Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра “Инфокоммуникационные системы и информационная безопасность”

РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА УСТРОЙСТВА СВЯЗИ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: “Электромагнитная совместимость и среда защиты”

Студентка гр. 22 Б

Д.А. Пфлюк

Руководитель

доцент кафедры ИСИБ

Л. Р. Доросинский

Омск 2015

Реферат

Курсовая работа содержит 30 страницу, 28 рисунков, 18 таблицы, 22 формулы использовано.

Электромагнитная совместимость, контактная сеть, волновод, трансформаторная подстанция, экранирование, магистральный, местный и питающий кабели, линии электропередач, контур заземления, ток молнии, каскадная защита, разрядники, импульсное перенапряжение, устройство связи, спектр воздействующих импульсов.

Курсовая работа содержит расчёт описание основных источников влияния на цепи узла связи, расчет спектра воздействующих импульсов, а также расчет влияний аварийных режимов контактной сети. Подбор элементов каскадной защиты аппаратуры.

Объектом исследования являются устройства связи железнодорожного участка.

В процессе выполнения курсовой работы были использованы программы Microsoft Office Word 2003, Microsoft Visio 2010.

Содержание

• Введение
• 1. Описание участка
• 2. Расчет контура заземления ДСП
• 3. Расчет электромагнитных влияний
• 3.1 Расчет магнитных влияний
• 3.2 Гальваническое влияние ЛЭП и КС на кабель местной связи
• 3.3 Расчет перенапряжений при заносе высокого потенциала с ТП и КТП на ДСП при ударе молнии
• 4. Расчет спектра импульса молнии
• 5. Элементы защиты
• 6. План размещения аппаратуры и средств защиты
• Заключение
• Библиографический список
• Введение
• электропередача молния импульс волновод
• Цель: необходимо выполнить расчет различных влияний ЛЭП, КС и разряда молнии на кабели связи, электрического питания и волновод. На основе этих данных, спроектировать схемы электрической защиты узла связи местной станции, а так же на базе рассчитанных значений выбрать элементы этих схем.
• Техническое обслуживание и ремонт объектов железнодорожной электросвязи, устройств проводной и радиосвязи, аппаратуры специальной связи, автоматизированных устройств для обслуживания пассажиров и устройств вычислительной техники осуществляется региональными центрами связи, которые входят в состав Дирекции связи, на территории которой расположены обслуживаемые участки железной дороги. Дорожная дирекция связи является структурным подразделением Центральной станции связи - филиала ОАО “РЖД” [5].
• Структура и технологическое оснащение РЦС должны обеспечивать выполнение необходимых работ по техническому обслуживанию устройств связи. Для организации и проведения ТО устройств связи РЦС должен иметь инфраструктуру, соответствующую географии обслуживаемых участков железных дорог, штат производственного персонала нормативной численности и требуемой квалификации, необходимый для качественного содержания находящихся на балансе предприятия технических средств, а также определенную систему управления [7].
• Выполнение работ по ТО устройств связи производится эксплуатационным штатом РЦС с периодичностью, установленной планами-графиками ТО устройств связи, и объемом работ, определенными технологическими картами [2,3,4,5,6].
• Работы по техническому обслуживанию устройств связи приказом начальника дирекции могут быть возложены на специализированные, для выполнения конкретных операций технического обслуживания, ремонтно-восстановительные бригады. Для РББ должны разрабатываться и утверждаться отдельные планы-графики, с учетом перечня и периодичности выполняемых ими работ.
• Ремонт устройств связи осуществляется специализированными организациями на договорной основе.
• Система ТО и ремонта устройств связи должна отвечать следующим основным требованиям [1,7]:
• а) обеспечивать высокий уровень безопасности и бесперебойности движения поездов при одновременном снижении эксплуатационных расходов;
• б) обеспечивать высокое качество содержания устройств связи;
• в) быть ориентированной на повышение производительности труда за счет усиления технического и технологического оснащения линейных производственных участков предприятия, использования альтернативных методов технического обслуживания и ремонта средств связи;
• г) сводить к минимуму влияние “человеческого фактора” на качество работы устройств связи за счет применения информационных технологий и системы удаленного мониторинга и администрирования.
• 1. Описание участка
• Промежуточные станции предназначены для приема, отправления и пропуска поездов, приема и выдачи грузов, багажа и грузобагажа, обслуживания пассажиров. На промежуточных станциях, кроме того, осуществляется обслуживание подъездных путей, формирование отправительских маршрутов с мест погрузки, оборот пригородных составов. Так же на промежуточных станциях располагаются различные линейные и станционные объекты систем связи и сигнализации. План промежуточной станции изображен на рисунке 1.1.
• Рисунок 1.1 - План промежуточной станции
• Станционные здания, сооружения и устройства - это подсистема инфраструктуры железнодорожного транспорта, включающая в себя технологические комплексы зданий, сооружений, устройств для производства на железнодорожных станциях операций с грузами, почтовыми отправлениями и поездами, технического обслуживания и ремонта инфраструктуры железнодорожного транспорта и железнодорожного подвижного состава, а также для обслуживания пассажиров. К станционным объектам относятся: тяговая подстанция, комплектная трансформаторная подстанция, дом связи.
• Тяговая подстанция - в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии. Они подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления) тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов.
• Трансформаторная подстанция -- электроустановка, предназначенная для приема, преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии в системах электроснабжения потребителей сельских, поселковых, городских, промышленных объектов. Состоит из силовых трансформаторов, распределительного устройства, устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательных сооружений.
• Дом связи - здание с аппаратурой связи и рабочим местом ДСП.
• Линия электропередачи (ЛЭП) -- один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока.
• Контактная сеть представляет собой комплекс устройств для передачи электроэнергии от тяговых подстанций к ЭПС через токоприемники.
• Антенно-фидерное устройство (АФУ) -- предназначаются для приема, излучения электромагнитных волн и передачи электромагнитной энергии. АФУ состоит из антенны и линии передачи.
• Так же систему связи составляют ЦЕПИ магистральной, оперативно технологической местной связи, являющейся частью направляющей линии.
• МКПАБ - магистральный кабель, с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией, с броней из стальных лент и защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом. Кабель МКПАБ представлен на рисунке 1.2.

• Рисунок 1.2 - Кабель МКПАБ
• На рисунке изображены: 1 - контрольная жила; 2 - центрирующий кордель; 3 - изолированная жила; 4 - сигнальная пара; 5 - поясная изоляция; 6 - алюминиевая оболочка; 7 - подушка из джута; 8 - стальные ленты.
• СБПБ - кабель для сигнализации и блокировки с медными жилами, с полиэтиленовой изоляцией, в оболочке из полиэтилена, с броней из двух стальных лент, с наружным покровом. Кабель СБПБ представлен на рисунке 1.3. Используется для подачи питания в помещение ДСП.
• Рисунок 1.3 - Кабель СБПБ
• На рисунке изображены: 1 - токонесущая жила; 2 - изоляция; 3 - поясная изоляция; 4 - оболочка; 5 - броня.
• Городские телефонные кабели типа ТГ, ТПП и ТПВ предназначены для прокладки и подвески на межстанционных, магистральных и распределительных участках сети. Кабели изготовляют с медными жилами диаметром 0,32; 0,4; 0,5; 0,6 и 0,7, повивной и четверочной скрутки. Кабель типа ТПП представлен на рисунке 1.4. На рисунке изображены: 1 -- пара жил; 2 -- четверка; 3 -- поясная изоляция; 4 -- экран из алюминиевой ленты; 5 -- полиэтиленовая оболочка; 6 -- подушка; 7 -- стальные ленты; 8 -- подклеивающий битумный слой; 9 -- полиэтиленовый шланг; 10 -- наружный покров; 11 -- броня из стальных оцинкованных лент; 12 -- стальной трос.
• Рисунок 1.4 - Кабель ТПП
• Связь между диспетчером и машинистом осуществляется с помощью направляющих линий, вдоль которых распространяется радиоволна. В качестве направляющей линии на железной дороге используют биметаллический провод диаметром 4мм, который изображен на рисунке 1.4.
• Рисунок 1.4 - Волновод
• На рисунке показаны: 1 - несущая сердцевина из стали; 2 -слой меди.
• Во время эксплуатации линии связи подвержены электромагнитным воздействиям, создаваемым контактной сеть, ЛЭП и разрядами молнии. Молния представляет собой гигантский электрический искровой разряд между облаками и земной поверхностью, или между облаками, или между разными частями облака. Помехи, создаваемые ЛЭП, КС и разрядами молнии оказывают значительное влияние на качество связи и требуют применения защитных средств.
• Импульс тока, создаваемый разрядом молнии, имеет форму, представленную на рисунке 1.5. Наибольшую опасность представляет собой быстро нарастающий фронт импульса, который приводит к повреждению незащищенной аппаратуры.
• Рисунок 1.5 - Форма импульса тока
• 2. Расчет контура заземления ДСП
• Заземление - это ЗУ (заземляющее устройство), предназначенное для электрического соединения с “землей” различных заземляемых частей электрооборудования.
• Для каждой системы заземления (TN-C, TN-S, TN-C-S, TT и IT) существуют свои требования к сопротивлению заземляющего устройства.
• Сопротивление ЗУ очень сильно зависит от:

?) Типа грунта;

?) Структуры грунта;

?) Состояния грунта;

?) Глубины залегания электродов;

?) Количества электродов;

?) Свойств электродов.

Контур заземления - это и есть, соединенные между собой, горизонтальные и вертикальные электроды, которые заложены на определенной глубине в грунте.

Все свойства грунта определяются его сопротивлением растекания тока. И чем это сопротивление меньше, тем лучше для монтажа контура заземления.

Контур заземления классически представляет собой группу соединенных горизонтальным проводником вертикальных электродов небольшой глубины, смонтированных около объекта на относительно небольшом взаимном расстоянии друг от друга.

В качестве заземляющих электродов в таком заземляющем устройстве традиционно использовали стальной уголок либо арматуру длинами 2,5-3 метра, которые забивали в грунт с помощью кувалды.

В качестве соединительного проводника использовали стальную полосу 4х40мм, которая укладывалась в заранее подготовленную канаву глубиной 0,5-0,7 метра. Проводник присоединялся к смонтированным заземлит елям электро- или газосваркой.

В данном курсовом проекте контур заземления состоит из двух штырей, расположенных на расстоянии четырех метров друг от друга. Сопротивление такого контура не должно превышать 4 Ом. Сопротивление одного вертикального электрода рассчитаем по формуле:

, (1)

где - удельное сопротивление грунта, равное 45 Ом*м; - длина штыря из арматуры, равная 2,5 м; - диаметр штыря, равный 0,02 м;

- глубина, на которую углублено начало штыря, равная 0,5 м.

Сопротивление одиночного вертикального электрода рассчитывается по формуле:

, (2)

где - ширина горизонтальной шины, равная 0,04 м;

- общее расстояние между штырями, равное 5 м.

Сопротивление защитного контура заземления узла связи рассчитывается по формуле:

, (3)

где К_сез = 1,4 - сезонный коэффициент;

- 0,3;

- коэффициент использования, равный 0,52; - количество штырей, равное 15 шт.

Нормированное значение сопротивления защитного контура заземления узла связи Ом, следовательно, подбираем количество вертикальных электродов таким, чтобы значение не превышало нормированное значение.

Значение общего сопротивления защитного контура:

3. Расчет электромагнитных влияний

3.1 Расчет магнитных влияний

При коротком замыкании контактной сети, например, при падении КС на рельсы будет оказываться магнитное влияние на кабели связи, электропитания и волновод. Ток короткого замыкания по заданию равен = 3,6 кА, а для ЛЭП = 15 кА.

Магнитное влияние рассчитывается по формуле:

, (4)

где ;

щ= 314 рад/с ;

I_К.З - ток короткого замыкания;

S_э - коэффициент экранирования;

М - модуль взаимной индуктивности.

Кабели связи и электропитания расположим на расстоянии a = 50 м от рельсов для контактной сети;

Кабели связи и электропитания расположим на расстоянии a = 400 м от ЛЭП.

Модуль взаимной индуктивности:

. (5)

Модуль взаимной индуктивности для ЛЭП:

, Гн/км.

Модуль взаимной индуктивности для контактной сети:

, Гн/км.

Коэффициент экранирования:

, (6)

где S_p - коэффициент экранирования рельсов равен;

S_к - коэффициент экранирования кабеля равен;

. (7)

а) Расчет магнитного влияния контактной сети и ЛЭП для кабеля МКПАБ

Коэффициент экранирования для кабеля МКПАБ:

.

Влияние ЛЭП на МКПАБ:

При расчете магнитного влияния ЛЭП не учитываем .

.

Влияние контактной сети на МКПАБ:

;

.

б) Расчет магнитного влияния контактной сети и ЛЭП для кабеля ТПП

Для кабеля ТПП контактной сети , , а для кабеля ТПП ЛЭП не нужно учитывать.

Влияние ЛЭП на ТПП:

.

Влияние контактной сети на ТПП:

;

.

в) Расчет магнитного влияния контактной сети и ЛЭП для кабеля СБПБ

Для кабеля СБПБ контактной сети , , а для кабеля СБПБ ЛЭП не нужно учитывать.

Влияние ЛЭП на СБПБ:

.

Влияние контактной сети на СБПБ:

.

г) Расчет магнитного влияния контактной сети и ЛЭП для волновода

Волновод подвешен на опоре и располагается на расстоянии a = 1 м от рельсов для контактной сети и на расстоянии a = 400 м от ЛЭП.

Магнитное влияние для волновода рассчитывается по формуле:

, (8)

где =0,8 - Sпучка проводов.

Модуль взаимной индуктивности волновода для ЛЭП:

, Гн/км.

Модуль взаимной индуктивности волновода для контактной сети:

, Гн/км.

Влияние ЛЭП на волновод:

.

Влияние контактной сети на волновод:

;

.

3.2 Гальваническое влияние ЛЭП и КС на кабель местной связи

При эксплуатации промежуточной малой станции может возникнуть случай обрыва провода ЛЭП или КС в районе ТП. Схематичное расположение станционных объектов на малой станции представлено на рисунке 3.1.

r₁=100м, тогда гальваническое влияние оценивается следующей величиной:

	(9)

Поскольку расстояния r₂, r₃ и r₄ >> r₁, то . Значение гальванического влияния производится по следующей формуле:

, (10)

где I - ток ЛЭП или контактной сети;

- удельное сопротивление грунта , равное 45 Ом*км.

а) гальваническое влияние на кабель ТППэ, на которого влияет контактная сеть:

б) гальваническое влияние на кабель ТППэ, на которого влияет ЛЭП:

3.3 Расчет перенапряжений при заносе высокого потенциала с ТП и КТП на ДСП при ударе молнии

Одна из возможных аварийных ситуаций на промежуточной станции - занос высокого потенциала, образовавшегося в результате грозового разряда, на ДСП.

Таблица 3.3.1 - Параметры для расчета пункта 3.3

Параметр	Значение	Параметр	Значение
L	2 мкГн/км	RТП	0,65 Ом
R	10 Ом/км	lК ТП	2,3 км
С	10 нФ/км	RКТП	4,1 Ом
RЗК	3,103 Ом	lК КТП	1,3 км

Расчет производится по следующим формулам:

,	(11)
,	(12)
,	(13)
,	(14)
,	(15)
,	(16)
,	(17)
,	(18)
.	(19)

Расчет по формулам 11 - 19:

,
,
,
,
,
,
,
,
. Графики результирующего тока и напряжения представлены на рисунке 3.1. t, сек Рисунок 3.1 - Ток и напряжение заноса высоко потенциала с ТП на ДСП Для расчета заноса высоко потенциала с КТП заменим RТП на RКТП. Результаты вычислений представлены на рисунке 3.2. t, сек Рисунок 3.2 - Ток и напряжение заноса высоко потенциала с КТП на ДСП

В таблице 3.3.2 находятся результаты вычисления влияний аварийных режимов.

Таблица 3.3.2 - Расчетные значения влияний аварийных режимов

Вид влияния	Магнитное, В	Гальваническое, В	Занос высокого потенциала, В
	КС	ЛЭП	Гроза (КС)	Гроза (ЛЭП)	КС	ЛЭП	ТП	КТП
МКПАБ	670,2	1537,306	5808,4	101,1	-	-	-	-
ТППэ	350,33	803,5919	951,4	16,6	11,2157	46,73	647,4	11522
СБПБ	226,1	1077,7	500,7	8,7	-	-	-	-
Волновод	13139,679	6149	-	-	-	-	-	-

4. Расчет спектра импульса молнии

Для определения напряжений, наведенных в кабелях связи импульсом молнии необходимо определить частоту тока молнии. Параметры грозового импульса следующие: = 9 мкс; = 400 мкс; I_max = 70 кА. Временная характеристика импульса молнии определяется выражением (4) и имеет вид, представленный на рисунке 4.1:

, А	(20)

t, сек

Рисунок 4.1 - Временная характеристика импульса молнии

Спектральная характеристика определяется выражением (5) и изображена на рисунке 4.2:

.	(21)

f, Гц

Рисунок 4.2 - Спектральная характеристика импульса молнии

По рисунку 4.2 находим 400 Гц - первый способ методики нахождения .

Второй способ методики нахождения:

Найдем круговую частоту:

(22)

а) Перенапряжения при заносе потенциала для 400 Гц.

Влияние ЛЭП на МКПАБ:

Влияние контактной сети на МКПАБ:

Влияние ЛЭП на ТПП:

Влияние контактной сети на ТПП:

Влияние ЛЭП на СБПБ:

.

Влияние контактной сети на СБПБ:

Влияние ЛЭП на волновод:

.

Влияние контактной сети на волновод:

В;

б) Перенапряжения при заносе потенциала для 625 Гц.

Влияние ЛЭП на МКПАБ:

Влияние контактной сети на МКПАБ:

Влияние ЛЭП на ТПП:

Влияние контактной сети на ТПП:

Влияние ЛЭП на СБПБ:

.

Влияние контактной сети на СБПБ:

Влияние ЛЭП на волновод:

.

Влияние контактной сети на волновод:

В таблице 4.1 представлены полученные результаты перенапряжения при заносе потенциала.

Таблица 4.1 - Воздействия грозового разряда на аппаратура ЖАТС

	МКПАБ	ТПП	СБПБ	Волновод
При	9,14	16,6	18,9	4,77	8,67	9,9	2,7	4,9	5,6	36,55	325,5	327,5
При	14,3	25,9	29,6	7,46	13,56	15,5	4,22	7,66	8,7	57,12	508,5	511,7

5. Элементы защиты

Устройства защиты предохраняют станционные объекты от поражающего действия больших токов и напряжений. Методика организации защиты от перенапржений вкелючает в себя: экранирование и сброс перенапряжений на заземляющее устройство с помощью пороговых элементов. В настоящее время повсеместно на ж/д актуален второй способ защиты. К пороговым устройствам защиты от перенапряжений относятся: разрядники, супрессоры, фильтры и варисторы. Устройства, предохраняющие от бросков тока: предохранители, позисторы и полисвич-элементы.

Электрический предохранитель - компонент электрических и радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования и приборов от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов, возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа.

Позистор - терморезистор с положительным коэффициентом сопротивления. Позистор имеет форму керамических дисков, в некоторых случаях установленных последовательно в одном корпусе, а так же в одиночном исполнении с защитным эмалевом покрытием. По областям применения позисторы делятся на группы. Позисторы, работающие в условиях воздействия электрической нагрузки и используемые в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению. Позисторы широко применяются в качестве автостабилизирующих нагревательных элементов в схемах размагничивания и задержки.

Разрядник -- электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции или p-n переходов полупроводниковых приборов и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям. Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надёжную изоляцию и высоковольтные полупроводниковые приборы, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники.

Супрессор или ограничитель напряжения - это полупроводниковый диод, работающий на обратной ветви вольтамперной характеристики (ВАХ) с лавинным пробоем или на прямой ветви ВАХ. TVS-диод предназначен для защиты от перенапряжения интегральных и гибридных схем, радиоэлектронных компонентов и др. У полупроводниковых ограничителей напряжения ВАХ аналогична ВАХ стабилитронов. В условия нормальной работы ограничители являются высокоимпедансной нагрузкой по отношению к защищаемой схеме и служат для защиты цепи. В идеале устройство выглядит как разомкнутая цепь с незначительным током утечки. Когда напряжение переходного процесса превышает рабочее напряжение цепи, импеданс ограничителя понижается, и ток переходного процесса начинает течь через ограничитель. Мощность, образовавшаяся при переходном процессе, рассеивается в пределах защитного устройства и ограничивается максимально допустимой температурой перехода.

Варистор - полупроводниковый оксидно-цинковый резистор, электрическое сопротивление (проводимость) которого нелинейно зависит от приложенного напряжения, то есть обладающий нелинейной симметричной вольт-амперной характеристикой и имеющий два вывода. Обладает свойством резко уменьшать свое сопротивление с единиц ГОм до десятков Ом при увеличении приложенного к нему напряжения выше пороговой величины. При дальнейшем увеличении напряжения сопротивление уменьшается ещё сильнее. Благодаря отсутствию сопровождающих токов при скачкообразном изменении приложенного напряжения, варисторы являются основным элементом для производства устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).

Схемы защиты в цепях питания и линейных узлах связи значительно различаются. Так, элементы защиты цепей питания рассчитаны на значительно большие токи и напряжения, чем те же защитные элементы в узлах связи. Один из возможных вариантов организации защиты питания по току и напряжению представлен в приложении А. Приложение Б содержит Схемы защиты узлов связи. В таблице 5.1 приведены элементы, на которых могут быть реализованы представленные выше схемы. Таблицы 5.2-5.15 содержат параметры используемых элементов. При организации защиты от перенапряжений, которые могут прейти по волноводу может использоваться разрядник Р-63(FU1). На рисунках 5.1-5.14 приведены изображения элементов защиты.

Таблица 5.1 - Элементы защиты

Элемент на схеме	Название элемента	Элемент на схеме	Название элемента
Защита по питанию
F1-F3	ПКН-001	FV3	РKH-600
F4-F6	ППН-39	RU1, RU2	УЗП500
ВА1	ВА51-37	PTC1	MZ23-25 R
ВА2, ВА3, ВА4	ВА47-29	VS1	6KE440A
FV1	РВП-10	C1	470мкФ 500В
FV2	Р-138
Защита связи
F1, F2	ВП1-1	RK1, RK2, RK3, RK4	B59950-C80-A70
FV1	Р-63	VS1	1.5KE18CA
RU1, RU2	CH2-2A	VS2	1.5KE36СA



Рисунок 5.1 - Предохранитель типа ПКН

Таблица 5.2 - Параметры предохранителя ПКН001

Параметр	Значение
Номинальное напряжение. кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Время плавления при токе 1,2 5 А, с, более	10
Время плавления при токе 2,5 А, с, менее	10
Электрическое сопротивление заменяемого элемента при температуре 20?С, 0м	47,3 - 57,8

Рисунок 5.2 - Плавкая вставка типа ППН

Таблица 5.3 - Параметры предохранителя ППН39

Параметр	Значение
Номинальное напряжение. кВ	0,5
Номинальная отключающая способность, кА	100
Номинальный ток, А	50



Рисунок 5.3 - Автоматический выключатель типа ВА51

Таблица 5.4 - Параметры автоматического выключателя ВА51-37

Параметр	Значение
Номинальный ток, А	400
Рабочее напряжение, В, до	660
Номинальный ток тепловых расцепителей, А, до	400

Рисунок 5.4 - Автоматический выключатель типа ВА47

Таблица 5.5 - Параметры автоматического выключателя ВА47-29

Параметр	Значение
Номинальный ток, А, до	63
Номинальная отключающая способность, кА	4,5
Рабочее напряжение, кВ, до	0,4

Рисунок 5.5 - Высоковольтный разрядник РВП-10

Таблица 5.6 - Параметры автоматического выключателя РВП-10

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее допустимое напряжение на разряднике, кВ	12,8
Импульсное пробивное напряжение при вре­мени разряда более 1 мкс, кВ	50
Пробивное напряжение частотой 50 Гц не ме­нее, кВ	25
Остающееся напряжение при импульсном то­ке 3000 А не более, кВ	50
Количество искровых промежутков	10-11

Рисунок 5.6 - Защитный разрядник Р-138

Таблица 5.7 - Параметры защитного неуправляемого разрядника Р-138

Параметр	Значение
Напряжения пробоя, статическое, В	225-345
Напряжения пробоя, динамическое, В	900
Емкость статическая междуэлектродная, пФ, не более	2
Сопротивление изоляции, кОм	10
Напряжение погасания, В	90

Рисунок 5.7 - Разрядник РКН-600

Таблица 5.8 - Параметры разрядника РКН-600

Параметр	Значение
Статическое напряжение пробоя, В	500-800
Динамическое напряжение пробоя, В	<2000
Сопротивление электрической цепиОм	0.01
Напряжение погасания	120 +/-5

Рисунок 5.8 - УЗП-500

Таблица 5.9 - Параметры УЗП-500

Параметр	Значение
Классификационное напряжение при I=1mA постоянного тока, кВ	?0,15
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ	?0,13
Остаточное напряжение на ограничителе при импульсе тока Tи = 30/60мкс с амплитудой 500А, кВ	?0,4
Остаточное напряжение на ограничителе при импульсе тока Tи = 8/20мкс с амплитудой 1000А, кВ	?0,5

Рисунок 5.9 - Полисвич-элемент MZ23-25R

Таблица 5. 10- Параметры полисвич-элемента MZ23-25R

Параметр	Значение
Номинальное сопротивление, Ом	25
Допуск сопротивления	20%
Номинальное напряжение, В	60
Максимальное рабочее напряжение, В	230

Рисунок 5.10 - Супрессор 1.5KE18CA

Таблица 5. 11- Параметры супрессора 1.5KE18СA

Параметр	Значение
Напряжение срабатывания, В	18
Пиковый ток, А	200
Рассеиваемая мощность, кВт	1,5

Рисунок 5.11 - Предохранитель ВП1-1

Таблица 5. 12- Параметры предохранителя ВП1-1

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, В	250
Номинальный ток, А	1

Рисунок 5.12 - Термистор B59950-C80-A70

Таблица 5. 13- Параметры термистора B59950-C80-A70

Параметр	Значение
Максимальное допустимое напряжение, В	80
Номинальный ток, мА	150
Ток переключения, мА	330
Максимальный допустимый ток, А	5,5
Номинальное сопротивление, Ом	3,7

Рисунок 5.13 - Варистор СН2-2А

Таблица 5. 14- Параметры варистора СН2-2А

Параметр	Значение
Классификационный ток, мА	2
Рабочее напряжение, В	330
Амплитуда одиночного импульса, кА	2

Рисунок 5.14 - Супрессор 1.5KE36CA

Таблица 5. 15- Параметры супрессора 1.5KE36A

Параметр	Значение
Пиковая мощность, Вт	1500
Минимальное напряжение открывания, В	32,4
Максимальное напряжение открывания, В	39,6
Максимально допустимый импульсный ток, А	33

Схемы защиты аппаратуры:

Рисунок 5.15 - Схема защиты волновода

Рисунок 5.16 - Схема защиты оборудования связи

Рисунок 5.17 - Схема защиты цепи питания

6. План размещения аппаратуры и средств защиты

На посту дежурного по станции ДСП существует комната, отведенная для размещения оборудования средств защиты и связи. Здесь находятся кабельная шахта (Ш), кроссы (К), вводно-защитные устройства (ВЗУ), вводной щит (ВШ), а так же аппаратура связи и рабочие места. Комната средств защиты и аппаратуры связи занимает 1/5 всего помещения поста ДСП. Так же в комнате связи располагается главная заземляющая шина (ГЗШ), которая соединяется с внешним заземляющим контуром и “землей” всех эксплуатируемых электрических устройств. К ГЗШ присоединены 2 измерительных провода по напряжению и току для круглогодичного определения сопротивления заземляющего контура. План размещения аппаратуры и средств защиты представлен на рисунке 6.1.

Кабельная шахта - специальное вертикальное сооружение в здании с закладными деталями в стенах, к которым закрепляются металлические конструкции, предназначенные для крепления к ним вертикально проложенного кабеля.

Кросс (контрольно-распределительное оборудование средств связи), кроссовый узел - пространство, отведенное под коммутацию телекоммуникационных проводов. Так же на кроссе располагается певый каскад защиты.

Вводно-защитное устройство - устройство, обеспечивающее ввод кабелей электросвязи, защиту обслуживающего персонала и аппаратуры аналоговой и цифровой электросвязи от опасных напряжений и токов, возникающих в цепях электросвязи. ВЗУ содержит 2 и 3 каскады защиты.



Рисунок 6.1 - План размещения аппаратуры и средств защиты ДСП

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был выполнен расчет различных влияний ЛЭП, КС и разряда молнии на кабели связи, электрического питания и волновод. На основе этих данных были спроектированы схемы электрической защиты узла связи местной станции, а так же на базе рассчитанных значений выбраны элементы этих схем. Заключительным этапом стало проектирование комнаты связи на посту ДСП с расположением в ней устройств защиты и рабочей аппаратуры.

Так же рассмотрены возможные элементы защиты, которые в последующем были применены для построения схем защиты от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов. По нашим исходным данным был произведен выбор элементной базы.

Выполнение курсовой работы позволило оценить важность учета взаимного влияния различных электрических сетей и природных явлений на инфраструктуру связи. Стала очевидной необходимость внимательного проектирования защитных устройств, удовлетворяющих требованиям всех служб железной дороги.

Полученные в ходе выполнения проекта знания являются базой для дальнейшего изучения специальных дисциплин и могут быть применены в дальнейшем при разработке различных схем защиты.

Библиографический список

1. Стандарт предприятия. СТП ОмГУПС-3.1-05.

2. Бадер М. П. Электромагнитная совместимость /Учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М.: УМКМПС, 2002. - 638 с.

3. “Основы электромагнитной совместимости”. Ред. Р. Н. Карякина, г. Барнаул, 2007.

4. Гроднев И. И., Курбатов Н. Д. “Линейные сооружения связи”. Москва-1982г.

Размещено на Allbest.ru

...