Тяговые рельсовые цепи
На электрифицированных линиях, оборудованных автоблокировкой для электрической централизации с однониточными рельсовыми цепями (рисунок 12.1.1.а) и с двухниточными рельсовыми цепями (рисунок 12.1.1.6), соединение тяговых рельсовых нитей каждого пути осуществляется у изолирующих стыков дроссель-трансформаторами, электрическими соединителями.
Не изолированные рельсовые стыки должны иметь приварные стыковые электрические соединители из медного гибкого провода сечением не менее 70 мм2 при постоянном токе и не менее 50 мм2 при переменном токе (рисунок 12.1.1.д). Площадь контактирующих поверхностей в месте приварки должна быть не менее 250 мм2. Допускаются соединители из других материалов по согласованию со службой электроснабжения. В последнее время получили применение тарельчатые пружины взамен медных соединителей.
Электрическое сопротивление рельсового стыка на линиях постоянного тока должно быть не более сопротивления 3 м рельса при длине 12,5 м и 6 м - при большей длине, в т.ч. на уравнительных рельсах безстыкового пути.
Рисунок 12.1.1 – Тяговые рельсовые цепи:
а - однониточная рельсовая цепь; б - двухниточная рельсовая цепь; в - междупутные соединители; г - подключение дроссель-трансформатора у изолирующего стыка; д - неизолированный рельсовый стык
На станциях междурельсовые соединители устанавливаются на каждом стрелочном переводе (рисунок 12.1.2).
Рисунок 12.1.2 – Схема электрических соединителей на стрелочных переводах при однониточной (а) и двухниточной (б) рельсовых цепях.
Параллельное соединение путей обеспечивается междупутными соединителями (рисунок 12.1.1.в), которые устанавливаются между средними точками путевых дроссель-трансформаторов в местах присоединения отсасывающих линий (рисунок 12.1.1.г) и через два дроссельных стыка на третьем, при этом длина цепи по обходу между этими соединителями для сигнального тока должна быть не менее 10 км. На станциях с однониточными рельсовыми цепями междупутные соединители устанавливаются в горловинах станций, в пунктах присоединения отсасывающих линий и через каждые 400 м.
Заземления опор контактной сети в пределах каждого блок-участка должны быть подключены только к одному тяговому рельсу или к средней точке дроссель-трансформатора.
При осмотрах проверяют положение проводов заземления вблизи рельсов и под ними (не допускается соприкосновение), а также надежность их крепления. Путевой дроссель-трансформатор отсасывающего фидера должен находиться не ближе 1425 мм от оси пути (рисунок 12.1.3). На станциях неэлектрифицированные пути должны быть отделены двумя изолирующими стыками, а тупиковые упоры - одним. Каждая рельсовая цепь должна иметь двусторонний выход тягового тока.
Рисунок 12.1.3 – Путевой дроссель-трансформатор и отсасывающий фидер
1 - дроссель-трансформатор; 2 - электрические соединители; 3 - отсасывающий фидер; 4 - изолирующая трубка; 5 - ось пути; 6 - асбоцементная труба
Основные типы дроссель-трансформаторов, применяемые на электрифицированных линиях, приведены в таблице 12.1.1. Общий вид дроссель-трансформатора и схемы соединения его обмоток приведены на рисунках 12.1.4, 12.1.5. Сопротивление изоляции обмоток дроссель-трансформаторов относительно корпуса и между собой при температуре окружающего воздуха +15 -25°С и относительной влажности 75 % должно быть не менее 25 МОм. Сопротивление изоляции измеряют мегаомметром на напряжение 500 В.
Таблица 12.1.1 – Основные электрические характеристики дроссель-трансформаторов
| Тип дроссель-трансформатора | Номинальный тяговый ток через каждую секцию основной обмотки, А | Номинальный тяговый ток среднего вывода, А | Объем заливаемого масла, л | Сопротивление изоляции обмоток дроссель трансформатора - относительно корпуса и между собой, МОм, не менее |
| ДТ-0,2-500 ДТ-0,2 1000 ДТ-0,6-500 ДТ-0,6-1000 ДТ-1-250 |
Рисунок 12.1.4 – Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,2-500:
1 - чугунный корпус; 2 - крышка; 3 - основная обмотка; 4 - ярмо; 5 - сердечник; 6 - дополнительная обмотка; 7 - муфта для разделки кабеля
Рисунок 12.1.5 – Схемы соединения обмоток дроссель-трансформаторов выпуска с 1971 г. (а) и выпуска до 1971 г. (б):
А1-А2 - выводы основной обмотки для подключения к рельсам; К - средний вывод для подключения отсасывающего фидера, заземляемой конструкции; I - основная (первичная) обмотка; II - дополнительная вторичная обмотка; 0-1-2-3-4 - выводы вторичной обмотки
На ряде железных дорог находятся в эксплуатации провода обратного тока и отсасывающие трансформаторы (рис. 12.1.6), которые служат для снижения влияния тяговой сети переменного тока на различные провода, проходящие вдоль электрифицированных линий. Основные показатели отсасывающих трансформаторов приведены в табл. 12.1.2.
Рисунок 12.1.6 – Схема подключения отсасывающего трансформатора
1 - отсасывающий трансформатор; 2 - воздушный промежуток контактной сети;
3 - разъединитель контактной сети; 4 - соединение провода обратного тока с рельсовой цепью; 5 - дроссель-трансформатор; 6 - рельс; 7 - врезной изолятор;
8 - обратный (отсасывающий) провод; 9 - условное направление тока
Таблица 12.1.2 – Основные показатели отсасывающих трансформаторов
| Показатель | ОМО- 32/20 | ОМО- 32/20А | ОМО- 800/20А | ОМО- 800/20А |
| Длительный эффективный ток, А | ||||
| Максимальный ток, А | ||||
| Коэффициент трансформации | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,8 |
| Номинальная мощность, кВА | ||||
| Испытательное напряжение обмотки, кВ: | ||||
| - первичной | ||||
| - вторичной | ||||
| Габаритные размеры, мм: | ||||
| - ширина | ||||
| - длина | ||||
| - высота | ||||
| Вес, кг |
Заземляющие устройства
Все металлические сооружения (мосты, путепроводы, опоры, и т.п.), на которых крепятся элементы контактной сети, детали крепления контактной сети на железобетонных опорах, на железобетонных и неметаллических искусственных сооружениях, а также отдельно стоящие металлические конструкции, расположенные на расстоянии менее 5 м от частей контактной сети, находящихся под напряжением, должны быть заземлены или оборудованы устройствами защитного отключения при попадании на сооружения и конструкции высокого напряжения (рисунок 12.2.1).
Заземлению подлежат все расположенные в зоне влияния контактной сети переменного тока металлические сооружения, на которых могут возникнуть опасные напряжения.
Рисунок 12.2.1. Зона заземления на тяговую рельсовую цепь (зона А), зона не требующая заземления (зона Б)
Заземление опор контактной сети и находящихся вблизи напряжения сооружений выполняются индивидуальными (рисунок 12.2.2) или групповыми заземляющими проводниками (рисунок 12.2.3), присоединенными к тяговым рельсам или средним точкам путевых дроссель-трансформаторов стальным прутком диаметром не менее 12 мм на участках постоянного тока и 10 мм - на участках переменного тока.
Для групповых заземлений применяются провода марок ПБСМ-70, АС-70, ПБСА-50/70 или провода большего сечения. В качестве примера в табл. 12.2.1 (рис. 12.2.3) приведены данные для троса ПБСМ-70.
Провод группового заземления присоединяется к рельсам по Т или Г-образной схеме, с секционированием у изолирующих стыков, двумя заземляющими проводниками. Максимальная длина провода группового заземления приведена в таблице 11.5.5-1 раздела 11. Максимальное натяжение провода группового заземления не должно превышать 4 кН (400 кгс). Провод группового заземления анкеруется на опоре жестко, без устройства оттяжки, на высоте 4 м от поверхности земли.
Подключение опор контактной сети с сопротивлением ниже 100 Ом к групповым заземлениям не допускается. Такие опоры называются низкоомными и должны иметь индивидуальное заземление.
Рисунок 12.2.2 – Индивидуальное заземление опоры контактной сети
Рисунок 12.2.3 – Групповое заземление опор контактной сети (Т-образная схема):
L - длина провода группового заземления; F - стрела провеса провода группового заземления
Таблица 12.2.1 – Стрела провеса для провода ПБСМ-70
| Район гололедности | Длина пролета 1, м | Стрела провеса F, м, при температуре воздуха, °С в пределах | ||||
-20  -10
| -10 0
| 0 +10
| +10 +20
| +20 +30
| ||
| I | 0,63 1,23 | 0,69 1.35 | 0,73 1,41 | 0,78 1,53 | 0,84 1,64 | |
| II | 0,88 1,72 | 0,92 1,81 | 0,97 1,91 | 1,02 1,95 | 1,07 2,10 | |
| III | 1,35 2,55 | 1,40 2,6 | 1,41 2,63 | 1,42 2,65 | 1,43 2,68 |
На участках постоянного тока опоры контактной сети и другие сооружения должны иметь в цепи заземления защитные устройства: искровые промежутки (рисунок 12.2.4 - 12.2.6), диодные заземлители (рисунок 12.2.7), диодно-искровые заземлители (рисунок 12.2.7.в). Основные параметры защитных устройств приведены в таблице 12.2.2.
Рисунок 12.2.4 – Искровые промежутки ИПМ- рщ, 12.2.5. Искровой про-62 с пластмассовым (а) и металлическим межуток ИП-3 (б) экранами:
1 - кольцевой пластмассовый экран; 2 -стальная шайба; 3 - крышка; 4 - гайка; 5 -изолированный стержень; 6 - корпус; 7 -втулка изолирующая; 8 - шайба контактная;
9 - шайба контактная; 10 - металлический экран; 11 - слюдяная прокладка
Рисунок 12.2.6 – Принципиальная электрическая схема (а) и конструкция (б) искрового промежутка с вращающейся дугой (ИПВ-ЦНИИ):
1 - корпус; 2 - рабочие электроды; 3 - вспомогательный электрод; 4 - высоковольтный варистор; 5 - кольцевой постоянный магнит; 6 - слюдяная прокладка; 7 -токопроводящая клемма; 8 - поджигающий искровой промежуток; 9 - воздушный промежуток; 10 - крышка; 11 - асбестовое кольцо; 12 - изоляционная планка
Рисунок 12.2.7 – Общий вид диодного заземлителя (а), схема диодного зазем-лителя (б), схема диодно-искрового заземлителя (в):
1 - корпус; 2 - вывод для подключения провода заземления к рельсу; 3 - вывод для подключения к заземляемой конструкции; 4 - диод
Таблица 12.2.2 – Основные параметры защитных устройств
| Защитное устройство | Тип | Допустимый ток длительностью 0,1 с, кА | Допустимое обратное напряжение, В | Напряжение открывания в прямом направлении | Масса, кг |
| Искровой промежуток | ИП-3 ИПМ-62 ИПВ-ЦНИИ | 5-6 5-6 | 800-1200 800-1200 800-1200 | 800-1200 800-1200 600-1200 | 0,85 0,4 |
| Диодный заземлитель | ЗД-1 | 0,5 | |||
| Тиристорный заземлитель | 100-200 | ||||
| Диодно-искровой заземлитель | ЗД- 1+2ИПМ-62(ИП-3) | 5-6 | 1500-2000 | 800-1200 | 12,5 |
Искровые промежутки устанавливаются при индивидуальном заземлении, а также при групповом заземлении в катодных зонах.
Диодные заземлители устанавливаются при групповом заземлении в анодных и знакопеременных зонах.
Диодно-искровые заземлители устанавливаются независимо от зоны на участках с двухниточными рельсовыми цепями в спусках групповых заземлений при сопротивлении цепи заземления опор не менее 6 Ом на 1 км при подключении к тяговому рельсу и не менее 5 Ом - при подключении к средней точке дроссель-трансформатора (таблица 12.2.3).
На участках переменного тока искровые промежутки устанавливаются в индивидуальные заземления при сопротивлении опор менее 100 Ом при подключении к рельсу двухниточной рельсовой цепи и менее 5 Ом - при подключении к средней точке дроссель-трансформатора, а также в заземляющие спуски групповых заземлений, если сопротивление цепи заземления опор
менее 6 Ом на 1 км при подключении к рельсу двухниточной рельсовое и менее 5 Ом при подключении к средней точке дроссель-трансформаторе,
Диодные заземлители устанавливаются на опоре контактной сети на в|м соте от уровня земли не менее 1,7 м (рисунок 12.2.8), искровые промежутки на высоте 0.5-1,0 м. В общедоступных местах диодные заземлители и искровые промежутки устанавливаются на высоте 2500 мм от поверхности земли или посадочной платформы (рисунок 12.2.9).
Опоры в общедоступных местах заземляются на тяговую рельсовую цепь двойным заземлением, на участках переменного тока - наглухо, на участках постоянного тока - через диодный заземлитель. Спуски крепятся к деревянным или полимерным прокладкам, закрепленным на опоре.
Таблица 12.2.3 – Проверка входного сопротивления группового заземления с диодными заземлителями (ЗД) в соответствии с требованиями СЦБ (для участков постоянного тока)
| Длина троса, км | Сопротивление группы опор, Ом | Длина троса, км | Сопротивление группы опор, Ом | Длина троса, км | Сопротивление группы опор, Ом | Длина троса, км | Сопротивление группы опор, Ом | ||
| 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0.17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 | 54,5 37,5 35,3 33,3 31,5 28,5 27,2 22,2 21,4 20,7 19,4 18,7 18,2 17,6 | 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,6 0,61 0,62 0,63 | 17,1 16,7 16,2 15,8 15,2 14,6 14,3 13,6 13,3 12,8 12,5 12,2 11,7 11,5 11,3 10,9 10,7 10,5 10,2 10,01 9,85 9,7 9,55 | 0,64 0,65 0,66 0,67 0,68 0,69 0.7 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,8 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 0,86 0,87 0,88 0,89 0,9 0,91 0,92 | 9,4 9,25 9,1 8,85 8,7 8,6 8,45 8,35 8,22 8,12 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7.4 7,35 7,2 7,12 7,05 6,9 6,8 6,75 6,65 6,6 6,55 | 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,1 1,11 1,12 1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,2 | 6,45 6,4 6,35 6,25 6,2 6,1 6,05 5,95 5,9 5,8 5,75 5,7 5.65 5,6 5,55 5,5 5,45 5,4 5,35 5,3 5,25 5,2 5,15 5,1 5,08 5,05 | ||
Рисунок 12.2.8. Схемы установки защитных устройств в цепи заземления опор контактной сети: искровой промежуток (а), диодный или тири-сторный заземлитель (б), диодно-искровой заземлитель (в), искровой промежуток (или диодный заземлитель) в общедоступных местах (г), заземление искусственного сооружения (д):
1 - опора контактной сети; 2 - изоляция; 3 - тяговый рельс; 4 - хомут; 5 -искусственное сооружение; 6 - нейтральная вставка
|
Рисунок 12.2.9 – Установка диодного заземлителя в общедоступных местах:
1 - опора контактной сети; 2 - провод заземления; 3 - прокладки деревянные; 4 - диодный заземлитель;
5 - прокладка изоляционная; 6 - хомут; 7 - подключение провода заземления к рельсовой цепи; 8 -поверхность земли или посадочной пассажирской платформы
Схема регулирования искровых промежутков перед установкой в цепь заземления опор контактной сети и их проверка в процессе эксплуатации приведена на рисунке 12.2.10. На рисунке 12.2.11 приведена схема проверки (а) и подключения (б) диодных заземлителей.
|
Рисунок 12.2.10. Проверка искровых промежутков: в цепи заземления опоры на участках постоянного (а) и переменного (б) тока; схема проверки и регулировки искровых промежутков перед установкой в цепь заземления опоры (в, г); характерные неисправности искровых промежутков (д)
Рисунок 12.2.11 – Проверка диодного заземлителя (а), общий вид подключе- | ния диодного заземлителя (б)
Ручные и моторные приводы разъединителей (изолированные от опор), разрядники, нейтральные элементы контактной сети на искусственных сооружениях и опорах должны быть заземлены без защитных устройств (наглухо) на тяговую рельсовую цепь двумя заземляющими спусками (рисунок 12.2.12).
Рисунок 12.2.12 – Заземление на тяговую рельсовую цепь без защитных устройств: разрядника (а), провода разъединителя (б), нейтрального элемента контактной сети на искусственном сооружении (в)
Заземляющие спуски присоединяются к средней точке дроссель-трансформатора или к тяговому рельсу (рисунок 12.2.13):
- групповых заземлений, постов секционирования, пунктов параллельного соединения не ближе 200 м от сигнальной точки (в зонах вечной мерзлоты - не ближе 300 м);
- разрядника - не ближе 100 м.
Длина проложенного по земле проводника от поры до средней точки дроссель-трансформатора допускается не более 50 м.
Заземляющие проводники изолируются от земли полиэтиленовыми трубками, уложенными на полушпалках.
Рисунок 12.2.13 – Схема заземления провода группового заземления, постов секционирования, пунктов параллельного соединения, разрядников на средний вывод дроссель-трансформатора:
1 - сигнальная точка; 2 - дроссель-трансформатор; 3 - провод группового заземления; 4 - пост секционирования (пункт параллельного соединения); 5 -разрядник; 6 - рельсовая цепь
Металлические части мостов и других искусственных сооружений заземляются двойным спуском на тяговую рельсовую цепь на участках Постоянного тока через диодно-искровой промежуток, на участках переменного тока -через два искровых промежутка (по одному в каждом спуске).
Заземление опор жестких и гибких поперечин приведено на рисунке 12.2.14.
Заземление концевых опор питающих линий, расположенных у тяговых подстанций, на которых установлены разъединители, осуществляется глухим присоединением к внешнему контуру заземления подстанции (рисунок 12.2.15).
Спуски роговых или трубчатых разрядников, установленных да опорах питающих линий, расположенных вдали от путей, присоединяют к индивидуальному контуру заземления с сопротивлением не более 3 Ом на участках постоянного тока и не более 10 Ом на переменном токе.
Рисунок 12.2.14 – Схема заземления на тяговый рельс опор жесткой поперечины (а), опор изолированной гибкой поперечины (б):
1 - опора в общедоступном месте (на линиях постоянного тока)
Рисунок 12.2.15 – Схема заземления питающих линий:
1 - тяговая подстанция; 2 - разъединитель; 3 - внешний контур заземления подстанции; 4 - питающая линия; 5 - провод группового заземления; 6 -разъединитель контактной сети; 7 - контактная сеть; 8 - тяговая рельсовая цепь; 9 - дроссель-трансформатор; 10 - искровой промежуток
Защитные и рабочие заземления присоединяются к тяговому рельсу механическим способом без применения сварки крюковым болтом или к средней точке дроссель-трансформатора - соединительным зажимом.
Планы рельсовых цепей, на которых указываются места присоединения опор и других сооружения к рельсовым цепям, должны быть согласованы с дистанцией сигнализации и связи (дистанцией сигнализации, централизации и блокировки).
