Порядок выполнения. Содержание отчета. Контрольные вопросы

Низковольтные вентильные разрядники. На сети железных дорог широко распространены низковольтные разрядники типов РВН-0.5 и РВНШ-250, состоящие из одного искрового промежутка и вентильного диска. Разрядники типов РВН-0.5 защищают устройства СЦБ, включен­ные в силовые цепи напряжением 380/220 В переменного тока, а разрядники типа РВНШ-250 — низковольтные силовые цепи напряжением 220/110 В и линейные сигнальные цепи. В порядке исключения разрядники типа РВНШ-250 применяют для защиты рельсовых цепей от атмосферных (при автономной тяге) и коммута­ционных (при электротяге) перенапряжений, возникающих в них при коротком замыкании контактных сетей электрических железных дорог.

Трёхэлектродный керамический разрядник типа Р-97 (рис. 12) содер­жит два искровых промежутка, каждый из которых состоит из плоского полго цилиндра (таблетки) с металлическими торцовыми поверхностями. Боковая по­верхность таблетки выполнена из огнестойкого керамического материала в ви­де кольца. Внутренняя область таблетки под определенным давлением заполне­на смесью инертных газов. В ней расположены два электрода. Эти электроды приварены к внутренним торцовым поверхностям металлических дисков. Внешние торцовые поверхности дисков служат электродами искрового проме­жутка. Средние торцовые металлические поверхности каждой из двух таблеток искровых промежутков электрически соединены между собой сваркой. Между ними расположен средний вывод (электрод) разрядника цилиндрической фор­мы. Крайними электродами разрядника являются ножевые выводы, приварен­ные к двум другим торцовым поверхностям таблеток. Средний электрод пред­назначен для заземления разрядника, а два крайних (ножевых) - для включе­ния его в двухпроводную электрическую цепь

Рисунок 12 - Трёхэлектродный керамический газонаполненный разрядник Р-97

Оксидноцинковые выравниватели типа ВОЦШ. В отличие от разрядни­ка выравниватель не имеет искрового промежутка. Его основным элементом является вентильный диск, сопротивление которого резко изменяется в зависи­мости от приложенного напряжения: уменьшается с увеличением напряжения и возрастает при его снижении. Выравниватели, как и разрядники, могут пропус­кать импульсы тока в обоих направлениях. Время их срабатывания (пробоя) измеряется микросекундами, т.е. они срабатывают в 1000 раз быстрее разряд­ников. Это время соизмеримо с временем срабатывания полупроводникового прибора. Поэтому выравниватели применяют, главным образом, в качестве до­полнительного каскада защиты полупроводникового прибора от поперечных перенапряжений «провод -провод». Эти средства защиты включают, как пра­вило, параллельно полупроводниковому прибору. Иногда их используют в ка­честве разрядников и включают между проводом и землей. Выравниватели яв­ляются защитными приборами многократного действия. Они имеют высокую механическую прочность, обеспечивающую стабильность электрических пара­метров при вибрациях, вызываемых движением поездов. Выравниватели про­сты по конструкции и не требуют особого ухода. Выравниватели типа ВОЦШ (В – выравниватель, ОЦ - оксидноцинковый, Ш - штепсельного типа) марки­руют с указанием номинального напряжения защищаемой цепи (ПО, 220 и 380 В) и классификационного напряжения варистора, используемого в данном вы­равнивателе (например, ВОЦШ-220/560, где 220 — номинальное напряжение В выравнивателя, а 560 — классификационное напряжение В, находящегося в нем варистора).

На сети железных дорог используют оксидноцинковые и керамические выравниватели.

Оксидноцинковый выравниватель типа ВОЦШ-110 состоит из вентильного диска, устанавливаемого на стандартной двухштырной колодке СЦБ. В качестве диска используют оксидноцинковые варисторы тина СН2-2Б с классифика­ционным напряжением от 330 до 470 В. Классификационные параметры при­меняемых вариантов тина СН2-2Б и их энергия рассеивания при воздействии одиночного импульса тока 8/20 мкс.

В оксидноцинковом выравнивателе типа ВОЦШ-220 (для электрических цепей напряжением 220 В) в качестве вентильного диска использованы вари­сторы типа СН2-2Б с более высокими классификационными напряжениями от 510 до 620В.

Оксидноцинковый выравниватель типа ВОЦШ-380 (для электрических це­пей напряжением 380 В) является наиболее высокоомным и мощным зашитым прибором, в котором используют варисторы типа СН2-2Б с классификацион­ными напряжениями от 680 до 1000 В. Энергия рассеивания таких выравнива­телей для волны 8/20 мкс.

Перед установкой оксидноцинкового выравнивателя следует измерить классификационное напряжение Uк находящегося в нем варистора RU, и ток утечки при нормированном напряжении промышленной частоты. Классифика­ционное напряжение необходимо измерять при нормальных климатических ус­ловиях по схеме (рис. 9). При этом следует учитывать, что включение вольт­метра PV непосредственно в зажимы выравнивателя может дать ошибочный ре­зультат измерения тока утечки, так как в этом случае миллиамперметр РА будет фиксировать сумму токов, протекающих через выравниватель и вольтметр, со­противления которых почти равноценны. Вольтметр должен быть присоединен к выходным зажимам стабилизированного источника напряжения постоянного тока. Напряжение U_K следует измерять при кратковременном пропускании че­рез выравниватель постоянного тока, равного 1 мА, в течение не более 3 сек. с ин­тервалами между включениями не менее 5 сек. Ток утечки у выравнивателя измеряют по схеме с источником переменного тока при нормальных климатических условиях. Для измерения тока утечки выравнивателя тина ВОЦШ-110 напря­жение источника тока должно быть равным 110 В.

Рисунок 13 - Схема измерения классификационного напряжения

Токи утечки выравнивателей типов ВОЦШ-220 и ВОЦШ-380 следует измерять при напряжении переменною тока 220 В. С течением времени ток утечки выравнивателя увеличивается и может достигнуть таких значений, при которых произойдет пробой (прожог) выравнивателя. Чтобы избежать этого, ежегодно до грозового сезона следует контролировать токи утечки выравнивателя. Перед измерением варистор следует вынуть из корпуса выравнивателя и тщательно осмотреть его торцовые и боковые поверхности. Точки на обеих торцовых по­верхностях варистора свидетельствуют о его сквозном прожоге, который обыч­но сопровождается резким увеличением тока утечки. При некоторых видах прожога ток утечки не увеличивается. Поэтому независимо от результатов из­мерения варисторы со следами сквозною прожога должны быть заменены новы­ми. Замене подлежат также варисторы со сколами или трещинами боковой по­верхности.

Необходимо заметить, что при сквозном прожоге через варистор будет протекать ток под действием рабочею напряжения защищаемой цепи, который может вызвать его разогрев до температуры 200°С и возгорание монтажа защищаемого полупроводникового прибора. В некоторых электрических цепях для исключения короткого замыкания выравниватели типа ВОЦШ включают через предохранители различного номинала.

Керамические выравниватели типа ВК-10. Их применяют па участках с автономной тягой для грозозащиты путевых приборов импульсных рельсовых цепей постоянного тока и кодовых рельсовых цепей. Керамические выравнива­тели типа ВК-10 включают между нитями железнодорожной колеи. Керамические выравниватели типа ВК-20 имеют вентильный диск с более высоким, чем у выравнивателя типа ВК-10, сопротивлением и меньшим током утечки. Ими защищают рельсовые цени, напряжение питания которых 20 В. При напряже­нии переменною тока 10 и 20 В токи утечки керамических выравнивателей ти­пов ВК-10 и ВК-20 должны быть не более 35 и 9 мА соответственно. Керамиче­ские выравниватели типа ВК с ненормированными токами утечки подлежат за­мене. Керамические выравниватели включают параллельно защищаемому полупроводниковому прибору для ограничения поперечных перенапряжении.

Рисунок 14 - Схема тиристорного устройства защиты типа УЗТ

Их используют на электрифицированных участках железных дорог пере­менного тока для защиты путевой аппаратуры рельсовых цепей от коммутаци­онных перенапряжений, возникающих при аварийных режимах работы тяговой сети и асимметрии тяговых токов рельсовых цепей. Отечественной промыш­ленностью выпускаются два типа защитных устройств: УЗТ-1 и УЗТ-2 соответ­ственно для защиты питающих и релейных концов рельсовых цепей.

В каждом УЗТ (рис. 14) находится тиристорпый блок, состоящий из двух тиристоров VS1, VS2, включенных встречно-параллельно, и двух оксидно-цинковых варисторов RU1 и RU2, установленных в цепи управления тиристо­рами. Напряжение срабатывания УЗТ-1 и УЗТ-2 соответственно (600±200) В и (160±40)В.

Принцип действия УЗТ заключается в следующем. При отсутствии импульсов коммутационных перенапряжений тиристоры закрыты и ток, протекающий через тиристорпый блок, очень мал. Сопротивление УЗТ измеряется сотнями кило Омов. При воздействии импульсов коммутационных перенапря­жений ток варисторов, включенных в цепи управления, увеличивается лавино­образно. Тиристор открывается мгновенно и ею сопротивление снижается с со­тен кило Ом до нескольких Ом. Защищаемые путевые приборы шунтируются и ограничиваются коммутационные перенапряжения устройствами УЗТ-1 и УЗТ-2 до значения, равного остающемуся напряжению выравнивателя, т.е. до 1200 и 400 В. соответственно при максимальном токе 120 А. Напряжение срабатывания и токи утечки указанных тиристорных защитных устройств измеряют 1 раз в 3 года.

Тиристорные защитные устройства с ненормированными значениями на­пряжения срабатывания и тока утечки более I мА должны быть заменены но­выми.

Порядок выполнения

1. Ознакомление с приборами зашиты,

2. Ознакомление с проверкой приборов грозозащиты.

3. Ознакомление с проверкой разрядников.

4. Ознакомление с проверкой выравнивателей.

Содержание отчета

1. Объяснить назначение и применение предложенных приборов защиты.

2. Начертить схемы защиты, указать, где они применяются.

Вывод:

Контрольные вопросы

1. Почему в вентильных разрядниках рабочее сопротивление должно быть нелинейным?

2. Как классифицируются разрядники но типу конструкции и электриче­ским характеристикам?

3. Каковы источники опасных напряжений и токов?

4. В каком случае должны быть заменены тиристорпые защитные устройства?

5. В каком случае подлежат замене керамические выравниватели?

6. В каком случае подлежат замене варисторы?

7. Какими параметрами характеризуются выравниватели?

8. Какие приборы существуют для защиты линий от перенапряжений и опасных токов?

9. Каково назначение разрядников? На каком явлении основано их защит­ное действие?

10. Почему в схемах защиты рельсовых цепей разрядники являются недос­таточно эффективными? Каковы отличительные особенности выравнивателей?

Рекомендуемая литература:

1. Михайлов А.Ф. Частоедов Л.А. Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики телемеханики и связи железнодорожного транспорта. М; Транспорт, 1987.

2. Виноградов В.В Кустышев С.Е. Прокофьев В.А. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М. «Маршрут» 2002.

3. Инструкция по технической эксплуатации устройств и систем сигнализации, централизации и блокировки. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 17.04.2014 г. №939 р.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Цель работы: ознакомиться с типами заземлителей на воздушных и кабельных линиях. Получить практические навыки расчета сопротивления заземления.

Оборудование и раздаточный материал:

1. Перечень необходимых средств и оборудования представлен в табл. 7,8.

Таблица 7 - Удельное сопротивление грунтов

Таблица 8 - Типы заземлителей