Пособие
по
ознакомлению с основными принципами работы
и
системами электроснабжения устройств СЦБ.
составили: Э.Н.Поплаухин. Н.В.Ожиганов.
Дорожная электротехническая лаборатория. СКЖД. 2001 г.
1.Основные принципы
работы и элементы устройств СЦБ.
Устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) служат для регулирования движения поездов на перегонах и станциях железных дорог. Устройства СЦБ включают в себя автоблокировку (АБ) и автоматическую локомотивную сигнализацию (АЛС) на перегонах и устройства электрической централизации (ЭЦ) на станциях.
Автоблокировку проектируют с трех или четырехзначной сигнализацией. Четырехзначная сигнализация применяется на линиях с особо интенсивным движением пригородных поездов, где требуется иметь блок-участки (Б-У) короче минимальной длины, установленной для трехзначной сигнализации. На двухпутных участках автоблокировку проектируют, как правило, для одностороннего движения. Схему однопутной (двухсторонней) автоблокировки проектируют с зависимостями, предусматривающими связь между сигналами встречных направлений, так что движение поездов по сигналам АБ возможно только в одном установленном направлении. Расстановка светофоров осуществляется по тяговым расчетам на основе принятого интервала попутного следования расчетных поездов. Движение поездов при трехзначной АБ должно производиться с разграничением тремя Б-У. Длина Б-У составляет от 1000 до 2600 м. Если на данной длине Б-У нельзя устроить одну рельсовую цепь (РЦ) то устраивается разрезная, с трансляционной точкой без светофора. Сигналы на станциях расставляют в соответствии с разработанной маршрутизацией.
В схемах однопутной автоблокировки:
светофоры установленного направления движения открыты, а встречного - погашены; изменение направления движения направления по перегону производят дежурные по станциям; возможны два режима изменения направления - нормальный и вспомогательный. Нормальный режим производится только при свободном от подвижного состава перегоне, вспомогательный - при повреждении рельсовых цепей (при помощи вспомогательных устройств со срывом пломб);
контролируется горение красного огня на проходных и входных светофорах. При перегорании лампы красного сигнала осуществляется автоматический перенос красного сигнала на предыдущий по ходу движения светофор (если на нём горел желтый огонь, то появится красный).
Схемы автоблокировки проектируют в комплексе с устройствами автоматической локомотивной сигнализации и автоматической сигнализацией на переездах. Устройства АЛС непрерывного действия дополняют автостопом. Автоблокировка дополняется устройствами диспетчерского контроля за движением поездов, которые обеспечивают индикацию на табло дежурного по станции о занятости Б-У главных и приемо-отправочных путей на промежуточных станциях и показаний входных и выходных светофоров.
К перегонным устройствам относятся: система автоматической блокировки, система диспетчерского контроля за движением поездов на перегонах и промежуточных станциях, автоматическая локомотивная сигнализация, автоматическая переездная сигнализация, автошлагбаумы, приборы обнаружения нагретых букс ПОНАБ, УКСПС. Источники питания и аппаратура управления находится в релейном шкафу (РШ).
К станционным устройствам относятся: станционная блокировка, с помощью которой осуществляется взаимное переключение стрелок и сигналов, управляемых с разных постов и обеспечивается контроль со стороны дежурного по станции (ДСП) за правильностью приготовления на постах маршрутов приема и отправления поездов; электрическая централизация (ЭЦ) стрелок и сигналов, обеспечивающая управление стрелками и светофорами с одного пульта манипулятора на станции; диспетчерская централизация (ДЦ), позволяющая управлять стрелками и сигналами ряда станций из одного пункта и контролировать положение стрелок, занятость или свободность путей, показания входных и выходных сигналов в пределах диспетчерского круга. Аппаратура ЭЦ станций расположена на постах электрической централизации, а на крупных станциях на постах маршрутно-релейной централизации (МРЦ).
На малодеятельных участках применяется РПБ - релейная путевая блокировка. Электрические рельсовые цепи (РЦ) и светофоры на станциях, а на перегонах предупредительные светофоры.
В пределах каждого Б-У автоматика светофора с движущимся поездом связана посредством рельсовой цепи, в которой рельсовые нити пути используются в качестве проводников сигнального тока. Рельсовые цепи смежных Б-У отделяется друг от друга изолирующими стыками. На электрифицированных участках переменного тока светофоры связаны между собой и со станциями кабельной линией связи, выполненные магистральными и сигнально-блокировочными кабелями. На электротяге постоянного тока и на автономной тяге допускаются воздушные сигнальные линии. В СЦБ применяются медные кабели с диаметром жил не менее 0,9 мм. Светофор закрывается автоматически при входе поезда на ограждаемый им блок-участок пути, а также при нарушении целостности рельсовых нитей этого участка. Рельсовые цепи (РЦ) являются основными элементами практически всех устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации (АЛС), электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ) автоматической переездной сигнализации, диспетчерского контроля движения поездов и других систем. РЦ выполняют следующие функции: автоматически контролируют свободность и целостность рельсовых нитей участков пути на перегонах и станциях; исключают возможность перевода стрелок под составом; с их помощью передаются кодовые сигналы с пути на локомотив, а также от одной сигнальной установки к другой и т.д. На магистральных железных дорогах применяют более 30 типов рельсовых цепей, что обусловлено необходимостью обеспечения безопасности движения поездов в конкретных условиях эксплуатации. Все РЦ классифицируют по принципу действия, роду питающего тока, способом подачи сигнального тока в рельсы, пропускания обратного тягового тока и наложения сигналов устройств АЛС, а также по месту применения.
По принципу действия РЦ подразделяются на нормально-замкнутые и нормально разомкнутые. В нормально-замкнутой РЦ приемник путевое реле и источник питания передатчик включены на разных её концах., при свободном состоянии рельсовой цепи путевое реле находится под током и включает на светофоре разрешающий сигнал. При занятии Б-У поездом, его колесные пары шунтируют обмотку путевого реле, его якорь отпадает и переключает сигнал светофора на запрещающий. В нормально-разомкнутой РЦ источник питания и путевое реле размещаются на одном конце рельсовой цепи, между собой они включаются последовательно и подключаются к обеим нитям рельсов. При свободном состоянии пути реле приемник обесточено, а при наезде колесных пар поезда цепь замыкается и реле сигнализирует о занятости участка. Из-за отсутствия постоянного контроля целостности цепи такой тип РЦ применяют на сортировочных горках. Дальнейшая классификация РЦ будет относиться только к нормально замкнутым рельсовым цепям.
По роду питающего тока РЦ бывают постоянного и переменного тока. РЦ постоянного тока применяют только на участках с автономной тягой, РЦ переменного тока применяют на участках как с электрической так и с автономной тягой. Различаются они между собой частотой подаваемого в рельсы сигнального тока, для кодовых- 25, 50, 75 Гц и для тональных - от сотен Гц до единиц кГц. С увеличением частоты сигнального тока значительно возрастает удельное сопротивление РЦ. Это явление используется при устройстве тональных рельсовых цепей.
По способу подачи сигнального тока в рельсы различают РЦ с непрерывным, импульсным и кодовым питанием. При свободной РЦ с непрерывным питанием сигнальный ток непрерывно поступает в рельсы и путевое реле находится в притянутом состоянии. При свободной РЦ с импульсным питанием сигнальный ток поступает в рельсы периодически равномерными импульсами и путевые реле работают в импульсном режиме. При свободной РЦ с кодовым питанием сигнальный ток поступает в рельсы в виде кодового сигнала, содержащего один, два или три импульса различной продолжительности, и путевое реле работает в кодовом режиме в такт применяемому коду.
По способу пропускания обратного тягового тока в обход изолирующих стыков различают двух и однониточные РЦ (рис. 4). В двухниточных РЦ обратный ток протекает по обеим рельсовым нитям. Для этого по обе стороны изолирующего стыка между рельсовыми нитями включают два дроссель-трансформатора (ДТ). Их средние точки соединяют между собой перемычкой, обеспечивая пропуск обратного тягового тока в обход изолирующих стыков. Такие двухниточные РЦ обеспечивают работу АЛС и меньше подвержены влиянию тягового тока, поэтому их применяют на кодируемых путях станций и перегонах. РЦ стрелочных секций тоже обычно двухниточные. В однониточных РЦ тяговый ток протекает по одной рельсовой нити пути, для пропускания тягового тока между нитями, относящимися к смежным РЦ, устанавливают тяговые соединители. Сигнальный ток, как и в двухниточных РЦ протекает по обеим нитям. Однониточные РЦ наиболее подвержены влиянию тягового тока, что снижает надежность их работы, однако, на них не нормируется сопротивление присоединенного к рельсовой цепи оборудования. Такие РЦ применяют на некодируемых станционных путях и в горловинах при длине рельсовой цепи до 500 м. Для работы устройств АЛС РЦ могут быть кодированы с релейного или питающего конца, а также с релейного и питающего концов вместе. По месту применения РЦ подразделяются на неразветвленные и разветвленные. Неразветвленные РЦ применяют на безстрелочных участках станций и на перегонах. Разветвленные РЦ устраивают на станционных участках по стрелочным переводам. В настоящее время принято решение на постепенную замену применяемых ранее кодовых и импульсных РЦ на тональные рельсовые цепи (ТРЦ). При реконструкции СЦБ на перегонах с автоблокировкой проектируются безстыковые ТРЦ или ограниченные стыками ТРЦ. Частота сигнального тока кодовых РЦ принимается на участках с автономной тягой - 50 Гц. На участках обращения локомотивов с АЛС на 25 Гц проектируются РЦ на 25 Гц.
На перегонах с автоблокировкой ранее проектировались РЦ следующих разновидностей:
На станциях при электрической централизации применяются РЦ с непрерывным питанием с фазочувствительными приемниками. На крупных станциях (свыше 30 стрелок) и промежуточных станциях, расположенных на участках с кодовой АБ применяются РЦ частотой 25 Гц. Частота тока АЛС для таких станций определяется частотой тока АЛС перегонных участков. Ныне на перегонах с АБ и станциях проектируют РЦ тональной частоты.
На СКжд на участках с автономной тягой система с рельсовыми цепями постоянного тока с импульсным питанием и аккумуляторным резервом (рис. 5) по мере строительства резервных ВЛ заменялась на систему с кодовыми рельсовыми цепями частой 50 Гц (рис. 6). На станциях при автономной тяге используют рельсовые цепи с непрерывным питанием частотой 50 Гц (рис. 7). При недостаточно надежном электроснабжении устройств ДЦ применялся аккумуляторный резерв с полупроводниковым или электромашинным преобразователем постоянного тока в переменный 50 Гц. По новым проектам на промежуточных станциях с РЦ постоянного тока, в случае необходимости резервирования питания всех устройств ЭЦ от аккумуляторов, должны проектироваться ТРЦ.
Ныне на участках электрифицированных на постоянном токе на перегонах применяются кодовые РЦ переменного тока частотой 50 Гц (рис. 8), на станциях — фазочувствительные РЦ переменного тока 50 или 25 Гц с непрерывным питанием (рис. 9). На перегонах с электротягой переменного тока применяют кодовые РЦ 25 Гц (рис.10). По новым проектам АБ на перегонах и ЭЦ на станциях проектируются, как правило, с РЦ тональной частоты. Частота тока АЛС для таких станций определяется частотой тока АЛС перегонных устройств. При расширении путевого развития станции, если в ближайшие пять лет не предусматривается обращение подвижного состава с тяговыми асинхронными двигателями, допускается сохранение фазочувствительных РЦ 25 Гц.
На участках с электротягой переменного тока частота сигнального тока должна быть отлична от частоты тягового тока 50 Гц и его гармоник. Частоты от 125 Гц и выше обладают хорошей защищенностью от импульсных помех, но при их применении резко повышается затухание рельсовой линии и снижается рабочее сопротивление изоляции РЦ. На начальном этапе электрификации на переменном токе была принята система сигнального тока частотой 75 Гц; вырабатываемая электромашинными преобразователями частоты на тяговых подстанциях, пунктах питания и постах ЭЦ. После разработки статических преобразователей частоты типа ПЧ-50/25 начался интенсивный перевод РЦ на частоту сигнального тока 25 Гц. На СКжд в 2001 году только две станции используют РЦ частотой 75 Гц: Армавир и Белореченская. Статические феррорезонансные преобразователи частоты ПЧ-50/25 обладают стабилизирующими свойствами, что очень важно в условиях изменяющегося напряжения питающих сетей. Однако, собственное потребление преобразователей частоты довольно велико, что сказывается на повышении потребления электроэнергии и потере напряжения в линиях при применении РЦ частотой 25 Гц. Для работы переездной сигнализации должна проектироваться РЦ наложения тональной частоты в сотни и тысячи Гц.
На станциях применяют непрерывные РЦ с частотой 25 Гц с фазочувствительными путевыми реле (рис. 9). На станциях стыкования рельсовые цепи подвержены воздействию и постоянного и переменного тягового тока. Аппаратура и схемы таких РЦ должны удовлетворять одновременно требованиям, предъявляемым при обоих видах тяги, поэтому частота сигнального тока автоблокировки и АЛС принята равной 25 Гц. Основным вопросом при создании РЦ для станций стыкования является выбор дроссель-трансформаторов (ДТ). ДТ устанавливаемые по концам РЦ служат не только для создания цепи протекания тягового тока в обход изолирующих стыков, но и согласуют низкоомное сопротивление РЦ с высокоомным сопротивлением аппаратуры на питающем и релейном концах, которая подключается к дополнительным обмоткам ДТ. Для подключения к тяговой рельсовой цепи фазы "С" трансформаторов ЛЭП ДПР в отдельных случаях устанавливаются ДТ в середине РЦ, но не ближе 300 м от питающего или релейного конца РЦ.
При электротяге постоянного тока применяют ДТ-0,2-500 (1000) и ДТ-0,6-500 (1000), а на участках переменного тока - ДТ-1-150, 2ДТ-150 (сдвоенный). Первые цифры в обозначении указывают сопротивление току частотой 50 Гц (0,2; 0,6 и 1 Ом), последние—номинальный тяговый ток на одну полуобмотку ДТ. Дополнительная обмотка ДТ-0,6 и ДТ-1 не секционирована, поэтому они имеют один коэффициент трансформации, соответственно п=15 и п=3. Дополнительная обмотка ДТ-0,2 имеют отводы и несколько коэффициентов трансформации от 7 до 40. ДТ для постоянного тягового тока изготавливаются с воздушным зазором, для исключения подмагничивания магнитопровода небалансным тяговым током рельсовых цепей и стабилизации сопротивления основной обмотки сигнальному току. У ДТ переменного тягового тока, изготовленных без воздушного зазора, сопротивление основной обмотки зависит от величины тока, протекающего по этой обмотке, поэтому число 1 в обозначении не всегда точно. На станциях стыкования используют ДТ-0,6-500С с воздушным зазором и коэффициентом трансформации п=З. Снижение коэффициента трансформации с 15 до 3 обусловлено требованиям обеспечения электробезопасности обсуживающего персонала станции. При обрыве рельсовой нити, т, е. при 100 % асимметрии переменного тягового тока на дополнительной обмотке ДТ возможно появление высокого напряжения.
Различают следующие режимы работы рельсовых цепей: нормальный (регулировочный), шунтовой, контрольный и режим АЛС.
Нормальный режим соответствует свободному состоянию рельсовых цепей. При непрерывном питании путевое реле-приемник надежно удерживается в притянутом состоянии а при импульсном - надежно срабатывает от каждого импульса при самых неблагоприятных условиях, т.е минимально допустимом напряжении источника питания, максимальном сопротивлении самих РЦ, и минимальном сопротивлении их изоляции при загрязнении или в сырую погоду
Шунтовой режим соответствует занятости РЦ подвижным составом. При шунтировании рельсовых цепей колесными парами поезда напряжение на путевом рале снижается до величины несрабатывания. Шунтовая чувствительность характеризуется величиной максимального сопротивления, включение которого, между рельсами в любой точке РЦ приводит к отпусканию якоря путевого реле. Для колесных пар подвижного транспортного средства вводится предельное сопротивление не превышающее 0,06 Ом соответствующее норме шунтовой чувствительности. Неблагоприятными условиями являются: повышение питающего напряжения сверх допустимого, наименьшее сопротивление РЦ, наибольшее сопротивление балласта (отсутствие утечки тока).
Контрольный режим соответствует свободному, но неисправному состоянию РЦ (лопнувший рельс, изъятие рельса). В этом случае путевое реле обязано отпустить якорь при самых неблагоприятных условиях. Наихудшими условиями являются: повышенное напряжение источника питания, малое сопротивление рельсов и критическое сопротивление балласта, когда ток утечки через балласт достаточен для удерживания якоря реле в притянутом состоянии.
Режим АЛС создается при вступлении поезда на входной конец рельсовой цепи. При минимальном сопротивлении балласта и напряжении источника питания должны быть обеспечены токи кодирования АЛСН (через шунт на входном конце РЦ), не менее:
1,2 А - на участках с автономной тягой при частоте тока АЛС 50 Гц;
1,4 А - на участках с электротягой на переменном токе;
2 А - на участках с электротягой на постоянном токе.
Для нового проектирования и реконструкции приняты "Нормы технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте. " НТП СЦБ/МПС - 99, предусматривающие преимущественное развитие системы ТРЦ.
При расчетах принимается максимальное и минимальное напряжение питающей сети переменного тока 50 Гц соответственно 245 В и 195 В.
РЦ должны выполняться с применением приварных стыковых рельсовых соединителей на участках с электротягой постоянного тока - медных сечением 70 мм2, либо сталемедных 120 мм2; при электротяге переменного тока - медных 50 мм2, сталемедных 70 мм2, стальных 120 мм2; на автономной тяге - стальных. Обязательная приварка рельсовых соединителей вызвана необходимостью иметь достаточную проводимость РЦ и электродинамическую прочность соединений. При резких броски тягового тока создаются разжимающие электродинамические усилия и подгорание во всех прижимных контактах. Применение рельсовых соединителей других типов и стальных из троса меньшего сечения приводит к увеличению сопротивления тяговой сети, резко возрастают дополнительные потери энергии. Стальные соединители малого сечения могут отгорать при токах от тяжеловесных поездов и при трогании локомотивов. Отсутствие или недостаточное сечение соединителей сокращает зону растекания тягового тока под электровозом. При КЗ и трогании тяжеловесного поезда вблизи места заземления релейного шкафа создается опасность выноса высокого потенциала и тягового тока на заземления и кабели СЦБ с пробоем низковольтных разрядников.
Для исключения шунтирования РЦ выходы тягового тока с однониточных РЦ должны подключаться к средним выводам ДТ не чаще чем через десять двухниточных РЦ при сигнальной частоте 25 Гц и не чаще чем через шесть двухниточных РЦ при сигнальной частоте 50 Гц и не менее четырехкратной длины максимальной РЦ в контуре для тональных РЦ. Указанное число двухниточных РЦ должно соблюдаться для замкнутых тяговых контуров, например, между отсасывающими линиями на станциях стыкования, ЭУП и др. Длина обходной цепи при кодовых и фазочувствительных РЦ по смежным и параллельным путям должна быть не менее 10 км.
2. Физические
и электрические факторы влияющие на нормальную работу
рельсовых цепей.
В реально существующих условиях эксплуатации рельсовые цепи постоянно испытывают на себе динамические нагрузки от проходящих поездов, колебания температуры и влажности. Поэтому наиболее характерными отказами РЦ являются: обрывы рельсовых соединителей; обрывы перемычек и джемперов; повреждение изоляции изолирующих стыков, стрелочной гарнитуры, стяжной полосы; понижение сопротивления балласта. Кроме того, РЦ и изолирующие стыки могут быть закорочены посторонними предметами (проволока, инструмент) во время проведения ремонтных работ на соседних путях, могут испытывать влияние посторонних источников питания (путейские электроагрегаты с неисправной изоляцией). Все это вызывает появление продольной и поперечной асимметрии тягового тока в рельсовых цепях. Продольная асимметрия появляется за счет неодинакового сопротивления рельсовых нитей при отсутствии или плохом состоянии стыковых соединителей, а также из-за плохого электрического контакта одной из перемычек ДТ с его выводом и рельсом. Поперечная асимметрия появляется при разном сопротивлении рельсовых нитей по отношению к земле, которое имеет место из-за присоединения металлических конструкций опор и путевых сооружений к одному из рельсов, а также плохого состояния пути. На новой бетонной рельсо-шпальной решетке намагниченная металлическая стружка, возникающая после шлифовки рельсов и при боковом износе пути, перемыкает изоляцию между скрепляющими болтами шпал и рельсов, при приближении локомотива возникает сильная асимметрия тягового тока в рельсовых нитях.
Явление асимметрии существенно сказывается на работу РЦ на электрифицированных участках. В тяговых сетях постоянного тока случаются перекрытия сигналов перед трогающимся электровозом, когда пусковой тяговый ток достигает большого значения в непосредственной близости от асимметричной рельсовой цепи. Двухниточная рельсовая цепь. работающая в симметричном режиме, достаточно надежно защищена от влияния любых составляющих тягового тока. В этом случае проходящий по двум полуобмоткам ДТ ток одинаковой величины независимо от своего состава не способен наводить во вторичной обмотке какую-либо ЭДС, так как первичные полуобмотки имеют встречное включение для протекающего по ним тягового тока и согласное включение для сигнального тока РЦ. При появлении асимметрии РЦ величины тягового тока, протекающего по каждой из полуобмоток ДТ могут значительно отличаться друг от друга. При большой асимметрии напряжение на путевом реле может или увеличится или уменьшиться до величины отпускания или непритягивания якоря реле и произойдет перекрытие сигнала. Асимметрия по току определяется величиной расчетного коэффициента асимметрии в %. Расчет его может быть произведен при известных величинах тока в рельсовых нитях. Величины токов в обеих полуобмотках ДТ можно измерить токоизмерительными клещами, охватывая дроссельные перемычки при тяге переменного тока или измеряя милливотльметром падения напряжения на обеих полуобмотках при тяге постоянного тока. Коэффициент асимметрии не должен превышать 12 % при тяге постоянного тока и 4 % при тяге переменного тока. При этом величина мешающей ЭДС на вторичной обмотке ДТ не опасна для путевого реле. Эксплуатационный опыт показал, что в подавляющем большинстве случаев асимметрия оказывается продольного характера (обрыв стыковых соединителей). При поперечной асимметрии наиболее массовым является повреждение изоляции в изолирующем стыке или гарнитурной изоляции стрелок. Асимметрия появляется и в случае нарушения порядка заземления на РЦ оборудования находящегося в зоне "А".
Во вторичную обмотку Д-Т индуцируются гармоники тягового тока и при неточной настройке защитного фильтра попадание их в путевое реле может привести к искажению его кода и перекрытию сигнала. Амплитуда гармоник возрастает при токосъеме через дугу во время гололеда. В тяговой сети постоянного тока основными гармониками шестипульсовой схемы выпрямления являются частоты 300, 600, 900, и 1200 Гц. От них РЦ частотой 25 или 50 Гц защищены достаточно надежно. Состав тягового переменного тока 50 Гц представлен всем спектром нечетных гармоник, где главенствующую роль играет третья гармоника. С возрастанием порядка гармоник процентное содержание их уменьшается. Причем гармонический состав тягового тока в рельсах отличается от своего состава в контактной сети. Содержание третьей гармоники в РЦ достигает 30% в зоне 5-6 км от тяговой подстанции и снижается до 15-18% в зоне растекания тягового тока. Мешающее воздействие гармоник проявляется при приближении электровоза к проходному светофору. Замечено что если разрешающий сигнал сменяется на запрещающий, то после отключения машинистом тягового тока разрешающий сигнал появляется вновь. В местах присоединения отсасывающего фидера подстанции к рельсовым цепям показания светофора могут меняться под воздействием гармонических составляющих и при отсутствии поезда вблизи сигнала. Особенно сильное влияние гармоник на участках с электротягой переменного тока отмечается в период гололеда на контактной сети. Во время гололеда происходит постоянное нарушение контакта между токоприемником электровоза и контактным проводом. Система электровоз - подстанция работают в режиме постоянного переходного процесса и в РЦ появляется апериодическая постоянная составляющая, возникающая от бросков тока намагничивания в электровозных трансформаторах и подстанции. Броски тока достигают уставки срабатывания релейных защит. В асимметричной РЦ происходит подмагничивание ДТ не имеющего воздушного зазора в магнитопроводе. Это приводит к насыщению его магнитопровода, уменьшению индуктивного сопротивления обмоток и к понижению коэффициента трансформации. При значительной асимметрии напряжение на путевом реле может уменьшится до величины отпадания или несрабатывания якоря и появлению запрещающего сигнала.
Опасное влияние на рельсовые цепи оказывает также ток короткого замыкания контактной сети. Несмотря на кратковременность его протекания по РЦ (до О.5 с), высокие потенциалы на рельсах могут приводить к выходу из строя фильтровых и разрядных устройств защиты аппаратуры автоблокировки в релейных шкафах. Опасным для РЦ может быть и режим плавки гололеда, когда на однопутном участке контактную сеть заземляют на рельсы через среднюю точку ДТ и ток плавки, достигающий 900 ампер, протекает по рельсам несколько минут. В местах стекания тока в землю при плохой изоляции РЦ токи могут попадать на металлические оболочки и бронеленты кабелей вызвать их перегрев и прожоги изоляции, а также проникнуть в релейные шкафы и вводные панели, если нарушена технология разделки кабелей. Металлические оболочки и броня кабелей должна быть снята от места разделки до места ввода кабелей в помещения или шкафы с релейной аппаратурой.
3. Основные сведения о тональных рельсовых
цепях.
Использование сигнального тока тонального диапазона позволяет защищенность от помех тягового тока, практически на порядок снизить потребляемую мощность, применить современную элементную базу, осуществить централизованное размещение аппаратуры, исключить взаимное влияние между РЦ. К достоинствам нужно отнести возможность исключения изолирующих стыков, что особенно важно для безстыкового пути. Без изолирующих стыков повышается прочность пути, снижаются потери энергии на тягу, уменьшается число ДТ. При движении тяжеловесных поездов тяговый ток через ДТ превышает их допустимые параметры. Опыт эксплуатации РЦ показывает, что число отказов из-за изолирующих стыков составляет около половины общего числа отказов, их обнаружение и устранение требует длительного времени. В системе автоблокировки с ТРЦ используется явление быстрого затухания частот выше 125 Гц в РЦ, что позволяет разместить на одном Б-У несколько ТРЦ, различающихся по несущей частоте.
Система АБ с ТРЦ бывает с путевыми светофорами и без путевых светофоров при использовании основным средством регулирования АЛС. Размещение аппаратуры может быть централизованным (АБТЦ) с подачей к каждому светофору контрольно-силового кабеля со станции и децентрализованным с размещением аппаратуры в релейных шкафах (РШ) на перегонах. На участках с электротягой постоянного тока устанавливают ДТ для выравнивания тягового тока в рельсовых нитях. На переменном токе ДТ на перегонах можно не устанавливать, однако их устанавливают для заземления отдельных объектов системы электроснабжения. ТРЦ могут быть с изолирующими стыками на перегонах, либо изолирующие стыки устанавливают только на границах станций.
Система с ТРЦ с путевой сигнализацией должна исключать возможность перекрытия светофора на запрещающее показание при наличии поезда перед ним, но гарантировать перекрытие на расстоянии 15-20 метров за поездом. Также структуры ТРЦ должны допустить возможность передачи сигналов АЛС и возможность работы на участках с низким сопротивлением балласта. На участках с низким сопротивлением балласта каждый блок - участок оборудуют несколькими ТРЦ. Число РЦ и их длина зависит от минимально допустимого удельного сопротивления балласта. Эта длина в основном не превышает 500 метров. Максимальная длина безстыковых ТРЦ составляет 1000 м. Допускается устройство ТРЦ при сопротивлении балласта до 0,1 Ом*км (в 10 раз ниже нормы для КРЦ) с длиной РЦ до 250 м.
В случае размещения аппаратуры РЦ на перегоне на каждой сигнальной точке размещаются два РШ. В одном релейная аппаратура и аппаратура числовой АЛС, в другом - передающая и приемная аппаратура ТРЦ, генераторы и приемники. Для работы используют три несущие частоты сигнального тока.
Централизованную систему АБ с ТРЦ (АБТЦ) применяют на однопутных участках при любых видах тяги и нормальным сопротивлением балласта. Эта система требует большого расхода кабеля. Для управления каждым сигналом требуется шесть жил кабеля. В месте установки путевого светофора располагают только сигнальные трансформаторы. Максимальная длина кабеля для управления светофором достигает 10 км. Расстояние между пунктами размещения аппаратуры не превышает 20 км. Электропитание устройств обеспечивается от станционных источников. Для работы используют две несущие частоты сигнального тока. Централизованное размещение аппаратуры на станциях в отапливаемых помещениях повышает надежность работы устройств и более надежно в обслуживании и организации движения. Очень важно что не требуются источники питания на перегонах, так как мощность потребляемая ТРЦ в 5-10 раз меньше чем при кодовых. Устройство АБТЦ содержит РЦ без изолирующих стыков, передающие устройства числовой и частотной систем АЛС, путевые согласующие трансформаторы, кабели и линии связи аппаратуры с рельсовой линией, схему увязки между соседними станциями в том числе схему смены направлений, устройства электропитания. Для увеличении объема передающей информации на локомотив наряду с числовой системой АЛС целесообразно применение частотной АЛС. В частотной системе АЛС для передачи сигнальных показаний применяются пять сигнальных частот от 125 до 325 Гц. Комбинациями из двух частот образуется 10 различных кодовых сигналов. В системе АБТЦ сигналы АЛС передаются в ТРЦ только при занятии её поездом.
Потребляемая мощность определяется в основном нагрузками передающих устройств ТРЦ и АЛС. Максимальная мощность передающих устройств АЛСН на несущей частоте 25 или 50 Гц не превышает 50 ВА, частотной - 40 ВА. Мощность, потребляемая БРЦ одной РЦ не превышает 10 ВА. Аппаратуру АБТЦ размещают на обеих станциях, связанных кабельными линиями связи. Для изменения направления движения поездов применяют двухпроводную схему. Устройства переездной сигнализации и управления шлагбаумами размещают в РШ. По обе стороны от переезда оборудуют по два участка приближения.
Для работы ТРЦ на железнодорожных линиях используются амплитудно-модулированные сигналы с несущими частотами 420, 480 и 580 Гц и частотой модуляции 8 и 12 Гц, а на линиях метрополитенов - сигналы с несущей частотой 780, 720 и 580 Гц и теми же частотами модуляции. При необходимости сигналы со всеми несущими частотами можно применять на железных дорогах.
Для исключения ложного срабатывания путевых приемников при случайном объединении рельсовых нитей соседних путей на двухпутных участках используются сигналы с четырьмя отличающимися признаками. Эти признаки создаются в результате модуляции двух несущих частот 420 и 480 Гц частотами 8 и 12 Гц.
Разработано несколько модификаций систем АБ с ТРЦ.
В одной из систем основная длина Б-У контролируется аппаратурой ТРЦ-3 на 420 и 480 Гц с частотой модуляции 8 и 12 Гц. Граница Б-У фиксируется специальными РЦ небольшой длины типа ТРЦ-4, работающими на несущих частотах 4,5 - 5,0 - 5,5 кГц с частотой модуляции 8 и 12 Гц, расположенными в районе светофора. В этой структуре есть совмещенные приемо-передающие концы РЦ. Такое совмещение обеспечивается разницей частот ТРЦ-3 и ТРЦ-4. Длина Б-У может составлять 1700 метров.
В другой модификации в структуре АБТ в пределах Б-У есть только ТРЦ-3, длина Б-У может достигать 2600 метров.
Аппаратура ТРЦ содержит блоки: путевой генератор ГРЦ; путевой фильтр ФРЦ; путевой приемник ПРЦ. Блоки ГРЦ и ФРЦ могут быть внешними перемычками настроены на одну из несущих частот. Блок путевого приемника имеет шесть разновидностей, отличающихся по несущей частоте и частоте модуляции. Напряжение модулированного сигнала на входе ПРЦ-4, соответствующее чувствительности его срабатывания, составляет 0,12 В, это соответствует входному току 1,6 А. Это напряжение не должно превышать 1,3 В. Аппаратура может быть установлена в РШ или на посту ЭЦ.
На рис.1 приведена структурная схема ТРЦ. Состояние БРЦ 1 и 2 контролируют приемники 1П1 2П1, принимающие сигналы на несущей частоте 420 Гц и частоте модуляции 8 Гц от генератора 1/2 Г1. Генератор 3/4 Г2 и приемники 3П2 и 4П2 соседних рельсовых цепей 3 и 4 работают на несущей частоте 480 Гц. Генераторы 1/2 Г1 и 5/6Г1 работают на одинаковой частоте, однако приемник 2П1 защищен от влияния 5/6Г1 естественным затуханием сигнала в РЦ. В отдельных случаях для исключения взаимного влияния РЦ используется несущая частота 580 Гц. На двухпутных участках на соседних путях различается частота модуляции сигнала - 8 или 12 Гц.
На рис 2 приведена структурная схема ЦАБ для перегона содержащего восемь ТРЦ. На каждой станции размещается аппаратура для половины перегона. Питание ТРЦ осуществляется от генераторов сигналов Г! и Г2 с частотой 420/8 и 480/12 соответственно. Каждый генератор питает две смежные ТРЦ. Состояние ТРЦ контролируют путевые приемники П1 и П2. Основная аппаратура расположена на станции, непосредственно у пути расположены пассивные согласующие путевые трансформаторы ПТ. Питание двух смежных ТРЦ производится по одной паре жил сигнального кабеля со станции. Два приемника смежных ТРЦ тоже подключены одной парой жил. По ним же со станции передаются кодовые сигналы АЛС. Контроль перегона, смена направлений движения и увязка между станциями обеспечивается по отдельным цепям этого же сигнального кабеля. Кодовые сигналы АЛС передаются в ТРЦ с момента занятия её поездом.
На рис 3 приведена схема включения аппаратуры АБТ. Основная длина Б-У между светофорами 4 и 6 рельсовой цепи А2 контролируется аппаратурой ТРЦ 3 с несущей частотой 420 Гц и модуляцией 8 Гц, а границы Б-У - аппаратурой ТРЦ 4. У светофора 4 в РШ расположена аппаратура рельсовых цепей А1 Б1 (ТРЦ 4) с несущей частотой 4,5 кГц и модуляцией 12 Гц. Передающая аппаратура рельсовой цепи А2 (ТРЦ 3) за светофором 4, а приемник рельсовой цепи А2 (ТРЦ3) перед светофором 4. Состояние РЦ А1 и А2 фиксируется путевыми реле А2П и А1П, включенными на выходах приемников. РЦ Б1 контролируется путевым реле Б1П на выходе приемника ПБ1 (ПРЦ 4).
4. Основные сведения об электроснабжении
устройств СЦБ. Требования к системе электроснабжения.
В соответствии с Правилами Технической Эксплуатации железных дорог устройства СЦБ и связи по признаку надежности электроснабжения относятся к потребителям первой категории. Электроприемники этой категории должны получать питание от надежных постоянно включенных источников электроэнергии, располагающих достаточной мощностью и имеющих стабильное напряжение и частоту на своих шинах, иметь резервные линии электроснабжения от других независимых и надежных источников питания. Источники питания считаются независимыми друг от друга в том случае, когда отключение одного из них не сопровождается отключением другого. Независимыми источниками можно считать смежные тяговые или районные подстанции, когда напряжение от них к устройствам СЦБ поступает по разным, непосредственно не связанным между собой линиям электропередачи. В свою очередь эти подстанции не должны иметь один общий источник электроэнергии или зависеть от надежной работы только одной линии электропитания. Переключение с одной питающей линии при исчезновении на ней напряжения на другую для потребителей первой категории должно производиться автоматически в каждом релейном шкафу перегонных устройств и на каждом посту электрической централизации (ЭЦ). Время перерыва питания не должно превышать 1,3 с.
В соответствии с требованиями ПТЭ железных дорог устанавливается уровень номинального напряжения непосредственно на вводах релейных шкафов перегонных устройств автоблокировки и шинах вводных панелей постов ЭЦ, соответствующий 110, 220 или 380 В. Отклонения от указанных величин допускается в сторону уменьшения не более 10% и в сторону увеличения не более 5%. Почти все потребители СЦБ используют фазное напряжение 220 В. Однако, минимальный уровень напряжения в 198В оказывается на предельно низком напряжении срыва генерации преобразователей частоты ПЧ 50/25-300.
Питающие линии электроснабжения.
Основное питание устройств СЦБ осуществляется от специальных воздушных линий автоблокировки 6-10 кВ (ВЛ СЦБ), сооружаемых вдоль железнодорожных путей, резервное питание - на участках, электрифицированных по системе постоянного тока и не электрифицированных участках, как правило, от трехфазных линий продольного электроснабжения (ВЛ ПЭ) 6,10 кВ, а на участках электрифицированных по системе переменного тока, - от линий “два провода - рельс” (ДПР) 27,5 кВ. В отдельных случаях производится резервирование от пунктов питания СЦБ с дизель-генераторным агрегатом (ДГА). Допускается также применять резервное питание от линий 6,10,35 кВ промышленного назначения. ВЛ СЦБ предназначены только для питания сигнальных точек на перегонах и постов ЭЦ на малых станциях. ВЛ ПЭ и ДПР кроме резервирования СЦБ обеспечивают питанием железнодорожные служебные и жилые здания, освещение территории железнодорожных станций, электроинструмент для путевых работ и другие нагрузки. Все эти линии обеспечиваются двусторонним складированным питанием от смежных подстанций. ВЛ СЦБ оборудуются устройствами автоматического включения резерва (АВР) с противоположного конца. Для повышения надежности электропитания, упрощения поиска поврежденного участка и обеспечения возможности проведения ремонтных работ без отключения электроснабжения сигнальных точек все питающие линии секционируются разъединителями с приводами дистанционного или телеуправления, установленными в горловинах станций. Типовые схемы электроснабжения автоблокировки приведены на рис.11.
Для питания устройств СЦБ на межподстанционной зоне применяют, как правило, две схемы питания: консольную и встречно-консольную. При схеме консольного питания напряжение в линию автоблокировки подается от одной тяговой подстанции. В случае исчезновения напряжения на шинах этой подстанции или на ВЛ СЦБ, питание автоматически восстанавливается подачей напряжения с противоположного конца линии. С целью повышения надежности при повреждениях на подстанции или на линиях консольную схему питания необходимо выполнять так, чтобы линии основного и резервного питания устройств СЦБ на каждой фидерной зоне нормально получали питание от разных подстанций. Поэтому на каждой подстанции включают только один фидер ВЛ СЦБ для питания фидерных зон в одном направлении и один фидер ВЛ ПЭ- 6(10) кВ для питания фидерных зон в другом направлении. Схема консольного питания устройств СЦБ является основной для участков постоянного тока, где протяженность межподстанционных зон не превышает 15-25 км.
На участках электрифицированных на переменном токе, где расстояния между подстанциями увеличивается до 40-50 км применяется схема встречно-консольного питания. Применение её вызвано большой потерей напряжения в ЛЭП 6 кВ со стальными поводами. При этой схеме в середине зоны между подстанциями делается раздел питания на посту секционирования и напряжение на каждый участок ВЛ СЦБ подается от своей подстанции. По сравнению с консольной эта схема более совершенна, так как протяженность питаемых участков уменьшается вдвое. При этом улучшается режим напряжения в линии, а при повреждениях отключается только половина зоны между подстанциями. На месте раздела линии на посту секционирования устанавливается выключатель, оборудованный устройством АВР. При необходимости вся межподстанционная зона переводится на консольное питание, однако уровень напряжения в конце фидерной зоны при этом может быть занижен. Возможно применение схемы параллельного питания ВЛ СЦБ от двух смежных подстанций. В этом случае потери напряжения и электроэнергии в линии минимальны. Но практически возникают трудности в фазировке на некоторых зонах с разными типами тяговых подстанций и разными группами соединения трансформаторов СЦБ. В тех случаях, когда напряжение в линии сфазировано возможно появление в линии уравнительного тока или тока подпитки короткого замыкания на шинах смежной подстанции. Все это приводит к дополнительным потерям электроэнергии или излишнему срабатыванию релейных защит с отключением линии. Поэтому схема двустороннего питания не получила широкого распространения. В ЛЭП с проводами из цветного металла не наблюдается больших потерь напряжения и они питаются по консольной схеме. Высоковольтные линии основного и резервного питания устройств СЦБ рассчитываются на потери напряжения при одностороннем питании от одного до другого смежного с ним пункта электроснабжения. При этом потери напряжения в конце линии не должны превышать 10% при номинальном напряжении на шинах источника питания. Номинальным напряжением считается 6 - 10 и 25 кВ, генераторным не шинах - 6,6 - 11 и 27,5кВ.
Нагрузка ВЛ СЦБ определяется суммарной мощностью устройств автоблокировки и ЭЦ подключенных к линии. Расчетные нагрузки на ВЛ для однопутных и двухпутных участков при различных типах и длинах рельсовых цепей приведены в справочнике “Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи”. Издательство “Транспорт” 1983 г.
Для приблизительных расчетов при кодовых РЦ можно пользоваться средними нагрузками автоблокировки с учетом нагрузки промежуточных станций на 1 км линии:
На участках с ТРЦ нагрузка на ВЛ СЦБ почти на порядок ниже.
Как видим, для ВЛ СЦБ характерна малая плотность нагрузки и поэтому по условиям механической прочности применяются, как правило стальные, одно и многожильные сталеалюминевые и биметаллические (сталемедные и сталеалюминиевые) провода. Хотя, как ЛЭП для потребителей первой категории она должны быть выполнены многопроволочными проводами из цветного металла. Для стальных проводов характерна нелинейная зависимость сопротивления переменному току частотой 50 Гц от величины протекающего по ним тока. В биметаллических проводах где цветной металл располагается на внешней его части и обладает более высокой проводимостью по сравнению со сталью, изменение сопротивления стали от величины тока мало влияет на общее сопротивление провода. В связи с этим в практических расчетах линий активное и индуктивное сопротивление биметаллических проводов принимают постоянными. Для примера модуль полного сопротивления стального провода ПСО-5 при различных токах составляет: 1А- 8.3 Ом/км; ЗА- 10.5 Ом/км; 5А- 14.0 Ом/км; 10А- 16.5 Ом/км; 20А- 15.7 Ом/км. Многожильный сталеалюминевый провод АС-35 при расчетном диаметре 7.5 мм имеет модуль полного сопротивления около 1 Ом/км. Кроме того стальные провода в эксплуатации подвержены коррозии, отчего их сечение уменьшается и сопротивление электрическому току возрастает, особенно в местах соединений. Поэтому, при превышении допустимых потерь напряжения в линии, необходимо решить вопрос о замене проводов. При необходимости, на отдаленных точках потерю напряжения можно компенсировать изменением коэффициента трансформации линейного трансформатора ОМ. Однако надо учитывать, что при подаче напряжения по АВР от смежной подстанции напряжение на этих точках может оказаться чрезмерно завышенным.
Равномерность загрузки фаз трехфазной линии однофазными нагрузками на перегонах достигается периодической транспозицией проводов, так как трансформаторы ОМ подключаются только к двум нижним проводам ВЛ. Транспозиция должна быть выполнена через каждые три километра и позволяет выровнять емкостную проводимость фаз относительно земли. Следует равномерно распределять по фазам и нагрузку постов ЭЦ. Неравномерность загрузки фаз ВЛ не должна превышать 10%, но в условиях эксплуатации по различным причинам это требование не всегда выполняется. Особенностью постов ЭЦ является несимметрия нагрузок из-за наличия преобразователей частоты ПЧ 50/25 включенных все на одну фазу. От них получают питание все РЦ станции.
Линии электроснабжения устройств СЦБ подвержены повреждениям и коротким замыканиям. Опыт эксплуатации показал, что короткие замыкания на ВЛ СЦБ возникают из-за грозовых разрядов, вызывающих перекрытия изоляторов, замыкания проводов разных фаз птицами, схлестывания проводов, попадания на провода веток с деревьев при сильном ветре и т.п. Большая часть подобных замыканий носит кратковременный характер, так как вызвавшие их причины самоустраняются, а возникшая в месте замыкания дуга гаснет при отключении выключателя от действия релейной защиты. Наибольшее число повреждений на ВЛ СЦБ приходится на однофазные замыкания на землю (около 50 %) и двухфазные ( около 30%) К.3., последние могут возникать при непосредственном замыкании двух фаз или через переходное сопротивление при двух замыканиях разных фаз на землю в разных точках ВЛ СЦБ. Фидеры, питающие ВЛ СЦБ снабжены защитами по максимальному току линии и минимальному напряжению на шинах питания, действующими на отключение выключателя. Защиты при однофазных замыканиях на землю действуют либо на сигнал, либо, если объединены высоковольтные и низковольтные заземления на силовых трансформаторах - на отключение выключателя. Для ограничения токов всех видов коротких замыканий на фидерах АБ применяется гальваническая развязка в виде двойной трансформации (6-0,4-0,4-6 кВ). Поскольку ВЛ СЦБ является линией с изолированной нейтралью гальванически развязанной с шинами подстанции повышающим трансформатором 0.23/6(10) кВ, однофазное замыкание любого провода на землю не изменяет междуфазных напряжений и не влияет на питание каблированных устройств СЦБ. На участках, где в устройствах СЦБ применяются воздушные линии связи, проложенные по опорам ЛЭП АБ, однофазные замыкания нарушают симметрию электромагнитной системы и приводят к сбоям в СЦБ. Токи замыкания на землю обычно не превышают единиц ампер и обусловлены емкостью проводов. На напряжении 6 кВ ток однофазного замыкания составляет около 20 мА на 1 км ЛЭП, а на напряжении 10 кВ - 26 мА. Поэтому линии СЦБ оборудованы средством контроля однофазных замыканий на землю, предназначенными для оперативного оповещения персонала о повреждении и принятия мер по его устранению. Допустимое время работы такой ЛЭП в режиме однофазного замыкания до двух часов. Однако, надо иметь в виду, что однофазном замыкании может возникнуть дуга, что вызывает переходные процессы с появлением гармоник высоких частот, создающих резонанс в некоторых элементах цепи и пробой изоляции. ВЛ ПЭ, как правило, не имеют изолирующих трансформаторов и напрямую подключаются к шинам подстанции. Следовательно суммарная емкость проводов всех линий, подключенных к шинам источника сравнительно велика и ток замыкания на землю большой. Поэтому защита при замыкании на землю должна действовать на отключение выключателя поврежденной линии ПЭ. Напряжение на разомкнутом треугольнике трансформатора напряжения фидера свидетельствует о появлении нулевой последовательности. Она возникает при несимметрии на фидере по различным причинам:- от однофазного замыкания;- от наведённого напряжения;- от неравномерной нагрузки фаз на ЛЭП, например - при потере контакта на разъединителе. Нулевая последовательность трансформируется через трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Y и замыкается в треугольнике у трансформаторов нечётных групп соединения.
Линии СЦБ оснащаются устройствами автоматики повторного включения (АПВ) и автоматики включения резервного (АВР) источника. В соответствии с требованиями полное время цикла отключения выключателя при действии защиты, последующего АПВ на основном пункте питания или АВР на резервном должно укладываться в 1.3 с. При времени действия максимальной токовой защиты не более 0.5 сек. и времени однократного автоматического повторного включения не более 0.3-0.4 сек. с учетом собственного времени отключения и включения контактора или выключателя ВЛ время запуска АВР с резервирующего пункта питания ВЛ не должно превышать 1.0-1.1 сек.
Линейные пункты питания.
Для питания каждой сигнальной точки (рис. 12) на опорах линий основного и резервного питания 6(10) кВ устанавливаются понижающие линейные трансформаторы типа ОМ-0.63 (1.25) или ОМ-4(10) для питания устройств СЦБ на малых станциях. Технические параметры трансформаторов приведены в приложении. Подключение трансформаторов к линии производиться через комбинированные предохранители- разъединители типа ПКН с номинальным током плавкой вставки 0.5-1.0 А. Для защиты от перегрузки ОМ-0,63(1.25) такие плавкие вставки чрезмерно велики. От грозовых и коммутационных перенапряжений на высокой стороне трансформаторы защищены разрядниками соответствующего типа РВП-6(10).
Силовая цепь напряжением 220 В выполняемая двумя проводами (ПХ и ОХ) в металлической трубе, спускается в смонтированный на уровне 1.3-1.5 м кабельный ящик (КЯ). Предохранители ПКН при замыкании спускаемых проводов не срабатывают, поэтому изоляция проводов должна быть очень надежная, в крайнем случае на провода рекомендуется надевать хлорвиниловую трубку. В кабельном ящике в проводе ОХ устанавливается автоматический выключатель многократного действия типа АВМ-1 для защиты кабеля и устройств релейного шкафа при перегрузках и коротких замыканиях. Однако практика показала, что после многократных срабатываний при большом токе контакты АВМ завариваются и выгорает обмотка ОМ. Для защиты от попадания высокого напряжения на сторону низкого на другом проводе ПХ на корпусе ОМа устанавливается пробивной предохранитель ПП-2. КЯ может использоваться также для перехода сигнальных проводов с линии в кабели связи.
Вступили в действие новые "Методические указания по защите от перенапряжений устройств автоблокировки и электрической централизации" И-247-97. В КЯ вместо разрядников РВНШ устанавливаются новые типы низковольтных разрядников типа РКН-600, с напряжением пробоя 500-800 В. Один из разрядников включается между проводом ПХ и низковольтным заземлением, а другой между высоковольтным и низковольтным заземлением для их кратковременного динамического объединения в момент срабатывания при грозе и отвода части тока разряда от цепей в РШ (рис 14).
Линейные трансформаторы основного и резервного питания должны устанавливаться, как правило, на раздельных опорах, а кабели, подающие напряжение 220 В в релейный шкаф сигнальной точки, должны укладываться в раздельные траншеи.
Каждая силовая опора с трансформатором ОМ имеет два заземляющих устройства: в сети высокого 6(10) кВ и низкого 0,22 кВ напряжения. В цепях высокого напряжения заземляют корпус силового трансформатора, разрядники и приводы разъединителей; в цепях низкого напряжения - кабельный ящик, пробивные предохранители, АВМ и низковольтные разрядники РКН-600. Соединительные провода (спуски) от средств защиты и корпусов электрооборудования до заземляющего устройства в сети высокого напряжения выполняется из трех скрученных в жгут стальных оцинкованных проводов диаметром 5 мм, а в сети низкого напряжения- из двух. Сопротивление высоковольтного заземления сигнальной точки - до 10 Ом, низковольтного - до30 Ом. Электрическое объединение заземлений в ЛЭП, где земляная защита действует на сигнал, не допускается.
Для электрифицированных дорог способы заземления металлических конструкций и разрядных устройств, конструкции самих заземлителей и нормы сопротивления заземляющих устройств, по условиям обеспечения электробезопастности эксплуатационного персонала и условиям работы СЦБ изложены в “Инструкции по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах” М. Транспорт. 1993 г.
Схемы подключения и защиты цепей электропитания к линейному оборудованию при различных вариантах электроснабжения устройств СЦБ приведены на рис. 12-19.
Сигнальное оборудование.
В релейном шкафу сигнальной точки (рис. 17,18,19) кабели основного и резервного питания подключаются к схеме через предохранители штепсельного типа на 20А, используемые в качестве выключателей для создания видимого разрыва цепей 220 В при производстве ремонтно-профилактических работ. Далее провода основного источника питания подключены к обмотке аварийного реле контроля напряжения А и к его нормально-разомкнутым (фронтовым) контактам. Провода резервного источника подключены к обмотке контрольного реле А1 и к нормально замкнутым (тыловым) контактам аварийного реле А. От общих переключающихся контактов реле А питание поступает к нагрузкам релейного шкафа.
При отключении питания сигнальной точки по основному фидеру реле А обесточивается и переключит свои контакты, тем самым переведет питание нагрузки на резервный фидер. На участках, оборудованных системой контроля основного и резервного питания сигнальных точек (ЧДК), реле А другим контактом сформирует и передаст сигнал по сигнальным проводам на примыкающую к перегону станцию, где на пульте дежурного будет мигать сигнальная лампочка. При исчезновении резервного питания обесточится реле А1 и у дежурного по станции контрольная лампочка будет мигать с другой частотой.
Аварийное реле А типа АСШ2/220 имеет в цепи своей обмотки выпрямительный мост и кремниевый стабилитрон, благодаря чему напряжение срабатывания реле отрегулировано на 190 В. Напряжение отпадания реле должно быть не ниже 133 В. В релейных шкафах последних выпусков в качестве аварийных реле применяется быстродействующее полупроводниковое реле типа РНП. Реле отрегулировано на напряжение срабатывания 198 В, напряжение отпускания не выше 187 В. Реле позволяет снизить порог срабатывания до 185 В. Коэффициент возврата может регулироваться в пределах 0.95-0.75. Из-за малого потребления аварийных реле по току при аварийном режиме могут создаваться ситуации, когда переключение реле на резервный фидер может не произойти. Такое может случиться при неполнофазных режимах работы ВЛ, наведенном напряжении при обрыве и замыкании одного из проводов на землю, перегорании одного из высоковольтных предохранителей, когда в песке остается токопроводящая дорожка.
Для защиты цепей и аппаратов от продольных и поперечных коммутационных перенапряжений в релейных шкафах устанавливается низковольтные разрядники типа РВНШ-250 и выравниватели типа ВОЦШ-220. По новым правилам для ОМ менее 4 кВА применяются разрядники РКН-600 и выравниватели ВОЦН-220, для более мощных трансформаторов разрядники - РКВН-250.
Электропитание устройств электрической централизации
станций.
Электрическая централизация (ЭЦ), обеспечивающая управление стрелками и светофорами на станциях относиться к наиболее сложным и ответственным объектам электропитания среди устройств СЦБ. На крупных и средних станциях служебно-технические помещения постов ЭЦ и ДСП запитываются через однофазные или трехфазные комплектные трансформаторные подстанции (КТПО, КТП) различной мощности от вводов основного и резервного питания. ЭЦ участковых, узловых пассажирских и сортировочных станций относятся к особой группе 1 категории потребителей электроэнергии. На станциях с числом стрелок более 30 кроме резервной линии электроснабжения обязательно наличие на посту ЭЦ автоматизированного дизель-генераторного агрегата (ДГА). На промежуточных станциях с числом стрелок до 30 при отсутствии ДГА устанавливают контрольную батарею - аккумуляторный источник с напряжением 24 В для резервного питания реле, красного и пригласительного огней входных светофоров, устройств связи и аварийного освещения поста ЭЦ. Кроме того у входных сигналов устанавливают трансформаторы подключенные к ВЛ СЦБ или ДПР, питающие красные лампы входных сигналов при повреждении кабелей центрального питания. Границей раздела зон обслуживания системы электропитания между дистанциями электроснабжения (ЭЧ) и связи (ШЧ) являются: на перегонах - клеммы проводного спуска 220 В от трансформатора ОМ в кабельном ящике (КЯ и далее обслуживается работниками ШЧ); на станциях - клеммы питающего кабеля на вводном устройстве - щите выключения питания ЩВП или его новой модификации ЩВПУ. Границей раздела по фазе "С" оборудования подключенного к ДПР являются концы проводников рабочих заземлений, подключённых к рельсовой сети. В правой части шкафа ЩВП расположены клеммы и коммутационный аппарат постоянного тока. От перенапряжения на каждую фазу в ЩВП устанавливаются низковольтные разрядники РВП-0,5.
Токовая защита (предохранители или автоматы) устанавливается на вводной панели поста ЭЦ. Такое размещение защит имеет существенные недостатки. Надо отметить, что вся силовая часть электроснабжения постов ЭЦ выполнена без ориентирования на опыт общетехнических электроустановок. Вследствие этого, ЩВП и ЩВПУ больше похожи на один из стативов с изобилием дополнительных контактов и промежуточных проводников, чем на силовое вводно-распределительное устройство. Защита на вводной панели защищает лишь несколько метров проводников до отходящих присоединений. Вследствие этого силовые кабели от ЩВП до вводной панели по помещениям поста оказываются в самом конце зоны действия защиты КТП, находящуюся в полевых условиях и совсем на другом уровне технического обслуживания, отстраиваемой на более грубую и длительную по времени уставку. Расчет уставок токовых защит на вводной панели производится по методике нуждающейся в совершенствовании. ЛЭП АБ нельзя рассматривать как систему неограниченной мощности. При питании от ЛЭП АБ в сопротивление цепи короткого замыкания (КЗ) необходимо учитывать сопротивление и внутреннее падение напряжения трех сопоставимых по мощности трансформаторов: поста и двух гальванической развязки. Для наиболее массово применяемых трансформаторов с Uк%=4,5 внутреннее падение фазного напряжения на низкой стороне составляет около 10 В на каждую кратность номинального тока. Большое сопротивление в цепь КЗ вносится проводниками высоковольтных ЛЭП, особенно стальными. Практически все КЗ в сети 0,4 кВ происходят через дугу. Падение напряжения на электрической дуге, являющееся нелинейной функцией тока, весьма значительно. Последовательное соединение трех трансформаторов системы электроснабжения СЦБ создает необходимую для горения дуги крутопадающую внешнюю характеристику. Индуктивности поста ЭЦ оказываются подключенными параллельно дуге и начинают работать как осцилляторы (высокочастотные устройства для зажигания сварочной дуги).
Опыт выбора токовых защит для фидеров 0,4 кВ постов ЭЦ показал необходимость сопоставлять величины тока КЗ, полученные по результатам расчетов и по результатам измерений цепи фаза-нуль. Если ток КЗ по результатам измерений значительно меньше расчетного, то очевидно, что для питания устройств вместо нулевой жилы кабеля используется заземляющее устройство. Необходимо немедленно проверить целостность нулевых жил и их болтовых соединений на питающих кабелях. В системе PEN-проводников недопустимо присоединение нескольких нулевых жил на одно болтовое соединение. Выбор плавких вставок предохранителей необходимо делать по их защитным характеристикам, приведённым в приложении 1, рис 9. Согласно ГОСТ время отключения аварии в сети TN-C с фазным напряжением до 230 В не должно превышать 0,4 секунд, а для распределительной сети не более 5 секунд.
Для получения различных напряжений с изолированным от земли нулем на постах ЭЦ применяются разделительные трансформаторы типа ТС, однофазные или трехфазные. Их характерной особенностью является сильное, более 60 С0 нагревание магнитопровода от тока намагничивания вследствие недостаточного числа витков первичной обмотки. Например, ток х.х. ТС-10 составляет 10% от номинального.
Защита от перенапряжений выполнена установкой низковольтных разрядников в ЩВП и на вторичной стороне ТС, а также - выравнивателей различных типов. При КЗ через дугу в устройствах электроснабжения наряду с пиковыми перенапряжениями, которые частично срезаются устройствами грозозащиты, возникает целый ряд высокочастотных гармоник, вызывающих резонансные явления в различных контурах схемы (иногда в пределах одного прибора), это иногда вызывает пробой изоляции и порчу полупроводниковых приборов за всеми каскадами защит.
На всех станциях напряжение после ЩВП от основного и резервного источников и от ДГА поступает на вводные панели (ПВ). На станциях с числом стрелок более 30 устанавливаются панели типа ПВ-60 (рис. 20), коммутационная мощность панели 60 кВА. Панель обеспечивает подключение двух фидеров 380/220 В от внешних источников и одного фидера от резервной дизель-генераторной электростанции (ДГА-48м, 60 кВА). ДГА автоматически включает нагрузку примерно через 60 с после исчезновения напряжения на обоих фидерах и отключает её после восстановления напряжения на одном из фидеров. Контроль уровня напряжения на обоих фидерах производится реле типа РН-53/400 или РНП. Включенное положение контакторов фиксируется лампочками на вводной панели и на табло дежурного. Уровень фазного напряжения обоих фидеров контролируется вольтметром с переключателем УК. При одинаковом уровне напряжения на фидерах 1 и 2 схемным решением (установкой перемычек) обеспеченно преобладание 1 фидера (основное питание). При снижении величины напряжения хотя бы на одной из фаз 1 фидера ниже уровня возврата реле контроля напряжения произойдет мгновенное переключение питания на 2-й фидер (резерв) и мгновенный обратный возврат на 1 фидер при восстановлении на нем напряжения, превышающего уставку срабатывания его контрольных реле. Установкой соответствующих перемычек можно обеспечить преимущество 2 фидера (резервная линия) или установить переключение фидеров без преимущества. Нарушение подачи напряжения или переключение сопровождается акустическим сигналом- звонком. Время перехода с фидера на фидер составляет от 0,05 до 0,3 сек. Система с преимуществом 1 фидера и с моментальным возвратом часто создает сбои в СЦБ и перекрытия сигналов при переключениях высоковольтных фидеров по циклу АПВ-АВР.
За контактами контакторов в цепях 380 В включены пакетные выключатели 1ПВ, 2ПВ типа ПВМ-3, предназначенные только для отключения входных силовых цепей от общих шин без нагрузки. П1- ПЗ, П7-П9 типа ПР- 500 определяется величиной токовой нагрузки, потребляемой постом ЭЦ. Пофазный контроль тока производится по показаниям амперметров 1А, 2А.
На малых станциях с числом стрелок менее 30 на постах ЭЦ устанавливаются вводная панель типа ПВ1-ЭЦ. Коммутационная мощность панели в зависимости типа не превышает 16/28 кВА. Панель обеспечивает подключение двух источников питания 380/220 В и резервной электростанции. Фазное напряжение переменного тока каждого фидера контролируется реле напряжения РН1- РНЗ типа РНП. При заводской регулировке для трехфазной нагрузки эти реле настраиваются на срабатывание при 198 В и на отпадание при 187 В. Для однофазной нагрузки, на притяжение 207 В, на отпадание 198 В.
При снижении напряжения хотя бы в одной фазе до расчетного сигнал с РН подается на фидерное реле 1Ф (2Ф) которое через реле повторители 1ВФ1 (2ВФ1) управляет включением и отключением магнитного пускателя 1ВФ2 (2ВФ2) типа ПА-311 с разрывной мощностью контактов 50А. Переключения нагрузки с 1 фидера на резерв производится без задержки. Обратное переключение с фидера 2 или ДГА производится с выдержкой времени до нескольких минут, позволяющей стабилизироваться напряжению. При отключении основных источников питания и отсутствии резервного ДГА включение нагрузки при появлении напряжения с уровнем срабатывания на одном из фидеров производится без выдержки времени. Такая система дает меньше сбоев СЦБ при переключениях фидеров питания.
Автоматические выключатели 1АВ, ЗАВ типа АП 50-ЗМ служат для отключения источников питания при перегрузках и коротких замыканиях в панели и должны иметь селективность с аппаратами защиты во внешних устройствах электроснабжения (КТП).
На новых станциях с ТРЦ в качестве вводных устройств устанавливаются ЩВПУ, имеющие для отключения всех источников питания автоматические выключатели с независимыми расцепителями. Отключение производится кнопкой дистанционного управления у дежурного по станции. Токовая защита предохранителями установлена на вводной панели.
Токовая нагрузка на фазе с преобразователями частоты ПЧ 50/25 часто в два-три раза больше чем на других фазах. В связи с ограниченностью мощности трансформаторов основного питания крайне нежелательно подключение на эту фазу прочих нагрузок поста, особенно негарантированных.
Следует обратить внимание на то, что наряду с применяемыми ранее на стрелочных переводах двигателями постоянного тока теперь все чаще находят применение стрелочные переводы с трехфазными асинхронными двигателями переменного тока. Вследствие этого при коммутационных переключениях вводных кабелей 380/220 В нельзя менять порядок чередования фаз.
5. Мешающие влияния устройств
электроснабжения на работу СЦБ.
Случаи неправильной работы устройств СЦБ происходят не только из-за влияния тягового тока на рельсовые цепи в нормальных и аварийных режимах, это возможно и в результате кратковременного перерыва или понижения величины питающего напряжения. При кратковременном снятии напряжения с ВЛ СЦБ сигналы на это время гаснут. Затем на сигнальных точках перегона и промежуточных станций, работающих в режиме автоблокировки восстанавливаются прежние сигнальные показания. Разрешающие сигналы станций, не переведенные на автодействие, перекрываются на запрещающие и открыть их может только дежурный по станции.
Для предупреждения перекрытия разрешающих сигналов на запрещающие при кратковременных перерывах или значительных понижениях питающего напряжения на время до 1.3 с в устройствах СЦБ предусмотрено применение замедления времени на переключение всех реле, входящих в цепь сигнальных реле до 2-3 с. В соответствии с указаниями ГТСС № 1247/1332 от 16.01.95 г разрешено увеличение времени замедления до 5-6 с.
В одних случаях замедление выполняется путем установки конденсаторов, которые в процессе эксплуатации стареют и теряют емкость, в других - установкой каскада реле с замедлением. Блок реле замедления может быть один на всю станцию или на каждый сигнал свой. Проверка замедления сигналов проводится ежегодно персоналом ШЧ. Наряду с этим очень важны совместные (ЭЧ и ШЧ) проверки работоспособности электроснабжения СЦБ и сохранения разрешающих показаний светофоров при "безтоковой" паузе. В соответствии с действующими нормативами ЭЧ и ШЧ ежегодно должны проводить следующие совместные проверки.
Проверку отсутствия перекрытия входных и выходных сигналов станций при перерывах электроснабжения на заранее заданное время 1,3 секунды. Периодичность работ - 1 раз в год и после случаев перекрытия сигналов. Производится согласно Указания Главного инженера СКЖД №25 от 30.11.98 г. по сборнику "Устройства СЦБ. Технология обслуживания", технологическая карта №15.
Проверка времени переключения фидеров ВЛ на пунктах питания. Периодичность работ - 1 раз в год. Производится согласно ЦЭ-4430 по ЦЭ-197-5/1-3, технологическая карта №1.2.13. Контроль за перекрытием сигналов на перегонах производится машинистами движущихся поездов, а на станциях - дежурные по станции.
Измерение значений напряжения в кабельных ящиках и на вводных панелях постов ЭЦ. Периодичность работ - два раза в год. Производится согласно ЦЭ-4430 и ЦШ-720.
По результатам проверок составляются акты установленной формы.
Причинами сбоев АЛСН часто является неустойчивое питание рельсовых цепей, возникающее как от колебаний напряжения в энергосистеме так и потерях контакта на разъединителях. Практически при снижении питающего напряжения менее 210 В возможны сбои АЛСН от уменьшения сигнального тока в конце длинной рельсовой цепи. Имеет значение и то, что приёмные катушки локомотивов подвешены на различной высоте над рельсами и проясходит их колебания при движении. Кратковременный перерыв питания при переключениях фидеров машинистами локомотивов часто тоже отмечается как сбой АЛСН.
Согласно статистическим данным основными причинами нарушения режима работы ВЛ СЦБ являются: обрыв проводов при падении деревьев или наброса проводов других линий; наезда не габаритного транспорта, а также интенсивной коррозии; замыкания проводов при большой стреле провеса, поломки изоляторов или обрыва вязки проводов.
Повреждения кабельных вставок происходят в основном при производстве земляных работ, растяжке кабеля при просадке грунта, попадания влаги в муфту или воронку, коррозии оболочки кабеля.
Отказы предохранителей ПКН возникают главным образом при перегорании плавких вставок от КЗ во вторичной цепи ОМ, от интенсивной коррозии рабочей спирали при нарушении герметизации плавкой вставки при её нагреве от плохого контакта или от воздействия атмосферных перенапряжений.
Повреждения трансформаторов ОМ возникают главным образом при проникновении влаги внутрь корпуса, что приводит к пробою высоковольтной обмотки а также при механическом разрушении высоковольтных проходных изоляторов. При грозе и возникновении перенапряжения в проводах ЛЭП разрядники срабатывают не одновременно, при срабатывании разрядника в одной фазе с другими фазами возникает большая разность потенциалов и от возникающего перетока успевают сгореть 1-2 Ома, ближайшие к месту грозового разряда. Предохранители ПКН срабатывают только при КЗ высоковольтной обмотки в непосредственной близости к выводам. Промышленность не освоила выпуск плавких вставок на ток менее 0,5 А. При замыканиях в цепи вторичной обмотки трансформатор обычно сгорает. Это же происходит при замыкании в цепях нагрузки после неоднократных срабатываний и заваривания контактов при отказе АВ М.
При большом количестве линейных разъединителей на ВЛ СЦБ периодически происходят случаи пропадания напряжения в одной из фаз из-за нарушения контакта. Такие неустойчивые контакты приводят к сбоям в СЦБ и АЛСН.
Для надежной работы устройств СЦБ требуется постоянное присутствие качественного напряжения на их вводах и выполнение полного объема планово-профилактических и восстановительных работ в соответствии с Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения СЦБ (ЦЭ-881)
Перечень и расшифровка обозначений применяемых в схемах устройств
автоблокировки.
РШ - релейный шкаф.
А(А1) - аварийное реле контроля напряжения типа АСШ 2/220 или РНП.
ППШ-3 - полупроводниковый преобразователь переменного напряжения в постоянное.
КПТ - кодовый путевой трансмиттер, электромеханический формирователь кодовых импульсов рельсовых цепей для автоматической локомотивной сигнализации.
Т - контакт выходного реле трансмиттера.
СОБС - трансформатор, сигнальный однофазный бронированный сухой.
ПОБС - трансформатор путевой однофазный бронированный сухой.
ПЧ - преобразователь частоты ПЧ-50/25.
И - путевое импульсное реле типа ИМВШ-110, чувствительный орган приемного устройства кодовых сигналов.
БС-ДА - дешифраторная ячейка.
ЗБФ - защитный блок-фильтр, 50 Гц.
ФП - путевой фильтр, 25 Гц.
ИТ - изолирующий трансформатор.
УЗТ - защитные тиристорные устройства.
ВОЦШ - выравниватель оксидноцинковый штепсельного типа.
ВК- выравниватель керамический.
6. Заземление устройств электрической централизации.
Порядок и нормы заземления постов ЭЦ, ДЦ, ГАЦ и других устройств СЦБ приведены в "Правилах по монтажу устройств СЦБ", введенных пр. 32 ЦШ 10.02.96 г.
На заземление распространяются нормы ПУЭ с некоторой спецификой СЦБ. В служебно-техническом здании поста устраивается "щиток трех земель", две из которых измерительные с нормой до 100-200 Ом и одно защитное. При наличии на посту ДГА защитное заземление должно быть до 4 Ом. Без ДГА - до 10 или 30 Ом в зависимости от удельного сопротивления грунта. Заземлители защитного заземления должны соединяться с щитком трех земель в строгом соответствии с проектом двумя стальными полосами 40*4 мм. У мест ввода в здание должны устанавливаться указатели. Внутри здания должна быть проложена стальная заземляющая магистраль из шины 25*4. Каждый статив или стойка присоединяется отдельным заземляющим проводником из стальной проволоки диаметром 5 мм. к отдельному болтовому соединению на магистрали заземления. К болту на каркасе статива допускается присоединять не более двух заземляющих проводников. Не допускается касание заземляющими проводниками силовых и контрольных кабелей. Контактную поверхность проводников перед подключением зачищают до блеска и смазывают техническим вазелином. Заземляющие проводники следует окрашивать в черный цвет или наносятся черные полосы в местах ответвления и присоединения. При пересечении заземляющими проводниками дверных и стенных проемов, каналов и т.п. должны быть смонтированы обходы с открытой прокладкой проводников, либо их необходимо прокладывать в стальной трубе с открытым проходом в ней. Для исключения выноса потенциала броня входящих кабелей должна быть изолирована от заземлённых конструкций.
В отличии от электроустановок общепромышленных предприятий в Правилах специально не обговорено, что соединение контура заземления (шины РЕ) с вводным устройством (ЩВП) и шиной PEN четырехпроводной электрической системы TN-C должно производиться проводником с проводимостью не менее чем у нулевого проводника (проводник PEN) питающей линии. В результате этого по проектам ЩВП и ЩВПУ заземляется как обычный статив проволокой ПСО 5. Однако, при аварийных и вынужденных режимах в устройствах электроснабжения, например при неполнофазном режиме не стороне высокого напряжения или на вводе 0,4кВ, проводники от заземления до ЩВП попадают в цепь блуждающего тока. В четырехпроводной сети TN-C c большим числом повторных заземлений часть тока из нулевого проводника ответвляется в землю. Величина этого тока может попасть на заземление устройств СЦБ и достичь очень больших величин, особенно в случае если сопротивление заземления поста меньше чем у подстанции. В такой ситуации ненадежные болтовые соединения и проводники ослабленного сечения нагреваются и создают угрозу пожара.
Вопреки требованиям ГОСТ на постах ЭЦ выполняется повторное объединение нулевых и заземляющих проводников на вводной панели. Этим создаётся возможность попадания блуждающего тока на любые панели и стативы.
Все части заземления и их соединения должны быть доступны для осмотра.
На заземление постов ЭЦ распространяются все требования ГОСТ Р 50571.10-96 о необходимости оснащения вводного устройства Главной заземляющей шиной и металлической связи всего электрооборудования Главной системой уравнения потенциалов.
Согласно ЦЭ-191 измерение сопротивления выравнивающих контуров КТП должно проводиться раз в 10 лет. Это сопротивление не должно быть менее 5 Ом - при подключении КТП к Д-Т, менее 100 Ом - при подключении к рельсу двухниточной рельсовой цепи. В этой ситуации предпочтительнее заземление оборудования на однониточные рельсовые цепи электрифицированных боковых путей, где сопротивление сигнальному току утечки не нормируется. При подключении рабочего заземления КТП необходимо обеспечить непосредственный металлический контакт проводника к среднему выводу Д-Т. Присоединение к проводнику и контакту рабочего заземления защитных заземлений РШ и светофора недопустимо.
Приложение 1.
Электрические характер и стихи некоторых аппаратов и устройств, применяемых в СЦБ.
|
1. Электрические характеристики высоковольтных вентильных разрядников типа РВП. |
||
|
Номинальное напряжение Uном, кВ |
6 |
10 |
|
Наибольшие допустимые значения действующего напряжения, кВ |
7,6 |
12,7 |
|
Напряжение пробоя при частоте 50 Гц, кВ: |
|
|
|
не менее |
16 |
26 |
|
не более |
19 |
30,5 |
|
Импульсное напряжение пробоя. кВ, при предразрядном времени от 2 до 20 мкс и при полной волне 1,5/40 мкс, не более |
32 |
48 |
|
Остающееся напряжение, кВ, не более, при импульсном тою; с длиной фронта волны 8 мкс с амплитудой. А: |
|
|
|
3000 |
25 |
43 |
|
5000 |
27 |
45 |
|
2. Электрические характеристики низковольтных вентильных разрядников. |
|
||||||
|
Тип разрядника |
Номинальное напряжение, В |
Пробивное напряжение. В |
Остающееся напряжение. В, при амплитуде импульсного тока. А, |
Ток утечки, мкА, при выпрямленном напряжении 500 В |
|
||
|
переменного тока частотой 50 Гц |
импульсное при предразрядном времени 1,5 мкс |
||||||
|
50 |
1000 |
|
|||||
|
РВН-500 ГЗа-0,66/2,5 РВНШ-250 |
500 600 250 |
2500—3000 1000—2200 700—900 |
4500 2800 2000 |
- - 350 |
2500 2800 1400 |
6 6 - |
|
|
3. Электрические характеристики выравнивателей и тиристорных защитных устройств. |
|||||
|
Тип выравнивателя или тиристорного устройства |
Номинальное действующее напряжение, Uн, В |
Ток утечки. мА, при номинальном напряжении Uн, не более |
Пропускная способность по импульсному току |
Остающееся напряжение, В. при Imax, не более |
|
|
Максимальная амплитуда импульса Imax, А |
длительность импульса Тимп, мкс |
||||
|
ВОЦШ-110 |
110 |
0,3 |
2000 |
8/20 |
800 |
|
ВОЦШ-220 |
220 |
0,2 |
2000 |
8/20 |
1000 |
|
ВОЦШ-380 |
380 |
0,15 |
2000 |
8/20 |
2000 |
|
ВК-10 |
10 |
35 |
3000 |
1,5/40 |
1400 |
|
ВК-20 |
20 |
9 |
3000 |
1,5/40 |
2000 |
|
УЗТ-1 |
220* |
1,0 |
120 |
3 105 |
1200 |
|
УЗТ-2 |
60* |
1,0 |
120 |
3 105 |
400 |
.* Напряжение срабатывания УЗТ-1 и УЗТ-2
равно соответственно (600±200) В и (100±40) В.
4. Основные электрические характеристики линейных трансформаторов типа ОМ.
|
Показатель |
Номинальная мощность. кВ А |
|||||
|
0,63 |
0,66 |
1,2 |
1,25 |
4 |
10 |
|
|
Номинальное первичное напряжение. кВ |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
10 0 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
|
|
Номинальный первичный ток, А |
0,105 |
0,11 |
0,2 |
0,2 |
0,66 ( - ) |
0,67 |
|
0,063 |
0,066 |
0,12 |
0,125 |
0,4 (0,4) |
1 |
|
|
Напряжение короткого замыкания. % |
6,8 |
8 |
7 |
6 |
4 ( - ) |
4 |
|
6 |
9 |
7 |
6 |
4 (4,76) |
4 |
|
|
Ток холостого хода, А |
0,051 |
0,022 |
0,044 |
0,046 |
0,053 ( - ) |
0,116 |
|
0,021 |
0,030 |
0,030 |
0,028 |
0,032 (0,007) |
0,07 |
|
|
Потери холостого хода, Вт |
18 |
36 |
40 |
23 |
55 ( - ) |
90 |
|
13 |
26 |
30 |
23 |
50 (20,5) |
90 |
|
|
Потери короткого замыкания, Вт |
42 |
50 |
73 |
60 |
140 ( - ) |
300 |
|
42 |
56 |
65 |
60 |
140 (145) |
300 |
|
|
Масса, кг |
50 |
44 |
48 |
55 |
150 ( - ) |
165 |
|
50 |
63 |
70 |
50 |
150 (150) |
165 |
|
В скобах—для
трансформатора ОМП.
5. Таблица отпаек вторичной обмотки трансформаторов типа ОМ для обеспечения выходного напряжения 230 В при изменении величины первичного напряжения.
|
Тип трансформатора |
Первичное напряжение, кВ, при: |
||||
|
а2—х3 |
а2—х2 |
а2—х1 |
а1—х2 |
а1—х1 |
|
|
ОМ-0.66; 1,2/6 ОМ-0,66; 1.2/10 ОМ-0.63; 1,25/6 ОМ-0,63; 1.25/10 |
6,3 10,5 6,3 10,5 |
6,0 10,0 6,15 10,25 |
5,7 9,5 6,0 10,0 |
5,4 9,0 5,85 9,75 |
5,15 8,59 5,7 9,5 |
6. Номинальные токи выключателей типа АВМ-1 или плавких вставок предохранителей при применении линейных трансформаторов типа ОМ различной мощности.
|
Мощность линейного трансформатора, кВ-А |
Номинальное напряжение вторичной обмотки, В |
Номинальный ток вторичной обмотки, А |
Номинальный ток выключателя и предохранителя, А |
|
0,63 (0,66) |
115 |
5,48/5,75* |
5 |
|
230 |
2,75/2,87* |
3 |
|
|
1,25 (1,2) |
115 |
10,9/10,4** |
10 |
|
230 |
5,45/5,2** |
5 |
|
|
4,0 |
230 |
17,4 |
15 |
|
10,0 |
230 |
43,5 |
45 |
*.** Данные, приведенные в знаменателе,
соответствуют мощности трансформатора типа ОМ соответственно мощностям 0,66 кВ
А и 1,2 кВ А.
***Шкала номинальных токов АВМ-1 = 3; 5; 7,5; 10; 15 А.
При 2-х кратной перегрузке время отключения-2 мин., при 10 кратной - не более 2 с.
Автоматическое обратное включение через 0,25 - 3 мин. В зависимости от регулировки. Оптимальное время включения 60-90 с.
Максимальный отключаемый ток контактов АВМ-1 - 75 А.
7. Основные электрические характеристики статических преобразователей частоты типа ПЧ- 50/25.
|
Мощность, ВА |
100 |
150 |
300 |
|
Номинальный ток первичной обмотки при Uс = 220В, А |
1,12 |
1,35 |
3,2 |
|
Напряжение начала генерации при номинальной нагрузке не ниже, В |
180 - 190 |
180 -190 |
198 |
Напряжение на выходе регулируется в пределах 5.... 175 В через каждые 5 В.
8. Реле контроля напряжения.
8.1. Реле типа АСШ2/220.
Напряжение номинальное 220 В 50 Гц.
Сопротивление обмотки 2х3150 Ом.
Напряжение срабатывания и отпускания якоря находятся в диапазоне 190... 133 В.
Фактическое напряжение отпускания якоря реле должно быть не менее 85% действительного напряжения срабатывания, т.е. коэффициент возврата Кв = 0,85.
8.2. Реле типа РНП, полупроводниковое.
Напряжение номинальное 220В, 50 Гц.
Напряжение срабатывания в пределах 198... 185 В, напряжение возврата не выше 187 В.
Коэффициент возврата может регулироваться в пределах 0,95...0,75.