Заземление, грозазащита. Защита устройств автоматики, телемеханики и связи от атмосферных перенапряжений
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Защита устройств автоматики, телемеханики и связи от атмосферных перенапряжений Кабельные вставки и линейные трансформаторы. Для того чтобы обеспечить эффективную грозозащиту устройств СЦБ, необходимо прежде всего отвести в землю токи молнии, возникающие в низковольтных силовых цепях напряжением 110/220 В, в линейных сигнальных и рельсовых цепях. Для этого предусматриваются разрядники, которые включаются между проводом и землей. При этом потенциал в точке отвода токов молнии (провод — земля) должен быть на 25-40% ниже импульсной электрической прочности изоляции защищаемых устройств. Кабельные вставки в воздушную высоковольтно-сигнальную линию СЦБ защищают от атмосферных перенапряжений вентильными разрядниками FV типа РВП независимо от ее длины по обоим концам стыка кабеля и линии (рис. 123). Заземляемые выводы разрядников, муфту, броню и оболочку кабеля на каждом конце соединяют друг с другом и присоединяют к заземлению высокого напряжения. При воздействии прямых или косвенных разрядов молнии и срабатывании разрядников жила кабеля приобретает потенциал, равный сумме падений напряжения на сопротивлении заземлителя и на нелинейном сопротивлении разрядника. Поскольку заземлитель присоединен также к оболочке и броне кабеля, разность потенциалов между жилой и оболочкой кабеля будет равна остающемуся напряжению разрядника (33—55 кВ), которое значительно ниже импульсной электрической прочности изоляции кабеля. Одновременно при срабатывании разрядника жила соединяется с оболочкой кабеля, и они будут находиться почти под одинаковым потенциалом по отношению к земле. При прямом ударе молнии кабельная вставка длиной 100 м с включенными с обоих кондов разрядниками снижает атмосферные перенапряжения в 15-25 раз.   Линейные трансформаторы типа ОМ, от которых питаются перегонные и станционные сигнальные установки, а также освещаются служебные помещения, защищают от атмосферных перенапряжений по трехточечной системе (рис. 124). Причиной повреждения линейного трансформатора ЛT является не абсолютный потенциал, под котором он может находиться при грозовых разрядах, а разность потенциалов, возникающая в данный момент на отдельных его элементах, а именно: между первичной (точка 1) и вторичной (точка 3) обмотками трансформатора, а также между одной из обмоток (точка 1 или 3) и металлическим корпусом (точка 2). Если на указанных элементах трансформатора ЛT потенциал будет возрастать одновременно до одного и того же значения, то разность потенциалов между обмотками по отношению друг к другу, а также между каждой обмоткой и металлическим кожухом трансформатора будет равна нулю. При этом, несмотря на высокий потенциал, трансформатор повреждаться не будет. Основными элементами такой защиты являются разрядники типа РВП, пробивной предохранитель F типа ПП/А-3 и заземлитель, с помощью которого заземляют разрядники и кожух линейного трансформатора. Сущность трехточечной системы защиты заключается в следующем. Волна атмосферного перенапряжения, набегающая с линии, вызывает срабатывание разрядников FV типа РВП. В результате амплитуда волны срезается до напряжения, равного импульсному разрядному напряжению искровых промежутков разрядников (до 50 кВ в разрядниках типа РВП-10), а токи молнии, обусловленные атмосферными перенапряжениями, отводятся с провода в землю. Вторичные силовые цепи напряжением 110/220 В защищают от атмосферных перенапряжений низковольтными вентильными разрядниками типа РВНШ-250, установленными в релейных шкафах. Для защиты трансформатора типа ОМ от опасных токов перегрузки в силовую цепь напряжением 110/220 В включают (на зажимы ОХ) низковольтные автоматические выключатели типа АВМ-1 с номинальным током, равным номинальному току трансформатора ОМ. Автоматические выключатели типа АВМ-1 устанавливают в кабельных ящиках. Устройства электрической централизации. Защита этих устройств также основана на выравнивании потенциалов между токоведущими частями приборов и заземленного оборудования, на которое происходит разряд молнии. На постах электрической централизации с центральными зависимостями в силовые цепи напряжением 380/220 В в питающие фидеры включают вентильные разрядники FV типа РВН-500 по схемам, которые приведены на рис. 130. Разрядники FV устанавливают на линейном вводе каждого питающего фидера, при этом зажимы для заземления разрядников присоединяют к общему контуру заземления постового оборудования. В служебных помещениях ДСП в силовые цепи напряжением 110/220 В и линейные цепи, если они выполнены на всем протяжении не кабелем, включают вентильные разрядники FV типа РВНШ-250 по схеме рис. 131. В качестве заземлителя разрядников используют общий контур защитного заземления устройств СЦБ и связи. На входных и перегонных сигнальных установках предусматривают защиту от перенапряжений приборов, включенных в воздушные линейные цепи, силовые цепи напряжением 110/220 В и в рельсовые цепи. На выходных и других станционных сигнальных установках, если линейные сигнальные цепи каблированы на всем протяжении, разрядники и выравниватели включают в силовые цепи напряжением 110/220 В и в рельсовые цепи.  Под запись. Самыми распространёнными средствами защиты от перенапряжений приборов перегонной сигнальной установки автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации являются вентильные разрядники типа РВНШ-250 или РВН-250. Разрядник РВН-250 предназначен для защиты от перенапряжений электрических цепей аппаратуры автоматики с рабочим напряжением до 250 В и обеспечивает мгновенное гашение дуги сопровождающего тока. Разрядник штепсельный РВНШ-250 предназначен для защиты от перенапряжений электрических цепей аппаратуры автоматики с рабочим напряжением до 360 В и обеспечивает мгновенное гашение дуги сопровождающего тока. Более поздняя разработка это разрядники РКН-600 предназначенные для замены разрядников типа РВНШ-250 в цепях защиты вводов питания и цепях ввода-вывода. Он предназначен для защиты изоляции переменного тока с напряжением от 0 до 250 В и постоянного тока с напряжением от 0 до 120 В в устройствах автоматики от импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов и коммутационных процессов в линиях электропитания. С 1989 года промышленностью выпускаются устройства УЗТ и устанавливаются взамен разрядников типа РВНШ-250. Устройства защиты тиристорные типов УЗТ-1 и УЗТ-2 предназначены для защиты аппаратуры электрических цепей переменного тока с частотой до 75 Гц и рабочим напряжением до 220 В (УЗТ-1) либо до 60 В (УЗТ-2) от коммутационных перенапряжений, возникающих на аппаратуре рельсовых цепей при аварийных режимах работы тяговой сети. Для защиты от перенапряжений полупроводниковой аппаратуры СЦБ предназначены выравниватели разных типов. С 1973 года выпускаются керамические выравниватели типа ВК-10. Выравниватели ВОЦШ-220 и ВОЦШ-110 предназначены для защиты от перенапряжений полупроводниковой аппаратуры СЦБ и связи в электрических цепях с номинальным напряжением 220 и 110 В переменного тока частотой 50 Гц. Выравниватели типа ВОЦН-24 и ВОЦН-36 пришли на смену выравнивателям ВОЦШ-220 и ВОЦШ-110 и предназначены для защиты аппаратуры рельсовых цепей на участках с автономной тягой и другой низковольтной аппаратуры от импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов и коммутационных процессов в контактной сети электрифицированных железных дорог выравниватели и разрядники выносятся из релейного шкафа и размещаются в отдельно стоящем путевом ящике. Такой способ помог повысить защищённость сигнальных точек автоблокировки на участках повышенной грозовой активности на 30%.  Одним из современных и эффективных средств защиты является защитный фильтр ЗФ-220, который устанавливается не в релейном шкафу, а в специальном кабельном ящике на опоре. По сравнению с распространенными элементами защиты от перенапряжений выравнивателей ВОЦШ и разрядников РВНШ защитный фильтр ЗФ-220 имеет более низкий порог срабатывания, меньшее значение остаточного напряжения и в своем составе содержит более энергоемкие элементы защиты, что обеспечивает большую надежность помехозащищенность аппаратуры СЦБ. Защитный фильтр ЗФ-220 имеет встроенные средства обогрева, что обеспечивает стабильность характеристик при низких значениях температуры окружающей среды. Защитный фильтр ЗФ-220М содержит счетчик выработки ресурса защитных элементов, что позволяет дистанционно контролировать ресурс элементов защиты средствами диспетчерского контроля, либо по органам индикации на корпусе блока.  Аппаратура «БАРЬЕР-АБЧК» - современное и эффективное средство защиты, которое включается в разрыв внешних цепей сигнальной установки и защищающее устройства автоблокировки от импульсных помех, проникающих со стороны источников электропитания, рельсовых и линейных цепей. Аппаратура защиты «БАРЬЕР-АБЧК» имеет средства контроля срабатывания защиты, вычисления ресурса и передачу сигнала о необходимости замены защитных элементов (80% ресурса) в аппаратуру диспетчерского контроля. Аппаратура «БАРЬЕР-АБЧК» устанавливается на боковой стенке перегонного релейного шкафа с внешней стороны. Аппаратура защиты «БАРЬЕР-АБЧК» выпускается в трёх исполнениях «БАРЬЕР-АБЧК-1», «БАРЬЕР-АБЧК-2», «БАРЬЕР-АБЧК-3». Аппаратура «БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2» предназначена для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений устройств числовой кодовой автоблокировки и переездной сигнализации. Аппаратура защиты имеет средства контроля срабатывания защиты, вычисления ресурса и передачи сигнала о необходимости замены защитных элементов в аппаратуру диспетчерского контроля, размещается в шкафу аппаратуры защиты. Отличительные особенности «БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2» заключаются лишь в способе их подключения к электрическим цепям релейного шкафа. Подключение входных цепей блоков защиты «БАРЬЕР-АБЧК-1» в релейном шкафу производится на клеммы, на которые разделаны вводы кабелей релейного шкафа. При этом монтажные провода, увязанные в жгут из шкафа «БАРЬЕР-АБЧК-1» в релейный шкаф автоблокировки передаются через специальное отверстие. Шкаф аппаратуры «БАРЬЕР-АБЧК-2» в свою очередь установлен на отдельной стойке для релейных шкафов, а сообщение между шкафами организуется посредством сигнально-блокировочного кабеля, уложенного в земле и вводимого через защитные трубы. Аппаратура «БАРЬЕР-АБЧК-3» предназначена для установки на внутренней стенке задней двери релейного шкафа, а в целом функции этой аппаратуры идентичны «БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2». Устройства заземлении, грозозащиты и защиты от перенапряжений. Центральный пост МПЦ (ЦП) и микропроцессорные посты в горловинах (МОК) располагаются не ближе 5 м от контактного провода для исключения возможности падения на них контактного провода, что позволяет не заземлять конструкции этих зданий и сооружений на рельс, а использовать индивидуальные контура защитного заземления. Не допускается использование одного контура для разных зданий, расположенных друг от друга на расстоянии более 25 метров. Сопротивление контура защитного заземления, для постового оборудования и МОК с электронным оборудованием системы Ebilock - 950, должно быть не более 5 Ом. На внешней стороне здания устанавливается медная шина сечением не менее 50мм2, к которой подключается контур защитного заземления, щиток трёх земель, установленный внутри здания и заземляемая броня кабелей. Контур защитного заземления соединяется с шиной медным проводником сечением не менее 50мм2. Щиток трёх земель, если предусмотрен проектом, соединяется с шиной медным проводником сечением не менее 50мм2. От щитка трёх земель внутри помещения прокладывается заземляющая магистраль из медной шины сечением не менее 50мм2, к которой присоединяются отдельными медными проводниками сечением не менее 25мм2 релейные и кроссовые стативы, шкафы с объектными контроллерами, шкаф с ПМЦ, щиты электропитания, дизель-генератор, устройства автоматики дизель-генератора, ЩВПУ и другие устройства, требующие заземления. Сопротивление каждого проводника должно быть не более 0,1 Ом. Заземлённая нейтраль (до изолирующего трансформатора) заземляется только на контур защитного заземления трансформаторной подстанции и на ЩВП. По требованиям электромагнитной совместимости при включении электронного оборудования необходимо при монтаже бронированного кабеля выполнить условия, перечисленные ниже: внутри помещения кабель укладывается без брони. Перед вводом в помещение броня с кабеля снимается в приямке, находящемся с наружной стороны помещения. Концы брони всех кабелей перепаиваются в приямке и соединяются с внешней шиной заземления согласно правилам ПР 32 ЦШ 10.01-95. На противоположном конце кабеля броня изолируется; внешняя шина заземления – изготавливается из медного проводника сечением 50 мм2 и располагается с наружной стороны здания над землей рядом с приямком; броня силовых питающих кабелей между КТП и центральным постом МПЦ заземляется с одной стороны (у КТП), со стороны поста МПЦ изолируется; напольные силовые кабели с обоих концов должны быть защищены разрядниками; броня силовых питающих кабелей между центральным постом МПЦ и модулями объектных контроллеров (МОК), расположенными в горловинах, заземляется с одного конца (например, со стороны МПЦ, а со стороны МОК изолируется); броня кабеля петли связи заземляется с одного конца (например, между центральным постом МПЦ и МОК заземляется со стороны МПЦ, со стороны МОК изолируется); броня кабеля петли связи между разными МОК заземляется у одного МОК, а у другого МОК изолируется; броня сигнально-блокировочного кабеля между МОК и напольными устройствами заземляется со стороны здания, со стороны напольных устройств изолируется; кабели с броней, заземлённые по разной схеме, не должны касаться друг друга. Экран кабеля петли связи заводится внутрь помещения. На одном конце кабеля между зданиями экран через разрядник соединяется с внутренним контуром заземления, а на другом конце кабеля через разрядник и параллельно подключенный к нему конденсатор - с внутренним контуром заземления. Заземление экрана кабеля внутри помещения производится с одной стороны. Длина неэкранированной части кабеля связи должна быть не более 5см. |