1. Ответ на индивидуальное задание.

Индивидуальное задание кафедры: Технология проверки устройств защиты от перенапряжения на перегоне.

ВВДЕНИЕ?

Аппаратура СЦБ в процессе эксплуатации подвергается воздействиям напряжений и токов, значения которых намного превышают допустимые значения, установленные технической документацией. Причинами перенапряжений являются грозовые разряды, а также аварийные и коммутационные процессы в электрических цепях. Причинами токовых перегрузок являются короткие замыкания в цепях питания, аварийные режимы нагрузок, блуждающие токи, попадающие в цепи питания, и др. Такие воздействия могут привести к нарушению нормальной работы и выходу устройств СЦБ из строя. Для защиты аппаратуры СЦБ от внешних электрических воздействий используются такие элементы, как автоматические выключатели, предохранители, разрядники, выравниватели. Автоматические выключатели производят отключение перегруженной цепи от источника питания с последующим автоматическим включением питания цепи. Предохранители выполняют ту же функцию, но без включения питания. В качестве средств ограничения напряжения в защищаемых цепях при превышении установленного уровня используются разрядники (для защиты от продольных перенапряжений) и выравниватели (для защиты от поперечных перенапряжений).

Защита устройств автоблокировки, автоматической локомотивной и переездной сигнализации. Пункт 1.3 ? Участки дорог с электротягой постоянного тока.

На каждой перегонной сигнальной установке железной дороги с электротягой постоянного тока сигнальные и путевые при­боры автоблокировки (АБ), автоматической локомотивной (АЛС) и автоматической переездной сигнализации (АПС) должны быть защищены от продольных перенапряжений «провод — земля» (ос­новной каскад защиты) и поперечных перенапряжений «провод — провод» (дополнительный каскад защиты), возникающих в высо­ковольтных и низковольтных силовых цепях, а также в линейных сигнальных и рельсовых цепях при грозах и коротких замыканиях контактных сетей электрических железных дорог (рис. 1).

Рис. 1. Схема основного каскада защиты сигнальной установки автоблокировки на электрифицированных участках железных дорог с электротягой постоянного тока: ВЛ-высоковольтная линия;СПП-сигнальные и путевые приборы.

Сигнальные приборы, включенные в воздушные линейные цепи, заканчивающиеся кабельным вводом, следует, как правило, защищать низковольтными вентильными разрядниками штепсельного типа РВНШ-250 с обоих концов кабельного ввода за исклю­чением цепей смены направления движения. Один электрод разряд­ника присоединяют к проводу линейной цепи, а другой к заземлителю.

Во избежание ложной работы реле направления при корот­ком замыкании контактной сети в цепи смены направления движе­ния независимо от числа проводов разрядники должны быть установлены только на линейном конце кабельного ввода — в кабельном ящике КЯ.

На однопутных железных дорогах силовые цепи напряжением 110/220 В основного и резервного питания от ВЛ напряжением 6 и 10 кВ следует защищать разрядниками, устанавливаемыми в каждом релейном шкафу (РШ) на вводах питающего кабеля.

Разрядники необходимо включать до предохранителей с номинальным током 20 А, которые практически используют в ка­честве выключателей напряжения при профилактических осмотрах и ремонтах (см. рис. 1).

Если от одного трансформатора типа ОМ осуществляется электропитание нескольких сигнальных установок по воздушным проводам, то в каждой сигнальной установке силовую цепь напря­жением 110/220 В необходимо защищать разрядниками как в РШ, так и в КЯ.

На однопутных участках разрядники должны быть установле­ны в каждом РШ, а па двухпутных участках только в тех РШ (ос­новной и соседних сигнальных установок), металлические корпуса которых присоединены к одному и тому же пути. При этом в РШ другого пути, питаемых от одного линейного трансформатора типа ОМ, включение разрядников в силовые цепи основного и резервно­го питания запрещается.

Разрядники следует включать на вводе питающего кабеля в РШ, а в КЯ - на линейных вводах воздушных силовых цепей. В том случае, когда соседним сигнальным установкам электропитание подается от трансформатора типа ОМ по кабель­ной линии, силовая цепь напряжений 110/220 В должна быть за­щищена разрядниками только на вводе питающего кабеля в РШ. В КЯ указанные силовые цепи защищать разрядниками не следует.

При электропитании нескольких сигнальных установок от од­ного трансформатора типа ОМ для защиты его от токов короткого замыкания и перегрузки в каждую силовую цепь напряжением 110/220 В необходимо устанавливать выключатель типа АВМ-1. Эти выключатели следует размещать в КЯ той сигнальной установ­ки, от которой подается основное или резервное питание.

При резервном электропитании сигнальных установок от линий электропередачи напряжением 35 кВ и силового трансфор­матора типа ЗHOM-35 с номинальным напряжением на его низкой стороне 100 В, повышаемым посредством расположенного в РШ трансформатора типа ОСМ-0,33 до напряжения 220 В, разрядники должны быть установлены в силовые цепи напряжениями 110 и 220 В.

В каждом РШ зажимы для заземления разрядников сле­дует присоединить кратчайшим путем медным проводником с пло­щадью поперечного сечения не менее 20 мм² к металлическому кор­пусу РШ. По требованиям техники безопасности на электрифици­рованных участках РШ подсоединяют к средней точке дроссель-трансформатора. К ней присоединяется также мачта светофора.

Релейный шкаф и мачту светофора следует соединять со средней точкой ДТ стальным круглым проводником диаметром не менее 12 мм. В релейном шкафу типа ШМ этот заземляющий проводник необходимо подключить под болт, крепящий металлический корпус релейного шкафа к его основанию. В релейном шкафу типа ШРУ-М заземляющий проводник должен быть подключен под спе­циальный болт заземления.

На светофорах с металлической мачтой указанный проводник следует подключить под болт, крепящий светофор, а на светофорах с железобетонной мачтой — под болт на светофорной лестнице. Заземляющий проводник необходимо присоединить к средней точ­ке ДТ зажимами типа К-054.

Во избежание повреждения кабелей при коротком замы­кании в контактной сети металлические оболочка и броня кабеля должны быть надежно изолированы от РШ и мачты светофора изолирующими втулками и прокладками. Сигнальные кабели с неметаллической оболочкой следует изолировать с помощью снятия бронелент.

Каждая перегонная сигнальная установка с полупровод­никовыми приборами (аварийные малогабаритные реле типа АСШ2, полупроводниковые преобразователи типа ППШ-3, дешифраторный блок типа БС-ДА и др.) должна быть дополнительно за­щищена от поперечных перенапряжений «провод — провод» по­средством оксидно-цинковых выравнивателей типа ВОЦШ.

Силовые цепи как основного, так и резервного питания напряжением 110 или 220 В необходимо защищать от поперечных перенапряжений соответственно выравнивателями типов ВОЦШ- 110 и ВОЦШ-220.

Выравниватели следует включать между проводами на входе силовых цепей в РШ (рис. 2).

Для защиты от перенапряжений, проникающих в полу­проводниковые приборы (типов БС-ДА, ППШ-3 и др.) с рельсов в момент переключения контактов реле А (при переключении с основного на резервное электропитание и наоборот), на каждой сигнальной установке в силовую цепь напряжением 110/220 В должен быть установлен дополнительный выравниватель типа ВОЦМ-110 или ВОЦМ-220 в зависимости от номинального напряжения силовой цепи. Выравниватель следует подключить к зажимам первичной обмотки путевого трансформатора типа ПОБС или сигнального трансформатора типа СОБС.

Рис. 2. Схема включения дополнительной защиты полупроводниковых приборов на сигнальной установке автоблокировки.

На двухпутных участках защита линейной сигнальной цепи АБ должна быть выполнена разрядниками и одним выравнивателем типа ВОЦШ-110 или ВОЦШ-220 в зависимости от рабочего напряжения сигнальной цепи. Для увеличения входного сопротивления полупроводникового преобразователя типа ППШ-3, блока питания БПШ и выпрямителя типа ВАК на питающем конце сигнальной цепи следует включать обмотки сигнального трансформатора типа СТ-4 или СТ-5 (рис. 3, а) или катушку индуктивности с индуктивностью 80 мГн и сопротивлением постоянному току не более 10 Ом. На приемном конце сигнальной цепи указанную дополнительную защиту устанавливать не требуется (рис. 3, б).

Рис. 3. Схемы защиты линейной сигнальной цепи двухпутной автоблокировки на ее передающем (а) и приемном (б) концах: Т — трансформатор типа СТ-4 или СТ-5

На однопутных участках, на которых в оконечных пунктах линейной сигнальной цепи, чередуются передающие и приемные устройства, защиту необходимо выполнить с помощью двух выравнивателей типа ВОЦШ-11О (рис. 4). Один из выравнивателей подключают между проводами на вводе линейных сигнальных цепей (до переключающих контактов), а другой — на выводы обмотки сигнальных реле Л (после переключающих контактов).

Рис. 4. Схема защиты передающего и приемного конца линейной сигнальной цепи однопутной автоблокировки: Т — трансформа тор типа СТ-4 или СТ-5; ПУ — передающее устройство.

Для защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих на путевых приборах АБ, АЛС и АПС при коротких замыканиях контактных сетей электрических железных дорог, на питающих и приемных концах РЦ двухпутного участка должны быть применены оксидно-цинковые выравниватели соответственно типов ВОЦШ-380 и ВОЦШ-220. Их следует устанавливать в РШ или ТЯ (см. рис. 1).

На однопутных участках для защиты кодовых РЦ автоблокировки выравниватели типа ВОЦШ-380 присоединяют к зажимам дополнительных обмоток ДТ как питающего, так и приемного концов (рис. 5), а выравниватели типа ВОЦШ-220 — только на входе защитного блок-фильтра ЗБФ.

Рис. 5. Схемы защиты кодовых рельсовых цепей частотой 50 Гц (а) и 25 Гц (б) от коммутационных перенапряжений на электрифицированных однопутных участках.

Для исключения проникновения токов молнии в глубину монтажа релейного шкафа и, таким образом, ограничения электромагнитного влияния сигнальных цепей, несущих токи молнии на соседние цепи (по которым токи молнии не проходят), необходимо приборы защиты (разрядники и выравниватели) устанавливать на вводах питающего и сигнального кабеля в соответствии со схемой (рис. 6).

Рис. 6. Схема защиты высоковольтных и низковольтных устройств автоблоки­ровки на сигнальной установке для электрифицированных участков с электро­тягой постоянного тока.

Заземляющие спуски группового заземления и роговых разрядников следует присоединять к средней точке дроссель-трансформатора или непосредственно к рельсу, но не ближе 200 и 300 м от сигнальной установки соответственно.