Устройства заземления

Для обеспечения защиты людей от опасных потенциалов, ко­торые могут возникнуть при повреждении изоляции контактной сети, применяют защитные заземления. Устройства, которые мо­гут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и соприкосновения их с оборванными проводами, присоединяют к электротяговым рельсовым нитям или средним точкам дроссель-трансформаторов. Заземление обеспечивает уменьшение сопро­тивления и соответственно увеличение токов к.з., тем самым по­вышая надежность отключения быстродействующей защиты фидера контактной сети.

Заземляют все металлические опоры контактной сети, консо­ли, кронштейны, хомуты оттяжек и металлические конструкции, предназначенные для крепления изоляторов контактной сети, ВЛ 6—35 кВ и линий ДПР на железобетонных опорах и искусствен­ных железобетонных и каменных сооружениях. Заземлению под­лежат все металлические конструкции и сооружения (мосты, путе­проводы, отдельно стоящие опоры и т.п.), расположенные в опасной зоне А (рис. 9.4). На уровне земли опасной зоной счита­ют расстояние 5 м в плане от вертикальной проекции провода высокого напряжения, а на уровне провода и выше — 2,4 м. При переменном токе это расстояние может быть большим в зависи­мости от возможного опасного наведенного напряжения, кото­рое определяется проектом.

Искусственные металлические сооружения, ригели, неизолиро­ванные гибкие поперечины, перекрывающие электрифицированные пути, для исключения перетекания по ним обратного тока и нарушения действия автоблокировки или электрической центра­лизации заземляют только с одной стороны.

Защитные заземления могут быть как индивидуальными, так и груп­повыми. Индивидуальные заземления выполняют стальным прутком диаметром не менее 12 мм при постоянном токе и 10 мм при перемен­ном. К заземляющему проводнику плашечными зажимами присоеди­няют все конструкции, подлежащие заземлению. По железобетонной опоре заземляющий спуск прокладывают с полевой стороны в натяну­том положении и изолируют от поверхности опоры с помощью дере­вянных или полимерных прокладок (рис. 9.5, а).

На линиях переменного тока, где электрокоррозионное воздей­ствие тока на арматуру незначительно, ранее использовался за­земляющий проводник, проложенный внутри опоры (рис. 9.5, б). В этих случаях заземляющий спуск присоединяют к специальным

Рис. 9.5. Схема заземлений на железобетонной и металлической опорах: а — железобетонная опора при постоянном и переменном токе; 6 — железобетонная опора при переменном токе (ранее применяемая схема); в — металлическая опора; 1 полушпала; 2 - заземляющий проводник; 3 — деревянная или полимерная прокладка; 4 и 3 — кронштейн для проводов ВЛ 0,4 и В Л 6 (10) кВ; 6 — консоль; 7 — выводы заземляющего
проводника; 8 — кронштейн провода ДПР

выводам, имеющимся в верхней и нижней частях опор. Эта схема не получила дальнейшего внедрения ввиду недостаточной надеж­ности узлов подключения. Такие опоры в настоящее время зазем­ляют по схеме рис. 9.5, а.

У металлических опор заземляющий проводник крепят непос­редственно к уголку раскоса в нижней части опоры (рис. 9.5, в).

Прокладку заземляющего проводника к рельсу осуществляют на полушпалах или в полиэтиленовых трубках, что обеспечивает его изоляцию от земли. Заземляющий проводник 2 прикрепляют к по­дошве рельса с помощью зажима заземления / и крюкового болта 3 с контргайками, предотвращающими ослабление контакта (рис. 9.6), или к дроссель-трансформатору соединительными зажимами.

При однониточных РЦ заземления опор присоединяют к бли­жайшей электротяговой нити, а при двухниточных — к ближай­шим рельсовым нитям, причем особое внимание обращают на то, чтобы в пределах каждого блок-участка во избежание нарушения действия автоблокировки все заземляющие проводники были при­соединены к одной рельсовой нити.

В ответственных случаях по условиям требований безопаснос­ти делают двойные заземления (двойной проводник). Места присое­динения двойных заземлений к рельсу располагают на расстоянии не более 200 мм между присоединениями.

В целях сокращения мест присоединения к рельсу устраивают групповые заземления (ГЗ). Их применяют для заземления опор контактной сети, ус­тановленных в выемках за кюветом, на пас­сажирских платформах или за ними, в скальных грунтах, на станциях в местах погрузки и выгрузки, а также опор пита­ющих линий и других опор, удаленных от железнодорожных путей.

Групповые заземления выполняют из проводов сечением не менее 70 мм², преиму­щественно из сталеалюминиевых (АС-70),

которыми соединяют группу рядом стоящих -

заземляющего проводника ^опоР' подвешивая их на высоте 5 м и более с
к рельсу натяжением в тросе 3,5—4 кН (350—400 кгс).

Для группового заземления могут быть также использованы про­вода ПБСМ-70, ПБСА-50/70, ПС-95 или другие с большим сече­нием. Соединенную таким образом группу опор заземляют в од­ном месте двойным заземляющим спуском на среднюю точку дроссель-трансформатора или непосредственно на тяговый рельс. В одной группе должны находиться только железобетонные или только металлические опоры контактной сети.

По условиям электрического сопротивления цепи «опора— рельс» в целях обеспечения надежного срабатывания защиты дли­ну проводов группового заземления для группы опор определя­ют расчетом (по режиму к.з.).

Провод группового заземления присоединяют к рельсовой цепи по Т- или Г-образной схеме, при этом он секционируется у изоли­рующих стыков. Максимальные длины проводов группового за­земления указаны в табл. П9 приложения 9.

При Т-образной схеме подключения провода заземляют в середине с таким расчетом, чтобы расстояние до крайней зазем­ленной на групповой трос опоры было: при постоянном токе для железобетонных опор не более 600 м и для металлических — не более 300 м, а при переменном — не более 200 м. Если среди железобетонных опор имеются опоры с оттяжками, то расстоя­ние от места заземления до них не должно превышать 300 м. При Г-образной схеме подключения также должны соблюдаться указанные выше расстояния от места заземления до крайней за­земленной на трос опоры, т.е. для железобетонных опор 600 (200) м и металлических — 300 (200) м.

Опоры с роговыми разрядниками, ОПН и секционными разъе­динителями не присоединяют к тросу группового заземления, по условиям требований безопасности они должны иметь индиви­дуальные заземления.

Расстояние между местами присоединения к рельсам спусков груп­пового заземления, разрядников и ОПН должно быть не менее 100 м.

Конструкции разрядников, ОПН и приводы разъединителей на участках постоянного тока изолируют от опоры изолирующими элементами с сопротивлением не менее 10 кОм и присоединяют наглухо на рельс или к дроссель-трансформатору. В тягу приво­да секционного разъединителя врезают изолирующую вставку.

Металлические поддерживающие устройства этих опор заземля­ют на рельс через искровой промежуток.

Опоры с низким сопротивлением (менее 100 Ом) исключают из группового заземления опор и подсоединяют индивидуально к рельсу через искровой промежуток, после чего принимают меры по повышению изоляции этих опор.

На линиях постоянного тока на искусственных сооружениях, пешеходных мостах и опорных устройствах могут находиться провода освещения, а также другие провода переменного тока. В этих случаях возникает опасность попадания токов промыш­ленной частоты через заземляющие проводники в РЦ. Для пре­дотвращения этой опасности и предупреждения электрокорро­зии сооружения или опорного устройства устраивают так называемые нейтральные вставки, т.е. врезают между основной изоляцией и заземленными частями дополнительную изоляцию сопротивлением не менее 10 кОм. Все нейтральные элементы меж­ду основной и дополнительной изоляцией соединяют одним об­щим заземляющим проводником, который присоединяют наглу­хо к тяговому рельсу. Металлоконструкции моста или опорного устройства при выполнении таких нейтральных вставок заземля­ют на тяговый рельс через защитные устройства: при постоян­ном токе в цепь заземления включают диодно-искровой заземлитель, при переменном — два искровых промежутка, по одному в каждом спуске (см. ниже).

Защитные заземления опор контактной сети создают для блужда­ющих токов цепь «рельс—опора—фундамент—земля», приводящую к электрической коррозии анкерных болтов фундаментов и армату­ры железобетонных опор. Для предотвращения этого явления, а так­же для обеспечения нормального функционирования РЦ автоблоки­ровки и электрической централизации заземление на тяговую рельсовую сеть выполняется через специальные защитные устройства, препятствующие утечке тока с рельсов через конструкцию в землю. Для этого на опорах контактной сети устанавливают искровые про­межутки, диодные и диодно-искровые заземлители (рис. 9.7), техни­ческие характеристики которых приведены в табл. 9.1.

Если на опоре имеется разрядник или ОПН, то заземление уста­навливают на этой опоре отдельно для опоры и разрядника (ОПН). На изолированных гибких поперечинах заземляют обе опоры.

Сооружения и конструкции, расположенные в общедоступных ме­стах (посадочные платформы, места посадки и высадки пассажиров, не имеющие посадочных платформ, переезды и переходы на уровне железнодорожных путей, места систематической погрузки и выгрузки или прохода пассажиров, пешеходные и сигнальные мостики), на уча­стках переменного тока заземляют наглухо двойными проводниками.

На участках постоянного тока может быть выполнена специальная защита опор контактной сети, изолированных от рельса (ЗОИР), ко­торая исключает электрокоррозию металлической арматуры опор и фундаментов опор контактной сети. В этом случае все опоры контакт­ной сети перегона или станции соединяют тросом или проводом через искровые промежутки. При пробое изоляции на какой-либо опоре пробивается искровой промежуток и дополнительный провод стано­вится под потенциал контактной сети, после чего срабатывает короткозамыкатель и воздействует на быстродействующий выключатель, который, в свою очередь, отключает контактную сеть.

Кроме защитных заземлений на контактной сети применяют рабочие заземления. Их устанавливают для комплектных трансфор­маторных подстанций, сигнальных указателей «Опустить токоп­риемник» и т.п. В этих случаях, как и для отсасывающей линии тяговой подстанции, без предварительного отключения оборудо­вания не допускается отсоединять заземление от рельса. Для отли­чия рабочего заземления от защитного на зажиме заземления на­носят знаки опасности в виде красной стрелы.