Главная >> СЦБ и управление >> Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ

Защита рельсовых цепей от посторонних источников тока - Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ

Оглавление
Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ
Анализ отказов устройств СЦБ
Факторы, влияющие на надежность устройств в процессе эксплуатации
Методы поиска отказов
Методы сокращения времени поиска причины отказов
Методика построения информационных диаграмм поиска причины отказов
Особенности поиска причины перемежающихся отказов
Изучение технологии поиска причины отказов с использованием тренажеров
Классификация средств технического диагностирования
Системы телеконтроля
Характерные отказы РЗА и способы их предупреждения
Отказы РЗА вследствие обмерзания
Отказы штепсельных соединений и способы их предупреждения
Отказы конденсаторов и способы их предупреждения
Отказы резисторов и способы их предупреждения
Отказы предохранителей и способы их предупреждения
Отказы светофоров и способы их предупреждения
Отказы кабелей и способы их предупреждения
Работы в охранных зонах кабельных линий
Учет, сбора и анализ информации о повреждениях кабелей
Определение места повреждения кабеля
Определение изоляции монтажа кабеля
Отыскание места заземления в монтаже кабеля
Грозовые и коммутационные перенапряжения
Анализ отказов и повышение надежности рельсовых цепей
Поиск причины отказов рельсовых цепей
Обрыв или повышение сопротивления в рельсовой цепи
Короткое замыкание или понижение сопротивления изоляции рельсовой цепи
Регулировка и измерение напряжения рельсовых цепей
Защита рельсовых цепей от посторонних источников тока
Меры по повышению надежности напольных устройств АЛСН
Временные параметры устройств АЛСН и трансмиттерные реле
Измерение временных параметров кодовых импульсов устройств АЛСН
Помехи от ЛЭП устройствам АЛСН
Отказы локомотивных устройств АЛСН и технология их поиска
Контроль за состоянием устройств электрической централизации и фиксация отказов
Поиск и устранение причин отказов централизованных стрелок
Повышение надежности работы схем управления стрелкой
Поиск причин отказов в аппаратуре диспетчерской централизации системы Нева
Поиск причин отказов на линейном пункте системы Нева
Поиск причин отказов на центральном посту системы Нева
Контроль за состоянием кодовой линии и ее резервирование

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.

Низковольтные линии электропередачи и осветительные сети могут оказывать мешающее и опасное влияние на рельсовые цепи на электрифицированных участках и участках с автономной тягой. Известны случаи, когда кабельная линия с напряжением 380 В, проходящая вдоль рельсовой цепи с одноэлементным путевым реле, явилась причиной ее ложной свободности. Такая ситуация может возникнуть, если нулевой провод этой линии заземлен в ее начале и в конце и в то же время находится в обрыве.
К тому же результату может привести исправная кабельная или воздушная линия, у которой обратным проводом служит земля. При этом разность потенциалов между началом и концом нулевого провода оказывается приложенной к рельсовой цепи, что при известных условиях может привести к ложной занятости или ложной свободности.
Учитывая это, рельсовые цепи непрерывного типа с одноэлементными путевыми реле, как правило, вновь не проектируют.
Для защиты рельсовых цепей от влияния посторонних токов требуется прежде всего не допускать появления асимметрии и следить за качеством изоляции рельсов от заземленных металлических конструкций. Способы измерения асимметрии рельсовой цепи были рассмотрены выше. Изоляция рельсовых цепей от заземленных металлических конструкций сводится прежде всего к изоляции металлической брони кабеля от корпусов релейных шкафов и светофоров, которые на электрифицированных участках соединяются с рельсом. Неполная изоляция брони кабеля от заземленной на рельс конструкции может привести к тому, что в месте касания за счет переходного сопротивления выделяется большое количество тепла, что приводит к прямому прожогу кабеля. То же самое происходит в месте касания защитных металлических оболочек кабеля между собой. При достижении тока 50 А возможны не только прожог защитной брони, но и плавление джутового покрытия и полиэтиленовой оболочки.
Так как технология разделки кабелей в муфтах, шкафах и стаканах светофоров не полностью гарантирует их изоляцию, наиболее надежным средством защиты является снятие бронеленты с кабеля ниже того места, где он вводится в отверстие муфты или светофора релейного шкафа.
Хорошим средством защиты является соединение релейных шкафов и светофоров с рельсами через искровые промежутки. При этом не только аппаратура рельсовой цепи и кабеля защищены от повреждений, но и предотвращается разрушение железобетонных фундаментов от воздействия электрокоррозии. Однако релейный шкаф, присоединенный к рельсу через искровой промежуток, должен одновременно по условиям техники безопасности иметь непосредственное защитное заземление.
Опасное и мешающее влияния на рельсовую цепь могут быть результатом отсутствия изоляции брони осветительного кабеля или кабеля дистанционного управления разъединителями контактной сети, подвешенного на контактной опоре. Поэтому состояние таких кабелей должно систематически контролироваться.
Изоляция металлических оболочек и бронелент кабелей от металлических конструкций, заземленных на среднюю точку дроссель-трансформатора или рельсов, а также изоляция корпусов путевых ящиков, кабельных стоек, муфт УКМ, УПМ и дроссель-трансформаторов от перемычек, включенных в рельсы, проверяются вольтметром или амперметром. Вольтметром изоляция проверяется при условии возможности подключения прибора к металлической оболочке или бронеленте кабеля, а при отсутствии возможности подключения проверка выполняется амперметром. При электротяге постоянного тока вольтметр и амперметр должны быть постоянного тока.
Для проверки изоляции металлических оболочек и бронелент кабеля от корпуса релейного шкафа необходимо вольтметром на пределах 30 или 15 В (в зависимости от потенциала) измерить напряжение между проверяемым кабелем и корпусом релейного шкафа. Если измеренное напряжение будет около 1 В и более, то изоляция в норме. Если же измеренное напряжение будет менее 1 В, то необходимо провести дополнительные измерения между кабелем и землей, корпусом релейного шкафа и землей. При этом заземление не должно иметь металлического контакта с обследуемыми кабелями и релейным шкафом. После измерений надо сравнить измеренные значения напряжений. Если потенциалы "кабель-земля", "релейный шкаф-земля" будут примерно равны, но значительно выше на несколько вольт, чем потенциал "кабель-шкаф", следовательно, изоляция между металлической оболочкой или броне- лентой кабеля и релейным шкафом повреждена (имеется металлический контакт).
Изоляция корпусов путевых ящиков (трансформаторных, релейных), кабельных стоек, муфт УКМ, УПМ и дроссель-трансформаторов от перемычек, включенных в рельсы, проверяется измерением напряжений между корпусом и перемычкой. Если потенциал "корпус-перемычка" будет более 1 В, то изоляция в норме. Если же этот потенциал равен нулю или 0,1—0,2 В, а потенциалы "перемычка-земля" и "корпус—земля" равны между собой (несколько вольт), то, следовательно, изоляция нарушена. Измерения проводятся по отношению к каждой перемычке, включенной в рельс.
Наличие изоляции между броней кабеля и металлической конструкцией, заземленной наглухо на рельс (релейный шкаф, светофор и т. п.), амперметром проверяют в тех случаях, когда нет возможности непосредственно подключиться к бронеленте кабеля. Для этого первоначально следует убедиться в том, что есть напряжение между рельсом или средней точкой дроссель-трансформатора и землей.
Если измеряется потенциал "рельс—земля", то в цепь между заземляющим проводом и рельсом включается амперметр с пределами измерения 10 Л и более. Если в течение нескольких минут при нормальном движении электропоездов стрелка прибора не отклоняется, то нужно переключить прибор на более чувствительные пределы измерения. При наличии сообщения кабеля с рельсом ток в цепи всегда будет более 50- 100 мА.
Электрический контакт между проводником от вольтметра и землей достигается с помощью стального электрода, вводимого вручную в землю. Диаметр электрода 10-12 мм, длина прямолинейной (рабочей) части около 50 см, а общая длина заготовки (включая часть, загнутую в виде ручки, служащей для введения в землю, вынимания из земли и для переноски) примерно 70 см. У самого конца ручки стержень расплющен, в нем просверлено отверстие и вставлен болт с гайками и барашком для присоединения проводника.

Для защиты рельсовых цепей на участках с электротягой постоянного тока от мешающих и опасных воздействий постоянных источников электроэнергии необходимо соблюдать ряд специальных технических требований. Рельсы на металлических и железобетонных мостах должны быть уложены электрически изолированно от ферм мостов, от бетона и арматуры. Рельсы на переездах не должны иметь сообщения с землей. Конструкции и корпуса установок, соединенные наглухо с рельсами, не могут быть заземлены дополнительно. Стрелочные электроприводы, элементы обдува и обогрева стрелок, связанные металлически с рельсами, должны быть изолированы от земли, а также от подходящих к ним трубопроводов и кабелей.
Отсасывающие линии при двухниточных рельсовых цепях должны присоединяться к средним точкам дроссель-трансформаторов. При наличии нескольких электрифицированных путей средние точки дроссель- трансформаторов, установленных на этих путях в районе отсоса, должны быть объединены поперечным соединителем. Проводники, соединяющие рельсовую нить с отсасывающей линией, прокладывают изолированно от земли, причем изоляция должна выдержать напряжение до 1000 В.
Там, где продолжают эксплуатироваться однониточные рельсовые цепи, отсасывающие линии должны присоединяться к электротяговым рельсовым нитям всех электрифицированных путей. Для исключения повышенного потенциала между рельсами и фермами мостов все металлические искусственные сооружения заземляют на рельс только с одной стороны двойным проводником сечением не менее 90 мм2. Заземление выполняют без искровых промежутков на среднюю точку дроссель- трансформатора, установленного на расстоянии не более 100 м от крайней фермы. Если мост имеет несколько ферм, то их соединяют между собой медными соединителями сечением также не менее 90 мм2. Все приборы освещения, осветительные и другие провода, проложенные на мостах, должны быть закреплены на деревянных кронштейнах и изолированы от ферм мостов с испытательным напряжением не менее 1000 В.
Электрическая прочность изоляции 1000 В должна быть также у прожекторов и светильников, установленных на опорах контактной сети. Проложенный по металлическим опорам контактной сети осветительный кабель должен быть изолирован от опоры. Для этого на высоте 2,5 м от земли броня должна быть снята, а для защиты от механических повреждений установлен деревянный щит.
Большую опасность представляет собой нулевой провод осветительной сети с глухозаземленной нейтралью, если эта цепь проходит по опорам контактной сети. Фактически потенциал нулевого провода прикладывается в точке его заземления к рельсовой цепи. При пробое изоляции или обрыве хотя бы одного фазного провода в рельсовую цепь может попасть напряжение осветительной линии и вызвать подпитку одноэлементного путевого реле. Поэтому для обеспечения нормальной работы рельсовых цепей нулевой провод осветительных линий, проходящий по опорам контактной сети, не должен иметь повторных заземлений. Для предупреждения связи нулевого провода осветительной линии, проходящей по опорам контактной сети, с нулевыми проводами других линий, отходящих от того же пункта питания, вывод четырехпроводной линии наружного освещения должен быть оборудован четырехполюсным отключающим аппаратом, один полюс которого используется для разрыва нулевого провода.
Ряд требований предъявляется к защите рельсовых цепей и на неэлектрифицированных участках. На таких участках при наличии рельсовых цепей запрещается соединять любые металлические сооружения с рельсами. Подземные металлические сооружения (трубы, оболочки кабелей и др.) также не должны касаться рельсов. При наличии на станции рельсовых цепей, работающих на частоте 50 Гц, не допускается использование земли или голого проводника в земле в качестве обратного провода электросети.
Специальные меры защиты применяют на станциях, оборудованных рельсовыми цепями, но имеющими ручные стрелки с освещаемыми стрелочными указателями. Осветительные лампы стрелочных указателей должны питаться от индивидуального трансформатора СТ-ЗА или индивидуальной обмотки трансформатора СТ-ЗС. При этом категорически запрещается заземление вторичных обмоток этих трансформаторов. На тех станциях, где эксплуатируются системы освещения стрелочных указателей, спроектированные по альбому ТО-127, действовавшему до выхода в свет в 1970 г. альбома ТО-145, при наличии групповых понижающих трансформаторов, от которых питаются несколько ламп, заземление вторичных обмоток также недопустимо. Сопротивление изоляции каждой из обмоток по отношению к земле должно быть не менее 0,5 МОм.



 
« Предупредительная сигнализация   Преобразователи частоты ПЧ50/25 »
железные дороги