5. Контактная сеть

5. Контактная сеть

Неотъемлемой деталью макета электрифицированной железной дороги является контактная сеть (рис. 141), которая состоит из контактной подвески, смонтированной на поддерживающих устройствах — опорах, консолях, гибких и жёстких поперечинах, и фиксирующих устройствах, обеспечивающих стабильное положение контактных проводов относительно оси пути (здесь будут рассмотрены те конструкции контактной сети, которые можно воспроизвести на макете железной дороги).

Рис. 141. Подвеска контактной сети:

а — на изогнутых консолях; б — на изолированных консолях; в — на гибких поперечинах; 1 — опора; 2 — контактный провод; 3 — несущий трос; 4 — изолятор; 5 — консоль; 6 — фиксатор; 7 — струна; 8 — поперечный несущий трос

В зависимости от способа крепления подвесок — струн, расположенных вблизи опор, цепные подвески могут быть с простыми и рессорными опорными струнами (рис. 142). В горизонтальной плоскости контактный провод закреплён фиксирующими устройствами так, что относительно оси пути он подвешен зигзагообразно с отклонениями у каждой опоры на ± 300 мм. Благодаря этому контактный провод не перетирает пластины токоприёмников в одном месте и более устойчив против ветровых нагрузок. На макете этим можно пренебречь, подвешивая контактный провод прямолинейно над осью пути. Для натяжения контактного провода и уменьшения провеса его при сезонных изменениях температуры контактную сеть делят на участки, в конце которых контактный провод и несущий трос оттягивают к опорам, называемым анкерными, и через систему блоков и изоляторов натягивают грузовыми компенсаторами (рис. 143). В местах, где токоприёмник электровоза переходит с контактного провода одного участка на контактный провод другого, устраивают сопряжения анкерных участков. На кривых участках пути контактную подвеску в горизонтальной проекции располагают в виде ломаной линии, состоящей из отдельных прямых; контактный провод получает у опор смещение в наружную сторону кривой, несущий трос располагают по вертикали над контактным проводом. Над стрелочными переводами контактная сеть имеет воздушные стрелки, образуемые пересечением двух контактных проводов. Три ветви проводов воздушной стрелки являются рабочими, а четвертая отходит на анкеровку или к соседним электрифицированным путям для образования других воздушных стрелок. Указанные конструктивные особенности контактной подвески схематично показаны на рис. 144.

Рис. 142. Цепная контактная подвеска с опорными струнами:

а — с простыми; б — с рессорными; 1 — несущий трос; 2 — контактный провод; 3 — струна; 4 — дополнительный трос

Рис. 143. Анкерная опора:

1 — изоляторы; 2 — грузовой компенсатор

Рис. 144. Конструкция контактной сети в плане:

а — сопряжения анкерных участков; б — положение контактного провода на кривых; в — воздушные стрелки

Ряд зарубежных фирм, изготавливающих модели железных дорог, делают различные детали контактной подвески; опоры с консолями, отрезки контактной подвески, гибкие и жёсткие поперечины, анкерные опоры с грузовыми компенсаторами и др. Однако большинство этих деталей, за редким исключением, имеют недостаточно высокую степень соответствия оригиналу по той причине, что в масштабе модельной железной дороги, даже при промышленном производстве, очень трудно воспроизвести такие элементы контактной сети, как макеты металлических опор, узлы соединения консолей и фиксаторов с несущим тросом и контактным проводом, обеспечивающие надёжное крепление и простоту монтажа; значительно увеличены по сравнению с масштабными диаметры несущего троса и контактного провода. Поэтому моделисты при желании более точно воспроизвести на макете контактную сеть часто сами изготавливают эти устройства. Сразу же следует предупредить, что изготовление контактной сети для макета железной дороги — сложная, кропотливая работа, требующая большой аккуратности и терпения. При этом приходится изготавливать десятки, а порой сотни опор, поддерживающих устройств, монтировать сложные переплетения проводов над станционными путями.

Контактная сеть на макете может выполнять свое прямое назначение — подавать электрический ток для моделей электровозов и электропоездов. Это делают для того, чтобы изолировать один рельс и использовать его в системе автоматики макета. При этом контактную сеть делят на участки, как и рельсовую нить. Но на таком макете не смогут двигаться модели паровозов и тепловозов, поэтому чаще делают декоративную контактную сеть, т. е. воспроизводят все устройства, но контактный провод и опоры изолируют от рельсов и не подключают к источнику питания. В этом случае также рекомендуется отключать токоприёмник модели электровоза от электрической цепи питания электродвигателя.

На однопутных и двухпутных участках контактную подвеску крепят к консолям, установленным на опорах, а на многопутных перегонах и станциях в качестве поддерживающих устройств применяют гибкие и жёсткие поперечины (ригели), укреплённые на двух опорах, установленных по обе стороны путей. Опоры контактной сети изготавливают из стали или железобетона. Стальные опоры имеют решётчатую конструкцию и собраны из четырёх уголков, связанных между собой треугольной решёткой. При их изготовлении можно использовать технологию сборки семафорных мачт, описанную в главе IV. Изготовление макетов стальных опор довольно трудоёмко и поэтому доступно только опытным моделистам. Железобетонные опоры бывают двух видов — круглые конические и двутавровые. Макеты круглых конических опор в масштабе 1:87 можно изготовить из полистирола или самотвердеющих зубопротезных пластмасс в пресс-форме (рис. 145). Для большей прочности в пресс-форму закладывают стальную проволоку диаметром 1,5 мм, служащую арматурой опоры и местом крепления консоли и фиксаторного кронштейна. Размеры модельной опоры принимают из расчёта, что настоящая опора контактной сети в верхней части имеет диаметр 290 мм, у основания — 440 мм, а установленная на фундамент опора возвышается над поверхностью земли примерно на 9,5 — 10,2 м. Макеты круглых железобетонных опор в масштабе 1:120 и 1:160 наиболее просто можно изготовить из металлических стержней шариковых авторучек или проволоки соответствующего диаметра.

Рис. 145. Пресс-форма для изготовления опор

Опоры контактной сети на железных дорогах устанавливают на расстоянии 3100 мм от оси пути до внутреннего края опоры, в отдельных случаях на перегонах это расстояние может быть уменьшено до 2750 мм. Высоту подвески контактного провода принимают в соответствии с нормой NEM 201 (см. главу IX). В соответствии с этими значениями принимают размеры консолей и места их крепления на опорах. На кривых участках пути в модельной железной дороге расстояние от опоры до оси пути принимают по наибольшему значению.

На рис. 146 показаны наиболее простые конструкции поддерживающих устройств с наклонной консолью. Консоли в масштабе 1:87 делают из металлических полосок сечением 2 X 1 мм, нарезанных из листового материала (рис. 149, а), или двух уголков сечением 1 X 1 X 0,3 мм, согнутых на оправках и спаянных между собой (рис. 149, б). В меньших масштабах консоли делают из стальной проволоки. Из проволоки также изготавливают тягу консоли, фиксаторный кронштейн и фиксатор. Заготовки консолей, фиксаторных кронштейнов и фиксаторов изгибают по шаблонам, а сборку поддерживающего устройства ведут в кондукторе, соединяя отдельные детали пайкой. При изготовлении поддерживающего устройства с изолированной консолью тяга в месте соединения с консолью должна заканчиваться крючком для подвески несущего троса. Изоляторы можно выточить на токарном станке, однако при изготовлении большого количества поддерживающих устройств целесообразно сделать пресс-форму и изготавливать изоляторы из самотвердеющих зубопротезных пластмасс. Изготавливая поддерживающие устройства с изолированной консолью, в пресс-форму изолятора закладывают консоль и тягу. Подвесные изоляторы также целесообразно изготавливать в пресс-форме, при этом в пресс-форму закладывают отрезок проволоки диаметром 0,3 мм с загнутыми на концах крючками, развернутыми относительно оси на 90° — один для закрепления на консоли, а другой для подвески несущего троса.

Рис. 146. Конструкция поддерживающих устройств с консолью:

а — изолированной; б — изогнутой

Контактную сеть делают из проволоки, монтируя в кондукторе (рис. 147) секции из несущего троса, соединенного струнами с контактным проводом. Кондуктор делают из пластины органического стекла толщиной около 10 мм или деревянного бруска твёрдых пород. Для контактной подвески используют стальную или медную проволоку, достаточно мягкую, чтобы сохранить форму стрел провеса несущего троса, петель в местах крепления к поддерживающим устройствам и в то же время обладающую некоторой упругостью, чтобы сопротивляться нажиму токоприёмника локомотива. Диаметр проволоки в масштабе 1:87 не должен превышать 0,5 мм. Секции подвески можно делать на пролёт между двумя или более опорами. На железных дорогах расстояние между опорами контактной сети достигает 70 м, при переводе в масштаб модельной железной дороги это расстояние уменьшают ещё примерно в 2 раза. На кривых участках пути макета расстояние между опорами определяют графически из расчёта, что любая точка горизонтальной проекции контактного провода не должна отдаляться от оси пути на расстояние более величины S (см. рис. 194). Для крепления контактной подвески к поддерживающим устройствам на несущем тросе и контактном проводе делают петли. При монтаже подвески петлю на контактном проводе надевают на фиксатор, а петлю на несущем тросе подвешивают к консоли или подвесному изолятору. Можно также обойтись без петли на контактном проводе, припаивая его к фиксатору. В местах пересечения контактных проводов на воздушных стрелках делают прилив олова для плавного прохождения токоприёмника локомотива.

Рис. 147. Сборка секций контактной подвески

На многопутных перегонах и станциях, имеющих электрифицированное путевое развитие, контактную сеть подвешивают на жёстких или гибких поперечинах. Жёсткие поперечины представляют собой металлические фермы решётчатой конструкции, смонтированные на железобетонных опорах. Гибкие поперечины (см. рис. 141, в) закрепляют на двух металлических опорах, установленных по краям железнодорожногого полотна.