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

через него будет протекать ток меньшей силы, но значительно более длительное время. Это представляет опасность как для разрядника, который может разрушиться под воздействием длительного тока, так и для включенной в провода связи аппаратуры и лиц, ее обслуживаю­ щих, так как после разрушения разрядника аппаратура может ока­ заться под высоким напряжением. Назначение линейного предохра­ нителя Пр1 и заключается в том, чтобы при соприкосновении про­ вода связи с проводом высокого напряжения он как можно быстрее перегорал (расплавлялся) и отключал линейные провода от станции. В качестве линейных предохранителей применяют предохранители на номинальную силу тока 1 а.

В тех случаях, когда провод связи коснется провода сильного тока низкого напряжения (110 или 220 в), разрядник, включенный в провод связи, не сработает и тогда через заземленную на станции аппаратуру (например, через телеграфный аппарат, работающий по однопроводной цепи) потечет ток. Если сила этого тока не превы­ сит 1 а, то не сгорит и линейный предохранитель Пр1, и через катушки телеграфного аппарата или реле длительное время будет протекать ток, который может нагреть их до температуры, опасной для их изоляции; при этом не только могут сгореть какие-либо элементы аппаратуры, но и может возникнуть пожар на станции. Большин­ ство элементов телефонной и телеграфной аппаратуры способно выдерживать длительный ток, не превышающий 0,3 а. Поэтому для их защиты, кроме предохранителя Пр1, устанавливают предохрани­ тель Пр2 с номинальной силой тока 0,15—0,25 а.

Конструкция плавких предохранителей приведена на рис. 241. Эти предохранители состоят из стеклянной трубочки 1 с двумя ла-

0}

IsJ

Рис. 241. Плавкие предохранители типов СК-1,0 и СН-1,0

290

тунными контактными наконечниками 2 конической (рис. 241, а) или ножевой (рис. 241, б) формы. К наконечникам припаяны две пружинящие спиральки 3 из стальной проволоки диаметром 0,4 мм. Обе пружинки в середине трубочки спаяны друг с другом припоем с температурой плавления около 100° С. При прохождении через пре­ дохранитель тока, величина которого превышает величину номиналь­ ного тока предохранителя, припой расплавляется и пружинящие спиральки силой упругости разрывают цепь.

Предохранители такого типа изготовляют на номинальную силу тока 0,15 и 1,0 а с током плавления, соответственно равным 0,3 и 2,0 а. Предохранители с коническими наконечниками имеют обозна­ чение СК-0,15 и СК-1,0 (С — спиральная нить, К — конический кол­ пачок; цифры обозначают номинальную величину тока предохрани­ теля). Предохранители с ножевыми наконечниками имеют обозначе­ ние- СН-0,15 и СН-1,0.

При защите устройств связи при помощи разрядников РБ-280 вместо предохранителей СК-1,0 или СН-1,0 устанавливают предо­ хранители ПН-15 на номинальную силу тока 7,5 а с током плавле­ ния 15 а. Эти предохранители в отличие от предохранителей типа СН имеют не спиральную, а прямую металлическую нить, которая рас­ плавляется (перегорает) при прохождении по ней тока, в 2 раза превы­ шающего номинальную величину тока предохранителя.

На местных телефонных станциях применяют также предохрани­

Термические катушки включают в провода абонентов местной те­ лефонной сети, устанавливая их совместно с угольными разрядни­ ками на линейных полосах местной телефонной станции.

Состоит термическая катушка (рис. 242) из латунного стержня 1, на который намотана обмотка 2. В стержень вставлен штифт 3, удер­ живаемый в углублении легкоплавким припоем. Один конец обмотки припаян к стержню, а другой — к гайке 4, изолированной от стержня втулкой 5.

Термическую катушку вставляют в держатель, одна пружинящая пластина которого соединена с проводом, идущим к абоненту, а дру­ гая — с проводом, проложенным к аппаратуре связи. Если через обмотку катушки потечет ток си­

291

включенные между проводами этой цепи и землей разрядники могут сработать одновременно. При этом провода этой цепи во время работьь разрядников практически замыкаются накоротко, так как сопротив­ ление горящего разрядника весьма мало. Это обстоятельство приво­ дит к кратковременному прекращению действия всех телефонных, каналов уплотненной цепи и к сбоям и искажениям передачи в кана­ лах тонального телеграфирования. Для защиты цепей, уплотненных многоканальными системами, от помех при работе разрядников между земляными электродами разрядников и заземлением включают дре­ нажную катушку, как это показано на рис. 245 (см. § 138).

Дренажная катушка состоит из двух одинаковых полуобмоток, намотанных на общий кольцевой сердечник из пермаллоя. Индук­ тивность каждой половины обмотки приблизительно равна 0,16 гн. Вследствие этого для токов высокой частоты такая катушка пред­ ставляет собой достаточно большое сопротивление и полногошунтирования цепи при работе разрядников не происходит.

Кроме этого, если один из разрядников, включенных в двух­ проводную цепь, сработает раньше другого, то по одной половине обмотки дренажной катушки, включенной последовательно со срабо­ тавшим разрядником, потечет ток разряда на землю. При этом маг­ нитное поле, создаваемое этим током, воздействуя на вторую поло­ вину обмотки катушки, создаст в ней э. д. с. одинакового знака с посторонним наведенным напряжением на втором проводе. Это вызовет увеличение напряжения на втором разряднике, что будет способствовать ускорению его срабатывания. Сокращение времени, между срабатыванием обоих разрядников снизит величину и дли­ тельность уравнительных токов разряда между проводами цепи,, протекающих через включенную в эту цепь аппаратуру управления, что также приведет к снижению помех в каналах связи.

Для защиты устройств связи от атмосферных перенапряжений и непосредственного касания проводов связи с проводами сильного тока высокого и низкого напряжения разработан ряд схем включения в' цепи связи приборов защиты (разрядников, предохранителей, дренажных катушек). Применение той или иной схемы зависит от конструкции линии связи (воздушная или кабельная), от того, имеет

душная или кабельная линия связи в зоне опасного влияния линий высокого напряжения. Схемы защиты зависят также от назначения цепей связи (местная телефонная, телеграфная однопроводная, даль­ няя телефонная и т. п.) и от того, уплотнены ли цепи токами высокой частоты или нет.

Ниже приводятся некоторые из применяемых схем защиты уст­ ройств связи, рассмотрение которых даст возможность уяснить прин­ ципы защиты устройств связи от атмосферных перенапряжений и

292

непосредственного касания проводов связи с проводами сильного тока. В тех случаях, когда опасное влияние линий высокого напряже­ ния отсутствует, а цепи воздушной линии связи имеют пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 в или с сетями трамвая и троллейбуса, аппараты телеграфной станции, включенные в провода воздушных линий, защищают по схемам, приведенным на рис. 243, а и б. При этих же условиях аппаратура междугородных телефонных станций, усилительных пунктов и распорядительных станций, избирательной связи, включенная в неуплотненные цепи, должна защищаться по схемам, приведенным на рис. 244, а и б.

Схема защиты уплотненной цепи при ее воздушном вводе отли­ чается от схемы, приведенной на рис. 244, а, тем, что присоединение

ций с центральной батареей и аппаратов абонентов при подвеске цепей местной связи на воздушных линиях осуществляют по схемам

ник ИР-0,2 или ИР-0,3 переносят на опору, смежную с вводной или

г

M-to*up-o.i

'Р-350 f , 1

4- 1

Рис. 244. Схема защиты стальной цепи на междугородной станции, в усилительном пункте п на распорядительной станции избирательной связи при воздушном (а)

и кабельном (б) вводе:

/ — м е ж д у н а р о д н а я с т а н ц и я ; 2 — с т а л ь н а я цепь; 3 — кабельный ввод; -(—кабельная о п о р а

293-

Рис. 245. Схема защиты цветной цепи на междугородной станции и в усилительном пункте при воздушном (а) и кабельном (б) вводах: .

/ — м е ж д у г о р о д н а я станция; 2 — цветная цепь; 3 — кабельный ввод; 4 — к а б е л ь н а я о п о р а

кабельной, на расстояние не менее 50 м от воздушного ввода или от кабельной опоры.

При наличии опасного влияния, индуктируемого в проводах связи линиями высокого напряжения, защиту аппаратуры телеграф­ ных и телефонных станций осуществляют по схемам, приведенным на рис. 244 и 245, но вместо разрядников Р-350 и предохранителей СН-1,0 в провода включают мощные бариевые разрядники РБ-280 и предо­ хранители ПН-15. Кроме того, искровой разрядник ИР в этом слу­ чае устанавливают на вводной опоре или на опоре, смежной с ка­ бельной.

Кабельные вставки в неуплотненные цепи воздушных линий защищают включением в жилы кабеля на обоих концах кабельной вставки газонаполненных разрядников Р-350 (рис. 247). При этом на опорах, .смежных с кабельными, на проводах воздушной линии устанавливают искровые разрядники ИР-0,2.

Если на линии имеются уплотненные цепи, то разрядники Р-350, включенные в эти цепи, подключают к заземлению через дренажные катушки. При наличии опасного индуктивного влияния высоко­ вольтных линий разрядники Р-350 заменяют разрядниками РБ-280.

З а щ и т у вводного оборудования на магистральных кабельных линиях предусматривают только в том случае, если .электрическая прочность этого оборудования ниже электрической прочности кабеля. Схемы защиты в этом случае выбирают в зависимости от типа аппара­ туры, включаемой в кабельные цепи.

-294

Рис. 246. Схемы защиты телефонных станций и абонентских пунктов при воздушном

(а) и кабельном (б) вводах проводов:

На сетях местной телефонной^связи абонентские комплекты на телефонных станциях и-абонентские пункты не подлежат защите, если сеть местной связи выполнена подземным кабелем с металли­ ческой оболочкой или же подземный кабель кабельной сети имеет*

В приведенных на рис. 244—245 и 247 схемах защиты аппаратуры, включенной в двухпроводные цепи, целесообразно вместо двух газо­ наполненных разрядников Р-350 устанавливать один трехэлектродный разрядник Р-35. В тех случаях, когда газонаполненные разряд­ ники после срабатывания от атмосферных перенапряжений продол­ жают «гореть» от рабочего напряжения в цепи или от индуктирован-

Рис. 247. Схема защиты кабельной вставки в стальную цепь:

1,5 — стальная цепь; 2, 4 — кабельные опоры; 3 — кабельная вставка

295-

срабатывании разрядников, включен­ ных в двухпроводную цепь. Явление акустического удара, как это видно из рис. 248, возникает по следующей причине. При появлении на обоих проводах перенапряжений, возникших в результате грозы или короткого замыкания фазы линии электропередачи или контактного провода на землю включенные в провода разрядники обычно срабатывают не одновременно, а с некоторым запаздыванием относительно друг друга.

Если первым сработает разрядник, включенный между проводом а и землей, то ток с провода а устремится через него в землю. Если же разрядник, включенный в провод б, еще не успел сработать и, следо­ вательно, его сопротивление весьма велико, ток с провода б потечет в землю через телефон и сработавший ранее разрядник. В результате протекания через телефон тока большой величины произойдет силь­ ный щелчок мембраны, и ухо разговаривающего по телефону ощутит акустический удар, который может привести к нарушению слуха. Особенно сильно акустические удары воздействуют на лиц, пользую­

Защиту от акустических ударов осуществляют при помощи включения параллельно телефону ограничителей акустического удара на всех коммутаторах междугородной, местной н станционной связи, а также в телефонах-наушниках, применяемых в аппаратуре изби­ рательной связи. Ограничитель состоит из двух включенных парал­ лельно телефону диодов (см. рис. 248). При напряжениях, возникаю­ щих на зажимах телефона во время телефонного переговора, ограни­ читель обладает большим сопротивлением и не оказывает заметного шунтирующего действия. При повышении напряжения на зажимах •телефона, вызванного, например, грозовым разрядом, сопротивление ограничителя резко падает, он шунтирует телефон и акустического удара не происходит.

Следует иметь в виду, что сила акустического удара в телефоне заметно снижается при включении в двухпроводные цепи трехэлектродных разрядников вместо двухэлектродных.

§ 139. Каскадная защита, применяемая на цепях связи

Выше указывалось, что при прямом ударе молнии в провода воздушных линий в этих проводах могут возникнуть напряжения до миллиона вольт и более.- Индуктированные в проводах напряжения

:296

воздушной линии к станции включают искровые разрядники типа ИР, как это показано на рис. 249. При возникновении перед искровыми разрядниками волны напряжения срабатывает первый искровой раз­ рядник (ИР-20) и затем в зависимости от амплитуды волны последую­ щие искровые разрядники. В результате последовательного срабаты­ вания искровых разрядников амплитуда напряжения резко снижается до величины порядка 3—4 кв.

При оборудовании устройствами каскадной защиты вводов воз­ душной линии связи в здания междугородных телефонных станций, усилительных пунктов, а также при устройстве каскадной защиты с обеих сторон кабельной вставки все четыре каскада защиты (ИР-7,

и цветных) независимо от их расположения на опоре оборудуют только два каскада защиты, устанавливая разрядники ИР-7 и ИР-15. Каскадную защиту в настоящее время рекомендуется оборудовать и на цепях избирательной телефонной связи в местах ввода этих цепей ответвлением или шлейфом в здания промежуточных пунктов. При этом искровые разрядники ИР-7 и ИР-15 нужно устанавливать на проводах избирательной связи с обеих сторон каждого ввода в промежуточный пункт. Если же расстояние между промежуточными пунктами менее 4 км, то рекомендуется устанавливать только искро­ вые разрядники ИР-7.

автоматической локомотивной сигнализации, переездной сигнализа­ ции, устройств диспетчерской централизации и диспетчерского кон­ троля, электрической централизации, а также устройств полуавто-

297

2П

Рис. 250. Схема защиты сигнальных и путевых приборов автоблокировки на электри­ фицированных участках постоянного тока

матической блокировки, маршрутно-контрольных устройств и электрожезловой системы. Для уяснения принципов защиты этих устройств ниже приведены некоторые из применяемых схем защиты.

На рис. 250 приведена схема защиты сигнальных и путевых при­ боров автоблокировки на участках железных дорог, электрифици­ рованных по системе постоянного тока. В этой схеме предусмотрена защита от атмосферных перенапряжений силовых цепей низкого на­ пряжения (110/220 в), рельсовых и сигнальных цепей. Защита сиг­ нальных, путевых трансформаторов, выпрямителей, трансмиттеров, реле и других сигнальных и путевых приборов осуществляется вклю­ чением, разрядников РЗ и Р4 в провода силовой цепи. Защита сиг­ нальных цепей осуществляется разрядниками Р1, включенными в провода этих цепей в кабельном ящике, и разрядниками Р2, кото­ рые подключают к сигнальным проводам в релейном шкафу. Рель­ совые цепи защищены от атмосферных перенапряжении, возникающих при непосредственном грозовом разряде на рельсы, разрядниками РП1, РП2, РПЗ и РП4. Защиту всех цепей осуществляют при помощи разрядников РВНШ-250 или РВН-250.

Схема защиты сигнальных и путевых приборов на неэлектрифицированных участках приведена на рис. 251. Из этой схемы видно, что для защиты рельсовых цепей вместо разрядников РВН приме­ нены выравниватели НВО и НВД, что повышает надежность дей­ ствия устройств автоблокировки. Следует полагать, что в ближайшем будущем выравниватели найдут применение для защиты рельсовых цепей и на электрифицированных участках.

Схема защиты сигнальных и путевых приборов на электрифицированных участках железных дорог переменного тока отличается

298

Рис. 251. Схема защиты сигнальных и путевых приборов автоблокировки на неэлектрифицированных участках

от схемы рис. 250 в основном тем, что путевые разрядники включены только в первичные обмотки дроссель-трансформаторов питающих концов рельсовых цепей. Кроме того, в этой схеме не предусмотрена защита от атмосферных перенапряжений сигнальных цепей авто­ блокировки, потому что для сигнальных цепей используются жилы прокладываемого на этих участках магистрального кабеля связи.

Защиту силовых линейных трансформаторов типа ОМ на силовых опорах осуществляют в соответствии со схемой, приведенной на рис. 252. Защита трансформатора от атмосферных перенапряжений осуществляется при помощи вентильных разрядников РВП-6 или

299