Как называется токоприемник на электричке

Непростое устройство токоприёмника (пантографа)

Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 01.11.2021

Сегодня мы разберем один небольшой такой вопросик, что это за штуки на крыше электровозов и электропоездов и почему их иногда так много?

Токоприемник на электропопезде

Так вот «эти штуки» называются токоприемники или иногда на профессиональном сленге пантографы. Предназначены они для передачи с помощью скользящего контакта электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза. Вот и всего-то делов.

Но на самом деле это очень важные и не простые устройства. Разберем кратенько без всяких замудреностей как он устроен и работает.

пантограф

Токоприемник это довольно легкая конструкция размещающаяся на небольшой раме и включает в себя подвижные рамы-полые трубы, которые несут так называемые каретки а на каретках располагается само контактное устройство-полоз, в пазах которого находятся угольные вставки, все это устройство поднимается и опускается подъемно-опускающим механизмом.

Токоприемник электровоза

Подъемно-опускающий механизм включает в себя пневматический цилиндр, подъемные и опускающие пружины. Все токоприемники поднимаются сжатым воздухом и удерживаются в поднятом положении подъемными пружинами а при опускании токоприемника воздух из цилиндра выходит в атмосферу и посредством опускающих пружин через тяги и шарнирные связи усилие подъемных пружин нейтрализуется и токоприемник опускается.

Во время движения полоз токоприемника, поддерживаемый каретками скользит по контактному проводу угольными вставками и происходит токосъем.

Вся работа токоприемников управляется с пульта машиниста соответствующими кнопками. На односекционных электровозах располагается два токоприемника с обоих концов на крыше электровоза.

Электровоз

На двухсекционных электровозах на каждой секции располагается по одному токоприемнику ближе к кабине. Во время движения в поднятом состоянии находится задний токоприемник а передний опущен, это все не просто так и определено правилами эксплуатации электровозов, если впереди машинист увидит неисправность контактной сети, такое бывает не так уж и редко, он успеет опустить задний токоприемник и не повредить токоприемники.

Но бывают ситуации когда необходимо следовать на двух поднятых токоприемниках, например когда на контактной сети образуется наледь.

Больше токоприемников мы видим на электропоездах. Конструкция их точно такая-же как и на электровозах, но дело вот в чем. Состав электропоезда включает в себя 10 и более вагонов, так как электропоезд двигается сам, то он имеет в своем составе моторные и прицепные вагоны. Как правило эти вагоны чередуются через один. Моторный вагон имеет тяговые электродвигатели, которые через систему электроаппаратов и снабжают электроэнергией токоприемники, поэтому так много токоприемников на крыше электропоезда. Управление токоприемниками на электропоездах осуществляется точно также как и на электровозах с пульта машиниста. Вот в целом и все.

Источник

Токоприёмник

Токоприёмник — электрический аппарат для создания контакта электрического оборудования электроподвижного состава с контактной сетью. Токоприёмники различают по условиям работы — для токосъёма с воздушной (проводной) контактной подвески и с контактного рельса; по конструктивному исполнению — пантографные (называемые пантографами), дуговые, штанговые.

Содержание

Пантограф

Пантографные токоприёмники имеют подъёмный механизм в виде шарнирного многозвенника. Они применяются на электроподвижном составе магистральных железных дорог и трамваях. Такие токоприёмники предназначены для токосъёма при высоких скоростях движения. Пантографный токоприёмник (рис. 1) имеет подвижные рамы, соединённые с помощью рычагов с неподвижным основанием. На верхних рамах установлены один (обычно на электровозах постоянного тока) или два полоза, снабжённые контактными вставками, которые при движении электроподвижного состава скользят по контактному проводу. Перевод токоприёмника в рабочее положение осуществляется пневматическим приводом, установленным на основании токоприёмника или на крыше электроподвижного состава. Токоприёмник поднимается пружинами при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр и опускается при выпуске воздуха. Давление в пневмоцилиндре поддерживается в течение всего рабочего времени электроподвижного состава. Некоторые токоприёмники оборудованы автоматическими устройствами для опускания их при ударе полоза о неисправный элемент контактной сети, что обеспечивает локализацию возникшего повреждения.

Токоприёмники на высокоскоростном электроподвижном составе иногда выполняют в виде двух подвижных систем (рис. 2) с использованием авторегулирования: на небольшие изменения высоты подвеса контактного провода реагирует только верхняя система, а при больших её изменениях (например, в зоне низких искусственных сооружений) верхняя подвижная система приводит в действие нижнюю. Для улучшения качества токосъёма на этих токоприёмниках установлены гидравлические амортизаторы и аэродинамические экраны.

Полупантограф

Полупантограф (англ. single arm pantograph) или асимметричный токоприёмник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа.

Преимущества полупантографа перед обычным пантографом:

Однако у полупантографа есть недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда компании, не способные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.

Дуговые и штанговые токоприёмники

Дуговые и штанговые токоприёмники применяют на трамваях, штанговые — только на троллейбусах.

Рельсовый токоприёмник

Рельсовый токоприёмник распространён на метрополитенах. Принципиальную конструкцию токоприёмника определяет контактный рельс, характеризующийся большой жёсткостью и малым изменением высоты над уровнем ходовых рельсов. Такой токоприёмник обеспечивает относительно высокое контактное нажатие (до 300 Н) и малый ход подвижных частей (не более 30 мм), что повышает качество токосъёма. На электроподвижном составе отечественных метрополитенов токосъём осуществляется с нижней поверхности контактного рельса, за рубежом — с верхней или с нижней. Токоприёмник (рис. 3) устанавливается на кронштейнах, прикреплённых к буксам вагона через изолированный брус. Непосредственный контакт токоприёмника с контактным рельсом осуществляет башмак, который прикреплён к держателю со стороны рифлёной поверхности болтами. Необходимое статическое нажатие создаётся работающими на сжатие пружинами, расположенными между кронштейнами и держателем. Ток от башмака к кронштейнам протекает через гибкие шунты. На кронштейне закреплён контактный палец для подключения гибкого кабеля, соединённого с питающей шиной для передвижения вагона по участку, не оборудованному контактным рельсом. Рифлёные поверхности позволяют надёжно закреплять башмак на держателе на разной высоте, которую постепенно увеличивают по мере износа бандажей колёс вагона для сохранения определённого положения башмака по отношению к контактному рельсу. Токоприёмник имеет штырь, удерживающий башмак в случае необходимости в крайнем нижнем положении, что исключает соприкосновение его с контактным рельсом.

Токоприёмники могут снабжаться приводами с дистанционным управлением, позволяющими из кабины машиниста поднимать или опускать башмаки.

Источник

Пантограф (токоприёмник)

Панто́граф (токоприёмник типа пантограф, пантографный токоприемник) — токоприёмник с подъемным механизмом в виде шарнирного многозвенника, обеспечивающим вертикальное перемещение контактного полоза. [1]

Пантограф служит для обеспечения надёжного электрического соединения с контактным проводом контактной сети электрического подвижного состава железных дорог (электровоза, электропоезда, в том числе их электросекций), трамваев.

Название пантографа произошло от похожего на него по форме устройства для копирования чертежей (от греч. παντ — всё, греч. γραφ — писать).

Содержание

Устройство пантографа

Пантограф имеет контактный полоз, закреплённый на подвижных устройствах — каретках. Каретки упруго закреплены на верхних рамах пантографа. Верхние рамы через систему рычагов шарнирно крепятся к нижней раме. Нижняя рама пантографа через изоляторы жёстко закреплена на крыше.

Все части пантографа находятся под полным напряжением контактной сети. Ток протекает и через шарнирные соединения пантографа, для уменьшения переходного сопротивления в соединениях и электрокоррозии все шарниры имеют гибкие медные шунты. Для подъёма и опускания пантографа на трамваях используется механический привод (например, с верёвкой в кабину на советских трамваях или электропривод с дистанционным управлением на современных иностранных и российских трамваях), на электропоездах и электровозах — пневматический.

На электровозах пантографы устанавливаются на каждой секции, но не менее двух на электровоз. То есть на односекционных электровозах — два (для избыточности). [2] На электровозах постоянного тока может устанавливаться по два пантографа на секцию, потому что более низкое, чем при переменном токе, напряжение в контактной сети обуславливает более высокие токи при трогании и разгоне. Поэтому при плохом контакте между контактным проводом и контактным полозом токоприёмника может возникать электрическая дуга, что создаёт опасность пережога контактного провода.

На электропоездах и электросекциях устанавливается по одному пантографу на моторном вагоне каждой секции. Трамваи обычно имеют по одному токоприёмнику на моторный вагон. (Но встречаются и исключения, например вагон типа 71-88Г. Современные многосекционные трамваи также, если надо, могут комплектоваться двумя токоприемниками.)

Провод подвесной контактной сети, предназначенной для использования транспортными средствами, оборудованными пантографом, укладывают не строго вдоль пути движения, а с небольшим зигзагом. Это препятствует неравномерному износу контактного полоза пантографа.

Практика использования пантографа

На электровозах, имеющих два или более пантографа, при движении обычно поднимают задний по ходу пантограф. Это может быть связано с несколькими соображениями:

На многосекционных локомотивах, электропоездах и электромотрисах нет необходимости поднимать пантограф на каждой секции или моторном вагоне, так как секции соединены между собой высоковольтной шиной, проходящей по крыше или по сцепке. Поэтому поднимают лишь столько пантографов, сколько необходимо для обеспечения нормального токосъёма и безопасности контактного провода от пережога.

На мощных электровозах постоянного тока, потребляющих большой ток и имеющих более одного токоприёмника на секцию (например, ЧС200, ВЛ15, 2ЭC10 «Гранит»), во время наибольшего энергопотребления (при трогании и разгоне) могут быть подняты все пантографы для обеспечения большего количества точек токосъёма. После разгона передние по ходу пантографы опускают.

Полупантограф

Полупантограф (название в английском языке — single arm pantograph) или асимметричный токоприемник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа. Преимущества полупантографа перед обычным пантографом таковы:

Однако есть у полупантографа и недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда хозяйства, неспособные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.

Трамвайный пантограф

Если железнодорожные пантографы стали применяться уже на самых первых электрических железных дорогах, то трамвайные пантографы появились не сразу. До массового распространения трамвайных пантографов довольно широко были распространены трамваи со штанговыми и бугельным токоприёмниками. (Показательно, в частности, то, что некоторые города продолжают эксплуатировать трамваи со штанговым токоприёмником, несмотря на то, что пантограф намного надёжнее штангового приёмника.)

Пантограф против штанги

Первые трамваи с пантографами появились в США в 30-е годы. До этого в США безраздельно господствовал штанговый токоприемник, использовавшийся и во многих других странах Америки и некоторых странах Европы. Но штанговый токоприемник обладает следующими недостатками:

Пантограф ото всех этих недостатков свободен. В частности:

Пантограф также симметричен относительно направления движения — допускает движение в обоих направлениях с одинаковой скоростью. Штанговый токоприемник (любой) таким свойством не обладает. То есть, и трамвай со штанговым токоприемником, и троллейбус могут достаточно быстро ехать только вперед, но назад и тот, и другой могут ехать только сравнительно медленно. Трамвай же с пантографом может одинаково быстро ехать и вперед, и назад. Последний фактор обуславливает тот факт, что практически все современные двусторонние трамваи оснащаются только пантографами (или полупантографами). Естественно, пантограф практически вытеснил штангу, и подавляющее большинство современных трамваев используют пантографы или полупантографы. Трамваи же со штанговыми токоприёмниками сохранились лишь в очень небольшом количестве городов, где они, помимо транспортной функции, вкупе с городской архитектурой выполняют декоративную функцию.

Пантограф против бугеля

Бугельный токоприемник обладает многими (но не всеми!) преимуществами пантографа перед штанговым токоприемником. То есть, как и пантограф, бугель не нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе и не подвержен риску схода с контактного провода. Как и при использовании пантографа, при использовании бугеля трамвайная контактная сеть получается конструктивно сравнительно простой (отсутствуют за ненадобностью стрелки на контактном проводе) и, как следствие, более надёжной. На этом фоне в Европе, сделавшей ставку на бугельный токоприёмник ещё на заре электрического трамвая как вида транспорта, преимущества пантографа перед бугелем поначалу замечены не были. Более того, достаточно долгое время (как это наблюдалось, например, в СССР) трамваи с бугелями и трамваи с пантографами эксплуатировались одновременно одними и теми же трамвайными системами. Но бугель, как и штанговый токоприемник, сравнительно трудноуправляем, — трамвайный пантограф в простейшем случае довольно легко управляется посредством простого тонкого троса, пропущенного в кабину машиниста, тогда как бугелем так управлять из кабины машиниста просто физически не получится. Частично уравнивает шансы пантографа и бугеля дистанционное управление (с электроприводом, например), но электропривод для управления бугелем требуется более мощный, чем для управления пантографом. Также, как и штанговый токоприемник, бугель сравнительно громоздкий — в опущенном положении бугель занимает половину крыши трамвайного вагона. Сыграло свою роль и отсутствие необходимости переделки контактной сети при отказе от бугеля в пользу пантографа. В результате пантограф одержал победу и над бугелем — в настоящее время бугельный токоприёмник используют только поддерживаемые в исправном состоянии старые трамваи, используемые в большинстве случаев лишь для экскурсионных поездок.

Автомобильный пантограф

Компания Siemens разрабатывает грузовик с гибридным двигателем использующий пантограф. [3] Использование пантографа (в отличие от штанги в троллейбусах), не требует остановки для подсоединения/отсоединения от сети.

Источник

Как называется токоприемник на электричке

Токоприемник служит для передачи электрической энергии от контактного провода к оборудованию электропоезда.

На электропоездах установлены токоприемники ТЛ-13У1-01, состоящие из следующих основных узлов:

-основания 6 (рис. 2.1);

-подвижной системы, состоящей из нижних 1 и верхних 2 трубчатых рам;

— верхнего узла, состоящего из полоза 8 и кареток 9;

— механизма подъема и опускания токоприемника.

На основании закреплены четыре кронштейна 5 с изоляторами 4, через которые токоприемник крепят на крыше вагона. Перестановкой кронштейнов на основании обеспечивают размер (1450×1980 мм), необходимый для установки токоприемника.

При подаче сжатого воздуха в цилиндр пневмопривода 5 (рис. 2.2) поршни 11 привода расходятся, сжимая опускающие пружины 10 и поворачивая валы 8. При этом валы 8 через тяги 7 поворачивают валы 9, на которые дополнительно действует усилие поднимающих пружин 2. Поворачиваясь под действием поднимающих пружин и поршней, валы 9 поднимают нижнюю и верхнюю рамы токоприемника с полозом. Усилие прижима полоза поднятого токоприемника к контактному проводу зависит только от усилия поднимающих пружин 2. При падении давления сжатого воздуха в цилиндре пневмопривода сжатые опускающие пружины 10 сдвигают поршни 11, преодолевая при этом усилие поднимающих пружин 2, и, поворачивая валы 8, опускают рамы токоприемника. Для уменьшения износа полоза токоприемника и контактного провода на полозе 5 (рис. 2.3) установлены угольные вставки 2, которые заменяют по мере износа. Вставки 2 крепятся на полозе 5 болтами с помощью прижимных планок 1. Чтобы исключить попадание контактного провода за полоз при проходе воздушных стрелок, на концах полоза 5 имеются концевые скосы 4.

Для смягчения ударов полоза 8 (см. рис. 2.1) о контактный провод при подъеме

Рис. 2.1. Токоприемник ТЛ-13У-01:

Рис. 2.2. Привод токоприемника:

Технические характеристики токоприемника ТЛ-13У1-01

Длительно допустимый ток, А:

Максимальная высота подъема от сложенного состояния, мм, не менее 2100

Величина усилия статического нажатия на контактный провод, Н (кгс):

активного, не менее. 60 (6)

Давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см2 ):

минимальное. 0,35 (3,5)

Разность между максимальным и минимальным усилиями прижима при одностороннем движении токоприемника

в рабочем диапазоне, Н (кгс), не более. 10(1)

Масса (без изоляторов), кг. 290

токоприемника полоз крепят к верхним рамам 2 с помощью кареток 9. Каретка (рис. 2.4) представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, обеспечивающих вертикальное перемещение полоза относительно рамы токоприемника в пределах 50 мм.

лия нажатия Р от высоты подъема Н полоза показано на рис. 2.5.

Характеристики токоприемника проверяют в следующей последовательности:

1.В цилиндр подают воздух. При этом токоприемник поднимается.

2. Закрепив динамометр, уравновешивают полоз токоприемника поочередно на высоте 400, 1000, 1500, 1900 мм.

3. Постепенно ослабляя натяжение динамометра в каждой точке, измеряют

Рис. 2.3. Полоз токоприемника:

Рис. 2.4. Каретка токоприемника:

усилие нажатия в начале движения полоза вверх, а затем, увеличивая натяжение динамометра, усилие нажатия в начале движения полоза вниз.

Регулируют усилие нажатия поднимающими пружинами, вращая их на штырях, укрепленных на главных валах токоприемника. Сезонную регулировку характеристик токоприемника выполняют перед зимним и летним периодом эксплуатации, что устанавливается нормативными документами МПС и дороги, где эксплуатируются электропоезда.

Техническое обслуживание. Надежность работы токоприемника обеспечивается прежде всего прочностью рам и полозов, состоянием контактных накладок на полозах, величиной трения в шарнирах подвижных рам, четкостью работы пневматического привода и пружин, состоянием электрической изоляции.

Рис. 2.5. Статическая хараыерис гика токоприемника:

Возможные неисправности токоприемника, их причины и способы

Посіє подачи воздуха в привид подвижная система не остается на нужной высоте, а медленно

Нарушена герметичность привода

Осмотреть привод и заменить изношенные манжеты

Характеристика усилия статического нажатия и иеет «завалы » в рабочем диапазоне высоты

Нарушена регулировка усилия статического нажатия

Поднимающие пружины имеют остаточную деформацию

Отрегулировать усилие Заменить пружины

Длина трещин или сколов на изоляторе более 20% возможного пути перекрытия током

Повреждения изолятора в эксплуатации

После подачи воздуха токоприемник не поднимается

Лопнул или отсоединился рукав подачи воздуха в цилиндр пневмопривода

Замерзание или обледенение шарнирных узлов

Присоединить или заменить поврежденный рукав

Поднимать токоприемник методом раскачки (подъем опускание несколько раз)

Угольная вставка полоза перемещается в одном ти нескольких направлениях

Ослаблено крепление вставки

Подтянуть болты крепления, заменить прижимные планки. При сильном износе заменить вставку

Повышенный износ подвижных деталей каретки

Отсутствует смазка в сочленениях каретки Имеются перекосы элементов каретки

Проверить правильность сборки деталей. Устранить перекосы

Повышенный износ шунтов

Шунты неправильно установлены при сборке

Проверить, чтобы шунты не терлись о другие детали. Изношенные шунты (повреждено 25% жил) заменить

Токоприемник захоОит на воздушной стрелке за контактный провод

Ослаблены винты крепления контактных пластин на скосах каркаса полоза

Нарушена симметрия токоприемника относительно вертикальной оси

Затянуть винты, запилить пластины

Погнута или лопнула синхронизирующая тяга. Тягу заменить.

Ослабло крепление рычага синхронизирующей тяги. Крепление подтянуть

При каждом виде ремонта и технического обслуживания токоприемника проверяют состояние подвижных рам и полоза. Накладки полоза должны быть надежно закреплены, подплавы и поджоги на их поверхности зачищены. Полозы, имеющие толщину угольной вставки менее 10 мм, заменяют. Если на угольных вставках имеются поперечные трещины в количестве не более двух на каждую и они не ослабляют крепление, вставки можно эксплуатировать далее. Не заменяют также вставки со сколами, если ширина скола на поверхности трения не превышает 15 мм, а глубина — 5 мм. Плавная волнистость рабочей поверхности вставки не является браковочным признаком.

Зазор между угольными вставками, смонтированными на полозе со сторо-

ны контактной поверхности, не должен превышать 0,5 мм. Стыки вставок и накладок друг с другом и с торцами металлических концевых скосов полоза тщательно запиливают для обеспечения плавного перехода провода по стыку.

Контролируют надежность крепления вставок на полозах. При необходимости болты, крепящие вставки и прижимные планки, подтягивают. При одностороннем износе угольных вставок допускается переворачивание полоза в горизонтальной плоскости другой стороной. Изношенные по диаметру более чем на 1 мм оси крепления полоза к кареткам заменяют новыми.

Детали токоприемника, имеющие трещины или изломы, заменяют. Не допускается заедание шарнирных соединений. Смазочный материал на полозы.

в цилиндры и шарнирные соединения токоприемника добавляют в соответствии с картой смазки. Опорные изоляторы и полихлорвиниловые трубки воздушной магистрали очищают от грязи.

Перекосы в креплении рычагов кареток устраняют, пружины кареток в случае уменьшения жесткости заменяют. Проверяют состояние шплинтов.

Время подъема и опускания токоприемника регулируют редуктором (дроссельным клапаном) клапана токоприемника, установленного в шкафу № I моторного вагона.

Величину опускающей силы и максимальную высоту подъема регулируют изменением длины тяги пневматического привода, имеющей для этой цели по концам правую и левую резьбу. Перед регулировкой контргайки на тяге отпускают, после регулировки надежно затягивают.

В зимнее время с полозов токоприемников удаляют снег и лед, подвижные трубы покрывают антигололедной смазкой.

Источник