[06-2018] Защита рельсовой линии и здания ПТОЛ от перенапряжений

[Admin]

Защита рельсовой линии и здания ПТОЛ от перенапряжений

А.Н.ТЕСЛЕВ, электромеханик Валуйского участка ремонтного депо Лиски Юго-Восточной дирекции по ремонту тягового подвижного состава

Для пропуска тягового тока в качестве обратного провода используются рельсы, обеспечивающие нормативное распределение тягового тока в рельсовой сети. Но так как рельсы лежат на шпалах и балласте, то изоляция их от земли невысокая. Поэтому в возврате тягового тока на подстанцию участвует земля как проводник, параллельный рельсам. В результате ответвление части тягового тока с рельсов в землю неизбежно.

На рис. 1 представлена схема рельсовой сети у здания ПТОЛ (пункта технического обслуживания локомотивов), где в целях безопасности смотровые канавы здания секционированы изолирующими стыками. У такой схемы токи, стекающие с рельсов разных путей и имеющие связь с землей, являются токами утечки, которые суммируясь в земле, создают блуждающие токи.

Для их устранения (при отсутствии в рельсовой сети дрос-сель-трансформаторов) рельсы соединяются между собой междурельсовыми перемычками и междупутевыми, в качестве которых применяют соединители из круглой стали диаметром 12 мм и устанавливают согласно рис. 2 до изолирующих стыков с обоих сторон здания ПТОЛ.

У такой схемы ток утечки, стекающий с рельсов обводного пути, и индуктивный ток с металлической конструкции здания ПТОЛ, расположенного в пятиметровой зоне обрыва контактной сети от оси обводного пути, создают блуждающий ток в земле, который устраняется, если бетон фундамента здания и шпал изолировать от конструкции здания и рельсов, включая крепежные болты.

Однако изолировать фундамент от металлической конструкции на практике невозможно. Поэтому основание здания наглухо соединяется с конструкцией, которая через элемент защиты заземляется на рельсы обводного пути.

При такой защите для выполнения правил техники безопасности необходимо у здания ПТОЛ, имеющего источник переменного тока 220 В, сделать выравнивающий контур, проложив его у основания между крайним рельсом обводного пути и зданием ПТОЛ на глубине 0,2 — 0,25 м, присоединив его к металлической конструкции не менее чем в двух точках. Следовательно, при обрыве контактного провода этот контур в зоне высоких потенциалов выравнивает шаговое напряжение.

В качестве элемента защиты применено диодное заземление типа ЗД1, рассчитанное на ток 19 кА и способное пропускать обратный ток в том случае, когда напряжение окажется больше обратного пробивного напряжения диода.

Промышленность города Пятигорска
http://www.pyatigorskgid.ru/industry/ производит необходимые типы диодов, необходимых для выполнения схемы заземления ПТОЛ.

В этом случае ток по цепи защиты равен обратному току диода при максимальном обратном напряжении 800 — 1200 В и положителен при потенциале рельса обводного пути ниже потенциала сооружения здания ПТОЛ. Именно это условие выполняется при расположении здания в зоне контактной сети.

Конструктивно диодный заземлитель выполнен в виде кремниевого вентиля типа ВЛ-200 не ниже 10 класса.

Выбор класса определяется возможным уровнем обратного напряжения, прикладываемого к диодному заземлителю при коротких замыканиях непосредственно на конструкцию здания. Этот уровень не выходит за пределы 800 В, поэтому применяется диод с загибом обратной вольт-амперной характеристики 920 — 950 В.

Защита здания ПТОЛ от опасных перенапряжений работает следующим образом. При обрыве контактного провода на землю обводного пути или металлическую обшивку здания ПТОЛ напряжение в выравнивающем контуре и в конструкции здания ПТОЛ резко возрастает, что приводит к открыванию диода в прямом направлении. Поэтому аварийный ток контактной сети через малое сопротивление диода отводится в рельсы обводного пути. При прямом напряжении диода, когда ток защиты равен прямому току диода, потенциалы рельсов обводного пути и здания ПТОЛ равны между собой.

При обрыве контактного провода и грозовом разряде молнии на рельсы обводного пути напряжение в них хотя и возрастает, однако приводит к закрытию диода в обратном направлении, в результате чего через большое сопротивление диода аварийный ток контактной сети к зданию ПТОЛ не ответвляется и распространяется только по обводному пути. При обратном напряжении диода, когда ток защиты равен обратному току диода, потенциал рельсов обводного пути выше потенциала конструкции здания ПТОЛ.

Защита изостыков от опасных напряжений выполнена на искровых промежутках типа ИП-62М с допустимым током 5 — б А, в которых пробивные напряжения 800 — 1200 В обеспечиваются слюдяными прокладками между электродами и регулируются их толщиной 0,1 — 0,11 мм. Искровые промежутки при быстром отключении тока короткого замыкания быстро восстанавливаются, чем обеспечивается многократность их работы.

Схема защиты изостыков от перенапряжений работает следующим образом. При обрыве контактного провода и грозовом разряде молнии на рельсы первого пути напряжения в изостыках, резко возрастая, пробивают изоляцию искровых промежутков. Поэтому аварийный ток по цепям короткого замыкания искровых промежутков беспрепятственно распространяется по рельсам первого пути здания ПТОЛ, сохраняя при этом изоляцию пути смотровой канавы. При отсутствии защиты изоляция изостыков, полностью выгорая, требует замены.