BADANIA NOWYCH SIECI TRAKCYJNYCH YC120-2CS150 I YC150-2CS150 NEW OVERHEADS CONTACT LINE TYPE YC120-2CS150 AND YC150-2CS150 TESTING

Podobne dokumenty
technika Marek Kaniewski, Wiesław Majewski, Artur Rojek Rozjazdy sieciowe konstrukcje i badania 3/

Zakres podsystemu Energia

Specyfikacja TSI CR ENE - wymagania dla podsystemu energia oraz składników interoperacyjności wchodzących w skład systemu zasilania trakcyjnego

Rodzaje i budowa sieci trakcyjnej

BADANIA CERTYFIKACYJNE NAKŁADEK WĘGLOWYCH CERTIFICATION RESEARCHES OF CARBON CONTACT STRIPS

Interfejsy pomiędzy taborem a podsystemami Energia i Infrastruktura. Artur Rojek

SIECI TRAKCYJNEJ POD WPŁYWEM PRZEJAZDU WIELU

ZAGADNIENIA SYSTEMÓW ZASILANIA LINII DUśYCH PRĘDKOŚCI

KONSTRUKCJE I MATERIAŁY W KOLEJOWEJ SIECI TRAKCYJNEJ

Metody badań odbieraków prądu w warunkach eksploatacyjnych

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: NIP MT-s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Wybrane prace badawcze naukowców z Wydziału Metali Nieżelaznych AGH w zakresie technologii przetwórstwa metali nieżelaznych

M UZIEMIENIE I USZYNIENIE BALUSTRAD, OSŁON ORAZ OGRANICZNIKÓW UNIESIENIA SIECI

Wykaz parametrów sieci trakcyjnej

Pomiary i analiza współpracy pantografu z siecią jezdną w trakcie eksploatacji

NOWA GENERACJA OSPRZĘTU SIECI TRAKCYJNEJ ZE STOPÓW ALUMINIUM

NATĘŻENIE POLA ELEKTRYCZNEGO PRZEWODU LINII NAPOWIETRZNEJ Z UWZGLĘDNIENIEM ZWISU

Konferencja. Ograniczanie strat energii w elektroenergetycznych liniach przesyłowych w wyniku zastosowania nowych nisko-stratnych przewodów

Materiały nakładek ślizgowych pantografów

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

ANALIZA WPŁYWU ODLEGŁOŚCI MIĘDZY PANTOGRAFAMI NA DRGANIA KOLEJOWEJ SIECI TRAKCYJNEJ 1

Załącznik nr 1 do Zapytania ofertowego: Opis przedmiotu zamówienia

SEKCJONOWANIE I IZOLATORY SEKCYJNE SIECI TRAKCYJNEJ

OCENA STANU TECHNICZNEGO ODBIERAKÓW PRĄDU NA PODSTAWIE MONITORINGU NA LINII KOLEJOWEJ

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

NOWA GENERACJA oryginalnych fińskich przewodów systemu. PAS typu SAX-W. Do nabycia w dostawach fabrycznych lub z magazynu w Gliwicach GWARANTUJEMY:

Załącznik nr 1 do zapytania ofertowego 011-BR Odbierak prądu

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Ć w i c z e n i e K 4

Technika. Tadeusz Maciołek Wybrane zagadnienia projektowe trakcyjnych sieci tramwajowych

ANALIZA OCENY WSKAŹNIKA SZORSTKOŚCI NAWIERZCHNI DROGOWEJ WAHADŁEM ANGIELSKIM NA DRODZE KRAJOWEJ DK-43 W OKRESIE UJEMNEJ I DODATNIEJ TEMPERATURY

Analiza możliwości ograniczenia drgań w podłożu od pojazdów szynowych na przykładzie wybranego tunelu

KRAJOWE PRZEPISY TECHNICZNE W ZAKRESIE ZASILANIA TRAKCYJNEGO. Artur Rojek

LIV OLIMPIADA FIZYCZNA 2004/2005 Zawody II stopnia

ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLISKIEJ Górnictwo z JERZY ANTONIAK, STANISŁAW DEHBNICKI STANISŁAW DRAMSKE SPOSÓB BADANIA LIN NOŚNYCH HA ZMĘCZENIE

Badania własności eksploatacyjnych nowej generacji kolejowych nakładek stykowych do pantografów. Część II

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyn i współczynnika sztywności zastępczej

SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA i ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M UZIEMIENIE I USZYNIENIE

PRAKTYCZNE METODY OBLICZENIOWE PRZYKŁAD NA PODSTAWIE REALNEJ KONSTRUKCJI WPROWADZANEJ DO PROGRAMU AUTODESK ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

Nowe rozwiązania materiałowe w obszarze górnej sieci trakcyjnej

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

Adam Popiołek. mgr inż. Katedra Mostów i Kolei, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska.

PORADNIK DLA INSTALATORÓW. Tablice naprężeń i zwisów

WSPÓŁPRACA NAPĘDÓW ZWROTNICOWYCH ZE ZWROTNICAMI ROZJAZDÓW DUŻYCH PRĘDKOŚCI

Pobieranie prób i rozkład z próby

Kazimierz Woźniak Dyrektor Biura Energetyki PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.

SYMULACJE NUMERYCZNE ZJAWISK DYNAMICZNYCH W UKŁADZIE PANTOGRAF SIEĆ JEZDNA

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

(Tekst mający znaczenie dla EOG)

Etap IX Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii

Ćw. 2: Analiza błędów i niepewności pomiarowych

Badania własności eksploatacyjnych nowej generacji kolejowych nakładek stykowych do pantografów. Część I

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

System pomiarowy PanDiag do badania współpracy ślizgacza pantografu z siecią jezdną

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Politechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

BADANIA WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH 1. Próba rozciągania metali w temperaturze otoczenia (zg. z PN-EN :2002)

DOKUMENT NORMATYWNY 01-3/ET/2008 Przewody jezdne profilowane. Iet-113

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

1. Projekt techniczny Podciągu

ANALIZA JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ ANALIZA WARUNKÓW ZASILANIA

Przewody elektroenergetyczne z izolacją XLPE

(Akty o charakterze nieustawodawczym) DECYZJE

Laboratoria badawcze

ZASTOSOWANIE RÓWNANIA BOUSSINESQUE A DO OKREŚLANIA NAPRĘŻEŃ W GLEBIE WYWOŁANYCH ODDZIAŁYWANIEM ZESTAWÓW MASZYN

1. Jeśli częstotliwość drgań ciała wynosi 10 Hz, to jego okres jest równy: 20 s, 10 s, 5 s, 0,1 s.

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

OCENA JAKOŚCI DOSTAWY ENERGII ELEKTRYCZNEJ

BADANIE PODŁUŻNYCH FAL DŹWIĘKOWYCH W PRĘTACH

Karta danych materiałowych. DIN EN ISO 527-3/5/100* minimalna wartość DIN obciążenie 10 N, powierzchnia dolna Współczynik tarcia (stal)

Karta danych materiałowych. DIN EN ISO 527-3/5/100* minimalna wartość DIN obciążenie 10 N, powierzchnia dolna Współczynik tarcia (stal)

Badania urządzeń i systemów zasilania trakcji elektrycznej

BADANIA DOŚWIADCZALNE MODELU UKŁADU SIEĆ TRAKCYJNA ODBIERAK PRĄDU EXPERIMENTS ON A MODEL OF CONTACT LINE CURRENT COLLECTOR SYSTEM

Ć w i c z e n i e K 3

Instytut Kolejnictwa. : maj istnieniem rezonansów w sieci trakcyjnej. W artykule omówiono symulacyjne i terenowe wyniki 1.

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

CENTRUM NAUKOWO-TECHNICZNE KOLEJNICTWA

Wyznaczanie współczynnika sztywności sprężyny. Ćwiczenie nr 3

POMIARY I ANALIZA WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

Zastosowania nakładek węglowych w odbierakach prądu

poradnik DLA INSTALATORÓW Tablice naprężeń i zwisów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 742

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Uwaga: Nie przesuwaj ani nie pochylaj stołu, na którym wykonujesz doświadczenie.

BADANIA ŻELIWA CHROMOWEGO NA DYLATOMETRZE ODLEWNICZYM DO-01/P.Śl.

Próby ruchowe dźwigu osobowego

POCIĄGI KDP NA LINIACH KONWENCJONALNYCH

POWTÓRKA PRZED KONKURSEM CZĘŚĆ C ZADANIA ZAMKNIĘTE

TOM II. szczegółowe warunki techniczne dla modernizacji lub budowy linii kolejowych. z wychylnym pudłem) TOM II SKRAJNIA BUDOWLANA LINII KOLEJOWYCH

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Doświadczalne badanie drugiej zasady dynamiki Newtona

ZBIÓR ZADAŃ STRUKTURALNYCH

OKREŚLENIE WPŁYWU WYŁĄCZANIA CYLINDRÓW SILNIKA ZI NA ZMIANY SYGNAŁU WIBROAKUSTYCZNEGO SILNIKA

Infrastruktura elektroenergetyczna układów zasilania systemu 3 kv DC linii magistralnych o znaczeniu międzynarodowym (1)

Przewodnik stosowania TSI dla podsystemu Energia

Badanie oleju izolacyjnego

Badanie ugięcia belki

Transkrypt:

MAREK KANIEWSKI, ARTUR ROJEK, TADEUSZ KNYCH, ANDRZEJ MAMALA ** BADANIA NOWYCH SIECI TRAKCYJNYCH YC120-2CS150 I YC150-2CS150 NEW OVERHEADS CONTACT LINE TYPE YC120-2CS150 AND YC150-2CS150 TESTING Streszczenie W artykule opisano nowe typy sieci trakcyjnych o symbolach YC120-2CS150 i YC150- -2CS150. Podano ich podstawowe parametry i rezultaty badań. Całkowity przekrój poprzeczny tych sieci wynosi 420 mm 2 Cu dla YC120-2CS150 i 450 mm 2 Cu dla YC150-2CS150. Sieci te składają się z 2 przewodów jezdnych o przekroju 150 mm 2 i lin nośnych o przekroju 120 mm 2 (YC120-2CS150) lub 150 mm 2 (YC150-2CS150). Przewody jezdne zostały zrobione z miedzi stopowej z domieszką 0,1 srebra (Ag). Podano analizę podstawowych parametrów mechanicznych: współczynnik nierównomierności elastyczności, prędkość rozchodzenia się fali, współczynnik Dopplera, współczynnik odbicia. Badania wykazały, że sieci trakcyjne spełniają wszystkie przyjęte kryteria dla sieci trakcyjnych o prędkości jazdy do 160 km/h. Nowe konstrukcje sieci trakcyjnych były badane na pilotażowym odcinku sieci trakcyjnej, na szlaku pomiędzy stacjami Stara Wieś i Żychlin. Słowa kluczowe: sieć trakcyjna, odbierak prądu, współpraca odbieraka prądu z siecią trakcyjną Abstract The paper presents new overhead contact line system of YC120-2CS150 and YC150-2CS150 type. It describes their basic parameters and results of test overhead contacts line. Total cross-section of all wires of this contact line is 420 mm 2 Cu for YC120-2CS150 type and 450 mm 2 Cu for YC150- -2CS150 type. The overhead line system includes catenary with cross-section of 120 mm 2 (YC120- -2CS150 type) or with cross-section of 150 mm 2 (YC150-2CS150 type) and two contact wires with cross-section of 150 mm 2. The contact wires are made of copper and silver alloy. Analysis of basic mechanical parameters, i.e. regularity coefficient, wave propagation speed, Doppler effect, reflection factor, amplification factor was carried out. It was proved that these values fulfil criterions for speed of 160 km/h and are slightly different from required criterions for speed of 200 km/h. New construction of overhead contact lines allows to obtain correct parameters of running up to 160 km/h. Keywords: overhead contact line, pantograph, interaction between pantograph and overhead contact line Mgr inż. Marek Kaniewski, dr inż. Artur Rojek, Centrum Naukowo-Techniczne Kolejnictwa, Warszawa. ** Dr hab. inż. Tadeusz Knych, prof. AGH, dr inż. Andrzej Mamala, Katedra Przeróbki Plastycznej i Metaloznawstwa Metali Nieżelaznych, Wydział Metali Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków.

82 1. Wstęp Tworzenie systemu europejskich linii kolejowych wysokich prędkości do 200/250 km/h, również dla systemu 3 kv DC, postęp techniczny w budowie pojazdów trakcyjnych o mocy 6 MW i większej, przewidywane zwiększenie środków finansowych na inwestycje powodują zainteresowanie nowymi technikami kolejnictwa, w naszym przypadku nowymi typami sieci trakcyjnej. Dla zmienionych warunków eksploatacyjnych problemem do rozwiązania staje się odbiór przez pantograf z sieci trakcyjnej prądów rzędu 2500 A i wyższych, tak by nie pogarszać właściwości mechanicznych i elektrycznych przewodów jezdnych i nakładek ślizgaczy pantografów. Próbą rozwiązania tego problemu stają się budowa i badania dwu nowych typów sieci trakcyjnej o symbolach YC120-2CS150 i YC150-2CS150. Pod względem elektrycznym i mechanicznym mogą one stać się sieciami konkurencyjnymi dla czterech mutacji sieci typu 2C120-2C, stosowanych między innymi na CMK i części E20. Niniejszy artykuł powstał na podstawie badań i pomiarów prowadzonych w ramach projektu celowego nr 6 T08 2004C/06482 pt. Opracowanie i wdrożenie technologii wytwarzania z miedzi stopowej przewodzących elementów górnej sieci trakcyjnej o znamionowej obciążalności prądowej powyżej 2,5 ka i podwyższonej wytrzymałości mechanicznej (umowa KBN nr 3622/C.T08-6/2005). 2. Budowa nowych sieci trakcyjnych Nowe sieci trakcyjne są trójprzewodowe, typu łańcuchowego. Składają się z 2 przewodów jezdnych o przekroju 150 mm 2 każdy, wykonanych z miedzi stopowej z domieszką srebra 1000 ppm i liny nośnej o przekroju 120 mm 2 (sieć YC120-2CS150, ryc. 1) lub liny nośnej o przekroju 150 mm 2 (sieć YC150-2CS150, ryc. 2). Sieci te posiadają zawieszenie elastyczne pod słupem wykonane z linki o przekroju 35 mm 2. Liny nośne zrobiono z miedzi elektrolitycznej. Sumaryczny przekrój przewodów wynosi: dla sieci YC120-2CS150 420 mm 2 Cu, a dla sieci YC150-2CS150 450 mm 2 Cu. Sieć YC150-2CS150 ma największy przekrój poprzeczny z sieci budowanych w Polsce. 3. Podstawowe parametry Podstawowe obliczeniowe parametry mechaniczne i elektryczne sieci YC120-2CS150 są następujące: naciąg w linie nośnej Fa = 15,89 kn [1], naciąg w przewodach jezdnych Fb = 29,660 kn, naciąg w linie pomocniczej Fc = 2,50 kn, długość uelastycznienia: 2 8,5 m, normalna długość przęsła: 65 m, wysokość konstrukcyjna: 1700 mm, odległość pierwszego wieszaka od słupa: 1 m,

odległość między kolejnymi wieszakami: na tym samym przewodzie jezdnym 6 m, na sąsiednich przewodach jezdnych 3 m, elastyczność minimalna: e min = 2,84 mm/dan (położona w 15% długości przęsła), elastyczność maksymalna: e max = 3,83 mm/dan (w 15% długości przęsła), współczynnik nierównomierności elastyczności obliczony z wzoru (1) u = 15%, zwis przewodu jezdnego: 0 mm, prędkość rozprzestrzeniania się fali mechanicznej v c = 369 km/h, obliczono ze wzoru (2) podanego w [3], okres drgań własnych T = 1,378 s, częstotliwość drgań własnych f = 0,726 Hz, obliczeniowa prędkość krytyczna V kryt = 179,2 km/h, współczynnik Dopplera α obliczony z wzoru (3), dla prędkości jazdy v b = 160 km/h α wynosi 0,40, a dla v b = 200 km/h α = 0,32, obciążalność prądowa: I = 2500 A dla pociągów jadących z prędkością v b = 200 km/h, z następstwem 10 min, przy prędkości wiatru v = 0,6 m/s i przyjętym granicznym przyroście temperatury dla CuETP Δϑ d = 80 C, a dla CuAg0,1 Δϑ d = 110 C. 83 Ryc. 1. Sieć trakcyjna typu YC120-2CS150 Fig. 1. Overhead contact line of type YC120-2CS150 Podstawowe parametry obliczeniowe mechaniczne i elektryczne sieci YC150-2CS150 są następujące: naciąg w linie nośnej Fa = 19,07 kn [1], naciąg w przewodach jezdnych Fb = 29,660 kn, naciąg w linie pomocniczej Fc = 2,50 kn, długość uelastycznienia: 2 8,5 m, normalna długość przęsła: 65 m, wysokość konstrukcyjna: 1700 mm, odległość pierwszego wieszaka od słupa: 1 m, odległość między kolejnymi wieszakami: na tym samym przewodzie jezdnym 6 m, na sąsiednich przewodach jezdnych 3 m, elastyczność minimalna: e min = 2,56 mm/dan (położona w 15% długości przęsła), elastyczność maksymalna: e max = 3,63 mm/dan,

84 współczynnik nierównomierności elastyczności obliczony z wzoru (1) u = 17,2%, zwis przewodu jezdnego: 0 mm, prędkość rozprzestrzeniania się fali mechanicznej v c = 369 km/h, obliczono ze wzoru (2) podanego w [3], okres drgań własnych T = 1,377 s, częstotliwość drgań własnych f = 0,726 Hz, obliczeniowa prędkość krytyczna V kryt = 179,2 km/h, współczynnik Dopplera α obliczony z wzoru (3), dla prędkości jazdy v b = 160 km/h α wynosi 0,40, a dla v b = 200 km/h α = 0,32, obciążalność prądowa: I = 2730 A dla pociągów jadących z prędkością v b = 200 km/h, z następstwem 10 min, przy prędkości wiatru v = 0,6 m/s i przyjętym granicznym przyroście temperatury dla CuETP Δϑ d = 80 C, a dla CuAg0,1 Δϑ d = 110 C. emax emin u = 100[%] (1) e + e max min Fb v = 3, 6 [km/h] (2) c m p gdzie: m p masa jednostkowa przewodu jezdnego [kg/m]. v v c b α = (3) vc + vb Ryc. 2. Sieć trakcyjna typu YC150-2CS150 Fig. 2. Overhead contact line of type YC150-2CS150 W tych sieciach przęsło naprężenia składa się z 6 słupów. Kotwienie lin nośnych i przewodów jezdnych jest rozdzielone i mocowane na wspólnym słupie.

4. Badania sieci trakcyjnej 85 Przeprowadzono badania statyczne nowych typów sieci i pantografu oraz badania dynamicznej współpracy tych elementów. Pantograf 5ZL pracował na lokomotywie EP09. Opisane badania zostały przeprowadzone na pilotażowym odcinku sieci trakcyjnej, na szlaku pomiędzy stacjami Stara Wieś i Żychlin obejmującym również przystanek Złotniki Kutnowskie. 4.1. Zakres badań Podczas badań statycznych mierzono lub sprawdzano: siłę naciągu w przewodach jezdnych i linie nośnej, wysokość zawieszenia przewodów jezdnych w stanie statycznym, odsuw przewodów jezdnych, długość przęseł na odcinku pomiarowym, elastyczność statyczną sieci, charakterystykę pantografu. Podczas pomiarów dynamicznych mierzono, obliczano lub rejestrowano: prędkość jazdy pociągu pomiarowego, napięcia na pantografie i prądy pobierane przez lokomotywę, liczbę i czas trwania przerw stykowych ślizgacza z przewodami jezdnymi, pionowe ugięcia ślizgacza i ramy pantografu, siłę stykową między pantografem a siecią jezdną, obraz współpracy sieci jezdnej z pantografem z użyciem kamery TV, uniesienie przewodów jednych sieci trakcyjnej. 4.2. Wyniki badań statycznych Przewody sieci jezdnej były naciągnięte dwustronnie. Naciągi w linie nośnej i przewodach jezdnych były wywołane za pomocą oddzielnych urządzeń ciężarowych. Obliczono, że naciągi wynoszą: dla dwóch przewodów jezdnych 28 4 27 9,81 = 29,665 kn, dla liny L120 15 4 27 9,81 = 15,892 kn, dla liny L150 18 4 27 9,81 = 19,070 kn. 4.2.1. Pomiar wysokości zawieszenia przewodów jezdnych w warunkach statycznych Wartość średnia wysokości zawieszenia przewodu jezdnego dla sieci YC120-2CS150 wynosi 5563±17 mm (odchylenie standardowe: 17 mm), a dla sieci YC150-2CS150 wynosi 5583±6 mm (odchylenie standardowe: 6 mm). Wykres wysokości w funkcji drogi pokazano na ryc. 3 i 4. Różnica wysokości zawieszenia przewodów jezdnych między sąsiednimi konstrukcjami wsporczymi wynosi: dla sieci YC120-2CS150 maksymalnie: +42 mm, minimalnie: 28 mm, wartość średnia: 1±17mm, dla sieci YC150-2CS150 maksymalnie: +15 mm, minimalnie: 28 mm, wartość średnia: 0±8 mm.

86 5610 H (Djp) [mm] WB 5590 5570 117-20 117-10 -6-4 -36-2 116-38 -32-26 -22-18 -14-8 -4 5550-8 pomiarowe - 34-30 -28-24 -16-20 5530-10 5510 5490 droga [m] 5470 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 Ryc. 3. Wykres wysokości w funkcji drogi odcinka pomiarowego dla YC120-2CS150 Fig. 3. Height of contact wirerout driving route function of YC120-2CS150 5600 H (Djp) [mm] [mm] 5590 115-12 115-16 115-22 5580 115-6 115-10 115-14 115-18 115-26 115-4 5570 114-36 115-2 115-8 115-20 115-24 115-28 5560 droga [m] 5550 114,850 114,950 115,050 115,150 115,250 115,350 115,450 115,550 115,650 115,750 115,850 Ryc. 4. Wykres wysokości w funkcji drogi odcinka pomiarowego dla YC150-2CS150 Fig. 4. Height of contact wire rout driving route function of YC150-2CS150 4.2.2. Pomiar odsuwu przewodów jezdnych Średnia bezwzględnej wartości odsuwu skrajnego przewodu jezdnego wyniosła 31±3 mm. Maksymalna wartość odsuwu wyniosła 350 mm. Odsuw przewodów jezdnych spełnia wymagane kryterium.

4.2.3. Pomiar długości przęseł Średnia zmierzona długość przęseł wyniosła 62,2±0,9 m. 87 4,5 e [mm/dan] 4,0 3,5 3,0 2,5 słup 117-2 pomiaroiwy słup 117-4 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 10 20 30 40 50 60 Ryc. 5. Elastyczność sieci trakcyjnej YC120-2CS150 Fig. 5. Static flexibility of OCL of YC120-2CS150 l [m] 4,5 e [mm/dan] 4,0 3,5 3,0 2,5 wieszak za Y słup 115-16 2,0 słup 115-14 wieszak za Y 1,5 l [m] 1,0 0 10 20 30 40 50 60 Ryc. 6. Elastyczność sieci trakcyjnej YC150-2CS150 Fig. 6. Static flexibility of OCL of YC150-2CS150

88 4.2.4. Pomiar elastyczności sieci trakcyjnej Podczas pomiaru elastyczności mierzono przemieszczenia przewodów jezdnych pod wpływem sił 0, 50, 100 i 150 N. Na podstawie pomiarów obliczono statyczną elastyczność sieci trakcyjnej w przęsłach. Zmienność elastyczności w funkcji drogi pokazano na ryc. 5 i 6. Maksymalna wartość elastyczności w przęśle wystąpiła w jego połowie, a minimalna wartość w obszarze konstrukcji wsporczych. Wartości maksymalnej i minimalnej elastyczności oraz obliczony z wzoru (1) współczynnik nierównomierności elastyczności podano w tablicy 1. Elastyczność i współczynnik nierównomierności elastyczności wartość zmierzona (przęsło 63 m) YC150-2CS150 wartość teoretyczna (przęsło 65 m) wartość zmierzona (przęsło 63 m) YC120-2CS150 Tablica 1 wartość teoretyczna (przęsło 65 m) e max [mm/dan] 3,7±0,6 3,63 3,7±0,5 3,3 e min [mm/dan] 2,6±0,6 2,56 2,3±0,5 2,84 u [%] 17,5 17,2 23,0 15,0 4.2.5. Obliczenie maksymalnej prędkości jazdy Prędkość (v c ) rozchodzenia się fali mechanicznej, poprzecznej w przewodzie jezdnym, wywołanej przez odbierak prądu, obliczona według (2) wynosi 369 km/h. Kryterium maksymalnej prędkości dla obu typów sieci v max = 0,7 v c będzie zachowane, gdy prędkość jazdy nie przekroczy 258 km/h. 4.3. Wyniki badań dynamicznych Badania dynamiczne polegały na tym, że odcinek sieci trakcyjnej analizowany był wielokrotnie podczas przejazdów ze wzrastającą prędkością jazdy. Sieć trakcyjną YC120- -2CS150 badano w zakresie prędkości 123 178 km/h, a sieć YC150-2CS150 w zakresie prędkości 120 160 km/h. 4.3.1. Sprawdzenie charakterystyki nacisku statycznego pantografu Średnia wartość nacisku statycznego w zakresie roboczym pantografu wynosiła 96 N, a podwójna siła tarcia 39 N. 4.3.2. Pomiar ilości i czasu przerw stykowych Stwierdzono, że w zakresie badanych prędkości jazdy nie występowały przerwy styku między odbierakiem prądu a siecią trakcyjną. Wobec powyższego spełnione zostało wymagane kryterium bezprzerwowego odbioru prądu. Postać graficzną zależności napięcia w funkcji czasu przejazdu dla próby o maksymalnej prędkości jazdy przedstawiono na ryc. 7.

89 U [kv] 4 3,8 3,6 3,4 3,2 3 2,8 2,6 2,4 znaczniki stanowiska 2,2 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 Ryc. 7. Napięcie na pantografie podczas próby, w której v = 178 km/h, sieć YC120-2CS150 Fig. 7. Tension of pantograph during test with speed v = 178 km/h, overhead contact line YC120-2CS150 4.3.3. Pomiary ugięcia ślizgacza i dynamicznej wysokości zawieszenia przewodów jezdnych Średnie ugięcie ślizgacza dla sieci YC120-2CS150 wyniosło 70% strona prawa i 74% strona lewa całkowitego ugięcia konstrukcyjnego ślizgacza. Średnie ugięcie ślizgacza dla sieci YC150-2CS150 wyniosło 77% strona prawa i 78% strona lewa całkowitego ugięcia konstrukcyjnego ślizgacza. Postać graficzną tych zależności w funkcji czasu przejazdu przedstawiono na ryc. 8 i 9. stony ugięcie prawej i lewej strony ślizgacza [mm] 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38-10 -20-30 -40 117-20 116-14 prawa strona stona lewa strona znacznik -4-2 -50 Ryc. 8. Ugięcie prawej i lewej strony ślizgacza podczas próby o v = 178 km/h, sieć YC120-2CS150 Fig. 8. Displacement left and right side of collector head of pantograph during test with speed v = 178 km/h, overhead contact line YC120-2CS150

90 ugięcie prawej i i lewej strony ślizgacza [mm] [mm] 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34-5 -10-15 -20-25 -30-35 -40-45 -50 strona prawa strona lewa znaczniki Ryc. 9. Ugięcie prawej i lewej strony ślizgacza podczas próby o v = 160 km/h, sieć YC150-2CS150 Fig. 9. Displacement left and right side of collector head of pantograph during test with speed v = 160 km/h, overhead contact line YC150-2CS150 Hd [mm] 5645 5640 5635 5630 5625 5620 5615 5610 5605 5600 5595 5590 5585 5580 5575 5570 5565 5560 5555 5550 5545 5540 5535 5530 5525 5520 5515 5510 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 Ryc. 10. Dynamiczna wysokość przewodów jezdnych sieci YC120-2CS150 Fig. 10. Displacement of a contact point of a pantograph and contact line overhead contact line YC120-2CS150

Dla sieci YC120-2CS150 maksymalna zmiana dynamicznej wysokości w przęśle wyniosła 82 mm (wystąpiło w przęśle naprężenia), a wartość średnia z wszystkich prób wynosi 26±13 mm. Dla sieci YC150-2CS150 maksymalna zmiana dynamicznej wysokości w przęśle wyniosła 62 mm (wystąpiło w przęśle naprężenia), a wartość średnia z wszystkich prób wynosi 24±9 mm. Kształt zmiany dynamicznej wysokości jest zbliżony do sinusoidy, co świadczy o poprawnej współpracy odbieraka prądu z siecią jezdną. Postać graficzną dynamicznej wysokości pokazano na ryc. 10 i 11. 91 5,680 H d [mm] 5,660 5,640 5,620 5,600 5,580 5,560 5,540 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 Ryc. 11. Dynamiczna wysokość przewodów jezdnych sieci YC150-2CS150 Fig. 11. Displacement of a contact point of a pantograph and contact line overhead contact line YC150-2CS150 4.3.4. Uniesienia przewodów jezdnych pod wpływem przejeżdżającego pantografu Dla sieci YC120-2CS150 uniesienie przewodów jezdnych pod słupem przy prędkości 178 km/h wynosi 95 mm. Dla sieci YC150-2CS150 uniesienie przewodów jezdnych pod słupem przy prędkości 160 km/h, wynosi 85 mm. Postać graficzną uniesienia przewodów jezdnych pokazano na ryc. 12 i 13. 4.3.5. Analiza obrazu współpracy pantografu z siecią jezdną z użyciem kamery TV Do przeglądu obrazów współpracy pantografu z sieciami jezdnymi użyto funkcji zmniejszenia szybkości 50% i klatki stojącej. Rejestracji i przeglądu obrazu dokonano na całym odcinku pomiarowym, to jest na dwóch odcinkach naprężenia sieci YC120-2CS150 i YC150-2CS150. Nie stwierdzono iskrzeń pomiędzy ślizgaczem a przewodami jezdnymi. Współpraca pantografu z siecią trakcyjną była prawidłowa, bez iskrzeń, odezwań i gwałtownych kołysań.

92 uniesienie przewodów jezdnych [cm] 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 12 24 36 48 60-1 -2-3 Ryc. 12. Uniesienie przewodów jezdnych w 3/4 długości przęsła, v = 178 km/h Fig. 12. Uplift of the contact wires in 3/4 length of the span, v = 178 km/h uniesienie przewodów jezdnych [cm] 14 13 12 11 10 9 3/4 długośći przęsła za 117-4 8 7 6 5 pod słupem 117-4 pod słupem 115-14 4 3 pod słupem 115-16 2 1 v [km/h] 0 110 120 130 140 150 160 170 180 Ryc. 13. Uniesienie przewodów jezdnych w funkcji prędkości dla obu typów sieci trakcyjnej Fig. 13. Uplift of the contact wires, driving speed function of YC120-2CS150 and YC150-2CS150

4.3.6. Obliczenie wartości siły stykowej między pantografem a siecią jezdną Obliczając wartości siły stykowej między pantografem a siecią jezdną, posłużono się następującym algorytmem: obliczono prędkość ślizgacza v śl, która jest pierwszą pochodną przemieszczenia ślizgacza h śl względem czasu t, obliczono przyspieszenie, które jest drugą pochodną przemieszczenia ślizgacza h śl względem czasu t. Chwilowe wartości siły stykowej pantografu obliczono, mnożąc chwilowe wartości przyspieszeń przez masę zastępczą ruchomej części pantografu (32 kg dla pantografu 5ZL) i dodając wektorowo do wartości siłę statyczną pantografu. Prędkość chwilową i przyspieszenie chwilowe jako pochodną obliczono metodą wielomianu interpretacyjnego. Wykresy chwilowych wartości siły stykowej pantografu we współpracy z siecią jezdną podczas próby z maksymalną prędkością dla sieci YC120-2CS150 i sieci YC150-2CS150 pokazano na ryc. 14 i 15. Wartość średnia siły stykowej w próbie (sieć YC120-2CS150) wyniosła 96 N, a odchylenie standardowe 7 N. Wartość Fm 3σ = 75 N. Wartość średnia siły stykowej w próbie (sieć YC150-2CS150) wyniosła 96 N, a odchylenie standardowe 2 N. Wartość Fm 3σ = 90. 93 120 F stykowa [N] p6 110 100 90 80 70 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Ryc. 14. Siła stykowa powstała pomiędzy ślizgaczem pantografu i YC120-2CS150 Fig. 14. Contact force bitten pantograph and overhead contact line YC120-2CS150

94 100 F stykowa [N] 99 98 97 96 95 94 93 92 91 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 Ryc. 15. Siła stykowa powstała pomiędzy ślizgaczem pantografu i YC150-2CS150 Fig. 15. Contact force bitten pantograph and overhead contact line YC150-2CS150 5. Wnioski Z przeprowadzonych badań statycznych nowych typów sieci trakcyjnej wynika, że prawidłowe są: naciągi przewodów jezdnych i lin nośnych, wysokość zawieszenia przewodów jezdnych, tolerancja wysokości zawieszenia przewodów jezdnych, różnice wysokości zawieszenia na sąsiednich konstrukcjach wsporczych, odsuwy przewodów jezdnych, długości przęseł, współczynnik nierównomierności elastyczności dla sieci YC150-2CS150. Współczynnik nierównomierności elastyczności dla sieci YC120-2CS150 jest większy o 50% od wartości obliczeniowej, lecz spełnia wymagania standardu PKP do 160 km/h i karty [2]. Z przeprowadzonych badań dynamicznej współpracy sieci trakcyjnych YC120-2CS150 i YC150-2CS150 z pantografem 5ZL, przy prędkości jazdy od 120 do 160 km/h, stwierdzono, że sieci trakcyjne spełniają wszystkie wymagane kryteria i mogą być stosowane na PKP do prędkości jazdy 160 km/h. Szacuje się, że te typy sieci będzie można obciążać prądem ponad 2500 A. Literatura [1] K a n i e w s k i M., Badania eksploatacyjne doświadczalnego odcinka sieci trakcyjnej zbudowanej z doświadczalnej partii elementów przewodzących z miedzi srebrowej, CNTK, Warszawa 2006. [2] UIC Code 799-1 OR Characteristics of direct-current overhead contact systems for lines worked at speeds of over 160 km/h and up to 250 km/h, Paryż 2000. [3] Wechselwirkung Stromabnehner/Fahrleitung, European Rail Research Institute ERRI A 186/RP 1, Utrecht, 04.1996.