Tiêu chuẩn TCVN 11853:2017 Hệ thống mạch tiếp xúc trên không dùng cho sức kéo điện đường sắt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11853:2017

IEC 60913:2013

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG LẮP ĐẶT ĐIỆN CỐ ĐỊNH - MẠCH TIẾP XÚC TRÊN KHÔNG DÙNG CHO SỨC KÉO ĐIỆN

Railway applications - Fixed installations - Electric traction overhead contact lines

Mục lục

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Dữ liệu thiết kế cơ bản

5  Yêu cầu hệ thống

6  Kết cấu

7  Yêu cầu bộ phận

8  Thử nghiệm

9  Tài liệu tối thiểu

Phụ lục A (tham khảo) - Khả năng mang dòng điện của dây dẫn

Phụ lục B (tham khảo) - Chi tiết kết cấu

Phụ lục C (tham khảo) - Khảo sát đất và đặc tính đất địa kỹ thuật

Phụ lục D (tham khảo) - Thông tin về sự đồng đều của độ co giãn của OCL trong chiều dài 1 khoảng cột

Phụ lục E (quy định) - Điều kiện quốc gia đặc biệt

Thư mục tài liệu tham khảo

Lời nói đầu

TCVN 11853:2017 hoàn toàn tương đương với IEC 60913:2013;

TCVN 11853:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E14 Thiết bị và hệ thống điện cho đường sắt biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

ỨNG DỤNG ĐƯỜNG SẮT - HỆ THỐNG LẮP ĐẶT ĐIỆN CỐ ĐỊNH - MẠCH TIẾP XÚC TRÊN KHÔNG DÙNG CHO SỨC KÉO ĐIỆN

Railway applications - Fixed installations - Electric traction overhead contact lines

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho hệ thống mạch tiếp xúc trên không dùng cho sức kéo điện trong đường sắt nặng, đường sắt nhẹ, xe buýt điện và đường sắt công nghiệp của các nhà khai thác công cộng và tư nhân.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc lắp đặt mới các hệ thống mạch tiếp xúc trên không và để khôi phục hoàn chỉnh các hệ thống mạch tiếp xúc trên không hiện có.

Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu và thử nghiệm cho việc thiết kế các mạch tiếp xúc trên không, các yêu cầu đối với các kết cấu, tính toán kết cấu và xác minh cũng như các yêu cầu và thử nghiệm cho việc thiết kế các cụm và các bộ phận riêng biệt.

Tiêu chuẩn này không cung cấp các yêu cầu đối với hệ thống ray dẫn điện khi ray dẫn điện được đặt gần với ray chạy.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 4255 (IEC 60529), Cấp bảo vệ bằng vỏ ngoài (Mã IP)

TCVN 6483 (IEC 61089), Dây trần có sợi tròn xoắn thành các lớp đồng tâm dùng cho đường dây tải điện trên không

TCVN 8095-811 (IEC 60050-811), Từ vựng Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEV) - Phần 811: Hệ thống sức kéo điện

TCVN 11852 (IEC 60850), Ứng dụng đường sắt - Điện áp nguồn của hệ thống sức kéo điện

IEC 60071 (tất cả các phần), Insulation co-ordination (Phối hợp cách điện)

IEC 60099 (tất cả các phần), Surge arresters (Thiết bị chống sét)

IEC 60099-1, Surge arresters - Part 1: Non-linear resistor type gapped surge arresters for a.c. systems (Thiết bị chống sét - Phần 1: Thiết bị chống sét kiểu điện trở không tuyến tính cho hệ thống điện xoay chiều)

IEC 60099-4, Surge arresters - Part 4: Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems (Thiết bị chống sét - Phần 4: Thiết bị chống sét oxide kim loại không có khoảng trống cho hệ thống điện xoay chiều)

IEC 60168, Tests on indoor and outdoor post insulators of ceramic material or glass for systems with nominal voltages greater than 1 000 V (Thử nghiệm vật liệu gốm hoặc thủy tinh trong nhà và ngoài trời cho các hệ thống với điện áp danh định lớn hơn 1000 V)

IEC 60273, Characteristics of indoor and outdoor post insulators for systems with nominal voltages greather than 1 000 V (Cách điện trong nhà và ngoài trời cho các hệ thống có điện áp danh nghĩa lớn hơn 1 000 V)

IEC 60305, Insulators for overhead lines with a nominal voltage above 1 000 V - Ceramic or glass insulator units for a.c. systems - Characteristics of insulator units of the cap and pin type (Cách điện cho đường dây trên không với điện áp danh định trên 1000 V - Gốm hoặc các bộ phận cách ly thủy tinh cho các hệ thống điện xoay chiều - Đặc tính của các bộ cách điện phân đoạn của kiểu đầu và kiểu pin)

IEC 60383 (tất cả các phần), Insulators for overhead lines with nominal voltage above 1 000 V (cách điện cho đường dây trên không với điện áp danh định trên 1000 V)

IEC 60433, Insulators for overhead lines with a nominal voltage above 1 000 V - Ceramic insulators for a.c. systems - Characteristics of insulator units of the long rod type (Cách điện cho đường dây điện trên không với điện áp danh định trên 1000 V - Cách điện bằng gốm sứ cho hệ thống ac - Đặc tính của các bộ cách điện phân đoạn của loại thanh dài)

IEC 60494 (tất cả các phần), Railway applications - Rolling stock - Pantographs - Characteristics and tests (Ứng dụng đường sắt - Phương tiện giao thông đường sắt - Khung lấy điện - Đặc tính và thử nghiệm)

IEC 60494-1, Railway applications - Rolling stock - Pantographs - Characteristics and tests - Part 1: Pantographs for mainline vehicles (Ứng dụng đường sắt - Phương tiện giao thông đường sắt - Khung lấy điện - Đặc tính và thử nghiệm - Phần 1: Khung lấy điện cho phương tiện đường chính)

IEC 60494-2, Railway applications - Rolling stock - Pantographs - Characteristics and tests - Part 2: Pantographs for metros and light rail vehicles (Ứng dụng đường sắt - Phương tiện giao thông đường sắt - Khung lấy điện - Đặc tính và thử nghiệm - Phần 2: Khung lấy điện các tuyến tàu điện ngầm, phương tiện đường sắt nhẹ)

IEC 60660, Insulators - Tests on indoor post insulators of organic material for systems with nominal voltages greater than 1 000 V up to but not including 300 kV (Cái cách điện - Thử nghiệm cách điện sau khi bôi trơn bằng vật liệu hữu cơ cho các hệ thống có điện áp danh định lớn hơn 1 000 V đến nhưng không bao gồm 300 kV)

IEC 60672-1, Ceramic and glass insulating materials - Part 1: Definitions and classification (Vật liệu cách điện bằng gốm và thủy tinh - Phần 1: Định nghĩa và phân loại)

IEC 60672-2, Ceramic and glass insulating materials - Part 2: Methods of test (Vật liệu cách điện bằng gốm và thủy tinh - Phần 2: Phương pháp thử)

IEC 60672-3, Ceramic and glass-insulating materials - Part 3: Specifications for individual materials (Vật liệu cách điện bằng gốm và thủy tinh - Phần 3: Thông số kỹ thuật cho từng loại vật liệu)

IEC 60889, Hard-drawn aluminium wire for overhead line conductors (Dây nhôm kéo cứng cho dây dẫn đường dây tải điện trên không)

IEC 60947-1, Low-voltage switchgear and controlgear - Part 1: General rules (Thiết bị đóng cắt và thiết bị điều khiển điện áp thấp - Phần 1: Quy tắc chung)

IEC 61109, Insulators for overhead lines - Composite suspension and tension insulators for a.c. systems with a nominal voltage greater than 1 000 V - Definitions, test methods and acceptance criteria (Bộ cách điện hỗn hợp dùng cho đường dây trên không xoay chiều có điện áp danh nghĩa lớn hơn 1 000 V - Định nghĩa, phương pháp thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận)

IEC 61232, Aluminium-clad steel wires for electrical purposes (Dây thép nhôm phủ cho các mục đích điện)

IEC/TR 61245, Artificial pollution tests on high-voltage insulators to be used on d.c. systems (Thử nghiệm ô nhiễm sinh học đối với chất cách điện cao áp được sử dụng trên hệ thống điện một chiều)

IEC 61284:1997, Overhead lines - Requirements and tests for fitting (Đường dây tải điện trên không - Yêu cầu và thử nghiệm cho phụ kiện)

IEC 61325, Insulators for overhead lines with a nominal voltage above 1 000 V - Ceramic or glass insulator units for d.c. systems - Definitons, test methods and acceptance criteria (Bộ cách điện cho đường dây tải điện trên không với điện áp danh định trên 1000 V - Bộ cách điện phân đoạn bằng gốm hoặc thủy tinh cho hệ thống điện một chiều - Định nghĩa, phương pháp thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận)

IEC 61773, Overhead lines - Testing of foundations for structures (Đường dây tải điện trên không - Thử nghiệm nền móng cho kết cấu)

IEC 61952, Insulators for overhead lines - Composite line post insulators for a.c. systems with a nominal voltage greater than 1 000 V - Definitions, test methods and acceptance criteria (Bộ cách điện dùng cho đường dây trên không - Trụ cách điện hỗn hợp đường dây xoay chiều có điện áp danh nghĩa lớn hơn 1 000 V - Định nghĩa, phương pháp thử nghiệm và tiêu chí chấp nhận)

IEC 61992 (tất cả các phần), Railway applications - Fixed installations - DC switchgear (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Thiết bị chuyển mạch điện một chiều)

IEC 61992-1, Railway applications - Fixed installations - DC switchgear - Part 1: General (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Thiết bị chuyển mạch điện một chiều - Phần 1: Quy định chung)

IEC 61992-4 Railway applications - Fixed installations - DC switchgear - Part 4: Outdoor d.c. disconnectors, switch-disconnectors and earthing switches (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Thiết bị chuyển mạch điện một chiều - Phần 4: Bộ ngắt mạch, bộ ngắt mạch đóng cắt và cầu dao tiếp đất dùng trong điện một chiều ngoài trời)

IEC 61992-5, Railway applications - Fixed installations - DC switchgear - Part 5: Surge arresters and low-voltage limiters for specific use in d.c. systems (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Thiết bị chuyển mạch điện một chiều - Phần 5: Thiết bị chống sét và thiết bị giới hạn áp lực thấp dùng cho các hệ thống điện một chiều)

IEC 62128 (tất cả các phần), Railway applications - Fixed installations (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định)

IEC 62128-1:2003, Railway applications - Fixed installations - Part 1: Protective provisions relating to electrical safety and earthing (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Phần 1: Các điều khoản bảo vệ liên quan đến an toàn điện và nối đất)

IEC 62128-2:2003, Railway applications - Fixed installations - Part 2: Protective provisions against the effects of stray currents caused by d.c. traction systems (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Phần 2: Các điều khoản bảo vệ chống lại ảnh hưởng của dòng điện tản gây ra bởi hệ thống sức kéo điện một chiều)

IEC 62236-2:2008, Railway applications - Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 2. Emission of the whole railway system to the outside world (Ứng dụng đường sắt - Tương thích điện từ (EMC) - Phần 2: Phát xạ điện từ của toàn bộ hệ thống đường sắt ra thế giới bên ngoài)

IEC 62271-102, High-voltage switchgear and controlgear - Part 102: Alternating current disconnectors and earthing switches (Tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp - Phần 102: Cầu bộ ngắt mạch xoay chiều và thiết bị đóng cắt nối đất)

IEC 62271-103:2011, High-voltage switchgear and controlgear - Part 103: Switches for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV (Tủ điện đóng cắt và điều khiển cao áp - Phần 103: Thiết bị đóng cắt cho điện áp danh định trên 1 kV đến và bao gồm 52 kV)

IEC 62486, Railway applications - Current collection systems - Technical criteria for the interaction between pantograph and overhead line (to achieve free access) (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống thu dòng điện - Tiêu chí kỹ thuật cho sự tương tác giữa khung lấy điện và đường dây trên không (để đạt được tiếp cận tự do))

IEC 62497 (tất cả các phần), Railway applications - Insulation coordination (Ứng dụng đường sắt - Phối hợp cách điện)

IEC 62497-1, Railway applications - Insulation coordination - Part 1: Basic requirements - Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment (Ứng dụng đường sắt - Phối hợp cách điện - Phần 1: Yêu cầu cơ bản - Khe hở không khí và chiều dài đường rò cho tất cả các thiết bị điện và điện tử)

IEC 62497-2, Railway applications - Insulation coordination - Part 2: Overvoltages and related protection (Ứng dụng đường sắt - Phối hợp cách điện - Phần 2: Bảo vệ quá điện áp và các bảo vệ liên quan)

IEC 62498-2, Railway applications - Environmental conditions for equipment - Part 2: Fixed electrical installations (Ứng dụng đường sắt - Điều kiện môi trường cho thiết bị - Phần 2: Hệ thống lắp đặt điện cố định)

IEC 62505 (tất cả các phần), Railway applications - Fixed installations - Particular requirements for a.c. switchgear (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Yêu cầu riêng cho tủ điện đóng cắt xoay chiều)

IEC 62505-2, Railway applications - Fixed installations - Particular requirements for a.c. switchgear - Part 2: Single-phase disconnectors, earthing switches and switches with U_n above 1 kV (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Yêu cầu riêng cho tủ điện đóng cắt xoay chiều - Phần 2: Bộ ngắt mạch một pha, cầu dao tiếp đất và thiết bị đóng cắt với U_n trên 1 kV)

IEC 62621, Railway applications - Fixed installations - Electric traction - Special requirements for composite insulators used for overhead contact line systems (Ứng dụng đường sắt - Hệ thống lắp đặt điện cố định - Sức kéo điện - Yêu cầu đặc biệt đối với bộ cách điện composite được sử dụng cho hệ thống mạch tiếp xúc trên không)

ISO 630 (tất cả các phần), Structural steels (Thép kết cấu)

ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 1: Bolts, screws and studs with specified property classes - Coarse thread and fine pitch thread (Đặc tính cơ khí của các cơ cấu bắt chặt làm bằng thép các bon và thép hợp kim - Phần 1: Bu lông, ốc vít và đinh tán với các cấp theo đặc tính lý thuyết - Ren bước lớn và ren bước nhỏ)

ISO 898-2:2012, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel - Part 2: Nuts with specified property classes - Coarse thread and fine pitch thread (Đặc tính cơ khí của các cơ cấu bắt chặt làm bằng thép các bon và thép hợp kim - Phần 2: Đai ốc với các cấp theo đặc tính lý thuyết - Ren bước lớn và ren bước nhỏ)

ISO 1461, Hot dip galvanized coatings on fabricated iron and steel articles - Specifications and test methods (Lớp phủ kẽm nhúng nóng trên bề mặt sản phẩm gang và thép - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử)

ISO 2394, General principles on reliability for structures (Nguyên tắc chung về độ tin cậy của kết cấu)

ISO 3010:2001, Basis for design of structures - Seismic actions on structures (Cơ sở thiết kế kết cấu - Tác động địa chấn lên kết cấu)

ISO 4354, Wind actions on structures (Tác động gió lên kết cấu)

ISO 10721 (tất cả các phần), Steel structures (Kết cấu thép)

ISO/TR 11069:1995, Aluminium structures - Material and design - Ultimate limit state under static loading (Kết cấu nhôm - Vật liệu và thiết kế - Trạng thái giới hạn cực hạn dưới tải tĩnh)

ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 1: Identification and description (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Xác định và phân loại đất - Phần 1: Xác định và mô tả)

ISO 14688-2, Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 2: Principles for a classification (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Xác định và phân loại đất - Phần 2: Nguyên tắc phân loại)

ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of rock - Part 1: Identification and description (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Xác định và phân loại đá - Phần 1: Xác định và mô tả)

ISO/TS 17892 (tất cả các phần), Geotechnical investigation and testing - Laboratory testing of soil (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Thử nghiệm đất trong phòng thử nghiệm)

ISO 22475-1, Geotechnical investigation and testing - Sampling methods and groundwater measurements - Part 1: Technical principles for ephương tiệncution (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Phương pháp lấy mẫu và đo nước ngầm - Phần 1: Nguyên tắc kỹ thuật để thực hiện)

ISO 22476-2, Geotechnical investigation and testing - Field testing - Part 2: Dynamic probing (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Thử nghiệm thực địa - Phần 2: Thăm dò động)

ISO 22476-3, Geotechnical investigation and testing - Field testing - Part 3: Standard penetration test (Khảo sát và thử nghiệm địa kỹ thuật - Thử nghiệm thực địa - Phần 3: Thử nghiệm thâm nhập tiêu chuẩn)

ISO 23469:2005, Bases for design of structures. Seismic actions for designing geotechnical works (Cơ sở để thiết kế kết cấu - Tác động địa chấn đối với thiết kế công trình địa kỹ thuật)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong IEC 60050-811 cũng như các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

3.1  Hệ thống

3.1.1

Hệ thống mạch tiếp xúc (contact line system)

Mạng lưới hỗ trợ cung cấp điện năng từ các trạm biến áp cho các phương tiện sức kéo điện, bao gồm các hệ thống mạch tiếp xúc trên không và các hệ thống ray dẫn điện; Các giới hạn điện của hệ thống là điểm cấp điện và điểm tiếp xúc với thiết bị lấy điện.

CHÚ THÍCH 1: Hệ thống cơ khí có thể bao gồm

- Mạch tiếp xúc,

- Kết cấu và nền móng,

- Giá đỡ và các thành phần hỗ trợ hoặc giữ các dây dẫn,

- Cáp treo trên không và cáp néo,

- Các thiết bị kéo căng,

- Các dây cấp điện đường trục, dây cấp điện gia cường và các đường dây khác như dây nối đất và dây dẫn hồi lưu mà được treo, đỡ trên kết cấu mạch tiếp xúc,

- Bất kỳ thiết bị nào khác cần thiết để vận hành mạch tiếp xúc,

- Dây dẫn nối cố định với mạch tiếp xúc để cấp nguồn cho các thiết bị điện khác như đèn chiếu sáng, vận hành hệ thống tín hiệu, bộ điều khiển ghi và gia nhiệt ghi.

3.1.2

Mạch tiếp xúc (contact line)

Hệ thống dây dẫn cấp nguồn cho các bộ phận kéo có điện năng thông qua thiết bị lấy điện.

CHÚ THÍCH 1: Mạch tiếp xúc bao gồm tất cả các dây dẫn lấy điện và ray dẫn điện hoặc thanh dẫn, bao gồm:

- Dây cấp điện gia cường;

- Dây cấp điện giao chéo;

- Bộ ngắt điện;

- Bộ cách điện phân đoạn;

- Thiết bị bảo vệ quá áp;

- Giá đỡ không được cách điện với dây dẫn;

- Bộ cách điện nối với các phần mang điện;

Nhưng không bao gồm các dây dẫn khác, như sau

- Dây cấp điện đường trục;

- Dây nối đất và dây dẫn hồi lưu.

3.1.3

Hệ thống mạch tiếp xúc trên không (overhead contact line system)

Hệ thống mạch tiếp xúc sử dụng một mạch tiếp xúc trên không để cấp nguồn điện cho các phương tiện kéo.

3.1.4

Mạch tiếp xúc trên không (overhead contact line)

Mạch tiếp xúc được đặt ở trên hoặc bên cạnh giới hạn trên của khổ phương tiện, cấp điện cho phương tiện kéo thông qua thiết bị lấy điện lắp trên mui.

3.1.5

Hệ thống ray dẫn điện (conductor rail system)

Hệ thống mạch tiếp xúc sử dụng một thanh dẫn để thu dòng điện.

3.1.6

Ray dẫn điện trên không (overhead conductor rail)

Mạch tiếp xúc trên không cứng, của một đoạn đơn hoặc đoạn phức hợp, gắn trên hoặc bên cạnh giới hạn trên của khổ phương tiện, cấp điện cho phương tiện kéo thông qua thiết bị lấy điện lắp trên mui.

3.1.7

Ray dẫn điện (conductor rail)

Mạch tiếp xúc được làm từ đoạn kim loại cứng hoặc ray, gắn trên các bộ cách điện nằm gần ray chạy.

3.1.8

Cụm giá đỡ (supporting assembly)

Cụm các bộ phận gắn liền với kết cấu giá đỡ chính để đỡ và giữ mạch tiếp xúc trên không.

3.1.9

Khổ tải tĩnh (static load gauge)

Biên dạng mặt cắt lớn nhất của phương tiện sử dụng tuyến đường sắt.

3.1.10

Khổ tải động (kinematic load gauge)

Khổ tải tĩnh được mở rộng để cho phép dịch chuyển động học của phương tiện, ví dụ như vận hành treo và nảy lên.

3.1.11

Khổ giới hạn động (kinematic envelope)

Khổ tải động được mở rộng hơn nữa để cho phép dung sai có thể ở vị trí của đường ray.

3.1.12

Khổ giới hạn đường cong (swept envelope)

Khổ giới hạn động mở rộng để cho phép độ lệch tâm trung tâm và cuối cùng của phương tiện trên đường cong ngang và dọc.

3.1.13

Thiết bị kéo căng (tensioning device)

Thiết bị để duy trì độ căng của dây dẫn trong phạm vi các tham số thiết kế hệ thống.

3.1.14

Hệ thống vận tải đô thị sức chở lớn (urban mass transportation system)

Hệ thống đường sắt nhẹ, xe buýt điện và tàu điện nội đô vận hành ở khu vực đô thị, trừ hệ thống đường sắt nặng.

3.2  Dây dẫn

3.2.1

Dây cấp điện đường trục (along-track feeder)

Dây dẫn trên không được gắn trên cùng kết cấu với mạch tiếp xúc trên không để cấp điện liên tục

3.2.2

Dây cấp điện gia cường (reinforcing feeder)

Dây dẫn trên không được gắn cạnh mạch tiếp xúc trên không, và nối trực tiếp nối với nó ở những khoảng tuần tự, để tăng diện tích mặt cắt ngang hiệu quả của mạch tiếp xúc trên không

3.3  Điện

3.3.1

Điện áp danh nghĩa (nominal voltage)

Điện áp mà theo đó một hệ thống lắp đặt hoặc một phần của hệ thống lắp đặt được ấn định.

CHÚ THÍCH 1: Điện áp của mạch tiếp xúc có thể khác với điện áp danh nghĩa bằng một lượng trong dung sai cho phép theo IEC 60850.

3.3.2

Khu vực cấp điện (feeding section)

Khu vực điện của tuyến đường ray được cấp điện bởi các bộ ngắt mạch cấp điện đường ray riêng biệt trong vùng được cấp điện bởi trạm biến áp.

3.3.3

Dòng sự cố (fault current)

Dòng điện lớn nhất đi qua hệ thống mạch tiếp xúc trên không trong điều kiện sự cố giữa thiết bị mang điện và đất, trong một khoảng thời gian ngắn xác định.

3.3.4

Ngắn mạch (short-circuit)

Đường dẫn ngẫu nhiên hoặc có chủ ý giữa hai điểm trở lên trong một mạch làm cho điện áp giữa các điểm này tương đối thấp. Đường dẫn bất kỳ giữa các dây dẫn hoặc giữa dây dẫn và đất được coi là ngắn mạch.

3.3.5

Dòng ngắn mạch (short circuit current)

Dòng điện đi qua đoạn ngắn mạch.

3.3.6

Thông số dòng điện liên tục (continuous current rating)

Khả năng mang dòng danh định thường xuyên của mạch tiếp xúc trên không trong phạm vi các tham số vận hành hệ thống.

3.3.7

Điểm cấp điện (feeding point)

Điểm tại đó hệ thống cấp điện được kết nối với mạch tiếp xúc.

3.3.8

Cách ly (isolation)

Ngắt kết nối một khu vực của mạch tiếp xúc trên không khỏi nguồn điện trong trường hợp khẩn cấp hoặc để tạo điều kiện bảo trì.

3.4  Hình học

3.4.1

Chiều dài căng (tension length)

Chiều dài của mạch tiếp xúc trên không giữa hai điểm đầu cuối.

3.4.2

Độ dốc (gradient)

Tỷ lệ giữa chênh lệch chiều cao của mạch tiếp xúc trên không so với mặt ray (hoặc bề mặt đường đối với hệ thống mạch tiếp xúc trên không cho các ứng dụng xe buýt điện) tại hai giá đỡ liên tiếp chiều dài của khoảng cột.

3.4.3

Chiều cao dây tiếp xúc (contact wire height)

Khoảng cách từ mặt ray (hoặc bề mặt đường đối với hệ thống mạch tiếp xúc trên không cho các ứng dụng xe buýt điện) tới mặt dưới của dây tiếp xúc, được đo vuông góc với đường ray.

3.4.4

Chiều cao dây tiếp xúc nhỏ nhất (minimum contact wire height)

Giá trị nhỏ nhất của chiều cao dây tiếp xúc trong khoảng cột để tránh hồ quang giữa một hoặc nhiều dây tiếp xúc và các phương tiện trong mọi điều kiện.

3.4.5

Chiều cao dây điện tiếp xúc thiết kế nhỏ nhất (minimum design contact wire height)

Chiều cao dây tiếp xúc lý thuyết bao gồm dung sai, được thiết kế để đảm bảo luôn đạt được độ cao dây tiếp xúc tối thiểu.

3.4.6

Chiều cao dây tiếp xúc danh nghĩa (nominal contact wire height)

Giá trị danh nghĩa của chiều cao dây tiếp xúc tại một giá đỡ ở điều kiện bình thường.

3.4.7

Chiều cao dây tiếp xúc lớn nhất (maximum contact wire height)

Chiều cao dây tiếp xúc lớn nhất có thể mà khung lấy điện phải với tới, trong mọi điều kiện.

3.4.8

Chiều cao dây tiếp xúc thiết kế lớn nhất (maximum design contact wire height)

Chiều cao dây tiếp xúc lý thuyết tính đến dung sai, chuyển động v.v., được thiết kế để đảm bảo chiều cao dây tiếp xúc tối đa không bị vượt quá.

3.4.9

Chuyển động nâng của dây điện tiếp xúc (contact wire uplift)

Sự dịch chuyển lên trên theo chiều dọc của dây tiếp xúc do lực được tạo ra từ khung lấy điện.

3.5  Móng

3.5.1

Móng trọng lực (gravity foundation)

Nền móng được lắp đặt bằng cách đào và lấp.

3.5.2

Móng cọc (pile foundation)

Móng đủ linh hoạt để có thể xoay và biến dạng trong phần thân cọc chịu tải ngang hoặc mômen lật. Mặt cắt ngang có thể tròn hoặc không tròn và được lắp đặt bằng cách khoan và/hoặc đầm chặt.

3.5.3

Móng chịu lực mặt bên (sidebearing foundation)

Móng cứng, tương đối ngắn được lắp đặt bằng việc đào hoặc khoan phần chịu tải ngang hoặc mômen lật. Mặt cắt ngang có thể tròn hoặc chữ nhật.

3.6  Kết cấu

3.6.1

Hệ số cản (drag factor)

Hệ số cản khí động học (aerodynamic drag factor)

Hệ số lực (force coefficient)

Được sử dụng để xem xét hình dạng của một vật thể tiếp xúc với gió. Áp lực gió được nhân với hệ số này để xác định tác động gió.

3.6.2

Hệ số cục bộ (partial factor)

Hệ số an toàn cục bộ (partial safety factor)

Đây là một hệ số để nhân các tải đặc trưng để tính tải thiết kế ở phía tải (hệ số tải cục bộ) của phương trình để xác minh độ bền của các thành phần hoặc để chia độ bền đặc tính trên mặt vật liệu (hệ số vật liệu cục bộ). Các hệ số cục bộ nên thay thế các hệ số an toàn được áp dụng trong các phương pháp thiết kế sử dụng trước đó.

CHÚ THÍCH 1: Hệ số cục bộ của một tác động là một yếu tố, có tính đến khả năng sai lệch không thuận lợi từ giá trị đặc trưng của các tác động, mô hình hóa không chính xác và độ không đảm bảo trong việc đánh giá ảnh hưởng của các tác động.

CHÚ THÍCH 2: Hệ số cục bộ cho một tính chất vật liệu là một yếu tố bao hàm những sai lệch không thuận lợi so với giá trị đặc trưng của tính chất vật liệu, độ không chính xác trong các hệ số chuyển đổi áp dụng và độ không đảm bảo trong các tính chất hình học và mô hình lực cản.

3.7  Ký hiệu và chữ viết tắt

4  Dữ liệu thiết kế cơ bản

4.1  Quy định chung

Chức năng của một hệ thống mạch tiếp xúc trên không không chỉ để truyền năng lượng từ các hệ thống lắp đặt điện cố định như trạm biến áp đến phương tiện mà còn từ các phương tiện quay trở lại các trạm biến áp và các thiết bị phụ trợ sử dụng hãm tái sinh. Để thực hiện chức năng này, các tính năng chính của hệ thống mạch tiếp xúc phải được thiết kế phù hợp với các yêu cầu quy định tại điều này. Cụ thể là phải xem xét việc tích hợp thiết kế mạch tiếp xúc trên không với các tính năng tương ứng của các hệ thống liên kết khác, ví dụ như hệ thống cấp nguồn và hệ thống sức kéo điện.

Các yêu cầu đối với mạch tiếp xúc trên không cũng được áp dụng cho các cột được dựng lên liên kết với hệ thống mạch tiếp xúc trên không và được sử dụng cho các đường dây cấp điện.

Hệ thống thu dòng điện là sự kết hợp giữa mạch tiếp xúc trên không và khung lấy điện, và chất lượng của hệ thống thu dòng điện phụ thuộc vào đặc điểm của cả hai. Cả hai bộ thiết bị phải được thiết kế để hoàn thành nhiệm vụ của mình. Thiết kế phải có tính tương thích với nhau.

Dữ liệu được liệt kê trong 4.2 đến 4.7 thường được bên mua quy định.

4.2  Đặc tính tuyến đường ray

Đặc tính khai thác và các yêu cầu vận hành của tàu được xem xét trong thiết kế bao gồm

- Tốc độ và khả năng hoạt động của các tàu/phương tiện kéo được sử dụng,

- Khả năng hoạt động tương lai được dự đoán và cho phép trong thiết kế, bao gồm mọi cho phép đối với việc vượt tốc,

- Loại và tần số nguồn của tàu kéo điện,

- Tốc độ tuyến đường đối với đường ray trong ga và đường ray chính,

- Trắc dọc và vị trí của tuyến đường; Bao gồm đường rẽ và chuyển tiếp,

- Kiểu đường rẽ.

4.3  Thiết kế hệ thống điện

Thiết kế hệ thống mạch tiếp xúc trên không phải dựa trên việc xem xét các đặc tính điện của thiết kế hệ thống cấp điện, bao gồm:

- Điện áp và tần số danh định, phù hợp với IEC 60850,

- Thành phần dòng ngắn mạch,

- Thông số đặc trưng dòng điện cần thiết,

- Trở kháng cần thiết cho hệ thống điện xoay chiều khi được công bố,

- Điện trở cần thiết cho hệ thống điện một chiều khi được công bố,

- Hệ thống cấp điện dự kiến,

- Hệ thống hồi lưu dự kiến,

- Bảo vệ nối đất và dòng tạp tán theo IEC 62128-1 và IEC 62128-2,

- Yêu cầu giảm nhẹ EMI và tạo thuận lợi cho EMC phù hợp với IEC 62236-2,

- Yêu cầu bảo vệ quá điện áp,

- Phối hợp cách điện.

Đối với hệ thống vận tải đô thị sức chở lớn thì không yêu cầu các chi tiết dòng ngắn mạch.

Các mạch tiếp xúc trên không phải được tách riêng thành các phân đoạn điện và các nhóm chuyển mạch bằng bộ cách điện, thiết bị phân đoạn, phân khu cách điện, phân đoạn trung tính, bộ ngắt mạch để bảo trì, sửa chữa khẩn cấp, vận hành theo kế hoạch đã định, an toàn đường hầm đường sắt và ngắt nguồn từng đoạn.

4.4  Đặc điểm phương tiện

Thiết kế hệ thống mạch tiếp xúc trên không cần tính đến khe hở cho tất cả các loại phương tiện được sử dụng trên tuyến đường ray. Cụ thể phải xác định các vấn đề sau:

a) Khổ tải động và tĩnh, khổ giới hạn động và khổ giới hạn đường cong cũng như mọi yêu cầu quốc gia hay quốc tế cho khe hở kết cấu;

b) Số lượng các khung lấy điện trong khai thác, khoảng cách của chúng, và xem chúng được liên kết điện hay độc lập.

4.5  Thiết bị lấy điện

Các đặc tính của thiết bị lấy điện sử dụng trên tuyến đường phải được xác định. Những đặc điểm này bao gồm:

a) Chiều rộng, chiều dài và hình dạng đầu thiết bị lấy điện như quy định trong IEC 60494-1 và IEC 60494-2,

b) Số đai tiếp xúc, loại vật liệu và khoảng giãn cách,

c) Lực tiếp xúc tĩnh trung bình của thiết bị lấy điện, phụ thuộc vào chiều cao làm việc của nó,

d) Chi tiết của dịch chuyển ngang của đầu thiết bị lấy điện,

e) Lực tiếp xúc trung bình ở tốc độ tuyến đường tối đa,

f) Chiều rộng làm việc của đầu thiết bị lấy điện,

g) Phạm vi làm việc và chiều cao khi được gắn vào,

h) Vị trí chiều cao được kiểm soát,

i) Mô hình toán học của các đặc tính động,

j) Độ nghiêng của đầu thiết bị lấy điện,

k) Số, vị trí trên tàu và sự chia tách các thiết bị lấy điện mà có thể được sử dụng đồng thời.

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu cụ thể đối với khung lấy điện cho các tuyến đường tương thích được quy định trong IEC 62486.

4.6  Điều kiện môi trường

Đối với các điều kiện môi trường, tham khảo IEC 62498-2.

4.7  Vòng đời thiết kế

Bên mua có thể quy định vòng đời thiết kế yêu cầu của hệ thống. Các thành phần tiêu hao như dây tiếp xúc không được tính vào vòng đời thiết kế của hệ thống. Yêu cầu cụ thể đối với vòng đời thiết kế của các thành phần này có thể được quy định bởi bên mua.

5  Yêu cầu hệ thống

5.1  Thiết kế hệ thống điện

5.1.1  Quy định chung

Hệ thống mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế để cho phép các đặc tính điện được xác định trong 4.2 và 4.3. Thiết kế phải bao gồm các mạch hồi lưu và các mối nối cấp điện và phải xem xét các sự cố ngắn mạch.

5.1.2  Độ tăng nhiệt trong dây dẫn

Hệ thống mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế để cho phép tải điện được xác định bởi thiết kế hệ thống, bao gồm các mạch hồi lưu và các mối nối cấp điện, trong tất cả các điều kiện tác động môi trường được xác định trong IEC 62498-2.

Độ tăng nhiệt cao nhất trong dây dẫn, do dòng tải, phải không tiến đến nhiệt độ dây dẫn mà ở đó các tính chất cơ học của vật liệu bị suy giảm đáng kể. Xem 7.3 và 7.4.

Độ tăng nhiệt do gia nhiệt dòng điện phải được sử dụng cùng với nhiệt độ môi trường và nhiệt độ ánh nắng mặt trời để xác định dung sai kích thước và cơ học cho sự giãn nở tối đa của hệ thống dây dẫn và dung sai hình học đối với khoảng cách an toàn điện và chiều cao dây tiếp xúc. Thiết kế phải phù hợp với dòng điện khung lấy điện khi dừng.

Nhiệt độ mà từ đó các tính chất cơ học có thể bị suy yếu được cho trong Bảng 1 đối với các thành phần vật liệu của các dây dẫn kéo căng được sử dụng trong các hệ thống mạch tiếp xúc.

Bảng 1 - Giới hạn nhiệt độ đối với các đặc tính cơ học vật liệu

Đối với các sản phẩm mới có thể cần thiết để hạ thấp giá trị cho đến khi thu thập đủ kinh nghiệm vận hành.

Đối với nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trong Bảng 1, khả năng giảm độ bền dây dẫn theo thời gian tăng nhiệt độ phải được kiểm tra và nếu cần thiết phải tăng kích thước của dây dẫn.

CHÚ THÍCH: Kinh nghiệm ở Nhật cho thấy nhiệt độ thường xuyên cao nhất của đồng, nhôm và dây ACSR là 90 ^oC.

Khi tính toán sự tăng nhiệt trong dây dẫn, những việc sau cần được xem xét:

- Gia nhiệt do dòng điện;

- Gia nhiệt do điều kiện môi trường;

- Nhiệt bức xạ phát ra từ dây dẫn;

- Mất nhiệt từ dây dẫn do sự đối lưu tùy thuộc vào tốc độ gió.

Các giá trị của các thông số môi trường (nhiệt độ môi trường, tốc độ gió và độ tăng nhiệt do sự gia tăng năng lượng mặt trời) sẽ được đưa ra trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Nhiệt độ của dây tiếp xúc tại bề mặt tiếp xúc với đai tiếp xúc không được vượt quá giá trị thích hợp được đưa ra trong Bảng 1.

5.1.3  Khe hở giữa các phần mang điện của mạch tiếp xúc và mặt đất

Khe hở được khuyến nghị giữa mặt đất và các phần mang điện của hệ thống mạch tiếp xúc trên không được nêu trong Bảng 2.

Bảng 2 - Khe hở điện

Các khe hở khác nhau cho các trường hợp "tĩnh" và "động" có thể được giải quyết bằng xác định xác suất (xác suất hoặc thời gian). Ví dụ, xác suất nhỏ là đột biến quá điện áp sẽ xảy ra vào cùng thời điểm mà một khung lấy điện đi qua một phần hẹp của đường hầm. Đối với trường hợp "động" hoặc tạm thời này, việc sử dụng khe hở động là điều hợp lý.

Đối với các bộ cách điện phân đoạn, cho phép giảm các giá trị tĩnh của khe hở đề xuất trong Bảng 2 để đảm bảo có thể chấp nhận tính năng động của khung lấy điện và hệ thống mạch tiếp xúc trên không.

Các giá trị tĩnh thấp hơn cho các cách điện phân đoạn phải không nhỏ hơn

- 50 mm đến 3 kV,

- 100 mm đối với 15 kV,

- 150 mm đối với 25 kV.

Giá trị cao hơn cho cách điện phân đoạn có thể được quy định bởi các quy định quốc gia.

Các giá trị khe hở trong Bảng 2 có thể bị giảm hoặc tăng tùy theo các tham số khác nhau, ví dụ điện áp thường xuyên cao nhất, điều kiện giông bão, độ ẩm tuyệt đối, dải nhiệt độ môi trường xung quanh, áp suất không khí, ô nhiễm, mật độ không khí tương đối, hình dạng và vật liệu cho cả kết cấu cấp điện và nối đất (xem IEC 62498-2). Tuy nhiên, mỗi trường hợp phải được xem xét riêng.

Các giá trị khe hở được đưa ra trong Bảng 2 cũng nên được áp dụng cho khe hở giữa các bộ phận mang điện sát nhau của các mạch tiếp xúc của các phần điện khác nhau cùng điện áp và pha.

Ở khu vực quá điện áp có thể xảy ra thường xuyên do sét đánh, nên cần phải sử dụng thiết bị bảo vệ tăng áp hoặc các phương tiện khác nếu khoảng cách an toàn điện tới kết cấu nối đất là không đủ để tránh phóng điện bề mặt.

5.1.4  Khe hở giữa các mạch tiếp xúc xoay chiều mang điện sát nhau của các pha điện áp khác nhau

Đối với hệ thống mạch tiếp xúc trên không, có thể có sự lệch pha giữa các bộ phận khác nhau của hệ thống, dẫn đến điện áp pha-pha cao hơn điện áp danh định. Đối với các hệ thống biến áp tự ngẫu có điện áp 15kV và 25kV, có độ lệch pha 180^o giữa các bộ phận mang điện nối với đường dây cấp điện và tất cả các bộ phận mang điện nối với mạch tiếp xúc trên không.

Đối với các hệ thống xoay chiều một pha, độ lệch pha giữa 90^o và 180^o ở các vị trí phân đoạn trung tính dẫn tới ảnh hưởng tương tự.

Bảng 3 cung cấp các khuyến nghị cho khe hở không khí cần đạt được giữa các bộ phận mang điện của hệ thống mạch tiếp xúc xoay chiều của các pha khác nhau.

Bảng 3 - Khe hở giữa các pha khác nhau

Khi một khung lấy điện đi qua phần chồng lấn của đoạn chia pha, điện áp pha-pha tác động giữa các mạch tiếp xúc trong một khoảng thời gian ngắn. Do đó, các khe hở giữa hai mạch tiếp xúc phải được lựa chọn phù hợp với khe hở động được nêu trong Bảng 3. Những khe hở này phải được duy trì ở mọi thời điểm.

5.2  Thiết kế hệ thống lấy điện

5.2.1  Quy định chung

Thiết kế của hệ thống mạch tiếp xúc trên không và khung lấy điện phải tính đến tốc độ liên quan yêu cầu.

Tính năng của mạch tiếp xúc trên không và khung lấy điện nên xem xét các đặc tính tĩnh và hình học. Đặc tính động có thể được dự đoán trong giai đoạn thiết kế bằng mô phỏng máy tính và được xác minh trên hệ thống mạch tiếp xúc trên không được lắp đặt với các phép đo. Tại Châu Âu, các chương trình mô phỏng phải được xác nhận theo EN 50318 và phép đo phải được thực hiện theo EN 50317. Đối với các nước không thuộc Châu Âu EN 50317 và EN 50318 có tính tham khảo và nên được sử dụng trừ khi các tiêu chuẩn quốc gia được bên mua ưu tiên xác định.

Đối với một đoàn tàu có nhiều khung lấy điện, tính năng của từng khung lấy điện riêng biệt và các khung lấy điện được sử dụng chung phải được đánh giá.

Đối với các hệ thống có tốc độ dưới 100 km/h, đặc tính động không cần phải được xem xét

CHÚ THÍCH: Các tiêu chí kỹ thuật cho sự tương tác giữa khung lấy điện và mạch tiếp xúc trên không được truy cập miễn phí vào hạ tầng đường sắt được đưa ra trong IEC 62486.

5.2.2  Độ đàn hồi và biến thiên đàn hồi

Mạch tiếp xúc trên không cần được thiết kế sao cho có một biến thiên u nhỏ của độ đàn hồi e. Độ đàn hồi e, tính bằng mm/N, là lực nâng chia cho lực được đo tại dây tiếp xúc. Trong mỗi khoảng cột có một độ đàn hồi tối đa và tối thiểu. Các giá trị độ đàn hồi là các giá trị tĩnh. Các giá trị này mô tả biến u:

CHÚ THÍCH 1: Giá trị u còn được gọi là 'độ không đồng nhất'.

CHÚ THÍCH 2: Các giá trị độ đàn hồi thấp không phải lúc nào cũng tạo ra biến thiên nhỏ.

Độ đàn hồi và biến thiên đàn hồi phụ thuộc vào cấu hình của mạch tiếp xúc trên không. Đối với hệ thống liên lạc trên không, các hệ số chính sau đây phải được tính đến:

- Số dây tiếp xúc và dây treo;

- Độ căng dây tiếp xúc và dây treo;

- Chiều dài khoảng cột;

- Sử dụng dây móc;

- Kiểu giá đỡ;

- Kiểu, số lượng và vị trí của móc treo.

Nếu mô phỏng động không được thực hiện, bên mua có thể quy định độ đàn hồi và biến thiên đàn hồi.

Độ đàn hồi thường được tính bằng một giá trị lực bằng với lực tiếp xúc trung bình ở tốc độ tối đa hoặc gấp đôi lực tiếp xúc tĩnh. Thông tin về các giá trị hợp lý được đưa ra trong Phụ lục D.

5.2.3  Chuyển động thẳng đứng của điểm tiếp xúc

Điểm tiếp xúc là điểm tiếp xúc cơ học giữa đai tiếp xúc và dây tiếp xúc.

Mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế sao cho chiều cao thẳng đứng của điểm tiếp xúc trên đường ray càng đều càng tốt dọc theo chiều dài khoảng cột; điều này là cần thiết cho thiết bị lấy điện chất lượng cao.

Sự chênh lệch lớn nhất cho phép giữa chiều cao điểm tiếp xúc động học cao nhất và thấp nhất trong một khoảng cột được quy định bởi bên mua.

Điều này phải được kiểm tra xác nhận bằng các phép đo hoặc mô phỏng. Việc kiểm tra xác nhận phải bao gồm tốc độ đường truyền cao nhất được phép bởi mạch tiếp xúc trên không, xem xét lực tiếp xúc trung bình và chiều dài khoảng cột dài nhất.

Điều này không cần phải được kiểm tra xác nhận cho các khoảng cột chồng lấn hoặc khoảng cột kéo dài. Cân nhắc nên đưa dây tiếp xúc nâng lên trên các cơ cấu đóng cắt và phần chồng lấn.

5.2.4  Vận tốc truyền sóng

Sóng gây ra bởi các lực khung lấy điện trên (các) dây tiếp xúc có một tốc độ lan truyền. Mạch tiếp xúc trên không cần được thiết kế để đảm bảo tốc độ vận hành tối đa của đường dây ít hơn 70 % vận tốc truyền sóng, V_c của dây tiếp xúc.

trong đó

V_c tính theo m/s;

Σz là tổng các tải kéo làm việc của các dây tiếp xúc, tính bằng N;

Σm là tổng khối lượng tuyến tính của (các) dây tiếp xúc, tính bằng kg/m.

Đối với các hệ thống vận tải đô thị sức chở lớn, việc tính vận tốc truyền sóng có thể bỏ qua.

5.2.5  Chất lượng lấy điện

5.2.5.1  Quy định chung

Khung lấy điện và mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế và lắp đặt để đảm bảo tính năng lấy điện có thể chấp nhận ở tất cả các tốc độ vận hành và trong khi ở trạng thái dừng.

Chu kỳ vòng đời của đai tiếp xúc và dây tiếp xúc chủ yếu phụ thuộc vào:

- Đặc tính động của mạch tiếp xúc trên không và khung lấy điện,

- Dòng điện,

- Các khu vực tiếp xúc và số đai tiếp xúc,

- Vật liệu của đai tiếp xúc và dây tiếp xúc,

- Tốc độ của tàu, số lượng khung lấy điện đang vận hành và khoảng cách giữa chúng,

- Hình dạng của mạch tiếp xúc,

- Các điều kiện môi trường,

- Độ đàn hồi và tính đồng nhất của chúng,

- Tải kéo dây tiếp xúc,

- Thiết kế khung lấy điện và lực tiếp xúc.

5.2.5.2  Lực tiếp xúc

Thiết bị mạch tiếp xúc trên không được thiết kế để chấp nhận lực tiếp xúc cho phép lớn nhất giữa khung lấy điện và dây tiếp xúc. Các hiệu ứng khí động học xảy ra ở tốc độ cho phép lớn nhất của phương tiện phải được tính đến.

Lực tiếp xúc tối thiểu phải là dương để đảm bảo không làm mất tiếp xúc giữa khung lấy điện và mạch tiếp xúc trên không.

Trong trường hợp sử dụng nhiều khung lấy điện kết nối bằng đường dây góp, thì cho phép mất tiếp xúc trong khoảng thời gian ngắn. Đánh giá sự phù hợp phải được quyết định giữa bên mua và nhà cung ứng.

Giá trị lực thay đổi theo các kết hợp khác nhau của khung lấy điện và hệ thống tiếp xúc trên không. Các giá trị mô phỏng hoặc đo được của lực tiếp xúc giữa dây tiếp xúc và đai tiếp xúc không được vượt quá phạm vi được đưa ra trong Bảng 4.

Trường hợp lực tiếp xúc được sử dụng để xác định thiết bị lấy điện thì giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của lực tiếp xúc là tiêu chí cho chất lượng lấy điện.

Lực tiếp xúc trung bình cộng với ba lần độ lệch tiêu chuẩn phải bằng hoặc nhỏ hơn giá trị lớn nhất trong Bảng 4. Lực tiếp xúc trung bình trừ ba lần độ lệch chuẩn phải là dương.

Bảng 4 - Lực tiếp xúc

Đối với các linh kiện cố định như bộ cách điện phân đoạn trong các hệ thống mạch tiếp xúc trên không với tốc độ lên tới 200 km/h, lực tiếp xúc có thể tăng tối đa 350 N.

Đối với các hệ thống vận tải đô thị sức chở lớn, đặc tính động không cần phải xem xét. Trong trường hợp này, lực tiếp xúc tĩnh phải ít nhất là 60 N. Đối với hệ thống xe buýt điện, các giá trị được quy định trong 5.13.5.

CHÚ THÍCH: Yêu cầu đối với lực tiếp xúc cho các đường dây tương thích được quy định trong IEC 62486.

5.2.5.3  Mất tiếp xúc

Thiết bị lấy điện được gọi là chất lượng cao khi đạt được tiếp xúc cơ học liên tục giữa các dây tiếp xúc và đai tiếp xúc. Nếu tiếp xúc này bị gián đoạn, phóng hồ quang xảy ra làm tăng sự mài mòn trên dây tiếp xúc và đai tiếp xúc.

Trong trường hợp sử dụng mất tiếp xúc để xác định đặc điểm thiết bị lấy điện thì tần số và thời gian phóng hồ quang phải là tiêu chí cho chất lượng lấy điện. Trường hợp các tiêu chí này được sử dụng, các thông số và đánh giá thử nghiệm phải được lựa chọn phù hợp với quy định của bên mua. Điều này cũng được áp dụng trong trường hợp sử dụng nhiều khung lấy điện kết nối bằng đường dây góp.

CHÚ THÍCH Yêu cầu đối với các đường dây tương thích được quy định trong IEC 62486.

5.2.5.4  Độ bền mỏi của dây tiếp xúc

Khi khung lấy điện trượt trên dây tiếp xúc, ứng suất uốn tăng lên trong dây. Khi tốc độ tàu cao hơn và nhiều khung lấy điện đi qua hơn, ứng suất uốn sẽ lớn hơn, và tuổi thọ của dây theo độ bền mỏi trong những trường hợp đặc biệt có thể trở nên ngắn hơn tuổi thọ do mài mòn. Trong thiết kế mạch tiếp xúc trên không, có thể xem xét đến ứng suất uốn của dây tiếp xúc.

5.3  Thiết kế cơ khí của tải dây tiếp xúc

5.3.1  Ứng suất kéo cho phép σ_w

Ứng suất kéo làm việc lớn nhất cho phép σ_w của dây điện tiếp xúc phụ thuộc vào các thông số quy định tại 5.3.2 đến 5.3.7. Tất cả các thông số này phải được tính trọng số với một hệ số riêng lẻ. Ứng suất chịu kéo tối thiểu σ_min của dây tiếp xúc phải được nhân với tích của các hệ số này và một hệ số an toàn n không lớn hơn 0,65 để có được ứng suất kéo làm việc lớn nhất cho phép.

Các giá trị trong Bảng 5 và Bảng 7 có thể được nội suy.

Ứng suất kéo làm việc lớn nhất cho phép được áp dụng cho dây tiếp xúc còn mới phải được xác định bằng phương trình sau:

Công thức này đưa ra yêu cầu tối thiểu có thể được tăng lên theo các quy định của quốc gia.

5.3.2  Hệ số nhiệt độ lớn nhất K_temp

Độ bền kéo và tính chất rão của dây tiếp xúc phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc tối đa. Hệ số K_temp thể hiện mối quan hệ giữa ứng suất kéo cho phép và nhiệt độ làm việc lớn nhất của dây tiếp xúc và được cho trong Bảng 5.

Bảng 5 - Hệ số K_temp đối với dây tiếp xúc

Đối với các sản phẩm mới có thể cần hạ thấp giá trị cho đến khi thu thập đủ kinh nghiệm vận hành.

Đối với nhiệt độ làm việc cao nhất trên 100 ^oC, việc giảm độ bền dây dẫn qua tuổi thọ của dây phải được xác định bằng các thử nghiệm điển hình. Hệ số K_temp phải được điều chỉnh theo độ bền dư của dây.

Mặc dù các yêu cầu của ứng suất kéo được cho phép, cũng nên xem xét đến các tính chất của vật liệu dây tiếp xúc đối với khả năng chống rão. Để đạt được tính chống rão này, nên áp dụng một ứng suất kéo và/hoặc nhiệt độ làm việc thấp hơn.

5.3.3  Hệ số mài mòn cho phép K_wear

Phải cung cấp mức mài mòn cho phép bằng cách áp dụng hệ số phù hợp với độ mài mòn cho phép:

trong đó

x là độ mài mòn cho phép tính theo phần trăm / 100.

5.3.4  Hệ số tải gió và băng K_icewind

Ảnh hưởng của tải gió và băng lên độ bền kéo lớn nhất của dây tiếp xúc phụ thuộc vào thiết kế của các mạch tiếp xúc trên không. Hệ số K_icewind phụ thuộc vào tải gió và băng và kiểu mạch tiếp xúc trên không và được trình bày trong Bảng 6.

Bảng 6 - Hệ số K_icewind cho dây tiếp xúc

5.3.5  Hiệu suất của thiết bị kéo K_eff

Hiệu suất của các thiết bị kéo được xem xét bởi hệ số K_eff. Đối với thiết kế và lắp đặt bình thường của các thiết bị kéo, K_eff được giả định là bằng với hiệu suất đã xác định và được chứng minh bởi nhà cung ứng.

Trường hợp đầu nối cố định được sử dụng thì K_eff phải bằng 1,0.

5.3.6  Hệ số bộ nối đầu cuối K_clamp

Ảnh hưởng của bộ nối đầu cuối được xem xét bởi hệ số K_clamp và phải bằng 1,00 nếu lực kẹp bằng hoặc lớn hơn 95% độ bền kéo của dây tiếp xúc. Nếu không K_clamp phải bằng tỷ lệ của lực kẹp với độ bền kéo.

5.3.7  Hệ số mối nối K_joint

Ảnh hưởng của mối nối được xem xét bởi hệ số K_joint. K_joint phải bằng 1,00 nếu không có các mối nối hoặc nếu các giá trị độ bền kéo và phần trăm độ giãn dài sau khi nứt tại một điểm nối liên quan đến các giá trị quy định của vật liệu dây. Nếu không, K_joint phải bằng tỷ lệ độ bền kéo của các mối nối với độ bền kéo danh định tính toán cao hơn của dây tiếp xúc. Độ bền kéo nhỏ nhất của mối nối phải tuân theo EN 50149.

5.4  Thiết kế cơ khí của tải dây treo

5.4.1  Tải kéo cho phép F_w

Tải kéo làm việc lớn nhất cho phép của dây treo phụ thuộc vào các thông số quy định trong 5.4.2 đến 5.4.7. Tất cả các thông số này phải được tính trọng số với một hệ số riêng lẻ. Tải phá hủy tối thiểu F_Bmin của dây treo phải được nhân với tích của các hệ số này và là một hệ số n không lớn hơn 0,65 để có được tải kéo làm việc lớn nhất cho phép.

Tải kéo làm việc lớn nhất cho phép phải được xác định từ:

Công thức này đưa ra yêu cầu tối thiểu có thể được tăng lên theo các quy định của quốc gia.

5.4.2  Hệ số nhiệt độ lớn nhất K_temp

Các hệ số K_temp được giả định là 1,0 miễn là nhiệt độ làm việc lớn nhất không vượt quá các giá trị trong Bảng 1. Ở nhiệt độ làm việc cao hơn, hệ số này phải được giảm xuống phù hợp với khả năng giảm theo tỷ lệ phần trăm của độ bền kéo.

Bảng 7 - Hệ số K_temp cho dây dẫn bện

Đối với các sản phẩm mới có thể cần thiết để hạ thấp giá trị cho đến khi thu thập đủ kinh nghiệm vận hành.

Đối với nhiệt độ làm việc cao nhất trên 100 ^oC, việc giảm độ bền dây dẫn qua tuổi thọ của dây phải được xác định bằng các thử nghiệm điển hình. Hệ số K_temp phải được điều chỉnh theo độ bền dư của dây như trong Bảng 7.

5.4.3  Hệ số tải gió K_wind

Tải gió được xác định bởi một hệ số K_wind mà phụ thuộc vào tốc độ gió như quy định trong Bảng 8.

Bảng 8 - Hệ số tải gió K_wind cho dây dẫn bện

5.4.4  Hệ số tải băng K_ice

Ảnh hưởng của tải băng phải được xem xét khi xác định tải làm việc lớn nhất của dây bện tải băng K_ice phụ thuộc vào kiểu đầu nối như quy định trong Bảng 9.

Bảng 9 - Hệ số tải băng K_ice cho dây dẫn bện

5.4.5  Độ chính xác và hiệu suất kéo căng tự động K_eff

Độ chính xác và hiệu suất kéo căng tự động được xem xét bởi hệ số K_eff. Đối với thiết kế và lắp đặt bình thường của các thiết bị kéo, K_eff được giả định là bằng với hiệu suất đã xác định và được chứng minh bởi nhà cung ứng.

Trường hợp đầu nối cố định được sử dụng thì K_eff phải bằng 1,0.

5.4.6  Hệ số bộ nối đầu cuối K_clamp

Ảnh hưởng của bộ nối đầu cuối được xem xét bởi hệ số K_clamp và bằng 1,00 nếu lực kẹp bằng hoặc lớn hơn 95% độ bền kéo danh định tính toán (RTS). Nếu không K_clamp phải bằng tỷ lệ của lực kẹp với RTS.

5.4.7  Hệ số tải dọc bổ sung K_load

Ảnh hưởng của tải dọc tác động lên dây treo được xem xét bởi hệ số K_load và bằng 0,8. Đối với dây treo không có tải tác động, hệ số K_load phải bằng 1,0.

Tải móc treo không bao gồm trong việc xem xét của hệ số K_load.

5.5  Thiết kế cơ khí của các dây dẫn bện khác

Đối với dây dẫn bện, trừ dây treo, các yêu cầu từ 5.4.1 đến 5.4.7 chỉ phải áp dụng nếu tải làm việc vượt quá 40% tải phá hủy tính toán của dây dẫn bện.

Để tính toán tải làm việc, các trường hợp tải theo 6.3.1 cần được xem xét.

5.6  Thiết kế cơ khí của dây đặc

Dây đặc trong hệ thống mạch tiếp xúc trên không mà không phải là dây tiếp xúc không được đặt tải quá 40% tải phá hủy nhỏ nhất.

5.7  Thiết kế cơ khí của các dây cáp của vật liệu không dẫn điện

5.7.1  Quy định chung

Dây cáp được tạo thành từ các vật liệu không dẫn điện chỉ có thể được sử dụng đến tải làm việc tính toán của chúng. Cần đặc biệt chú ý đến tải trượt, bán kính uốn cong, bố trí đầu nối và độ giãn dài. Các yêu cầu này áp dụng đối với dây cáp được làm từ sợi tổng hợp và có vỏ bọc bên ngoài để bảo vệ sợi. Tham khảo EN 50345 để biết thêm chi tiết.

5.7.2  Tải kéo cho phép F_w

Tải kéo cho phép của dây cáp được tính trọng số riêng (xem 5.7.3 đến 5.7.7). Tải phá hủy nhỏ nhất của các sợi tổng hợp được nhân với tích của các hệ số này và một hệ số n không lớn hơn 0,45 để có được tải kéo làm việc lớn nhất cho phép.

Tải kéo làm việc lớn nhất được xác định từ:

Công thức này đưa ra yêu cầu tối thiểu có thể được tăng lên theo các quy định của quốc gia.

5.7.3  Hệ số tải gió K_wind

Tải trọng gió được xem xét theo hệ số K_wind phụ thuộc vào tốc độ gió:

K_wind = 1,00 với tốc độ gió ≤ 100 km/h;

K_wind = 0,90 với tốc độ gió > 100 km/h.

5.7.4  Hệ số tải băng K_ice

Ảnh hưởng của tải băng phải được xem xét:

K_ice = 0,95.

5.7.5  Hệ số kẹp đầu nối K_clamp

Ảnh hưởng của các bộ nối đầu cuối phải được xem xét bởi hệ số K_clamp:

K_clamp = 1,00 đối với bộ nối đầu cuối hình nón;

K_clamp = 0,80 đối với bộ nối đầu cuối khác.

5.7.6  Hệ số tải dọc K_load

Ảnh hưởng của tải dọc phải được xem xét sử dụng hệ số K_load:

K_load = 0,7 khi có tải dọc;

K_load = 1,0 khi không có tải dọc.

Ví dụ về tải dọc được xem xét là các bộ chỉ hướng hoặc cáp cấp điện cho đèn giao thông hoặc cho mạch tiếp xúc trên không.

5.7.7  Hệ số bán kính uốn nhỏ nhất K_radius

Ảnh hưởng của bán kính lên dây cáp được xem xét bởi hệ số K_radius theo Bảng 10.

Bảng 10 - Hệ số K_radius đối với dây cáp từ vật liệu không dẫn điện

5.8  Hệ thống treo

Thiết bị kéo căng tự động phải được treo từ các giá đỡ cho phép dịch chuyển theo chiều dọc. Thiết bị đầu cuối cố định có thể được hỗ trợ từ giá đỡ cố định. Trường hợp tốc độ tuyến đường lớn hơn 100 km/h hoặc khi dòng điện chảy vận hành cao yêu cầu cần sử dụng hệ thống treo kiểu dây treo. Khi sử dụng ray tiếp xúc trên không thì không cần thiết sử dụng hệ thống dây treo.

5.9  Hệ thống kéo căng

Sức căng dây tiếp xúc và dây treo phải được duy trì trong các tham số thiết kế hệ thống. Để đảm bảo thiết bị lấy điện đạt yêu cầu với tốc độ trên 100 km/h, dây tiếp xúc phải được tự động kéo căng. Các dây treo cũng sẽ được tự động kéo căng khi các thông số hệ thống yêu cầu.

Đối với tốc độ trên 225 km/h cả dây treo và dây tiếp xúc phải được tự động được kéo căng riêng biệt.

Theo điều kiện đặc biệt ở Nhật, ở đó có thể sử dụng hơn 225 km/h với chỉ một thiết bị kéo căng cho tất cả các dây nếu sức căng của mỗi dây có thể được giữ đúng cách.

Đối với thiết bị tự động kéo căng, sức căng cục bộ trong mạch tiếp xúc trên không có thể khác nhau, do ảnh hưởng của chuyển động theo chiều dọc của xà căng chỉnh hoặc khung thanh đỡ. Sự thay đổi chấp nhận được lớn nhất của sức căng trong mạch tiếp xúc trên không phải được xem xét.

5.10  Hình dạng của thiết bị trên không

5.10.1  Độ lệch ngang của dây tiếp xúc

Trong các điều kiện môi trường và dung sai cơ khí xác định, độ lệch ngang của dây tiếp xúc và khung lấy điện phải không để dây tiếp xúc trượt khỏi đầu khung lấy điện trừ khi được thiết kế đặc biệt để làm như vậy ở các điểm tiếp xúc dây tiếp xúc. Giá trị độ lệch dây tiếp xúc nhỏ nhất phải được quy định cho từng dự án, để duy trì khoảng cách cơ học đầy đủ và để giảm thiểu sự mài mòn của dây tiếp xúc và đai khung lấy điện. Trong điều kiện vận hành bình thường, dây tiếp xúc phải được nằm trong chiều rộng làm việc của khung lấy điện.

Lực gió trên các dây dẫn phải được đánh giá và tối đa kết quả qua độ lệch đường ray được xác định theo cả hai hướng. Đánh giá lực gió trên dây dẫn riêng lẻ phải phù hợp với yêu cầu về tính khả dụng của 6.2.4.1 và tốc độ gió tối đa trong điều kiện vận hành đối với các khoảng cột riêng lẻ hoặc áp dụng điều kiện quốc gia đặc biệt nếu có.

Để tính độ lệch của dây tiếp xúc, lực gió phải được đặt lên dây tiếp xúc và dây treo. Móc treo cũng có thể được xem xét.

Tổng dịch chuyển dây tiếp xúc, cùng với độ lệch kết cấu, phải dẫn đến độ lệch dây tiếp xúc trong phạm vi giá trị lớn nhất cho phép bởi thiết kế hệ thống khi thêm vào độ lệch dây tiếp xúc trong không khí tĩnh tại bất kỳ điểm nào dọc theo đường ray.

Khoảng cách an toàn điện và cơ học của dây dẫn tới các bộ phận khác của cơ sở hạ tầng đường sắt khi chịu gió phải được kiểm tra xác nhận tương tự.

5.10.2  Độ nâng

Độ nâng thiết kế của dây tiếp xúc tại giá đỡ, đối với chiều dài khoảng cột lớn nhất trong điều kiện vận hành bình thường, được xác định hoặc đánh giá bằng tính toán, mô phỏng hoặc đo. Khoảng trống cho độ nâng tự do và không bị giới hạn của dây tiếp xúc tại giá đỡ phải là tối thiểu hai lần độ nâng thiết kế. Nếu hạn chế độ nâng dây tiếp xúc được đưa vào thiết kế, hệ số phải nhỏ hơn 1,5.

5.10.3  Biến thiên chiều cao dây tiếp xúc

Nếu, do điều kiện địa phương, ví dụ: cầu, sự thay đổi độ cao dây tiếp xúc là cần thiết, điều này phải đạt được với độ nghiêng nhỏ nhất có thể. Các giá trị thiết kế cho độ nghiêng và thay đổi độ nghiêng không được vượt quá các giá trị được nêu trong Bảng 11 như là một hàm của tốc độ.

Bảng 11 - Độ nghiêng dây tiếp xúc

5.10.4  Chiều cao dây tiếp xúc nhỏ nhất

Chiều cao dây tiếp xúc nhỏ nhất phải luôn lớn hơn biên dạng khổ giới hạn đường cong, cũng tính đến xem xét khoảng cách an toàn điện trong không khí và chiều cao làm việc nhỏ nhất của khung lấy điện, để tránh phóng hồ quang giữa dây tiếp xúc và các bộ phận nối đất của phương tiện.

Xem Hình 1, mối liên quan giữa chiều cao dây tiếp xúc và chiều cao làm việc của khung lấy điện.

5.10.5  Chiều cao dây tiếp xúc thiết kế nhỏ nhất

Chiều cao dây tiếp xúc thiết kế nhỏ nhất phải được tính bằng cách thêm tất cả các dịch chuyển xuống dưới dưới của dây tiếp xúc đến chiều cao nhỏ nhất. Xem xét phải đưa ra:

- Dung sai dọc đối với vị trí đường ray,

- Dung sai lắp đặt xuống dưới đối với dây tiếp xúc,

- Dịch chuyển động học xuống dưới của dây tiếp xúc,

- Ảnh hưởng của tải băng và nhiệt độ trên dây dẫn.

5.10.6  Chiều cao dây tiếp xúc danh nghĩa

Có thể đặt chiều cao danh nghĩa cho một mạch tiếp xúc trên không ở khoảng giữa chiều cao nhỏ nhất và chiều cao thiết kế lớn nhất của dây tiếp xúc.

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu cụ thể đối với chiều cao dây điện tiếp xúc cho các đường dây tương thích được cho trong IEC 62486.

5.10.7  Chiều cao dây tiếp xúc thiết kế lớn nhất

Chiều cao dây tiếp xúc thiết kế lớn nhất phải đạt được bằng cách lấy chiều cao làm việc lớn nhất của khung lấy điện trừ đi khoảng dịch chuyển lên trên có thể của dây tiếp xúc. Xem xét phải được đưa ra:

- Dung sai theo chiều dọc của đường ray,

- Độ nâng của dây tiếp xúc bởi khung lấy điện,

- Dịch chuyển động học lên trên của dây tiếp xúc,

- Dung sai lắp đặt lên trên,

- Độ nâng của dây tiếp xúc do mài mòn,

- Độ nâng của dây tiếp xúc do bất kỳ ảnh hưởng nào của sự thay đổi nhiệt độ trong dây dẫn.

CHÚ DẪN:

Hình 1 - Mối liên quan giữa chiều cao dây tiếp xúc và vị trí vận hành khung lấy điện

5.11  Bố trí mạch tiếp xúc trên đoạn giao nhau và rẽ nhánh

Các mạch tiếp xúc trên các đoạn giao nhau và rẽ nhánh phải được thiết kế sao cho chúng có thể đi qua tất cả các hướng theo kế hoạch ở tốc độ dự kiến trong khi vẫn đáp ứng được các yêu cầu về phạm vi cho phép của các lực tiếp xúc (Bảng 4).

Việc thiết kế các điểm chéo và cấu hình và hình dạng của mạch tiếp xúc tiếp tuyến phải đảm bảo rằng không có dây tiếp xúc nào thể trượt dưới đai tiếp xúc khung lấy điện. Việc lắc lư và bất đối xứng của khung lấy điện phải được xem xét cũng như độ nâng dây tiếp xúc và độ lệch bên do gió. Tại điểm đầu dây tiếp xúc tiếp xúc đầu khung lấy điện, cả hai dây tiếp xúc phải được đặt ở cùng một cạnh của đầu khung lấy điện so với trục trung tâm của nó.

Các biện pháp khắc phục thích hợp, ví dụ thanh tiếp xúc chéo nhau và móc treo chéo nhau, phải được sử dụng để đảm bảo rằng cả hai dây tiếp xúc được nâng lên khi khung lấy điện đi qua. Độ giãn dài theo chiều dọc liên quan đến nhiệt độ của dây tiếp xúc phải được xem xét khi áp dụng các biện pháp khắc phục.

Để tránh việc sử dụng các tiếp xúc giao nhau, có thể bố trí thiết bị thay thế để ngăn ngừa các ảnh hưởng của độ nâng đáng kể của khung lấy điện.

5.12  Bố trí chồng lấn

Chồng lấn sẽ cho phép khung lấy điện đi từ chiều dài kéo căng này sang chiều dài khác mà không làm giảm tốc độ hoặc gián đoạn nguồn điện cho bộ phận kéo. Số lượng và độ dài của khoảng cột bao gồm độ chênh về chiều dài của các khoảng cột liền kề và độ nghiêng dây tiếp xúc trong các phần chồng lấn lên nhau phải được thiết kế để phạm vi cho phép của lực tiếp xúc và độ chênh cho phép của độ đàn hồi được đáp ứng. Tốc độ chạy tối đa và bán kính cong đường ray cần được tính đến.

Đối với những chồng lấn trong thiết bị kéo căng tự động, giá đỡ của cả hai thiết bị mạch tiếp xúc phải cho phép sự dịch chuyển không hạn chế của mạch tiếp xúc do sự giãn nở theo chiều dọc liên quan đến nhiệt độ.

Đối với các phân khu cách điện, khoảng cách an toàn điện động lực nhỏ nhất của các dây dẫn song song phải được duy trì trong điều kiện môi trường. Phải đáp ứng được yêu cầu khe hở tĩnh điện yêu cầu trong không khí.

Chồng lấn không cách điện nên được kết nối cố định bởi một bộ nhảy. Trong điều kiện vận hành các chồng lấn được cách điện nên được kết nối bởi bộ ngắt hoặc qua trạm biến áp.

5.13  Yêu cầu cụ thể đối với mạch tiếp xúc trên không đối với hệ thống xe buýt điện

5.13.1  Quy định chung

Đặc trưng điển hình của hệ thống mạch tiếp xúc trên không đối với các ứng dụng xe buýt điện là các dây tiếp xúc đôi riêng biệt về điện.

Chức năng của một mạch tiếp xúc trên không cho các ứng dụng xe buýt điện là truyền năng lượng từ các trạm biến áp điện đến đoàn xe buýt điện và trả lại nó, tất cả trong điều kiện bảo vệ cần thiết. Để thực hiện chức năng này, hệ thống điện được làm bằng cáp và dây cấp điện/truyền trở về phải được thiết kế phù hợp với các yêu cầu trong 5.13.2 đến 5.13.6.

5.13.2  Đặc tính đường dây

Các đặc tính tác động xe buýt điện và các yêu cầu vận hành cần được lấy từ tiêu chuẩn quốc gia.

Các điều kiện môi trường vận hành và khu vực đô thị mà trong đó mạch tiếp xúc trên không sẽ được lắp đặt, với sự chú ý đặc biệt đối với bất kỳ yêu cầu quốc gia nào đối với yêu cầu quốc gia nào đối với khe hở kết cấu phải được xem xét.

Các đặc tính của phương tiện xe buýt điện và các yêu cầu vận hành bao gồm:

- Kiểu đường: các loại tuyến đường hoặc đường sắt (ví dụ: đường phố, dành riêng, phân loại, v.v.) thường được sử dụng cho từng chế độ khác nhau,

- Tốc độ trung bình: tốc độ trung bình khởi điểm đến đích cho mỗi chế độ trong khai thác doanh thu. Điều này bao gồm thời gian ở trạm dừng, giao thông và do sự chậm trễ khác,

- Tốc độ lớn nhất: tốc độ tối đa mà phương tiện có thể đạt được trên một đường thẳng, đường ưu tiên không có đường cong, nghiêng, điểm dừng, tín hiệu giao thông hoặc các sự chậm trễ khác,

- Kích thước lề đường: chiều rộng và chiều cao của lề đường cần để chứa phương tiện trong chế độ động theo tiêu chuẩn hiện đại về vận hành an toàn,

- Đường cong tối thiểu: các đường cong sát nhất có thể được sử dụng cho một chế độ vận chuyển nhất định, được đo bằng bán kính của đường cong đến đường trung tâm của phương tiện giao thông,

- Độ nghiêng bề mặt đường: độ nghiêng dốc nhất có thể được sử dụng cho một chế độ vận chuyển nhất định mà không ảnh hưởng đến độ tin cậy hoặc an toàn của vận hành.

Khoảng cách giữa dây cấp nguồn và dây hồi lưu phải là 0,60 m hoặc 0,70 m với dung sai lớn nhất ± 15 mm.

Nếu một cực của hệ thống xoay chiều được nối đất hoặc kết nối với mạch hồi lưu của hệ thống đường tàu điện nội đô hoặc tàu điện nội đô nhẹ, dây tiếp xúc của cực này phải được lắp ở bên ngoài lề đường (xem Hình 2).

CHÚ DẪN:

Hình 2 - Vị trí của dây hồi lưu liên quan đến lề đường

Các tổ hợp của một mạch tiếp xúc trên không (dây dẫn, hệ thống treo, công tắc và thanh ghi) phải được bố trí để cho phép:

- Lưu thông phương tiện ổn định dọc theo tuyến đường,

- Tiếp cận chính xác đến điểm dừng ke ga,

- Vượt quá các phương tiện khác có kích thước lớn nhất được chấp nhận đối với phương tiện giao thông đường bộ.

5.13.3  Đặc tính của phương tiện

Những đặc tính sau đây phải được xác định và đưa vào thiết kế hệ thống

- Điện áp danh nghĩa của mạch tiếp xúc trên không;

- Loại xe buýt điện và đặc tính đường bộ;

- Độ dốc lớn nhất và nhỏ nhất của tuyến đường;

- Dòng điện cố định và lớn nhất của phương tiện;

- Kiểu sức kéo (bởi điện trở, bộ tạo xung, biến tần, v.v.);

- Kiểu hãm (bởi điện trở, tiết kiệm năng lượng, v.v.);

- Đặc điểm môi trường của phương tiện;

- Độ dịch chuyển ngang của xe buýt điện từ mạch tiếp xúc trên không.

5.13.4  Hệ thống lấy điện

Cụ thể, các thông tin sau đây phải được xem xét cho thiết bị lấy điện:

- Kích thước và kiểu của thiết bị lấy điện;

- Đặc tính kết cấu của thiết bị lấy điện và tất cả các thiết bị tạo nên mạch tiếp xúc trên không, chẳng hạn như điểm chuyển mạch và giao nhau:

- Lực tiếp xúc tĩnh giữa thiết bị lấy điện và dây tiếp xúc;

- Phạm vi các lực tiếp xúc liên quan đến chuyển động động lực của phương tiện và sự thay đổi chiều cao của mạch tiếp xúc;

- Loại mạch tiếp xúc.

CHÚ THÍCH: CLC / TS 50502 cung cấp thông tin về các yêu cầu an toàn và các hệ thống kết nối cho các thiết bị điện trong xe buýt điện.

5.13.5  Lực tiếp xúc tĩnh

Phạm vi áp lực tiếp xúc tính đặt lên dây hồi lưu và dây cấp điện phải từ 70 N đến 120 N cho mỗi dây.

5.13.6  Xe buýt điện ở gần đường tàu điện nội đô

Thông thường, đặc biệt là đối với một khu đô thị, phương tiện xe buýt điện và tàu điện nội đô chạy theo cùng một hệ thống hỗ trợ. Trong trường hợp này, các mạch tiếp xúc trên không cho cả hai hệ thống được hỗ trợ bởi cùng một hệ thống treo.

Khoảng cách giữa các dây tiếp xúc cho xe buýt điện và đường tàu điện nội đô không được nhỏ hơn khoảng cách giữa dây cấp điện và dây hồi lưu.

Trong bất kỳ trường hợp nào sau đây phải xác định và đưa vào thiết kế hệ thống:

- Khổ tải giới hạn động và tĩnh của xe buýt điện và tàu điện nội đô;

- Khoảng cách giữa dây hồi lưu và mạch tiếp xúc trên không của đường tàu điện nội đô ít nhất là khoảng cách giữa dây cấp điện và dây hồi lưu của mạch tiếp xúc trên không của xe buýt điện.

Các mạch tiếp xúc trên không đối với xe buýt điện và tàu điện nội đô thường được cung cấp bởi các phần cấp điện riêng biệt để tạo điều kiện cho các hoạt động bảo trì.

5.14  Dung sai và giới hạn

Các thông số có khả năng bị ảnh hưởng bởi xây dựng phải bị giới hạn bởi các dung sai và giới hạn. Dung sai và giới hạn phụ thuộc vào loại dây tiếp xúc và phải được xác định phù hợp với các yêu cầu về an toàn, chất lượng của thiết bị lấy điện, tính tương thích với mặt tiếp xúc và các khía cạnh thẩm mỹ. Sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các giá trị riêng lẻ phải được xem xét cũng như mối quan hệ giữa các dung sai và giới hạn và các ảnh hưởng bên ngoài như khí hậu, thiết kế khung lấy điện và nguồn điện.

Đối với các thông số có khả năng thay đổi trong quá trình vận hành, và do đó ảnh hưởng đến tính năng của hệ thống, ví dụ như do sự thay đổi vị trí đường ray, các giới hạn vận hành phải được xác định thêm. Mối quan hệ giữa dung sai và giới hạn đối với xây dựng và giới hạn đối với vận hành phải xem xét các thay đổi có thể của các thông số qua thời gian giữa thời gian kiểm tra và bảo trì.

Dung sai và giới hạn phải được thực hiện trong thiết kế (xem ví dụ 6.4.5) và được giữ trong quá trình xây dựng và vận hành.

Bảng 12 cho thấy các ví dụ về các tham số cần xác định dung sai và giới hạn. Các loại tham số được chia thành bốn nhóm chính theo thứ tự tầm quan trọng của chúng đối với hệ thống. Trong mỗi nhóm chính, các ví dụ về các tham số cho dung sai và giới hạn được đưa ra liên quan đến xây dựng và/hoặc vận hành. Các giá trị cụ thể phải được nhà thiết kế hệ thống xác định.

Bảng 12 - Các tham số quan trọng để hỗ trợ việc xác định dung sai và giới hạn

Tham khảo Phụ lục E về các yêu cầu điều kiện quốc gia cụ thể.

6  Kết cấu

6.1  Cơ sở thiết kế

6.1.1  Quy định chung

Các kết cấu cho các mạch tiếp xúc trên không có thể được thiết kế theo các nguyên tắc chung trong 6.1.2 đến 6.1.6, hoặc tham khảo các tiêu chuẩn quốc tế hoặc các tiêu chuẩn quốc gia hoặc như được mô tả trong EN 1990: 2002.

6.1.2  Yêu cầu cơ bản

Các kết cấu cho mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế và xây dựng sao cho trong suốt tuổi thọ dự tính:

- Thực hiện mục đích của chúng trong một tập điều kiện được xác định với mức độ tin cậy có thể chấp nhận được và theo cách kinh tế. Điều này đề cập đến các khía cạnh của yêu cầu độ tin cậy,

- Không có khả năng gây ra sụt lún tăng dần nếu hỏng hóc được gây ra trong một linh kiện xác định. Điều này đề cập đến các khía cạnh của các yêu cầu về an ninh,

- Không có khả năng gây ra thương tích hoặc tổn thất con người trong quá trình xây dựng, vận hành và bảo trì. Điều này đề cập đến các khía cạnh của các yêu cầu về an toàn.

Một mạch tiếp xúc trên không cũng phải được thiết kế, xây dựng và duy trì theo một cách mà có sự quan tâm thích đáng đến sự an toàn của công chúng, độ bền, tính bền vững, khả năng bảo trì và các xem xét về môi trường.

Các yêu cầu trên phải được đáp ứng bằng cách lựa chọn vật liệu phù hợp, bằng thiết kế và chi tiết thích hợp, và bằng cách xác định các quy trình kiểm soát đối với thiết kế, sản xuất, xây dựng và sử dụng liên quan đến dự án cụ thể.

6.1.3  Thiết kế đối với các giới hạn về kết cấu

Nói chung, có sự phân biệt giữa trạng thái giới hạn cực hạn và giới hạn tính khả dụng.

Các trạng thái giới hạn cực hạn là những trạng thái liên kết với sự sụt lún hoặc các dạng tương tự khác của lỗi kết cấu như sự biến dạng quá mức, sự mất ổn định, đảo lộn, vỡ, uốn cong v.v. Các trạng thái giới hạn cực hạn liên quan đến độ tin cậy và an toàn của các giá đỡ, móng, dây dẫn và thiết bị cũng như sự an toàn của con người.

Các trạng thái giới hạn khả dụng tương ứng với các điều kiện nhất định được xác định vượt quá yêu cầu dịch vụ cụ thể đối với một mạch tiếp xúc trên không được đáp ứng. Các yêu cầu về tính khả dụng liên quan đến chức năng cơ học của các giá đỡ, móng, dây dẫn và thiết bị và sự truyền tải năng lượng điện không hạn chế đến phương tiện.

Do đó, giới hạn tính khả dụng đòi hỏi phải xem xét các biến dạng và chuyển vị ảnh hưởng đến việc sử dụng mạch tiếp xúc trên không và bất kỳ thiệt hại có thể ảnh hưởng đến độ bền hoặc chức năng của các thiết bị hỗ trợ và thiết bị xấu.

Các giới hạn về tính khả dụng có thể được đưa ra trong quy định của bên mua

Thiết kế với sự liên quan đến trạng thái giới hạn cực hạn và tình trạng giới hạn tính khả dụng được thực hiện bằng cách:

• Thiết lập mô hình kết cấu và tải cho các giới hạn cuối cùng và giới hạn tính khả dụng có liên quan để được xem xét trong các điều kiện thiết kế và các trường hợp tải trọng khác nhau,

• Các giá trị thiết kế thường thu được bằng cách sử dụng các giá trị đặc trưng như được định nghĩa trong Tiêu chuẩn này kết hợp với các hệ số cục bộ như được định nghĩa:

- Trong Tiêu chuẩn này,

- Trong ISO 10721 (tất cả các phần) và ISO 23469: 2005,

- Trong EN 1992 (tất cả các phần), EN 1993 (tất cả các phần), EN 1995 (tất cả các phần), EN 1997 (tất cả các phần), EN 1998 (tất cả các phần) và EN 1999 (tất cả các phần),

- Trong quy định kỹ thuật của bên mua.

• Xác minh rằng các giới hạn không được vượt quá khi giá trị thiết kế các giá trị cho tác động, tính chất vật liệu và dữ liệu hình học được sử dụng trong mô hình,

• Tham chiếu đến Eurocodes, các tiêu chuẩn thay thế hoặc các dữ liệu thực nghiệm cho các vật liệu không nằm trong tiêu chuẩn này.

6.1.4  Phân loại tác động

Các tác động có thể được phân loại theo sự thay đổi của chúng theo thời gian hoặc bởi tính chất của chúng và/hoặc phản ứng kết cấu.

CHÚ THÍCH: Định nghĩa của một 'tác động', có thể tham khảo EN 1990: 2002, 1.5.3.1.

• Các tác động cố định (G) là trọng lượng bản thân của hệ thống giá đỡ bao gồm các móng, phụ kiện và hệ thống lắp đặt điện cố định, trọng lượng bản thân của các dây dẫn và ảnh hưởng của tải kéo dây dẫn tại nhiệt độ tham chiếu mà không có băng và/hoặc gió. Giá trị đặc trưng của các tác động cố định thường có thể được xác định như một giá trị G_K do sự biến thiên của G là nhỏ.

• Tác động biến đổi (Q) bao gồm tải gió, tải băng, hoặc các tải áp đặt khác. Tải gió và băng cũng như nhiệt độ có thể áp dụng là điều kiện khí hậu có thể được đánh giá theo phương pháp xác suất hoặc trên cơ sở xác định hoặc từ các tiêu chuẩn áp dụng như IEC 62498-2. Hiệu ứng tải kéo dây dẫn do gió và băng và độ lệch nhiệt độ cũng là các hoạt độ biến đổi. Đối với các tác động biến đổi, giá trị đặc trưng Q_K tương ứng với giá trị danh định được sử dụng cho các tác động dựa trên quyết định hoặc giá trị cao hơn của xác suất dự kiến không được vượt quá hoặc giá trị thấp hơn với xác suất dự kiến không được thấp hơn trong một khoảng tham chiếu.

• Các tác động sự cố (A) là các tải liên quan đến biện pháp ngăn chặn sự hỏng hóc, v.v. Giá trị đại diện nói chung là một giá trị đặc trưng A_K tương ứng với một giá trị được chỉ định. Các tác động động lực sau khi vận hành thiết bị hãm lỗi của thiết bị căng tự động hoặc sự thất bại của một dây tiếp xúc hoặc dây treo có thể được xem xét bằng cách sử dụng một tác động tĩnh tương đương.

• Tải thi công và bảo trì tải (Q_PK) tính đến qui trình làm việc, giằng hãm tạm thời, bố trí nâng v. Giá trị đặc trưng Q_PK cho tải thi công và bảo trì là những giá trị xác định theo quy định để đảm bảo sự an toàn của công trình và người dân.

6.1.5  Mức tin cậy

Về nguyên tắc, các mạch tiếp xúc trên không phải được thiết kế sử dụng một thời gian làm việc thiết kế nhất định và yêu cầu độ tin cậy thích hợp. Đối với kết cấu dân dụng của mạch tiếp xúc trên không, ngoại trừ việc lắp đặt tạm thời, nên xem xét vòng đời thiết kế 50 năm. Các quy định này phải tuân theo ISO 2394. Quy tắc ứng dụng thiết kế được xác định trong EN 1990.

6.1.6  Các mô hình cho phân tích kết cấu và độ bền

Việc tính toán phải được thực hiện bằng các mô hình thiết kế thích hợp liên quan đến các biến có liên quan. Các mô hình phải phù hợp để dự đoán ứng xử kết cấu và giới hạn khả năng sử dụng và thất bại. Chúng phải dựa trên lý thuyết và thực tiễn kỹ thuật đã được thiết lập, đã được kiểm chứng thực nghiệm nếu cần.

Liên quan đến sự tương tác giữa móng và đất, nên chú ý đặc biệt tới các tải trọng thu được từ các giá đỡ, tải trọng do áp lực đất tác động và trọng lượng cố định của móng, đất và các hiệu ứng nổi của nước ngầm trên đất và móng. Cùng với các lực phản ứng của tầng đất, các hiệu ứng này sẽ được tính đến khi tính toán móng. Ngoài ra, cần phải xác định và xem xét các tiêu chí để xác định các biến dạng có thể chấp nhận được của móng, áp đặt các biến dạng trên các giá đỡ và các mạch tiếp xúc và độ nghiêng của các giá đỡ.

6.1.7  Các giá trị thiết kế và phương pháp kiểm tra xác nhận

Trong tiêu chuẩn này, độ tin cậy đạt được bằng cách áp dụng các hệ số cục bộ và thời gian hồi lưu thích hợp cho các tác động khí hậu dựa trên cách tiếp cận thống kê và các hệ số cục bộ cho các tác động xác định và cho các tính chất vật liệu. Phương pháp hệ số cục bộ xác minh rằng các ảnh hưởng của các tác động thiết kế không vượt quá độ bền thiết kế tại giới hạn hỏng và thiết kế đó phù hợp với yêu cầu tính năng liên quan đến giới hạn tính khả dụng.

Giá trị thiết kế F_d của một tác động được thể hiện:

trong đó

γ_F là hệ số cục bộ cho các tác động:

F_K là giá trị đặc trưng của một tác động.

Nói chung, hệ số cục bộ cho các tác động γ_F có tính đến khả năng sai lệch không mong muốn của các tác động, mô hình hóa không chính xác và không đảm bảo trong việc đánh giá ảnh hưởng của tác động. Đối với các tính toán xác định bao gồm cả tải sự cố, hệ số cục bộ có thể được đặt cho ảnh hưởng của các giá trị đặc trưng của tác động, nghĩa là tải kéo dây dẫn bao gồm ảnh hưởng của gió, nhiệt độ và băng.

Giá trị thiết kế X_d của một tính chất vật liệu thường được định nghĩa là:

Hệ số cục bộ γ_M của tính chất vật liệu bao gồm những sai lệch không thuận lợi từ giá trị đặc trưng X_K của tính chất vật liệu, sự không chính xác trong các hệ số chuyển đổi áp dụng, và độ không đảm bảo trong tính chất hình học và mô hình sức cản.

Trong thiết kế của bất kỳ thành phần nào hoặc kết nối của chúng, nó sẽ được xác minh rằng

trong đó

E_d là tổng giá trị thiết kế của các ảnh hưởng của tác động như lực nội tại hoặc mômen hoặc sự kết hợp của chúng.

R_d là một hàm của các tác động trong một tình huống thiết kế nhất định

trong đó

G_k trọng lượng bản thân của giá đỡ, phụ kiện dây dẫn và lực kéo dây dẫn phụ thuộc vào trọng lượng bản thân xem xét nhiệt độ tham chiếu;

Q_wk tải gió đặc trưng;

Q_Ik tải băng đặc trưng;

Q_pk tải thi công và duy trì;

Q_CK lực kéo dây dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ và tải liên quan đến khí hậu;

A_K tác động gây ra bởi tải sự cố và các tác động đặc biệt;

γ_G; γ_w; γ_l; γ_p; γ_c, γ_A hệ số cục bộ kết hợp.

R_d là sức kháng thiết kế kết cấu liên tương ứng kết tất cả các thuộc tính kết cấu với giá trị thiết kế tương ứng X_nd

Để biết thêm chi tiết, xem EN 50341-1. Đối với hệ thống giao thông đô thị sức chở lớn, các phép tính được mô tả trong điều nhỏ là không bắt buộc.

6.2  Tác động lên mạch tiếp xúc trên không

6.2.1  Yêu cầu chung

Các giá trị đặc trưng cho các tác động lên tuyến đường liên quan đến dữ liệu khí hậu có thể được rút ra từ các cách tiếp cận xác suất hoặc xác định dựa trên kinh nghiệm thành công trong khoảng thời gian dài. Dữ liệu khí hậu có thể được lấy từ các tiêu chuẩn liên quan như IEC 62498-2 hoặc ISO 4354 hoặc EN 1991-1-4 và có thể được đưa ra trong Quy định kỹ thuật của bên mua. Tổng số tác động tạo thành một hệ thống thiết kế hoàn chỉnh đặc biệt là khi xem xét các trường hợp tải trọng đã được thiết lập.

Tác động lên các mạch tiếp xúc trên không được coi là các tác động bán tĩnh, không đòi hỏi phải kiểm tra độ bền mỏi.

Trong trường hợp rung động thiết yếu của kết cấu ví dụ như cầu trong điều kiện động đất, cần xem xét các ảnh hưởng của rung động trên mạch tiếp xúc trên không.

Các tác động động lực do sự tương tác mạch tiếp xúc/khung lấy điện gây ra bởi việc chạy các đoàn tàu là rất nhỏ và không cần phải xem xét. Tác động khí động học bằng cách chạy tàu hỏa nên được xem xét bổ sung, nếu cần. Tác động khí động học trong đường hầm đường sắt cần được xem xét theo IEC 62498-2. Bất kỳ yêu cầu chi tiết nào cũng phải được nêu rõ trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Trong quá trình xây dựng, cần phải cân nhắc tải trọng do bánh phương tiện chạy trên đường ray khi cần thiết, ví dụ như đào móng.

CHÚ THÍCH: EN 1991-2 đưa ra các yêu cầu chung.

6.2.2  Tải cố định

Trọng lượng bản thân của giá đỡ và các thiết bị của chúng như thanh đỡ, thiết bị kéo căng, cách điện và dây treo trên không tác động như tải cố định. Lực kéo căng dây dẫn của dây kéo tự động và tải làm lệch có thể được coi là tải cố định. Giá trị đặc trưng là G_K.

6.2.3  Tải biến thiên

Sự thay đổi sức căng của thiết bị đầu cuối cố định phải được xác định theo từng trường hợp tải riêng lẻ như:

- Dây dẫn dưới tác động của tải băng,

- Dây dẫn ở cả nhiệt độ thiết kế và nhiệt độ nhỏ nhất,

- Dây dẫn dưới tác động của tải gió lớn nhất,

- Dây dẫn dưới tác động kết hợp của gió và tải băng.

Giá trị đặc trưng là Q_CK và các thành phần khác là Q_WK, Q_lK, Q_PK.

6.2.4  Tải gió

6.2.4.1  Quy định chung

Thiết kế các mạch tiếp xúc trên không đối với gió phải dựa trên vận tốc gió khí tượng đo được 10 m trên mặt đất trong khoảng thời gian trung bình là 10 min trong một địa hình tương đối mở được chỉ định với loại địa hình II theo ISO 4354 hoặc EN 1991-1-4. Đối với thiết kế kết cấu của giá đỡ, vận tốc gió có thời gian hồi lưu là 50 năm phải được sử dụng trong khi để xác minh tính khả dụng thì thời gian hồi lưu của vận tốc gió phải được đưa ra trong quy định kỹ thuật của bên mua. Vận tốc gió đã được ghi nhận bởi các dịch vụ khí tượng trong nhiều năm. Ở hầu hết các quốc gia, thông tin về dữ liệu thống kê về gió có sẵn tùy thuộc vào khu vực. Các giá trị cho vận tốc gió 50 năm được quy định trong IEC 62498-2, theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc được phải đưa ra trong Quy định kỹ thuật của bên mua.

Nếu vị trí có liên quan nằm trên cầu cạn hoặc cầu cao, thì vận tốc gió sẽ được sử dụng phải xem xét độ cao tương ứng trên mặt đất.

Thiết kế tải gió trên các mạch tiếp xúc trên không có thể được thực hiện theo các phương pháp chuẩn, ví dụ như ISO 4354, theo tiêu chuẩn quốc gia, hoặc EN 1991-1-4 hoặc theo phương pháp được mô tả trong 6.2.4.2 đến 6.2.4.7.

6.2.4.2  Áp lực gió động

Áp lực gió động q_k đo bằng N/m² tác động trên các yếu tố của mạch tiếp xúc trên không được xác định bởi:

trong đó

G_q là hệ số đáp ứng gió giật theo quy định tại EN 50341-1: 2001 hoặc theo tiêu chuẩn quốc gia. Đối với các mạch tiếp xúc trên không với chiều cao khoảng 10 m, G_q nên bằng 2,05;

G_t là hệ số địa hình có tính đến việc bảo vệ đường dây, ví dụ như trong các đường đào, thành phố hoặc rừng. Ở địa hình mở G_t phải bằng 1,0; Đối với các khu vực khác hoặc các khu vực được bảo vệ, hệ số G_t có thể được định nghĩa trong các tiêu chuẩn quốc gia hoặc theo quy định kỹ thuật của bên mua;

V_R là vận tốc gió tham chiếu, tính bằng m/s ở độ cao 10 m trên mặt đất trung bình trong 10 min có thời gian hồi lưu theo 6.2.4.1;

ρ là mật độ không khí bằng 1,225 kg/m³ ở 15 ^oC và cao 600 m. Đối với các giá trị khác của nhiệt độ và độ cao, mật độ không khí có liên quan có thể được tính bằng công thức (13):

trong đó

T là nhiệt độ tuyệt đối (K)

H là độ cao (m)

Đối với các phần tử đường dây cao trên 10m so với mặt đất tham chiếu, tốc độ gió tăng theo định luật lũy thừa hoặc logarit phù hợp.

Ở một số nước quy định cho áp lực gió động q_K hiện có mà xem xét hệ số đáp ứng gió giật và điều kiện gió đưa ra. Dữ liệu này được sử dụng cho thiết kế mạch tiếp xúc bổ sung.

Áp lực gió động đối với khoảng thời gian hồi lưu khác có thể được suy ra từ áp lực gió động 50 năm sử dụng quy trình được cho trong tiêu chuẩn quốc gia, như là EN 50341-1:2001.

6.2.4.3  Lực gió lên dây dẫn

Áp lực gió lên dây dẫn do lực đặt ngang trực tiếp lên dây dẫn. Từ hai khoảng cột liền kề lực gió trên một giá đỡ phải được xác định bởi:

trong đó

q_K là áp lực gió động đặc trưng (xem 6.2.4.2);

G_C là hệ số đáp ứng kết cấu đối với dây dẫn có tính đến đáp ứng của dây dẫn có thể dịch chuyển với tải gió. Hệ số G_C nên được xác định theo kinh nghiệm quốc gia. Giá trị được chấp nhận rộng rãi nên là G_C = 0,75;

d là đường kính dây dẫn;

C_C là hệ số cản của dây dẫn. Giá trị 1,0 được khuyến nghị, các giá trị khác có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua;

L₁, L₂ chiều dài của khoảng hai cột liên tiếp;

Φ là góc nghiêng của hướng gió chính vuông góc với dây dẫn. Nhìn chung Ф tổng bằng không.

Khi hai dây dẫn được chạy song song, giảm tải gió có thể được đưa vào dây dẫn khuất gió, vì 80% dây dẫn khuất gió nếu khoảng cách giữa các trục ít hơn năm lần đường kính.

6.2.4.4  Lực gió trên các bộ cách điện và các bộ nối đường dây khác

Lực gió trên một bộ cách điện tác động ở điểm gắn lên giá đỡ theo hướng gió phải được xác định bởi:

trong đó

q_K là áp lực gió động đặc trưng (xem 6.2.4 2);

G_ins là hệ số cộng hưởng kết cấu cho bộ cách điện. Giá trị 1, 05 được khuyến nghị; Các giá trị khác có thể được đưa ra trong quy định kỹ thuật bên mua;

C_ins Là hệ số cản của bộ cách điện. Giá trị là 1,2 được khuyến nghị; Các giá trị khác có thể được đưa ra trong quy định kỹ thuật bên mua;

A_ins là diện tích của bộ cách điện được chiếu theo chiều ngang trên một mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với trục tác động gió.

Lực gió trên các thành phần khác phải được tính từ công thức (15) với sự xem xét thích hợp các hệ số cản thích hợp. Trong nhiều trường hợp, tải gió trên bộ cách điện hoặc phụ kiện đường dây sẽ rất thấp so với các nguồn khác.

6.2.4.5  Lực gió trên cáp néo và thanh đỡ

Lực gió tác động lên thanh ngang, cáp néo cũng như các thanh đỡ phải được xác định bằng cách tổng hợp các tác động gió đối với thành phần riêng lẻ. Các tác động gió trên các thành phần riêng lẻ có thể được xác định bằng các công thức quy định tại 6.2.4.3 đối với dây dẫn, 6.2.4.4 đối với các bộ cách điện và 6.2.4.7 đối với các bộ phận kết cấu khác.

6.2.4.6  Lực gió trên kết cấu dạng lưới

Đối với kết cấu dạng lưới của mặt cắt hình chữ nhật, lực gió được tính từ:

trong đó

q_k là áp lực gió động (xem 6.2.4.2);

G_lat là hệ số cộng hưởng kết cấu. Đối với kết cấu dạng lưới nên lấy 1,05;

C_lat1 là hệ số cản cho kết cấu dạng lưới mặt 1 với một luồng gió vuông góc với mặt này;

C_lat2 là hệ số cản cho kết cấu dạng lưới mặt 2 với một luồng gió vuông góc với mặt này;

A_lat1 là diện tích hiệu dụng của các thành phần của kết cấu dạng lưới mặt 1;

A_lat2 là diện tích hiệu dụng của các thành phần của kết cấu dạng lưới mặt 2;

ϕ là góc giữa hướng gió và mặt vuông góc với mặt kết cấu 1 (xem Hình 3).

CHÚ DẪN:

(1) Mặt 1

(2) Mặt 2

(3) Mạch tiếp xúc trên không

(4) Hướng gió

Hình 3 - Tác động gió trên các kết cấu thép dạng lưới

Ngoài ra, sức gió có thể được tính toán theo Eurocodes hoặc các quy định kỹ thuật của bên mua.

Các hệ số cản C_lat phụ thuộc vào tỷ lệ bền vững như được mô tả trong ISO 4354 và EN 1991-1-4: 2005, 7.11. Một giá trị thích hợp là C_lat = 2,8 cho các kết cấu dạng lưới với mặt cắt hình vuông hoặc chữ nhật được làm bằng các phần góc.

6.2.4.7  Lực gió lên các kết cấu khác

Lực gió trên các kết cấu khác bằng:

trong đó

q_K là áp lực gió động (xem 6.2.4.2);

G_str Là hệ số cộng hưởng kết cấu cho một kết cấu. Đối với các cấu kiện thép và bê tông tự hỗ trợ cho mạch tiếp xúc trên không thì G_str phải là 1,0. Các giá trị khác có thể được sử dụng nếu được xác định từ các tiêu chuẩn hoặc phương pháp được chấp thuận;

C_str là hệ số cản dựa trên hình dạng và độ nhẵn bề mặt của kết cấu. Các giá trị trong Bảng 13 được khuyến nghị; Các giá trị khác có thể được đưa ra trong các Quy định kỹ thuật của bên mua;

A_str là diện tích dự kiến của kết cấu.

Bảng 13 - Các giá trị khuyến nghị đối với hệ số C_str cho các kiểu kết cấu khác nhau

Hình 4 - Xác định hệ số cản đối với kết cấu kênh đôi

6.2.5  Tải băng

Tải băng được tạo ra bởi sự tích tụ tuyết thô, băng hoặc tuyết lên dây dẫn của các mạch tiếp xúc trên không. Đặc tính tải băng g_IK phụ thuộc vào khí hậu và các điều kiện địa phương, ví dụ chiều cao phía trên mặt đất, sự lân cận với các hồ và tiếp xúc với gió. Các định nghĩa của tải băng được cho trong IEC 62498-2. Tải băng nên được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Nếu được quy định trong quy định kỹ thuật của bên mua, băng trên kết cấu phải được xem xét.

6.2.6  Kết hợp tải gió và tải băng

Khi các tác động kết hợp của tải gió và tải băng được xem xét cho thiết kế của lắp đặt và kết cấu mạch tiếp xúc trên không, 50 % của tải gió theo 6.2.4 nên được giả định là tác động lên các kết cấu và thiết bị không có gió và lên dây dẫn với đường kính băng. Tải băng phải được sử dụng theo 6.2.5 có xét đến D_I như dưới đây. Một giá trị thay thế có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua. Đây là một phương pháp đơn giản hóa của các trường hợp thông thường khi xem xét các tác động có thể biến đổi độc lập bằng các hệ số kết hợp bổ sung. Lực tỷ trọng ρ_I của băng có thể được lấy từ các tiêu chuẩn thích hợp và hệ số lực cản không khí là 1,0.

Việc tăng đường kính tích tụ băng nên được xem xét nếu được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua. Đường kính tương đương D₁ tính bằng mét của tích tụ băng phải được tính từ:

trong đó

d là đường kính dây dẫn không có băng tính bằng mét;

g_Ik là đặc tính tải băng tính bằng N/m.

6.2.7  Ảnh hưởng nhiệt độ

Ảnh hưởng nhiệt độ phải được xét đến một cách thông thường cùng với các tác động khí hậu đang tồn tại khác. Các tham số sau nên được xác định bởi quy định kỹ thuật của bên mua, được dựa trên IEC 62498-2:

- Nhiệt độ nhỏ nhất được xem xét mà không có tác động khí hậu khác;

- Nhiệt độ chuẩn môi trường đối với điều kiện tải gió cực hạn;

- Nhiệt độ được giả định với các tải băng và tải gió băng kết hợp, khi thích hợp;

- Nhiệt độ chuẩn để tính độ bền kéo như một tác động cố định.

Các nhiệt độ sau được sử dụng ở nhiều quốc gia Châu Âu: nhiệt độ nhỏ nhất - 20 ^oC; nhiệt độ chuẩn môi trường + 5 ^oC; nhiệt độ với tải băng (và tải gió băng kết hợp khi thích hợp) - 5 ^oC; nhiệt độ chuẩn để tính độ bền kéo như một tác động cố định là + 15 ^oC. Nhiệt độ có thể được sử dụng khi xem xét tải kéo của các dây dẫn.

6.2.8  Tải thi công và tải bảo trì

Tải do các tác động thi công và bảo trì phải được xem xét, tính đến các quy trình làm việc, chằng kéo tạm thời, bố trí nâng hạ, v.v. Các giá trị khuyến nghị ít nhất 1,0 kN phải được giả định đối với các thanh dầm ngang đối với kết cấu dạng cổng và ít nhất 2,0 kN đối với các kiểu kết cấu, tác động thẳng đứng khác. Các lực này phải tác động tại các điểm nối đơn lẻ bất lợi nhất của các thanh dầm ngang hoặc tại các điểm gắn của giá đỡ hoặc dây dẫn vào kết cấu.

Các phần tử kết cầu không cần được thiết kế cho các tải như vậy khi áp dụng phương thức làm việc thích hợp. Chi tiết nên được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua.

6.2.9  Tải sự cố

Tải sự cố được quy định để kiểm soát trong các tình huống ngăn chặn thất bại và khẩn cấp. Nói chung, tại mọi điểm gắn dây dẫn vào một kết cấu, tải tĩnh dư thích hợp bắt nguồn từ sự nhả sức căng của dây tiếp xúc, dây treo hoặc đường dây cấp điện phải được áp dụng. Nói chung, nó là đủ để xem xét các tải sự cố đối với kết cấu tại điểm cuối của các đoạn căng hoặc cho các kết cấu neo của các điểm neo ở giữa khoảng cột. Chi tiết nên được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua cùng với một định nghĩa của các trường hợp tải kết hợp.

6.2.10  Tác động đặc biệt

Nên thực hiện việc xem xét các tác động đặc biệt có thể là xác đáng, như các lực tác động lên hệ thống mạch tiếp xúc trên không sau các dòng điện ngắn mạch rất cao.

Yêu cầu đối với tác động đặc biệt có thể được đưa ra bởi các quy định quốc gia.

Khi mạch tiếp xúc trên không được thi công trong các vùng tác động địa chất, cũng có thể thực hiện việc xem xét các lực lên hệ thống lắp đặt do động đất và/hoặc rung động địa chất.

CHÚ THÍCH: Thông tin được cho trong ISO 3010 tương ứng EN 1998 và EN 50341-1:2001, Phụ lục C.

6.3  Kiểu kết cấu và các trường hợp tải liên quan

6.3.1  Các trường hợp tải và tổ hợp tải

6.3.1.1  Yêu cầu chung

Đối với thiết kế của dây dẫn, thiết bị và giá đỡ bao gồm móng, trạng thái giới hạn cực hạn phải được xác định bằng cách xem xét trường hợp tải đem lại tải lớn nhất ảnh hưởng đến từng phần tử riêng biệt.

Lực kéo căng dây dẫn phải được xác định theo các tải tác động lên dây dẫn trong trường hợp tải đang được xem xét. Các thành phần của lực kéo căng dây dẫn tại điểm gắn giá đỡ bao gồm ảnh hưởng của góc thẳng đứng và góc ngang phải được tính đến một cách đúng đắn. Các tải lên giá đỡ phải được tính đến một cách chọn lọc chức năng được xác định của giá đỡ trong hệ thống mạch tiếp xúc trên không. Khi một giá đỡ có một vài chức năng, ví dụ một kết cấu kéo căng mang thanh đỡ, tổ hợp tải bất lợi nhất có thể xảy ra phải được áp dụng đồng thời.

Quy định kỹ thuật của bên mua có thể đưa ra các yêu cầu bổ sung, nếu cần thiết, các điều kiện tải ngắn hạn xảy ra trong quá trình lắp đặt và các tác động thi công lại phải được xem xét một cách riêng biệt.

Các trường hợp tải tiêu chuẩn được định nghĩa trong 6.3.1.2 đến 6.3.1.7. Việc áp dụng các trường hợp tải này được thể hiện trong Bảng 14 và 6.3.2.

Có mối liên quan giữa các điều kiện môi trường như nhiệt độ và tốc độ gió.

6.3.1.2  Trường hợp tải A: Tải ở nhiệt độ nhỏ nhất

Tải cố định, lực kéo căng dây dẫn ở nhiệt độ môi trường thiết kế và nhỏ nhất phải được xem xét.

Điều kiện nhiệt độ được mô tả trong 6.2.7 nên được xem xét.

6.3.1.3  Trường hợp tải B: Tải gió lớn nhất

Tải cố định, lực kéo căng dây dẫn tăng lên bởi tác động của gió và tải gió lên mỗi phần tử theo 6.2.4 của tiêu chuẩn này, tác động theo chiều bất lợi nhất. Nhiệt độ môi trường trong điều kiện này nên như quy định trong 6.2.7.

6.3.1.4  Trường hợp tải C: Tải băng

Tải cố định, lực dây dẫn tăng lên bởi tải băng theo 6.2.5 và tải băng lên kết cấu, nếu thích hợp.

6.3.1.5  Trường hợp tải D: Tác động kết hợp của tải gió và tải băng

Tải cố định, lực kéo căng dây dẫn tăng lên bởi tác động kết hợp của tải băng và tải gió, theo 6.2.6 của tiêu chuẩn này, và tải gió băng tác động lên kết cấu. Tải gió tác động theo chiều bất lợi nhất.

6.3.1.6  Trường hợp tải E: Tải thi công và tải bảo trì

Tải cố định, tăng lên bởi tải thi công và bảo trì theo 6.2.8 của tiêu chuẩn này cùng với tải gió và tải băng giảm xuống khi được quy định.

6.3.1.7  Trường hợp tải F: Tải sự cố

Tải cố định cùng với sự giảm không chủ đích của một hoặc vài lực dây dẫn.

6.3.2  Kiểu kết cấu và ứng dụng các trường hợp tải

6.3.2.1  Thanh đỡ

Thanh đỡ đỡ mạch tiếp xúc trên không của một hoặc nhiều đường ray. Chúng có thể được gắn cố định vào giá đỡ bằng các bản lề cho phép thanh đỡ quanh xung quanh một trục thẳng đứng, không tạo lực cản đối với tải dọc từ mạch tiếp xúc trên không. Hoặc, thanh đỡ gắn chặt vào kết cấu tạo ra lực cản chống lại các lực dọc tạo ra bởi mạch tiếp xúc trên không.

Các trường hợp tải liên quan là:

- A, B, C và nếu cần thiết là D đối với các thanh đỡ có bản lề,

- A, B, C, nếu cần thiết là D, nếu cần thiết là E và F đối với các thanh đỡ gắn chặt.

6.3.2.2  Cáp treo trên không

Cáp treo trên không đỡ các mạch tiếp xúc trên không bằng các phần tử dây và bộ cách điện chỉ trong trường hợp tải kéo.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D, nếu cần thiết là E và F. Trường hợp tải F chỉ thích hợp đối với cáp treo trên không có các điểm giữa.

6.3.2.3  Kết cấu cáp néo cố định (thanh dầm ngang, cổng)

Kết cấu cáp néo cố định chứa các thanh dầm chịu uốn được gắn cố định lên kết cấu bằng cả bản lề hoặc các mối nối chịu uốn.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D, nếu cần thiết là E và F.

6.3.2.4  Kết cấu treo

Một kết cấu treo có một hoặc nhiều thanh đỡ để đỡ mạch tiếp xúc trên không.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D và nếu cần thiết là E.

6.3.2.5  Kết cấu kéo cong

Kết cấu kéo cong mang các lực hướng tâm từ một hoặc vài mạch tiếp xúc trên không, và đôi khi là các tải thẳng đứng (ví dụ khi tồn tại mặt nghiêng và/hoặc dốc).

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D và nếu cần thiết là E.

6.3.2.6  Kết cấu neo trung điểm

Một kết cấu neo trung điểm được thiết kế để chịu được các lực đầu cuối của neo trung điểm bên cạnh các chức năng khác như mang thanh đỡ.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D, nếu cần thiết là E và F.

6.3.2.7  Kết cấu trung điểm

Một kết cấu trung điểm được thiết kế để chịu các lực hướng tâm từ neo trung điểm bên cạnh các chức năng khác như mang thanh đỡ.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, nếu cần thiết là D và nếu cần thiết là E.

6.3.2.8  Kết cấu cho các cấu trúc đỡ nằm ngang cố định và linh hoạt

Các kết cấu được thiết kế để chống lại các lực do bất kỳ loại kết cấu hỗ trợ chéo như cáp treo trên không, dầm ngang và cáp néo.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết và E nếu cần thiết. Trường hợp tải F phải được xem xét nếu một điểm giữa được bố trí ở đó.

6.3.2.9  Kết cấu cho bố trí dây treo nằm ngang

Tại các kết cấu cho các bố trí dây treo nằm ngang, lực tác động theo nhiều hướng và đồng thời ở các độ cao khác nhau.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết và F.

CHÚ THÍCH: Một dây treo nằm ngang là một bố trí mà các dây tiếp xúc được đỡ từ các dây mà chủ yếu ở vị trí nằm ngang. Sự bố trí này chủ yếu được sử dụng trong các khu đô thị. Các cột hoặc các tòa nhà có dây ngang được cố định có thể tương đối xa đường ray.

6.3.2.10  Kết cấu kéo căng

Một kết cấu kéo căng mang điểm cuối của thiết bị mạch tiếp xúc trên không và các dây dẫn khác được tự động căng hoặc cố định cứng và cũng có thể có các chức năng khác như mang thanh đỡ hoặc các thành phần cáp treo trên không.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết và E nếu cần thiết.

Trường hợp tải F nếu mạch tiếp xúc được kết thúc theo hai hướng đối nghịch để cho phép giảm không chủ ý các tải kéo.

6.3.2.11  Kết cấu với dây cấp điện và dây gia cường song song

Các kết cầu này mang tải từ dây cấp điện và các dây gia cường song song và thực hiện các chức năng khác trong lắp đặt mạch tiếp xúc trên không. Nếu cần, cần phải có sự khác biệt giữa các kết cấu được lắp bộ treo hoặc bộ cách điện.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết, E nếu cần và F.

6.3.2.12  Kết cấu mạch tiếp xúc trên không mang đường dây điện trên không phụ

Các kết cấu với các đường dây điện trên không phụ mang tải từ các đường dây trên không và hỗ trợ chức năng khác trong quá trình lắp đặt mạch tiếp xúc trên không.

Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết, E nếu cần thiết và F liên quan đến các hành động phát sinh từ mạch tiếp xúc trên không. Ngoài ra, các trường hợp tải theo EN 50341-1 phải được xem xét đối với chức năng hỗ trợ trong hệ thống mạch tiếp xúc trên không.

6.3.2.13  Bệ neo

Bệ neo là các thành phần kết cấu để chống lại lực căng của các dây dẫn giữ kết cấu của các mạch tiếp xúc.

Các trường hợp tải phải được lựa chọn theo loại kết cấu neo.

6.3.2.14  Móng hỗ trợ

Móng phải được xem xét theo 6.5. Các trường hợp tải liên quan là A, B, C, D nếu cần thiết, E nếu cần thiết và F.

Bảng 14. Bảng tổng kết các trường hợp tải được xem xét cho mỗi kiểu kết cấu

6.3.3  Hệ số cục bộ đối với các tác động

6.3.3.1  Quy định chung

Việc sử dụng hệ số là cách làm tiêu chuẩn theo ISO 10721 (tất cả các phần) và EN 1993 (tất cả các phần) đối với kết cấu thép và theo EN 1992 (tất cả các phần) đối với kết cấu bê tông. Hệ số cục bộ được tách ra từ hệ số cục bộ cho tác động và hệ số cục bộ cho vật liệu. Hệ số cục bộ liên quan cho tác động và vật liệu được quy định trong tiêu chuẩn này. Đối với điều kiện không đề cập ở đây, hệ số cục bộ được lấy từ ISO 2394 và EN 1990 cho thiết kế kết cấu hoặc được đưa ra trong quy định của bên mua. Hệ số cục bộ có thể áp dụng được tổng hợp trong Bảng 15 hoặc có thể xác định trong quy chuẩn quốc gia.

6.3.3.2  Tác động thường xuyên

Hệ số cục bộ cho tác động cố định của tự trọng là γ_G và cho tác động cố định của lực kéo dây dẫn là γ_CG. Một giá trị 1,3 được khuyến nghị; giá trị thay thế có thể được đưa ra trong yêu cầu kỹ thuật của bên mua. Khi tự trọng của bất kỳ yếu tố nào tác động thuật lợi, ví dụ như giảm tải, thì hệ số cục bộ γ_G phải được giả sử bằng 1

6.3.3.3  Tác động biến đổi, tải gió và băng

Đối với hệ số cục bộ γ_w cho tải gió, γ_I cho tải băng và γ_CV cho lực kéo dây dẫn dưới tác động của tải gió và băng; một giá trị 1,3 được khuyến nghị. Giá trị thay thế có thể được đưa ra trong yêu cầu kỹ thuật, của bên mua.

6.3.3.4  Tải sự cố

Trong trường hợp tải sự cố, hệ số cục bộ γ_G cho tải cố định, γ_C cho lực kéo dây dẫn và γ_A cho tải sự cố có thể được giả định bằng 1,0.

Tải động lực do đứt dây có thể được xem xét bởi việc sử dụng của tải tĩnh tương đương.

6.3.3.5  Tải bảo trì và thi công

Hệ số cục bộ cho tải bảo trì và thi công γ_P phải bằng 1,5. Nó phải kết hợp với giá trị 1,3 cho hệ số cục bộ γ_G và γ_CG cho tác động cố định.

Bảng 15 - Bảng tóm tắt hệ số cục bộ đối với các tác động

6.4  Thiết kế của hệ thống đỡ và kết cấu của cáp néo

6.4.1  Phân tích nội lực và mômen lực

Nội lực và mômen lực bên trong hệ thống đỡ và kết cấu của cáp néo như được mô tả trong 6.3.2 phải được xác định bằng cách sử dụng các kết cấu tĩnh hoặc kết cấu cố định và kết cấu linh hoạt dù là kết cấu định tĩnh hoặc kết cấu siêu tĩnh hoặc hệ thống dây mềm. Các yêu cầu bổ sung có thể thấy trong

- ISO 10721 (tất cả các phần) và EN 1993 (tất cả các phần) và EN 1090-1 đối với kết cấu thép,

- EN 12510 đối với kết cấu gỗ,

- EN 12843 đối với kết cấu bê tông,

- ISO/TR 11069 và EN 1999 (tất cả các phần),

- EN 50341-1,

- Các công bố được thừa nhận về phân tích kết cấu.

6.4.2  Phân tích độ bền

Các bộ phận của hệ thống đỡ cáp néo của đường điện tiếp xúc được đặt tải nén, kéo, uốn cong và vặn xoắn. Việc tính toán độ bền của các bộ phận phải tính đến kiểu tải cũng như độ uốn dọc, độ ổn định nếu cần và phân tích các mối nối.

Liên quan đến phân tích độ bền của kết cấu thép, phải tham khảo EN 50341-1 và đến:

- ISO 10721 (tất cả các phần), ISO 630 (tất cả các phần) và EN 1993-1-1 đối với kết cấu thép,

- EN 12510 đối với kết cấu gỗ,

- EN 1992-1-1 và EN 12843 đối với kết cấu bê tông cốt thép.

Độ bền của dây đặc, dây dẫn bện của vật liệu kim loại được đặt tải bởi lực căng theo các tiêu chuẩn liên quan, ví dụ EN 50149 hoặc EN 50182. Phải đạt được độ bền thiết kế bằng cách chia tải phá hủy cho hệ số cục bộ vật liệu.

6.4.3  Hệ số cục bộ vật liệu

Hệ số cục bộ γ_M đối với vật liệu thép có thể được lấy từ các giá trị tiêu chuẩn, ví dụ từ ISO 10721 (tất cả các phần), ISO 630 (tất cả các phần), EN 1993-1-1 hoặc EN 50341-1 hoặc từ các giá trị khuyến nghị trong Bảng 16. Các giá trị thay thế có thể tìm thấy trong các quy định quốc gia.

Bảng 16 - Giá trị đề nghị đối với hệ số cục bộ γ_M đối với vật liệu thép

Hệ số cục bộ đối với kết cấu gỗ phải được lấy là γ_M = 1,50, đối với độ bền của mặt cắt ngang và các bộ phận.

Hệ số cục bộ đối với kết cấu bê tông có thể được lấy từ các giá trị khuyến nghị trong Bảng 17. Các giá trị thay thế có thể tìm thấy trong các quy định quốc gia.

Bảng 17 - Giá trị đề nghị đối với hệ số cục bộ γ_M đối với vật liệu bê tông

Ứng suất kéo trong bê tông của cột bê tông dự ứng lực không được phép đặt dưới các điều kiện sau:

- 66 % của tổng tải cố định và tải biến đổi;

- Tổng của tải cố định và 40 % của tải biến đổi.

EN 12843 nên được áp dụng để đúc sẵn trụ và cọc bê tông.

6.4.4  Kiểm tra xác nhận độ bền

Việc kiểm tra xác nhận độ bền phải chứng minh rằng độ bền có tính đến hệ số cục bộ của vật liệu liên quan và tính chất kết cấu là cao hơn ảnh hưởng của tác động với các hệ số cục bộ liên quan của chúng được áp dụng.

6.4.5  Kiểm tra xác nhận khả năng tác động

Nhìn chung, độ biến dạng của giá đỡ và tất cả các bộ phận kết cấu khác phải được giữ trong giới hạn cho phép để đảm bảo khả năng tác động của mạch tiếp xúc trên không. Các yêu cầu chi tiết nên được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Độ biến dạng có thể được tính bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích tĩnh như được mô tả trong 6.4.1.

Trong một số trường hợp ví dụ trên cầu, độ dịch chuyển do rung động phải được tính đến.

Các loại dung sai và giới hạn được cho trong Bảng 12.

6.4.6  Vật liệu đối với kết cấu

Liên quan đến các vật liệu thích hợp, phải tham khảo đến các quy định của quốc gia hoặc đến các tiêu chuẩn sau:

- Vật liệu thép và que hàn phải tuân thủ các yêu cầu của ISO 10721 (tất cả các phần), ISO 630 (tất cả các phần) và EN 1993-1-1 và EN 1993-1-10 cũng như EN 10025 (tất cả các phần), EN 10149 (tất cả các phần) và EN 10164. Chất lượng thép kết cấu S235J0, S235J2G3/G4, S355J0 và S355J2G3/G4 theo EN 10025 (tất cả các phần) hoặc chất lượng tương đương được ưu tiên. Chỉ có chất lượng độ bền 4.6, 5.6, 8.8 và 10.9 theo ISO 898-1 nên được sử dụng cho bu-lông (và 5 đến 8 theo ISO 898-2 và EN 20898-2 đối với đai ốc). Phải xem xét một cách thích hợp nhiệt độ tác động tối thiểu, độ dày vật liệu, ứng suất kéo và các yêu cầu đối với tránh gãy giòn,

- Các phần kết cấu làm từ nhôm hoặc hợp kim nhôm phải tuân thủ ISO/TR 11069:1995 và EN 1999 (tất cả các phần). Tiêu chuẩn EN 755-1 và EN 755-2 đối với ống ép đùn và profin làm từ nhôm và EN 485-1 đối với dạng lá, dải, tấm làm từ nhôm cũng phải được xem xét,

- EN 50182 đối với dây dẫn bện làm từ nhôm, hợp kim nhôm và dây dẫn composite,

- EN 50345 đối với dây tổng hợp,

- Kết cấu bê tông đối với móng mới nên tuân thủ EN 1992-1 (tất cả các phần).

Khi chất lượng thép khác nhau được dự kiến, tính năng ở nhiệt độ thấp nên được xem xét, ví dụ thông qua việc sử dụng thử nghiệm va đập hoặc trải qua thời gian dài.

CHÚ THÍCH: Trên cơ sở này, chất lượng thép S235JR đang được sử dụng ở một số quốc gia.

Kết cấu gỗ nên được quy định phù hợp với các yêu cầu của EN 12465, EN 12479, EN 12509, EN 12510 và EN 12511.

EN 10210 (tất cả các phần) hoặc EN 10219 (tất cả các phần) phải được sử dụng đối với tiết diện rỗng.

Hướng dẫn bổ sung có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua. Hướng dẫn thiết kế của các chi tiết kết cấu cũng có thể được tìm thấy trong Phụ lục B và trong EN 1090 (tất cả các phần) đối với thép và nhôm.

6.4.7  Bảo vệ ăn mòn và vật liệu phủ

Giá đỡ và kết cấu cáp néo phải được thiết kế để đáp ứng thời gian sử dụng dự định. Để đảm bảo tuổi thọ, các bộ phận thép phải được bảo vệ chống ăn mòn. Đồng, hợp kim đồng và các bộ phận nhôm không phải luôn cần bảo vệ, do thuộc tính vật liệu của chúng. Các bộ phận nhựa không ăn mòn nhưng thời gian làm việc sẽ cần phải được đảm bảo.

Việc mạ kẽm các bộ phận thép là cách làm tiêu chuẩn như được mô tả trong ISO 1461. Ngoài ra, sơn phủ bên trên lớp mạ kẽm trong nhà máy (hệ thống kép) có thể được khuyến nghị, theo các xem xét về nối đất và liên kết. Vật liệu phủ nên là không chì và theo các quy định an toàn lao động quốc gia. Hơn nữa, các nguyên tắc được thiết lập bởi nhà vận hành nên được áp dụng theo.

Nhìn chung, việc chế tạo và lắp đặt được giả định là được thực hiện với các kỹ năng cần thiết và đầy đủ thiết bị. Việc chế tạo và lắp đặt các kết cấu thép và nhôm nên tuân thủ EN 1090 (tất cả các phần).

6.5  Móng

6.5.1  Quy định chung

Điều 6.5.2 đến 6.5.12 bao gồm các chi tiết về thiết kế địa kỹ thuật và kỹ thuật công trình của móng cho mạch tiếp xúc trên không, là các yếu tố quan trọng và đầy đủ đối với thiết kế của kết cấu. Điều 6.5.2 đến 6.5.12 về bản chất là dựa trên EN 1997-1:2004 và EN 1997-2:2007 và đề cập đến hai tiêu chuẩn này khi thích hợp.

Ngoài ra, móng có thể được thiết kế bằng cách đề cập trực tiếp đến EN 1997-1:2004 và EN 1997-2:2007. Khi những tiêu chuẩn này được sử dụng, chúng nên được thêm vào các điều kiện bổ sung được lấy từ 6.5.2 đến 6.5.12 như yêu cầu.

Phụ lục C đưa ra thông tin về điều tra địa kỹ thuật của đất và đặc tính của đất.

6.5.2  Thiết kế móng

Móng của giá đỡ phải có khả năng truyền các tải kết cấu là kết quả của các tác động lên giá đỡ xuống tầng đất cái.

Các mục sau nên được tính đến khi thiết kế móng:

- Tải thiết kế và công thức thiết kế;

- Cấu hình của móng;

- Các giá trị giới hạn của độ dịch chuyển;

- Các thông số thiết kế địa kỹ thuật tính đến cao trình mực nước ngầm;

- Các thông số thiết kế đối với vật liệu kết cấu;

- Các liên kết giá đỡ/móng;

- Thi công và lắp đặt móng;

- Tải đặc biệt;

- Điện trở của móng đến đất.

6.5.3  Tính toán tác động

Các tải là kết quả của thiết kế cột và kết cấu cũng như tải không đổi của bản thân móng và tải không đổi của đất phải được xem xét các giá trị thiết kế của chúng như được quy định trong 6.3, 6.4 và 6.5.2.

6.5.4  Thiết kế địa kỹ thuật

6.5.4.1  Nền tảng thiết kế

Điều này đưa ra nét chính của các nguyên tắc chung áp dụng khi thiết kế móng.

Phân loại địa kỹ thuật của móng phải được xác định theo EN 1997 (tất cả các phần) trong quy định kỹ thuật dự án. Đối với các bố trí cột đơn, có thể áp dụng phân loại địa kỹ thuật 1.

Các yếu tố sau phải được xem xét khi xác định các yêu cầu thiết kế địa kỹ thuật:

- Điều kiện vùng đất về độ ổn định toàn phần và độ dịch chuyển nền đất;

- Bản chất và kích cỡ của kết cấu và các phần tử của nó, bao gồm mọi yêu cầu đặc biệt như vòng đời thiết kế;

- Điều kiện về các khu vực xung quanh;

- Điều kiện nền đất;

- Điều kiện nước ngầm;

- Động đất tại khu vực;

- Ảnh hưởng của môi trường;

- Lực ổn định của đất.

Đối với mỗi tình huống thiết kế địa kỹ thuật, nó phải được kiểm tra xác nhận rằng không có trạng thái giới hạn liên quan nào, như được xác định trong EN 1997-1:2004, bị vượt quá.

Các trạng thái giới hạn có thể xảy ra cả trong nền đất hoặc trong kết cấu hoặc lỗi kết hợp trong kết cấu và nền đất.

Các trạng thái giới hạn nên được kiểm tra xác nhận bằng một tổ hợp sau:

- Sử dụng tính toán như được mô tả trong 6.5.4.2;

- Mô hình thử nghiệm và các thử nghiệm tải, như được mô tả trong 6.5.4.3;

- Áp dụng các biện pháp theo thông lệ, như được mô tả trong 6.5.4.4.

Các trạng thái giới hạn sau nên được xem xét đối với móng cho đường điện tiếp xúc trên cao:

- Mất độ ổn định toàn thể;

- Mất sức kháng đỡ tựa, lỗi đục lỗ, nén ép;

- Lỗi do trượt;

- Lỗi kết hợp trong nền đất và trong kết cấu;

- Lỗi kết cấu do chuyển dịch móng;

- Lún quá mức;

- Nhô lên quá mức do sự trương nở, đóng băng hoặc các nguyên nhân khác.

Nếu các cột neo được sử dụng để ổn định kết cấu, các trạng thái giới hạn đối với neo trong EN 1997-1:2004, 8.2, cũng phải được xem xét. Nếu móng cọc được sử dụng, các trạng thái giới hạn đối với cọc trong EN 1997-1:2004, 7.2, cũng phải được xem xét.

Đối với thiết kế và thi công, cần xem xét những điều sau:

- Để tránh ảnh hưởng của sự đóng băng, các điều khoản trong EN 1997-1:2004, 6.4, nên được xem xét;

- Loại móng và phương pháp lắp đặt đối với móng cọc dọc đường ray nên được chọn đối với các điều kiện địa kỹ thuật đặc biệt của bề mặt nền đất và điều kiện nền đất phân lớp thường được tính đến;

- Các giá trị giới hạn đối với độ dịch chuyển của đỉnh móng (do sự quay góc) theo các hướng khác nhau phải được đánh giá trên trạng thái giới hạn cực hạn và trạng thái giới hạn có khả năng tác động tính đến độ cứng của bản thân cọc;

- Khi tính độ lún của móng, cũng nên tính đến độ lún của bản thân nền đắp.

Các kết quả của thiết kế địa kỹ thuật của móng nên được tóm tắt trong một báo cáo thiết kế địa kỹ thuật, bao gồm loại và kích thước của móng và các yêu cầu đặc biệt đối với lắp đặt và giám sát, nếu có. Để biết thêm thông tin, tham khảo EN 1997-1:2004, 2.8.

Đối với các quy định kỹ thuật về các phương pháp và công thức thiết kế địa kỹ thuật, tham khảo quy định kỹ thuật của bên mua tương ứng.

6.5.4.2  Thiết kế địa kỹ thuật bằng tính toán

Trước khi thiết kế, phải thực hiện một cuộc điều tra về đất để thiết lập các tham số thiết kế địa kỹ thuật. Phụ lục C đưa ra các nguyên tắc hướng dẫn đối với điều tra về đất và chọn các tham số địa kỹ thuật.

Mô hình tính toán phải mô tả tính chất của nền đất đối với các trạng thái giới hạn được xem xét.

Bất cứ khi nào có thể, mô hình tính toán nên được liên kết với quan trắc thực địa của các thiết kế trước đó, các thử nghiệm mô hình hoặc các phân tích đáng tin cậy.

Công thức được sử dụng để xác định độ bền móng được cho trong quy phạm xây dựng thích hợp, như được cho trong EN 1997-1:2004, hoặc trong Phụ lục quốc gia tương ứng, hoặc trong các tài liệu liên quan, hoặc là những công thức được sử dụng với kinh nghiệm thực tiễn thỏa đáng.

Công thức thiết kế chung có dạng thức:

trong đó

E_d là giá trị thiết kế của tải kết cấu;

R_k là giá trị đặc tính của độ bền cực hạn của móng;

γ_M là hệ số cục bộ đối với độ bền.

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu bổ sung đối với việc chọn các giá trị đặc tính đối với các tham số địa kỹ thuật được cho trong EN 1997-1:2004, 2.4.5.2.

Nếu các điều tra về đất không mang lại những giá trị khác, các đặc tính đất có thể được giả định theo Phụ lục C (nếu thích hợp), một quy phạm xây dựng thích hợp, trong tài liệu liên quan, hoặc quy định kỹ thuật của bên mua tương ứng khi thiết kế móng.

Trong trường hợp nước ngầm, việc giảm trọng tải hữu ích của móng do sức nổi phải được xem xét khi phân tích móng tính đến mực nước ngầm bất lợi nhất.

Độ bền thiết kế của móng phụ thuộc vào loại móng là móng cọc, móng chịu lực mặt bên và móng trọng lực, kiểu tải cũng như phụ thuộc vào đặc tính đất và điều kiện lắp đặt. Độ ổn định của móng dưới mômen lật hoặc lực dọc trục cũng như áp lực giữa thân móng và đất xung quanh phải được kiểm tra xác nhận. Hoặc kiểm tra xác nhận có thể được thực hiện dựa trên các giá trị đặc tính với việc áp dụng các mô hình tính toán được chứng minh khi chúng được chứng minh bằng kinh nghiệm dài hạn.

6.5.4.3  Thử nghiệm tải và thử nghiệm trên mô hình thử nghiệm

Thử nghiệm tải hoặc thử nghiệm trên mô hình thử nghiệm định hình một phương pháp có giá trị để bảo đảm thiết kế của móng hoặc để thử nghiệm độ bền của các móng riêng biệt dù là móng thử nghiệm hay móng chế tạo. Các chi tiết liên quan đến việc chuẩn bị thử nghiệm, bố trí thử nghiệm, quy trình thử nghiệm và đánh giá được cho trong IEC 61773.

Các quy tắc chung đối với thiết kế bằng các thử tải được cho trong EN 1997-1:2004, 2.6. Trong trường hợp này, một chương trình đặc biệt đối với thử tải nên được thực hiện tính đến các điều kiện thực địa, loại quy trình lắp đặt móng và các tình huống tải thực tế. Độ biến dạng ở các tải khác nhau nên được xem xét.

Các kết quả của thử tải phải được báo cáo và đánh giá. Đối với việc đánh giá, tham khảo IEC 61773 và tài liệu. Đối với thử tải của cọc, tham khảo EN 1997-1:2004, Điều 7.

Các quy tắc thiết kế đánh giá cho một loại móng và phương pháp móng đặc biệt bằng các thử nghiệm tải hoặc các thử nghiệm trên mô hình thử nghiệm cũng có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua.

6.5.4.4  Thiết kế địa kỹ thuật bằng biện pháp theo thông lệ

Trong các tình huống khi các mô hình tính toán không sẵn có và không cần thiết, thiết kế có thể được thực hiện bằng các sử dụng các biện pháp theo thông lệ được khẳng định bằng kinh nghiệm. Những điều này bao gồm các chi tiết thận trọng nói chung và thông thường trong thiết kế, và chú ý đến quy định kỹ thuật và kiểm soát vật liệu, tay nghề công nhân, và các quy trình bảo trì.

Các phương pháp theo thông lệ có thể được sử dụng khi tồn tại kinh nghiệm có thể so sánh và các tình huống tải và điều kiện nền đất là giống nhau hoặc thuận lợi hơn so với kinh nghiệm. Để biết thêm thông tin, tham khảo EN 1997-1:2004, 2.5.

Tham chiếu đến các quy tắc thận trọng nói chung và thông thường này có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua liên quan.

6.5.5  Thiết kế kết cấu

Thiết kế kết cấu của thân móng nên dựa trên tải kết cấu. Thiết kế cũng có thể cho phép khả năng chịu lực bổ sung, dựa trên thiết kế kết cấu.

Việc đánh giá và tính toán lực và mômen uốn và việc lắp đặt móng chịu lực mặt bên bằng bê tông phải được thực hiện theo EN 1992-1 (tất cả các phần).

Đối với các yêu cầu kết cấu đặc biệt trên móng phân phối, tham khảo EN 1997-1:2004. 6.8.

Việc đánh giá cốt thép phải được thực hiện theo EN 1992-1-1. Khi thích hợp, các quy tắc thiết kế bê tông không có cốt thép cho trong EN 1992-1-1 cũng nên được áp dụng.

Thiết kế kết cấu của cọc về bản chất phụ thuộc vào loại cọc. Cọc được đặt tải bởi các lực dọc trục và lực bên và bằng uốn cong. Các tải kết hợp lớn nhất phải được xác định và tiết diện ngang phải được kiểm tra xác nhận bằng cách thực hiện các tiêu chuẩn liên quan như EN 1992-1-1 đối với cọc bê tông và ISO 10721 (tất cả các phần) và EN 1993-1-1 đối với cọc thép. Nội lực và mômen lực có thể được tính toán bằng cách sử dụng các phương pháp thích hợp được trình bày trong tài liệu và/hoặc được chứng minh bằng việc áp dụng trong thời gian dài.

CHÚ THÍCH: Thông tin bổ sung về thiết kế kết cấu của cọc được cho trong EN 1997-1:2004, 7.8.

Nếu áp dụng, giới hạn của độ biến dạng phải được xem xét phù hợp với 6.5.7.

6.5.6  Hệ số cục bộ đối với móng

Các hệ số cục bộ đối với thiết kế địa kỹ thuật phụ thuộc vào loại móng và kiểu tải.

Hệ số cục bộ có thể được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua phụ thuộc vào loại móng, cách tiếp cận được sử dụng cho việc kiểm tra xác nhận chúng và các điều kiện quốc gia.

Ngoài ra, các hệ số cục bộ trong Bảng 18 có thể được giả định.

Bảng 18 - Các giá trị khuyến nghị đối với hệ số cục bộ γ_M đối với móng

Các giá trị của hệ số cục bộ có thể được chọn từ EN 1997-1, có tính đến các thông số địa kỹ thuật thích hợp và mô hình thiết kế.

6.5.7  Kiểm tra xác nhận độ ổn định

Nói chung, bằng chứng của độ ổn định phải được kiểm tra xác nhận rằng sức kháng bao gồm các hệ số cục bộ là cao hơn tải thiết kế bao gồm các hệ số cục bộ. Các phương pháp kiểm tra xác nhận độ ổn định được cho trong quy phạm xây dựng thích hợp, ví dụ như được cho trong EN 1997-1:2004, trong Phụ lục quốc gia tương ứng, trong tài liệu liên quan, hoặc đã được sử dụng với kinh nghiệm thực tiễn thỏa đáng.

Thiết kế của móng cọc phải được kiểm tra ở các trạng thái giới hạn cực hạn thể hiện trong 6.5.4.1 sử dụng các tác động thiết kế hoặc ảnh hưởng tác động và sức kháng thiết kế.

Trong trường hợp nền đắp dốc, độ ổn định tổng thể phải được phân tích theo các điều khoản trong EN 1997-1:2004, Điều 11.

Trong các trường hợp khi móng được bao quanh bởi đất mềm, sức kháng phải được tính toán như là móng được lắp đặt trực tiếp vào đất tự nhiên, cũng như vậy khi nó được lắp đặt bằng cách đào và đắp.

Đối với móng cọc, nó phải được kiểm tra rằng khả năng chịu mômen uốn thiết kế của cọc là không bị vượt quá tại mối nối giữa trụ và cọc.

CHÚ THÍCH: Đối với các móng đối xứng trục, việc phân tích phải được thực hiện theo hướng của tác động tổng và mômen lật. Đối với các móng khác, việc kiểm tra xác nhận nên được làm theo hai hướng tính đến vùng chống xếp chồng trên nền đất.

Khi thích hợp, ví dụ đối với móng hình chữ nhật được đặt tải bởi các mômen theo các hướng khác nhau, độ ổn định có thể được kiểm tra xác nhận bằng cách sử dụng công thức sau.

trong đó

6.5.8  Tính toán độ dịch chuyển

Để đảm bảo khả năng tác động của đường điện tiếp xúc, độ dịch chuyển cần phải được giới hạn theo các yêu cầu của nhà vận hành như được cho trong quy định kỹ thuật của bên mua. Các giới hạn trên độ dịch chuyển tổng thể của các kết cấu đỡ phải phù hợp với 6.4.5. Độ biến dạng của móng phải được xem xét như một phần của độ lệch kết cấu tổng thể.

Một sự đóng góp đáng kể vào độ dịch chuyển có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp thỏa đáng như được miêu tả trong tài liệu, ví dụ dựa trên mô-đun nền của tầng đất gặp phải.

Các phương pháp tính toán độ dịch chuyển được cho trong quy phạm xây dựng thích hợp, ví dụ như được cho trong EN 1997-1:2004, 2.4, hoặc in Phụ lục quốc gia tương ứng, hoặc trong tài liệu liên quan, hoặc được sử dụng với kinh nghiệm thực tiễn thỏa đáng.

Thiết kế của móng cọc phải được kiểm tra tại trạng thái giới hạn có khả năng tác động bằng cách sử dụng các trạng thái giới hạn thích hợp được nêu trong 6.5.1.

CHÚ THÍCH: Trạng thái giới hạn có khả năng tác động thường là trạng thái giới hạn chủ yếu đối với các móng cọc đơn.

6.5.9  Vật liệu đối với móng

Vật liệu chính được sử dụng cho móng là bê tông, thép cốt và thép định hình hoặc ống thép.

EN 206-1 áp dụng đối với bê tông. Đối với móng của mạch tiếp xúc trên không, chất lượng bê tông phải đạt ít nhất C16/20 để chịu được sự đóng băng. Hàm lượng xi măng tối thiểu phải là 240 kg/m³. Các cấp độ cao hơn có thể cần thiết trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Kết cấu bê tông phải tuân thủ EN 1992-1-1.

Cọc thép được làm từ thép kết cấu phải được chế tạo từ các vật liệu phù hợp với EN 10025-1; ưu tiên sử dụng loại thép được đề cập trong 6.4.6.

Vật liệu đối với cọc đóng phải đáp ứng các yêu cầu theo EN 12699.

6.5.10  Chi tiết kết cấu

Cần lưu ý đặc biệt đến tương tác giữa giá đỡ và móng đặc biệt khi độ bền mỏi có ảnh hưởng. Đây là cách làm tiêu chuẩn kể cả đối với sắp đặt các bu-lông neo trong móng và cố định giá đỡ vào các bu-lông neo này. Đối với thiết kế bu-lông neo, phải tham chiếu đến EN 50341-1:2001, bảng K.2.

Các giá đỡ có thể được đặt vào thân móng. Kích thước của các lỗ trên thân móng phải đủ lớn để cho phép điều chỉnh giá đỡ. Nên có một khoảng trống 0,1 m giữa lỗ và giá đỡ. Khoảng trống này có thể được đổ đầy cát, sỏi mịn hoặc bê tông. Một lớp bê tông phải được đặt trên lỗ để ngăn nước xâm nhập; nên có độ dày ít nhất 0,2 m. Các yêu cầu của EN 1992-1-1 về việc phủ bê tông nên được áp dụng.

Để bảo vệ giá đỡ khỏi độ ẩm và sự ăn mòn của đất, đỉnh móng nên được đặt phía trên bề mặt đất; ưu tiên một độ cao ít nhất 0,3 m. Đỉnh móng nên có hình dạng để tránh nước đọng.

Ở khu vực đô thị mà công chúng có thể tiếp cận, một bộ phận bảo vệ nên được đặt xung quanh chân cọc.

6.5.11  Bảo vệ chống ăn mòn và thời tiết

Bảo vệ móng chống ăn mòn và thời tiết phải đạt được bằng cách chọn loại bê tông thích hợp và nén đủ chặt. Nếu cốt thép được sử dụng, các yêu cầu được cho trong EN 1992-1-1 về việc phủ bê tông nên được xem xét. Bên cạnh giới hạn mọi vết nứt, cốt cấu tạo có thể được áp dụng trong nắp của móng bê tông theo các yêu cầu của quy định kỹ thuật của bên mua.

Cọc thép phải được bảo vệ thỏa đáng chống ăn mòn. Có thể đạt được điều này bằng cách cung cấp một ống ống bê tông bên ngoài hoặc bằng cách phủ một lớp dày của vật liệu bảo vệ. Thay thế cho các điều khoản bảo vệ đã được đề cập, độ ăn mòn dự kiến của thép có thể được cho phép bằng cách cung cấp thêm độ dày của thép.

Giá đỡ và móng của kết cấu cho hệ thống lắp đặt đường ray điện một chiều cần được bảo vệ chống ăn mòn dòng điện tản. Chi tiết tham khảo IEC 62128-2.

Bu lông neo phải được bảo vệ chống ăn mòn. Trong trường hợp mạ kẽm, phải áp dụng bảo vệ bổ sung nếu được quy định bởi bên mua.

Đối với cọc thép, tiết diện ngang nên, đối với thiết kế kết cấu, nên được giảm một cách tương ứng với độ ăn mòn trung bình dự kiến trong nền đất trong suốt tuổi thọ của nó; xem ISO 10721 (tất cả các phần) và EN 1993-5 hoặc quy định của bên mua. Mạ kẽm nóng bảo vệ thép khỏi ăn mòn trong đất tiêu nước và đất giàu vôi nhưng chỉ làm chậm tốc độ ăn mòn trong đất bão hòa. Lớp phủ hữu cơ của ví dụ như epoxy hoặc politen có thể được sử dụng khi móng được lắp đặt bằng cách đào và đắp. Ngoài ra, độ bền của bản thân lớp phủ nên được xem xét.

6.5.12  Thiết kế điện

Móng có thể được sử dụng như những điện cực nối đất, đặc biệt trong hệ thống điện xoay chiều. Điện cực nối đất được hình thành bằng mối nối điện của cốt thép của móng. Các mục sau nên được xem xét để đảm bảo điện trở nối đất được giảm xuống:

- Không có cách điện giữa cốt thép và đất (không bao gồm điện trở suất của bê tông);

- Điện trở nối đất sẽ giảm khi điện cực nối đất có chiều dài và đường kính tăng lên, khi chiều dài là đủ lớn.

6.5.13  Lắp đặt móng

Mặc dù các yêu cầu chung đối với lắp đặt móng của mạch tiếp xúc trên không không nằm trong tiêu chuẩn này, các yêu cầu đối với lắp đặt dành cho móng là cần thiết vì chi tiết móng không thể sẵn sàng được kiểm tra ở giai đoạn sau để đảm bảo phù hợp với thiết kế.

Móng làm từ bê tông phải thi công và lắp đặt phù hợp với EN 1992-1-1. Tham khảo thêm EN 1997-1:2004.

Phương pháp lắp đặt được mô tả trong Báo Cáo Thiết kế Địa kỹ thuật phải được chuyển đổi thành chương trình lắp đặt, với việc xem xét được thực hiện đối với các điều kiện thực địa thực tế và các thông số nền đất thiết kế yêu cầu.

Đối với các yêu cầu chung để kiểm tra, giám sát và theo dõi việc lắp đặt, tham khảo EN 1997-1:2004, Điều 4, 5 và 7.

Khi xúc đất cho móng, nền đất bên dưới móng phải nguyên dạng và phải được bảo vệ chống các ảnh hưởng xáo trộn, ví dụ: đóng băng hoặc rò rỉ nước ngầm. Tham khảo EN 1997-1:2004, 6.9.

Phương pháp luận lắp đặt nên bao gồm kế hoạch giám sát để nếu các điều kiện nền đất khác với dự kiến, một móng thay thế có thể được sử dụng hoặc thực hiện sửa đổi các kích thước của móng hiện có. Trong quá trình đào đất, phải lưu ý đến sự phù hợp giữa giả định thực hiện cho thiết kế và profin đất gặp phải. Sự giám sát thỏa đáng nên luôn luôn được đảm bảo trong quá trình thi công móng.

Lấp đất phải được đầm chặt để đạt được đặc tính của đất gần nhất có thể với đất nguyên dạng.

Việc đóng cọc phải được ghi lại và bản ghi của việc đóng cọc được kiểm tra với các yêu cầu được quy định để đạt được độ ổn định cần thiết.

Đối với móng được đóng vào đất có hoặc không có khoan sơ bộ, tiêu chí đánh giá khả năng chịu lực của móng phải được đánh giá trong chương trình lắp đặt. Các yêu cầu chung đối với giám sát việc thi công được cho trong EN 1997-1:2004, 7.9.

Các yêu cầu đối với việc chế tạo và lắp đặt cọc đúc trong đất được cho trong EN 1536, đối với cọc đã được đóng được cho trong EN 12699 và đối với neo vào đất được cho trong EN 1537.

Các kết quả giám sát, theo dõi và tác động bảo trì nên được tập hợp trong một báo cáo như một phục lục của Báo cáo Thiết kế Địa kỹ thuật, xác nhận rằng việc thi công và lắp đặt được thực hiện phù hợp với các yêu cầu đã cho. Nếu có sự bất đồng có thể ảnh hưởng đến tính chất của móng, chúng nên được báo cáo và các ảnh hưởng có thể được phân tích trong phụ lục.

7  Yêu cầu bộ phận

7.1  Quy định chung

7.1.1  Vòng đời thiết kế

Trong điều kiện vận hành bình thường, các bộ phận của hệ thống mạch tiếp xúc trên không phải có vòng đời thiết kế ít nhất bằng vòng đời thiết kế của hệ thống trừ khi được công bố khác bởi nhà cung ứng hoặc bởi bên mua (ví dụ: dây tiếp xúc).

7.1.2  Nhận dạng bộ phận

Nếu không có các yêu cầu khác trong các tiêu chuẩn sản phẩm liên quan và kích cỡ và hình dạng của bộ phận là đủ lớn, tất cả các bộ phận phải được dán nhãn bằng nhãn của nhà cung ứng và nhận dạng bộ phận. Hình thức ghi nhãn phải được đồng thuận với bên mua.

7.1.3  Sự ăn mòn và xói mòn

Lớp bảo vệ bề mặt phải được cung cấp trên các bộ phận của vật liệu có chứa sắt. Các điều kiện môi trường địa phương phải được xem xét khi xác định loại và độ dày của lớp bảo vệ bề mặt. Đối với các bộ phận được làm từ vật liệu chống ăn mòn thì không cần lớp bảo vệ bề mặt.

Bảo vệ bổ sung phải được xem xét đối với các bó dây bên trong của dây có chứa sắt được bện nhiều dải (ví dụ: dầu bôi trơn).

Kẹp, mối bện và các bộ phận nối khác không được gây ra bất kỳ sự ăn mòn lưỡng kim nào với dây dẫn với thứ mà chúng tiếp xúc. Phải xem xét rủi ro giữ nước để giảm khả năng gây hư hại trong các điều kiện đóng băng.

Các bộ phận phải được thiết kế sao cho mối nguy nứt vỡ ăn mòn ứng suất không xảy ra.

7.2  Cụm giá đỡ

Cụm giá đỡ phải được thiết kế để luôn tránh xa khung động học và khung quét của phương tiện và khổ tiếp cận của khung lấy điện bởi một biên độ được quy định bởi thiết kế hệ thống.

Cụm căn chỉnh phải được thiết kế sao cho

- Độ lệch dây tiếp xúc của dây tiếp xúc và dây treo được giữ ở điểm căn chỉnh trong dung sai được quy định của độ lệch dây tiếp xúc dây tiếp xúc so với đường dây trung tâm của đường ray (tham khảo 5.14),

- Chuyển động dọc của dây tiếp xúc và dây treo gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ được điều chỉnh,

- Trường hợp nâng lên xấu nhất của dây tiếp xúc có thể được điều chỉnh mà không gây tắc nghẽn cơ học của khung lấy điện và các phần khác của cụm căn chỉnh sau khi chấp nhận sự hao mòn tối đa và thay đổi dung sai của khung lấy điện,

- Khối lượng của các phần chuyển động của cụm căn chỉnh, bao gồm các mối nối đến dây tiếp xúc và xà căn chỉnh hoặc cụm giá đỡ, phải được giữ ở mức nhỏ nhất để đạt được chất lượng lấy điện quy định.

7.3  Dây tiếp xúc

Dây tiếp xúc tại Châu Âu phải phù hợp với các yêu cầu của EN 50149 và tại Trung Quốc theo các yêu cầu của TB/T 2809-2005.

7.4  Dây dẫn và dây chão

Dây dẫn bện phải phù hợp với các yêu cầu của EN 50182 (đối với dây dẫn bện ACSR và AACSR) hoặc phù hợp với các tiêu chuẩn liên quan khác, phụ thuộc vào loại dây dẫn. Dây chão tổng hợp phải phù hợp với EN 50345. Đối với tất cả các loại dây dẫn khác hoặc tại các quốc gia không phải Châu Âu, các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia liên quan nên được tuân thủ.

Khi dầu bôi trơn được sử dụng đối với các bó dây của dây dẫn, nó phải được chọn để không có điểm nóng chảy thấp hơn độ tăng nhiệt lớn nhất của dây dẫn (như được xác định trong 5.1.2).

Tải thiết kế phải phù hợp với các yêu cầu của Điều 5.

7.5  Thiết bị kéo căng

Thiết bị kéo căng phải duy trì được độ căng cơ học trong dây dẫn của mạch tiếp xúc trên không như được xác định trong quy định kỹ thuật của bên mua. Thiết bị phải được thiết kế để thu được hiệu quả được xác định trong quy định kỹ thuật của bên mua trên dải nhiệt độ thiết kế quy định của thiết bị.

Phải chú ý đặc biệt đến lớp bảo vệ chống ăn mòn của mọi cơ cấu chịu lực trong thiết bị kéo căng và hướng dẫn bảo trì phù hợp có sẵn để duy trì hiệu quả thiết kế của cơ cấu kéo căng.

Khi khối nặng được sử dụng trong thiết bị kéo căng, chúng phải được đặt xa khỏi khu vực công chúng có thể tiếp cận. Nếu không thể đạt được điều này, các biện pháp phòng ngừa thích hợp phải được thực hiện để đảm bảo duy trì sự an toàn của cộng đồng. An toàn cộng đồng phải được đảm bảo bằng cách sử dụng một thiết bị cụ thể, như rào chắn bảo vệ hoặc thiết bị hãm rơi.

Thiết bị hãm rơi phải tác động chính xác mà không bị biến dạng vĩnh viễn tại một tải gấp 1,33 lần tải vận hành được phép lớn nhất.

Để đảm bảo rằng thiết bị kéo căng không bị hỏng trong trường hợp tai nạn, tải phá hủy của thiết bị kéo căng phải cao hơn tải phá hủy của dây dẫn được kéo căng.

7.6  Trung điểm cơ học

7.6.1  Quy định chung

Các điểm neo cố định, các cơ cấu giữ hoặc các thiết bị khác phải được sử dụng trong một đoạn kéo căng của mạch tiếp xúc trên không mà được kéo căng tự động ở cả hai đầu, để đảm bảo dây dẫn không dịch chuyển hướng đến một đầu của đoạn kéo căng với các thay đổi trong trạng thái tải. Điều này có thể được cung cấp bằng cách lắp đặt một cơ cấu neo ở xấp xỉ trung điểm của đoạn kéo căng hoặc tại một vị trí cân bằng các lực dọc đường ray tại trung điểm.

Các điểm cố định là không cần thiết để ngăn ngừa các hư hại về sau đối với hệ thống đường điện tiếp xúc trên cao trong trường hợp đứt dây dẫn, trừ khi được nêu trong quy định kỹ thuật của bên mua.

7.6.2  Điểm cố định dây treo

Thiết kế của điểm cố định dây treo phải tính đến các tải căng khác nhau của dây treo hoặc dây tiếp xúc. Giá trị cao nhất phải được áp dụng.

Đối với thanh đỡ, điểm cố định phải được thiết kế để ngăn sự chuyển động của thanh đỡ. Đối với cáp treo trên không, phải thực hiện các biện pháp để đảm bảo các dây cáp néo phía trên có thể chịu được tải dọc yêu cầu.

Ví dụ, một vài cáp treo trên không cạnh nhau có thể có tác dụng như điểm cố định.

7.6.3  Điểm cố định dây tiếp xúc

Nếu một điểm cố định dây tiếp xúc là cần thiết, có thể đạt được điều này bằng một vài cách. Ví dụ, dây tiếp xúc được nối với dây treo bằng một dây dẫn lắp gần điểm cố định dây treo. Do đó, dây tiếp xúc được cố định tại vị trí dọc theo đường ray.

Thiết kế của điểm cố định dây tiếp xúc phải tính đến sự khác biệt của các lực căng vận hành của dây tiếp xúc trên cả hai phía của các điểm cố định.

7.7  Móc treo

7.7.1  Yêu cầu cơ học

Móc treo có thể cứng, mềm hoặc trượt. Các loại khác nhau phải chịu được các tải, như được xác định trong quy định kỹ thuật của bên mua, mà không có ảnh hưởng tiêu cực lên tính năng của móc treo trên thời hạn tác động của hệ thống.

Hệ số an toàn của móc treo hoàn chỉnh phải là 2,5 đối với tải làm việc thẳng đứng và 1,5 đối với tải làm việc nằm ngang.

Các tải vận hành sau đây phải được xem xét trong thiết kế của móc treo:

- Tải thẳng đứng đến từ trọng lượng của dây tiếp xúc, tải băng, tải gió và các tải đến từ profin dây tiếp xúc;

- Tải nằm ngang trong trục của dây tiếp xúc đến từ độ nghiêng của móc treo đến 30^o;

- Tải động đến từ sự rung động, sự mất ổn định móc treo, v.v.

Bên cạnh tải vận hành, các tải bổ sung sau phải được xem xét:

- Các tải trong khi thi công;

- Các tải tạm thời đến từ các hỏng hóc (ví dụ: hỏng một móc treo liền kề).

Khi các tải bổ sung này lớn hơn 2,5 lần tải vận hành, chúng phải được sử dụng để thiết kế móc treo, thay cho tải vận hành. Các tải bổ sung nhỏ hơn 2,5 lần tải vận hành có thể được bỏ qua.

Các tải được đặt lên bởi đội ngũ nhân viên đứng lên trên hoặc gắn vào dây tiếp xúc không cần phải xem xét.

7.7.2  Yêu cầu điện

Móc treo có thể được xác định như là mang dòng, không mang dòng hoặc cách điện.

Móc treo mang dòng phải được thiết kế để cho phép dòng điện đi qua giữa dây tiếp xúc và dây treo. Thiết kế điện phải tính đến phân phối dòng giữa móc treo trong ít nhất một khoảng cột. Một mạch ngắn gần với một móc treo đơn có thể gây ra một dòng điện ngắn mạch rất cao trong móc treo. Dưới những tình huống này, móc treo không cần chống ngắn mạch.

Móc treo không mang dòng không được thiết kế để mang dòng. Tuy nhiên, trong tình huống hiệu điện thế xuất hiện ngang qua móc treo, dòng điện có thể đi qua. Khi dòng điện cần phải bị hạn chế trong thiết kế, thì móc treo cách điện là cần thiết.

7.8  Kẹp và bộ phận nối đường dây

7.8.1  Yêu cầu cơ học

Kẹp neo cần có khả năng kẹp chặt cáp và dây với tối thiểu 2,5 lần tải làm việc hoặc với 85 % tải phá hủy tính toán của dây dẫn. Phải đạt được giá trị thấp hơn trong mọi trường hợp. Kẹp neo được sử dụng không được bị biến dạng vĩnh viễn làm suy giảm khả năng vận hành ở 1,33 lần tải làm việc.

Các loại kẹp khác và bộ phận nối đường dây phải có hệ số an toàn 2,5 lần tải làm việc. Kẹp và bộ phận nối đường dây chịu rung động phải được thiết kế để ngăn sự nới lỏng theo thời gian. Ngoài ra, khối lượng của bộ phận nối bên trong đường dây cần được giữ tối thiểu, nằm trong yêu cầu chức năng của bộ phận.

Các giá trị này đưa ra các yêu cầu tối thiểu mà có thể được tăng bởi các quy định quốc gia.

7.8.2  Yêu cầu điện

Kẹp và bộ phận nối đường dây phải cung cấp một đường dẫn cho dòng thông thường và dòng ngắn mạch quy định đi qua mà không tạo thành hỏng hóc.

7.9  Mối nối điện

Mối nối điện (không bao gồm móc treo mang dòng) phải có các đặc tính sau:

- Có thể chịu được tải nhiệt lặp lại mà không làm giảm độ toàn vẹn cơ học và điện.

- Độ tăng nhiệt với dòng ngắn mạch quy định không được tạo ra sự nóng chảy hoặc biến dạng hoặc vượt quá nhiệt độ cho phép lớn nhất của dây trong Bảng 1 (không bao gồm móc treo mang dòng);

- Nhiệt độ khi vận hành bình thường của mối nối điện không được vượt quá nhiệt độ cho phép lớn nhất của dây dẫn.

7.10  Bộ cách điện

Các tiêu chuẩn sau quy định các yêu cầu đối với thiết kế bộ cách điện được sử dụng hầu hết trong hệ thống mạch tiếp xúc trên không.

Đối với bộ cách điện bằng thủy tinh hoặc gốm:

- IEC 60071 (tất cả các phần);

- IEC 60305;

- IEC 60672-1;

- IEC 60672-3;

- IEC 60433.

Đối với cách điện composit:

- IEC 62621.

Đối với sứ đỡ cách điện:

- IEC 60273.

Khi cần các thiết kế khác, các yêu cầu chức năng của chúng phải có trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Các giá trị đối với chiều dài đường rò cần thiết cho các mức ô nhiễm khác nhau được quy định trong IEC 62497-1, đối với điện áp cách điện danh định của hệ thống mạch tiếp xúc trên không.

7.11  Thiết bị phân đoạn

7.11.1  Định nghĩa

Thuật ngữ "thiết bị phân đoạn" đề cập đến bộ cách điện từng đoạn và bộ cách điện từng đoạn trung tính.

7.11.2  Yêu cầu cơ học

Thiết bị phân đoạn phải được thiết kế sao cho không có biến dạng vĩnh viễn hoặc biến dạng tạm thời có ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng phải xuất hiện lên đến 1,33 lần tải kéo làm việc. Khi khung lấy điện đi ngang qua ở tốc độ vận hành như được xác định trong 5.2.5, các lực tiếp xúc phải phù hợp với 5.2.4.2. Ngoài ra, thiết bị phân đoạn không được gây hư hỏng thanh thu dòng của khung lấy điện.

Về các yêu cầu đối với kẹp hãm trong các thiết bị phân đoạn, tham khảo 7.8.1.

7.11.3  Yêu cầu điện

Bộ cách điện trong thiết bị phân đoạn phải phù hợp với các yêu cầu điện được định nghĩa trong 7.10. Nếu khung lấy điện chạy trên các bộ cách điện phân đoạn, sự kết bám các-bon hoặc kim loại có thể có từ khung lấy điện phải được tính đến.

Bộ cách điện từng đoạn phải được thiết kế để chịu được sự phóng hồ quang gây ra bởi sự đi qua của khung lấy điện trong các điều kiện vận hành bình thường và trong các điều kiện khẩn cấp khi khung lấy điện chạy qua các vùng trung tính hoặc vùng được nối đất mà không suy giảm tính toàn vẹn cơ học của nó gây nguy hiểm cho vận hành.

7.12  Bộ ngắt mạch và bộ truyền động

Cùng với bộ truyền động và cơ cấu liên kết được lắp đặt, bộ ngắt mạch phải tuân thủ các yêu cầu đối với bộ ngắt mạch điện một chiều được quy định trong IEC 61992-4 và đối với bộ ngắt mạch điện xoay chiều được quy định trong IEC 62505-2. Chúng phải được thiết kế đối với dòng điện danh định và điện áp danh định của hệ thống.

Bộ ngắt mạch phải thích hợp để ngắt dòng điện vận hành danh định cho một số chu kỳ chuyển mạch nếu được xác định trong quy định kỹ thuật của bên mua.

Bộ ngắt mạch phải có khả năng mở và đóng cả khi không tải hoặc với dòng quy định. Bên mua phải quy định công suất ngắt tải và công suất đóng tải cần thiết và độ bền điện và độ bền cơ học.

Việc ngắt dòng có thể tạo ra hồ quang. Bộ ngắt mạch phải được bố trí theo cách mà hồ quang không gây hư hại đến các phần khác của hệ thống lắp đặt điện.

7.13  Thiết bị bảo vệ

7.13.1  Vỏ và vật cản

Vỏ được cách điện có thể cần thiết, đủ để cung cấp bảo vệ cơ học chống hư hỏng hoặc sự cách điện thích hợp đối với ứng dụng trong các mạch tiếp xúc trên không. Khoảng hở đối với vật cản được cho trong IEC 62128-1.

7.13.2  Thiết bị bảo vệ chống sốc điện

Các thiết bị bảo vệ, như thiết bị chống sét và khe phóng điện, phải được thiết kế đối với dòng điện danh định tương ứng của hệ thống và điện áp, khi thích hợp. Khi được quy định là cơ cấu ngắt tải, chúng phải có khả năng ngắt dòng điện danh định. Các thiết bị phải tuân thủ các yêu cầu được cho trong IEC 62128 (tất cả các phần), IEC 61992 (tất cả các phần), IEC 62497 (tất cả các phần), IEC 62505 (tất cả các phần) và IEC 60099 (tất cả các phần).

7.14  Các bộ phận cụ thể đối với hệ thống xe buýt điện

7.14.1  Quy định chung

Các thông số tính năng đối với thiết kế các bộ phận cho hệ thống xe buýt điện phải được xác định trong thiết kế hệ thống, về các yêu cầu điện và yêu cầu cơ học của nó.

Đặc biệt, phải tính đến những yếu tố sau:

- Khối lượng các phần chuyển động, bao gồm phần nối đến dây tiếp xúc, phải được giữ ở mức nhỏ nhất để đạt được chất lượng thu dòng tốt, mà không làm ngắt dòng đi đến xe buýt điện;

- Các đặc tính cơ học, bao gồm trọng lượng, của cụm lắp ráp và các bộ phận phải cho phép chúng được treo bằng cách sử dụng dây cách điện hoặc dây thép để hỗ trợ kết cấu;

- Các thông số điện phải xem xét khả năng kích hoạt những bộ phận này bằng xung dòng điện hoặc các hệ thống "không dây", như tần số vô tuyến hoặc hồng ngoại.

7.14.2  Đoạn rẽ và giao cắt

7.14.2.1  Yêu cầu cơ học

Các bộ phận của đoạn rẽ và giao cắt phải được thiết kế sao cho không xuất hiện biến dạng vĩnh viễn hoặc tạm thời tại 1,5 lần tải kéo làm việc lớn nhất.

Không được xuất hiện hư hại đối với đầu của thiết bị lấy điện trong quá trình xe buýt điện đi qua đoạn rẽ hoặc giao cắt ở tốc độ tối đa được xác định giữa nhà cung ứng và bên mua.

7.14.2.2  Yêu cầu điện

Cấp cách điện của đoạn rẽ xe buýt điện phải được xác định trong IEC 62497-1.

Khi hệ thống lệnh của đoạn rẽ có một điện áp nguồn khác (ví dụ: điện xoay chiều/một chiều điện áp thấp), cấp cách điện cần thiết phải được xác định trong IEC 60947-1.

8  Thử nghiệm

8.1  Quy định chung

Thử nghiệm bộ phận bao gồm ba kiểu khác nhau: thử nghiệm điển hình, thử nghiệm mẫu ngẫu nhiên và thử nghiệm thường xuyên.

Thử nghiệm điển hình có mục đích để thiết lập các đặc tính thiết kế. Chúng thường chỉ được thực hiện một lần và chỉ được lặp lại khi thiết kế hoặc vật liệu của bộ phận bị thay đổi. Kết quả của thử nghiệm điển hình được ghi lại như là bằng chứng của sự phù hợp với các yêu cầu thiết kế. Nếu có một nhóm các sản phẩm tương tự nhau, nó phải đủ cho thử nghiệm điển hình thực hiện trên một kiểu bộ phận của nhóm.

Thử nghiệm mẫu ngẫu nhiên để theo dõi quá trình chế tạo. Nếu thử nghiệm chất lượng thống kê được thực hiện để theo dõi quá trình chế tạo, các kết quả của chúng được phép sử dụng như sự thay thế cho việc chấp nhận.

Thử nghiệm thường xuyên có mục đích để chứng minh sự phù hợp của các bộ phận với xác suất hỏng hóc tăng lên theo các yêu cầu cụ thể và được thực hiện trên mỗi bộ phận. Thử nghiệm không được làm hỏng bộ phận. Sau một thử nghiệm xác thực, mẫu được thử nghiệm có thể được dùng trong một hệ thống lắp đặt điện.

Một thử nghiệm thường xuyên cần được sử dụng để phát hiện khuyết tật kín có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy vận hành của bộ phận. Thử nghiệm thường xuyên thực hiện theo hình thức của thử nghiệm tải, thử nghiệm nứt từ tính, thử nghiệm siêu âm, thử nghiệm tia X, điện trở và cách điện hoặc các phương pháp thử nghiệm không phá hủy khác.

8.2  Cụm giá đỡ

8.2.1  Thử nghiệm điển hình

8.2.1.1  Độ bao phủ

Ít nhất bốn mẫu thử nghiệm phải được chọn. Tất cả các bộ phận hoặc kẹp được chọn để thử nghiệm điển hình không được sử dụng cho các thử nghiệm khác hoặc đưa vào tác động.

Các thử nghiệm sau phải được thực hiện:

- Thử nghiệm vật liệu;

- Thử nghiệm bằng mắt và thử kích thước;

- Thử nghiệm chức năng;

- Thử nghiệm khả năng chịu tải cơ học;

- Thử nghiệm chu kỳ nhiệt.

Tất cả các điều kiện thử nghiệm, bố trí thử nghiệm và kết quả thử nghiệm phải được ghi lại trong một báo cáo thử nghiệm.

8.2.1.2  Kiểm tra xác nhận vật liệu

Thử nghiệm điển hình phải bao gồm kiểm tra xác nhận vật liệu để đảm bảo rằng chúng phù hợp với hồ sơ hợp đồng. Việc kiểm tra xác nhận này có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra tài liệu liên quan đến quy định kỹ thuật mua vật liệu, chứng nhận sự phù hợp hoặc tài liệu chất lượng khác.

8.2.1.3  Kiểm tra xác nhận của thử nghiệm kích thước và thử nghiệm bằng mắt

Các kích thước chức năng được cho trong hình vẽ phải được đo trên mẫu. Việc kiểm tra bằng mắt phải bao gồm kiểm tra điều kiện chung và bề mặt của mẫu đối với nứt vỡ, vết lõm, ba-via không thể chấp nhận được, v.v.

8.2.1.4  Thử nghiệm chức năng

Mẫu phải được lắp ráp theo hướng dẫn của nhà cung ứng, sử dụng tất cả các phần kết nối cần thiết. Bu-lông phải được siết chặt đến 1,1 lần mômen xoắn siết chặt được công bố bởi nhà cung ứng hoặc bởi các yêu cầu quốc gia. Nếu không có giá trị mômen xoắn được công bố, bu-lông phải được siết chặt đến 1,1 lần mômen xoắn trong Bảng 19. Các kích thước chức năng liên quan phải được kiểm tra. Không chấp nhận biến dạng vĩnh viễn trừ khi nó được thiết kế để làm điều đó.

Mômen xoắn siết chặt được áp dụng theo giới hạn biến đổi ma sát thấp hơn của một bu-lông xác định.

Hệ số ma sát tháp hơn µ_tot = 0,1 hoặc 0,12 có thể được giả định cho ví dụ đối với các liên kết bu-lông được liệt kê trong Bảng 20.

Ghép đôi theo Bảng 21 được khuyến nghị khi bu-lông với đai ốc sáu cạnh được sử dụng.

Bảng 19 - Mômen xoắn siết chặt M_t đối với bu-lông được sử dụng thường xuyên

Mômen xoắn tính bằng N.m

Bảng 20 - Ví dụ của liên kết bu-lông

Đối với hệ số ma sát khác với µ_tot = 0,12, mômen xoắn siết chặt được nêu trong Bảng 19 phải được chuyển đổi theo các hệ số được cho trong Bảng 22.

Bảng 21 - Ấn định độ bền của bu-lông và đai ốc

Bảng 22 - Hệ số chuyển đổi

8.2.1.5  Thử nghiệm khả năng chịu tải cơ học

8.2.1.5.1  Bộ phận

Các phụ tùng của bộ cách điện và cụm giá đỡ được kéo căng hoặc nén trong máy thử nghiệm kéo sử dụng các phần kéo căng tương ứng sao cho đạt được đặt tải gần nhất có thể với khi vận hành. Các phần kéo căng này không được ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Trong trường hợp các bộ phận với một vài điểm tải trên mỗi bề mặt tải, phải đảm bảo rằng các lực được phân bố chính xác trong mọi điều kiện để biểu diễn các điều kiện tải thực.

Các mẫu thử phải được đặt tải với tải tăng dần đều đến lực lớn nhất F_max. Tốc độ thay đổi phải là 5 N/mm² một giây đến 10 N/mm², liên quan đến mặt cắt ngang của dây dẫn. Đồ thị lực-độ giãn dài hoặc lực-thời gian phải được thực hiện cùng lúc. Đồ thị này có thể được suy ra bằng bản thân máy thử nghiệm hoặc bằng cách đo bởi các dụng cụ thích hợp ở các giai đoạn tải khác nhau. Từ đồ thị lực-độ giãn dài, phải có thể xác định được lực khi chuyển tiếp từ khoảng đàn hồi đến khoảng dẻo.

Đối với các bộ phận, các đặc tính sau phải được xác định:

- Mẫu thử nghiệm phải có thể chịu được 1,33 lần lực vận hành mà không xảy ra biến dạng vĩnh viễn;

- Tải hỏng F_max của mẫu thử nghiệm;

- Bản chất và vị trí hỏng của mẫu thử nghiệm.

Tất cả các giá trị phải được ghi lại trong các báo cáo thử nghiệm cùng với dữ liệu đặc tính đối với mẫu thử nghiệm, như là vật liệu, điều kiện vật liệu, kiểu xử lý, điều kiện bề mặt, v.v. Dữ liệu thử nghiệm phải được sử dụng để xác định lực danh nghĩa F_nom hoặc lực vận hành được phép F_perm.op. Lực lớn nhất F_max của mẫu thử nghiệm phải bằng hoặc lớn hơn lực danh nghĩa yêu cầu F_nom hoặc lực được quy định trong các tiêu chuẩn hoặc bản vẽ thích hợp.

8.2.1.5.2  Kẹp

Các phụ tùng cho dây dẫn, cáp neo và dây được lắp ráp với các dây dẫn dự kiến theo hướng dẫn lắp ráp và được đưa vào máy thử nghiệm bằng cách sử dụng các phần kẹp thích hợp. Đối với kẹp nén, phải đảm bảo rằng dây dẫn bện không bị vặn xoắn so với cách bố trí dự kiến (‘lồng chim’), dẫn đến phân bố ứng suất không đều lên dây dẫn. Đối với kẹp bu-lông, các bu-lông được siết chặt với mômen xoắn siết chặt theo 8.2.1.4, Bảng 19 hoặc dữ liệu được cung cấp bởi nhà cung ứng.

Lực kéo phải được tăng đến 1,33 lần lực vận hành được phép F_perm.op và được giữ trong khoảng thời gian 1 min. Nhãn phải được đặt tại đầu ra của dây dẫn từ mẫu thử để quan sát độ trượt có thể. Lực phải luôn được tăng với thay đổi tải 5 N/mm² mỗi giây đến 10 N/mm² mỗi giây, có liên quan đến mặt cắt ngang dây dẫn tùy thuộc vào lực lớn nhất F_max hoặc tùy thuộc vào sự phá hủy của bộ phận. Đối với kẹp treo, lực lớn nhất F_max theo chiều của lực có ảnh hưởng đến vận hành (trọng lực của dây dẫn và các tải bổ sung) phải được xác định.

Đối với các phần phụ trợ cho dây dẫn, các kết quả sau phải được xác định:

- Lực khi dây dẫn bắt đầu trượt trong kẹp;

- Lực lớn nhất F_max khi dây dẫn trượt qua hoặc đứt trong vùng ảnh hưởng của kẹp;

- Sai sót chức năng của kẹp.

Đối với dây dẫn bện, sợi dây đầu tiên đứt phải được coi như là dây dẫn bị đứt.

Đối với kẹp treo, lực lớn nhất F_max theo chiều của lực có ảnh hưởng đến vận hành (trọng lượng của dây dẫn và các tải bổ sung) phải được xác định.

8.2.1.6  Thử nghiệm chu trình gia nhiệt (thử nghiệm điện)

8.2.1.6.1  Mục đích của thử nghiệm

Thử nghiệm chu trình gia nhiệt được sử dụng để xác định tính chất điện dài hạn của các mối nối dẫn điện.

Mục này không áp dụng cho:

- Đầu cuối mà là một phần vốn có của thiết bị,