Заземление устройств сцб наружной установки

Обновлено: 01.05.2024

Презентация диплома: "Монтаж заземления оборудования СЦБ"

В первые десятилетия существования железных дорог безопасность движения поездов обеспечивалась за счет сотрудника железной дороги, подающего сигналы рожком в последствии на станциях установили шнуровую систему управления семафорами. Стрелки для приёма поездов на тот или иной путь в большинстве своём переводили стрелочники, но после Великой Отечественной Войны, технологическое оснащение железных дорог начало улучшаться. Железнодорожные станции в массовом порядке начали оборудоваться электрическими устройствами СЦБ.

Устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) это совокупность технических средств, используемых для регулирования и обеспечения безопасности движения поездов (другими словами, для предотвращения столкновений, сходов с рельсов и других аварий.

Современная аппаратура СЦБ представляет собой сложный комплекс электрических или микропроцессорных устройств. Они обеспечивают высокий уровень безопасности движения поездов. Электрическая централизация позволяет во много раз повысить пропускную способность станций за счет автоматизации всех процессов, выполняемых ранее людьми.

К аппаратуре СЦБ относятся устройства путевой автоматической блокировки стрелок и сигналов, оборудование автоматики и телемеханики сортировочных горок.

С момента совершенствования систем сигнализации и связи на железных дорогах стала востребована профессия электромеханика и электромонтера, для выполнения работы по монтажу, измерению, регулировке и ремонту оборудования СЦБ.

Работа электромехаников и электромонтеров СЦБ очень трудная и ответственная. Не смотря на погодные условия и время суток, они выезжают на каждый произошедший случай для устранения аварийной ситуации.

Электромеханик и электромонтер СЦБ в случае аварии ликвидирует неисправности в работе устройств. Так же выполняет работы по их ремонту, монтажу, регулировке, и выполняет множество электрических измерений и испытаний.

Так как защитному заземлению подлежат все металлические части конструкции и устройств СЦБ, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.

Защитное заземление служит для предотвращения возможность попадания человека под напряжение (поражение током), что возможно в случае повреждения изоляции электрического оборудования или соприкосновения с оборванными проводами. Эти заземления — одно из важнейших средств обеспечения безопасности людей, которые при проведении работ могут случайно оказаться в опасной зоне.

Защитному заземлению подлежат все металлические наружные части и каркасы электротехнического оборудования, расположенного на территории подстанций, опоры контактной сети, металлические сооружения на железнодорожных линиях (например, мосты, путепроводы, светофоры).

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА

1. Электромеханик и электромонтер должны получить в установленном порядке целевой инструктаж и, при необходимости, наряд-допуск или распоряжение на проведение соответствующих работ, оформить запись в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети о производстве работ на железнодорожных путях и об оповещении работников по громкоговорящей связи о подходе поездов дежурным по станции (форма ДУ-46).

2. Электромеханик и электромонтер должны проверить наличие и исправность инструмента и приспособлений (неисправный инструмент следует заменить исправным), ознакомиться с порядком производства работ и особенностями выполнения технологических операций.

3. Перед началом работы электромеханик и электромонтер должны надеть исправные спецодежду и спецобувь, привести их в порядок:

застегнуть на пуговицы обшлага рукавов;

Не допускается носить расстегнутую спецодежду и с подвернутыми рукавами.

Спецодежду и спец-обувь работники не должны снимать в течение всего рабочего времени.

Закрепленные за работником средства индивидуальной защиты должны быть подобраны по размеру и росту.

4. Перед выполнением работ на железнодорожных путях необходимо надеть сигнальные жилеты, а в темное время суток и при плохой видимости - сигнальные жилеты со световозвращающими накладками.

5. Перед началом работы электромеханик и электромонтер должны убедиться в исправности защитных средств, проверить наличие на диэлектрических перчатках, галошах и предохранительном поясе и других приспособлениях штампа или бирки о последних испытаниях, которые проводятся в соответствии с правилами применения и испытания средств защиты, проверить защитные средства на механическую прочность, отсутствие микротрещин.

6. Перед началом работ на стрелочных переводах при техническом обслуживании и ремонте устройств СЦБ необходимо получить разрешение дежурного по станции и сделать запись в Журнале формы ДУ-46 об объявлении по громкоговорящей связи о передвижениях подвижного состава по стрелочным переводам, где производятся работы.

7. Перед началом работ, связанных с подъемом на опоры воздушных линий связи, при наличии на них цепей дистанционного питания или проводов питания устройств СЦБ, с ремонтом высоковольтных воздушных линий связи (ВВЛС) или магистральных кабельных линий сигнализации и связи (КЛСС) на участках с электрической тягой переменного тока необходимо получить наряд-допуск. Работы должны выполняться бригадой, состоящей не менее чем из двух работников, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а второй - не ниже III.

МОНТАЖ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ СЦБ

Общие сведения

При повреждении изоляции электрооборудования различные его металлические нетоковедущие части могут случайно оказаться под напряжением, создавая опасность поражения человека электрическим током. Прикасаясь к оборудованию с поврежденной изоляцией, человек становиться проводником для тока в землю. Токи от 0,05 А опасны для человека, а токи 0,1 А смертельны.

Значение тока, проходящего в землю, зависит от электрического сопротивления тела человека и напряжения поврежденной установки. Сопротивления тела человека колеблется в широких пределах: от нескольких сотен до тысяч Ом, поэтому опасность для его жизни и здоровья могут представлять установки и с относительно небольшим напряжением по отношению к земле.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус является напряжение между этим корпусом и точками земли, находящиеся вне зоны растекания токов в земле, но не ближе 20 метров от этой зоны.

Одной из основных мер защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к установкам, случайно оказавшиеся под напряжением, является устройство защитного заземления.

Заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части установки с землей, выполняемое при помощи заземлителей и заземляющих проводников.

Рабочее заземление – преднамеренное соединение с землей отдельных точек электрической цепи, например нейтральных точек обмоток генераторов, силовых и измерительных трансформаторов, дугогасящих аппаратов, реакторов поперечной компенсации в дальних линиях электропередачи, а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащей работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях и осуществляется непосредственно (т. е. путем соединения проводником заземляемых частей с заземлителем) или через специальные аппараты — пробивные предохранители, разрядники, резисторы и т. п.

Заземлитель – это металлический проводник или группа проводников, заложенных в грунт.

Заземляющий проводник – это металлический проводник, соединяющий заземляемые части электроустановки с заземлителями.

Заземляющим устройством называют совокупность заземлителей и заземляющих проводников. Безопасность людей достигается только в том случае, если заземляющие устройство будет иметь во много раз меньшее сопротивление, чем наименьшее сопротивление тела человека.

Сопротивлением заземляющего устройства называется сумма сопротивлений заземлителя относительно земли и заземляющих проводников, и оно должно быть в пределах, определенных предварительным расчетом. Максимально допустимое сопротивление заземляющих устройств определяется напряжением установки, значениями токов замыкания на землю, наличием нейтрали и некоторыми другими условиями и устанавливаются действующими ПУЭ (правила устройства электроустановок). Ток замыкания на землю – ток, проходящий через землю в месте замыкания.

Для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции металлические нетоковедущие части электрооборудования заземляют. Комплекс мер и технических устройств, предназначенных для этой цели, называют защитным заземлением.

Защитное заземление представляет собой преднамеренное соединение с землей под средством заземляющих проводников и заземлителей нетоковедущих металлических частей электроустановок (рукояток приводов разъединителей, кожухов трансформаторов, фланцев опорных изоляторов, корпусов трансформаторных подстанций и т.п.).

Задача защитного заземления заключается в создании между металлическими конструкциями или корпусом защищаемого устройства и землей электрического соединения достаточно малого сопротивления; при однофазных замыканиях на землю или на корпус токопроводящих поврежденных частей электроустановок такое соединение обеспечивает снижения тока до значения, не угрожающие жизни и здоровью человека, так как электрическое сопротивление его тела во много раз выше сопротивления металлического проводника, соединенного с землей. Замыкание на землю — это случайное электрическое соединение находящихся под напряжением частей электроустановки непосредственно с землей или с ее конструктивными частями, не изолированы от земли.

Защитное заземление принимают во всех сетях с изолированной нейтралью и в сетях с напряжением выше 1000 В с заземленной нейтралью. В последних точки однофазного замыкания протекают через землю и вызывают отключение аварийного участка.

Заземление оборудования и кабелей СЦБ

Заземление оборудования и кабелей СЦБ в служебно-технических зданиях. На постах ЭЦ, ДЦ, ГАЦ, в маневровых вышках и других зданиях предусматривают заземляющие устройства.

К защитному заземляющему устройству подключают каркасы стативов с аппаратурой СЦБ и связи, секции табло и пульта манипулятора, пульт маневрового диспетчера, стенд для проверки реле и релейных блоков, металлические оболочки и броню кабелей СЦБ и связи, кабель-росты, кабельные шкафы, конструкции для прокладки кабелей в подполье.

Металлоконструкции, металлические оболочки кабелей и другие элементы заземляют подключением к внутреннему контуру заземления.

Магистральную шину, прокладываемую к щитку, изготавливают из полосовой стали сечением 4X25 мм. В качестве заземляющих проводников используют стальные трубы для прокладки кабелей, а также металлическое обрамление кабельных каналов в помещениях резервной электростанции и щитовой. Все соединения элементов заземляющей магистрали выполняют сваркой.

Оборудование СЦБ и связи подключают к болтам М8Х40, привариваемым к магистральной шине. Каждый статив реле или релейных блоков, секции выносного табло, пульта- манипулятора и другие элементы и узлы заземляют самостоятельным проводником из круглой стали диаметром 5 мм или стальной ленты сечением 3X20 мм.

В релейной заземляющую шину прокладывают на высоте 2,7—3 м от пола. Против каждого ряда стативов к заземляющей шине приваривают с шагом 50 мм болты М8Х40. Число болтов равно числу стативов в ряду.

Таблица 1. Нормы сопротивления заземляющих устройств оборудования в служебно-технических зданиях

Удельное сопротивление грунта р, Ом-м

Сопротивление заземляющих устройств, Ом

при наличии ДГА

при отсутствии ДГА

Примечание. ДГА — дизель-генераторный агрегат.

Измерительное заземляющее устройство служит для контрольных измерений защитного сопротивления заземляющего устройства.

Нормы сопротивления заземляющих устройств приведены в табл. 1.

Заземление устройств СЦБ наружной установки

При электротяге постоянного тока в анодной или знакопеременной зонах заземление выполняют наглухо на рельсы или на средний вывод путевого дроссель- трансформатора через защитное устройство — искровые промежутки ИПМ-62м (рис. 2, а) (А1) или диодные заземлители ЗД-1 (рис. 2, б) (А1).

При заземлении наглухо на рельсы устанавливают изолирующие элементы между конструкцией металлической мачты и фундаментом с крепежными болтами, между оснасткой (кронштейнами, гарнитурой крепления указателей и др.) и железобетонной мачтой светофора.

При заземлении на средний вывод дроссель-трансформатора элементы, изолирующие мачту от фундамента, корпус шкафа от стоек, оснастку от железобетонной светофорной мачты, отсутствуют или сопротивление изоляции их ниже предельного значения.

Рис. 2. Заземление на средний вывод путевого дроссель-трансформатора (ДТ) через искровой промежуток (а), или диодный заземлитель (б): На плакате (А1)

1 — светофор; 2 — релейный шкаф; 3 — путевой ДТ; 4 — искровой промежуток; 5 — диодный заземлитель; 6 — изоляция релейного шкафа

При применении искрового промежутка выполняют изоляцию корпуса релейного шкафа от стоек и крепежных болтов. Во всех случаях металлические оболочки и броне покровы кабелей изолированы от корпуса шкафа.

В катодной зоне заземление производят: наглухо к одному из рельсов (Плакат А1) при двухниточных рельсовых цепях или среднему выводу путевого дроссель-трансформатора в соответствии с проектом в зависимости от сопротивления утечки сигнального тока; наглухо к средней точке путевого дроссель-трансформатора в месте включения между путных соединителей без ограничения по требованиям устройств СЦБ; к тяговой нитке при однониточных рельсовых цепях и дополнительному (третьему) дроссель-трансформатору без ограничения по требованиям устройств СЦБ. Заземляют те же устройства, что и в анодной зоне.

При электротяге переменного тока заземление выполняют наглухо на средний вывод путевого дроссель-трансформатора. Заземляются те же устройства, что и при электротяге постоянного тока.

При автономной тяге соединяют металлические части светофоров и корпуса релейного шкафа с рельсами и с низковольтным заземлением воздушной линии автоблокировки.

Заземление выполняют круглой сталью диаметром не менее 12 мм на участках с электротягой постоянного тока и не менее 10 мм на участках с электротягой переменного тока и автономной тягой . Для подключения под болты к концам заземляющих проводников приваривают наконечники из полосового железа ( Плакат А1 ) или заделывают их в кольца.

Заземляющий проводник к дроссель-трансформатору или тяговому рельсу прокладывают по деревянным изолирующим подкладкам с закреплением проводника скобами из стальной проволоки диаметром 5 мм.

К тяговому рельсу заземляющий проводник подключают при помощи зажима-скобы. ( Плакат А1 )

Металлические части светофора и корпуса релейного шкафа при автономной тяге соединяют с низковольтным заземлением кабельного ящика воздушной линии автоблокировки тремя стальными оцинкованными проволоками диаметром 5 мм, свитыми в жгуты, или одним проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм.

Заземляющие проводники прокладывают в грунте на глубине не менее 30—40 см и соединяют с заземляющими проводниками низковольтного заземлителя кабельного ящика на расстоянии 0,4 м над поверхностью земли электрической сваркой или стальными плашечными зажимами ( Плакат А1 ).

В качестве соединительного провода можно использовать перепаянные между собой металлическую оболочку и броню кабеля, проложенного между релейным шкафом и кабельным ящиком.

Заземление напольного оборудования устройств СЦБ

Металлическое оборудование напольных устройств СЦБ (мачтовые светофоры, световые указатели, релейные шкафы, светофорные мостики и консоли и т. п.), расположенные в опасной зоне (определяемой Инструкцией по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах), подлежат заземлению на тяговую сеть (рис. 1).

Исключение составляют карликовые светофоры, путевые трансформаторные ящики (коробки), групповые кабельные муфты, кабельные стойки (бутлеги), стрелочные электроприводы, которые не заземляют.

Заземление светофоров, световых указателей и релейных шкафов должно осуществляться, как правило, к средним выводам путевых (дополнительных) дроссель-трансформаторов, а при их отсутствии или отдаленном расположении — непосредственно к тяговому рельсу.

Заземление мачт светофоров, световых указателей и релейных шкафов выполняют глухим, если их сопротивление заземления выше допустимых значений по требованиям СЦБ и защиты от электрокоррозии.

Если сопротивление заземления ниже допустимого значения, то необходимо выполнить изоляцию заземляемых на рельс металлических частей (головки светофора, хомута крепления, корпуса релейного шкафа и т. п.) от бетона и арматуры мачт, анкерных болтов фундамента с помощью специальных изолирующих элементов (прокладок, втулок и т. п.) или заземлять светофоры и релейные шкафы на рельсы через защитные устройства (искровые промежутки или диодные заземлители). Если корпус релейного шкафа заземляют через искровой промежуток, то вокруг его фундамента необходимо выполнить выравнивающий контур. Оболочки и броня кабелей, заходящих в релейный шкаф и светофорную мачту, должны быть надежно изолированы от корпусов и арматуры специальными изолирующими элементами (втулками), прокладками.

Защита устройств СЦБ от перенапряжения

В эксплуатационных условиях устройства СЦБ подвергаются воздействиям атмосферных и коммутационных перенапряжений.

В низковольтных устройствах СЦБ перенапряжения возникают от влияния линий электропередачи и контактных сетей электрических железных дорог постоянного и переменного тока, включения или выключения основного или резервного электропитания устройств СЦБ и др.

Одним из источников перенапряжения являются токи молнии, вызываемые грозовыми разрядами. Токи молнии представляют собой кратковременные импульсы с фронтом волны от 1,5 до 90 мкс и длиной волны до 100 мкс. Амплитуда токов молнии достигает размеров свыше 200 кА. Однако такие молнии встречаются крайне редко. Чаще всего встречаются молнии до 20 кА. Максимальный разряд молнии достигает 164 Кл. Длительность разряда молнии 1,55 с.

Для того, чтобы обеспечить эффективную грозозащиту устройств СЦБ, необходимо прежде всего отвести в землю токи молнии, возникающие в низковольтных силовых цепях напряжением 110/220 В, в линейных сигнальных и рельсовых цепях. Для этого предусматривают разрядники, которые включаются между проводом и землей. При этом потенциал в точке отвода токов молнии (провод - земля) должен быть на 25-40% ниже импульсной электрической прочности изоляции защищаемых устройств.

Вследствие низкой электрической прочности изоляции низковольтных устройств СЦБ, при которой затруднительно обеспечить снижение атмосферных перенапряжений до необходимых пределов, при построении схем грозозащиты использовался метод снижения потенциалов. Этот метод допускает появление высоких по абсолютной величине потенциалов на токоведущих частях и на «заземленных» частях указанных устройств (релейного шкафа, мачты светофоров, рельсов и др.), в которые проникает атмосферное электричество при грозовых разрядах. В тоже время электрическим соединением этих частей (непосредственно и через разрядники) добиваются того, чтобы разность их потенциалов, равная остающемуся напряжению разрядников была бы ниже на 25-40% электрической прочности изоляции низковольтных устройств СЦБ. При этом важным фактором является применение рельсовой колеи в качестве заземлителя разрядников.

Устройства электрической централизации при которых связь между центральным постом (или служебным помещением ДСП) со стрелками и сигналами осуществляется по кабелю, должны быть защищены от перенапряжений, возникающих главным образом в низковольтных силовых и рельсовых цепях. Если связь выполнена по воздушным проводам, то должна быть предусмотрена также защита от перенапряжений, возникающих в линейных цепях.

На постах ЭЦ, в служебных помещениях ДСП и релейных будках основное и резервное электропитание аппаратуры СЦБ должно выполняться через изолирующие трансформаторы с изолированной нейтралью, которые следует устанавливать на всех участковых, узловых и промежуточных станциях независимо от системы тяги поездов. При этом должна быть проведена фазировка и маркировка каждой фазы и нуля питающих фидеров, которая должна совпадать как на линейных трансформаторах типа ОМ и изолирующих трансформаторах типа ТС, так и на питающих панелях типов ПВ-ЭЦ, ЩВП-79 и др.

На крупных станциях, где электропитание служебно-технических зданий осуществляется от трехфазных силовых трансформаторов, каждый воздушный ввод основного или резервного электропитания независимо от его длины должен быть защищен с обоих концов низковольтными вентильными разрядниками типа РВН-0,5 При этом грозозащиту КТП следует выполнять вентильными разрядниками типов РВП-10 и РВН-0,5, устанавливаемыми с высокой и низкой стороны. Сопротивление заземляющего контура этих разрядников должно быть не более 4 Ом.

На посту ЭЦ трехфазный изолирующий трансформатор ИТ серии ТС должен быть оборудован разрядниками типа РВН-0,5 и оксидноцинковыми выравнивателями типа ВОЦШ-380, включаемыми между проводами каждой фазы и землей. Для отключения выравнивателей при их коротком замыкании или профилактических испытаниях в цепь следует установить предохранитель на номинальный ток 10 А.

Разрядники и выравниватели необходимо включать в каждую фазу основного и резервного электропитания и заземлять посредством защитного контура заземления поста ЭЦ, служебного помещения ДСП или релейной будки. В зависимости от проводимости земли сопротивление защитного контура заземления на посту ЭЦ должно быть не более 10 Ом.

Необходимо, чтобы к защитному заземляющему устройству были подключены:

каркасы релейных стативов, секции табло, пульты манипулятора и маневрового диспетчера; корпус стенда для проверки блоков;

металлические оболочки кабелей СЦБ и связи, элементы защиты, молниеотводы; кабель-росты кабельные шкафы, конструкции для прокладки кабелей в подполье; каркасы аппаратуры станционной связи; заземляющая проводка станционной и поездной радиосвязи;

металлические части силового оборудования (щит выключения питания, силовые трансформаторы, каркасы панелей питающей установки, щит автоматики и корпус дизель-генератора резервной электростанции);

Присоединение рельсов к контуру заземления и использование их в качестве заземлителя поста ЭЦ, служебного помещения ДСП или релейной будки запрещается.

Для защиты полупроводниковых приборов (выпрямителей, преобразователей, реле и др.) от возникающих в силовых цепях поперечных перенапряжений провод - провод (атмосферных и коммутационных перенапряжений) должны быть предусмотрены дополнительные каскады защиты, выполняемые оксидноцинковыми выравнивателями типа ВОЦШ-110 или ВОЦШ-220.

Защита силовых и сигнальных цепей от атмосферных перенапряжений в служебных помещениях ДСП должна быть по схеме на плакате. Если электропитание аппаратуры СЦБ, расположенной в стрелочных постах и на станционных сигнальных установках, осуществляется из поста ЭЦ или служебного помещения ДСП по воздушным линиям, то силовые цепи должны быть защищены с обоих концов разрядниками. В релейных будках и на стрелочных постах в качестве заземлителя разрядников следует использовать защитный контур заземления, а на станционных сигнальных установках - рельсовую колею.

В этих целях на электрифицированных участках зажимы заземления разрядников следует присоединить к корпусу РШ, который обычно присоединен к средней точке ДТ или к вспомогательному защитному заземлителю.

На входных сигнальных установках, как и перегонных, в зависимости от вида тяги должна быть предусмотрена защита от перенапряжений приборов автоблокировки и автоматической локомотивной сигнализации, включенных в воздушные линейные цепи, силовые цепи напряжением 110/220 В и в рельсовые цепи. Защита должна быть выполнена разрядниками и выравнивателями.

В качестве заземлителя разрядников следует использовать рельсовую колею. На выходных и других станционных сигнальных установках, если линейные сигнальные цепи калиброваны на всем протяжении, приборы защиты должны быть включены только в силовые цепи напряжением 110/220.

Заземление оборудования и кабелей СЦБ

Заземление оборудования и кабелей СЦБ в служебнотехнических зданиях. На постах ЭЦ, ДЦ, ГАЦ, в маневровых вышках и других зданиях предусматривают заземляющие устройства. К защитному заземляющему устройству подключают каркасы стативов с аппаратурой СЦБ и связи, секции табло и пульта манипулятора, пульт маневрового диспетчера, стенд для проверки реле и релейных блоков, металлические оболочки и броню кабелей СЦБ и связи, кабель-росты, кабельные шкафы, конструкции для прокладки кабелей в подполье.
Металлоконструкции, металлические оболочки кабелей и другие элементы заземляют подключением к внутреннему контуру заземления. Магистральную шину, прокладываемую к щитку, изготавливают из полосовой стали сечением 4X25 мм. В качестве заземляющих проводников используют стальные трубы для прокладки кабелей, а также металлическое обрамление кабельных каналов в помещениях резервной электростанции и щитовой. Все соединения элементов заземляющей магистрали выполняют сваркой. Оборудование СЦБ и связи подключают к болтам М8Х40, привариваемым к магистральной шине. Каждый статив реле или релейных блоков, секции выносного табло, пульта- манипулятора и другие элементы и узлы заземляют самостоятельным проводником из круглой стали диаметром 5 мм или стальной ленты сечением 3X20 мм.
В релейной заземляющую шину прокладывают на высоте 2,7—3 м от пола. Против каждого ряда стативов к заземляющей шине приваривают с шагом 50 мм болты М8Х40. Число болтов равно числу стативов в ряду.
Таблица 1. Нормы сопротивления заземляющих устройств оборудования в служебно-технических зданиях

Сопротивление заземляющих устройств, Ом

при наличии ДГА

при отсутствии ДГА

Примечание. ДГА — дизель-генераторный агрегат. Измерительное заземляющее устройство служит для контрольных измерений защитного сопротивления заземляющего устройства.
Нормы сопротивления заземляющих устройств приведены в табл. 1.
Заземление устройств СЦБ наружной установки. Заземлению подлежат металлические мачты светофоров с оснасткой, металлическая оснастка, закрепляемая на железобетонных светофорных мачтах, релейные шкафы, светофорные мостики и консоли. Способы заземления зависят от рода тяги.
При электротяге постоянного тока в анодной или знакопеременной зонах заземление выполняют наглухо на рельсы или на средний вывод путевого дроссель- трансформатора через защитное устройство — искровые промежутки ИПМ-62м (рис. 2, а) или диодные заземлители ЗД-1 (рис. 2, б).
При заземлении наглухо на рельсы устанавливают изолирующие элементы между конструкцией металлической мачты и фундаментом с крепежными болтами, между оснасткой (кронштейнами, гарнитурой крепления указателей и др.) и железобетонной мачтой светофора.
При заземлении на средний вывод дроссель-трансформатора элементы, изолирующие мачту от фундамента, корпус шкафа от стоек, оснастку от железобетонной светофорной мачты, отсутствуют или сопротивление изоляции их ниже предельного значения.

Рис. 2. Заземление на средний вывод путевого дроссель-трансформатора (ДТ) через искровой промежуток (а), или диодный заземлитель (б):
1 — светофор; 2 — релейный шкаф; 3 — путевой ДТ; 4 — искровой промежуток; 5 — диодный заземлитель; 6 — изоляция релейного шкафа
При применении искрового промежутка выполняют изоляцию корпуса релейного шкафа от стоек и крепежных болтов. Во всех случаях металлические оболочки и бронепокровы кабелей изолированы от корпуса шкафа.
В катодной зоне заземление производят: наглухо к одному из рельсов при двухниточных рельсовых цепях или среднему выводу путевого дроссель-трансформатора в соответствии с проектом в зависимости от сопротивления утечки сигнального тока; наглухо к средней точке путевого дроссель-трансформатора в месте включения междупутных соединителей без ограничения по требованиям устройств СЦБ; к тяговой нитке при однониточных рельсовых цепях и дополнительному (третьему) дроссель-трансформатору без ограничения по требованиям устройств СЦБ. Заземляют те же устройства, что и в анодной зоне.
При электротяге переменного тока заземление выполняют наглухо на средний вывод путевого дроссель-трансформатора. Заземляются те же устройства, что и при электротяге постоянного тока.
При автономной тяге соединяют металлические части светофоров и корпуса релейного шкафа с рельсами и с низковольтным заземлением воздушной линии автоблокировки.
Заземление выполняют круглой сталью диаметром не менее 12 мм на участках с электротягой постоянного тока и не менее 10 мм на участках с электротягой переменного тока и автономной тягой. Для подключения под болты к концам заземляющих проводников приваривают наконечники из полосового железа или заделывают их в кольца. Заземляющий проводник к дроссель- трансформатору или тяговому рельсу прокладывают по деревянным изолирующим подкладкам с закреплением проводника скобами из стальной проволоки диаметром 5 мм.
К тяговому рельсу заземляющий проводник подключают при помощи зажима-скобы.
Металлические части светофора и корпуса релейного шкафа при автономной тяге соединяют с низковольтным заземлением кабельного ящика воздушной линии автоблокировки тремя стальными оцинкованными проволоками диаметром 5 мм, свитыми в жгуты, или одним проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм. Заземляющие проводники прокладывают в грунте на глубине не менее 30—40 см и соединяют с заземляющими проводниками низковольтного заземлителя кабельного ящика на расстоянии 0,4 м над поверхностью земли электрической сваркой или стальными плашечными зажимами. В качестве соединительного провода можно использовать перепаянные между собой металлическую оболочку и броню кабеля, проложенного между релейным шкафом и кабельным ящиком.

Электропитающие устройства и линии автоматики, телемеханики и связи - Типы и конструкции заземляющих устройств

Защите молниеотводами от разрушения при прямых ударах молнии подлежат вводные, кабельные, разрезные, контрольные и угловые деревянные опоры, деревянные промежуточные опоры, поврежденные молнией, но не требующие замены, а также деревянные и железобетонные опоры, на которых установлены искровые или газонаполненные разрядники, опоры ВЛ и ВСЛ СЦБ. Применяют несколько типов конструкций заземлителей.
Протяженный заземлитель из стальной линейной проволоки, оборудуемый у опор линий связи (рис. 45, а), служит молниеотводом, защищающим опоры от разрушения при ударе в них молнии, а также защитным заземлением, к которому присоединяют разрядники, устанавливаемые в кабельных ящиках, и искровые разрядники каскадной защиты.
На деревянных опорах линий связи молниеотводы устраивают из стальной линейной проволоки диаметром 4 или 5 мм, прокладываемой от вершины опоры и укрепляемой скобами из этой же проволоки через каждые 300 мм. Нижний конец проволоки укладывают в вырытую траншею на глубину 0,5—0,9 м, которую затем закрывают и трамбуют. Длина подземной части проволоки l зависит от удельного сопротивления грунта и выбирается равной l — 1 -:-12 м.

Рис. 45. Типы заземлителей опор линий связи
Протяженные заземлители оборудуют только на сложных опорах, а также на тех опорах, на которых устанавливают разрядники. На остальных опорах (угловых и промежуточных) горизонтального протяженного заземлителя обычно не делают, а закрепляют конец проволоки молниеотвода у комля опоры. В этом случае заземлителем служит часть проволоки от поверхности земли до комля опоры (рис. 45, б).
Для безопасности работы на деревянных опорах при эксплуатации линий связи на участках их сближения и пересечения с линиями передачи или электрическими железными дорогами у молниеотводов делают разрыв (искровой промежуток) длиной 50 мм (рис. 45, в). Исключение составляют вводные, контрольные опоры и опоры с разрядниками, однако на этих опорах молниеотводы закрывают по всей длине деревянными рейками (желобами), чтобы работающий на опоре не мог коснуться молниеотвода.
На линиях связи с деревянными опорами в железобетонных приставках при отсутствии на опорах разрядников молниеотводы оборудуют в соответствии с рис. 45, г.
Протяженные заземлители обычно устраивают у опор линий связи при норме сопротивления заземления выше 30 Ом. Если норма сопротивления заземления ниже 30 Ом (например, защитное заземление у кабельных опор), то применяют стержневые одно- или многоэлектродные заземлители.
На железобетонных опорах линий связи (рис. 45, д) при размещении молниеотвода в вершине опоры и ее комлевой части обнажают один из арматурных стержней и к нему приваривают линейную проволоку, прокладываемую по опоре и укрепляемую проволочными хомутами через каждые 500 мм. Вверху опоры от этой проволоки делают отводы к искровым разрядникам или к кабельному ящику, а внизу к ней присоединяют протяженный заземлитель. Места присоединения проволоки к арматурному стержню заделывают бетоном.

На высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линиях автоматики и телемеханики заземления устраивают у силовых, оконечных, кабельных опор и опор с секционными разъединителями, а также на всех железобетонных опорах, проходящих по населенной местности.
Железобетонные опоры ВЛ и ВСЛ СЦБ еще при изготовлении на заводах оборудуют проложенным в бетоне проводом заземления из круглой стали диаметром 6 мм с выводами (с резьбой) для подключения заземляющих элементов.
На силовых и других опорах, где заземлению подлежат элементы высоковольтного и низковольтного оборудования, устраивают два заземления (рис. 46) — заземление в сети низкого напряжения 1 и заземление в сети высокого напряжения 2. Расстояние между системами заземлителей низкого и высокого напряжения должно быть не менее 5 м, а между заземлителями внутри каждой из систем — 2,5 м. Заземлители забивают с таким расчетом, чтобы верхний край стержня отстоял от поверхности земли на 0,8 м. Заземлители соединяют между собой жгутом из двух-трех стальных оцинкованных проволок, привариваемых к заземлителям.
В районах вечной мерзлоты наиболее экономичными и надежными являются скважинные заземлители, которые рекомендуется использовать в качестве основных для домов связи, постов электрической и диспетчерской централизации, усилительных пунктов и т. п. Для устройства скважинного заземлителя сначала бурят скважину в многолетнемерзлом грунте, а затем прокладывают в ней электроды (стальная болванка, стержень, труба, уголковое железо и т. п.). Глубина скважины зависит от структуры грунта и места расположения в нем слоя высокой проводимости. Электроды заземлителя прокладывают или в талых породах, расположенных под нижней границей многолетнемерзлого грунта, — глубинные скважинные заземлители, или в мерзлом грунте на относительно небольшой глубине (до 20 м) — углубленные скважинные заземлители.

Рис. 46. Заземлители А-образной силовой опоры

Скважину следует бурить при наличии в ней насыщенного раствора поваренной соли, чем достигается повышение электрической проводимости прилегающего грунта и исключение образования ледяной корки на стенках скважины. Для предотвращения осыпания оттаявших грунтов в скважину до глубины залегания коренных пород 5 временно закладывают трубы (рис. 47).

Рис. 47. Скважинный заземлитель и мерзлой осадочной породе: h — глубина скважины; Н1 — глубина контакта с коренными породами; Н2 — глубина обсадной трубы
После окончания проходки скважины для заземлителя 3 готовят стальную полосу размером 4 х 60 или 6 х 60 мм. К нижнему концу полосы крепят груз 4. Под действием груза заземлитель опускают в скважину; сначала скважину заполняют насыщенным раствором поваренной соли, а затем — заполнителем 2. Заполнитель представляет собой смесь топкодисперсного грунта (глина, пылеватый песок, ил) с 10—15%-ным раствором поваренной соли. Когда скважина будет заполнена, обсадные трубы 1 извлекают.
В зависимости от структуры мерзлого грунта сопротивление углубленного скважинного заземлителя должно быть равно 25—30 Ом. Для достижения нормативных значений сопротивления в мерзлых грунтах устраивают многоэлектродные удлиненные скважинные заземлители, причем необходимо, чтобы расстояние между электродами было не менее длины электрода.
В районах вечной мерзлоты широко распространен способ установки заземлителей в непромерзающих водоемах. В крупных водоемах температура грунта в течение всего года плюсовая. В северных районах широко используют выносные заземлители.

Схемы заземления различных устройств систем СЦБ и ЖАТ

Заземлению подлежат металлические мачты светофоров с оснасткой, металлическая оснастка, закрепляемая на железобетонных светофорных мачтах, релейные шкафы, светофорные мостики и консоли. Способы заземления зависят от рода тяги. При электротяге постоянного тока в анодной или знакопеременной зонах заземление выполняют наглухо на рельсы или на средний вывод путевого дроссель-трансформатора через защитное устройство — искровые промежутки ИПМ-62м (рис. 1, а) или диодные заземлители ЗД-1 (рис. 1, б).

1-светофор; 2- релейный шкаф; 3- путевой ДТ; 4—искровой промежуток; 5- диодный заземлитель; 6- изоляция релейного шкафа

Рисунок 1 - Заземление на средний вывод путевого дроссель-трансформатора (ДТ) через искровой промежуток (а), или диодный заземлитель (б)

При применении искрового промежутка выполняют изоляцию корпуса релейного шкафа от стоек и крепежных болтов. Во всех случаях металлические оболочки и бронепокровы кабелей изолированы от корпуса шкафа.

В катодной зоне заземление производят:

наглухо к одному из рельсов при двухниточных рельсовых цепях или среднему выводу путевого дроссель-трансформатора в соответствии с проектом в зависимости от сопротивления утечки сигнального тока;
наглухо к средней точке путевого дроссель-трансформатора в месте включения междупутных соединителей без ограничения по требованиям устройств СЦБ;
к тяговой нитке при однониточных рельсовых цепях и дополнительному (третьему) дроссель-трансформатору без ограничения по требованиям устройств СЦБ. Заземляют те же устройства, что и в анодной зоне.

При электротяге переменного тока заземление выполняют наглухо на средний вывод путевого дроссель-трансформатора. Заземляются те же устройства, что и при электротяге постоянного тока. При автономной тяге соединяют металлические части светофоров и корпуса релейного шкафа с рельсами и с низковольтным заземлением воздушной линии автоблокировки. Заземление выполняют круглой сталью диаметром не менее 12 мм на участках с электротягой постоянного тока и не менее 10 мм на участках с электротягой переменного тока и автономной тягой. Для подключения под болты к концам заземляющих проводников приваривают наконечники из полосового железа или заделывают их в кольца. Заземляющий проводник к дроссель-трансформатору или тяговому рельсу прокладывают по деревянным изолирующим подкладкам с закреплением проводника скобами из стальной проволоки диаметром 5 мм. К тяговому рельсу заземляющий проводник подключают при помощи зажима-скобы. Металлические части светофора и корпуса релейного шкафа при автономной тяге соединяют с низковольтным заземлением кабельного ящика воздушной линии автоблокировки тремя стальными оцинкованными проволоками диаметром 5 мм, свитыми в жгуты, или одним проводником из круглой стали диаметром не менее 6 мм. Заземляющие проводники прокладывают в грунте на глубине не менее 30—40 см и соединяют с заземляющими проводниками низковольтного заземлителя кабельного ящика на расстоянии 0,4 м над поверхностью земли электрической сваркой или стальными плашечными зажимами. В качестве соединительного провода можно использовать перепаянные между собой металлическую оболочку и броню кабеля, проложенного между релейным шкафом и кабельным ящиком.

Заземление устройств СЦБ при установке в помещении

Для установки «земли» в промышленных помещениях используются различные типы проводов и принципы установки защитных конструкций. Системы заземления электроустановок TN (подтипы TN S, TN C S), ТТ и IT.

Виды систем искусственного заземления

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления в России, является ПУЭ (пункт 1.7), разработанный в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» - комбинированный и раздельный.

T — заземление.
N — подключение к нейтрали.
I — изолирование.
C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

Рисунок 2 - Схемы заземлений

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

Читайте также: