Контактные сети и ЛЭП

рийном режиме при индуктивности 35 мГн — 2000 А. Разъединители РКЖ

З,3/1250,РКСЗ-3,3/3000 иРС-3000/3,3-П имеют заземляющие ножи.

Рис. 6.8. Схемы и конструкции разъединителей постоянного тока рубящего типа (а, г) и переменного тока поворотного типа (б, д) переключателей секций станций стыкования (в, е); 1 — опора; 2 — основание; 3 — изолятор; 4 — нож; 5 — губки; 6 — шлейф; 7 — тяга с кривошипом; 8 — дугогасящие рога; 9 — тяга антипараллелограмма; 10 — кулисный механизм

Разъединители повышенной надежности РС-4000/3.3 (рис. 6.8, г) и поворотного типа РЛНДЗ-1а-35 (рис. 6.8, б, д) состоят из подвижной и неподвижной частей,

установленных на опорных изоляторах типа ОМВП-35/1000 и закрепленных на ос-

новании. Разъединители рассчитаны на работу в интервале температур окружающе-

го воздуха от минус 40 до плюс 40 ° С и допускают механическую нагрузку 200 Н на изоляторы в горизонтальной плоскости в направлении продольной оси разъедините-

ля. Ножи главной токопроводящей части разъединителя выполнены из медной ши-

ны сечением 8x100 мм.

Расстояние между подвижными и неподвижными ножами в отключенном по-

ложении разъединителя должно быть не менее 100 мм. Контакт ножей осуществля-

ется восемью парами ламелей, выполненных из медной шины сечением 3x20 мм на разъединителе типа РКС-3.3/4000 и шестью парами ламелей на разъединителях типа РКС-3,3/3000 и РКСЗ-3.3/3000. Зазоры регулируют изменением длины болтового соединения, перемещающего в хвостовую часть ламели.

Плотность контакта определяется усилием нажатия, которое обеспечивается и регулируется пружинами. Контактное нажатие проверяют шаблоном, перемещая его вдоль оси ламелей. При этом плотность контакта каждой ламели должна быть такой,

чтобы при усилии 70—90 Н шаблон из медной шины сечением 8x20 мм для разъ-

единителя РКС-3,3/ 4000 и 6x20 мм для РКС-3,3/3000 и РКСЗ-3,3/3000, вставленный в покрытый смазкой разъемный контакт, плавно выходил из него.

Дугогасительные рога разъединителей выполняют из контактного провода.

Конструкция разъединителей рассчитана на присоединение медных и алюминиевых

(через переходные зажимы) проводов сечением 95-120 мм2 до 8 штук с каждой сто-

роны. Крутящий момент при затяжке болтов должен быть в пределах 90-100 Н-м.

Разъединители контактных сетей и ВЛ переменного тока наружной установ-

ки на напряжение 10—35 кВ предназначены для включения и отключения под напряжением обесточенных участков электрических цепей высокого напряжения, а

также заземления отключенных участков при помощи заземляющих ножей.

Разъединители завода ЭЛВО (г. Великие Луки) серий РД, РИД, РНДЗ, РЛНД имеют кинематическую схему (рис. 6.8, б), содержащую основание с двумя втулка-

ми, в которые вставлены два вертикальных вала с установленными на них изолято-

рами. На верхних шапках изоляторов закреплены на одном нож, на другом губки и гибкие шлейфы, идущие к секциям контактных сетей, ДПР или ВЛ. У нижних ша-

пок имеются кривошипы с тягой антипараллелограмма, обеспечивающие синхрон-

ный поворот подвижных изоляторов при вращении одного из них тягой, соединен-

ной с приводом.

Технические данные разъединителей частично приводятся в их обозначениях.

Так, буква Н обозначает разъединитель для наружной установки, Д — двухколонко-

вый, 3 — с заземляющим ножом. Номинальное напряжение 35 кВ, ток 1000 А.

Наибольшее рабочее напряжение разъединителя типа РД и РНДЗ35 — 40,5 кВ ,

РЛНД 10-12 кВ. Для этих же серий (по напряжению) предельный сквозной ток 63 и 25 кА, ток термической стойкости 25 и 10 кА. Расчетное время протекания тока термической стойкости по главным ножам 4 с (3 с у РД) и 1 с по заземляющим но-

жам.

Примеры обозначений разъединителей: однополюсных с заземляющим ножом для контактной сети — РНДЗ-16-35/1000; двухполюсных для ДПР — аналогичное;

трехполюсных без заземляющих ножей — РНД-35/1000; трехполюсных с одним за-

земляющим ножом на 10 кВ и 400 А — РЛНД-1-10Б-400Н.

Переключатели секций станций стыкования (ПСС) предназначены для пере-

ключения рода тока в переключаемых секциях контактной сети постоянного и пе-

ременного тока без нагрузки. Кинематическая схема переключателя (см. рис. 6.8, е)

выполнена в виде соединенного с фидером переключаемой секции горизонтального стержня-ножа, перемещаемого в направляющих до вхождения в левые или правые губки, подключенные к шлейфам подстанций постоянного или переменного тока.

Перемещение осуществляется кулисой, тяга которой соединена с кривошипом элек-

тродвигателя привода.

Приводы для переключения разъединителей (рис. 6.9, а) подразделяются на ручные и телеуправляемые. Последние могут быть грузовыми, моторными (с асин-

хронным или коллекторным двигателем), содержащими червячную или винтовую передачу, а также редукторы с зубчатыми колесами. Приводы предназначены для ручного или дистанционного управления разъединителями.

Для дистанционного управления применяют грузовые приводы (рис. 6.9, б), ки-

нематическая схема которых содержит барабан с храповым колесом. Чтобы запасти энергию, необходимо вручную вращать барабан, наматывая трос, к которому под-

вешены грузы. Разматыванию троса препятствует так называемый «ломающийся» рычаг, упирающийся в храповое колесо. Рычаг «ломается» при подаче напряжения на соленоид и колесо делает полповорота, включая или выключая разъединитель.

Моторные приводы типа УМП и ПДЖ предназначены для оперирования разъедини-

телями контактных сетей постоянного тока 3,3 кВ и переменного тока 27,5 кВ, а

также ВЛ. Их кинематические схемы содержат (рис. 6.9, в, г) коллекторный элек-

тродвигатель, вращающий червячное колесо с кривошипом и тягой, идущей к разъ-

единителю, или асинхронный двигатель с конденсатором, вращающий зубчатую пе-

редачу с кривошипом и тягой. Конструктивно эти узлы и концевые выключатели помещены в закрывающийся корпус (рис. 6.9, д, е, ж). Моторные приводы подклю-

чаются к специальным пультам управления АУП-4м. Приводы должны обеспечи-

вать угол поворота 90—105° с крутящим моментом 265-390 Н-м и иметь время вы-

полнения операций «Вкл.» и «Выкл.» не более 2,5 с. Мощность асинхронного двига-

теля 250 Вт 3000 об/мин (ПДЖ-01, ПДЖ-02, ПДЖ-32), коллекторного 180 Вт, 8500

об/мин (УМП-П, УМПЗ-П).

Приводы УМП и ПДЖ (см. рис. 6.9, д, е) и ПДЖ(см. рис. 6.9, ж) разработаны на Симферопольском электротехническом заводе и имеют червячную передачу и цилиндрический редуктор. Выпускает приводы также завод в Великих Луках. Каж-

дый привод предназначен для конкретных разъединителей, например привод ПДЖ01 -для РС-3000/3,3; РКС-3,3/3000 и 4000; РКЖ-3,3/3000 и 1250. Привод ПДЖ-02 —

для РНД-35/1000; РД-35/1000(одно- и двухполюсные); РЛНД-10/630 (трехполюс-

ные). Привод ПДЖ-32 для разъединителей с заземляющими ножами РНД-3-16- 35/1000; РДЗ-1-35/1000 (одно- и двухполюсные); а также для РЛНД-1-10/400 и 630 (трехполюсные). Привод УМП-П для РС-300/3,3; РКС-3000/3,3 и 4000; РНД-10/400

и 35/1000; РКЖ-3,3/3000, а также для разъединителей с заземляющими ножами РНДЗ-16-35/1000 (на контактной сети); РНД-10/400 (на ВЛ); РКСЗ-3,3/3000; РКЖ-

3,3/1250.

Приводы ПДЖ-32 и УМП-П имеют валы для управления заземляющими ножа-

ми вручную. На приводах ПДЖ при горизонтальном расположении главного вала

(ПДЖ-01) на его конце устанавливается двуплечий рычаг, а при вертикальном рас-

положении главного и заземляющего валов — полумуфта (ПДЖ-02, ПДЖ-32).

Приводы ручные типа ПР и ПРЖ предназначены для оперирования разъедини-

телями контактной сети постоянного тока напряжением 3,3 кВ типа РС, РКС, РКЖ с поворотом ручки на 180° ( из верхнего в нижнее положение). Приводы ПРНЗ и ПР09 — для оперирования главными и заземляющими ножами разъединителей наруж-

ной установки переменного тока с поворотом на 90 и 105° соответственно.

Разъединитель типа РКСЗ-3.3/3000 рассчитан на управление двумя ручными приводами с механической блокировкой. Аналогично устроены приводы разъедини-

телей линий автоблокировки.

Рис. 6.9. Классификация приводов разъединителей контактных сетей (а); их схемы (б, в, г) и конструкции (д, е, ж); 1 — тяга с кривошипом, 2 — грузы, 3 — храповик, 4 — « ломающийся» рычаг, 5 — соленоид, 6 — электродвигатель, 7 — редуктор, 8 — конденсатор

Конструктивно механизм помещен в корпус из трех проходных изоляторов (см.

рис.6.8, е). Так, переключатель ПСС-1У2 смонтирован на сварной раме из стальных швеллеров и уголков, на которой установлен вертикальный пустотелый цилиндри-

ческий изолятор с закрепленными на нем двумя такими же горизонтально располо-

женными изоляторами с втычными контактами на торцах. Внутри горизонтальных изоляторов размещен подвижный нож, который перемещается вправо и влево элек-

троприводом, тем самым выполняя переключение секций контактной сети на другой род тока.

Переключатель ПСС-2У2 — это модернизированный вариант переключателя ПСС-1У2, в котором применен стрелочный привод типа СП-6 (СП-3) с электродви-

гателем МСТ-0.3/190 переменного тока. Переключатель оснащен прибором реги-

страции токов коротких замыканий в переключаемых секциях контактной сети. Для этих целей на стенке каркаса переключателя под средним неподвижным изолятором установлена панель с двумя последовательно соединенными герконами, контакты которых выведены на разъемы переключателя. Герконы срабатывают при величине постоянного тока большем, чем расчетный минимальный ток короткого замыкания.

Регистрирует срабатывание герконов сигнальное реле (блинкер), установленное на посту ЭЦ или пункте группировки.

ГЛАВА 7

ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ И ЛЭП

К данной подсистеме (см. рис. 1.3) можно отнести устройства для защиты: изо-

ляции от атмосферных и коммутационных перенапряжений; узлов и подземных со-

оружений от атмосферной, почвенной и электрической коррозии; людей от пораже-

ния током (электробезопасность); изоляторов от перекрытий из-за гнездования птиц; контактных проводов от пережогов токоприемниками на изолирующих со-

пряжениях, транспорта от выезда за конец контактной подвески или от наезда на опорные конструкции и др. К защищающим элементам можно отнести также изно-

состойкие покрытия, антикоррозионные краски и обмазки устройств контактных се-

тей, различные щиты, ограждения, надписи и т.п.

Для каждого из перечисленных устройств существует порог срабатывания при появлении недопустимого значения фактора, от которого необходима защита,

например, недопустимой величины напряжения, расстояния и т.п.

Функции защитных устройств иногда выполняют элементы других подсистем контактных сетей и ЛЭП (например, полимерные покрытия седел для защиты от из-

носа сталеалюминиевого несущего троса).

Защитные устройства не только проверяют и сигнализируют о появлении недо-

пустимого параметра у конкретного узла (подобно диагностическим устройствам),

но и сами принимают меры: оперативные (например, отключение) и предупреди-

тельные (например, ограждающие щиты).

7.1. Защита изоляции от перенапряжений

Для снижения уровня возникающих в ЛЭП и контактной сети перенапряжений и, как следствие, обеспечения сохранности изоляции и надежного срабатывания за-

щиты устанавливают специальные устройства-разрядники, при электрическом про-

бое которых провода ЛЭП и контактной сети кратковременно замыкаются на зазем-

ляющие устройства или рельсы и ток разряда уходит в землю или на тяговую под-

станцию, после чего изоляция ЛЭП или контактной сети восстанавливается. Разли-

чают роговые и трубчатые разрядники, а также полупроводниковые нелинейные ограничители перенапряжений.

Роговые разрядники (рис. 7.1, а, б) имеют воздушные промежутки, образуемые дугогасящими рогами из стального прутка диаметром 12 мм. Один рог устанавли-

вают на изоляторе и медным проводником сечением не менее 25 мм2 соединяют с контактной сетью (проводом ВЛ), другой — заземляющим проводником — с рель-

сами. Для исключения ложного срабатывания при случайном замыкании промежут-

ка, например птицами, разрядники выполняют с двумя последовательно располо-

женными искровыми промежутками по 5 мм при постоянном токе и 45 мм при пе-

ременном. При пробое промежутков и срабатывании разрядника возникшая элек-

трическая дуга растягивается по наклонным рогам и гасится.

Роговые разрядники размещают, как правило, на вершинах опор перпендику-

лярно или под углом 45° к оси пути (для улучшения осмотра с поезда). В зоне сра-

батывания разрядника и над ним на расстоянии до 3 м располагать какие-либо про-

вода не разрешается.

На линиях постоянного тока роговые разрядники располагают обычно на пере-

ходных опорах. На изолирующих сопряжениях при нормально отключенных про-

дольных разъединителях разрядники устанавливают на обеих ветвях, а при нор-

мально замкнутых— на одной.

Мастерские Московской железной дороги изготавливают роговые разрядники постоянного тока для неагрессивной среды на двух изоляторах ОНС-10-500 и для агрессивной на ОНС-35-500. Для переменного тока такие же с двумя искровыми промежутками, но с зазорами 45, а не 5 мм.

Трубчатые разрядники, дополненные внешним искровым промежутком 40 мм для предотвращения токов утечки по поверхности, применяют на линиях перемен-

ного тока и ДПР (рис. 7.1, в, г). Трубчатый разрядник, например РТ-35, состоит из бакелитовой трубки с внутренним диаметром 10 мм и двумя металлическими нако-

нечниками.

Внутри бакелитовой находится фибровая трубка со стержневым электродом.

Между этим электродом и одним из металлических наконечников бакелитовой трубки имеется зазор, который образует внутренний искровой промежуток. При пе-

ренапряжении внутренний искровой промежуток пробивается, фибровая трубка вы-

деляет газы, которые, вырываясь из трубки, обеспечивают гашение дуги. Внешний искровой промежуток, образованный рогами из стального прутка диаметром 10 мм,

предохраняет изоляцию от разрушения токами утечки. Для предотвращения скопле-

ния влаги во внутренней полости разрядника его устанавливают открытым концом под углом не менее 15°, а в местах усиленного загрязнения — до 45° к горизонтали.

Рис. 7.1. Разрядники роговые постоянного (а) и переменного (б) тока; конструкция трубчатого разрядника (в) и схема укрепления его на опоре (г); 1 — опора; 2 — консоль; 3— разрядник; 4— электрический соединитель; 5 — изолятор; 6 — несущий трос; 7 — заземленная на рельс или контур заземления конструкция

Электрод внешнего искрового промежутка, закрепленный на стержневом изо-

ляторе, соединяют с подвеской медным проводом сечением не менее 16 мм2. Зазем-

ляющий провод подключают к тяговому рельсу или к специальному заземлению,

расположенному от ближнего рельса на расстоянии не менее 3 м и имеющему со-

противление не более 150 Ом. Пределы отключаемого тока трубчатого разрядника

0,8—5 кА.

Трубчатые разрядники типа РТФ-10 и РТФ-35 предназначены для защиты от грозовых перенапряжений изоляции линий электропередачи 10 и 35 кВ и частотой

50 Гц. По техническим данным их наибольшее допустимое напряжение (действую-

щее значение) составляет 12 и 40,5 кВ, а токи отключения (действующее значение)

находятся в пределах 0,5—5,0 и 1,0—5,0 кА соответственно. Размеры искровых промежутков: внешних 25 и 130 мм, внутренних 150 и 200 мм. Выпускаются Бело-

реченским электротехническим заводом.

Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) предназначены для защиты изоляции контактных сетей постоянного и переменного тока напряжением 3,3 и 27,5

кВ от грозовых и коммутационных перенапряжений. Они исключают короткие за-

мыкания на контактных сетях, возникающие при срабатывании роговых и трубча-

тых разрядников при атмосферных перенапряжениях.

ОПН с высоконелинейными резисторами (варисторами) на основе окиси цинка

(ВНИИЖТ, 1996—1997 гг.) изменяют внутреннее сопротивление в зависимости от величины напряжения с максимального при номинальном напряжении до мини-

мального при перенапряжении. По сравнению с вентильными разрядниками ОПН обладает неоспоримыми преимуществами: низким защитным уровнем для всех пе-

ренапряжений, отсутствием сопровождающего тока после импульса, высокой удельной энергоемкостью, отсутствием необходимости регулировки. Кроме того,

искровые промежутки, имеющиеся у вентильных разрядников, воздействуют на за-

щищаемое оборудование импульсами с большой скоростью изменения напряжения

(рис. 7.2, а), что приводит к развитию местных дефектов изоляции (частичных раз-

рядов), чего нет у ОПН (рис. 7.2, б).

В контактных сетях, несмотря на высокий уровень испытательного напряжения изоляторов, в грозовые сезоны повреждаемость повышается в 1,5—2 раза. ОПН поз-

воляет снизить уровень грозовых перенапряжений для постоянного тока с 35—40 до

17 кВ. Чтобы исключить заземление контактных сетей через повреждаемый при прямом ударе молнии ОПН, его подключают через роговый разрядник с промежут-

ком, замкнутым медной проволокой диаметром 1,4 мм. Разработаны также конструк