Полигонная подвеска (рис.7, в, г) - это такая подвеска, при которой на прямых участках по обе стороны от проводов подвешивают несущие тросы, располагаемые в наклонных плоскостях со спуском их к контактным проводам. Несущие тросы связаны несколькими поперечными струнами, которые служат гибкими поперечинами для подвески контактных проводов. Длина пролета между точками крепления несущих тросов по сравнению с простой подвеской может быть увеличена в 1,5-2 раза, а в. особых случаях - и более. Расстояние между струнами на прямых участках 15-20 м. Подвеска пригодна для прямых и кривых участков пути, причем на кривом участке может быть несущий трос лишь с одной стороны.
По сравнению с простой подвеской полигонная обеспечивает лучший токосъем благодаря уменьшению стрел провеса провода при одном и том же его натяжении вследствие более частого подвешивания. Для этой подвески требуется меньшее число опор.
Вместе с тем подвеска обладает рядом недостатков: повреждение несущего троса или струны одного пути вызывает нарушение движения обоих направлений, довольно сложный монтаж и регулировку системы в пролетах.
Полигонная подвеска не получила широкого распространений, но в виде отдельных включений встречается довольно часто на кривых участках пути трамвая, на больших площадях, мостах, путепроводах для подвески проводов трамвая или троллейбуса, когда отсутствуют здания, а опоры можно установить только с увеличенным пролетом. Полигонную подвеску часто применяют в одном из упрощенных вариантов: ' в виде угольника или трапеции (рис.7, д, е). Допустимая скорость движения до 45 км/ч.
В частично компенсированной простой подвеске на наклонных струнах - маятниковой подвеске (рис.8) - провода располагаются зигзагообразно 'по ломаной линии с отклонением вправо и влево от оси пути.
На поперечине или кронштейне провод закрепляют на подвеске с двумя параллельными струнами, воспринимающими силу тяжести провода и арматуры и горизонтальное усилие от оттяжки провода для зигзага. Параллелограмм, образованный струнами с верхними и нижними подвесами, обеспечивает вертикальное положение оси провода при всех наклонах струн в рабочем диапазоне.
Частичная компенсация - натяжения происходит следующим образом. Наклон струн (рис.8, б) определяется равнодействующей R1 от действия вертикальной силы тяжести подвески Q и горизонтальной силой от зигзага Z1. При понижении температуры провод будет уменьшаться в длине, что повлечет увеличение натяжения его и увеличение усилия от зигзага Z2, а горизонтальная сила Q останется неизменной. Установится, новое равновесие с равнодействующей R2, которая определит направление струн. При этом провод поднимется несколько вверх, произойдет спрямление зигзагообразной линии; длина этой ломаной линии становится меньше, чем до понижения температуры. Вследствие этого натяжение в проводе увеличится несколько меньше того, каким оно было бы при отсутствии наклонных струн и зигзага.
Обратная картина наблюдается при повышении температуры - увеличение зигзага и вследствие этого компенсация натяжения. Компенсация натяжения будет частичной, поскольку лишь часть приращения длины провода компенсируется изменением зигзага. Вместе с тем подвеска позволяет сгладить резкие изменения натяжения и для определенных климатических условий автоматически поддерживать натяжение, провода в заданных пределах.
Наклонное расположение струн обеспечивает эластичность подвески. В точке подвеса под действием силы нажатия токоприемника на провод Р (рис.8, г) вертикальная составляющая будет равна разности Q - Р, а горизонтальная сила Z практически сохранит то же значение, что и при отсутствии токоприемника. С изменением усилий изменится равнодействующая, а следовательно, и наклонная струна сместится в сторону уменьшения зигзага, а провод поднимется вверх. Влияние токоприемника будет сказываться не только в точке подвешивания, но и в пролете, поскольку усилие нажатия токоприемника частично разгружает подвес.
Уменьшение зигзага при движении токоприемника благоприятно сказывается на устойчивости токосъема, так как при этом как бы скругляются вершины зигзага;
Длину струны рекомендуется принимать 0,5-0,6 м, а углы излома контактного провода в вершинах зигзага - не более 5°.
Подвеску применяют на троллейбусных линиях при радиусе криволинейных участков не менее 200 м. Длина пролета, между опорами на прямых участках 35-40 м. Скорость движения подвижного состава, допускаемая этой подвеской на прямых участках, 50 км/ч.
Компенсированная простая петлевая подвеска является улучшенным вариантом подвески благодаря креплению контактного провода в опорных точках посредством продольных оттяжных тросов и автоматической грузовой компенсации натяжения провода. Улучшение токосъема происходит вследствие повышения эластичности подвески. Подвеска рекомендована для реконструируемых участков трамвайных линий протяженностью не менее 400 м и при радиусе криволинейных участков не менее 200 м для замены простой подвески компенсированной. Подвеска по условиям токосъема уступает полукомпенсированной цепной, и поэтому ее используют лишь в случае нецелесообразности или невозможности осуществления цепной полукомпенсированной. Длина пролета между опорами на прямых участках 40-45 м, а допустимая скорость движения 60 км/ч.
В целом эту подвеску по основным качествам следует рассматривать как промежуточную между простыми и цепными. В частности, она удобна при сопряжении простой подвески с цепной.
Цепные подвески (рис.9) применяют для обеспечения нормального токосъема при повышенных скоростях движения. Характерной их особенностью является подвеска контактного провода к продольному несущему тросу, которой закрепляется на опорных конструкциях. Длина пролета Ь Между точками закрепления троса на опорных конструкциях, по сравнению с простой подвеской, значительно увеличивается и вместе с тем длина пролетов между точками закрепления провода на несущем тросе (струновые пролеты) уменьшается. Провес контактного провода при этом уменьшается, и контакт между проводом и токоприемником улучшается, что особенно необходимо при больших скоростях движения.
Цепные подвески по способу закрепления контактного провода к несущему тросу могут быть разделены, на две группы: одинарные цепные подвески, в которых контактные провода подвешивают на струнах непосредственно к несущему тросу (рис.9, а); двойные цепные подвески, в которых к несущему тросу подвешивается на струнах вспомогательный провод, а к нему, в свою очередь, крепят контактные провода. Двойная подвеска на городском электротранспорте не получила распространения из-за сложности устройства и сравнительно небольших скоростей движения.
По способу размещения и количеству струн в пролете цепные подвески могут быть:
с простыми опорными струнами (см. рис.9, а) при расположении струны под опорой или вблизи от нее (не далее 1-2 м);
без опорных струн, когда струны размещаются в пролете (рис.9; б, в, г);
с рессорными опорными струнами (рис.9, д);
с большим числом струн в пролете (см. рис.9, а);
с малым числом струн в пролете (1-4 струны) (см. рис.9, б, в, г).
Подвеска с опорными струнами в пролете имеет большую неравномерность эластичности по длине пролета, что ухудшает токосъем. Подвеска без опорных струн имеет большую равномерность эластичности по пролету и предпочтительна для применения при повышенных скоростях движения.
Подвеска с большим числом струн в пролете характерна для железнодорожных контактных подвесок, где применяются большие пролеты (до 70-80 м) и скорости движения.
Подвески с малым числом струн в пролете" получили широкое распространение в сетях городского электротранспорта. В троллейбусной сети подвеска имеет по две струны, равномерно распределенные в пролете. Для подвески применяют скользящие струны минимальной длины. В трамвайной сети длина струнового пролета 10-15 м, а количество струн 3-4. Длина струнового пролета с фиксатором уменьшается на 2-3 м от нормального в конкретной подвеске. Длина опорных пролетов в трамвайной, троллейбусной сетях и при совместной подвеске 45-50 м.
Полукомпенсированная цепная подвеска применяется на участках трамвайных и троллейбусных линий протяженностью не менее 400 м при радиусе кривых не менее 100 м. Допустимая скорость движения для полукомпенсированных цепных подвесок 80 км/ч.
Некомпенсированная цепная подвеска применяется при отсутствии условий для применения полукомпенсированной: на участках трамвайных и троллейбусных линий протяженностью 150-400 м при радиусе кривых в плане не менее 100 м, в транспортных тоннелях и под инженерными сооружениями при высоте проема (в свету) более 5 м, а также для перекрытия отдельных больших опорных, пролетов. Допустимая скорость движения до 60 км/ч.
Цепная подвеска с одной струной в середине пролета (см. рис.9, г) является разновидностью подвесок без опорных струн. Контактный провод подвешивается на двух рядом расположенных струнах. Вторая струна ставится для резерва на случай выпадения провода из зажима в "одной из струн. При расчете обе струны ппринимаются за одну точку подвески. Подвеска имеет хорошую эластичность и обеспечивает устойчивый токосъем; в сравнении с другими подвесками наиболее проста в монтаже и эксплуатации. Длина опорного пролета до 35 км. Подвеска прошла успешно эксплуатационные испытания, но широкого распространения не получила, так как в сравнении с подвеской на двух струнах требует больших затрат на сооружение. Подвеска может быть использована в случае, когда по каким-либо соображениям окажется целесообразной подвеска с укороченными пролетами. В качестве некомпенсированной подвески она может быть применена для городов со сравнительно мягким климатом.
При наличии цепной подвески с рессорным тросом (рис.9, д) токоприемник, приближаясь к опоре, силой своего нажатия на провод постепенно уменьшает нагрузку на струну от силы тяжести подвески, а несущий трос подтягивает ее боковые ветви, вызывая пперемещения контактного провода вверх, и тем самым спрямляет траекторию движения токоприемника, улучшая токосъем. Эластичность подвески определяется длиной плеч рессорной стрелы (ее боковых ветвей). Эта подвеска широкого распространения не получила вследствие довольно частых повреждений и коротких замыканий проводов при обрыве рессорной струны.
В отдельных случаях рессорные струны используются во всех цепных подвесках, они применяются для уменьшения неблагоприятного влияния на токосъем сосредоточенных масс от фиксаторов, секционных изоляторов и т.д.
По способу взаимного расположения контактного провода и несущего троса подвески подразделяются на вертикальные, полукосые и косые.
При вертикальной подвеске контактный провод и несущий трос размещаются в одной вертикальной плоскости. Несущий трос повторяет все изменения направлений контактного провода, а в трамвайной подвеске и зигзаг. На кривом участке несущий трос имеет такое же отклонение от осн. пути, как провод. Подвеска применяется в сети троллейбуса.
В полукосой подвеске трос на прямом участке сети трамвая натянут по оси пути, а контактный провод подвешен зигзагом для уменьшения износа контактной вставки токоприемника. Наклон струны в этой подвеске очень небольшой и не сказывается на работе подвески. Полукосая подвеска проще в монтаже и эксплуатации, поэтому она обычно и применяется в трамвайной сети.
В косой подвеске на прямых участках трамвая трос и контактный провод у опоры имеют смещение от оси токоприемника в разные стороны. Провод смещается на величину, допустимую в зигзаге, а трос - в 2-3 раза больше.
Подвеска предусматривает уменьшение отклонений контактного провода под действием ветра. Применяется подвеска редко ввиду сложности монтажа и эксплуатации.
На кривом пути в косой подвеске несущий трос смешают у опор во внешнюю сторону кривой так, что все струны имеют наклон в одну сторону.
Подвеска напоминает полигонную и находит применение в одинаковых с ней условиях.
В подвеске с транспозицией провода и троса натяжение участка провода передается на, участок несущего троса, а затем снова контактному проводу. В подвеске участвуют две чередующиеся местами ветви. Подвеска обеспечивает частичную компенсацию натяжения контактного провода при изменении окружающей температуры.
Поддержание натяжения в заданных пределах достигается за счет различных температурных коэффициентов линейного расширения и упругих удлинений, материалов провода и троса. Подвеска не получила распространения вследствие громоздкости устройства и сложности обслуживания.
На открытых, не защищенных зданиями или деревьями участках, например загородных линиях, насыпях, мостах и др., контактная подвеска подвергается значительным ветровым нагрузкам.
Если не принять во внимание соответствующие меры, то ветер может отнести контактный провод в сторону и ухудшить токосъем, а при сильных порывах и совсем За пределы токоприемника.
На трамвайных и троллейбусных сетях участки с повышенной ветровой нагрузкой обычно имеют небольшую протяженность.
Для повышения ветроустойчивости сокращают длину пролетов или применяют пространственную подвеску. Выполняют цепную подвеску либо двумя несущими тросами, закрепленными у опоры с разных сторон от оси токоприемника, либо ромбовидной цепной подвеской с двумя контактными проводами (рис.10). Для простой подвески можно рекомендовать полигонную подвеску. В тяжелых условиях применяют одновременно сокращение пролетов и одну из указанных подвесок.
