Железные дороги, электрифицированные на постоянном токе.
На цепи связи тональной частоты, подвешенные на опорах воздушных линий, оказывают мешающее влияние железные дороги, электрифицированные на постоянном токе. В кабельных цепях тональной частоты мешающее влияние практически отсутствует из-за высоких экранирующих свойств металлических защитных покровов кабелей.
В цепях проводной связи опасные влияния могут возникать толь ко при коротком замыкании контактной сети на рельсы или землю и при включении и выключении напряжения в контактной сети. Эти опасные влияния проявляются в виде акустических ударов в телефонах, включенных в цепи тональной частоты телефонных аппаратов, из-за неодновременного срабатывания разрядников, устанавливаемых в телефонных цепях для защиты этих цепей от атмосферных перенапряжений. От акустических ударов, особенно сильно воздействующих на персонал, пользующийся головными телефонами (телефонистки, дежурные по станции и др.), защищают ограничителями акустических ударов, которые включают параллельно телефонам на коммутаторах.
Рис. 109. Схемы двухзвенных сглаживающих фильтров
Основным средством защиты телефонных цепей тональной частоты от мешающих влияний контактной сети являются сглаживающие устройства (фильтры), которые устанавливают на тяговых подстанциях.
Двухзвенное сглаживающее устройство (рис. 109, а) рекомендовано к применению на вновь строящихся железных дорогах, электрифицированных на постоянном токе. Сглаживающее устройство включено между выпрямительным агрегатом РВ и выходом в контактную сеть и состоит из двух звеньев. Первое звено имеет катушку индуктивности Lp1, называемую реактором, и шесть резонансных контуров, состоящих из последовательно включенных катушек индуктивности и конденсаторов, настроенных в резонанс на гармоники напряжений частотами соответственно 100, 200, 300, 400, 500 и 600 Гц. Катушку индуктивности реактора наматывают медным или алюминиевым проводом большого сечения и заключают в бетонный каркас. Индуктивность катушки 4,5-11 мГн.
Принцип действия первого звена сглаживающего устройства заключается в следующем. Гармоника напряжения с частотой, возникшая на зажимах выпрямительного агрегата РВ, создает ток , протекающий по цепи: один из зажимов агрегата РВ, резонансный контур, реактор Lp1, другой зажим агрегата РВ. Если контур настроен в резонанс на частоту этой гармоники, то его сопротивление для токов этой частоты будет мало, так как определится только значением активного сопротивления, включенного последовательно с конденсатором катушки индуктивности.
Индуктивность реактора выбирают такой, чтобы его полное сопротивление Zp значительно (в десятки раз) превышало активное сопротивление катушки индуктивности резонансного контура. При соблюдении этого условия падение напряжения на реакторе, вызываемое током гармоники, будет также в десятки раз больше падения напряжения на резонансном контуре, соответствующем этой гармонике. Следовательно, только небольшая часть напряжения с частотой попадает в цепь «контактная сеть рельсы», параллельно которой присоединены резонансные контуры.
Второе звено сглаживающего устройства состоит из реактора, параллельно которому включены катушка индуктивности Lш и конденсатор СШ, и конденсатора включенного между контактным проводом и рельсами. Совместно с индуктивностью LM и емкостью См реактор Lpп представляет собой фильтр-пробку, настроенную на частоту 300 Гц и предназначенную для дополнительного снижения напряжения этой гармоники в контактной сети. Конденсатор Сп является шунтом, через который замыкаются гармоники частотой выше 600 Гц. В зависимости от выбранного значения индуктивности реакторов применение описанного сглаживающего устройства снижает напряжение шума в контактной сети в 180—530 раз.
Может быть использовано более простое сглаживающее устройство (рис. 109, б), которое позволяет снизить мешающее напряжение в контактной сети в 55- -150 раз. Целесообразность применения той или иной схемы сглаживающих устройств определяют расчетом напряжений шума в телефонных цепях тональной частоты при проектировании электрифицированной железной дороги.
Конденсатор С емкостью 10 мкФ, включенный между плюсовым зажимом выпрямительного агрегата РВ и контуром заземления тяговой подстанции, снижает помехи в каналах высокочастотного телефонирования, применяемых для уплотнения цепей из цветного металла на воздушных линиях связи. Резонансные контуры, настроенные на гармоники 300 Гц и выше, уменьшают помехи в телефонных каналах тональной частоты.
Контуры, настроенные на гармонику тягового тока частотой 100 и 200 Гц, снижают помехи в рельсовых цепях автоблокировки и АЛС, так как амплитуды этих гармоник настолько велики, что оказывают мешающее влияние на сигнальные токи частотой 50 Гц. На участках дорог, электрифицированных на постоянном токе, при попадании в рельсовые цепи напряжения 50 Гц светофор может переключиться на запрещающий сигнал. Мешающее напряжение частотой 50 Гц возникает при повреждении изоляции низковольтных и высоковольтных сетей и соединении их проводов с рельсами или опорами и конструкциями контактной сети, заземленными на рельс.
Для защиты от помех в устройствах автоблокировки, АЛС и связи, вызываемых применением электроподвижного состава с тиристорным регулированием скорости движения поезда, на этом подвижном составе устанавливают сглаживающие устройства (фильтры).