что так же не превышает нормы.
3.3 Анализ наибольшего изгибающего момента, возникающего в консольных и фиксаторных изоляторах.
Для определения максимального момента, действующего на изолятор, необходимо выявить влияние переменных, входящих в расчет, на конечное значение. Взяв изначально произвольные параметры и выбрав один из них в качестве рассматриваемого, будем изменять его значение от минимального до максимального в реальных пределах. В результате анализа каждой переменной, возьмем то значение, которое дает наибольший изгибающий момент и рассчитаем наибольший возможный изгибающий момент в изоляторе. Как видно, из представленных выше расчетных формул, усилие, создаваемое изменением направления контактного провода напрямую зависит от величины зигзагов на и вблизи расчетной опоры, из чего следует, что наибольшее значение составляющей изгибающего момента, действующего на консольный изолятор и вызванного изменением направления контактного провода, будет наблюдаться при отводе контактного провода на анкеровку.
3.3.1 Консольный изолятор
Данные по анализу влияния отдельных переменных на величину изгибающего момента, действующего на стержневой изолятор в узле прямого фиксатора, сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Влияние переменных на величину изгибающего момента, действующего на консольный изолятор в пяте консоли
| Параметр | Значения параметра | Значения изгибающего момента,H·м | Относительное изменение изгибающего момента |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Угол наклона кронштейна консоли, град. | 40 | 140,2 | 0,6% |
| 45 | 141,1 | ||
| 50 | 141,5 | ||
| 55 | 141,2 | ||
| 60 | 140,1 | ||
| Натяжение контактного провода, даН | 500 | 126,9 | 10,3% |
| 600 | 129,8 | ||
| 700 | 132,7 | ||
| 800 | 135,7 | ||
| 900 | 138,6 | ||
| 1000 | 141,5 |
Окончание таблицы 3.1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Длины смежных пролетов, м | 30 | 141,5 | 11,8% |
| 40 | 134,2 | ||
| 50 | 129,8 | ||
| 60 | 126,9 | ||
| 70 | 124,8 | ||
| Расстояние от оси пути до анкерной опоры (z), м | 3 | 131,6 | 7% |
| 3,5 | 134,1 | ||
| 4 | 136,6 | ||
| 4,5 | 139 | ||
| 5 | 141,5 |
Графическое отображение полученных зависимостей:
Рисунок 3.9– Зависимость изгибающего момента от угла наклона кронштейна консоли
Рисунок 3.10– Зависимость изгибающего момента от натяжения контактного провода
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
