Зачем на некоторых железнодорожных столбах висят грузы

У инфраструктуры железной дороги сопутствующим элементом являются линии электропередач, которые проведены на сотни и даже тысячи километров. Вдоль железнодорожного пути установлены высокие столбы (опоры), а между ними протянуты длинные провода. Иногда на некоторых столбах можно заметить необычные подвешенные конструкции, напоминающие грузики или бетонные блины. Интересно, для чего они предназначены?

Эти необычные конструкции — не что иное, как блочно-полиспастные компенсаторы (БПК) тросов подвески, которые относятся к контактной сети. Функциональность устройства сравнительно проста, хотя и опирается на достаточно тонкие инженерные расчёты. Давайте разберемся чуть подробнее.

Линии электропередач, особенно те, что обслуживают железные дороги, требуют надежной и безопасной работы в самых разных условиях. Поэтому для подвески контактных проводов и несущих тросов используется сталь. (Хотя непосредственно постоянный ток на электровоз передает медный трос. ) Выбор материала не случаен: сталь обладает высокой прочностью на разрыв, превосходящую многие другие металлы, и демонстрирует значительную механическую устойчивость к внешним воздействиям. Это позволяет стальным проводам выдерживать сильные ветровые нагрузки, снеговые и ледяные отложения, которые особенно опасны для высоковольтных линий, расположенных в открытой местности, где ветер может достигать значительных скоростей.

Но сталь, как и любой другой металл, обладает коэффициентом теплового расширения. Это означает, что при изменении температуры, даже незначительном, длина стального провода меняется. На коротких участках изменение длины несущественно, но на протяжённых линиях электропередач — может достигать нескольких метров. Это вызывает значительные деформации в проводах и контактной сети, способные привести к их провисанию и износу, деформации опор, а в худшем случае — к обрывам проводов и аварийным ситуациям, с серьёзными последствиями для железнодорожного движения.

Вот здесь-то и вступают в дело блочно-полиспастные компенсаторы, которые регулируют изменение длины тросов в результате теплового расширения и токовых нагрузок. Эти устройства были разработаны еще в самом начале развития электрического железнодорожного транспорта и на протяжении многих лет играли важную роль в поддержании стабильного натяжения проводов. Блочно-полиспастные компенсаторы устроены таким образом, что провода проходят через систему блоков и роликов, что позволяет регулировать их длину с помощью подвешенных тяжелых грузов (масса стандартна: 12,5 или 25 кг). Когда троса провисают, грузы опускаются, тем самым натягивая всю сеть. Наоборот, если трос натягивается слишком сильно, грузы поднимаются, ослабляя натяжение в системе. Касаться опоры они не должны. Проектирование и установка таких компенсаторов требует тщательного подхода. Инженеры каждый раз индивидуально рассчитывают порядок и места установки блоков, учитывая множество факторов, таких как климатические условия, типы поездов, расстояние между опорами и специфику местности.

Однако, несмотря на свою простоту и эффективность, блочно-полиспастные компенсаторы постепенно выходят из эксплуатации. Хотя увидеть их можно возле путей по всей стране. В последние годы на железных дорогах все чаще применяются современные автоматические системы компенсации, например, ретракторные с пружинами. Подробнее в ГОСТ 32623—2014. Новые системы не только компактны по размерам, но и более надежны и безопасны для железнодорожных перевозок. Таким образом, переход на современные технологии компенсации проводов является важным шагом в развитии железнодорожного транспорта.

Спасибо за внимание.