Для чего устанавливают выравнивающие дроссель трансформаторы при тональных рельсовых цепях
Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ - Защита рельсовых цепей от посторонних источников тока
Одним из условий надежной работы рельсовых цепей является соблюдение требований защиты от посторонних источников питания. Главным источником как мешающих, так и опасных влияний является тяговый ток на электрифицированных участках дорог. В отдельных случаях источником влияния могут являться продольные линии электропередачи, осветительные сети и цепи поездного освещения там, где сохранился подвижной состав с неизолированными источниками питания.
Влияние контактной сети постоянного тока на рельсовые цепи может появляться в нормальном режиме ее работы, и в режиме короткого замыкания.
Основной причиной влияния постоянного тягового тока на рельсовые цепи является наличие в нем гармонических составляющих, частота и амплитуда которых зависят от схемы выпрямления и состояния фильтров на тяговой подстанции. Основные гармоники шестифазной схемы выпрямления 300, 600, 900 и 1200 Гц, как правило, не оказывают мешающего действия на работу рельсовых цепей, так как, с одной стороны, фильтры, установленные на тяговых подстанциях, значительно ограничивают их амплитуду, а с другой стороны, путевые реле в рельсовых цепях на электрифицированных участках включаются через собственные полосовые фильтры на частоте 25, 50 или 75 Гц. Наиболее опасное влияние на рельсовую цепь частотой 50 Гц может оказать гармоника постоянного тока той же частоты, которая появляется в контактной сети при некоторых повреждениях в схеме выпрямления на тяговой подстанции, например при неполнофазном выпрямлении.
Ввиду особо опасного воздействия этой гармоники подстанции снабжены специальными устройствами защиты и сигнализации. Влияние гармонических составляющих тягового тока на рельсовые цепи способно проявляться только при наличии продольной или поперечной асимметрии рельсовой цепи. Двухниточная рельсовая цепь, работающая в симметричном режиме, достаточно надежно защищена от влияния любых гармоник тягового тока. Проходящий по двум полуобмоткам дроссель-трансформатора тяговый ток независимо от своего состава не способен наводить во вторичной обмотке какую-либо з.д.с., так как первичные полуобмотки имеют встречное включение для протекающего по ним тягового тока и согласное включение для сигнального тока рельсовой цепи. При появлении же асимметрии в рельсовой цепи или в самом дроссель-трансформаторе значения тягового тока, проходящего по каждой из полуобмоток, могут значительно отличаться друг от друга, что приводит к появлению мешающей э.д.с. на вторичной обмотке и соответственно на путевом реле.
Наличие асимметрии в рельсовой цепи способно оказаться причиной влияния не только вследствие гармонических составляющих тягового тока, но и в результате подмагничивания сердечника дроссель-трансформатора постоянным токам. Подмагничивание дроссель-трансформатора постоянным током приводит к уменьшению его индуктивного сопротивления и, следовательно, к снижению коэффициента передачи рельсовой цепи. Результатом этого является понижение напряжения на путевом реле свободной рельсовой цепи и ее ложная занятость. Наиболее характерным проявлением такой ситуации является перекрытие сигнала перед трогающимся с места электровозом или электропоездом, когда пусковой тяговый ток достигает большого значения в непосредственной близости от асимметричной рельсовой цепи.
Особенно неблагоприятным для аппаратуры рельсовой цепи является режим короткого замыкания контактной сети. Несмотря на кратковременность протекания тока короткого замыкания (0,1—0,5 с) потенциалы до 1000 В, которые могут при этом появляться на рельсах, приводят к выходу из строя устройств защиты рельсовой цепи, а в отдельных случаях — и к выходу из строя аппаратуры.
Вероятность отказа в рельсовой цепи значительно повышается при запланированном коротком замыкании в контактной сети с целью плавки гололеда на контактном проводе. Плавка на однопутном участке проводится замыканием контактного провода на рельс или среднюю точку дроссель-трансформатора, причем соответствующая защита от токов короткого замыкания на подстанции на это время загрубляется. Протекающий по рельсам в течение нескольких минут ток достигает нескольких тысяч ампер. Это приводит к тому, что в местах, где не обеспечена достаточная изоляция рельсовой цепи от металлических подземных сооружений или заземленных конструкций, происходит стекание тягового тока в землю и выделяется большое количество тепла. Результатом этого могут быть прожоги кабелей, загорание монтажа, повреждение аппаратуры. В таких случаях искровые промежутки с пробивным напряжением 600 В также не могут служить достаточно надежной защитой, требуется устанавливать искровые промежутки с удвоенным пробивным напряжением.
Для чего устанавливают выравнивающие дроссель трансформаторы при тональных рельсовых цепях
ИНСТРУКЦИЯ
по заземлению устройств энергоснабжения
на электрифицированных железных дорогах
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Инструкция распространяется на заземление:
1.1.1. Конструкций и устройств тягового электроснабжения (стационарных и передвижных тяговых подстанций), постов секционирования (ПС), пунктов параллельного соединения контактной сети (ППС), пунктов группировки переключателя контактной сети станций стыкования (ПГП), опор контактной сети, опор питающих и отсасывающих линий, отсасывающих трансформаторов, автотрансформаторных пунктов, установок компенсации реактивной мощности, разъединителей, разрядников.
1.1.2. Трансформаторных подстанций нетяговых потребителей, питаемых от линий ДПР и воздушных линий электропередачи (ВЛ) 6 (10) кВ, проложенных по опорам контактной сети и находящихся в зоне, в которой должны заземляться все металлические элементы конструкций.
1.1.3. Искусственных сооружений, на которых установлены опоры или находятся узлы крепления проводов контактной сети, питающих или отсасывающих линий тягового электроснабжения, а также линий ДПР и ВЛ 6 (10) кВ, проложенных по опорам контактной сети.
1.1.4. Конструкций и устройств нетягового электроснабжения, на которых может оказаться напряжение при падении на них проводов, тросов или других деталей контактной сети при их повреждении (напольные устройства СЦБ, мосты и путепроводы, прожекторные мачты, отдельно стоящие опоры освещения, ВЛ и т.п.).
1.1.5. Линий связи, волноводов, ВЛ напряжением ниже 1000 В, прокладываемых по опорам контактной сети.
1.1.6. Пунктов подготовки пассажирских поездов с электрическим отоплением.
1.2. Инструкция устанавливает порядок выполнения и технического обслуживания заземлений, конструкций и устройств, упомянутых в п.1.1. Инструкции* на электрифицированных участках постоянного и переменного тока, исходя из требований обеспечения
________________
* В дальнейшем везде при ссылках на пункты (пп.) и приложения подразумевается настоящая Инструкция.
1.2.1. Надежной работы защиты от токов короткого замыкания (к.з.) в устройствах электроснабжения и в системах электроснабжения нетяговых потребителей.
1.2.2. Электробезопасности обслуживающего персонала.
1.2.3. Нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки и электрической централизации.
1.2.4. Ограничения утечки тягового тока и защиты от электрокоррозии.
1.3. Инструкция не распространяется
1.3.1. На временные заземления устройств тягового и нетягового электроснабжения, путевого инструмента и других устройств, устанавливаемых на период производства ремонтных работ по соответствующим правилам техники безопасности.
1.3.2. На заземление трансформаторных подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий железнодорожных нетяговых потребителей на электрифицированных ж.д., кроме перечисленных в п.1.1. Инструкции; их заземление выполняется по требованиям ГОСТ 12.1.030-81, "Правил эксплуатации (ПЭ) электроустановок потребителей" и "Правил техники безопасности (ПТБ) при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденных Главгосэнергонадзором 21.12.84 г., "Электротехнические устройства СНиП 3.05.06-85" в части раздела "Заземляющие устройства".
1.3.3. На заземления конструкций, устройств и коммуникаций, осуществляемые по условиям защиты их от электромагнитного влияния электротяги.
1.3.4. На заземления молниеотводов защиты сооружений к оборудованию тяговых подстанций от прямых ударов молнии, выполняемые в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и Руководящими указаниями по расчету зон защиты стержневых и тросовых молниеотводов.
1.4. Для электрифицируемых участков железных дорог заземление конструкций и установку защитных устройств предусматривают в проектах электрификации и осуществляют до пуска участка в эксплуатацию. Принимать в эксплуатацию электрифицированные участки до осуществления всех мер, предусмотренных проектом, запрещается.
1.5. Пояснение терминов и основных понятий, применяемых в Инструкции, приведено в Приложении 1.
1.6. Инструкция составлена так, что требования некоторых пунктов Инструкции, не содержащие указаний на род тока электрифицированных железных дорог (постоянный или переменный), распространяются на устройства независимо от рода тока.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЗЕМЛЕНИЮ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВ НА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ
2.1. Требования по обеспечению надежной работы защиты от токов короткого замыкания
в системе тягового электроснабжения
2.1.1. Контур цепи короткого замыкания должен иметь электрическое сопротивление, обеспечивающее отключение участка контактной сети с нарушенной изоляцией соответствующими фидерными выключателями тяговой подстанции, ПС, ППС.
2.1.2. Конструкции или устройства, на которые возможно попадание напряжения контактной сети вследствие нарушения изоляции или соприкосновения с проводами, должны иметь электрическое соединение с тяговой рельсовой сетью (заземление на тяговую рельсовую сеть).
2.1.3. Заземлению на тяговую рельсовую сеть подлежат все конструкции, на которых крепятся провода контактной сети или провода воздушных линий электропередачи, проложенных по опорам контактной сети, независимо от расстояния до проводов и элементов, находящихся под напряжением, а также все другие металлические сооружения, конструкции и устройства, расположенные в опасной зоне, определяемой по рис.2.1* (зона А). Для тоннелей зоны заземления конструкций определяются проектом.
_________________
* Здесь и далее, в оригинале рисунки не приводятся. - Примечание изготовителя базы данных.
2.1.4. При применении группового заземления сопротивление его троса не должно снижать ток к.з. (для наиболее удаленной от места присоединения к рельсам точки группового заземления) ниже значений, обеспечивающих надежную работу защиты от токов к.з.
2.1.5. В системе тягового электроснабжения допускается по разрешению Управления электрификации и электроснабжения (ЦЭ МПС) применение защит от токов к.з., не требующих заземления опор контактной сети и других конструкций на рельсы; при этом требования к надежности и быстродействию защиты сохраняются теми же, что и для максимальной токовой защиты.
2.1.6. Тяговая рельсовая сеть должна быть электрически непрерывной от любого участка пути до пунктов присоединения отсасывающих линий тяговых подстанций; отсасывающие линии тяговых подстанций подключают к главным путям рельсовой сети с соблюдением установленных требований по обеспечению нормальной работы рельсовых цепей.
2.1.7. От каждого участка тяговой рельсовой сети должен быть обеспечен двусторонний отвод токов путем соединения его со смежными участками пути, с рельсами параллельных путей через междупутные электрические соединители (перемычки) и т.п. Преимущественным является использование обеих рельсовых ниток пути для пропуска тяговых токов и токов к.з.
В случае невозможности обеспечения второго выхода току на смежные и параллельные пути на данном участке пути должны использоваться для пропуска тока обе рельсовые нити.
2.1.8. Запрещается включение в тяговую рельсовую сеть и в отсасывающие линии тяговых подстанций электрических аппаратов и устройств, одним из рабочих состояний которых может быть электрический разрыв цепи (разъединители, выключатели); исключение составляют случаи, когда обеспечивается несколько цепей отвода токов от участка пути или полностью исключается возможность разрыва цепи во включаемом устройстве (например, применение силовых полупроводниковых устройств с достаточной степенью дублирования).
При сближении или пересечении электрифицированных направлений, электроснабжение которых в нормальном режиме осуществляется раздельно, но предусмотрено взаимное резервирование питания, допускается в отсасывающую перемычку, объединяющую тяговые рельсовые сети обоих направлений, включать нормально разомкнутый разъединитель. Разъединитель механически или электрически блокируется с разъединителем резервного питания так, чтобы замыкание или размыкание последнего происходило при включенном положении разъединителя рельсовой сети.
Таким же способом в соответствии с Указаниями по проектированию защиты от искрообразования на сооружениях с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями при электрификации железных дорог выполняют секционирование рельсовой сети на электрифицированных путях и тупиках, с которых осуществляется слив или налив таких жидкостей.
2.1.9. Сборные неизолированные стыки тяговых рельсовых нитей оборудуют гибкими приварными медными соединителями сечением не менее 70 мм на участках постоянного тока и не менее 50 мм на участках переменного тока с поверхностью контакта в месте приварки каждого не менее 250 мм. На боковых путях станций (кроме путей со сквозным пропуском поездов), подъездных путях, малодеятельных ответвлениях участков переменного тока разрешается применять двойные приварные соединители из стального троса диаметром 6 мм каждый.
Допускаются и другие разрешенные МПС способы, обеспечивающие электрическое сопротивление рельсового стыка на участках постоянного тока не более сопротивления 3 м целого рельса при их длине 12,5 и 6 м - при большей длине и на уравнительных рельсах бесстыкового пути.
2.1.10. Двух- и многопутные электрифицированные участки оборудуют таким наибольшим количеством междупутных электрических соединителей, которое допустимо по условиям нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки или электрической централизации.
Для участков постоянного и переменного тока - в соответствии с п.6.3. Инструкции по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами, утвержденной 04.07.87 г. ЦЭ-3551 (в дальнейшем именуемой Инструкцией). Во всех случаях длина обходных шунтирующих цепей по смежным и параллельным путям и перемычкам (длина I, рис.2.2, г) независимо от длины рассматриваемой рельсовой цепи должна быть не менее 10 км. При тональных рельсовых цепях длина обходных шунтирующих цепей должна быть не менее 2 км.
На электрифицированных путях, не оборудованных рельсовыми цепями автоблокировки или электрической централизацией, устанавливают междурельсовые соединители через каждые 300 м, междупутные соединители - через каждые 600 м. Эти соединители могут быть изготовлены из стального провода диаметром не менее 12 мм (постоянный ток) и не менее 10 мм (переменный ток) или из стальной полосы 40x5 мм и прокладываться изолированно от земляного полотна и балласта.
2.1.11. Электрические тяговые соединители - междупутные, междроссельные, дроссельные, междроссельные в однониточных рельсовых цепях, стрелочные (рис.2.2) - должны быть медными и не менее чем двухпроводными, с площадью сечения каждого провода не менее 70 мм (постоянный ток) и 50 мм (переменный ток). Длина междупутной перемычки не должна быть более 100 м.
2.1.12. При использовании тяговой рельсовой сети электрифицированных путей в качестве фазы для электроснабжения нетяговых потребителей и в качестве естественного заземлителя для заземления устройств грозозащиты и защиты от электромагнитных влияний должны соблюдаться требования пп.2.1.7, 2.1.9.
2.1.13. Допускается использовать рельсовые нити неэлектрифицированных путей для заземления сооружений и конструкций, если они оборудованы стыковыми соединителями (п.2.1.9) и имеют электрическое соединение с рельсами электрифицированных путей в соответствии с п.2.1.7 Инструкции. Изоляция этих рельсовых нитей от земли на участках постоянного тока должна соответствовать требованиям Инструкции ЦЭ-3551.
2.1.14. При тональных рельсовых цепях для выравнивания потенциала рельсов и снижения влияния асимметрии тягового тока на рельсовые цепи должны устанавливаться выравнивающие (симметрирующие) дроссель-трансформаторы (дроссели): на участках постоянного тока на расстоянии не более 2 км друг от друга, как правило, 1 дроссель на блок-участок; на участках переменного тока - на расстоянии не более 3 км друг от друга.
2.2. Требования по обеспечению электробезопасности
2.2.1. Для обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала и других лиц на электрифицированных дорогах конструкции и устройства, перечисленные в п.1.1, должны быть заземлены способом, обеспечивающим отключение режима к.з. При этом напряжение на заземляемых конструкциях и устройствах не должно превышать нормируемых значений, принятых действующими нормативными документами для соответствующей продолжительности срабатывания защиты.
2.2.2. Защитному заземлению подлежат все металлические части конструкций и устройств, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.
2.2.3. Сопротивление защитного заземления не должно превышать значений, нормируемых для данного типа электроустановок.
Если на заземленных конструкциях и устройствах с помощью выравнивающих сеток и контуров обеспечиваются допустимые напряжения прикосновения, то собственное сопротивление заземляющего устройства по условиям электробезопасности не нормируется.
2.2.4. Допускается в цепь заземления включать защитные устройства, создающие разрыв цепи заземления в нормальном режиме, но обеспечивающие его замыкание при возникновении опасных напряжений на защищаемых конструкциях или устройствах, а также выполнение требований п.2.1.1. Напряжение срабатывания защитного устройства не должно превышать 1200 В.
Сооружения и конструкции на участках переменного тока, расположенные в общедоступных местах (посадочные платформы, места посадки и высадки пассажиров, не имеющих посадочных платформ, оборудованные переезды и переходы на уровне железнодорожных путей, места систематической погрузки и выгрузки, пешеходные и сигнальные мостики), заземляют только наглухо двумя проводниками. На участках постоянного тока в цепь заземления включают диодные заземлители, заземление через которые в проводящем направлении эквивалентно глухому заземлению.
2.2.5. Узлы крепления устройств контактной сети на железобетонных конструкциях (опорах, мостах), если они расположены выше 2,5 м от уровня земли или посадочной платформы, заземляют как и в необщедоступных местах (т.е. с включением при необходимости в цепь заземления защитных устройств).
2.2.6. Заземление устройств, на которых обслуживающим персоналом периодически производятся технологические операции (включение, отключение и т.п.), должно быть глухим и выполнено двумя заземляющими проводниками, видимыми на всей их длине.
2.3. Требования по обеспечению нормального функционирования рельсовых цепей автоблокировки
и электрической централизацию (СЦБ)
2.3.1. Подключение конструкций и устройств к рельсовым цепям СЦБ не должно нарушать нормального функционирования рельсовых цепей во всех режимах работы: нормальном, шунтовом, контрольном, а также в режиме автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).
2.3.2. При однониточных рельсовых цепях заземления конструкций и устройств подключают только к тяговым нитям этих цепей, при двухниточных рельсовых цепях - к средним выводам путевых (дополнительных) дроссель-трансформаторов или ближнему рельсу.
При тональных рельсовых цепях заземления, кроме того, подключают к выравнивающим дроссель-трансформаторам, специально устанавливаемым для канализации тягового тока по рельсам. Во всех случаях сопротивление сигнальному току утечки в землю через все присоединенные к дроссель-трансформатору (дроссель) или рельсу конструкции не должно быть ниже значений, приведенных в табл.2.1.
Место подключения
заземляемой конструкции
к рельсовой цепи
Сопротивление сигнальному току утечки в землю через заземляемую на рельсовую сеть конструкцию, не менее
Дроссель-трансформатор
Дроссель-трансформатор — устройство для пропуска тягового тока из одной рельсовой цепи в другую в обход изолирующих стыков на электрифицированных линиях с автоматической блокировкой.
Дроссель-трансформаторы устанавливаются на электрифицированных участках у изолирующих стыков: на перегонах — на обочине земляного полотна, на станциях — в междупутьях.
Дроссель-трансформатор представляет собой сердечник, на который наложены основная и дополнительная обмотки. Сердечник с обмотками помещён в чугунный корпус, залитый трансформаторным маслом, и закрыт крышкой с пробками для контроля уровня масла. Основная обмотка, рассчитанная на пропуск тягового тока, имеет три вывода: два крайних вывода подключают к рельсовым нитям, а третий — к среднему выводу дроссель-трансформатора смежной рельсовой цепи (РЦ). Дополнительные обмотки дроссель-трансформатора используют для подключения аппаратуры питающего и релейного концов РЦ. Поскольку эта аппаратура связана с рельсовой линией индуктивно, то уменьшается влияние постоянной составляющей тягового тока на работу РЦ. Обычно дополнительные обмотки имеют большее число витков, чем основные.
Дроссель-трансформаторы являются согласующими трансформаторами, что делает работу РЦ не зависящей от сопротивления соединительных проводов, что особенно важно при длинных РЦ.
ЦЭ-191
1.1. Инструкция распространяется на заземление:
1.1.1. Конструкций и устройств тягового электроснабжения
(стационарных и передвижных тяговых подстанций), постов
секционирования (ПС), пунктов параллельного соединения контактной
сети (ППС), пунктов группировки переключателя контактной сети
станций стыкования (ПГП), опор контактной сети, опор питающих и
отсасывающих линий, отсасывающих трансформаторов,
автотрансформаторных пунктов, установок компенсации реактивной
мощности, разъединителей, разрядников.
1.1.2. Трансформаторных подстанций нетяговых потребителей,
питаемых от линий ДПР и воздушных линий электропередачи (ВЛ)
6(10) кВ, проложенных по опорам контактной сети и находящихся в
зоне, в которой должны заземляться все металлические элементы
конструкций.
1.1.3. Искусственных сооружений, на которых установлены опоры
или находятся узлы крепления проводов контактной сети, питающих
или отсасывающих линий тягового электроснабжения, а также линий
ДПР и ВЛ 6(10) кВ, проложенных по опорам контактной сети.
1.1.4. Конструкций и устройств нетягового электроснабжения, на
которых может оказаться напряжение при падении на них проводов,
тросов или других деталей контактной сети при их повреждении
(напольные устройства СЦБ, мосты и путепроводы, прожекторные
мачты, отдельно стоящие опоры освещения, ВЛ и т.п.).
1.1.5. Линий связи, волноводов, ВЛ напряжением ниже 1000 В,
прокладываемых по опорам контактной сети.
1.1.6. Пунктов подготовки пассажирских поездов с электрическим
отоплением.
1.2. Инструкция устанавливает порядок выполнения и
технического обслуживания заземлений, конструкций и устройств,
упомянутых в п. 1.1. Инструкции*) на электрифицированных
участках постоянного и переменного тока, исходя из требований
обеспечения
___________________________________
* В дальнейшем везде при ссылках на пункты (пп.) и приложения
подразумевается настоящая Инструкция.
1.2.1. Надежной работы защиты от токов короткого замыкания
(к.з.) в устройствах электроснабжения и в системах
электроснабжения нетяговых потребителей.
1.2.2. Электробезопасности обслуживающего персонала.
1.2.3. Нормального функционирования рельсовых цепей
автоблокировки и электрической централизации.
1.2.4. Ограничения утечки тягового тока и защиты от
электрокоррозии.
1.3. Инструкция не распространяется
1.3.1. На временные заземления устройств тягового и нетягового
электроснабжения, путевого инструмента и других устройств,
устанавливаемых на период производства ремонтных работ по
соответствующим правилам техники безопасности.
1.3.2. На заземление трансформаторных подстанций,
распределительных устройств, воздушных и кабельных линий
железнодорожных нетяговых потребителей на электрифицированных
ж.д., кроме перечисленных в п. 1.1. Инструкции; их заземление
выполняется по требованиям ГОСТ 12.1.030-81, "Правил эксплуатации
(ПЭ) электроустановок потребителей" и "Правил техники безопасности
(ПТБ) при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденных
Главгосэнергонадзором 21.12. 84 г., "Электротехнические устройства
СНиП 3.05.06-85" в части раздела "Заземляющие устройства".
1.3.3. На заземления конструкций, устройств и коммуникаций,
осуществляемые по условиям защиты их от электромагнитного влияния
электротяги.
1.3.4. На заземления молниеотводов защиты сооружений к
оборудования тяговых подстанций от прямых ударов молнии,
выполняемые в соответствии с Правилами устройства электроустановок
(ПУЭ) и Руководящими указаниями по расчету зон защиты стержневых и
тросовых молниеотводов.
1.4. Для электрифицируемых участков железных дорог заземление
конструкций и установку защитных устройств предусматривают в
проектах электрификации и осуществляют до пуска участка в
эксплуатацию. Принимать в эксплуатацию электрифицированные участки
до осуществления всех мер, предусмотренных проектом, запрещается.
1.5. Пояснение терминов и основных понятий, применяемых в
Инструкции, приведено в Приложении 1 .
1.6. Инструкция составлена так, что требования некоторых
пунктов Инструкции, не содержащие указаний на род тока
электрифицированных железных дорог (постоянный или переменный),
распространяются на устройства независимо от рода тока.
2. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЗЕМЛЕНИЮ КОНСТРУКЦИЙ
И УСТРОЙСТВ НА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ
2.1. Требования по обеспечению надежной работы защиты
от токов короткого замыкания в системе
тягового электроснабжения
2.1.1. Контур цепи короткого замыкания должен иметь
электрическое сопротивление, обеспечивающее отключение участка
контактной сети с нарушенной изоляцией соответствующими фидерными
выключателями тяговой подстанции, ПС, ППС.
2.1.2. Конструкции или устройства, на которые возможно
попадание напряжения контактной сети вследствие нарушения изоляции
или соприкосновения с проводами, должны иметь электрическое
соединение с тяговой рельсовой сетью (заземление на тяговую
рельсовую сеть).
2.1.3. Заземлению на тяговую рельсовую сеть подлежат все
конструкции, на которых крепятся провода контактной сети или
провода воздушных линий электропередачи, проложенных по опорам
контактной сети, независимо от расстояния до проводов и элементов,
находящихся под напряжением, а также все другие металлические
сооружения, конструкции и устройства, расположенные в опасной
зоне, определяемой по рис. 2.1 (зона А). Для тоннелей зоны
заземления конструкций определяются проектом.
2.1.4. При применении группового заземления сопротивление его
троса не должно снижать ток к.з. (для наиболее удаленной от места
присоединения к рельсам точки группового заземления) ниже
значений, обеспечивающих надежную работу защиты от токов к.з.
2.1.5. В системе тягового электроснабжения допускается по
разрешению Управления электрификации и электроснабжения (ЦЭ МПС)
применение защит от токов к.з., не требующих заземления опор
контактной сети и других конструкций на рельсы; при этом
требования к надежности и быстродействию защиты сохраняются теми
же, что и для максимальной токовой защиты.
2.1.6. Тяговая рельсовая сеть должна быть электрически
непрерывной от любого участка пути до пунктов присоединения
отсасывающих линий тяговых подстанций; отсасывающие линии тяговых
подстанций подключают к главным путям рельсовой сети с соблюдением
установленных требований по обеспечению нормальной работы
рельсовых цепей.
2.1.7. От каждого участка тяговой рельсовой сети должен быть
обеспечен двусторонний отвод токов путем соединения его со
смежными участками пути, с рельсами параллельных путей через
междупутные электрические соединители (перемычки) и т.п.
Преимущественным является использование обеих рельсовых ниток пути
для пропуска тяговых токов и токов к.з.
В случае невозможности обеспечения второго выхода току на
смежные и параллельные пути на данном участке пути должны
использоваться для пропуска тока обе рельсовые нити.
2.1.8. Запрещается включение в тяговую рельсовую сеть и в
отсасывающие линии тяговых подстанций электрических аппаратов и
устройств, одним из рабочих состояний которых может быть
электрический разрыв цепи (разъединители, выключатели); исключение
составляют случаи, когда обеспечивается несколько цепей отвода
токов от участка пути или полностью исключается возможность
разрыва цепи во включаемом устройстве (например, применение
силовых полупроводниковых устройств с достаточной степенью
дублирования).
При сближении или пересечении электрифицированных направлений,
электроснабжение которых в нормальном режиме осуществляется
раздельно, но предусмотрено взаимное резервирование питания,
допускается в отсасывающую перемычку, объединяющую тяговые
рельсовые сети обоих направлений, включать нормально разомкнутый
разъединитель. Разъединитель механически или электрически
блокируется с разъединителем резервного питания так, чтобы
замыкание или размыкание последнего происходило при включенном
положении разъединителя рельсовой сети.
Таким же способом в соответствии с Указаниями по
проектированию защиты от искрообразования на сооружениях с
легковоспламеняющимися и горючими жидкостями при электрификации
железных дорог выполняют секционирование рельсовой сети на
электрифицированных путях и тупиках, с которых осуществляется слив
или налив таких жидкостей.
2.1.9. Сборные неизолированные стыки тяговых рельсовых нитей
оборудуют гибкими приварными медными соединителями сечением не
менее 70 кв.мм на участках постоянного тока и не менее 50 кв.мм на
участках переменного тока с поверхностью контакта в месте приварки
каждого не менее 250 кв.мм . На боковых путях станций (кроме путей
со сквозным пропуском поездов), подъездных путях, малодеятельных
ответвлениях участков переменного тока разрешается применять
двойные приварные соединители из стального троса диаметром 6 мм
каждый.
Допускаются и другие разрешенные МПС способы, обеспечивающие
электрическое сопротивление рельсового стыка на участках
постоянного тока не более сопротивления 3 м целого рельса при их
длине 12,5 и 6 м - при большей длине и на уравнительных рельсах
бесстыкового пути.
2.1.10. Двух- и многопутные электрифицированные участки
оборудуют таким наибольшим количеством междупутных электрических
соединителей, которое допустимо по условиям нормального
функционирования рельсовых цепей автоблокировки или электрической
централизации.
Для участков постоянного и переменного тока - в соответствии с
п. 6.3. Инструкции по защите железнодорожных подземных сооружений
от коррозии блуждающими токами, утвержденной 04.07.87 г. ЦЭ-3551
(в дальнейшем именуемой Инструкцией). Во всех случаях длина
обходных шунтирующих цепей по смежным и параллельным путям и
перемычкам (длина l, рис. 2.2, г) независимо от длины
рассматриваемой рельсовой цепи должна быть не менее 10 км. При
тональных рельсовых цепях длина обходных шунтирующих цепей должна
быть не менее 2-х км.
На электрифицированных путях, не оборудованных рельсовыми
цепями автоблокировки или электрической централизацией,
устанавливают междурельсовые соединители через каждые 300 м,
междупутные соединители - через каждые 600 м. Эти соединители
могут быть изготовлены из стального провода диаметром не менее 12
мм (постоянный ток) и не менее 10 мм (переменный ток) или из
стальной полосы 40x5 мм и прокладываться изолированно от земляного
полотна и балласта.
2.1.11. Электрические тяговые соединители - междупутные,
междроссельные, дроссельные, междроссельные в однониточных
рельсовых цепях, стрелочные (рис. 2.2) - должны быть медными и не
менее чем двухпроводными, с площадью сечения каждого провода не
менее 70 кв.мм (постоянный ток) и 50 кв.мм (переменный ток). Длина
междупутной перемычки не должна быть более 100 м.
2.1.12. При использовании тяговой рельсовой сети
электрифицированных путей в качестве фазы для электроснабжения
нетяговых потребителей и в качестве естественного заземлителя для
заземления устройств грозозащиты и защиты от электромагнитных
влияний должны соблюдаться требования пп. 2.1.7, 2.1.9.
2.1.13. Допускается использовать рельсовые нити
неэлектрифицированных путей для заземления сооружений и
конструкций, если они оборудованы стыковыми соединителями (п.
2.1.9 ) и имеют электрическое соединение с рельсами
электрифицированных путей в соответствии с п. 2.1.7 Инструкции.
Изоляция этих рельсовых нитей от земли на участках постоянного
тока должна соответствовать требованиям Инструкции ЦЭ-3551 .
2.1.14. При тональных рельсовых цепях для выравнивания
потенциала рельсов и снижения влияния асимметрии тягового тока на
рельсовые цепи должны устанавливаться выравнивающие
(симметрирующие) дроссель-трансформаторы (дроссели): на участках
постоянного тока на расстоянии не более 2-х км друг от друга, как
правило 1 дроссель на блок-участок; на участках переменного тока -
на расстоянии не более 3-х км друг от друга.
2.2. Требования по обеспечению электробезопасности
2.2.1. Для обеспечения электробезопасности обслуживающего
персонала и других лиц на электрифицированных дорогах конструкции
и устройства, перечисленные в п. 1.1 , должны быть заземлены
способом, обеспечивающим отключение режима к.з. При этом
напряжение на заземляемых конструкциях и устройствах не должно
превышать нормируемых значений, принятых действующими нормативными
документами для соответствующей продолжительности срабатывания
защиты.
2.2.2. Защитному заземлению подлежат все металлические части
конструкций и устройств, доступные для прикосновения человека и не
имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.
2.2.3. Сопротивление защитного заземления не должно превышать
значений, нормируемых для данного тина электроустановок.
Если на заземленных конструкциях и устройствах с помощью
выравнивающих сеток и контуров обеспечиваются допустимые
напряжения прикосновения, то собственное сопротивление
заземляющего устройства по условиям электробезопасности не
нормируется.
2.2.4. Допускается в цепь заземления включать защитные
устройства, создающие разрыв цепи заземления в нормальном режиме,
но обеспечивающие его замыкание при возникновении опасных
напряжений на защищаемых конструкциях или устройствах, а также
выполнение требований п. 2.1.1. Напряжение срабатывания
защитного устройства не должно превышать 1200 В.
Сооружения и конструкции на участках переменного тока,
расположенные в общедоступных местах (посадочные платформы, места
посадки и высадки пассажиров, не имеющих посадочных платформ,
оборудованные переезды и переходы на уровне железнодорожных путей,
места систематической погрузки и выгрузки, пешеходные и сигнальные
мостики), заземляют только наглухо двумя проводниками. На участках
постоянного тока в цепь заземления включают диодные заземлители,
заземление через которые в проводящем направлении эквивалентно
глухому заземлению.
2.2.5. Узлы крепления устройств контактной сети на
железобетонных конструкциях (опорах, мостах), если они расположены
выше 2,5 м от уровня земли или посадочной платформы, заземляют как
и в необщедоступных местах (т.е. с включением при необходимости в
цепь заземления защитных устройств).
2.2.6. Заземление устройств, на которых обслуживающим
персоналом периодически производятся технологические операции
(включение, отключение и т.п.), должно быть глухим и выполнено
двумя заземляющими проводниками, видимыми на всей их длине.
Дроссель-трансформаторы на ЖД: устройство и работа
Дроссель-трансформатор — прибор, обеспечивающий прохождение тягового тока в обход изолирующего стыка.
Устройство ДТ представляет собой Ш-образный сердечник с ярмом, изготовленные из электротехнической стали. Основная и дополнительная обмотки располагаются на среднем стержне сердечника. Вся конструкция помещёна в чугунный корпус, заполненный трансформаторным маслом и закрытый крышкой. На крышке имеются пробки, через которые осуществляется контроль уровня масла.
В устройстве ДТ для участков с электротягой постоянного тока между ярмом и сердечником предусмотрена гетинаксовая пластина, обеспечивающая немагнитный (воздушный) зазор в магнитной цепи ДТ.
Основная обмотка (ОО) рассчитана на прохождение тягового тока и имеет 3 вывода, 2 из которых (крайние) подключаются к рельсовым линиям. Средний вывод подключается к среднему же выводу ДТ смежной РЦ.
Дополнительные обмотки (ДО) ДТ обеспечивают подключение приборов релейного и питающего концов РЦ. А так как эти приборы соединены с рельсовой линией индуктивно, снижается воздействие на работу РЦ постоянной составляющей тягового тока. Как правило, число витков в дополнительных обмотках больше количества витков в основных обмотках.
Дроссель-трансформатор: принцип работы
Дроссель-трансформаторы — согласующие трансформаторы, что обеспечивает независимость работы рельсовой цепи от величины сопротивления соединительных проводов. Это особенно ценно при длинных РЦ.
Принцип работы ДТ заключается в следующем: часть тягового тока Iт1, проходя по одному из рельсов, оказывается в одной полуобмотке ДТ. В это время другая часть тягового тока Iт2 течёт через вторую полуобмотку ДТ. Через перемычку суммарный ток Iт1+ Iт2 попадает в среднюю точку ОО смежного ДТ и, разделившись на 2 части, проходит по рельсовым нитям соседней РЦ.
Создаваемые токами, протекающими в полуобмотках, потоки направлены в разные стороны. По этой причине при Iт1= Iт2 разностный поток в сердечнике ДТ=0. В результате в ДО тяговый ток не наводит электродвижущую силу (ЭДС).
Сигнальный ток от источника питания рельсовой цепи попадает в обмотку реле так: ДО ДТ на питающем конце обтекается сигнальным переменным током. Это создаёт в сердечнике переменный магнитный поток, под воздействием которого в ОО индуктируется переменная ЭДС.
Это, в свою очередь, приводит к возникновению в рельсовой линии сигнального тока Iс, который, проходя через ОО релейного ДТ, индуктирует в его ДО ЭДС. Под действием этой силы происходит срабатывание путевого реле И (в приведённой схеме РЦ — импульсное реле переменного тока). При этом сам ДТ на питающем конце РЦ выполняет роль понижающего, а на релейном — повышающего (токи Iс и Iт должны быть разными по частоте).
Читайте также: