книги из ГПНТБ / Марков М.В. Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи учебник

и нагрузку выключенной подстанции на это время воспринимают одна или две смежные с ней подстанции.

В соответствии с установленными нормами продольная э. д. с. в проводах (жилах кабелей) связи по отношению к земле, обусловлен­ ная магнитным влиянием контактной сети электрических железных дорог однофазного переменного тока, не должна превышать величин, приведенных в табл. 27.

Приведенные в табл. 27 нормы распространяются и на линии электропередач; при этом нормы, приведенные для вынужденного режима, следует относить к нормальному режиму работы несиммет­ ричных линий электропередачи, работающих по системе «два про­ вода—земля». Исключение составляет только допустимая величина продольной э. д. с. в жилах кабелей связи при коротком замыкании на землю одной из фаз линии электропередачи с заземленной ней­

напряжения жил по отношению к металлической оболочке кабеля.

Если величина продольной э. д. с. в проводах (жилах кабелей) линий связи не превышает норм, приведенных в табл. 27, то на этих линиях нет необходимости в применении специальных мер защиты, а эксплуатацию таких линий и проведение ремонтных работ на них можно проводить обычным порядком, так как установленные нор­ мами напряжения неопасны для лиц, обслуживающих устройства связи и пользующихся этими устройствами.

Однако выполнить эти нормы можно только в том случае, когда линии связи достаточно удалены от электрической железной дороги или длина сближения цепей связи с контактной сетью не превышает 1—2 км (цепи местной связи на станциях). При прокладке магист­ ральных кабелей связи в непосредственной близости от электрифи­ цированной железной дороги (в полосе отвода) выполнение норм, приведенных в табл. 27, как правило, не представляется возможным

Т а б л и ц а 27

П р и м е ч а н и е , t — время о т к л ю ч е н и я контактной сети.

270

даже при применении кабелей с оболочкой, имеющей высокие экра­ нирующие свойства (см. пример 11). Для таких кабелей связи нор­ мами допускаются большие величины продольных э. д. с. в жилах по отношению к земле при вынужденном режиме работы контактной сети и при коротком замыкании контактного провода на рельсы или землю (табл. 28).

Однако на таких кабельных линиях включение аппаратуры оконечных и промежуточных пунктов в кабельные цепи осущест­ вляют через изолирующие трансформаторы, а обслуживание и ре­ монт кабеля производят с соблюдением мер предосторожности, из­ ложенных в § 123.

Опасное напряжение между проводом (жилой) в линейных ка­ бельных цепях автоблокировки, релейной полуавтоматической бло­ кировки и электрожезловой системы при вынужденном режиме ра­ боты электротяги не должно быть выше 250 в. На линейные цепи устройств диспетчерского контроля и цепи для передачи сигналов

Кроме норм опасных напряжений, обусловленных магнитным влиянием, установлены нормы опасных напряжений и токов в цепях воздушных линий связи при электрическом влиянии. Так разряд­ ный ток через тело человека, стоящего на земле и коснувшегося од­ ного из проводов двухпроводной цепи связи, имеющей сближение с электрической железной дорогой переменного тока, при вынужден­

монтер может работать на воздушной линии при такой величине тока, не испытывая неприятных ощущений. При токе в 10 ма работаю-, щий на воздушной линии связи может самостоятельно, без пост^рон-

•ней помощи оторвать руки от провода, которого он касался в момент замыкания одного из проводов линии электропередачи на землю.

Обусловленный электрическим влиянием потенциал в проводах воздушной линии связи при вынужденном режиме работы электро-

271

тяги или заземлении фазы линии электропередачи с изолированной

что качество телефонной передачи по цепям дальней связи будет

возникает в результате воздействия нескольких источников помех. Такими источниками являются термические шумы усилительных элементов промежуточных и оконечных усилителей, источники питания телефонной аппаратуры, соседние телефонные и телеграф­ ные цепи, идущие в одном кабеле с рассматриваемой телефонной цепью или подвешенные на общих с ней опорах воздушной линии, линии электропередачи, принадлежащие МПС (высоковольтная цепь автоблокировки, линии продольного энергоснабжения) и другим ве­ домствам и контактные сети электрических железных дорог.

Очевидно, что общая норма напряжения шума должна быть раз­ делена между всеми источниками помех с учетом квадратичного сло­ жения напряжений шума от различных источников. Условились, что напряжение шума, создаваемого в телефонных цепях внешними источниками помех, к которым отнесли контактные сети электричес­ ких железных дорог и линии электропередачи всех ведомств, не

вили напряжение шума, равное i ,35 мв. Нетрудно видеть, что при квадратичном сложении этих напряжений результирующее напряже­

исходить из нормы шума, равной 2,1 мв в точке с относительным уров­ нем полезного сигнала —6,95 дб (—0,8 не/г).

Практика проектирования показала, что при расчете напряже­ ния шума в цепях дальней связи удобнее оперировать не с общей нормой шума 2,1 мв, а с нормой шума, отнесенной к усилительным участкам этих цепей; при этом было принято, что цепи дальней связи содержат не более двух усилительных участков тональной частоты, так как при более длинных цепях связь обычно осуществляется по каналам высокой частоты. С учетом квадратичного сложения помех в начале или конце цепи от двух усилительных участков норма шума

= 1,5 мв. Такая же норма напряжения шума установлена для цепей

272

Т а б л и ц а 29

городской и внутрирайонной связи. Напряжение шума в цепях мест­ ной телефонной железнодорожной связи не нормировано.

В цепях избирательной связи, затухание которых больше зату­ хания обычных телефонных цепей такой же длины из-за параллель­ ного включения в эти цепи большого количества промежуточных те­ лефонных аппаратов, напряжение шума не должно превышать 1 мв. Эта норма установлена исходя из того, что минимальный уровень полезного сигнала в цепях избирательной связи на —6,95 дб ниже, чем в цепях дальней связи, и составляет —13,9 дб (—1,6 неп).

Нормы шума Um в телефонных цепях тональной частоты воздуш­ ных и кабельных линий -в зависимости от назначения этих цепей приведены в табл. 29.

Если линия связи имеет сближение с влияющими источниками, принадлежащими МПС (контактная сеть электрической железной

жения шума относятся к линейным зажимам цепей с волновым сопро­ тивлением 600 ом, замкнутым на концах на согласованную нагрузку.

В тех случаях, когда, волновое сопротивление ZB цепи отличается от 600 ом (стальные цепи, кабельные пупинизированные и непупинизированные цепи) и эта цепь замкнута на соответствующую ей согласо­ ванную нагрузку, норму напряжения иш заменяют на и'ш, выполняя пересчет по формуле

(97)

где ZB — модуль волнового сопротивления цепи при частоте 800 гц. Для обеспечения нормальной работы однопроводных телеграф­ ных цепей, использующих землю в качестве обратного провода и имеющих сближение с линиями сильного тока, установлены макси­ мальные допускаемые величины токов помех, создаваемых в телеграф­ ных цепях этими линиями. При однополюсной телеграфной передаче величина мешающего тока частотой 50 гц в телеграфных цепях не должна превышать 0,1 от величины рабочего тока телеграфной пере­

дачи и 0,15 при двухполюсной телеграфной передаче.

воздушной линии связи кабельной с высоким защитным действием кабельной оболочки.

•Если при замене воздушной линии связи кабельной индуктиро­ ванная в жилах магистрального кабеля продольная э. д. с. превышает нормы, приведенные в табл. 27, то для защиты лиц, обслуживающих устройства связи и абонентов, эти устройства (аппаратура усилитель­ ных и оконечных пунктов тональной и высокой частоты, промежу-. точные телефонные аппараты и распорядительные станции поездной диспетчерской и энергодиспетчерской связи и др.) присоединяют к жилам кабеля через изолирующие трансформаторы.

линейных кабельных цепей и прикосновение к аппаратуре, включен­ ной в станционную обмотку трансформатора, не представляет опас­ ности. Для того чтобы эта опасность не возникла при электрическом пробое трансформатора, среднюю точку его станционной обмотки

274

заземляют. Включенный между линейными полуоб­ 0 Линия 0 мотками трансформатора конденсатор позволяет проводить измерения кабельных цепей с включен­ ными в них промежуточными пунктами постоянным током.

индуктированное в проводах цепи связи опасное напряжение по

(рис. 228), можно снизить опасное напряжение примерно в 2 раза. Если же цепь разбить на три участка и в стыке этих участков вклю­ чить два трансформатора, то опасное напряжение снизится в 3 раза и т. д.

Снижение напряжения будет обусловлено уменьшением длины сближения отдельных участков с контактной сетью. Такой способ защиты .нельзя применять на цепях местной связи с телефонными станциями системы ЦБ и АТС, так как по цепям с разделительными трансформаторами нельзя передавать постоянный ток для питания микрофонов абонентских телефонных аппаратов.

этих частотах оказываются заземленными и, следовательно, опасные напряжения с частотами 50 и 150 гц в них отсутствуют. Напряжения, индуктируемые в проводах более высокими гармониками, малы по величине и опасности не представляют.

Аналогичные контуры или фильтры включают в цепи дистан­ ционного питания необслуживаемых усилительных пунктов в. ч. телефонирования при применении схемы питания по системе «про­ вод-земля».

В особых случаях, например при электрификации крупных желез­ нодорожных узлов с разветвленной сетью местной, городской и пригородной телефонной связи, переустройство которой связано с большими денежными и материальными затратами, для защиты устройств связи находят применение так называемые о т с а с ы в а ­ ю щ и е т р а н с ф о р м а т о р ы .

Отсасывающие трансформаторы представляют собой силовые

Известны два способа включения отсасывающих трансформато­

(рис. 229, а). При установке отсасывающих трансформаторов с об­ ратным проводом их первичную обмотку также включают в контакт­ ный провод, а вторичную в обратный провод, подвешиваемый на опорах контактной сети и периодически соединяемый с рельсами (рис. 229, б).

При включении отсасывающих трансформаторов ОТ по схеме 229, а увеличивается взаимная индуктивность между контактным проводом и рельсами, что приводит к увеличению индуктированного тока в рельсах и, следовательно, к увеличению их экранирующего дей­ ствия.

Снижение величины продольной э. д. с. в проводах связи и жилах кабеля при включении отсасывающих трансформаторов по схеме 229, б происходит за счет того, что большая часть тягового тока возвращается на подстанцию не по рельсам и земле, а по обратному проводу. Следовательно, при этой схеме несимметричная система «контактный провод-земля (рельсы)» превращается в более симметрич­ ную систему «контактный провод-обратный провод-рельсы (земля)».

276

Защитное действие отсасывающих трансформаторов зависит от расстояния / 0 между соседними трансформаторами, которое обычно берут равным от 3 до 9 км. Применение отсасывающих трансфор­ маторов позволяет в несколько раз снизить опасные и мешающие влияния в цепях связи.

Для снижения мешающего влияния в телефонных цепях тональ­ ной частоты магистральных кабельных линий применяют специаль­ ное симметрирование этих цепей (см. § 145), позволяющее умень­ шить чувствительность их к помехам; на воздушных линиях связи для этой цели производят перекладку проводов телефонных цепей с крюков на траверсы, что дает возможность в 2—3 раза снизить на­ пряжение шума в телефонных цепях тональной частоты за счет сни­ жения коэффициента чувствительности этих цепей к помехам.

Электрические железные дороги постоянного тока оказывают главным образом мешающее влияние на цепи связи тональной ча­ стоты, подвешенные на опорах воздушных линий. Мешающее влия­ ние в кабельных цепях связи тональной частоты практически отсут­ ствует из-за высоких экранирующих свойств металлических защит­ ных -покровов кабелей.

Опасные влияния в цепях проводной связи могут возникать только при коротком замыкании контактной сети на рельсы или землю и при включении и выключении напряжения в контактной сети.

Проявляют себя эти опасные влияния в виде акустических ударов в телефонах, включенных в цепи тональной частоты телефон­ ных аппаратов, из-за неодновременного срабатывания разрядников, устанавливаемых в телефонных цепях для защиты этих цепей от ат­ мосферных перенапряжений. Защиту от акустических ударов, осо­ бенно сильно воздействующих на здоровье лиц, пользующихся го­ ловными телефонами (телефонистки, дежурные по станции и др.), осуществляют при помощи включения параллельно телефонам на ком­ мутаторах о г р а н и ч и т е л е й а к у с т и ч е с к и х у д а р о в , принцип действия которых изложен в гл. 24.

Основным средством защиты телефонных цепей тональной ча­

сглаживающего устройства, разработанного в 1969 г. и рекомендо­ ванного к применению на вновь строящихся электрических желез­ ных дорогах постоянного тока. Как видно из рисунка, сглаживаю­ щее устройство включено между выпрямительным агрегатом и выхо­ дом в контактную сеть и состоит из двух звеньев. Первое звено со­ стоит из катушки индуктивности L p I , называемой р е а к т о р о м ,

277

довательно включенных катушек индуктивности и конденсаторов, соответственно настроенных в резонанс на гармоники напряжений частотой 100, 200, 300, 400, 500 и 600 гц. Катушку индуктивности реактора наматывают медным или алюминиевым проводом большого сечения и заключают в бетонный каркас. Индуктивность катушки со­ ставляет от 4,5 до 11 мгн.

Принцип действия первого звена сглаживающего устройства за­ ключается в следующем. Гармоника напряжения с частотой f, воз­ никшая на зажимах выпрямительного агрегата, создаст ток в цепи: один из зажимов агрегата, резонансный контур, реактор, второй за­ жим агрегата. Если контур настроен в резонанс на частоту этой гар­ моники, то его сопротивление для токов этой частоты будет весьма мало, так как определится только величиной активного сопротивле­ ния, включенной последовательно с конденсатором катушки индук­ тивности. Полное сопротивление реактора Z p с индуктивностью L p l для тока гармоники с частотой / практически будет равно

Z p = 2 J T / L p I .

Индуктивность реактора выбирают с таким расчетом, чтобы его полное сопротивление Z p значительно (в десятки раз) превышало величину активного сопротивления катушки индуктивности резот нансного контура. При соблюдении этого условия вызываемое током гармоники падение напряжения на реакторе также будет в десятки раз больше падения напряжения на соответствующем этой гармонике резонансном контуре. Следовательно, только небольшая часть напря­

снижения напряжения этой гармоники в контактной сети. Емкость

278

рис. 230, а, рекомендуется также применение более простого сгла­ живающего устройства, схема которого дана на рис. 230, б. Это сглаживающее устройство позволяет снизить мешающее напряжение в контактной сети в 55—150 раз. Целесообразность применения той или иной схемы сглаживающих устройств определяется расчетом напряжений шума в телефонных цепях тональной частоты при про­

говой подстанции. Этот конденсатор емкостью 10 мкф,~ предназначен для снижения помех в каналах высокочастотного телефонирования аппаратуры В-3 и В-12, применяемой для уплотнения цепей из-цвет­ ного металла на воздушных линиях связи.

Следует иметь в виду, что на участках железных дорог, электри­ фицированных по системе постоянного тока до 1971 г., тяговые подстанции оборудовались сглаживающими устройствами, отлич­ ными от устройств, приведенных на рис. 230. Эти сглаживающие устройства имеют меньший коэффициент сглаживания, так как со­ держат только резонансные шунты, настроенные на гармоники вы­ прямленного напряжения 300, 600, 900 и 1200 гц. Гармоники часто­

ременного тока, относятся полная или частичная относка воздуш­ ной линии связи от полотна электрической железной дороги, полная или частичная замена воздушной линии кабельной линией и пере­ кладка проводов с крюков на траверсы.

§ 133. Средства защиты устройств связи от опасных и мешающих влияний линий электропередачи

•Опасные влияния линий электропередачи на устройства связи, возникающие при коротком замыкании одной из фаз этих линий на землю, могут быть снижены при помощи подвески на линиях электро­ передачи заземленных тросов из цветного металла. В зависимости от сечения заземленных тросов и проводимости земли величина про­ дольной э. д. с. в проводах воздушных и жилах кабельных линий связи может быть снижена в 1,5—2 раза. Во столько же раз может быть снижено и напряжение шума в телефонных цепях тональной частоты.

Если величина продольной э. д. с. в проводах связи и жилах кабеля при коротком замыкании одной из фаз линии электропере­ дачи с заземленной нейтралью превысит нормы, приведенные в

279