Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта - Частоедов Л.А., Михайлов А.Ф.

Автор: Частоедов Л.А. Михайлов А.Ф.
Теги: рельсовый транспорт железнодорожное движение электротехника автоматика учебник железнодорожный транспорт связь телемеханика
Год: 1987
Похожие
Электроснабжение устройств автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта
Устройства автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте
Системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. В двух частях. Часть 1
Системы железнодорожной автоматики и телемеханики
Текст
                    А. Ф. МИХАЙЛОВ
Л.А.ЧАСТОЕДОВ
ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИЕ
УСТРОЙСТВА
И ЛИНЕЙНЫЕ
СООРУЖЕНИЯ
АВТОМАТИКИ
ТЕЛЕМЕХАНИКИ
И СВЯЗИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ТРАНСПОРТА
Утверждено
Главным управлением
учебными заведениями МПС
в качестве учебника для техникумов
железнодорожного транспорта
МОСКВА "ТРАНСПОРТ"!987
УДК 656.25: [621.311.6+621.315] (075.32)
Михайлов А. Ф., Частоедов Л. А. Электропитающие уст-
ройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и
связи железнодорожного транспорта. Учебник для техникумов
ж.-д. трансп. — М.: Транспорт, 1987. — 383 с.
Приведены основные сведения о воздушных и кабельных
линиях, устройствах электропитания железнодорожной авто-
матики и телемеханики. Рассмотрены средства защиты уст-
ройств автоматики и телемеханики от влияния электрических
железных дорог и линий электропередачи, описаны современ-
ные электропитающие установки, обеспечивающие бесперебой-
ное питание аппаратуры автоблокировки, электрической и
диспетчерской централизаций, даны методы расчета отдель-
ных питающих устройств.
Для учащихся техникумов железнодорожного транспорта
по специальности «Автоматика и телемеханика на ж.-д.
транспорте».
Ил. 294, табл. 26.
Кингу написали: А. Ф. Михайлов — главы I, II,
III, V, §§ 39, 53, 54 главы IV; Л. А. Частоедов — введение,
главу IV (кроме §§ 39, 53, 54)
Рецензенты- Д. А. Коган, Н. П. Шекшуев
Заведующий редакцией В. П. Репиева
Редактор Г. Г. Баюшкина
„ 3602040000-309
м----------------- 151-87
© Издательство «Транспорт», 1987
049(01)-87
ВВЕДЕНИЕ
Стратегическая программа ускорения социально-экономического
развития страны, выдвинутая XXVII съездом КПСС, предусматри-
вает дальнейшее увеличение пропускной и провозной способности
железных дорог, повышение скоростей движения поездов, оснащение
железнодорожного транспорта новейшим техническим оборудованием.
В области автоматики, телемеханики и связи на железнодорож-
ном транспорте совершенствуют и все шире внедряют автоблокиров-
ку, электрическую и диспетчерскую централизацию, аппаратуру вы-
сокочастотного телефонирования, абонентского и тонального теле-
графирования, автоматические телефонные станции, аппаратуру раз-
личных технологических связей и передачи дискретной информации.
Особое внимание уделяют развитию систем авторегулирования дви-
жения высокоскоростного транспорта, новейших систем управления
на базе микропроцессоров, таких, как микропроцессорная электри-
ческая централизация, многозначная локомотивная сигнализация,
диспетчерская централизация и др.
Работу устройств железнодорожной автоматики и телемеханики
организуют по воздушным или кабельным линиям, размещенным
вдоль перегонных железнодорожных путей или на территории стан-
ций.
Для работы устройств железнодорожной связи созданы развет-
вленные сети магистральной, дорожной, отделенческой и местной
связи. Магистральную, дорожную и отделенческую связь обычно
осуществляют по общей линии связи, которую строят вдоль железной
дороги.
На участках железных дорог, оборудованных автоблокировкой,
имеются высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки с трех-
фазной силовой цепью напряжением 6 или 10 кВ и сигнальными цепями.
На станциях, оборудованных электрической централизацией и дру-
гими устройствами автоматики и телемеханики, имеется большое
число сигнальных кабелей, по которым предусматривают питание
этих устройств и управление ими.
Для линейного хозяйства железнодорожного транспорта харак-
терна высокая плотность расположения различных цепей, которая
3
приводит к взаимным влияниям друг на друга. Особенно велико воз-
действие высоковольтных цепей на цепи автоматики, телемеханики
и связи. В связи с этим возникает необходимость разработки защиты
устройств автоматики, телемеханики и связи от опасных и мешающих
влияний линий электропередачи, тяговых токов, защиты металличес-
ких покровов подземных кабелей от коррозии блуждающими токами
электрических железных дорог и трамвая. Все эти задачи успешно
решаются на основе теоретических и экспериментальных исследова-
ний советских ученых и инженеров.
Для электропитания устройств железнодорожной автоматики и
телемеханики применяют выпрямители, полупроводниковые преоб-
разователи, химические источники тока (аккумуляторы и первичные
элементы), дизель-электрические агрегаты и т. д. Все это оборудова-
ние входит в состав электропитающих установок, обеспечивающих
энергией аппаратуру автоматики и телемеханики при заданных на-
пряжениях и токах.
Большинство железных дорог нашей страны электрифицированы
на переменном токе. Устройства железнодорожной автоматики и теле-
механики относятся к электроприемникам первой категории и рабо-
тают в основном на постоянном токе. Для получения постоянного тока
используют выпрямительные устройства, в которых применяют по-
лупроводниковые вентили.
Аккумуляторные батареи, используемые в электропитающих уста-
новках, выполняют роль резервных источников постоянного тока,
обеспечивающих полную бесперебойность электропитания устройств
автоматики и телемеханики. Основным требованием, предъявляемым
к электропитающим установкам автоматики и телемеханики, является
обеспечение бесперебойного питания аппаратуры, соответствие нор-
мам в отношении номинального напряжения и его пульсации. Элект-
ропитающие установки должны быть максимально автоматизированы,
требовать минимальных затрат на эксплуатацию, обладать достаточно
высокими к. п. д. и коэффициентом мощности.
На железнодорожном транспорте осуществляют дальнейшее со-
вершенствование систем электропитания устройств автоматики и те-
лемеханики — это разработка и внедрение электропитающих уста-
новок без аккумуляторных батарей, внедрение аппаратуры и обору-
дования с использованием электроники и средств автоматизации,
повышение к. п. д. n.costp электропитающих установок.
Глава I
ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ
АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ
§ 1. Классификация воздушных линий
В зависимости от назначения подвешенных цепей воздушные линии
связи разделены на три класса. К I классу относятся линии связи, на
которых подвешены цепи, связывающие Министерство путей сообще-
ния с управлениями дорог, а также последние между собой; ко II
классу — линии, несущие цепи, которые связывают управления дорог
с отделениями дорог и отделения дорог между собой, а также линии,
на которых подвешены цепи отделенческой связи; к III классу —
линии местной (станционной) связи.
В зависимости от интенсивности гололедных отложений на про-
водах воздушных линий связи эти линии строят четырех типов: О —
облегченный, Н — нормальный, У — усиленный и ОУ — особо уси-
ленный. Линии типа О строят в негололедных и слабогололедных
районах, где эквивалентная толщина стенки льда на проводе не пре-
вышает 5 мм. В районах со средней интенсивностью гололеда, где
эквивалентная толщина стенки льда может увеличиться до 10 мм,
строят линии типа Н. В сильногололедных районах, где эквивалент-
ная толщина стенки льда достигает 15 мм, строят линии типа У, а где
эквивалентная толщина стенки льда достигает 20 мм и более — линии
типа ОУ.
Зависимость числа опор на 1 км и длины пролета от типа линии
показана в табл. 1.
Таблица 1
Тип линии	•Линии связи					Высоковольтные линии СЦБ		
	Эквивален- тная тол- щина стен- ки льда, мм	I и 11 классов		111 класса		Эквивален- тная тол- щина стен- ки льда, мм, не более	Число опор на 1 км линий	Длина проле- ! та, м
		Число опор на 1 км линии	Длина пролета, м	Число опор на 1 км линии	Длина пролета, м			
О	5	20	50	12	83,3						
н	10	20	50	16	62,5	10	20	50
У	15	25	40	20	50	15	25	40
ОУ	20	28	35,7	20	50	20	28,5	35
5
На разных типах линии устанавливают разное число усиленных
и противоветровых опор, обеспечивающих устойчивость линии при
гололеде и ветре.
В отличие от воздушных линий связи высоковольтные (ВЛ) и вы-
соковольтно-сигнальные линии автоматики и телемеханики (ВСЛ СЦБ)
строят трех типов: Н, У, ОУ.
Воздушные линии автоматики, телемеханики и связи состоят из
стальных, медных или биметаллических неизолированных проводов,
подвешенных на деревянных или железобетонных опорах, по которым
передаются электрические сигналы.
К воздушным линиям относятся высоковольтные линии электро-
передачи (ЛЭП), высоковольтно-сигнальные линии СЦБ и линии связи.
На воздушных высоковольтно-сигнальных линиях подвешивают
провода трехфазной силовой цепи с линейным напряжением 10 кВ
(ранее применяли напряжение 6 кВ) для электропитания перегонных
и станционных устройств СЦБ. Кроме проводов силовой цепи, на
опорах высоковольтно-сигнальной линии подвешивают и сигнальные
провода.
На воздушных линиях связи подвешивают провода магистральной,
дорожной и отделенческой телефонно-телеграфной связи, провода
местной связи, а также провода автоматической и полуавтоматической
блокировки, диспетчерской централизации и диспетчерского конт-
роля, телеуправления тяговыми подстанциями и др. На работу воз-
душных линий оказывают влияние метеорологические и климатичес-
кие условия района, по которому проходит линия, интенсивность
грозовой деятельности, а также линии электропередачи и тяговая
сеть дорог. Наибольшее влияние оказывают гололед, изморозь и ветер.
При переменной погоде на проводах воздушных линий может об-
разовываться смешанный осадок, состоящий из слоев льда и изморози.
Гололед — однородное ледяное отложение на проводах воздушных
линий плотностью около 900 кг/м3, заметно увеличивающее механи-
ческую нагрузку проводов и опор. Сочетание гололеда и ветра может
вызвать обрывы проводов и поломку опор.
Воздействие ветра на воздушные линии не ограничивается только
увеличением нагрузки на провода и опоры. При скорости ветра до
5 м/с на открытой местности иногда возникает вибрация проводов.
При вибрации колебательная энергия провода передается к месту
его крепления вязкой на изоляторе. Механическое напряжение в месте
крепления, быстро меняющееся в проводе, способствует изнашива-
нию провода и вызывает его обрыв. Для борьбы с последствиями виб-
рации проводов применяют специальное крепление проводов к изо-
ляторам (рессорную вязку).
Дождь, туман и мокрый снег также влияют на работу воздушных
линий. Они снижают сопротивление изоляции проводов из-за появ-
ления на изоляторах влажной пленки. Появление влаги на стальных
проводах вызывает их коррозию. Для того чтобы сопротивление изо-
6
ляции проводов соответствовало установленным нормативным зна-
чениям, загрязнившиеся изоляторы периодически чистят, а битые
заменяют. При изготовлении стальных проводов в сталь добавляют
медь, а поверхность оцинковывают, что повышает их коррозионную
устойчивость.
При прямом ударе молнии в воздушную линию повреждаются
провода, изоляторы и опоры. Воздушные линии защищают от грозы
при помощи молниеотводов, устанавливаемых на наиболее ответст-
венных опорах (угловых, оконечных, кабельных и др.).
Атмосферные перенапряжения, возникающие в проводах, вызван-
ные грозовыми разрядами, представляют опасность для аппаратуры,
включенной в эти провода. Эту аппаратуру защищают включением
в провода разрядников и предохранителей.
В результате электромагнитного влияния в проводах воздушных
линий, имеющих сближения с высоковольтными линиями электропе-
редачи и тяговой сетью электрифицированных дорог, могут появлять-
ся опасные и мешающие напряжения.
Для защиты цепей сигнализации и связи от опасных и мешающих
влияний высоковольтных линий электропередачи разработаны меро-
приятия, позволяющие снизить эти влияния до установленных нор-
мативных значений.
При строительстве воздушных линий автоматики, телемеханики
и связи следует принимать меры по защите деревянных опор от гние-
ния (пропитка опор антисептиками, устройство антисептических бан-
дажей, применение железобетонных приставок к опорам), а железо-
бетонных опор — от коррозии блуждающими токами и от воздействия
химических веществ, находящихся в почве (покрытие поверхности
подземной части опоры битумной мастикой).
В процессе эксплуатации воздушные линии необходимо оберегать
от падения на них деревьев, от набросов на провода различных пред-
метов, а также от возможных повреждений линий в заливаемых во
время половодья местах.
§ 2.	Типовые профили опор ВЛ, ВСЛ СЦБ
и воздушных линий связи
Профилем опоры называют принятое расположение цепей и про-
водов на опорах воздушной линии.
Высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки применяют
двух профилей: одноцепные и двухцепные. На одноцепных линиях
провода трехфазной силовой цепи СЦБ напряжением 10 кВ распола-
гают в верхней части опоры (рис. 1, а). Один провод подвешивают
на верхушечном штыре и два — на двухштырной траверсе. Сигналь-
ные провода располагают ниже высоковольтных проводов на четы-
рех-, шести- или восьмиштырной траверсе.
7
На двухцепных линиях (рис. 1, б), кроме проводов трехфазной си-
ловой цепи, питающей устройства СЦБ, и сигнальных проводов, под-
вешивают вторую трехфазную высоковольтную цепь, называемую
цепью продольного электроснабжения (ПЭ). Эта цепь предназначена
для снабжения электроэнергией помещений малых станций, разъез-
дов и других потребителей, для питания передвижных и переносных
инструментов, используемых путейскими рабочими при ремонте пути,
и является резервом на случай повреждения основной высоковольт-
ной линии. При двухцепном профиле провода высоковольтных цепей
подвешивают на одной двухштырной и одной четырехштырной тра-
версах так, чтобы три провода основной цепи СЦБ располагались на
одной стороне опоры, а три провода продольного электроснабже-
ния — на другой.
На участках дорог, электрифицированных на постоянном токе,
трехфазную высоковольтную цепь продольного электроснабжения
обычно подвешивают на опорах контактной сети.
При однофазном переменном токе воздушные линии связи заме-
няют кабельными для того, чтобы защитить цепи связи от опасных
электромагнитных влияний тяговых токов. По этой же причине часть
жил кабеля связи используют для сигнальных цепей автоблокировки,
а на опорах оставляют только высоковольтную линию напряжением
10 кВ.
На воздушных линиях связи с деревянными опорами применяют
крюковой, траверсный и смешанный профили опор. При крюковом
профиле (рис. 2, а) все провода на опоре укрепляют на крюках, а при
траверсном (рис. 2, б) — на тра-
версах. Если одну часть проводов
располагают на крюках, а дру-
гую — на траверсах, то получают
смешанный профиль (рис. 2, в).
На линиях с железобетонными
опорами провода крепят только
на траверсах.
Расположение цепей на крюках
применяют только на малопровод-
ных линиях с числом проводов до
10—12.
На деревянных опорах много-
проводных линий связи типов О и Н
устанавливают до пяти траверс,
что дает возможность подвески 40
проводов, а на линиях типов У и
ОУ, испытывающих большие голо-
ледные нагрузки, — не более трех
траверс. На линиях типов У и ОУ
допускается размещать четыре-
Рис. 1. Профили опор высоковольт-
но-сигнальной линии СЦБ
8
Рис. 2. Профили опор воздушной ЛИНИН связи
6}
пять траверс, при этом деревянные опоры укрепляют железобетонными
приставками. В случае использования железобетонных опор на мно-
гопроводных линиях всех типов может находиться до пяти траверс.
Для подвески проводов на крюках, кроме крюкового и смешанного
профилей опор, рекомендуются профили с расстоянием между про-
водами двухпроводной цепи, равным 300 мм, и между соседними це-
пями, расположенными с одной стороны опоры, — 900 мм. Такое
расположение проводов увеличивает переходное затухание между
двухпроводными телефонными цепями.
Таблица 2
Цепь	Места цепей на профайле опоры		
	а	(см. рис. 2) б	в
Магистральной связи	1	1, 4	1
Дорожной связи	—	9	4
Поездной диспетчерской связи (ПДС)	4	8	6
Поездной межстанционной связи (МЖС)	2	3	3
Постанцнонной связи (ПС)	6	7	8
Линейно-путевой связи (ЛПС)	5	10	7
Энергодиспетчерской связи (ЭДС)	—	5	—
Служебной диспетчерской связи (СДС)	—,	2	—
Перегонной связи (ПГС)	—	6	5
Телеуправления н телесигнализации тяговыми подстанциями (ТУ ТС)	—	11, 12	—
Отделенческой связи	3	—	2
9
Для удобства обслуживания и эксплуатации воздушной линии
связи цепи располагают на профиле опоры в определенном порядке,
зависящем от назначения этих цепей. Рекомендуемое типовое распо-
ложение цепей на малопроводных линиях связи (см. рис. 2, а и в) и
один из возможных вариантов расположения цепей на профиле (см.
рис. 2, б) приведены в табл. 2.
Для многопроводных линий с тремя и более траверсами располо-
жение цепей на опорах обычно определяют при разработке проекта
этих линий.
§ 3.	Материалы и арматура воздушных линий
Линейная проволока и тросы. На воздушных линиях связи наи-
большее распространение получила стальная, биметаллическая
(сталь — медь) и медная проволока, а также многожильный стале-
алюминиевый провод.
Стальную линейную проволоку применяют для цепей отделенчес-
кой и дорожной связи, а также для цепей телеуправления и теле-
сигнализации, подвешиваемых на воздушной линии связи. Медную
и биметаллическую проволоку используют для подвески цепей ма-
гистральной и дорожной связи большой протяженности. Эти цепи
уплотняют каналами высокочастотного телефонирования в полосе
частот до 150 кГц. Для воздушных линий местной связи предназна-
чена стальная линейная проволока, а также биметаллическая про-
волока малых диаметров. Стальная линейная проволока изготавли-
вается диаметром 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5 мм; ее покрывают тонким слоем
цинка (оцинкованная стальная проволока), что повышает коррозион-
ную устойчивость. Для этого же при изготовлении проволоки в
сталь добавляют от 0,2 до 0,4% меди, что примерно в 1,5 раза удли-
няет срок службы. Такую проволоку называют медистой.
На линиях связи I и II классов подвешивают стальную проволоку
диаметром 3, 4 и 5 мм, а на линиях III класса (местной связи) исполь-
зуют проволоку диаметром 1,5; 2,0 и 2,5 мм.
Медная и биметаллическая проволока диаметром 3; 3,5 и 4 мм пред-
назначена для воздушных линий связи только для цепей, уплотняе-
мых каналами высокочастотного телефонирования. На линиях типа
ОУ подвешивают медную проволоку диаметром 4 мм.
Биметаллическая (сталемедная) проволока состоит из стального
сердечника и слоя меди, наложенного на него термическим или галь-
ваническим способом. В зависимости от толщины медного слоя бы-
вает биметаллическая сталемедная проволока типов БСМ-1 и БСМ-2.
У проволоки типа БСМ-1 толщина медного слоя больше, чем у про-
волоки типа БСМ-2. Механическая прочность такой проволоки почти
в 2 раза больше механической прочности медной проволоки. Содер-
жание меди в биметаллической проволоке не превышает 50% общей
10
массы проволоки; изготовляют ее диаметром 1,2; 1,6; 2; 3; 4 и 6 мм.
На воздушных линиях связи I и II классов обычно подвешивают би-
металлическую проволоку диаметром 3 и 4 мм, а проволоку меньшего
диаметра применяют на сетях местной связи.
Сталеалюминиевый многопроволочный провод марки АС состоит
из стальной проволоки (сердечника), расположенной в центре, вокруг
которой навиты шесть алюминиевых проволок. На линиях связи по-
лучили распространение провода марок АС-10, АС-16 и АС-25 с соот-
ветствующей площадью поперечного сечения 10, 16 и 25 мм2.
На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ для подвески сиг-
нальных цепей используют стальную линейную проволоку диамет-
ром 4 мм, а для проводов силовой цепи —диаметром 5 мм. Если по-
тери энергии в силовой цепи превышают установленные нормы, то
вместо стальной проволоки применяют проволоку с меньшим электри-
ческим сопротивлением: биметаллическую сталемедную диаметром
4 и 6 мм, сталеалюминиевые многопроволочные провода марок АС-16,
АС-25, а также провода марок АС-35, АС-50 и АС-70 с площадью по-
перечного сечения соответственно 35, 50 и 70 мм2.
В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью
трамвая, троллейбуса и железных дорог, электрифицированных на
постоянном токе, а также в удлиненных пролетах вместо линейной
стальной и биметаллической проволоки и для увеличения прочности
линии подвешивают стальные тросы (канаты) диаметром 4,3; 6,7 мм
и многопроволочные бронзовые антенные провода марки ПАБ диа-
метром 4,7 и 7,4 мм. Стальные тросы применяют для подвески в пере-
ходных и удлиненных пролетах и на высоковольтно-сигнальных ли-
ниях СЦБ. Стальные тросы и тросы диаметром 4,3; 6,7; 8,0 и 9,2 мм
используют при строительстве воздушных линий в качестве оттяжек
для укрепления опор.
В местах пересечения воздушных линий связи с контактной сетью
железных дорог, электрифицированных на переменном токе, в воз-
душную линию делают кабельные вставки.
Перевязочная и спаечная проволока. При подвеске проводов их
укрепляют (вяжут) на изоляторах перевязочной проволокой. Для
проводов диаметром 3,5; 4 и 5 мм используют перевязочную проволо-
ку диаметром 2,5 мм, а для проводов диаметром 3,0 мм — проволоку
диаметром 2 мм. Стальные провода вяжут стальной оцинкованной
перевязочной проволокой, а медные и биметаллические (сталемед-
ные) — медной или биметаллической проволокой.
На воздушных линиях связи провода марок АС-10, АС-16 и АС-25
вяжут стальной оцинкованной перевязочной проволокой соответст-
венно диаметром 2,0; 2,5 и 3,0 мм или алюминиевой проволокой диа-
метром 3,0 мм. На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ сталеалю-
миниевые провода рекомендуется вязать стальной оцинкованной
перевязочной проволокой диаметром 2,5 мм или алюминиевой про-
волокой диаметром 3,5 мм.
11
Спаечную проволоку применяют для запайки концов проводов
и для устройства некоторых типов вязок проводов на изоляторах.
Стальную оцинкованную проволоку диаметром 1 мм используют для
стальных проводов, а медную луженую диаметром 1 и 1,5 мм — для
медных и биметаллических.
Арматура ВЛ, ВСЛ СЦБ и воздушных линий связи. Изоляторы
служат для подвески высоковольтных цепей на ВЛ и ВСЛ СЦБ. При-
меняют изоляторы двух типов: штыревые и подвесные (фарфоровые
или стеклянные).
Для того чтобы уменьшить утечку тока по поверхности изолято-
ров, их делают двухъюбочными. Такая конструкция изолятора уд-
линяет путь тока утечки с провода на штырь или крюк и, кроме того,
при дожде внутренняя юбка изолятора остается сравнительно су^ой
и, следовательно, имеет большее поверхностное сопротивление, чем
наружная поверхность изолятора. Внутри изолятора имеется вин-
товая нарезка для укрепления его на штыре или крюке.
На деревянных траверсах и вершинах деревянных опор устанав-
ливают штыревые изоляторы типов ШС10-Г и ШФ10-Г (рис. 3, а и б).
Изоляторы типа ШФ20-В (рис. 3, в) монтируют на вершинах железо-
бетонных опор и используют вместо изоляторов ШС10-Г и ШФ10-Г
при строительстве высоковольтной линии в районах с активным за-
грязнением атмосферы промышленными отходами, вблизи морей и
в местах с повышенной грозовой деятельностью. Подвесными изоля-
торами типов ПФ6-В и ПТФ-3,3/5 (рис. 4, а и б) заканчивают провода
на разъединителях. Для изоляции и крепления проводов низковольт-
ных (сигнальных) цепей применяют телефонные фарфоровые изоля-
торы типа ТФ-20 (рис. 5). Изоляторы этого типа получили наиболь-
шее распространение на воздушных линиях связи, где применяют
и стеклянные изоляторы типа ТСМ. На вводе проводов в здание око-
нечных и усилительных пунктов, а также для оконечной заделки
проводов на кабельных опорах используют вводные изоляторы типа
ВБ для проводов диаметром 4 и 5 мм и ВМ — для проводов диамет-
ром 3 мм.
Высоковольтные изоляторы крепят на штырях и крюках поли-
этиленовыми колпачками типов К-2 и К-3 (рис. 6, а), а изоляторы типа
ТФ-20 сигнальных цепей — колпачками типа ПКН-16 (рис. 6, б).
Для подвески проводов высоковольтных и сигнальных цепей ВСЛ
СЦБ траверсы изготавливают из соснового или лиственного бруса
сечением 80 X 100 мм, пропитанного антисептиком. Для высоковольт-
ных цепей одноцепных линий траверсы оборудуют двумя штырями,
а двухцепных — двумя или четырьмя штырями. Для выполнения
двойного крепления проводов число штырей удваивают. Провода
сигнальных цепей подвешивают на траверсах с четырьмя, шестью или
восемью штырями.
На воздушных линиях связи траверсы изготавливают преиму-
щественно из сосны, лиственницы, ели, реже — из угловой стали.
12
Рис. 3. Штыревые изоляторы
Рис. 4. Подвесные изоляторы
Рис. 5. Фарфоровый изо-
лятор типа ТФ-20
Рис. 6. Колпачки для крепле-
ния высоковольтных (о) и низ-
ковольтных (б) изоляторов
Рис. 7. Подкосы и накладки
13
Рис. 8. Крюки типов КН-20
(а), КН-18 (б) и КВГ-25
(в)
14
Длина траверс зависит от числа подвешиваемых на них проводов.
Деревянные траверсы изготавливают из брусьев сечением 80 X
X 100 мм. Верхняя кромка траверсы имеет два скоса 20 X 20 мм,
что облегчает чистку внутренних поверхностей изоляторов и умень-
шает поверхность кромки для оседания снега. Для защиты от гниения
траверсы пропитывают антисептиком.
Подкосы для крепления различных траверс (рис. 7, а) изготавли-
вают трех типов. Накладки, оснащенные штырями, используют для
заделки концов проводов высоковольтных и сигнальных цепей
(рис. 7, б и в).
Крюки типа КН-20 (рис. 8, а), применяемые на воздушных линиях
связи для укрепления изоляторов, изготавливают из круглой стали.
Выпускают крюки четырех типов, которые отличаются только раз-
мерами.
На крюках типа КН-18 (рис. 8, б) подвешивают дополнительные
сигнальные провода на траверсах. Подвесные крюки типа КНГ-25
Рис. 10. Конструкции ти-
пов ШВ-2Б (а) и ШВ-ЗА
(6)
Рис. 11. Плаика для
скрепления вершин опор
15
(рис. 8, в) служат для устройства ответвлений от высоковольтных
цепей к кабельным муфтам и силовым выносным опорам.
Штыри типа ШТ, которыми закрепляют изоляторы при подвеске
проводов связи на траверсах, изготавливают из круглой стали раз-
личных размеров (рис. 9, а). От штырей линии СЦБ они отличаются
только размерами. Верхушечные штыри типа ШВ (рис. 9, б) изготав-
ливают четырех видов в зависимости от типа изолятора.
Конструкции типов ШВ-2Б, ШВ-ЗА (рис. 10) предназначены
для установки на вершинах одностоечных А- и АП-образных железо-
бетонных опор изоляторов, на которых крепят провода. Вершины
железобетонных опор скрепляют планкой (рис. 11).
Для крепления фарфоровых и стеклянных изоляторов на дере-
вянных траверсах и металлических конструкциях применяют штыри
типа Ш, ШТ, ШУ, ШНР, которые отличаются размерами и массой.
§ 4.	Деревянные опоры, железобетонные приставки
и железобетонные опоры
Деревянные опоры воздушных линий связи и высоковольтно-сиг-
нальных линий СЦБ изготавливают из сосны, лиственницы, ели, кед-
ра. Столбы имеют длину 5; 5,5 и 6,5 м с диаметром в вершине (верх-
нем отрубе) от 12 до 25 см, длиной 7,5; 8,5 и 9,5 м — с диаметром от
14 до 24 см и длиной 11 и 13 м — с диаметром от 18 до 24 см. На линиях
связи столбы длиной 11 и 13 м используют для переходных опор через
полотно железной дороги, на переездах и т. п. Деревянные столбы
имеют коническую форму. Диаметр столбов выбирают в зависимости
от числа подвешиваемых на опоре проводов и типа линии, а длину —
исходя из габаритных размеров, установленных для данной линии.
Деревянные опоры подвержены гниению под воздействием грибков,
разрушающих древесину. Для повышения срока службы деревянных
опор столбы пропитывают антисептиками, препятствующими жизне-
деятельности грибка, или применяют установку опор в искусственные
основания, что наиболее эффективно. Способы пропитки древесины
столбов бывают заводские и полевые.
Срок службы столбов при их пропитке и установке в искусственных
основаниях в среднем может быть принят равным:
Для столбов, установленных непосредст-
венно в грунт, пропитанных способами:
полевыми............................10—12 лет
заводскими..........................18—22 года
Для столбов в искусственных основани-
ях:
непропитанных....................... 16—20 лет
пропитанных......................... 25—30 »
16
Рис. 12. Железобетонные приставки
Рис. 13. Деревянная опора в железо-
бетонных приставках
Для повышения срока службы деревянных опор предусматривают
установку опор в приставках, так как в этом случае комлевая часть
опор находится под поверхностью земли и, следовательно, столбы
гниют меньше. Наибольшее распространение получили железобе-
тонные приставки, но находят применение и деревянные приставки
из пропитанных столбов.
Железобетонные приставки к деревянным опорам воздушных
линий применяют не только для продления срока службы деревянных
столбов, но и при необходимости для увеличения длины опор в местах
перехода линии через железные и автомобильные дороги.
На линиях связи используют приставки прямоугольного сечения
типа ПР (рис. 12, а) и таврового сечения, а на высоковольтных ли-
ниях трапецеидального сечения — типа ПТ (рис. 12, б). Их длина от
3,0 до 4,5 м.
В зависимости от числа проводов, подвешиваемых на линии связи,
и типа линии опоры устанавливают в одной (рис. 13, а) или в двух
(рис. 13, б) приставках.
На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ промежуточные опо-
ры располагают в двух приставках, а на всех сложных опорах — по
одной к каждому столбу. Приставки скрепляют со столбом проволоч-
ными хомутами, при этом в нижней части приставок устанавливают
железобетонный или деревянный вкладыш, увеличивающий устой-
чивость опоры.
17
Подземную (комлевую) часть железобетонных опор и приставок
для предотвращения их разрушения от воздействия блуждающих
токов и находящихся в земле химических веществ на длине 2,2 м об-
мазывают битумной мастикой слоем толщиной 4—5 мм. После при-
пасовки к опоре приставок битумной мастикой покрывают детали
подземного крепления.
Железобетонные опоры используют при строительстве воздушных
линий связи, высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линий
автоматики и телемеханики. Они отличаются от деревянных повы-
шенной прочностью, пожаростойкостью и долговечностью. Для воз-
душных линий предназначены опоры конической формы с предвари-
тельно напряженной стальной арматурой, изготавливаемые методом
центрифугирования в виде полых конических труб (стоек).
Стальной каркас такой железобетонной опоры (стойки) состоит
из продольной арматуры в виде нескольких цилиндрических сталь-
ных стержней из стали переменного профиля, располагаемых по ок-
ружности опоры. Стержни скрепляют сваркой со стальными обру-
чами из проволоки диаметром 5 мм, которые размещают по длине
каркаса опоры на расстоянии 1 м друг от друга. Подготовленный та-
ким образом каркас обвивают по окружности спиралью из стальной
арматурной проволоки и заключают в форму, внутренние размеры
которой равны внешним размерам будущей железобетонной стойки.
Форму с каркасом устанавливают на станок, заполняют жидким
бетоном и вращают, постепенно увеличивая число оборотов формы.
Под действием центробежной силы бетон равномерно распределяется
по стенкам формы, уплотняется и в результате получается полая
коническая железобетонная труба (стойка) с толщиной стенки 40—
55 мм.
При строительстве высоковольтных и высоковольтно-сигналь-
ных линий (ВЛ и ВСЛ) СЦБ применяют железобетонные опоры (стой-
ки) марок С 1,85/10,1; С 2,55/10,1 и С 2/11,1 длиной 10,1 м и 11,1 м.
Рис. 14. Центрифугированная стойка железобетонной опоры
18
Цифры 1,85; 2 и 2,55 означают зна-
чение несущей способности (трещино-
стойкости) стойки (тс • м) на расстоя-
нии 1,7 м от нижнего торца стойки*.
Опоры из железобетона предназ-
начены для одноцепных и двухцеп-
ных высоковольтных линий. Центри-
фугированная стойка железобетонной
опоры (рис. 14, а), применяемая при
строительстве ВЛ и ВС Л СЦБ, имеет
верхнюю 1 и нижнюю 3 бетонные за-
глушки и отверстия 2 для крепления
траверс и подкосов. Диаметр верхней
части стойки 170 мм, а нижней
части d2 = 320 4- 335 мм.
Для закрепления траверс, брус-
ков, верхушечных штырей и другой
арматуры в стойках предусмотрены
отверстия (рис. 14, б) — два отвер-
стия 1 диаметром 22 мм и девять от-
верстий 2 диаметром 18 мм. В нижней
части стоек, предназначенных для
сборки угловых, концевых и пере-
ходных опор, можно предусматри-
вать отверстия диаметром 34 мм для
Рис. 15. Коническая железобетон-
ная опора типа СНЦ, применяе-
мая при строительстве воздушных
линий связи
закрепления анкерных плит.
Железобетонные стойки имеют провод заземления диаметром 6 мм,
который проложен в бетоне. В верхней и нижней частях стоек нахо-
дятся выводы с резьбой для подключения заземляемых элементов.
При сооружении воздушных линий связи применяют железобе-
тонные опоры конической формы типов ОСНЦ и СНЦ (рис. 15) с диа-
метром в вершине 230 мм и длиной 6,5; 7,5 и 8,5 м. Тип стойки расшиф-
ровывается следующим образом. Например, стойка типа СНЦ-2,2-6,5:
С — стойка; Н — с напряженной арматурой; Ц — центрифугирован-
ная, 2,2 тс • м — несущая способность стойки на уровне закопки;
6,5 м — длина стойки.
§ 5.	Основные типы опор воздушных линий СЦБ и связи
Опоры высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линий СЦБ.
При строительстве высоковольтных и высоковольтно-сигнальных ли-
ний СЦБ в зависимости от назначения применяют следующие типы
опор: промежуточные — одностоечные для прямолинейных участков
линий; трасозащитные П-образные для установки линейных разъе-
динителей; угловые, противоветровые, переходные, концевые ка-
19
бельные опоры (А-образные); силовые А-образные и одностоечные —
для монтажа линейного трансформатора типа ОМ без разъединителя
и с разъединителем; силовые П-образные — для монтажа линейного
трансформатора типа ОМ с разъединителем; переходные и концевые
АП-образные с трансформаторами типа ОМ и без них; опоры А-об-
разные с разъединителями для ответвления высоковольтных прово-
дов; переходные одностоечные и А-образные опоры высотой 13 м и
14 м с металлической подставкой.
Верхняя часть промежуточной железобетонной опоры одноцепных
высоковольтно-сигнальных линий на перегонах (рис. 16, а) имеет
центрифугированную стойку 4, изолятор 1 типа ШФ20-8 с верху-
шечным штырем типа ШВ-22-3, изолятор 2 типа ШФ-10-Г для подвес-
ки высоковольтных проводов, двухштыревую траверсу 3 для установ-
ки изоляторов, шестиштырные траверсы 5 для подвески сигнальных
проводов и изолятор 6 типа ТФ-20. Одноцепные опоры рассчитаны
на подвеску трех высоковольтных сталеалюминиевых проводов ма-
рок: АС-25 — АС-35 или АС-50 — АС-70 и до 16 сигнальных сталь-
ных проводов диаметром 4—5 мм.
Верхняя часть промежуточной опоры двухцепной линии
(рис. 16, б) состоит из железобетонной стойки 3, изолятора 1 типа
ШФ10-Г, траверсы 2, штыря 4 типа ШТ-2Д, изолятора 5 типа ТФ-20.
Опоры такого типа, применяемые на станциях, сигнальными травер-
сами не оснащают.
Рис. 16. Промежуточные железобетонные опоры одноцепной (а) н двухцепной
(б) ВЛ СЦБ
20
А-образные опоры собирают из двух железобетонных стоек, вер-
шины которых соединяют металлическими планками. На угловых
опорах одноцепных линий устанавливают планки со штырями, одну
пару высоковольтных траверс и одну или две пары сигнальных траверс.
Железобетонные угловые опоры двухцепных линий оснащают ме-
таллическими планками без штыря, поверх которых устанавливают
две высоковольтные траверсы. Ниже, непосредственно к опоре, крепят
еще две траверсы. Для сигнальных проводов применяют такие же
траверсы, как и на опорах одноцепных линий.
В зависимости от угла поворота, типа линии и числа подвешивае-
мых сигнальных проводов угловые А-образные опоры оснащают ан-
керными плитами.
Силовые А-образные железобетонные опоры одноцепных линий
собирают так же, как и угловые. При одинарном креплении проводов
используют одну планку со штырем и одну — без штыря, при двой-
ном креплении — две планки со штырями. Кроме того, на опоре этого
типа устанавливают бруски для усиления высоковольтных траверс,
размещения предохранителей типа ПКН и навешивания линейных
силовых трансформаторов типа ОМ. На вершине опоры монтируют
раму разъединителя со штырями для установки изоляторов.
Верхняя часть А-образной силовой опоры (рис. 17, а) состоит из
железобетонной стойки 1, на которой расположены трансформаторы
2 типа ОМ, предохранитель 3 типа ПКН-10, разрядник 4 типа РВО-10,
подвесные изоляторы 5 типа ПФ6-В, разъединитель 6 типа РЛНД-1-10,
вад привода 7 разъединителя.
Одностоечные силовые опоры (рис. 17, б) предназначены для уста-
новки трансформаторов 2 типа ОМ, предохранителей 3 типа ПКН-10,
разъединителей 5 типа РЛНД-1-10 и разрядников О типа РВО-Ю.
На железобетонной стойке 1 размещают также подвесные изоляторы
типов ПФ6-В и ПТФ-3,315.
Переходные АП-образные железобетонные опоры одноцепных вы-
соковольтно-сигнальных линий СЦБ собирают из стоек длиной 10,1
или 11,1 м. Они рассчитаны на подвеску трех тросов диаметром 6,1 мм
(высоковольтные цепи) и шести тросов диаметром 4,2 мм (сигнальные
цепи). Переходные АП-образные железобетонные опоры двухцепных
линий собирают из железобетонных стоек длиной 10,1 м. Их приме-
няют для переходов длиной до 200 м при условии подвески в переход-
ном пролете трех высоковольтных проводов марки ПС-35 и трех вы-
соковольтных тросов диаметром 6,1 мм. По железной дороге стойки
перевозят на платформах, а на трассе линии для этого используют
трактора и автомобили с прицепами. Собирают и оснащают опоры на
месте.
Котлованы для опор роют бурильно-крановыми машинами и одно-
ковшовыми экскаваторами, а также траншеекопателями. Железобе-
тонные опоры устанавливают грузоподъемными лебедками бурильно-
крановых машин, автокранами или кранами на гусеничном ходу.
21
На дно котлована под железобетонные стойки А-образных угло-
вых и переходных опор и А-образных элементов АП-образных опор
укладывают опорные плиты.
В каменистом и скальном грунте, а также в затопляемых местах
и в других случаях, оговариваемых в проектах, опоры закрепляют
в железобетонных кольцах с заполнением пустых мест камнями и
гравием.
Опоры воздушных линий связи. Их подразделяют на простые,
сложные и специальные. К простым опорам относятся однопарные
промежуточные опоры; к сложным — угловые, анкерные, полуан-
керные, усиленные, противоветровые; к специальным — контроль-
ные, кабельные, разрезные вводные.
Рис. 17. Верхняя часть А-образной силовой опоры (а) и одностоечная силовая
опора (б)
22
Для прямолинейных участков линий предназначены простые оди-
нарные промежуточные опоры. Угловые опоры устанавливают в ме-
стах поворота (изменения направления) воздушных линий связи.
На линиях с деревянными опорами угловые опоры укрепляют под-
порами (рис. 18, а). Опоры скрепляют с подпорами с помощью болта
2. Под нижнюю часть подпоры подкладывают лежень 1. К комлю
столба болтом закрепляют поперечный брус (ригель) 3.
На линиях с железобетонными опорами используют оттяжки
(рис. 18, б). Применение оттяжек позволяет экономить древесину,
поэтому их стали широко применять и на линиях с деревянными опо-
рами. Верхнюю часть оттяжки скрепляют с железобетонной опорой
под второй и третьей траверсой металлическим хомутом 1 и серьгой
(винтовой оттяжкой) 2. В грунте оттяжку закрепляют при помощи
анкера, состоящего из стойки 3 и анкерной плиты 4, надевающейся на
стойку.
В гололедных районах для увеличения устойчивости воздушной
линии связи ее укрепляют полуанкерными, анкерными или усилен-
ными и противоветровыми опорами. На воздушных линиях связи,
оснащенных траверсами, применяют полуанкерные или анкерные
опоры, а на линиях с крюками — усиленные опоры. На полуанкер-
ной деревянной опоре (рис. 19, а) поперечные брусья, подпоры и рас-
кос скреплены со столбами опоры болтами. Анкерная железобетонная
опора связи (рис. 19, б) состоит из двух железобетонных стоек, каж-
дую из которых устанавливают на железобетонную плиту и укреп-
ляют двумя оттяжками. Полуанкерные и анкерные опоры оснащают
двойными траверсами.
23
i5Q0j
анкерная железобетонная (б)
Рис. 20. Усиленная (а) и противоветровая деревянная (б) опоры
0091
24
Усиленная опора (рис. 20, а) предназначена для линий с дере-
вянными опорами при подвеске проводов на крюках. Она представ-
ляет собой промежуточную опору, укрепленную двумя подпорами
или оттяжками 1, располагаемыми вдоль линии. Противоветровыми
опорами (рис. 20, б) дополняют усиленные или полуанкерные опоры
в гололедных районах.
На линиях с железобетонными опорами противоветровая опора
представляет собой промежуточную опору, укрепленную двумя от-
тяжками, направленными в противоположные стороны. Оттяжки
устанавливают перпендикулярно к направлению линии.
В болотистых грунтах для повышения устойчивости линии дере-
вянные промежуточные опоры укрепляют двумя подпорами, скреп-
ленными между собой и с опорой двумя лежнями (рис. 21, а). При
установке железобетонных опор подпоры заменяют оттяжками.
Для начала и конца воздушной линии связи предусматривают
оконечные опоры. На линиях с деревянными опорами при числе про-
водов до 16 для вводной опоры применяют одинарный столб с подпо-
рой или оттяжкой. При большем числе проводов в качестве вводной
опоры используют сдвоенную (рис. 21, б), полуанкерную или ан-
керную опоры. На линиях с железобетонными стойками в качестве
вводной опоры используют анкерную железобетонную опору.
К специальным опорам относятся кабельные и контрольные опоры.
Кабельные опоры размещают в местах перехода воздушной линии в ка-
Рис. 21. Промежуточная де-
ревянная опора для болоти-
стых грунтов (а) и сдвоенная
опора (б)
25
Рис 23 Контрольные сжимы для однопрово-
лочных (а) и многопроволочных сталеалюми-
ниевых (б) проводов
Рис 22. Кабельная опора с кабельным ящиком
бельную при устройстве кабельных вставок или вводов. У основания
кабельной опоры устанавливают кабельный шкаф типа ШМС или на
самой опоре располагают кабельный ящик (рис. 22).
Для испытаний и определения места повреждения проводов воз-
душной линии служат контрольные опоры. На этих опорах провода
разрезают и соединяют их специальными контрольными сжимами
(рис. 23). Для удобства работ контрольные опоры оборудуют сту-
пеньками и дополнительной траверсой, а также молниеотводом, ко-
торый при проведении испытаний цепей используют как заземление.
Контрольные опоры обычно устанавливают через каждые 15—25 км,
а также на границах соседних дорог и дистанций.
§ 6.	Оборудование высоковольтных линий
автоматики и телемеханики
Комбинированные предохранители-разъединители типа ПКН-10
(рис. 24) служат для защиты высоковольтной цепи от коротких замы-
каний, а также для защиты линейных трансформаторов типа ОМ при
коротком замыкании в цепи низкого напряжения.
При коротком замыкании в первичной или вторичной обмотках
трансформатора типа ОМ он отключается от линии предохранителем
типа ПКН-10 и, следовательно, из строя выходит только одна сиг-
нальная установка.
26
Предохранители типа ПКН-10 называются комбинированными,
потому что они одновременно служат разъединителями и с их помо-
щью можно отключить трансформатор от силовой цепи, так как высо-
ковольтная обмотка трансформатора присоединяется к проводам си-
ловой цепи через йредохранители.
Предохранитель типа ПКН-10 состоит из фарфорового корпуса 1
с вмонтированным в его верхнюю крышку 2 предохранителем. Предо-
хранитель состоит из фарфорового патрона с металлическими нако-
нечниками и плавкой вставкой, изготовленной из нихромовой прово-
локи, которую наматывают на стеклянную трубку.
При закрытии крышки металлические наконечники патрона вхо-
дят в контактные губки, находящиеся в корпусе, и таким образом об-
мотка трансформатора типа ОМ присоединяется к проводам силовой
цепи.
Предохранитель можно включать и выключать с земли с помощью
бакелитовой штанги с крючком на конце, который вставляют в ушко
3, находящееся на наружной стороне крышки. На силовой опоре
предохранитель крепят скобой 5. В боковых стенках корпуса пре-
Рис. 24. Предохранитель-
разъединитель типа ПКН-10
Рис. 25. Вентильный раз-
рядник типа РВП-10
27
дохранителя имеются два отверстия 4, служащие для ввода проводов
от силовой цепи к выводам трансформатора.
Высоковольтные вентильные разрядники типов РВП-10 (рис. 25)
или РВО-10 предназначены для защиты питающих пунктов и линей-
ных трансформаторов типа ОМ. Основными элементами вентильного
разрядника являются искровой промежуток и рабочее сопротивление.
В высоковольтных вентильных разрядниках типа РВП-10 или РВО-Ю
рабочее сопротивление выполняют из полупроводникового материа-
ла — вилита, обладающего нелинейной зависимостью между током
и напряжением. С увеличением напряжения его сопротивление резко
падает, а с уменьшением напряжения — резко возрастает.
Разрядник типа РВП-10 состоит из одиннадцати искровых про-
межутков 5, размещенных в бакелитовом цилиндре 4, и шести вили-
товых дисков 7. Контакт между дисками осуществляется через их
металлизированные торцовые поверхности. Боковые поверхности
вилитовых дисков покрыты изолирующим керамическим слоем. Ком-
плект искровых промежутков и блок вилитовых дисков помещены
в фарфоровый герметический корпус 1.
В верхней части корпуса находится спиральная пружина 3, сжи-
мающая все детали искровых промежутков и вилитовых дисков. Для
предупреждения ударов вилитовых дисков о внутреннюю стенку
фарфорового корпуса все диски защищены фиксирующими шайбами 6.
В крышку корпуса вставлен стальной болт, на котором укреп-
лена контактная пружина с зажимом 2 для присоединения линейного
провода. Стальной болт 8 служит для укрепления нижней крышки
разрядника и заземляющего спуска заземлителя. К опорам разряд-
ник крепят хомутом 9.
Принцип действия вентильного разрядника заключается в следую-
щем. Приходящая с линии волна атмосферного напряжения с ампли-
тудой, превосходящей импульсное пробивное напряжение искрового
промежутка, вызывает его пробой. При этом амплитуда волны сре-
зается до напряжения безопасного для изоляции защищаемого уст-
ройства. После пробоя импульсный ток молнии отводится с провода
в землю. В момент прохождения тока молнии через разрядник между
электродами искрового промежутка возникает дуга. Если ее не по-
гасить, то разрядник может выйти из строя. В искровом промежутке
дуга гасится не более чем через 0,01 с. За это время происходит ин-
тенсивная деионизация воздушного зазора между электродами искро-
вого промежутка и возрастание его электрической прочности. Когда
дуга погаснет, разрядник снова готов к действию. Этим и объясняется
многократность его действия.
Автоматический выключатель многократного действия типа АВМ-1
(рис. 26) защищает силовые цепи напряжением до 250 В и рельсовые
цепи автоблокировки от токов перегрузки и короткого замыкания.
Он состоит из термического расщепителя, выполненного из биметал-
лической 1 и латунной 2 пластин, включаемых последовательно в за-
28
щищаемую электрическую цепь. При номинальном токе биметалли-
ческая пластина нагревается незначительно. В случае повышения тока
в цепи эта пластина нагревается до такой температуры, при которой
она, изгибаясь, разрывает электрическую цепь. После охлаждения под
действием пружины биметаллическая пластина выпрямляется и вновь
замыкает электрическую цепь.
Автоматические выключатели типа АВМ-1 изготовляют на номи-
нальные токи 3; 5; 7,5; 10 и 15 А. Время размыкания контактов при
перегрузке, равной двукратному номинальному току, не более 1,5 мин;
время автоматического обратного включения контактов не более 3 мин.
Трехполюсными разъединителями типов РЛНД-10 иРЛНД-А-1-10
с ручными приводами или электроприводами секционируют ВЛ СЦБ
для выполнения оперативных переключений и обеспечения безопас-
ности труда эксплуатационного штата при ремонтных работах. Элект-
роприводы применяют для дистанционного управления разъедини-
телями. Разъединитель типа РЛНД-10 (рис. 27) имеет три однополюс-
ных комплекта 1, которые собраны на общей раме 2 и соединены об-
щей тягой 6. Полюсы разъединителя состоят из двух анкеровочных
изоляторов 5, на вершине которых установлены подвижный 4 и не-
подвижный 3 контакты.
Мачтовые муфты наружной установки типов КМ, КН и И1016и
устанавливают на опорах воздушных линий электроснабжения уст-
ройств СЦБ для оконцевания кабелей при монтаже кабельных вста-
вок и вводов в распределительные устройства, посты ЭЦ, ДЦ, ГАЦ
и т. п. Мачтовые муфты изготавливают для трех- и четырехжильных
Рис. 26. Автоматический вы-
ключатель типа АВМ-1
Рис. 27. Трехполюсный двухколонковый гори-
зонтально-поворотный разъединитель типа
РЛНД-10
29
Рис. 28. Мачтовая муфта типа
КМ для кабелей иа напряже-
ние 10 кВ
Рис. 29. Кабельный ящик типа
КЯ
кабелей на напряжение 1 кВ и для трехжильных кабелей на напря-
жение 10 кВ.
Муфта типа КМ для кабелей на напряжение 10 кВ (рис. 28) имеет
крышку 1, проходной изолятор 2, металлический стержень 3 для
подключения проводов воздушной линии электроснабжения, провод
заземления 4, конус муфты 5 для ввода кабеля, корпус 7, стальную
трубу 6 для защиты кабеля от механических повреждений.
После монтажа муфты ее заполняют кабельной массой, проверяют
герметичность заполнения и отверстия в крышке муфты закрывают
пробками.
Кабельный ящик типа КЯ (рис. 29) служит для перехода сигналь-
ных проводов воздушной линии, а также низковольтных проводов
вторичной обмотки трансформаторов типа ОМ в кабель, который про-
кладывают в релейном шкафу сигнальной установки под землей. Ка-
бельные ящики устанавливают на опорах высоковольтных линий СЦБ
и выпускают на 10, 16, 24 и 32 провода.
Ящик имеет муфту 4 для ввода кабеля и две трубы /, 5 для защиты
вводимых проводов и кабеля от механических повреждений. Внутри
кабельного ящика расположены приборы защиты — автоматические
выключатели типа АВМ-1 или штепсельные предохранители 2 и раз-
рядники 3.
зо
§ 7. Оборудование воздушных линий связи
При прохождении воздушной трассы линии связи по территории
крупных станций, железнодорожных узлов и крупных населенных
пунктов в эти линии делают кабельные вставки. Кабельные вставки
предусматривают также в местах пересечения водных преград, линий
электропередачи, электрифицированных железных дорог и в желез-
нодорожных тоннелях. Ввод воздушных линий в здания домов связи,
усилительных и оконечных пунктов выполняют кабелем.
Для того чтобы включение в цепи воздушных линий кабельных
вставок не снижало качество связи, по составным цепям согласовы-
вают волновые сопротивления кабельных цепей с волновым сопро-
тивлением цепей воздушной
автотрансформаторов или
запирающих катушек.
Согласовывающие уст-
ройства типов СУЛ и СУС
содержат по два согласо-
вывающих автотрансфор-
линии при помощи согласовывающих
Рис. 30. Принципиальная схема за-
пирающей катушкн
матора, предназначенных
для включения двух уп-
лотненных цепей.
Запирающая катушка
ЗК (рис. 30) состоит из
двух полуобмоток и ®2,
намотанных на общем
кольцевом (тороидальном)
сердечнике. Каждую полу-
обмотку катушки вклю-
чают в один из проводов
двухпроводной цепи так,
что при передаче по цепи
рабочих токов магнитные
потоки Фг и Ф2, возникаю-
щие в сердечнике катуш-
ки, взаимно уничтожают-
ся и катушка практичес-
ки не вносит затухания
в цепь.
Шкафы магистральной
связи типа ШМС (рис. 31)
устанавливают у кабель-
ных опор в стыке маги-
стральной воздушной ли-
нии связи с кабельной
вставкой в нее. В шкафу
Рис. 31. Шкаф магистральной связи типа
ШМС
31
размещают кабельные боксы или кабельные муфты, приборы защи-
ты от атмосферных перенапряжений и влияния линий сильного то-
ка (предохранители, разрядники, дренажные катушки), а при нали-
чии на воздушной линии связи цепей, уплотненных токами высокой
частоты, — согласовывающие устройства типа СУЛ и запирающие
катушки.
Вертикальной перегородкой корпус шкафа разделен на два отде-
ления, оба отделения закрываются дверцами. Внутренние стенки
корпуса шкафа и внутренние стороны дверей облицованы теплоизо-
ляционным материалом. В шкафу предусмотрены вентиляционные от-
верстия.
Кабели вводят в шкаф через отверстия в днище шкафа. Провода
воздушной линии вводят в шкаф через верхнюю крышку шкафа, на
которой укреплен металлический желоб, который соединяют с дере-
вянным желобом.
Шкафы изготавливают нескольких типов, различающихся разме-
рами и назначением. Шкаф монтируют на заводе в соответствии с за-
казом на элементы его оборудования и устанавливают у кабельной
опоры на двух железобетонных стойках на высоте 200 мм от поверх-
ности земли.
Рис. 33. Кабельный ящик типа
ЯКГ-10Х2
32
Кабельные шкафы типа
УКМШ — устройство кабельное,
междугородное шкафное (рис. 32)—
используют на линиях связи Ми-
нистерства связи. Эти шкафы раз-
мещают около нижней части ка-
бельной опоры на брусьях, желе-
зобетонных приставках или на
фундаменте.
Кабельные ящики применяют
для установки в стыке воздушной
линии и кабельной вставки на
сетях местной телефонной связи.
На сетях местной телефонной
связи получили распространение
кабельные ящики типов Я КГ-10x2
и Я КГ-20 X 2. Кабельный ящик
типа ЯКГ-10 X 2 (рис. 33) состоит
из корпуса 4 с откидной крышкой 2,
изготовленных из листовой стали.
Внутри корпуса имеются скобы
для крепления десятипарного бок-
са 3 с фарфоровым или пластмас-
совым плинтом /. Плинт, уста-
новленный в боксе, кроме винтов
для подключения изолированных
проводников, идущих от проводов
воздушной линии и перьев, на
которых распаивают жилы кабеля,
содержит приборы защиты—плав-
кие предохранители и угольные
разрядники. В днище корпуса
предусмотрены отверстия для вво-
да кабеля в бокс и ввода изоли-
рованных проводников от проводов
воздушной линии. Кабельный ящик
снабжен скобами, служащими для
крепления на кабельной опоре.
Кабельный ящик типа Я КГ-20
Рис. 34. Кабельный ящик типа ЯКМ
х 2 отличается от кабельного
ящика типа ЯКГ-10 X 2 увеличенными размерами и тем, что в нем
находится бокс с двумя десятипарными плинтами.
Кабельные ящики типа ЯКМ, находящиеся в эксплуатации на
кабельных вводах и вставках существующих воздушных линий мно-
гоканальной связи, предназначены для разделки в них кабелей ем-
костью 4 или 6 четверок и более. Кабельный ящик типа ЯКМ на че-
тыре четверки (рис. 34) состоит из стального корпуса 1 с двойными
2 Зак 2254
33
стенками и двумя дверцами, открывающимися в противоположные
стороны. Внутри корпуса закреплена рама, на которой размещены
цоколи защитных приборов (предохранителей и разрядников). На
дне ящика имеется воронка 3, через которую вводят кабель и разде-
лывают в оконечной кабельной муфте 2. Внутренний монтаж в ка-
бельном ящике выполняют проводом типа ПР. Для соединения с про-
водами воздушной линии эти провода выводят через верхнее отверстие
кабельного ящика при помощи деревянного желоба.
§ 8.	Устройство удлиненных пролетов,
пересечений и переходов
Удлиненные пролеты ВЛ и ВСЛ СЦБ. На воздушных линиях свя-
зи и высоковольтных линиях СЦБ удлиненными пролетами называют
пролеты, длина которых превышает длину нормального пролета дан-
ного типа линии на 50% и более. Удлиненные пролеты применяют при
пересечении воздушными линиями оврагов, небольших рек и других
препятствий. На высоковольтных линиях СЦБ типа Н удлиненные
пролеты не должны превышать 200 м, а на линиях типов У и ОУ —
150 м.
В качестве переходных опор на высоковольтно-сигнальных ли-
ниях СЦБ в зависимости от длины пролета и типа линии применяют
А- или АП-образные опоры.
Для того чтобы механическое напряжение в проводах удлинен-
ных пролетов не превысило допускаемых значений, увеличивают стре-
лы провеса проводов. При ветре это может привести к схлестыванию
соседних проводов на одной траверсе, а при гололеде — проводов,
расположенных в одной вертикальной плоскости на соседних травер-
сах, если провод, находящийся на нижней траверсе, будет очищен от
льда, так как стрела провеса этого провода резко уменьшится по срав-
нению с верхним проводом. Для предупреждения схлестывания про-
водов на опорах удлиненных пролетов увеличивают расстояние между
траверсами, а на траверсах — расстояние между штырями.
На высоковольтно-сигнальных линиях СЦБ с деревянными опо-
рами типа Н при длине переходного пролета до 75 м и на линиях ти-
пов У и ОУ при длине пролета 60 м в качестве переходных опор реко-
мендуется применять А-образные опоры. На линиях с железобетон-
ными опорами при типе линии Н длина пролета может быть равной
100 м, а на линиях типа У и ОУ — 75 м. От А-образных силовых и
угловых опор переходные А-образные опоры отличаются увеличен-
ными расстояниями между проводами высоковольтной цепи, между
высоковольтной и сигнальной траверсами и между проводами сиг-
нальных цепей. При больших длинах пролетов (на линиях типа Н до
200 м и иа линиях типа У и ОУ до 150 м) в качестве переходных опор
применяют опоры АП-образного типа. При этом, как правило, в пе-
34
реходном пролете рекомендуется применять только высоковольтные
провода, а переход сигнальных проводов осуществлять кабелем.
Сигнальные провода допускается подвешивать, если их число не пре-
вышает шести.
Железобетонная АП-образная опора отличается от деревянной
(рис. 35) способом скрепления в вершине; вместо лежней и ригелей
для ее укрепления под стойки, обращенные в сторону переходного
пролета, подложены опорные плиты, а на стойках, противоположных
переходному пролету, закреплены анкерные плиты.
Расстояние между высоковольтными проводами на переходных
АП-образных опорах в зависимости от типа линии и длины пролета
выбирают равным 1,7—2,0 м, между высоковольтной и сигнальной
траверсами — 2,5—3,0 м, а между сигнальными проводами — 0,4—
0,5 м. В переходных пролетах вместо однопроволочных стальных или
биметаллических проводов высоковольтной цепи подвешивают сталь-
ные тросы диаметром 6 мм, а вместо однопроволочных сигнальных
проводов — тросы диаметром 4,2 мм.
Рис. 35. АП-образная деревянная опора для удлиненных пролетов
2*
35
Рис. 36. Крепление сигнального про-
вода ВЛ СЦБ (а) и двойное креп-
ление высоковольтного провода на
переходных опорах (б)
Сигнальные провода высоковольтных линий СЦБ закрепляют
способом двойного крепления на двойных траверсах переходного про-
лета (рис. 36, а). Двойное крепление на переходной опоре проводов
высоковольтной цепи ВЛ СЦБ осуществляют при помощи дополни-
тельного хомута (рис. 36, б) из линейной проволоки, скрепляемого
с основным проводом вязочной проволокой.
Если в удлиненном пролете подвешивают стальной трос (рис. 37),
то на линиях СЦБ высоковольтные и сигнальные провода 1 соединяют
с тросом 4 при помощи перевязочной 2 и спаечной 5 проволок по-
средством хомута 3. На траверсах устанавливают трехштырные на-
кладки, а на вершине АП-образной опоры — трехштырную конст-
рукцию.
Пересечения и переходы ВЛ СЦБ. Пересечения высоковольтными
линиями полотна железных и автомобильных дорог I, II и III кате-
горий следует выполнять под утлом, близким к 90°. Если по условиям
местности это затруднительно, то допускается меньший угол пересе-
чения, но он не должен быть меньше 45° (рис. 38).
При пересечении автомобильных дорог I, II и III категорий в ка-
честве переходных опор применяют промежуточные опоры, укреп-
ленные оттяжкой при любом числе проводов.
Пересечение высоковольтной линией СЦБ полотна электрифици-
рованных железных дорог постоянного тока, неэлектрифицирован-
ных железных дорог, автомобильных дорог I категории и линий связи
I и II классов устраивают с помощью А-образных переходных опор.
Если ВЛ СЦБ двухцепная, то при пересечении электрифицированных
железных дорог применяют АП-образные переходные опоры. При
пересечении линий связи III класса и автомобильных дорог всех ка-
тегорий, кроме I, в качестве переходных опор используют промежу-
точные опоры. Деревянные переходные опоры укрепляют железобе-
тонными или деревянными приставками.
В переходных пролетах через железные дороги для проводов вы-
соковольтных цепей предусматривают сталеалюминиевые провода
марки АС-35, а через линии связи I и II классов — провода марки
АС-25. В переходных пролетах через автомобильные дороги всех ка-
36
тегорий, трамвайные и троллейбусные провода для этого применяют
стальные или сталеалюминиевые провода с поперечным сечением 25 мм.
В зависимости от длины пролета, пересечения и типа линии в качестве
сигнальных проводов используют линейный провод или стальной
трос диаметром 4,3 мм.
На переходных опорах любого типа провода высоковольтных це-
пей и сигнальные провода закрепляют способом двойного крепления
так же, как и в удлиненных пролетах.
На пересечениях железных дорог, электрифицированных на пе-
ременном токе, в высоковольтную линию СЦБ делают кабельные
вставки. Переходы ВЛ СЦБ через реки, как правило, выполняют ка-
бельными вставками, прокладывая кабель по дну реки.
Удлиненные пролеты, пересечения и переходы линий связи. На
воздушных линиях связи типов О и Н удлиненный пролет не должен
превышать 150 м, а на линиях типов У и ОУ — 100 м. Если ширина
естественного препятствия (овраг, река) превышает указанные длины,
то вместо удлиненных пролетов устраивают кабельные вставки в воз-
душную линию или оборудуют мачтовые переходы.
В качестве переходных опор на линиях связи с деревянными опо-
рами при подвеске на траверсах применяют полуанкерные опоры
(см. рис. 19, а), а на линиях с крюками — промежуточные опоры,
укрепленные подпорками или оттяжками. На линиях связи с железо-
Рис. 37. Соединение троса с линей-
ным проводом
Рис. 38. Схема пересечения ВЛ СЦБ
полотна железной дороги
37
Рис. 39. Расположение траверс и штырей на опорах удлиненных пролетов
линий связи
бетонными опорами в качестве переходных опор используют анкер-
ные опоры (см. рис. 19, б).
Для предупреждения схлестывания проводов в удлиненных про-
летах от 75 до 100 м расстояния между траверсами и штырями должны
соответствовать расстояниям, указанным на рис. 39, а, а для длин
пролетов от 100 до 150 м — расстояниям, указанным на рис. 39, б.
При подвеске проводов на крюках расстояния между ними составляют
60 см. Если длина удлиненных пролетов несколько превышает допу-
стимую для линейных проводов, то вместо линейных проводов подве-
шивают стальные или биметаллические тросы.
Линейные провода связи закрепляют на двойных траверсах пере-
ходного пролета, как показано на рис. 36, а провода линий связи,
подвешенные на крюках, — способом двойного подвешивания
(рис. 40). Пересечения линий связи полотна железных дорог и авто-
мобильных дорог выполняют так же, как и пересечения ВЛ СЦБ
(см. рис. 38).
При пересечении линиями воздушной связи, имеющими деревян-
ные опоры, неэлектрифицированных железных дорог или железных
дорог, электрифицированных
Рис. 40. Крепление провода линий связи на
крюках
на постоянном токе, а так-
же контактной сети трамвая
и троллейбуса (при числе
проводов до 16) в качестве
переходных опор используют
промежуточные опоры, ук-
репленные подпорой со сто-
роны пересекающего пролета
или оттяжкой с противопо-
ложной стороны. При боль-
шем числе проводов на пе-
ресечениях с неэлектрифици-
рованными железными доро-
38
гами и контактными сетями трамвая и троллейбуса устанавливают
полуанкерные опоры, а на железных дорогах, электрифицирован-
ных на постоянном токе, делают кабельные вставки, прокладывая
кабель в асбестоцементных трубах. На железных дорогах, электри-
фицированных на переменном токе, кабельные вставки в воздушные
линии связи на пересечениях делают при любом числе проводов.
На линиях связи с железобетонными опорами при пересечении
неэлектрифицированных железных дорог и железных дорог, электри-
фицированных на постоянном токе, в качестве переходных опор при-
меняют те же опоры, что и при оборудовании удлиненных пролетов.
При пересечении автомобильных дорог устанавливают П-образные
опоры, отличающиеся от полуанкерных отсутствием оттяжек и опор-
ных плит.
На переходных опорах провода крепят и соединяют их с проводами
типа ПАБ и АС в соответствии с рис. 36, 37 и 40. Переходы линий
связи через реки, как правило, осуществляют при помощи кабельных
вставок, прокладывая кабель по дну реки и реже по железнодорожным
мостам.
§ 9.	Заземления в устройствах автоматики,
телемеханики и связи
Заземлением называют электрическое соединение оборудования
или аппаратуры с заземляющим устройством, а заземляющим устрой-
ством — совокупность заземлителя и заземляющих проводников.
Заземления служат для защиты устройств автоматики, телемеханики
и связи, а также обслуживающего персонала от действия опасных
напряжений, возникающих при воздействиях грозовых разрядов,
влияющих линий электропередачи и контактных сетей электрифици-
рованных железных дорог.
Заземлитель представляет собой металлический проводник любой
формы (стержень, труба, уголок, проволока и т. п.), находящийся
в непосредственном соприкосновении с землей (грунтом).
Заземляющими проводниками, или заземляющей магистралью,
называют металлические проводники, соединяющие заземляемое
оборудование или аппаратуру устройств связи с заземлителями.
В зависимости от функций, которые выполняют заземляющие
устройства в установках связи, различают рабочее, рабоче-защитное,,
линейно-защитное и измерительное заземляющие устройства.
Рабочее заземляющее устройство служит для соединения с землей
аппаратуры проводной связи и радиотехнических устройств с целью
использования земли в качестве одного из проводов электрической
цепи.
Защитное заземляющее устройство предназначено для соединения
с землей проводов нейтрали обмоток силовых трансформаторных под-
станций, молниеотводов, разрядников, экранов аппаратуры и прово-
за
дов внутристанционного монтажа, металлических оболочек броне-
покровов кабеля, металлических термокамер НУП, а также метал-
лических частей силового оборудования, электропитающих установок
и другого оборудования, которые нормально не находятся под напря-
жением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции то-
коведущих проводов.
Защитные заземляющие устройства предназначены для выравни-
вания потенциала металлических частей оборудования с потенциалом
земли, т. е. защищают обслуживающий персонал и аппаратуру от
возникновения на них опасной разности потенциалов по отношению
к земле.
Рабоче-защитное заземляющее устройство служит одновременно
рабочим и защитным заземляющим устройством. Сопротивление ра-
боче-защитного заземляющего устройства должно быть не более наи-
меньшего значения, предусмотренного для рабочего и защитного за-
земляющих устройств.
Линейно-защитное заземляющее устройство предназначено для
заземления металлических оболочек кабеля и бронепокровов по трассе
кабеля и на станциях (НУП), куда подходят кабельные линии, а на
воздушных линиях — для заземления молниеотводов, тросов и метал-
лических оболочек и брони кабеля. В некоторых случаях защитное
и линейно-защитное устройства объединяют. Такое заземляющее уст-
ройство называют объединенным защитным.
Измерительным заземляющим устройством называют вспомога-
тельное устройство, предназначенное для контрольных измерений
сопротивлений рабочего, защитного и рабоче-защитного заземляющих
устройств.
Сопротивление заземляющих устройств на воздушных и кабель-
ных линиях измеряют непосредственно на линии, используя времен-
ные вспомогательные измерительные земли. Сопротивление рабочего
и защитного заземляющих устройств следует измерять со щитка за-
земления на станции.
Рис. 41. Вертикальный (а), горизонталь-
ный (б) и кольцевой (в) заземлители
Рис 42. Заземлитель из уголковой стали
40
Таблица 3
Тип заземлителя	Глубина укладки, м	Сеченне заземлителя, м2	
		круглое	прямоугольное
Вертикальный	й = 0	Р ,	4/ R = ~— In 	 2nZ	d0	—
Горизонтальный лучевой	h	p	Z2 R = ~— In	 2nZ	hda	D	P 1	2/2 R —	In 2л/	hb
Горизонтальный кольцевой	h	p	4n£>2 R = —	1 n	• 2n2D hd0	p	8nD2 R=—~rln 	 2n2D	hb
Примечание. Q — удельное сопротивление грунта, Омм;
р — длина заземлителя, м;
d0 —диаметр заземлителя, м;
D —диаметр горизонтального кольцевого заземлителя, м.
Типы заземлителей. Для заземления устройств автоматики, те-
лемеханики и связи используют вертикальные, горизонтальные, коль-
цевые заземлители (рис. 41).
Вертикальные заземлители находят наибольшее применение. Они
представляют собой оцинкованные или омедненные стальные трубы
длиной 2—3 м, диаметром 25—60 мм и толщиной стенки не менее
3,5 мм. Взамен труб используют также стальные стержни диаметром
12 мм, длиной 2—10 м, уголковую сталь размером 50 X 50 X 4 или
60 X 60 X 4 мм. К верхнему концу заземлителя из уголковой стали
3 (рис. 42) приваривают одну или свитые в жгут две-три стальные
оцинкованные проволоки 1 диаметром 4—5 мм, или стальную полосу
для соединения заземлителя с заземляемым устройством. Выше этого
места на заземлитель устанавливают и приваривают хомут 2 из сталь-
ной проволоки.
Горизонтальные полосовые заземлители в виде лучей, колец или
контуров используют как самостоятельные заземлители или как эле-
менты сложного заземлителя, состоящего из горизонтальных и вер-
тикальных заземлителей. Для горизонтальных заземлителей приме-
няют полосовую сталь толщиной не менее 4 мм и круглую сталь диа-
метром не менее 10 мм.
Сопротивление заземления. Расчетные приближенные формулы
для определения сопротивления одиночного заземлителя в зависимо-
сти от его типа (см. рис. 41) приведены в табл. 3.
В однородном грунте глубина заложения вертикальных заземли-
телей h = 0,5-r-1 м мало влияет на снижение их сопротивления, и
поэтому сопротивление заземлителя подсчитывают без учета глубины
заложения, т. е. при h. = 0.
41
Рис. 43. Контур заземления из нескольких стержней
При подсчете сопротивления заземлителя из уголковой стали его
диаметр принимают равным d0 ж Ь, где b — ширина стороны уголка.
Для горизонтального заземлителя из полосовой стали прямоуголь-
ного сечения приведены формулы, соответствующие укладке полосы
плашмя, когда dn = &/2, где b — ширина полосы.
Сопротивление заземления зависит от конструкции заземлителей,
их числа, расположения, глубины закопки в грунт, от удельного
сопротивления прилегающих к заземлителям слоев грунта и мало за-
висит от его диаметра, поэтому диаметр заземлителей выбирают, как
правило, из условий коррозии.
Удельным сопротивлением грунта р называют электрическое соп-
ротивление, оказываемое грунтом объемом 1 м3 при прохождении тока
от одной грани куба грунта к противоположной грани, и зависит оно
от структуры грунта, его температуры и степени влажности.
Удельное сопротивление различных грунтов имеет самые различ-
ные значения. Так, у чернозема оно равно 50 Ом  м, песчаника —
1000 Ом • м, кварца — 15 000 Ом • м.
Если сопротивление заземления, состоящего из одного стержня,
превышает нормативное значение, то устраивают контур заземления
из нескольких стержней (рис. 43). Стержни следует забивать друг от
друга на расстоянии, равном или большем удвоенной длины стержня.
Проволоку, идущую от стержней, свивают в жгут, обмазывают ас-
фальтовым лаком и укладывают в траншее, которую затем засыпают.
Стержневые заземлители соединяют между собой полосовой сталью
сечением 30 X 4 мм и обязательно приваривают к каждому заземли-
телю.
При стекании тока со сложного заземлителя происходит наложе-
ние электрических полей отдельных его электродов и их взаимное
экранирование. В результате сопротивление сложного заземлителя
возрастает по сравнению с суммой сопротивления каждого его элект-
рода. Сопротивление контура заземлителя из нескольких стержней
RK -- R 0,8л,
42
где /? — сопротивление одного заземлителя, Ом, рассчитанное по формулам
табл. 3;
п — число заземлителей в контуре.
Выбор того или иного заземлителя для контура прежде всего свя-
зан с определением удельного сопротивления грунта. Если удельное
сопротивление грунта неизвестно, то вначале устраивают заземлитель
из одного стержня и с помощью приборов измеряют его электрическое
сопротивление R. Если оно больше требуемого (нормативного) сопро-
тивления 7?н, то число стержней (электродов), необходимых для уст-
ройства контура заземления, п = R/0,8RH.
Чтобы удешевить работы по устройству заземлителей, удельное
сопротивление грунта снижают искусственно. В котловане радиусом
1,5—2 м малопроводящий грунт заменяют насыпным с более низким
(в 5—10 раз) удельным сопротивлением (рис. 44, а), в качестве кото-
рого используют чернозем, глину, шлак, торф.
Удельное сопротивление грунта можно снизить при обработке его
раствором поваренной соли (рис. 44, б). Для каждого заземлителя
расходуется 50 кг поваренной соли. Так как со временем соль вымы-
вается, то грунт обрабатывают раствором поваренной соли через
каждые 2—4 года. Такая обработка снижает удельное сопротивление
грунта в 2—8 раз.
В районах, где грунтовые воды или хорошо проводящие слои грун-
та залегают на большой глубине, целесообразно устраивать углуб-
ленные вертикальные заземлители с размещением их на уровне грун-
товых вод или хорошо проводящих слоев грунта.
Если вблизи заземления имеются районы с более низким удельным
сопротивлением грунта, то устраивают выносные заземлители. Наи-
Рис. 44. Способы искусственного снижения удельного
сопротивления грунта и устройство заземления в нем
43
большее расстояние от выносного заземлителя до заземляемых уста-
новок должно быть не более 2,5 км.
Если в конструкции заземлителей используют различные инже-
нерные сооружения, которые были построены раньше, то их называют
естественными заземлителями. К естественным заземлителям отно-
сятся металлические трубопроводы, проложенные под землей (за
исключением трубопроводов горючих жидкостей и горючих или
взрывчатых газов), обсадные трубы, металлические оболочки кабе-
лей, металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие
соединения с землей.
Таблица 4
Заземление	Сопротивление заземления, Ом, при удельном сопротивлении грунта, Ом«м			
	до 1 00	101 —250	251 — 500 (свыше 500	
Защитное для: линейных молниеотводов на опорах	30	45	55	75
воздушной линии связи промежуточных пунктов избиратель-	15	25	35	45
иой связи искровых разрядников каскадной	20	30	35	45
защиты Линейно-защитное для оболочек кабе-	10	20	20	30
лей при защите кабеля от ударов молнии Защитное: для шкафов типа ШМС		5	5	
на междугородных телефонных	10	—	30	—
станциях и распределительных стан- циях избирательной связи, рабочее на узлах связи на телефонных станциях н АТС	10	15	20	35
Измерительное (стационарное или	—	100	100	—
оборудуемое времеиио) Защитное: для опор на высоковольтно-сигналь-	10	15	20	30
ных линиях автоблокировки в сети высокого напряжения в сети низкого напряжения при чис- ле сигнальных проводов: До 10	30	40	50	70
от 11 до 20	15	20	30	40
для линейных цепей диспетчерской	30	40	50	70
Централизации и диспетчерского контроля, полуавтоматической бло- кировки для сигнальных приборов, размещен-	10	10	10	20
ных в служебных помещениях ДСП постов ЭЦ и ГАЦ (при наличии	4	4р/100	10	20
ДГА или ТП)				
44
На железнодорожном транспорте большое значение имеет исполь-
зование рельсовой колеи в качестве заземлителей установок СЦБ и
связи. Однако применять рельсовую колею в качестве заземлителя
следует осторожно, исключая случаи нарушения нормальной работы
устройств автоматики, телемеханики и связи.
На автоматических телефонных станциях, междугородных АТС,
в домах связи, в оконечных и промежуточных усилительных пунктах
оборудуют три обособленных заземляющих устройства, соединяемых
затем параллельно на выводах заземляющего щитка. Наличие трех
обособленных заземляющих устройств позволяет легко контролиро-
вать их электрическое сопротивление два раза в год — зимой, в пе-
риод наибольшего промерзания грунта, и летом при его максимальном
просыхании.
Нормы сопротивлений заземлений. Для районов умеренного кли-
мата нормы сопротивления заземлений различного назначения в зави-
симости от удельного сопротивления грунта приведены в табл. 4.
Нормы сопротивлений заземлений установлены в зависимости от
назначения заземлений, а также от удельного сопротивления грунта
в месте устройства заземления. Последнее объясняется тем, что чем
больше удельное сопротивление земли, тем труднее выполнить зазем-
ление с малым сопротивлением и тем дороже стоит оборудование.
§10.	Типы и конструкции заземляющих устройств
Защите молниеотводами от разрушения при прямых ударах мол-
нии подлежат вводные, кабельные, разрезные, контрольные и угловые
деревянные опоры, деревянные промежуточные опоры, поврежденные
молнией, но не требующие замены, а также деревянные и железобе-
тонные опоры, на которых установлены искровые или газонаполнен-
ные разрядники, опоры ВЛ и ВСЛ СЦБ. Применяют несколько типов
конструкций заземлителей.
Протяженный заземлитель из стальной линейной проволоки, обо-
рудуемый 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, уста-
навливаемые 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 че-
рез 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 I зависит от удельного сопротивле-
ния грунта и выбирается равной I — 1 -4- 12 м.
45
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 про-
тяженного заземлителя обычно не делают, а закрепляют конец про-
волоки молниеотвода у комля опоры. В этом случае заземлителем слу-
жит 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 пере-
дачи или электрическими железными дорогами у молниеотводов де-
лают разрыв (искровой промежуток) длиной 50 мм (рис. 45, в). Исклю-
чение составляют вводные, контрольные опоры и опоры с разрядни-
ками, 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 при-
ставках при отсутствии на опорах разрядников молниеотводы обору-
дуют в соответствии с рис. 45, г.
Протяженные заземлители обычно устраивают у опор линий связи
при норме сопротивления заземления выше 30 Ом. Если норма соп-
ротивления заземления ниже 30 Ом (например, защитное заземление
у кабельных опор), то применяют стержневые одно- или многоэлект-
родные заземлители.
На железобетонных опорах линий связи (рис. 45, д) при размеще-
нии молниеотвода в вершине опоры и ее комлевой части обнажают
один из арматурных стержней и к нему приваривают линейную про-
волоку, прокладываемую по опоре и укрепляемую проволочными хо-
мутами 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.
46
На высоковольтных и высоковольтно-сигнальных линиях автома-
тики 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 систе-
мами 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, при-
вариваемых к заземлителям.
В районах вечной мерзлоты наиболее экономичными и надежными
являются скважинные заземлители, которые рекомендуется исполь-
зовать в качестве основных для домов связи, постов электрической
и диспетчерской централизации, усилительных пунктов и т. п. Для
устройства скважинного заземлителя сначала бурят скважину в мно-
голетнемерзлом грунте, а затем прокладывают в ней электроды (сталь-
ная 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 многолет-
немерзлого грунта, — глубинные скважинные заземлители, или в мерз-
лом грунте на относительно небольшой глубине (до 20 м) — углуб-
ленные скважинные заземлители.
Скважину следует бурить при наличии в ней насыщенного раствора
поваренной соли, чем достигается повышение электрической прово-
Рис. 46. Заземлители А-образной силовой опоры
47
Рис. 47. Скважинный за-
землитель в мерзлой оса-
дочной породе:
h — глубина скважины; h-. —
глубина контакта с коренными
породами; — глубина обсад-
ной трубы
димости прилегающего грунта и исклю-
чение образования ледяной корки на
стенках скважины. Для предотвращения
осыпания оттаявших грунтов в скважину
до глубины залегания коренных пород 5
временно закладывают трубы (рис. 47).
После окончания проходки скважины
для заземлителя 3 готовят стальную по-
лосу размером 4 X 60 или 6 X 60 мм.
К нижнему концу полосы крепят груз 4.
Под действием груза заземлитель опус-
кают в скважину; сначала скважину за-
полняют насыщенным раствором поварен-
ной соли, а затем — заполнителем 2. За-
полнитель представляет собой смесь тон-
кодисперсного грунта (глина, пыле-
ватый песок, ил) с 10—15%-ным раство-
ром поваренной соли. Когда скважина
будет заполнена, обсадные трубы 1 извле-
кают.
В зависимости от структуры мерзлого грунта сопротивление уг-
лубленного скважинного заземлителя должно быть равно 25—30 Ом.
Для достижения нормативных значений сопротивления в мерзлых
грунтах устраивают многоэлектродные удлиненные скважинные за-
землители, причем необходимо, чтобы расстояние между электродами
было не менее длины электрода.
В районах вечной мерзлоты широко распространен способ уста-
новки заземлителей в непромерзающих водоемах. В крупных водоемах
температура грунта в течение всего года плюсовая. В северных райо-
нах широко используют выносные заземлители.
§ 11. Строительство воздушных линий
Проектированию воздушных линий предшествуют изыскание и
обследование района строительства. При этом осматривают местность,
намечают варианты трассы линий, собирают сведения о метеорологи-
ческих условиях в районе строительства, о сближении проектируемой
линии с линиями электропередачи и электрифицированными желез-
ными дорогами и т. п.
На основе проведенных изысканий и технического задания на про-
ектирование разрабатывают проектное задание, состоящее из поясни-
тельной записки, сметно-финансового расчета стоимости строитель-
ства и чертежей. После согласования проектного задания со всеми
заинтересованными организациями и его утверждения разрабатывают
рабочие чертежи, состоящие из детальных чертежей трассы линии
48
с привязкой ее к железной дороге, чертежей нетиповых конструкций
вводов в здания, переходов через различные препятствия и т. п.
При выборе трассы следует стремиться к созданию удобств обслу-
живания воздушной линии, особенно зимой. Поэтому трассу линии
целесообразно располагать в полосе отвода по возможности ближе
к железнодорожному полотну, что позволяет осматривать линию
с движущегося поезда. Такое расположение линии также сокращает
длину шлейфов и ответвлений от нее, что удешевляет строительство.
В местах изменения направления трассы линии не следует делать
резких ее поворотов с большими вылетами углов, а также избегать
значительных изгибов проводов в вертикальной плоскости, на кру-
тых спусках и подъемах.
Запрещается прокладывать трассу ВЛ СЦБ над зданиями с кры-
шами из горючих материалов, над складами с взрыво- и огнеопасными
материалами, над деревянными зданиями и цехами заводов, которые
выделяют вредные газы.
Для снижения мешающих влияний силовых цепей высоковольт-
ных линий СЦБ на цепи воздушных линий связи рекомендуется
располагать эти линии с разных сторон железнодорожного полотна.
При выборе трассы воздушных линий, а также высоты промежуточ-
ных и переходных опор необходимо соблюдать габариты приближения
(рис. 48), т. е. установленные расстояния проводов и других элемен-
тов линии от земли, окружающих сооружений, лесонасаждений и
т. п. Расстояние от нижнего провода линии связи или сигнального
провода высоковольтной линии до поверхности земли на перегонах
железных дорог должно быть не менее 2,5 м, на станциях и вдоль ав-
томобильных дорог — 3,0 м, в населенных пунктах — 4,5 м, на же-
лезнодорожных переездах и переходах через автомобильные дороги —
5,5 м, а при пересечении железнодорожного полотна и электрифици-
ПровоВо связи и сигнальные -2,25м
Высоковольтные поовова -3,ООм
Рис. 48. Габариты приближения строений воздушных
линий связи и проводов ВЛ СЦБ
49
Рис. 49. Форма ямы для промежуточной опоры (а) и расположение ям вдоль
линии (б)
рованных железных дорог — 7,5 м от уровня головки рельса. Мини-
мальное расстояние от высоковольтных проводов ВЛ СЦБ до земли
на перегонах должно быть 6 м, а в населенных пунктах — 7 м. Рас-
стояние по горизонтали от опор линий связи до уровня головки бли-
жайшего рельса железной дороги должно быть не менее 1 высоты
надземной части опоры; для jnop высоковольтных линий это расстоя-
ние на неэлектрифицированных участках железных дорог должно
быть не менее высоты надземной части опоры плюс 3 м, а на электри-
фицированных участках — не менее высоты надземной части опоры -
плюс 5 м.
При прохождении воздушной линии по лесным массивам и зеле-
ным насаждениям устраивают просеки. Ширина просек зависит от
высоты насаждений.
Рытье ям, оснастка и установка опор, подвеска и крепление про-
водов. Рытье ям под опоры — одна из трудоемких работ при построй-
ке воздушных линий, поэтому для этого используют механизмы. Если
применение механизмов затруднено, то ямы роют вручную, при этом
для промежуточных опор, а также для угловых опор с подпорой или
оттяжкой ямы имеют форму, показанную на рис. 49, а. На прямых
участках линии ямы роют таким образом, чтобы широкой частью
они были расположены вдоль линии и их отвесные стенки поочередно
были направлены то в одну, то в другую сторону (рис. 49, б). У угло-
вых опор с подпорами и оттяжками отвесная стенка ямы должна быть
направлена в сторону тяги проводов, а отвесные стенки двух смежных
с угловой промежуточных опор — в сторону, противоположную уг-
ловой опоре.
Оснастку опор и траверс, как правило, выполняют на строитель-
ных площадках, размещаемых на трассе линии, что дает возможность
более широко применять устройства механизации. На траверсе уста-
навливают и закрепляют штыри и подкосы, а на штыри насаживают
изоляторы. Оснастку опор траверсами обычно осуществляют после
того, как их развезут по линии.
На высоковольтных линиях СЦБ двойными траверсами оборудуют
А-образные, АП-образные опоры и некоторые виды специальных опор.
50
Опоры устанавливают специальными кранами или другими сред-
ствами механизации. Вручную опоры устанавливают только на сильно
пересеченной местности, в болотистых местах.
Угловые опоры, оснащенные траверсами или крюками, укрепляют
подпорами и оттяжками, а затем подвешивают провода.
После разматывания и вытяжки стальной линейной проволоки ее
концы соединяют термитно-муфельной сваркой при помощи спрессо-
ванных из термита шашек, в отверстие которых вставляют концы
свариваемых проводов, предварительно зажатых в сварочные клещи
(рис. 50). После установки на стыке проводов термитной шашки ее
поджигают термитной спичкой. Сгорая, шашка развивает темпера-
туру более 2000 °C и концы проводов, находящиеся внутри шашки,
нагреваются до температуры плавления. При этом сжатие клещей
обеспечивает сварку концов проводов.
Медные и биметаллические (сталь — медь) провода линий связи
соединяют с помощью медных трубок овального сечения, применяя
для этого клупп и ключ (рис. 51). Концы проводов, зачищенные мел-
кой наждачной бумагой, вводят в трубку 3. Концы трубки зажимают
струбцинками клуппа 1 и ключом 2, устанавливаемым в середине
трубки, и делают полтора оборота.
На высоковольтных линиях СЦБ концы стальных проводов си-
ловой цепи спаивают (рис. 52). При этом способе концы проводов об-
луживают, накладывают один на другой и обматывают стальной оцин-
кованной спаечной проволокой, а затем место соединения нагревают
паяльной лампой и пропаивают свинцово-оловянистым припоем.
При подвеске проводов провод закрепляют на изоляторе началь-
ной опоры (вводной, кабельной) оконечной вязкой и на протяжении
4—8 пролетов поднимают с земли и укладывают в желобки изолято-
ров следующих опор. Затем при помощи блоков, закрепленных к од-
ной из соседних опор, расположенных за участком подвески, провода
натягивают до требуемой стрелы провеса и закрепляют вязкой на
Рис. 50. Клещи для тер-
митной сварки проводов
Рис. 51. Соединение концов медных
и биметаллических проводов
51
Рнс. 52. Спайка стальных (а) н сталемедных (б)
проводов
изоляторах всех опор, на которые он был принят. После закрепления
провода на всех опорах его подвешивают в следующих 4—8 пролетах.
Провода регулируют по стрелам их провеса или при помощи ди-
намометра, натягивая провода с усилием, выбранным в зависимости
от температуры окружающего воздуха, принятой по таблицам для
данного типа линий, длины пролета и диаметра провода.
Стальные провода крепят (вяжут) на изоляторах промежуточных
опор воздушных линий связи двумя кусками перевязочной прово-
локи (рис. 53, а), а на изоляторах угловых опор — одним куском
(рис. 53, б).
Оконечную заделку стальных проводов выполняют стальной спа-
ечной оцинкованной проволокой (рис. 54, а), а проводов из цветного
металла — при помощи овальных трубочек, которые надевают на
Рис. 53. Вязка проводов
52
Рис. 55. Рессорная вязка проводов
на промежуточной (а) и угловой (б)
опорах
провода, а затем закручивают щипцами (рис. 54, б) или аналогично
стальным.
В районах, где наблюдается вибрация проводов, для предупреж-
дения их обрыва в местах крепления на изоляторах, вызываемого из-
ношенностью металла, применяют рессорные вязки (рис. 55).
На опорах высоковольтных линий СЦБ с одинарным креплением
проводов рессорную вязку проводов выполняют при помощи рессоры
в виде скобы, провода располагают на шейке изолятора (рис. 56, а).
Рессоры устанавливают на проводах высоковольтной цепи при их
двойном подвешивании (рис. 56, б и в).
Крепление и оконечную заделку проводов высоковольтной цепи
и сигнальных цепей ВСЛ СЦБ осуществляют так же, как и на воздуш-
ных линиях связи. Исключением является то, что боковую вязку на
угловых и других опорах выполняют двумя кусками перевязочной
проволоки.
На опорах ВЛ СЦБ, установленных на станциях и в населенной
местности, а также на транспозиционных и переходных опорах про-
вода высоковольтной цепи закрепляют способом двойного подвеши-
вания. При поперечном расположении изоляторов двойное крепление
осуществляют в соответствии с рис. 56, в.
Нумерация опор и установка предупредительных плакатов. Для
удобства эксплуатации опоры линий связи и ВЛ СЦБ нумеруют. На
линиях связи опоры нумеруют по усилительным участкам, начиная
отсчет от крупной станции к мелкой или с севера на юг и с запада на
восток; на ВЛ СЦБ опоры отсчитывают по перегонам по ходу кило-
метров железнодорожного пути.
53
Рис. 56. Рессорная вязка высоко-
вольтных проводов
На железнодорожных опорах
номера пишут черной масляной
краской, а к деревянным опорам,
пропитанным заводским способом,
прибивают железные листы разме-
ром 450 X 100 мм.
На опорах линий связи (рис.
57, а) указывают две последние циф-
ры года установки, а под ними по
вертикали пишут порядковый но-
мер опоры. Цифру, обозначающую
каждую тысячу опор, наносят толь-
ко на тех опорах, номер которых
оканчивается нулем, а на осталь-
ных опорах оставляют свободное
место (рис. 57, б). В стыке секций
скрещивания над годом установки
опоры ставят букву «С» (рис. 57, в).
Верхняя цифра на опоре ВЛ СЦБ
(рис. 57, г) показывает порядковый
номер опоры, а нижняя — год ус-
тановки. Кроме этого, на терри-
тории населенных пунктов все
опоры ВЛ СЦБ должны иметь пре-
дупредительные плакаты с над-
писью «Не трогать — смертельно!». На перегонах такие плакаты ус-
танавливают на каждой третьей опоре, а также на переходных, сило-
54
§ 12.	Техническое обслуживание и ремонт воздушных
линий
На сети дорог существует два метода организации технического
обслуживания и ремонта воздушных линий: околотковый и инду-
стриальный.
При околотковом методе техническое обслуживание и текущий
ремонт линейных сооружений воздушных линий выполняют элект-
ромеханики и электромонтеры в пределах своего околотка, а средний
и капитальный ремонт и другие трудоемкие работы — работники
аварийно-восстановительной связи и персонал дистанции контактной
сети.
При индустриальном методе техническое обслуживание и текущий
ремонт линейных сооружений осуществляют бригады воздушных ли-
ний линейного производственного участка (ЛПУ); средний и капи-
тальный ремонт, а также трудоемкие работы по текущему ремонту и
восстановительные работы при ликвидации последствий аварий про-
водит бригада аварийно-восстановительной летучки производственной
базы технического обслуживания дистанции (ПБТО), а также спе-
циализированные бригады участков энергоснабжения и энергомон-
тажных поездов.
На воздушных линиях выполняют техническое обслуживание и
текущий ремонт, средний и капитальный ремонт. В зависимости от
местных условий средний ремонт проводят один раз в 3—5 лет, а ка-
питальный—один раз в 12 лет.
К работам, выполняемым во время технического обслуживания и
текущего ремонта, относится ежемесячный осмотр линии и кабельных
вставок. При осмотре следует проверять состояние опор железобетон-
ных и других оснований, кабельных шкафов, устройств каскадной
защиты, арматуры, проводов, высоту их подвески, отсутствие касания
проводов с деревьями и другими предметами и обнаруженные дефекты
устранять. Воздушную линию обязательно осматривают после грозы,
гололеда, наводнения, бури и других стихийных бедствий, которые
могут вызвать повреждение линии.
На высоковольтных линиях СЦБ при текущем обслуживании ли-
нию осматривают с земли, не отключая напряжение с высоковольтной
цепи. Один раз в год при отключенном напряжении влезают на опоры
для осмотра и ремонта следующего оборудования: линейных транс-
форматоров (проверяют трансформаторное масло), трехполюсных
разъединителей, разрядников, предохранителей-разъединителей, за-
земляющих проводов и др.
При среднем ремонте воздушной линии выполняют такие работы:
замена негодных опор, железобетонных приставок и подпор в сред-
нем до 20%; приведение местоположения отдельных опор в соответ-
ствие с требованиями габарита; подрезка ветвей деревьев и расчистка
просек от кустарника; замена негодных хомутов на опорах; дополни-
55
тельное укрепление опор; ремонт и устройство молниеотводов; возоб-
новление нумерации опор; ремонт, выправка, укрепление и замена
негодной арматуры; чистка и замена негодных изоляторов; приведе-
ние к норме габаритов и при необходимости замена проводов на пере-
ходах, пересечениях; регулирование проводов; замена негодных вя-
зок; устройство рессорных вязок в районах вибрации; ремонт вводов
с установкой вводных изоляторов; проверка заземлений и доведение
их до нормы; проверка и исправление паспортов линии; корректиров-
ка существующих скрещиваний проводов; ремонт кабельных вставок
и кабельных опор.
Объем работ при капитальном ремонте планируют на основании
осеннего обследования линии и корректируют весной, перед началом
ремонта, обычно выполняемого в период с марта по ноябрь.
При капитальном ремонте проводят следующие работы: сплош-
ную регулировку проводов; замену изоляторов, не соответствующих
диаметру проводов; замену проводов и тросов, не отвечающих элект-
рическим нормам или не обеспечивающих нормальной механической
прочности; сплошную замену негодной арматуры (траверс, крюков,
кронштейнов, накладок и др.); переустройство линий с крюкового
профиля на траверсный; до 60% замену опор (сложных опор, приста-
вок, подпор); укрепление опор железобетонными приставками; замену
деревянных опор железобетонными; вырубку и расширение просек;
переустройство столбовых линий на стоечные; сплошную перекладку
проводов на стоечных линиях; спрямление трассы линий; приведе-
ние габаритов проводов и характеристик цепей к нормам; прокладку
кабеля на отдельных участках и другие трудоемкие работы.
Во время текущего ремонта высоковольтных устройств электро-
снабжения СЦБ (свыше 220 В) заменяют и восстанавливают отдель-
ные элементы устройств электроснабжения и регулируют их. Теку-
щий ремонт выполняет персонал дистанции контактной сети или райо-
на электрических сетей.
Капитальный ремонт включает в себя все работы по замене и ре-
монту высоковольтных устройств электроснабжения СЦБ. Он преду-
сматривает полное восстановление первоначальной технической ха-
рактеристики устройств с учетом необходимой модернизации для
повышения надежности работы.
Необходимо, чтобы капитальный ремонт ВЛ СЦБ выполняли спе-
циализированные бригады участков энергоснабжения и энергомон-
тажных поездов и персонал дистанции контактной сети или района
электрических сетей по результатам контрольных осмотров линий.
Подготовка воздушных линий к работе в зимних условиях, борьба
с гололедом. Для безаварийной работы воздушных линий в зимних
условиях еще осенью эксплуатационный штат дистанции и околотков
проводит ряд профилактических мероприятий и подготовительных
работ к работе в зимних условиях. Если летом капитального ремонта
воздушных линий не было, то подготовку их к работе в зимних усло-
56
виях осуществляют во время текущего (планово-предупредительного)
ремонта.
В первую очередь выявляют и заменяют все сильно подгнившие
опоры, которые могут не выдержать нагрузки при образовании льда
на проводах, проверяют надежность укрепления угловых опор. За-
меняют провода, не обеспечивающие требуемую механическую проч-
ность вследствие износа или коррозии. На дистанциях сигнализации
и связи проверяют наличие шестов для оббивки льда. Перед началом
гололедного сезона шесты развозят по трассе воздушной линии и
привязывают к опорам (один-два шеста на 1 км линии).
Дистанции сигнализации и связи получают от метеорологических
станций предупреждение о возможности появления на проводах воз-
душных линий льда. Оббивку льда с проводов шестами начинают
тогда, когда толщина стенки льда на проводе превысит 5 мм и если
гололедным отложениям сопутствует ветер. Если оббивка льда с земли
при помощи шестов не дает результата, то рабочие, умеющие пользо-
ваться когтями, влезают на опоры и оббивают лед ударами палок по
проводам.
При возникновении на каком-либо участке разрушения линии не-
медленно приступают к ее восстановлению, а к месту аварии направ-
ляют аварийно-восстановительную летучку.
В случае повреждения линий СЦБ и связи их восстанавливают
в такой последовательности: провода поездной диспетчерской связи;
провода путевой блокировки, энергодиспетчерской связи, поездной
межстанционной и стрелочной связи; провода телеуправления уст-
ройствами электроснабжения: провода магистральной связи, осталь-
ные провода СЦБ и связи.
При значительных разрушениях для быстрейшего восстановления
действия воздушных цепей связи и сигнализации допускается уст-
ройство временных вставок в провода этих цепей из полевого или
шлангового кабеля, использование сломанных опор, выполняя их
осадку и временное скрепление с оставшимся в земле комлем или
установку на подпорках.
На прямых участках линии можно устанавливать промежуточ-
ные опоры через одну, а также использовать для прикрепления про-
водов подходящие для этого предметы (деревья, стены зданий и т. п.)
с соблюдением габаритов приближения проводов к железнодорож-
ному полотну.
После временного восстановления линии немедленно приступают
к ее капитальному восстановлению с соблюдением всех правил и тех-
нических требований.
Паспортизация воздушных линий. На каждую воздушную линию,
находящуюся в эксплуатации, составляют технический паспорт, со-
стоящий из схемы трассы линий, профилей опор по перегонам и ряда
ведомостей. На схеме трассы воздушной линии связи, привязанной
к полотну железной дороги, кроме паспортизируемой линии, наносят
57
другие линии связи, ВЛ и ВСЛ СЦБ, идущие параллельно, а также
прочие линии сильного тока, указывают все пересечения с линиями
связи и сильного тока. Кроме того, на схему наносят характер мест-
ности, по которой проходит трасса (лес, кустарник, болота), насе-
ленные пункты, пересекаемые реки и места пересечения трассой пе-
реездов и автомобильных дорог.
Для каждого перегона составляют ведомость, содержащую сле-
дующие сведения об опорах: номер, год установки или замены, по-
рода древесины и способ пропитки деревянных опор, тип железобе-
тонных, высота надземной части, вид опор (промежуточная, угловая,
контрольная и т. п.) и способ их укрепления. Ведомость дополняют
чертежами профилей опор на перегоне с указанием номеров цепей и
проводов.
Кроме этого, составляют ведомость, содержащую сведения о це-
пях, подвешенных на опорах, с указанием номеров цепей и проводов,
их назначения, материала и года подвески, протяженности цепей и
индексов скрещивания проводов телефонных цепей по секциям. В до-
полнение к индексам скрещивания изготавливают чертежи схем
скрещивания. При наличии на воздушной линии кабельных вводов
и вставок они также подлежат паспортизации с указанием марки ка-
беля, его емкости, диаметра жил, длины и года его прокладки.
Ежегодно при годовом контрольном осмотре линии в ее паспорт
вносят все необходимые изменения (замена опор и проводов, подвеска
новых цепей, устройство новых ответвлений и т. п.).
§ 13.	Механизация работ при строительстве и ремонте
воздушных линий
Применение различных механизмов при строительстве и ремонте
воздушных линий повышает производительность труда, ускоряет
выполнение работ и снижает их стоимость.
Оснащенность строительных и ремонтных организаций высоко-
производительными машинами и механизмами позволяет при строи-
тельстве новых и капитальном ремонте существующих линий исполь-
зовать комплексную механизацию. Широко применяют отдельные
механизмы и машины при капитальном ремонте линий и выполнении
трудоемких работ во время их текущего обслуживания.
При строительстве и ремонте воздушных линий механизируются
такие работы, как расчистка просек, рытье ям под простые и сложные
опоры, оснастка, установка и замена опор, подвеска и замена прово-
дов, а также работы по погрузке, выгрузке и транспортировке раз-
личных материалов и конструкций.
Во время ремонтных работ наряду с высокопроизводительными
механизмами используются приспособления малой механизации —
электрические и пневматические инструменты и т. д.
58
Высокая эффективность применения механизации характеризу-
ется следующими примерами. При рытье ямы для промежуточной
опоры глубиной 1,4 м в твердом грунте бурильно-крановой машиной
позволяет сократить затраты труда в 7 раз по сравнению с ручным
способом. В 4—5 раз сокращается затрата труда при использовании
механизмов для установки опор и в 3—4 раза — при расчистке просек
и замене проводов. Замена ручного бура электрической дрелью при
сверлении в опоре отверстия для крюков и сквозных болтов позволяет
ускорить этот процесс в 4 раза.
Внедрение механизации дает возможность уменьшить число ра-
бочих, занятых на строительстве и ремонте линии, повышает культуру
труда и позволяет облегчить или полностью ликвидировать тяжелый
труд землекопов и рабочих, занятых на установке опор.
Рытье ям, оснастка и установка опор. При строительстве и ремонте
воздушных линий связи широкое распространение получили буриль-
но-крановые машины различных марок, смонтированные на тракто-
рах или на автомобилях ЗИЛ и ГАЗ, которые приспособлены для
рытья ям и для установки опор.
Бурильно-крановые машины оснащены комплектами буров, поз-
воляющими рыть цилиндрические ямы глубиной до 3,5 м с диаметром
отверстия до 1 м. Буры имеют различный диаметр, что дает возмож-
ность применять бур, наиболее подходящий к диаметру устанавли-
ваемых опор.
Бригада, работающая на бурильно-крановой машине БМ-202
(рис. 58), состоит из водителя (он же бурильщик) и рабочего. Водитель
подводит машину к месту установки опоры, располагает центр бура
над колышком, указывающим центр будущей ямы, и включает бур
Рис. 58. Бурильио-краиовая машина БМ-202, смонтированная на шасси
автомобиля ГАЗ-66-02
59
на вращение и поступательное движение вниз. Когда бур углубится
в грунт на 0,2—0,3 м, водитель переключает его на подъем вверх без
вращения, а после того, как головка бура поднимется над поверх-
ностью земли, включает его на вращение и под действием центробеж-
ной силы грунт, поднятый буром, сбрасывается. Эти операции про-
должают в той же последовательности до тех пор, пока яма не будет
вырыта на требуемую глубину. Время бурения ямы на глубину 2 м
в грунте I категории 1,5—2 мин.
Бурильно-крановыми машинами роют котлованы для сложных
опор. Сначала бурят несколько цилиндрических ям, а затем лопатой
вручную разрабатывают котлован до нужных размеров. Такими ма-
шинами можно рыть ямы в мерзлых и талых грунтах, но при этом
на режущей части бура устанавливают съемные зубья из твердых
сплавов.
Для ускорения работ по оснастке опор и траверс, обычно прово-
дящихся на стройплощадке, применяют электрические инструменты,
которые подключают к местной электрической сети или к передвиж-
ной электростанции.
При установке промежуточных опор с помощью бурильно-крано-
вой машины (рис. 59) водитель сматывает с лебедки трос 1, а рабочий
закрепляет конец троса самозатягивающейся петлей за опору 2 выше
ее центра тяжести. Затем водитель включает рычаг намотки троса на
лебедку. Трос наматывают до тех пор, пока опора не займет верти-
кальное положение над ямой. Рабочий, стоящий у опоры, направ-
ляет комель опоры в яму и дает сигнал водителю о сматывании троса
с лебедки. Когда комель опоры
достигнет дна ямы, рабочий осво-
бождает опору от троса.
Кран, смонтированный на бу-
рильно-крановой машине, рассчи-
тан на подъем опор, масса кото-
рых не превышает 0,5—1,0 т. При
установке сложных опор, имею-
щих большую массу, используют
автомобильные и тракторные кра-
ны общего назначения.
Для укрепления подгнивших
в комле деревянных опор желе-
зобетонными приставками без раз-
вязки проводов применяют трено-
гу, состоящую из трех деревянных
стоек круглого сечения и двух
стальных стяжных хомутов.
При установке железобетонных
приставок опору укрепляют в
треноге. Для того чтобы после от-
Рис. 59. Установка опоры при помо-
щи бурильно-краиовой машины
60
Рис. 60. Погрузка столбов с использовани-
ем самоудержнвающнх покатов
и другие работы. Автомобильные и
общего назначения грузоподъемно-
копки опоры и отпиливания
подгнившей комлевой части
она не осаживалась вниз,
верхний стяжной хомут стя-
гивают болтом до отказа.
Основание опоры откапыва-
ют, комель опоры отпили-
вают и удаляют из ямы, яму
расширяют, опускают в нее
подготовленные приставки и
скрепляют их с опорой про-
волочными хомутами. Затем
яму засыпают грунтом, утрам-
бовывают его, а треногу раз-
бирают.
Погрузочно-разгрузочные
тракторные самоходные кра!
стью 2,5—4,0 т служат для погрузки и разгрузки различных грузов.
Самоходные краны применяют и для различных монтажных работ.
Самоходные автопогрузчики, снабженные сменным оборудованием,
вилами, ковшами и крановой стрелой, предназначены для погрузоч-
ных работ на строительных площадках. Для выполнения погрузочно-
разгрузочных работ в условиях бездорожья служат тракторные кра-
ны типов МТК-6, КТС-53 грузоподъемностью 5—6 т.
При небольшом объеме работ столбы можно погружать на авто-
мобиль при помощи лебедки-полиспаста. Так же грузят железобетон-
ные приставки и бухты линейной проволоки. Деревянные столбы
можно грузить и при помощи самоудерживающих покатов (рис. 60)
с шарнирными стопорами, предохраняющими опоры от скатывания
вниз. Деревянные опоры переносят на небольшие расстояния и кан-
туют их с помощью специальных приспособлений. При сооружении и
ремонте воздушных линий используют автодрезины и мотодрезины
различных типов. При строительстве воздушных линий применяют
телескопические вышки. Автомобили марок ГАЗ, ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ
и автоприцепы предназначены для транспортировки различного обо-
рудования, материалов и т. п. Автомобили-самосвалы грузоподъем-
ностью 2,5—4,5 т служат для перевозки песка, земли, гравия, щебня
и растворов. Для перевозки людей, мелких монтажных материалов,
приборов и оборудования используют грузопассажирские автомо-
били и грузовые автомобили общего назначения, специально пере-
оборудованные под перевозку людей в соответствии с существующими
техническими требованиями. Материалы и конструкции на заболо-
ченных и других тяжелых участках трассы перевозят тягачами высо-
кой проходимости, а также тракторами в сцепе с волокушами.
При строительстве и ремонте воздушных линий применяют авто-
мобили-топливозаправщики, автомобили-цистерны для перевозки во-
61
ды при работах в безводных районах, автобусы для перевозки ра-
бочих.
Электроинструмент питается от передвижных электростанций ти-
пов ПЭС, ЖЭС и ДЭСМ мощностью 10,5—52 кВт и напряжением
400/230 В или от передвижных сварочных агрегатов.
§ 14.	Техника безопасности при работах
на воздушных линиях
Работники, занятые на строительстве, ремонте и обслуживании
воздушных линий, обязательно должны пройти курс обучения мето-
дам безопасного ведения работ. Организацию обучения, инструктаж
и проверку знаний по технике безопасности возлагают на начальников
дистанций или на руководителей работ.
С лицами, принимаемыми на работу, а также с учащимися (вклю-
чая студентов), направляемыми на практику, проводят вводный ин-
структаж, первичный инструктаж на рабочем месте, а также стажи-
ровку или подготовку непосредственно на производстве и первичную
проверку знаний. Во время работы проводят периодический инструк-
таж, внеочередной инструктаж, периодические занятия и периоди-
ческую проверку знаний по технике безопасности.
Работник, обнаруживший нарушение инструкции и правил по
технике безопасности, обязан принять меры к устранению недостат-
ков и немедленно сообщить об этом своему непосредственному руко-
водителю, а при его отсутствии — вышестоящему должностному лицу.
При несчастном случае пострадавшему следует оказать первую
помощь и, если требуется, доставить его в ближайшее медицинское
учреждение или вызвать врача и одновременно сообщить об этом
начальнику или сменному инженеру дистанции сигнализации и связи.
К обслуживанию и ремонту воздушных линий допускают работ-
ников, прошедших медицинское освидетельствование, обучение бе-
зопасным методам работы и способам оказания первой помощи, про-
верку знаний в соответствии с правилами и инструкциями по технике
безопасности и производственной санитарии. Необходимо, чтобы
все лица, обслуживающие и ремонтирующие воздушные линии, пе-
риодически проходили медицинское освидетельствование. Подрост-
ков в возрасте от 16 до 18 лет не должны привлекать к работам, свя-
занным с постоянной переноской или перемещением тяжестей весом
свыше 4,1 кг, сверхурочным, ночным дежурствам, в воскресные и
праздничные дни.
Работникам, которые прошли проверку по технике безопасности
и производственной санитарии, присваивают определенную квалифи-
кационную группу по технике безопасности и выдают именное удосто-
верение установленной формы. Для проведения инструктажа и обу-
чения правилам техники безопасности и производственной санита-
62
рии на дистанциях сигнализации и связи обычно оборудуют специ-
альные кабинеты.
Вырубка просек, рытье ям, погрузка, разгрузка, переноска, уста-
новка и замена опор. При вырубке просек в первую очередь вырубают
сухостой, гнилые, наклонившиеся и подгоревшие деревья.
В населенных пунктах, где на трассе воздушной линии могут про-
ходить подземные сооружения (силовые кабели, кабели связи, газо-
проводы и т. д.), ямы для опор начинают рыть только после письмен-
ного согласования работ с соответствующими организациями. Если
во время рытья ям будет обнаружен неизвестный трубопровод или
кабель, работу следует прекратить до выяснения их принадлежности
и до прибытия представителя организации, в ведении которой нахо-
дится подземное сооружение.
В городах и населенных пунктах, в местах движения транспорта
и пешеходов ямы начинают рыть только после установки ограждения
с предупредительными надписями вокруг места работ. Рабочий, ко-
торый роет яму, должен быть одет в спецодежду и спецобувь, а в сы-
рых болотистых грунтах — в резиновые сапоги.
При рытье ям лопатой в слабом грунте стенки ямы укрепляют дос-
ками толщиной не менее 10 мм и бревнами (распорами), начиная
с глубины 1 м — в песчаных и гравелистых грунтах; 1,25 м — в су-
песчаных грунтах; 1,5 м — в суглинистых, глинистых и сухих лес-
совых грунтах.
При погрузке, разгрузке и перемещении столбов, пропитанных
антисептиком, работающие должны быть одеты в спецодежду.
К месту установки столбы перевозят автомобилями или тракто-
рами с прицепами; опоры грузят комлем вперед (по ходу движения)
и надежно укрепляют. Железобетонные опоры выгружают грузоподъ-
емным краном, а деревянные столбы разрешается разгружать вруч-
ную — по лагам. Столбы укладывают на деревянные брусья в штабе-
ля ровными рядами с прокладками и креплением между рядами.
Деревянные столбы необходимо переносить специальными кле-
щами (столбопереносчиками). Допускается переносить деревянные
столбы вручную на одноименных плечах, причем число работающих
при длине опоры 5,0—5,5 м должно быть равно трем. Железобетонные
опоры перемещают только посредством механизмов; переносить их
вручную запрещается.
Деревянные опоры устанавливают простейшими механизмами.
При любом способе опору необходимо удерживать в плоскости подъе-
ма канатами или надежными веревками, прикрепленными к вершине
опоры, и не допускать, чтобы опора раскачивалась. Если деревянные
опоры поднимают без применения средств механизации, то их следует
поддерживать рогачами и баграми, причем запрещается упирать кон-
цы рогача или багра в грудь или живот.
При подъеме столба или опускании его на землю запрещается
стоять под столбом. Запрещается устанавливать железобетонные опо-
63
ры вручную, без применения механизмов (крана, бурильно-крановой
машины). Сложные опоры устанавливают только грузоподъемными
кранами. Влезать на опоры можно только после окончательной за-
сыпки ямы и утрамбовки земли.
Правила работы с антисептиками. К антисептикам, которые упот-
ребляют для пропитки древесины с целью увеличения срока службы
деревянных опор и мачт, относятся следующие ядовитые вещества:
антраценовое, креозотовое и сланцевое масла, фтористый натрий,
комбинированные фтористо-натриевые соединения (уралит, триолит),
хлористый цинк и др. Антисептики разрушают одежду, вызывают
тяжелое отравление при попадании их даже в незначительном коли-
честве в организм человека, являются причиной различных заболе-
ваний при попадании их на кожу.
При приготовлении, подогревании пасты, пропитке опор разре-
шается работать только в спецодежде, защитных очках, брезентовых
рукавицах, кожаных сапогах или ботинках. В резиновой обуви ра-
ботать с антисептиками запрещается. Для защиты кожи рекоменду-
ется пользоваться пастой ХИОТ-6, тонкий слой которой наносят на
кожу, а после работы ее смывают водой с мылом. Если же антисептик
попал на кожу, то пораженное место следует немедленно вытереть, а
затем тщательно промыть теплой водой с мылом. При работе с анти-
септиками основными правилами личной гигиены являются: мытье
рук и лица с мылом перед едой и по окончании работы, полоскание
рта, недопустимость касания лица немытыми руками; запрещается
курить; нельзя класть на пропитанную антисептиками древесину
никаких вещей и пищевых продуктов.
Уралит, триолит, фтористый натрий и сплав фтористого натрия
следует хранить в закрытых деревянных ящиках или бочках. Крео-
зот необходимо хранить в железных бочках с обручами и с нарезной
пробкой, зеленое масло и полихлорид бензола, а также пасту для су-
перобмазки — в специальной посуде с плотно закрывающейся крыш-
кой. Бочки, бидоны, ящики с антисептиками должны находиться
в сухих помещениях с исправно действующей вентиляцией, вдали
от печей, нагреваемых дымоходов, труб центрального отопления, ра-
диаторов и т. п. Не реже одного раза в неделю следует осматривать
состояние тары, в которой хранятся антисептики. При обнаружении
подмоченных ящиков или другой тары с антисептиками необходимо
их просушить на воздухе. В местах хранения антисептиков должны
быть развешены сухие пеногонные огнетушители.
Работа с проводами и электроинструментом на опорах и лестни-
цах. Провод и трос раскатывают только в спецодежде и рукавицах.
Если провод раскатывают вручную, то необходимо применять бре-
зентовые наплечники; нельзя опоясываться концом проволоки или
троса, надевать заделанный петлей конец на руку или плечо. Заросли,
кусты и ветви деревьев вдоль линии, мешающие раскатке и подвеске
проводов, должны быть удалены.
64
При подвеске проводов через автомобильные и грунтовые дороги,
а также улицы, переезды и площади после размотки провода следует
поднять и временно закрепить на такой высоте, чтобы они не мешали
движению транспорта. На время раскатки, а если невозможно вре-
менно поднять провода на требуемую высоту, то и на время подвески
необходимо выставить сторожевые посты для предупреждения пеше-
ходов и регулирования движения транспорта.
При демонтаже линии провода с опор следует снимать последова-
тельно, начиная с нижних проводов. Переносить провода на вновь
устанавливаемую опору можно только после того, как эта опора бу-
дет окончательно укреплена; работающий должен закрепиться обеими
«кошками» на новой опоре. Касаться голыми руками двух проводов
одновременно или одного провода и молниеотвода или растяжки за-
прещается.
Термитно-муфельную сварку проводов необходимо выполнять в за-
щитных очках. Запрещается приближать лицо к горящей шашке
ближе 0,5—0,6 м, а также трогать и направлять ее рукой. Нужно
следить за тем, чтобы из-за искры от горящих шашек и осколков сби-
ваемой с проводов сгоревшей шашки не загорелась трава или другая
растительность.
Независимо от высоты подъема все работы на опорах можно осу-
ществлять только после закрепления работающего на опоре цепью
пояса и укрепления «кошек» в устойчивом положении. Запрещается
работать на опоре, стоя на одной «кошке», без «кошек» и поясов с ка-
рабинами, подниматься на опору и работать на «кошках», не прикреп-
ленных прочно к ногам стяжными ремнями и запятниками. При подъ-
еме на опору запрещается поднимать с собой провода, траверсы, транс-
форматоры и другую тяжелую арматуру, класть инструмент на тра-
версы и подвешивать его на провода. Поднимать провода или арма-
туру следует при помощи веревки и только после того, как работаю-
щий устойчиво и надежно укрепится на опоре. Работать на опорах
в одежде без рукавов не допускается. На опорах, пропитанных мас-
ляными антисептиками, разрешается работать только в защитных
брезентовых костюмах. Спиливая опору, следует поддерживать ее
баграми или рогачами с боков и со стороны спиливания, не допуская
приближения прохожих к месту работ на расстояние менее полутор-
ной высоты спиливаемой опоры. Срубать опору запрещается.
Деревянные лестницы с врезными ступеньками и стяжными бол-
тами должны быть изготовлены из прочных пород дерева. Необхо-
димо, чтобы нижние концы приставных лестниц имели упоры в виде
резиновых наконечников или острых металлических шипов в зависи-
мости от материала и состояния опорной поверхности. Места установ-
ки лестниц на участках, где проходят люди или движется транспорт,
нужно ограждать или охранять. На приставной лестнице может нахо-
диться только один человек с монтажным инструментом.
При пользовании электроинструментом следует обеспечить быст-
3 Зак. 2254	65
рое его включение и отключение от электросети. На высоте 2,4 м ра-
ботать с электроинструментом на приставных лестницах запрещается.
Напряжение электроинструмента должно быть не выше 220 В в по-
мещениях без повышенной опасности и 36 В — в помещениях с по-
вышенной опасностью и вне помещений.
Обслуживание высоковольтных линий СЦБ. Эксплуатационное
обслуживание высоковольтных линий СЦБ требует от каждого ра-
ботника строгого соблюдения техники безопасности. Все работы на
высоковольтных линиях СЦБ должны выполняться только по пись-
менному наряду при отключенном напряжении.
До начала работ на линии в пунктах включения высокого напря-
жения необходимо повесить плакаты «Не включать — работы на ли-
нии». Приводы разъединителей, которыми отключен участок, долж-
ны быть заперты на висячие замки, а на обмотках приводов дистан-
ционного управления разъединителями отключают провода.
В пунктах отключения напряжения с линии и на месте производ-
ства работ следует заземлить все три провода (фазы) высоковольтной
цепи и во избежание обратной трансформации напряжения изъять
в кабельных ящиках на силовых опорах предохранители в цепях на-
пряжением 110 и 220 В.
Переносные заземления накладывают на провода и снимают с про-
водов изолирующей штангой, причем работающий должен быть в ди-
электрических перчатках. В качестве заземляющих проводов приме-
няют небронированный (голый) медный гибкий провод площадью
поперечного сечения не менее 25 мм2, а в качестве заземлителя —
стальной стержень, забиваемый в грунт на глубину 1 м. В течение все-
го времени работы на линии руководитель работ непрерывно наблю-
дает за всеми работниками бригады.
Плавкие вставки предохранителей типа ПКН можно заменять
только при отключенном напряжении. Во всех случаях замены плав-
ких вставок перемычки между трансформатором и предохранителем
ПКН должны быть закорочены и заземлены.
Не отключая напряжения с высоковольтной линии, в сухую по-
году можно вырубать и расчищать просеки, если исключено касание
высоковольтных проводов падающим деревом, устанавливать и заме-
нять приставки, устанавливать и снимать предупредительные плака-
ты и номера опор, устанавливать и заменять кабельные ящики на опо-
ре, а также выполнять работы, не связанные с подвеской или снятием
сигнальных проводов.
При обнаружении оборвавшегося и лежащего на земле или вися-
щего высоковольтного провода необходимо немедленно принять меры
безопасности. В случаях когда оставлять линию под напряжением
опасно для жизни людей или состояния устройств, разрешается
выключать высоковольтную линию электромеханику без специального
распоряжения, но с обязательным и немедленным извещением началь-
ника дистанции, его заместителя или сменного инженера дистанции.
66
Глава II
КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ
АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ
§ 15.	Назначение и классификация кабельных линий
Современное развитие устройств автоматики, телемеханики и
связи на транспорте связано с необходимостью применения кабель-
ных линий. Широкое распространение получили кабельные линии
в устройствах автоматики и телемеханики для передачи сигналов
телеуправления и распределения электрической энергии, питающей
эти устройства.
Линейные устройства современных кабельных линий состоят из
трех основных частей: кабеля, кабельной арматуры и кабельных со-
оружений.
Кабель представляет собой совокупность нескольких провод-
ников (жил), изолированных друг от друга и от земли и заключен-
ных в общую защитную оболочку. Жилы кабеля служат для передачи
электрической энергии. Основное назначение защитной оболочки —
это создание полной герметичности, защищающей кабель от проник-
новения в него влаги. В устройствах железнодорожной автоматики,
телемеханики и связи используют кабели с алюминиевыми защитными
оболочками, оболочками из пластмассы (поливинилхлорида или по-
лиэтилена); находят применение кабели со свинцовой оболочкой, с
оболочкой из резины, гофрированной стали.
У некоторых типов кабелей, например прокладываемых в земле
или под водой, для защиты от механических повреждений и увели-
чения прочности кабеля поверх оболочки накладывают броню из
стальных лент или проволок. Металлическая оболочка кабеля и
броня, представляя собой также металлический экран, защищают
жилы кабеля и кабельные цепи от внешних электромагнитных влия-
ний, создаваемых различными установками сильного тока (электри-
фицированные железные дороги, высоковольтные линии электропере-
дачи и т.п.).
Кабельная арматура — это оборудование, при помощи которого
соединяют концы строительных длин кабеля, устраивают ответв-
ления кабеля и его оконечные включения. В состав кабельной арма-
туры входят кабельные соединительные и оконечные муфты; кабель-
ные стойки и ящики; боксы; распределительные коробки; группо-
вые муфты; согласовывающие автотрансформаторы, предназначенные
3*	67
для придания кабельным цепям определенных электрических свойств;
оборудование, обеспечивающее содержание кабеля под постоянным
избыточным воздушным давлением.
Кабельные сооружения представляют собой устройства для
установки и монтажа кабельной арматуры, а также устройства и
приспособления для прокладки и крепления кабеля. К кабельным
сооружениям относят кабельные опоры, на которых размещают ка-
бельные ящики, и кабельные шкафы. Кабельная канализация пред-
назначена для прокладки кабеля в крупных железнодорожных узлах
и населенных пунктах.
В зависимости от способа прокладки кабеля кабельные линии
делят на подземные, подводные и воздушные. Благодаря высокой
надежности наиболее широкое распространение получили подземные
кабельные линии. Воздушные кабельные линии находят ограниченное
применение. Подводные кабельные линии используют только в ка-
честве вставок в подземные кабельные и воздушные линии в местах
пересечения этими линиями водных преград.
Условия работы кабельных линий более благоприятные, чем
условия работы воздушных линий. На работу кабельных линий не
влияют бури, гололед, дожди, туманы и т. п. Кабельные линии в
меньшей степени, чем воздушные, подвержены опасным и мешающим
электромагнитным влияниям, создаваемым в цепях автоматики,
телемеханики и связи различными высоковольтными линиями элект-
ропередачи и контактными сетями электрических железных дорог,
а также воздействиям атмосферных перенапряжений (грозовым раз-
рядам).
Кабельные линии обеспечивают бесперебойность, высокое качест-
во и надежность действия устройств автоматики, телемеханики и
связи, более долговечны и дешевле в эксплуатации, хотя строитель-
ство их обходится дороже, чем воздушных линий. Кабельные линии
повреждаются значительно реже, чем воздушные.
Применение кабельных линий позволяет получить любое требуе-
мое число каналов связи, что невозможно на воздушных линиях.
Их можно прокладывать в труднодоступных местах, в междупутье
на железнодорожных станциях, в крупных населенных пунктах.
К недостаткам кабельных линий относятся: большой расход
цветных металлов (медь, алюминий) на изготовление кабеля, подвер-
женность металлических оболочек кабеля и стальной брони электри-
ческой и электрохимической (почвенной) коррозии, а свинцовых оболо-
чек — межкристаллической коррозии.
Подземные кабели могут быть повреждены при земляных рабо-
тах на трассе или в результате оползней почвы, а подводные кабели,
прокладываемые по дну рек, — весенним ледоходом или судами.
Для обеспечения бесперебойности и надежности действия кабель-
ных линий и их сохранности применяют ряд мер, к которым следует
отнести: создание надежных конструкций кабелей, гарантирующих
68
их достаточную механическую прочность и коррозионную стойкость;
тщательный выбор трассы для прокладки кабелей; точное соблюде-
ние правил по прокладке и монтажу кабелей, а также проведение
необходимых мероприятий по защите кабелей от коррозии. Большое
значение имеют систематические осмотры кабельной трассы, периоди-
ческое измерение электрических характеристик кабельных цепей
и соблюдение правил по техническому обслуживанию кабельных
линий и сетей.
Железнодорожные кабельные Л’инии и сети подразделяют на
линии и сети автоматики и телемеханики и линии и сети связи.
В зависимости от обслуживаемых устройств линии и сети авто-
матики и телемеханики подразделяют на линии и сети автоблокиров-
ки, электрической централизации, станционной блокировки й гороч-
ной централизации механизированных сортировочных горок.
Кабельную сеть автоблокировки делят на станционную и пере-
гонную.
К кабельным линиям автоблокировки относятся также кабель-
ные вставки в высоковольтно-сигнальные линии в местах пересе-
чения водных преград, в горах, на территории крупных станций,
населенных пунктов и т.п.
Станционная кабельная сеть автоблокировки представляет со-
бой совокупность кабельных линий, соединяющих сигнальные центра-
лизаторы, расположенные в помещении дежурного по станции, с
релейными будками или шкафами входных и выходных светофоров
обоих направлений и т.п. Кроме того, кабельные линии прокладыва-
ют от релейных шкафов к светофорам, стрелочным постам и кабель-
ным стойкам рельсовых цепей.
Перегонная кабельная сеть автоблокировки существует на пере-
гонах в месте установки сигнальных точек и, как правило, состоит
из кабелей, прокладываемых от кабельного ящика силовой опоры
высоковольтно-сигнальной линии до релейного шкафа и от послед-
него до проходных светофоров и кабельных стоек рельсовых цепей.
Кабельная сеть электрической централизации релейной системы,
которая принята как основной вид централизации, служит для сое-
динения приборов напольных устройств (светофоров, стрелочных
приводов, рельсовых цепей и т.п.) с приборами, установленными
в постах электрической централизации.
Кабельная сеть горочной централизации аналогична кабельной
сети электрической централизации. На сортировочных станциях
прокладывают кабели, соединяющие напольные устройства автомати-
ки с аппаратурой автоматизации, устанавливаемой на горочных
постах. Если вдоль полотна дороги проложен кабель многоканальной
связи, часть жил этого кабеля используют для цепей устройств авто-
матики и телемеханики.
Жилы кабеля связи применяют для цепей путевой полуавтома-
тической блокировки, сигнальных цепей автоблокировки, цепей
69
телеуправления тяговыми подстанциями на электрифицированных
участках дорог, а также для цепей диспетчерской централизации
и контроля.
По характеру использования кабельные линии и сети связи можно
разделить на линии местной и многоканальной связи.
Кабельные линии местной связи прокладывают на территории
железнодорожных станций и узлов, а также в городах, где разме-
щены управления и отделения дорог. Совокупность этих кабель-
ных линий в каждом из перечисленных пунктов образует кабель-
ную сеть местной телефонной связи. К сетям местной связи мож-
но отнести стрелочную и внутристанционную связь, а также сети
радио-и часофикации.
По кабельным линиям многоканальной связи организуют теле-
фонную и телеграфную проводную связь между различными удален-
ными пунктами железнодорожной сети. По этим линиям осуществляет-
ся многоканальная магистральная связь между Министерством путей
сообщения и управлениями дорог, связь управлений дорог между собой,
а также многоканальная связь управления дороги с относящимися
к ним отделениями, железнодорожными узлами и крупными станциями.
По кабельным линиям многоканальной связи, прокладываемым
вдоль полотна железных дорог, организуют все виды отделенчес-
кой связи.
Организация отделенческой связи требует устройства большого
числа ответвлений от кабеля многоканальной связи к станциям,
разъездам, релейным шкафам автоблокировки и т. п. Поэтому трассу
для кабелей многоканальной связи выбирают в полосе отвода же-
лезных дорог.
§ 16.	Конструкция кабелей
Кабелем называют изделие, содержащее один или более изоли-
рованных проводников (жил), заключенных в металлическую или не-
металлическую оболочку. В зависимости от условий прокладки и
эксплуатации поверх оболочки можно наложить соответствующий
защитный покров, в который входит броня.
Кабельные жилы. Токопроводящие жилы должны обладать хорошей
электропроводностью, гибкостью и достаточной механической проч-
ностью. Для изготовления кабельных жил больше всего подходит
мягкая отожженная медная проволока, а для жил — биметалличес-
кая (сталь — медь) и алюминиевая проволока.
Токопроводящие жилы симметричных кабелей многоканальной
и местной связи, внутренний проводник коаксиальных кабелей, жи-
лы сигнально-блокировочных кабелей имеют определенный диаметр.
Внутренний проводник радиочастотных кабелей повышенной стабиль-
ности изготавливают из посеребренной медной проволоки. Диаметр
70

£}щ1111Ш1Ш111МШ|1ЭД|)
г)
IL""
е)
Рис. 61. Типы изоляции жил симметричных кабелей
медной токопроводящей жилы сигнально-блокировочных кабелей
1 мм.
В зависимости от условий монтажа и эксплуатации токопрово-
дящие жилы силовых кабелей, медные и алюминиевые изготавлива-
ют однопроволочными или многопроволочными, круглыми, секторны-
ми или сегментными. Жилы с площадью поперечного сечения от
2,5 до 16 мм2 делают круглыми однопроволочными, а с площадью
сечения 25 мм2 и выше — круглыми многопроволочными для двух-
жильных и секторными для трех- и четырехжильных кабелей.
Виды изоляции. Для изоляции токопроводящих жил кабелей
используют кабельную бумагу, полистирол, поливинилхлоридный
пластикат, резину, фторопласт, полиамиды, хлопчатобумажную и
шелковую пряжу. Различают несколько основных видов изоляции:
бумажную из лент кабельной бумаги и изоляционного пропиточно-
го состава; пластмассовую; резиновую; асбестовую (асбестовые
нити, пропитанные склеивающим лаком); волокнистую из синте-
тического или натурального материала; оксидную, состоящую из
слоя окислов, образованных на поверхности металла.
Все кабели устройств автоматики и телемеханики имеют поли-
этиленовую изоляцию токопроводящих жил. Наиболее распростра-
нены следующие виды изоляции токопроводящих жил симметричных
кабелей связи. Воздушно-бумажная или воздушно-кордельная изо-
ляция состоит из кабельной бумаги или корделя и воздуха и имеет
несколько разновидностей. Трубчато-бумажная изоляция (рис. 61,
а) образована лентой, положенной в виде трубки, неплотно прилегаю-
щей к жиле. Пористо-бумажная изоляция состоит из пористо-бумаж-
ной массы, положенной на жилу сплошным слоем. Кордельно-бумаж-
ная или кордельно-пластмассовая изоляция образована корделем,
проложенным на жилу по винтовой спирали, и обмоткой из лент
(рис. 61, б). Кордель представляет собой жгут из бумажных лент
или нить из пластмассы. При баллонно-кордельной изоляции труб-
ка обжата корделем (рис. 61, в). Баллонная изоляция (рис. 61, г)
образована трубкой, неплотно прилегающей к жиле. Через опреде-
ленные интервалы трубка обжата. Сплошная изоляция (рис. 61, д)
71
Рис. 62. Способы скрутки жил симметричных кабелей в группы
образована сплошным кольцевым слоем пластмассы или пористой
бумажной массы.
В коаксиальных кабелях используют следующие виды изоляции
между проводниками: шайбовую воздушно-пластмассовую изоляцию
(рис. 61, е), образованную шайбами, расположенными через опре-
деленный интервал на внутреннем проводнике коаксиальной пары;
сплошную полиэтиленовую в виде непрерывного цилиндра из сплош-
ного или пористого полиэтилена; колпачковую и втулочную из поли-
этилена, состоящую из колпачков или втулок, расположенных на
внутреннем проводнике коаксиальной пары через определенный
интервал.
Скрутка жил. Отдельные изолированные кабельные жилы скручи-
вают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В прос-
той кабельной скрутке, применяемой в сигнальных и контрольных
кабелях, повивы кабеля состоят из одиночных изолированных жил.
В сложной кабельной скрутке, используемой в симметричных кабе-
лях связи и в некоторых типах сигнальных кабелей, повивы кабеля
состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в груп-
пы. Существует несколько способов свивания (скручивания жил ка-
беля в группы, самыми распространенными из которых являются
парная скрутка и четверочная (звездная) скрутка.
Парную скрутку (рис. 62, а) образуют две скрученные вместе изо-
лированные жилы а и Ь. Скручивание выполняют с определенным
для данной пары шагом скрутки, представляющим собой расстояние,
на котором жилы описывают полный оборот по оси скручивания.
В парной скрутке шаг не превышает 250 мм.
В кабелях многоканальной связи, используемых для передачи
токов тональной и высокой частоты, в основном применяют четвероч-
ную (звездную) скрутку жил. При четверочной скрутке (рис. 62, б)
четыре изолированные жилы скручивают винтообразно с шагом
150—300 мм в общую группу, называемую четверкой, и напоминаю-
щую в поперечном сечении четырехоконечную звезду. В некоторых
типах кабелей перед скручиванием в центре четверки располагают
центрирующий кордель, что увеличивает прочность четверки на
смятие. При четверочном способе скрутки двухпроводные цепи,
называемыми основными, образуют из жил, расположенных по диаго-
72
нали. Одна основная цепь состоит из жил а и Ь, другая — из жил
с и d.
Кроме парной и звездной скрутки, применяют двойную парную
скрутку жил и скрутку жил двойной звездой. При двойной парной
скрутке (рис. 62, в) две предварительно скрученные пары а — в и
с — d дополнительно скручивают между собой в четверку. В скрутке
двойной звездой (рис. 62,г) четыре предварительно скрученные пары
вновь скручивают вместе по способу звезды, образуя восьмерку.
Для того чтобы в скрученной группе можно было легко найти требуе-
мую пару, а также жилы в паре, каждая жила имеет свою расцветку.
В кабелях с бумажной изоляцией жилы отличаются цветной полоской,
нанесенной краской определенного цвета на ленту из кабельной
бумаги. В кабелях с пластмассовой изоляцией жил в определенный
цвет окрашивают пластмассовый кордель и ленту, накладываемую
поверх корделя.
Основная цель скручивания жил в группы заключается в том,
что жилы симметричных кабельных цепей находятся в одинаковых
условиях одна относительно другой, вследствие чего повышается
защищенность кабельных двухпроводных цепей от взаимных и внеш-
них электромагнитных влияний. Кроме того, скрутка жил в группы
обеспечивает сохранение формы этих групп при изготовлении и
прокладке кабеля.
Группы, скрученные вместе, образуют сердечник кабеля, т. е.
часть кабеля, находящуюся под оболочкой или экраном. Скрутка
сердечника называется простой (рис. 63, а), если жилы кабеля предвари-
тельно не скручены в группы; сложной (рис. 63, б) — если сердечник
состоит из предварительно скрученных четверок и пар; однород-
ной — если все группы одинаковы; неоднородной (рис. 63, в) —если
сердечник состоит из разнородных групп (различные диаметры жил,
имеются пары и четверки и т. п.).
Различают две системы скрутки сердечника: повивную при рас-
положении групп последовательными концентрическими слоями
Рис. 63. Простая (а), сложная (б) и неоднородная (в) скрутки сердеч-
ника кабеля
73
(повивами) вокруг центрального новива, состоящего из одной или
нескольких групп (но не более пяти); пучковую, когда сначала скручи-
вают несколько групп в пучки, а затем последние скручивают в
общую скрутку кабеля.
В каждом повиве имеется контрольная группа, отличающаяся
расцветкой от всех других групп повива. Рядом с контрольной на-
ходится счетная группа, которая также отличается по цвету от всех
остальных и указывает направление отсчета. Каждый повив сердеч-
ника кабеля (кроме внешнего) обматывают по спирали хлопчато-
бумажными нитками (пряжей). Общую кабельную скрутку (сердеч-
ник) покрывают поясной изоляцией, состоящей из нескольких слоев
кабельной бумаги или пластмассовой ленты.
Электромагнитные экраны служат для защиты кабельных цепей
от взаимных влияний и внешних помех. Скрученную пару или четвер-
ку, а в некоторых случаях повив или сердечник заключают в тонкую
металлическую оболочку. Экраном могут быть медные, стальные
или алюминиевые ленты (проволоки), навиваемые спиралью вокруг
групп, повива или сердечника. Применяют также многослойные и
биметаллические оболочки (алюминий — свинец).
Для экранирования используют металлизированную бумагу (ка-
бельную бумагу, с одной стороны покрытую тонким слоем алюминия),
фольгу (медную, алюминиевую), стальную или металлическую ленту
толщиной 0,005—0,2 мм, металлические оплетки из медной, часто
луженой, проволоки диаметром 0,1—0,2 мм.
В кабелях без металлических оболочек для уменьшения взаим-
ных влияний и внешних помех поверх внутренней полиэтиленовой
оболочки накладывают экран из металлических лент, защищенных
от коррозии наружным пластмассовым шлангом.
Защитные оболочки. Общую скрутку кабеля заключают в гер-
метическую оболочку из свинца, алюминия, стали, пластмассы или
резины, что предохраняет его от проникновения влаги и пониже-
ния сопротивления изоляции жил. Толщина оболочек зависит от ма-
териала, из которого она сделана, и диаметра кабеля. Чем больше
диаметр кабеля, тем толще оболочка. Толщина оболочки может
быть от 0,8 до 6 мм.
Принято следующее обозначение оболочек кабеля: А — алюми-
ниевая гладкая; Аг — алюминиевая гофрированная; С — свинцовая;
В — поливинилхлоридная (ПВХ); П — полиэтиленовая (ПЭ); Пс —
оболочка из самозатухающего полиэтилена; Пв — из вулканизиро-
ванного полиэтилена; Пвс — из вулканизированного самозатухаю-
щего полиэтилена; Ст — стальная гофрированная.
Толщина свинцовой оболочки силовых кабелей зависит от диа-
метра кабеля под оболочкой и может быть от 0,95 до 2,8 мм, а у кабелей
связи от 1,15 до 3,05 мм.
Свинцовые оболочки изготавливают из свинцовых сплавов, содер-
жащих сурьму и медь, а оболочки кабелей, предназначенных для
74
Рис. 64. Гармониевидная (а), синусоидальная спиральная (б) и синусоидальная
кольцевая (в) формы гофрирования алюминиевой кабельной оболочки
эксплуатации в условиях повышенной вибрационной нагрузки,—
из сплавов повышенной прочности с содержанием сурьмы. В этом
случае в маркировке кабеля перед обозначением типа защитного
покрова добавляют буквы уп.
Алюминиевые оболочки могут быть сварными или прессованны-
ми. Сварные оболочки изготавливают из отожженной алюминиевой
ленты; для кабелей диаметром больше 20 мм их гофрируют. Прес-
сованные алюминиевые оболочки гофрируют, начиная с диаметра
36 мм. Различают три формы гофрирования кабельных оболочек
(рис. 64). Толщина алюминиевых оболочек различных видов в зави-
симости от диаметра кабеля под оболочкой может быть от 0,8 до
2,0 мм.
Стальные оболочки получают при сварке лент толщиной 0,3—0,5
мм, свернутых в трубку. Для придания стальной оболочке гибкости
ее гофрируют по синусоидальной форме.
Полиэтиленовые оболочки обладают высокими физико-механи-
ческими свойствами, малой влагопроницаемостью и стойкостью
против воздействия агрессивных сред. Металлические экраны еще
больше повышают влагостойкость полиэтиленовых оболочек. Высо-
кая импульсная прочность полиэтилена позволила уменьшить повреж-
дения кабелей от грозовых перенапряжений, а также перенапряжений
при авариях в высоковольтных линиях электропередачи.
Оболочки из поливинилхлоридного пластика изготавливают из
шлангового пластика, который обеспечивает большую стойкость про-
тив светового старения.
В зависимости от диаметра кабеля номинальная толщина пласт-
массового защитного шланга под оболочкой может быть от 1,3 до 3.1
мм.
Резиновые оболочки обладают высокой механической прочностью
против растягивающих, ударных и крутящих нагрузок, а также
защищают изоляции жил кабеля от солнечной радиации и других
атмосферных воздействий. Их применяют в кабелях с резиновой
изоляцией, а также в кабелях с полиэтиленовой изоляцией для повы-
шения гибкости этих кабелей.
Полиамидные оболочки состоят из монолитного слоя капрона
толщиной до 0,15 мм. Они защищают изоляцию кабеля от механи-
ческих повреждений, особенно при протаскивании через отверстия
75
и затягивании кабелей в трубы и рукава. Оболочка из капрона
поверх экрана предохраняет его от окисления и механических повреж-
дений.
Покровы кабелей. Наружные покровы, накладываемые поверх
оболочек кабелей, используемых для подземной и подвесной прок-
ладок, называют защитными покровами. Защитные покровы состоят
из трех основных частей: подброневого слоя (подушки), броне-
покрова и наружного покрова.
Кабели, предназначенные для непосредственной прокладки в зем-
ле, покрывают броней из стальных лент, защищающих кабель от
механических воздействий при его прокладке и во время эксплуатации.
В этом случае на свинцовую оболочку или на пластмассовое покрытие
кабелей с алюминиевой оболочкой предварительно наносят слой
битума, наматывают на спирали ленту ПВХ или ленту из битумини-
зированной кабельной бумаги и затем наносят еще слой битума.
После этого кабель спиралеобразно обматывают кабельной пряжей,
пропитанной нафтенатом меди, и поверх нее наносят слой битума.
Такой покров, наложенный на свинцовую оболочку, называют по-
душкой. Подушка предохраняет металлическую оболочку от механи-
ческих повреждений стальной броней при ее навивании и при после-
дующих работах по прокладке и монтажу кабеля. Для различных
типов кабелей радиальную толщину подушки выбирают от 1,5 до
2,5 мм.
Ленточную броню, состоящую из двух лент, накладывают на кабель
спиралеобразно так, чтобы вторая лента перекрывала зазоры, образу-
емые витками первой ленты. Броневые ленты обычно изготовляют
из низкоуглеродистой стали толщиной 0,3; 0,5 и 0,8 мм и шириной
от 10 до 60 мм. Ленточную броню, наложенную на кабель, покрывают
слоем битума, а затем спиралеобразно обматывают слоем пропитанной
кабельной или стеклянной пряжи и штапельного волокна. Толщину
этого слоя обычно выбирают равной 2 мм. Кабельную или стеклян-
ную пряжу покрывают слоем битума и меловым раствором, предох-
раняющим отдельные витки при намотке их на барабан от слипа-
ния.
Конструкция кабеля с алюминиевой оболочкой 4, бронированно-
го стальными лентами (рис. 65, а), состоит из кабельной скрутки
2, поясной изоляции 3, пластмассового шланга 5, кабельной пряжи
6, ленточной брони 1.
Рис. 65. Кабель, бронированный стальными лентами (а) и круглыми проволо-
ками (б)
76
Для прокладки кабелей по дну рек и водоемов, а также в местах,
где он подвергается значительным растягивающим усилиям, исполь-
зуют броню из круглых оцинкованных проволок диаметром 4 — 6 мм.
В остальном конструкция защитного покрова кабелей, бронированных
круглыми проволоками (рис. 65, б), ничем не отличается от конструк-
ции кабелей, бронированных стальными лентами. Конструкция тако-
го кабеля состоит из кабельной скрутки 5, поясной изоляции 4,
оболочки 3, кабельной пряжи 1 и проволочной брони 2.
В кабелях многоканальной связи, предназначенных для проклад-
ки вдоль железных дорог, электрифицированных на переменном токе,
поверх бронелент, покрытых слоем битума, накладывают слой кабель-
ной бумаги, а затем сплошной шланг из поливинилхлорида или
полиэтилена или наматывают спиралеобразно с перекрытием в неско-
лько слоев поливинилхлоридной лентой. Такое покрытие надежно
защищает броню от коррозии. Поверх покрытия накладывают две
ленты пропитанной бумаги, слой битума и обмотку из кабельной
пряжи.
В качестве сигнальных кабелей большое распространение полу-
чили кабели с неметаллическими пластмассовыми защитными обо-
лочками и пластмассовой изоляцией жил. У таких кабелей кабельную
скрутку заключают способом горячего опрессования в герметизи-
рующую оболочку (шланг) из поливинилхлорида или полиэтилена.
При строительстве кабельной линии и сетей использование кабелей
со свинцовой оболочкой ограничено. Их применяют в районах с
низкими температурами окружающего воздуха, на которые не рассчи-
тана эксплуатация кабелей с пластмассовыми оболочками.
Все типы кабелей с любыми защитными оболочками изготавлива-
ют на заводе кусками длиной от 100 до 850 м и более, которые называ-
ют строительной длиной кабеля. Для удобства транспортировки с
завода на место прокладки кабели наматывают на деревянные катуш-
ки — барабаны.
§ 17.	Кабели для устройств автоматики и телемеханики
Сигнально-блокировочные кабели различных марок применяют
при сооружении устройств автоматики и телемеханики. Однако,
несмотря на различия в конструкциях, все сигнально-блокировоч-
ные кабели имеют токопроводящие жилы, выполненные из медной
проволоки диаметром 1 мм, с площадью поперечного сечения 0,775 мм2,
которые изолированы полиэтиленом. Номинальная толщина изоля-
ции 0,45 мм. Для бронированных кабелей с числом жил до семи
допускается толщина изоляции до 0,9 мм. Электрическое сопротив-
ление токопроводящих жил постоянному току, пересчитанное на
1 км длины сигнально-блокировочного кабеля при температуре окру-
жающего воздуха + 20°С, должно быть не более 23,5 Ом. Электрическое
77
сопротивление изоляции кабелей, пересчитанное на 1 км длины,
не менее 5000 МОм.
Рабочая емкость пар кабелей парной скрутки, пересчитанная
на 1 км длины, не более 100 нФ, а одиночных жил кабелей простой
скрутки — не более 150 нФ.
Оболочки кабелей могут быть металлическими (свинцовыми, алю-
миниевыми) или пластмассовыми (полиэтиленовыми, поливинил-
хлоридными).
В обозначении марки кабеля буквы СБ обозначают, что это
сигнально-блокировочные кабели, буква П — полиэтиленовая изоля-
ция жил и буквы П, В, С или А — соответственно оболочка из поли-
этилена, поливинилхлорида, свинца или алюминия, буква Г —
отсутствие броневых и наружных покровов.
Защитный покров сигнально-блокировочных кабелей состоит из
подушки, броневого и наружного покровов. Подушка может быть
нормальной, усиленной и особо усиленной, с полиэтиленовым или
поливинилхлоридным шлангом. В марке кабеля нормальную подушку
никак не обозначают, усиленную — обозначают буквой Л, особо
усиленную — 2л, с полиэтиленовым шлангом — П, с поливинил-
хлоридным шлангом — в. Если подушка отсутствует, то это обоз-
начают буквой б. Буквы, характеризующие подушку, записывают
после букв, характеризующих бронепокров кабеля. Бронепокров
из стальных лент, плоской или круглой стальной оцинкованной
проволоки соответственно обозначают буквами Б, П и К, которые
пишут после обозначения материала оболочки. Нормальный наруж-
ный покров в марке кабеля не обозначается. Негорючий покров
обозначают буквой Н, с полиэтиленовым шлангом — буквами Шп, а
с поливинилхлоридным — Шв.
Буквы, характеризующие конструкцию наружного покрова или
его отсутствие, записывают после букв, обозначающих тип броне-
покрова или, в случае его отсутствия, материал оболочки. У ка-
белей в тропическом исполнении в конце через дефис записывают
букву Т.
Кабели с полиэтиленовой изоляцией в пластмассовых (ПЭ и ПВХ)
оболочках предназначены для электрических установок желез-
нодорожной сигнализации, централизации и блокировки, пожарной
сигнализации с номинальным напряжением 380 В переменного тока
или 700 В постоянного тока.
Кабели этого типа прокладывают в помещениях, каналах, тон-
нелях и в земле (траншеях). Их применяют для соединения посто-
вых устройств СЦБ с напольными (светофорами, стрелочными электро-
приводами, приборами рельсовых цепей и др.), напольных устройств
между собой при прокладке их в земле и в служебно-технические
здания и посты ЭЦ.
В сигнально-блокировочных кабелях (рис. 66) этого типа изолиро-
ванные пары скручивают в сердечник концентрическими повивами.
78
12	3	4	5 в 7
Рис. 66. Конструкция бронированно-
го сигнально-блокировочного кабеля:
/ -медные жилы; 2 — изоляция жил; 3—
лента из полиэтиленовой пленки; 4—алю-
миниевая фольга; 5 — поливинилхлоридная
или полиэтиленовая оболочка; 6 — защит-
ный покров; 7 — наружный покров
В каждом повиве есть одна счет-
ная пара, отличающаяся от осталь-
ных пар повива цветом изоляции
одной из жил. На сердечник на-
ложена поясная изоляция из по-
лиэтиленовой пленки, поверх
поясной изоляции накладывают
экран из алюминиевой фольги
или металлизированной бумаги,
а между ними должна быть проло-
жена медная проволока диаметром
0,5 — 0,6 мм, имеющая по всей
длине кабеля контакт с экраном. Поверх поясной изоляции или
экрана положена оболочка из поливинилхлорида или полиэтилена.
Число пар (жил) в сигнально-блокировочных кабелях различных
марок приведено в табл. 5.
Кабели с полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке
рассчитаны только на парную скрутку жил (3, 4, 7, 12, 14, 19 и
27 пар).
Сигнально-блокировочный кабель марки СБПАШп с полиэтилено-
вой изоляцией, защитным полиэтиленовым шлангом в алюминиевой
оболочке прокладывают по мостам, в земле (траншеям), в условиях
высокоагрессивной среды и повышенного электромагнитного влияния.
Сигнально-блокировочный кабель СБПАБпШп. бронированный дву-
мя стальными лентами, с защитным полиэтиленовым шлангом про-
кладывают в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерз-
лотным деформациям, в районах с повышенным электромагнитным
влиянием и в воде при пересечении неглубоких болот, несплавных
и несудоходных рек с тихим течением.
Кабели в полиэтиленовой изоляции в свинцовой оболочке рас-
считаны только на простую скрутку. Такие кабели изготавливаются
на напряжение 250 В переменного тока и имеют ограниченное при-
менение. Их прокладывают в земле (траншеях), пожароопасных
помещениях, шахтах, тоннелях, каналах и коллекторах.
Таблица 5
Марка кабеля	Число	
	пар	ЖИЛ
СБВГ СБВБ, СБВБГ СБПБ, СБПБГ СБПу, СББб	I, 3, 4, 7, Ю, 12, 14 19, 24, 27, 30 3, 4, 7, 10, 12, 14, 19, 24, 27, 30	3, 4, 5, 12, 16, 30, 33 42 3, 4, 5, 12, 16, 30, 33, 42
79
Число жил в кабелях со свинцовой оболочкой:
Марка кабеля
СБПСШв....................
СБПСБ, СБПСБГ.............
СБПС......................
Число жил
3, 4, 5, 7, 9, 12
16, 19, 21, 24, 27, 30, 33
37, 42, 48
Силовые кабели (рис. 67) используют в устройствах железно-
дорожной автоматики и телемеханики для монтажа устройств электро-
снабжения, прокладки цепей электропитания, в качестве вставок
в ВЛ СЦБ. Различают кабели на напряжение до 1 кВ и кабели на
напряжение 3, 6, 10, 20, 35 кВ. Число жил от одной до четырех.
Жилы медные или алюминиевые круглого секторного или сегментного
сечения. При четырех жилах одна — нулевой провод трехфазной
цепи — имеет меньшее сечение; оболочки — стальные гофрирован-
ные, свинцовые, алюминиевые, пластмассовые и из негорючей рези-
ны.
Промышленность изготавливает силовые кабели различных конст-
рукций более двухсот марок в зависимости от рабочего напряжения
передаваемого по ним тока, числа жил, условий прокладки и т.п.
В марках, присваиваемых силовым кабелям, указывают мате-
риал токоведущей жилы, изоляции, оболочки и другие конструк-
тивные характеристики. Медную токопроводящую жилу в марке не
указывают; алюминиевую обозначают буквой А (в начале марки),
однопроволочные жилы — буквами ож (в конце марки в скобках).
Буквы, характеризующие изоляцию жил из поливинилхлорида В,
полиэтилена П, самозатухающего полиэтилена Пс, ставят после
обозначения материала жилы. Обозначение бумажной изоляции с
обедненной пропиткой В указывают в конце марки, а бумажной
изоляции с нестекающей пропиткой Ц и бумажной маслонаполненной
изоляции М — в начале марки. Бумажную изоляцию с нормальной
пропиткой в марке кабеля не отмечают.
Рис. 67. Силовой кабель:
/ — жилы; 2 — поясная изоляция; 3 — металлическая оболочка; 4 — покров из кабель-
ной пряжи; 5 — стальная броня
80
Таблица 6
Тип		Площадь поперечного сечения жил, мм2, на номинальное напряжение, кВ					
кабеля	оболочки	ДО 1	3	6	10	20	35
Одножиль- ный	Свинцовая, алюминиевая	10—800	10— —625	—	—	25—400	120—300
Трехжиль- иый	Свинцовая, алюминиевая; для кабелей иа напряжение 35 кВ только свинцовая	6—240	6—240	10— —240	16— —240	16—240	120—150
Примечание. При номинальном напряжении до 1 кВ площадь поперечного се-
чения двухжильного кабеля со свинцовой оболочкой 6—150 мм2, а четырехжильного кабеля
со свинцовой и алюминиевой оболочкой 10—185 мм2.
Свинцовую оболочку кабелей обозначают буквой С, алюминие-
вую — А, стальную гофрированную — СТ, поливинилхлоридную —
В, полиэтиленовую — П, из нейритовой резины — Н. Букву Н ставят
перед обозначением материала изоляции, а остальные — после.
Буква О указывает отдельную оболочку на каждой жиле, ее
ставят перед обозначением материала оболочки. В марках силовых
кабелей буквы 2л, п, в, б, Г, Б, П, К, Т, характеризующие подушку,
бронепокровы, наружные покровы и исполнение, записывают так
же, как и в марках сигнально-блокировочных кабелей.
Площадь поперечного сечения жил силовых кабелей с пропи-
танной бумажной изоляцией с медными и алюминиевыми жилами в
свинцовых и алюминиевых оболочках показана в табл. 6.
В устройствах электропитания железнодорожной автоматики,
телемеханики и связи применяют в основном трехфазные трехжиль-
ные кабели на напряжение до 1, 3, 6, 10, кВ.
В марках силовых кабелей указывают число жил, их площадь
поперечного сечения (мм2) и номинальное напряжение (кВ), например
ВВГ 3x16-1.
В постах ЭЦ, ДЦ, ГАЦ и других служебно-технических зданиях
для монтажа цепей электропитания между релейными стативами,
аккумуляторными батареями и другими устройствами применяют си-
ловые кабели следующих марок: ВРГ, ВВГ, НРГ, СРГ. Запрещается
прокладывать силовые кабели с алюминиевыми жилами.
В помещениях трансформаторных подстанций распределитель-
ных пунктов укладывают кабели марок ААГ, ААШв, СБГ, АСБГ,
АВВГ, АВРГ, АНРГ, АПВГ, АПсВГ, ВРГ, НРГ, СРГ, АСРГ, АСГ.
Контрольные кабели с медными или алюминиевыми жилами с
резиновой и пластмассовой изоляцией, в свинцовой, резиновой или
поливинилхлоридной оболочке, с защитными покровами или без
них предназначены для неподвижного присоединения к электричес-
81
Таблица 7
Марка кабеля	Место прокладки	Число жил
КРСГ	Внутри помещений; в ка- налах, тоннелях; в местах, не подверженных вибрации; при отсутствии механиче- ских воздействий на кабель	4, 5, 7, 10, 14
КРСБ	В земле (траншеях), если кабель ие подвергается зна- чительным растягивающим усилиям	19, 27, 37
КРСК	Под водой и в местах, где кабель подвергается значи- тельным	растягивающим усилиям	7, 10, 14, 19, 27, 37
КВВБн, КПсВБн, КРВБн, КРНБи	В шахтах, внутри пожа-	4, 5, 10, 14, 19,
	роопасиых помещений	27, 37, 52
ким приборам, аппаратам, сборкам зажимов электрических распре-
делительных устройств в целях контроля электрических и физи-
ческих параметров. Контрольные кабели имеют площадь попе-
речного сечения жил 0,75; 1; 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм2.
В марке контрольных кабелей с медными жилами сначала пишут
букву К, с алюминиевыми жилами—букву А. За этими буквами
следует обозначение материала изоляции: Р — резина, В — поли-
винилхлорид, П — полиэтилен, Пс — самозатухающий полиэтилен.
Обозначение материала оболочки записывают за обозначением
материала изоляции: В — поливинилхлоридный пластикат, Н — не-
горючая резина, С — свинец, Ст — гофрированная сталь. Защитные
покровы записывают после обозначения материала оболочки.
Изолированные жилы контрольных кабелей скручены таким об-
разом, что в каждом повиве имеются две смежные жилы (счетная
пара), отличающиеся расцветкой. Направляющая жила счетной пары
красного или- розового цвета, счетная — синего или голубого.
Некоторые марки, число жил и места прокладки контрольных
кабелей указаны в табл. 7.
Контрольные кабели, применяемые при строительстве устройств
СЦБ, должны иметь только медные жилы с резиновой, полиэтиле-
новой и поливинилхлоридной изоляцией жил с оболочками из поли-
винилхлоридного пластика и негорючей резины.
§ 18.	Железнодорожные кабели связи
В зависимости от назначения кабельных линий железнодорож-
ной связи к кабелям предъявляют различные требования. Выпуска-
ют кабели различной конструкции.
82
Кабели многоканальной связи, называемые также магистраль-
ными, применяют для организации высокочастотных каналов маги-
стральной, дорожной и отделенческой связи, низкочастотных кана-
лов отделенческой связи. Они имеют защитные покровы (оболочку
и броню), обеспечивающие требуемое экранирующее действие при
прокладке кабелей в полосе отвода, на участках, электрифициро-
ванных по системе переменного тока; изоляция жил кабелей кордель-
но-трубчатая, полиэтиленовая или бумажно-кордельная.
Кабели с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией из-
готавливают емкостью 4, 7 и 14 четверок, с алюминиевой или свинцо-
вой оболочкой. Кабели с алюминиевой оболочкой (рис. 68) имеют
марки: МКПАП — без брони; МКПАБ — с броней из стальных
лент и защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной биту-
мом; МКПАБП — то же, но с защитным покровом в виде шланга
из полиэтилена; МКПАК — с броней из круглых проволок и защитным
покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом; МКПАКП —
то же, но с защитным покровом в виде шланга из полиэтилена.
Кабели со свинцовой оболочкой выпускают без брони марки
МКПГ. Эти кабели емкостью 4X4 имеют четыре ВЧ-четверки, одну
сигнальную пару (для цепей автоматики и телемеханики) и одну
контрольную токопроводящую жилу (для контроля за состоянием
изоляции кабеля); емкостью 7х4— четыре высокочастотные и три
низкочастотные четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную
жилу; кабели 14x4 имеют пять ВЧ-четверок, девять низкочастотных,
пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Все жилы кабеля
изготавливают из меди. Диаметр жил всех четверок 1,05 мм, сигналь-
ных пар и контрольной жилы — 0,7 мм.
ТЗПАПБ
Рис. 69. Разрез кабеля связи ТЗ:
I центрирующий полиэтиленовый кордель;
2 изолированная жила; 3 поясная изоля-
ция; 4 алюминиевая оболочка
Рис. 68. Схематический разрез кабе-
ля связи с алюминиевой оболочкой:
/ - контрольная жила; 2 центрирую-
щий кордель; 3 • -сигнальная пара; 4
изолированная жила четверки; 5 пояс-
ная изоляция; 6 алюминиевая оболочка
83
Таблица 8
1Чарка кабеля	Число четверок при диаметре жил, мм	
	0,8 и 0,9	1.2
ТЗГ, ТЗБ, ТЗБГ ТЗК ТЗАВБ, ТЗАПБ	3, 4, 7, 12, 14, 19, 27, 37, 52, 61, 80, 102, 114 7, 12, 14, 19, 27, 37	3, 4, 7, 12, 14, 19, 27, 37, 52—61 3, 4, 7, 12, 14, 19, 26, 37 7, 12, 14, 19, 27, 37
Кабели с кордельно-бумажной изоляцией жил в алюминиевой
оболочке марки МКБАБ изготавливают емкостью 7x4 с шестью
сигнальными жилами и емкостью 14x4 с пятью сигнальными жила-
ми. Диаметр жил четверок 1,2 мм, сигнальных жил — 0,9 мм.
Для удобства монтажных работ жилы всех магистральных ка-
белей в четверках обмотаны изоляцией различного цвета. На конце
А строительной длины жилы располагают по часовой стрелке в таком
порядке: красная, зеленая, белая (или бесцветная) и синяя, а на
конце Б — в том же порядке, но против часовой стрелки. Первая
пара образуется из жил с красной и белой изоляцией, вторая —
из жил с синей и зеленой изоляцией. Четверки различаются цветом
наложенной на них пряди хлопчатобумажной пряжи.
Низкочастотные кабели многоканальной связи применяют для
телефонных и телеграфных узлов, устройства вводов цепей воздуш-
ных линий, кабельных вставок в воздушные линии, ответвлений от
магистрального кабеля, соединительных линий между телефонными
станциями. Эти кабели (рис. 69) можно прокладывать вдоль желез-
ных дорог для организации отделенческой связи и цепей автоматики
и телемеханики.
Диаметр токопроводящих жил кабелей 0,8; 0,9 и 1,2 мм; изоляция
жил бумажно-кордельная или пористая полиэтиленовая; скрутка
жил в группы четверочная, в общий сердечник — правильная повив-
ная; защитные оболочки из свинца или алюминия. Жилы всех групп
в кабеле имеют одинаковый диаметр, поэтому эти кабели называют
однородными.
Кабели с кордельно-бумажной изоляцией и свинцовой оболоч-
кой выпускают марок ТЗГ, ТЗБ, ТЗБГ и ТЗК, а в алюминиевой
оболочке — ТЗАВБ и ТЗАПБ (с поливинилхлоридным и полиэтилено-
вым шлангом поверх алюминиевой оболочки). Емкость кабелей при-
ведена в табл. 8.
Кабели с пористой полиэтиленовой изоляцией с диаметром жил
0,9 и 1,2 мм изготавливают емкостью 4, 7, 14 и 19 четверок в поли-
этиленовом шланге ТЗПП и в алюминиевой оболочке с ленточной
броней ТЗПАПБП и ТЗПАПБПж (ж — железнодорожный) и кругло-
проволочной броней ТЗПАПК. Кабель ТЗПАПБПж прокладыва-
ют вдоль железных дорог, электрифицированных на переменном
84
токе. Он имеет утолщенную алюминиевую оболочку для увеличения
эффекта экранирования.
Низкочастотными кабелями местной связи (городскими) соеди-
няют АТС с абонентами, а при небольших расстояниях (до 3—5 км)
соединяют линии телефонных станций. Различают кабели местной
связи двух видов: с бумажной изоляцией в металлических оболоч-
ках из свинца, алюминия или стали и с изоляцией из полиэтилена
в полиэтиленовой или стальной оболочке с медными жилами диамет-
ром 0,4; 0,5 и 0,7 мм.
Кабели с пористо-бумажной или трубчато-бумажной изоляцией
имеют парную скрутку жил и емкость от 10 до 1200 пар. Скрутка
пар в общий сердечник может быть повивная и пучковая. Марки
кабелей со свинцовой оболочкой без брони или с броней из сталь-
ных лент, плоских или круглых проволок соответственно ТГ, ТБ,
ТП и ТК.
Кабели с полиэтиленовой изоляцией имеют изоляцию жил из
сплошного полиэтилена. В отличие от кабелей с бумажной изоля-
цией жилы этих кабелей скручивают парной или звездной скруткой.
Сердечник может иметь повивную или пучковую скрутку. Поверх
скрученного сердечника накладывают надежную изоляцию из пласт-
массовых лент, затем стальную или металлопластмассовую оболочку
или экран из алюминиевой ленты толщиной 0,1—0,2 мм и пластмас-
совую оболочку.
Кабели с полиэтиленовой изоляцией и оболочкой выпускают
марок: ТПП — без брони; ТППБ — с броней из стальных лент с
защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом;
ТППБП — то же, но с защитным покровом в виде шланга из полиэти-
лена; ТППэп — с металлопластмассовой оболочкой. Различают кабе-
ли с оболочкой из поливинилхлорида, кабели с гидрофобным напол-
нением.
Магистральные коаксиальные кабели подразделяют на средние
с диаметром внутреннего и внешнего проводников 2,6/9,4 мм, ма-
логабаритные— 1,2/4,6 мм и комбинированные, содержащие средние
и малогабаритные пары. Средние коаксиальные пары используют на
главных магистралях большой протя-
женности для организации нескольких
тысяч телефонных каналов или пере-
дачи телевидения в диапазоне до
17 МГц. Малогабаритные пары приме-
няют на более коротких расстояниях
в диапазоне частот от 0 до 5,7 МГц,
что позволяет организовывать более
1000 каналов. Кабель марки КМ-4
(рис. 70) имеет четыре средних ко-
аксиальных пары 1 и пять симмет-
ричных четверок 2.
1 КМГ Z
Рис. 70. Конструкция коаксиаль-
ного кабеля марки КМ-4
85
§ 19.	Оборудование, арматура и материалы
кабельных линий
Кабельные линии автоматики и телемеханики. К оборудованию
и арматуре кабельных линий автоматики и телемеханики относят
шкафы типов ШК и ШКС, путевые, трансформаторные и кабельные
ящики, кабельные стойки, универсальные кабельные муфты, группо-
вые разветвительные и оконечные муфты, металлические трубы,
воронки, гребенки, кожуха и т. д.
Кабели вводят в посты электрической централизации через проем,
расположенный в фундаменте ниже пола первого этажа. На стенах
поста кабели крепят к металлическим гребенкам и закрывают специаль-
ными двухстворчатыми шкафами типов ШКП и ШКС. Шкафы типа
ШКП используют для сигнально-блокировочных, а типа ШКС —
для силовых кабелей.
Для установки сигнальных трансформаторов на железобетонных
или металлических мачтах светофоров (рис. 71) применяют транс-
форматорные ящики.
Кабели вводят в релейные шкафы через отверстия, находящие-
ся на днище шкафов. Для шкафов типа ШРШ-4 предусматривают 10
отверстий, а для шкафов типа ШРШ -6 — 15. От механических пов-
реждений кабели защищают металлическими трубами, трубы крепят
к днищу шкафа. Для кабелей с монтажной стороны релейных шкафов
устанавливают бокс типа БМШ-15Х2.
На боковой стене релейного шкафа ШРУ-М имеется вводно-
кабельный отсек, в котором установлены панели с выводами, бокс
для разделки ответвлений
магистрального кабеля и дру-
гие приборы.
Кабель вводят через от-
верстия на дне кабельного
отсека. От механических пов-
реждений кабели защищают
общим металлическим кожу-
хом. От корпуса шкафа и
кожуха кабель изолируют
изоляционными втулками, на-
ходящимися на дне шкафа,
и прокладками на скобах
кожуха.
Батарейные шкафы по-
ставляют с защитной трубой
в дне, предназначенной для
ввода кабеля.
В путевых трансформатор-
ных и релейных ящиках ти-
Рис. 71. Установка трансформаторного ящи-
ка на светофоре:
/  трансформаторный ящик; 2 — гарнитура креп-
ления м
86
Рис. 72. Путевые ящики:
а — трансформаторный типа ТЯ; б — релейный типа РЯ
пов ТЯ и РЯ (рис. 72) размещают путевые и релейные трансфор-
маторы, реле, реакторы, путевые реостаты и другую аппаратуру.
Путевой трансформаторный ящик состоит из чугунного корпу-
са 3 с запирающей крышкой 2 и лапками для крепления ящика к
фундаменту 4. Для ввода кабелей в дне ящика предусмотрены от-
верстия, в которые вставляют стальные вводные трубы. Внутри
ящика установлены двухштырные колодки 1, к выводам которых
подключают жилы разделываемых кабелей и монтажные провода от
приборов, устанавливаемых в ящике на съемной деревянной полке.
Трансформаторные ящики выпускают типов ТЯ-1 и ТЯ-2, отли-
чающихся габаритными размерами, числом выводов и массой, а релей-
ные ящики — только типа РЯ-1.
В универсальных кабельных муфтах (рис. 73) типов УКМ-12
(концевые) и УПМ-24 (промежуточные) разделывают кабели, соеди-
няют их с рельсами или монтажными проводами светофоров и стре-
лочных электроприводов. Муфта представляет собой литой чугун-
ный корпус с крышкой, предохранительной трубой для защиты
87
кабелей и выводами с семью штырями. Для ввода кабеля муфта типа
УКМ-12 имеет одно отверстие, а муфта типа УПМ-24 — два, каждое
диаметром 25 мм.
Универсальная концевая муфта типа УКМ-12 предназначена
для разделки одного кабеля. Она имеет две платы с 14 выводами,
каждый из которых имеет семь штырей. В универсальной проход-
ной муфте типа УПМ-24 разделывают два кабеля. Она имеет четыре
семиштырные колодки и 28 выводов.
Групповые разветвительные муфты типа РМ (рис. 74) применяют
для монтажа ответвлений к отдельным устройствам СЦБ от группо-
вых (магистральных) кабельных линий и наземного соединения
кабелей. Внутри корпуса муфты 1 (см. рис. 74) установлены семи-
штырные панели с выводами 2 и съемные перегородки 3, разделяю-
щие на секции отсек для ввода ответвляющих кабелей. В зависимости
от числа кабелей предусматривают муфты на 4, 7 и 8 направлений
типов РМ-4-28, РМ-7-49, РМ-8-112.
Рис. 73. Универсальные кабельные муфты типов УКМ-12 (а) и УПМ-24 (б)
88
Рис. 74. Групповая разветвленная муфта типа
РМ
Рис. 75. Концевая стойка для
разделки кабелей
Кабельные стойки служат для монтажа кабеля от аппаратуры
рельсовых цепей и подключения его жил к рельсам. Кабельные стойки
бывают концевые и проходные.
Концевая стойка (рис. 75) предназначена для ввода одного кабеля,
а проходная стойка — для двух кабелей. Различают чугунные,
стальные, сварные и стальные штампованные кабельные стойки.
В них можно разделывать кабели, имеющие до 12 жил.
Для оконечной разделки силовых кабелей в сухих отапливае-
мых помещениях применяют оконечные воронки (рис. 76), изготав-
ливаемые из листовой кровельной стали, а также концевые муфты
из эпоксидного компаунда, изготавливаемые во время монтажа
оконечной разделки кабеля.
В качестве концевых муфт наружной установки для силовых
кабелей применяют металлические оконечные муфты.
Кабельные материалы. При строительстве, ремонте и текущем
обслуживании кабельных линий и сетей связи используют следующие
материалы: прошпарочные и заливочные кабельные массы, оловянно-
свинцовистый и оловянно-цинковый припои, эпоксидные компаунды и
клеи, поливинилхлоридные ленты, изолирующие бумажные и полиэти-
леновые гильзы, битумно-резиновую мастику.
89
При монтаже кабельных линий автоматики и телемеханики
применяют в основном материалы, аналогичные материалам,
используемым для кабельных линий связи, кроме кабельных масс
МБ-70 и МБ-90. К материалам, предусматриваемым для кабельных ли-
ний и сетей автоматики и телемеханики, относятся соединительные
гильзы, распорные шайбы, кабельные наконечники, фарфоровые и
эпоксидные распорки и фарфоровые втулки.
Заливочные кабельные массы применяют для заливки муфт, боксов
для того, чтобы создать необходимую герметичность. Кабельные зали-
вочные массы изготавливают по различной рецептуре в зависимости
от их назначения. Для заливки боксов, устанавливаемых на кабелях
многоканальной связи в помещениях с температурой не ниже 0°С,
используют кабельную массу марки МКС-3, состоящую из смеси
канифоли, церезина и парафина. Для заливок чугунных муфт пред-
назначена заливочная кабельная масса МБ-70 или МБ-90. Все эти
заливочные массы состоят из смеси битума №5 с битумом №3.
При монтаже соединительных муфт и оконечных кабельных
устройств на местных телефонных сетях жилы разделанных концов
кабелей с воздушно-бумажной изоляцией, бумажных гильз и группо-
вых колец прошпаривают прошпарочной массой марки МКП-1 из
смеси канифоли, парафина и трансформаторного масла.
Для пайки скруток медных жил при соединении концов кабелей,
при впайке жил в перья плинтов, кабельных боксов, запайке швов
соединительных и оконечных свинцовых муфт и спайке конусов
этих муфт со свинцовой или алюминиевой оболочкой кабелей при-
меняют оловянно-свинцовистые припои марки ПОС-34 или ПОС-40,
представляющие собой сплав свинца и олова с присадкой висмута
или сурьмы.
При запайке свинцовых муфт на кабелях с алюминиевой обо-
лочкой наружную поверхность оболочки, соприкасающуюся с конуса-
Рнс. 76. Оконечная воронка
ми свинцовой муфты, предварительно за-
луживают оловянно-цинковым припоем
марки ЦОП. Применяя оловянно-свинцо-
вистый припой, для удаления пленки
окиси металла и обезжиривания поверх-
ности используют флюсы. В качестве флю-
са при запайке скруток медных жил ис-
пользуют канифоль, предварительно рас-
творенную в спирте.
В случае запайки свинцовых муфт на
кабелях со свинцовой оболочкой в каче-
стве флюса предусматривают стеарин, а
на кабелях с алюминиевой оболочкой —
кабельную массу типа МКС-1.
При монтаже кабеля используют так-
же клейкие поливинилхлоридные и поли-
90
этиленовые ленты шириной от 10 до 25 мм и более, ленты из стек-
лоткани, марли и из пропитанной и непропитанной кабельной бума-
ги, эпоксидные клеи и эпоксидные компаунды, состоящие из эпок-
сидной смолы, наполнителей (измельченного кварца, каолина и т. п.)
и отвердителей.
Для восстановления покрытий на кабелях с алюминиевой обо-
лочкой, имеющих защитные пластмассовые покрытия на оболочке
и броне, а также для изолирования соединительных и разветвительных
свинцовых муфт на этих кабелях применяют битумно-резиновые мас-
тики (МБР), состоящие из смеси битума, синтетического каучука и
полиизобутилена.
Бумажные и полиэтиленовые гильзы используют при монтаже
кабелей связи всех марок для изолирования скруток жил в соеди-
нительных и других муфтах. Полиэтиленовые гильзы служат для изо-
лирования места соединения жил с пластмассовой изоляцией. Гиль-
зы представляют собой цилиндрические трубочки. Бумажные гильзы
изготавливают длиной от 40 до 70 мм с внутренним диаметром от 2,5
до 7 мм, а полиэтиленовые — диаметром от 2 до 5,5 мм и длиной от
40 до 60 мм.
При монтаже кабелей высокого напряжения применяют следую-
щие материалы. Соединительные и оконечные кабельные муфты кабе-
лей высокого напряжения (10 кВ) заливают масло-канифольной
массой МК-45. Для соединения медных жил силовых кабелей способом
пайки и опрессования и алюминиевых жил методом опрессования
служат соответственно соединительные медные и алюминиевые гильзы.
Длина гильз — от 30 до 80 мм, а внутренний диаметр выбирают в
соответствии с диаметром жил силового кабеля.
При монтаже соединительных и оконечных муфт силовых кабе-
лей применяют распорные шайбы, устанавливаемые на жилы кабе-
ля в месте сростка, что позволяет строго фиксировать расстояние
между жилами и исключает касание жил с корпусом муфты. При
монтаже оконечных муфт наружной установки используют фарфоро-
вые втулки, надеваемые на жилы силовых кабелей. Для подключения
многопроволочных жил кабелей к аппаратуре на концы жил напаива-
ют кабельные наконечники.
Кабельные линии связи. К оборудованию и арматуре кабельных
линий и сетей связи относятся свинцовые и пластмассовые соеди-
нительные, разветвительные и свинцовые оконечные муфты, чугун-
ные соединительные и разветвительные муфты, газонепроницаемые
и изолирующие муфты, боксы и распределительные коробки, кабель-
ные ящики, распределительные и кабельные шкафы типа ШМС, а
также оборудование для содержания кабелей под избыточным воз-
душным давлением. К арматуре относятся также стойки, применяемые
при подвеске кабелей по крышам зданий, и различного рода кронштей-
ны для крепления кабелей при их прокладке в тоннелях и по стенам
зданий.
91
Рис. 77. Соединительные свинцовые
муфты:
а — цельные; б — с поперечным разрезом; в-
с одним продольным разрезом; г — с двумя
поперечными разрезами
Свинцовые соединительные муфты (рис. 77) бывают четырех типов
цельные — для соединения небронированных (голых) освинцован-
ных кабелей небольшой емкости, с поперечным разрезом — для
небронированных кабелей большой емкости (более 200 пар), с одним
продольным разрезом и с двумя поперечными разрезами.
Конструкция пластмассовых соединительных муфт для соеди-
нения кусков кабеля с пластмассовой оболочкой аналогична кон-
струкции цельным свинцовым муфтам.
Для устройства ответвлений от магистрального кабеля применяют
свинцовые соединительные тройниковые муфты с одним продольным
разрезом (МСТ — муфта свинцовая тройниковая). В случаях когда
кабель большой емкости необходимо соединить с несколькими кабеля-
ми меньшей емкости, устанавливают свинцовые разветвительные
муфты МСР или так называемые перчатки. Оконечные свинцовые
муфты МСО (воронки) предназначены для оконечной разделки кабелей
в кабельных ящиках, шкафах типа ШМС.
При соединении концов кабелей с алюминиевой оболочкой
способом опрессования, холодной сварки или способом взрыва
применяют соединительные и разветвительные муфты — трубки из
алюминия.
Для предохранения от механических повреждений свинцовых
соединительных муфт, устанавливаемых на подземных бронированных
кабелях линий автоматики, телемеханики и связи, служат чугунные
соединительные муфты (рис. 78, а), а при устройстве ответвлений
от бронированных кабелей — тройниковые чугунные муфты
(рис. 78, б).
Рис. 78. Чугунные защитные муфты
92
Групповые соединительные муфты обозначают буквами МЧ или С,
цифры после букв определяют внутренний диаметр горловины муфты.
В связи с содержанием проложенных кабелей связи под постоян-
ным избыточным газовым давлением необходимо предотвратить
утечку газа через оконечные кабельные устройства в зданиях усили-
тельных и оконечных станций, а также через оконечные устройства
кабелей, ответвляющихся от магистрального кабеля в промежуточные
пункты. Для этого предназначены газонепроницаемые муфты типа
ГМС. Изолирующие муфты типа ГМСИ устанавливают на кабеле при
вводе его в здание, если необходимо изолировать металлическую
оболочку станционной части кабеля от металлической оболочки его
линейной части.
Более совершенным способом оконечной разделки кабелей свя-
зи является их разделка в кабельных боксах, которые надежнее
защищают кабель от проникновения в него влаги. Кабельные боксы
изготавливают двух типов: БГ (бокс городской) емкостью на 10 и 20
пар и Б КТ (бокс кабельный телефонный) емкостью на 20, 30, 50 и
100 пар.
Корпус 3 бокса типа Б КТ-100 X 2 емкостью на 100 пар (рис. 79)
отливают из чугуна. В нижней части бокса расположена вводная
Рис. 79. Бокс типа БКТ-100)<2 ем-
костью на 100 пар
93
трубка 4 (патрубок), через которую вводят разделываемый кабель.
На передней стороне корпуса предусмотрены планки 2 для крепления
плинтов /, На задней стороне корпуса имеется крышка из чугуна
или стали, скрепляемая с корпусом винтами.
Плинт (рис. 80) представляет собой пластмассовый или фарфоро-
вый цоколь 2, на котором закреплены выводы 1, с наружной стороны
имеющие винты для подключения монтажных проводов и с внутрен-
ней стороны штифты 3 (перья) для припайки жил кабеля, разделыва-
емого в боксе. Каждый плинт имеет 10 пар выводов, к которым
подключается 10 пар кабельных жил.
Для оконечной разделки кабелей многоканальной связи при-
меняют боксы типов БМ1-1, БМ1-2, БМ2-2 и БМ2-3.
Рис. 81. Распределительный шкаф типа ШР
В распределительных ко-
робках типов КРТП10 и
КРТ10 десятипарный рас-
пределительный кабель мест-
ных телефонных сетей сое-
диняют с однопарными кабе-
лями, прокладываемыми от
коробки к телефонным аппа-
ратам абонентов. Их уста-
навливают внутри и снаружи
зданий. Коробки КРТП10 из-
готавливают из пластмассы,
а КРТ10 отливают из чу-
гуна.
На кабельных сетях мест-
ной телефонной связи в ме-
стах соединения магистраль-
ных кабелей с распредели-
тельными кабелями приме-
няют распределительные шка-
фы типа ШР для установки
на открытом воздухе и
ПРП — для помещений.
Распределительный шкаф
типа ШР (рис. 81) состоит
из цоколя 6, корпуса шкафа
5, крышки 1, каркаса 4 для
боксов, наружной 7 и внут-
ренней дверей (на рисунке
не показана) и вентиляцион-
ной трубы 3. Цоколь и верх-
нюю крышку шкафа отли-
вают из чугуна, а остальные
детали изготавливают из
94
листовой, полосовой и уголковой стали. Конструкция шкафа типа
ШРП сходна с конструкцией шкафа типа ШР, но не имеет чугун-
ных деталей.
В распределительных шкафах обоих типов установлены магист-
ральные и распределительные боксы 2, в которых разделывают ка-
бели, идущие со станции, и кабели, идущие от шкафа к распредели-
тельным коробкам и кабельным ящикам.
При устройстве кабельных вводов воздушных линий и обору-
довании на этих линиях кабельных вставок применяют кабельные
шкафы типов ШМС и УШКМ.
Вводно-кабельные стойки типа ВКС устанавливают в линейно-
аппаратных залах оконечных и усилительных станций кабельных
линий многоканальной связи. На ВКС размещают кабельные боксы,
различные платы.
К кабельным сооружениям относятся кабельная канализация и
коллекторы, желоба для надземной прокладки кабеля и проклад-
ки по мостам, кабельные опоры, приспособления для укрепления
кабеля в берегах при оборудовании подводных переходов, распре-
делительные и кабельные шкафы, вводно-кабельные стойки.
§ 20.	Строительство кабельных линий
Проектирование кабельных линий и сетей. Проектирование
состоит из разработки технического проекта строительства и рабочих
чертежей. Работу над техническим проектом начинают с изысканий
и обследования местности, где предполагается строительство кабель-
ных линий и сетей. Во время изысканий выбирают варианты трассы
магистральных, линий или сетей, измеряют удельное сопротивление
грунтов, определяют условия сближения намечаемой трассы кабеля
с электрифицированными железными дорогами и линиями электро-
передачи, изыскивают способы пересечения железных и автомобиль-
ных дорог, а также водных преград и т.п. В проекте выбирают тип
(марку) кабеля, его емкость с учетом перспективы развития устройств.
При проектировании кабельных сетей автоматики и телемеханики,
например кабельной сети электрической централизации, намечают
наиболее выгодную трассу прокладки кабеля по территории стан-
ции, выбирают участки, где лучше проложить групповые и инди-
видуальные кабели.
В зависимости от числа централизуемых стрелок и сигналов
рассчитывают емкость кабелей для включения стрелок, питания
светофоров и рельсовых цепей, а также емкость межпостовых сигналь-
ных и силовых кабелей. Вместе с выбором типа и емкостей кабелей
проводят электрические расчеты площади поперечного сечения жил
силовых и числа дублируемых жил сигнальных кабелей.
95
Технический проект кабельных линий или сетей должен содер-
жать сметы на оборудование, данные о потребности в материалах
и рабочей силе, план организации работ и полную стоимость строи-
тельства. Главное внимание уделяется вопросам механизации работ
при прокладке кабеля.
На основе утвержденного технического проекта разрабатывают
рабочие чертежи, в которые входят детальные чертежи трассы про-
кладываемых кабелей. На чертежи наносят трассу кабеля, указы-
вая расстояние его от железнодорожных путей, фасадов и других
сооружений пассажирских и путевых зданий, контуры лесов и зе-
леных насаждений, трассу линий связи, автоблокировки и высоко-
вольтных линий.
Выбор и разбивка трассы, рытье и подготовка траншей и кот-
лованов. Трассу подземных кабельных линий выбирают исходя из
того, чтобы длина кабеля, прокладываемого между заданными пунк-
тами, была наименьшей и обеспечивались удобства проведения работ
по прокладке кабеля и его техническому обслуживанию и эксплуа-
тации. На перегонах железных дорог трасса кабеля, как правило,
проходит в полосе отвода.
Перед разбивкой трассы планируют местность, вырубают кус-
тарник, отдельные деревья, корчуют пни и т.д. После получения
письменного разрешения трассу подземной кабельной линии разби-
вают с соответствии с рабочими чертежами.
На плане трассы кабелей, размещаемых на перегоне вдоль полотна
железной дороги, показывают: железнодорожный путь с километро-
выми и пикетными знаками; границы полосы отвода лесов и кустар-
ников с указанием объемов вырубки; данные о роде грунтов; подзем-
ные и надземные сооружения, пересекаемые и сближающиеся с проект-
тируемыми кабельными линиями, с указанием ординат сооружений
по существующему километражу; естественные преграды; границы
землепользований с наименованием землепользователей; перегонные
устройства СЦБ, входные светофоры и пункты электропитания с
указанием ординат.
Трасса сигнальных и силовых кабелей автоматики и телемеха-
ники может проходить в пределах станции сбоку железнодорожно-
го полотна и в междупутье. Расстояние между ближайшим рельсом и
кабелем должно быть не менее 1,6 м.
Сигнальные кабели можно прокладывать без ограничения в одной
траншее с силовыми кабелями с рабочим напряжением до 500 В.
Силовые кабели напряжением выше 500 В прокладывают в отдельной
траншее или в общей траншее с сигнальными, но при этом силовой
кабель укладывают на глубину 1,5 м и сверху закрывают кирпичом или
бетонными плитами, а сигнальный — над ним на расстоянии 0,45 м,
сдвигая в сторону на 0,15 м. Расстояние между силовыми кабелями
и кабелями связи должно быть не менее 0,5 м.
96
При пересечении железнодорожных путей глубина прокладки
кабелей автоматики, телемеханики и связи должна быть не менее 1 м
от подошвы рельса, а с автомобильными дорогами — не менее 2 м
от дорожного полотна. В месте пересечения кабели прокладывают
в асбестоцементных трубах. В местах пересечения кабелей связи с
силовыми кабелями расстояние между ними должно быть не менее
0,25 м, если кабель связи проложен в асбестоцементной трубе, и
0,5 м — при ее отсутствии.
При пересечении сигнальных кабелей с силовыми кабелями и
другими подземными сооружениями их следует прокладывать на рас-
стоянии 0,5 м от этих сооружений. В месте пересечения сигнального
кабеля с силовыми его нужно прокладывать в асбестоцементной
трубе. Расстояние между пересекающимися сигнальными кабелями
должно быть не менее 0,1 м.
Глубина траншей для прокладки сигнально-блокировочных,
контрольных, силовых кабелей на напряжение до 1 кВ и кабелей
связи (за исключением магистральных) вне путей и в междупутье —
0,8 м; под железнодорожными путями, автомобильными и грунтовыми
дорогами — 1,05 м; в скалистых грунтах при условии защиты кабе-
ля кирпичом или железобетонными плитами — 0,5 м.
В городах и населенных пунктах, на железнодорожных станциях
для рытья траншей обычно применяют траншеекопатели, а там, где
их использование затруднено (при пересечении железнодорожных
путей, в междупутьях, на склонах насыпей и т.п.), траншею роют
вручную таким образом, чтобы боковые стенки траншеи имели неко-
торый откос.
На поворотах трассы траншеи роют так, чтобы радиус изгиба
кабеля со свинцовой оболочкой был не меньше 15-кратного диаметра
кабеля, с алюминиевой оболочкой — не менее 25-кратного, а с пласт-
массовой оболочкой — не менее 10-кратного. На склонах насыпей,
оврагов траншею роют зигзагообразно с отклонением изгибов от
принятой линии в обе стороны на 1,5 м; длину изгибов принимают
равной 5 м.
В местах установки соединительных и разветвительных муфт
траншею расширяют, отрывая котлован для проведения последующих
монтажных работ. Глубину котлована делают на 10 см глубже дна
траншеи.
При выборе трассы подводного кабеля на пересечениях водных
преград выбирают места, где водная преграда имеет наименьшую
ширину, ровное дно и отлогие берега. Кабель нельзя прокладывать
в местах зимней стоянки судов на якорях, в районе стоянки пло-
тов, в местах водопоя и купания скота, а также там, где наблюдают-
ся заторы льда или река меняет русло.
При механизированном рытье траншей открытым способом исполь-
зуют самоходные траншеекопатели, траншейные экскаваторы и дру-
гие механизмы.
4 Зак. 2254
97
Транспортировка и прокладка кабелей. Сначала проверяют
целость металлической оболочки, сопротивление изоляции, уста-
навливают отсутствие обрыва жил и сообщения между жилами. Ес-
ли кабель поступает с завода с накачанным под оболочку воздухом
под избыточным давлением и впаянным вентилем, то целость обо-
лочки проверяют, подсоединяя к вентилю манометр. Показание
манометра будет свидетельствовать о целости оболочки.
Сигнальные кабели с металлической оболочкой и все типы кабелей
с пластмассовыми оболочками под избыточное давление не ставят.
Поэтому их состояние проверяют только электрическими измерения-
ми и наружным осмотром при раскатке с барабанов.
Сопротивление изоляции жил, рабочую емкость кабельных цепей
и другие электрические параметры измеряют кабельными приборами
и измерительными мостами. После окончания испытаний металли-
ческую оболочку запаивают, а концы кабелей с неметаллической
оболочкой тщательно изолируют.
Подготовку кабеля к прокладке начинают с развозки барабанов
с кабелем по трассе на автомобилях или специальных тележках.
Если трасса проходит близко от железнодорожного полотна, то
кабель развозят на железнодорожных платформах. При погрузке
барабанов, а также при перекатывании их по земле необходимо
следить за тем, чтобы направление вращения барабанов совпадало
с направлением стрелки на щеке барабана.
Кабель разматывают с барабанов и затем укладывают в тран-
шею механизированным или ручным способом. При ручном способе
для раскатки кабеля барабан устанавливают на домкратах или
специальных подставках так, чтобы он мог свободно вращаться,
не’ задевая землю. Затем снимают с барабана наружную обшивку
и освобождают конец кабеля. При прокладке кабеля барабан вращают,
при этом необходимо не допускать натяжения кабеля. Разматываемый
кабель рабочие несут на руках и укладывают сначала на бровке
траншеи, а затем опускают в траншею. В траншее кабель укладывают
волнообразно, для того чтобы исключить натяжение его при усадке
и смещении грунта.
В мягких грунтах траншею засыпают грунтом, вынутым из тран-
шеи, а в каменистых и скальных грунтах кабель предварительно
засыпают слоем песка или мягкого грунта толщиной 10 см, образуя
верхнюю постель. Сначала насыпают слой грунта толщиной 0,2 —
0,3 м и плотно его утрамбовывают. Затем насыпают следующий слой
грунта такой же толщины и так же утрамбовывают и т.д. В населен-
ных пунктах и на территории станций траншею засыпают и утрамбо-
вывают, одновременно поливая грунт водой для снижения его даль-
нейшей осадки.
Подводные кабельные переходы прокладывают ниже мостов по
течению реки. Если мосты через судоходные реки и каналы магистраль-
ного значения, то расстояние между мостом и кабелем должно быть
98
равным 1000 м, на сплавных реках — 90 м и на несудоходных —
50—100 м. От мостов местного значения эти расстояния будут равны
200 м на судоходных реках, 50 м — на несудоходных и сплавных.
Расстояние подводного кабельного перехода от малых железнодорож-
ных мостов должно быть не менее 20 м.
Способы прокладки подводных кабелей через реки и водоемы
зависят от характера водной преграды (глубины и ширины водоема,
скорости течения, времени года т.п.). Кабель может быть проложен
при помощи кабелеукладчиков, баржей, баркасов, понтонов, лодок
и других плавучих средств.
По мостам кабель прокладывают в железобетонных или стальных
желобах, укрепляя их к фермам или устоям моста. Металлические
желоба должны быть изолированы от металлических оболочек кабе-
ля. Допускается прокладывать кабель в деревянных желобах, оби-
тых жестью и закрывать железобетонными плитами. Желоба распо-
лагают под пешеходной частью моста.
По мосту кабель следует прокладывать целым куском, так как
растрескивание оболочки кабеля наблюдается наиболее часто у
соединительных муфт. При прокладке кабелей со свинцовой обо-
лочкой целесообразно использовать кабели с проволочной броней,
лучше противостоящие вибрации.
В тоннелях и коллекторах кабель обычно прокладывают при
помощи кронштейнов из полосовой стали с числом крюков по числу
прокладываемых кабелей. Кронштейны устанавливают на расстоя-
нии 1,0 м друг от друга и укрепляют их к стенам тоннеля. Иногда
кабель прокладывают в железобетонных желобах, устанавливаемых
в балласте.
Прокладываемый кабель защищают от механических повреждений
при его прокладке под железнодорожными и трамвайными путями на
пересечении с автомобильными и грунтовыми дорогами, под про-
езжими частями улиц, в местах пересечений с подземными сооруже-
ниями и другими кабелями. На участке пересечения кабель заклю-
чают в асбестоцементные трубы с таким расчетом, чтобы они выходи-
ли за пределы пересечения на 1 м.
Особенно часто в трубопроводах кабельной канализации прок-
ладывают кабели связи. Глубину траншеи для прокладки трубопро-
водов кабельной канализации выбирают такой, чтобы расстояние
между верхней частью трубопровода и поверхностью грунта под
тротуаром было не менее 0,4 м, под мостовой — не менее 0,6 м.
Ширина траншеи зависит от общей емкости трубопровода канали-
зации.
Асбестоцементные трубы, укладываемые в траншею, соединяют
встык при помощи асбестоцементных муфт. Для осмотра, протяги-
вания и соединения отдельных концов кабеля устанавливают ко-
лодцы.
4:
99
Рис. 82. Кабельная канализация
гается под землей,
Кабельная канализация
(рис. 82) состоит из трубопро-
водов 2, служащих для про-
кладки кабеля 3, и смотровых
колодцев 4. Смотровые колодцы
имеют люки 5, которые за-
крыты чугунными крышками
1. Вся канализация распола-
а на поверхность выводят только люки
смотровых колодцев, закрытые крышками.
Кабель протягивают в канализацию по участкам между смеж-
ными колодцами (рис. 83), для чего над одним из колодцев на коз-
лах 5 устанавливают барабан 4 с кабелем, а у соседнего колодца —
ручную или механизированную лебедку 3; затем трос 2, протянув
через канал трубопровода и пропустив его через блок 1, скреп-
ляют с концом кабеля при помощи стального кабельного чулка 7
и, вращая ручку лебедки, протягивают кабель по каналу. Для того
чтобы кабель не повредился о края трубопровода, на входе и выхо-
де трубопровода устанавливают кабельное колено 6 или втулку.
Вводы кабелей связи в здания бывают подземные и воздушные.
Воздушный ввод кабеля осуществляют в том случае, когда в здание
необходимо ввести не более одного-двух кабелей небольшой емкости.
Вводы кабелей многоканальной связи, а также кабелей местной
связи большой мощности в здание станции, промежуточных и оконеч-
ных пунктов, как правило, делают подземные — через фундамент.
При вводе большого числа кабелей в подвальном помещении обору-
дуют специальную шахту.
Рис. 83. Протягивание кабеля в канализации
100
§ 21.	Монтаж сигнально-блокировочных кабелей
Во время монтажа кабелей проводят следующие работы: разме-
щение кабелей в котловане, укладка запасов кабелей и разделка
их концов, установка кабельных муфт в грунт или на отдельные
основания крепления муфт и заделок к конструкциям, прозвонка,
расшивка и подключение жил кабеля к контактным зажимам или
лепесткам панелей с выводами кабельных муфт и аппаратуры СЦБ,
фиксация местоположения, окраска и маркировка муфт и заделок.
Кабель монтируют электромонтажники, имеющие удостоверение на
право производства работ.
До начала монтажа напольных кабелей роют котлованы для
укладки их запасов и установки разветвительных, универсальных
и соединительных муфт, путевых трансформаторных ящиков и других
устройств.
Внутренние и наружные поверхности кабельных муфт и отсе-
ков для ввода кабелей в путевые трансформаторные ящики и кабель-
ные ящики перед монтажом кабелей тщательно очищают от пыли
и грязи. Перед разделкой напольных кабелей их концы в котло-
ване разбирают по направлению и очищают от земли. Запас кабеля
на случай переразделки укладывают полукольцом у места ввода
в релейный шкаф, разветвительную муфту и другие устройства.
До начала разделки кабеля измеряют сопротивление изоляции жил,
проверяют их целость, отсутствие сообщения между собой и метал-
лической оболочкой, экраном или броней. Разделка кабелей заклю-
чается в ступенчатом удалении наружного покрова, бронепокрова,
подушки, оболочки, экрана, поясной изоляции и изоляции жил.
Сигнально-блокировочные кабели с пластмассовыми оболочка-
ми. Концевую разделку кабелей с пластмассовой оболочкой выпол-
няют без концевых муфт. Концы кабелей вводят в путевые ящики,
шкафы, кабельные стойки и другие устройства непосредственно к
ближайшим зажимам. Конец оставляют такой длины, чтобы жилы
этого кабеля после разделки можно было подключить прямо к зажи-
мам без наращивания.
При разделке конца кабеля (рис. 84) длину L конца кабеля опре-
деляют в каждом отдельном случае в зависимости от устройства
ввода. Первый бандаж накладывают спаечной проволокой в три-
четыре витка на расстоянии L +
+ 60 мм от конца кабеля. С кон-
ца кабеля кабельную пряжу раз-
матывают и у бандажа обрезают.
От первого бандажа на расстоянии
30 мм на броню накладывают
второй проволочный бандаж. По-
сле этого разматывают броню до
второго бандажа.
Рис. 84. Концевая разделка кабеля с
пластмассовой оболочкой
101
В тех случаях когда требуется закрепление брони фланцами,
ленту обрезают, отступив на 30—40 мм от бандажа. При закрепле-
нии конца кабеля на панели в шкафу, на стативе ленты брони обреза-
ют непосредственно у бандажа. На расстоянии 30 мм от второго
бандажа на пластмассовой оболочке делают поперечный надрез на
глубину не более 1/2 толщины оболочки. Отрезанную оболочку
снимают с конца пучка жил. Ленты поясной изоляции разматывают
и обрезают у края оболочки. С жил снимают полиэтиленовую изо-
ляцию на расстоянии 40 мм, если жилу подключают под гайку, и
на расстоянии 10 мм, если жилу припаивают к лепестку. Жилы
кабеля после разделки пропускают через соответствующие отвер-
стия панели для подключения к зажимам.
Кабели вводят в релейные шкафы через защитные трубы. На
участках с электрической тягой броню кабелей в релейных шкафах
изолируют от защитной металлической трубы путем намотки на ка-
бель двух бандажей из кабельной пряжи.
Широко распространены сигнально-блокировочные кабели с обо-
лочками, изготовленными из полиэтилена и поливинилхлорида.
В разветвительных и универсальных муфтах бронированные
сигнально-блокировочные кабели с пластмассовыми оболочками
разделывают следующим образом. На кабель надвигают защитную
трубу 1 (рис. 85, а). Затем накладывают бандаж из трех-четы-
рех витков спаечной проволоки. Место наложения бандажа опре-
деляют расстоянием от точки закрепления брони или оболочек ка-
беля (между нижним основанием муфты и фланцем защитной тру-
бы) до зажимов с учетом длины прокладки жил и запаса на их пере-
заделку. После этого с конца кабеля снимают защитный покров.
На расстоянии 30 мм от первого бандажа на броню кабеля накла-
дывают второй бандаж 2, ленты брони разматывают до этого бан-
дажа и обрезают, оставляя 40—60 мм для заделки. Концы броне-
ленты 3 отгибают под прямым углом. Затем на расстоянии 30 или
45 мм от второго бандажа удаляют пластмассовую оболочку 4 и
ленты поясной изоляции. Кабель вводят в муфту 5 и закрепляют
таким образом, чтобы отогнутые концы брони зажимались между
нижним основанием разветвительной муфты 1 и фланцем защитной
трубы. Жилы кабеля 2 (рис. 86) подключают с некоторым запасом
непосредственно к зажимам муфты 1 на колодках.
Вводные отверстия муфты уплотняют джутом, каболкой или
другим изолирующим материалом. Для предохранения от влаги
и пыли дно муфты на 10—12 мм заливают кабельной массой МБ-70
или МБ-90.
Разделка и монтаж кабелей без брони с пластмассовыми оболоч-
ками начинают с того, что на расстоянии 60 мм от конца кабеля
снимают оболочку и на участке длиной 60 мм один против другого
делают два продольных надреза.
102
Рис. 85. Ввод и крепление кабеля в
напольных устройствах
Рис. 86. Присоединение жил кабеля к
зажимам в разветвительных муфтах
Надрезанные части оболочки отгибают под прямым углом к кабелю
(рис. 85,6) и на расстоянии 30—45 мм от места перегиба снимают
ленты поясной изоляции. На оставшуюся часть поясной изоляции
с натяжением наматывают липкую поливинилхлоридную ленту 1 с
30 %-ным перекрытием. Толщина намотки 2—2,5 мм. Поливинил-
хлоридная лента должна находить на оболочку кабеля на 12—15 мм.
Ввод концов кабеля и заливку их кабельной массой выполняют
так же, как и при разделке бронированных кабелей, с той лишь
разницей, что между основанием муфты и фланцем защитной трубы
зажимают концы пластмассовой оболочки 2.
В универсальных муфтах типов У КМ-12 и УПМ-24 и в кабель-
ных стойках кабель монтируют так же, как и в разветвительных
муфтах (см. рис. 86).
При монтаже сигнально-блокировочных кабелей в релейных
шкафах типа ШРШ на концы кабелей надевают защитные трубы, после
чего их вводят в шкаф и трубы крепят к его дну. Кабели, введенные
в релейный шкаф типа ШРУ, закрепляют пластмассовыми зажимами
и защищают от механических повреждений общим металлическим
кожухом.
В релейных шкафах типа ШРШ кабели размещают против панелей,
к которым их подключают; жилы кабелей расшивают свободно, без
увязки в жгуты. В релейных шкафах типа ШРУ жилы кабелей увя-
зывают в жгуты, которые располагают вертикально вдоль панелей;
у соответствующего зажима панели жилы ответвляют из жгута под
прямым углом.
При монтаже в стаканах светофоров с металлическими мачтами
кабели закрепляют с помощью конусной намотки из смоляной ленты,
103
накладываемой на концы кабелей (не доходя 200 мм до среза оболоч-
ки), такой толщины, чтобы намотка плотно входила в основание муфты
и удерживала кабель.
Кабели с полиэтиленовой оболочкой в полиэтиленовых муфтах.
При соединении кабелей с полиэтиленовыми оболочками от конца ка-
беля на расстоянии 335 мм для кабелей с числом жил до 9, 390 мм —
для кабелей с числом жил от 12 до 19 и 450 мм для кабелей с числом
жил от 21 до 61 на джутовой или пластмассовый защитный покров
накладывают проволочный бандаж из двух-трех витков спаечной
проволоки. С конца кабеля до бандажа удаляют наружный покров.
На расстоянии 30 мм от первого бандажа на броню накладывают
второй бандаж, ленты брони разматывают и обрезают. Полиэтилено-
вые оболочки кабелей очищают и протирают тканью, смоченной
в бензине.
Соединяемые кабели укладывают рядом навстречу друг другу
таким образом, чтобы их концы заходили за края подлежащей уста-
новке муфты на 50—100 мм. В середине муфты оба кабеля перевя-
зывают шпагатом.
На оболочках соединяемых кабелей у концов муфты делают по-
метки, после чего шпагат снимают. От сделанных пометок отступают
в сторону концов на 30 мм для кабелей с числом жил от 3 до 12, на
40 мм — для кабелей с числом жил от 16 до 27 и на 50 мм — для ка-
белей с числом жил от 30 до 61 и полиэтиленовую оболочку удаляют.
На концы кабелей 1 надевают полумуфты 2 (рис. 87) и продвигают
их за участок разделки. Затем кабели закрепляют в монтажном стан-
ке или монтажных козлах таким образом, чтобы концы оболочек на-
ходились на расстоянии 30—40 мм от закрепляющих обойм. Ленты
экрана и экранную продольную проволоку сматывают в рулончики
и временно закрепляют на оболочках монтируемых кабелей. Сердеч-
ники кабелей разбивают по пучкам или повивам.
Соединение жил 3 начинают с центрального повива с соблюдением
расцветки изоляции без перехода пар из повива в повив. Соединяемые
жилы обрезают так, чтобы их концы перекрывали друг друга на 75—
100 мм.
Рис. 87. Соединение кабеля с пластмассовой оболочкой
104
На расстоянии 50 мм с концов жил удаляют изоляцию, надевают
на одну из двух соединяемых жил полиэтиленовую или поливинил-
хлоридную трубку (гильзу) 4 длиной 50 мм. Длина скрутки должна
быть 20—25 мм. Каждую скрутку пропаивают, отгибают, плотно при-
жимают к токопроводящей жиле и подвигают гильзу таким образом,
чтобы расстояние от конца гильзы до оголенных жил скрутки было
не менее 10 мм.
После соединения всех жил полученные сростки уплотняют и об-
матывают двумя слоями полиэтиленовой или поливинилхлоридной
ленты так, чтобы лента на 20 мм находила на оболочки.
Концы подэкранных проволок соединяют скруткой. Экран вос-
станавливают обмоткой сростка ранее смотанными в рулончики эк-
ранными лентами кабеля или лентами из алюминиевой фольги. Кон-
цы экранных лент соединяют между собой в «замок».
На сросток жил подвигают полумуфты так, чтобы одна полумуфта
входила в другую до упора.
Поверхность полиэтиленовой оболочки кабеля на длине 40—45 мм
и концы полумуфт на длине 30—35 мм тщательно зачищают ножом и
обезжиривают бензином. Места стыков оболочки с полумуфтами и
полумуфт между собой плотно обматывают полиэтиленовой лентой.
Поверх полиэтиленовой ленты плотно, с 50%-ным перекрытием на-
матывают три-четыре слоя стеклоленты шириной 35 мм. Стеклолента
должна выходить за край намотки полиэтиленовой ленты на 20—
25 мм. Участки стыкования полумуфт и оболочек кабелей равномерно
нагревают пламенем газовой горелки или паяльной лампы.
Сваренный стык охлаждают до температуры 50—60 °C и удаляют
стеклоленту. Место сварки не должно иметь воздушных пузырей,
раковин, трещин, складок, расслоений и пережогов. Полиэтилено-
вую муфту и прилегающие к ней участки кабелей обматывают двумя
слоями смоляной или прорезиненной ленты с 50%-ным перекрытием.
По окончании монтажа полиэтиленовую муфту укладывают в чу-
гунную, которую заливают кабельной массой марки МБ-70 или МБ-90.
В полиэтиленовых муфтах с применением заливочных компаундов
монтируют кабели с однородными и с разнородными пластмассовыми
оболочками при температуре воздуха не ниже —10 °C. Перед соеди-
нением концы кабелей разделывают. Экранные ленты и экранные
проволоки скручивают в рулончики и оставляют у обреза бронелент.
Два разделанных конца кабеля складывают вместе так, чтобы рулон-
чики экранной ленты не мешали плотному прилеганию кабелей друг
к другу. Сердечники разбирают по повивам пучками по 9—12 жил.
Жилы одноименных пучков соединяют между собой, соблюдая рас-
цветку жил.
Кабели с числом жил до 12 соединяют в одном уровне, а кабели
с числом жил свыше 12 —в двух уровнях с равным числом жил на
каждом уровне. С концов жил удаляют изоляцию на длине 50 мм,
105
жилы попарно скручивают, укорачивают скрутки до 25 мм, пропаи-
вают при погружении в расплавленный припой марки ПОС-40.
На рис. 88, а: 1 — оболочки кабелей; 2 — токопроводящие жилы;
3 — скрутки. На пропаянные скрутки жил надвигают гильзы 4
(рис. 88, б) длиной 50 мм, изготовленные из полиэтиленовых трубок.
Гильзы должны заходить на полиэтиленовую изоляцию на 15—20 мм.
Поверх гильзы пучки жил перевязывают липкой лентой 5 или суро-
выми нитками, проваренными в парафине.
Концы проволок, припаянных к бронелентам, скручивают между
собой и обрезают так, чтобы оставался конец скрутки длиной 15—
20 мм. Экранные ленты укорачивают до 70 мм, складывают вместе,
соединяют кровельным швом и одним витком обматывают оба конца
кабеля. Экранные проволоки наматывают поверх экранных лент,
скручивают и наматывают на бронеленту, затем пропаивают.
Небронированные кабели монтируют так же, как и бронированные,
за исключением соединения бронелент.
Сросток жил кабелей (рис. 88, в) обматывают тремя-четырьмя
слоями стеклоленты 6 шириной 20 мм и толщиной 0,1—0,2 мм. Для
того чтобы лента не раскручивалась, ее конец закрепляют нитками 7.
К подготовленному сростку кабелей прикладывают муфту 8 (рис. 88, г)
и определяют уровень, на который в нее будет погружен кабель, с та-
ким расчетом, чтобы концы гильз не доходили до дна муфты на 10—
15 мм. Оба кабеля на этом уровне обматывают пластмассовой лентой 9.
Для свободного протекания компаунда между кабелями на расстоя-
нии 10—15 см от места обреза оболочек вставляют вкладыш 10, обес-
печивающий зазор между кабелями 2—3 мм. Вкладыш изготавли-
вают из оболочки одного из соединяемых кабелей. Затем корпус муф-
ты ставят вертикально в рыхлый грунт отвала котлована и заливают
битумным компаундом //на две трети высоты. Температура компа-
унда во время заливки 70—95 °C. После заливки муфты и охлаждения
компаунда в течение 3—5 мин кабель вводят в муфту до отмеченного
Рис. 88. Соединение кабеля в полиэтиленовых муфтах с заливкой битум-
ными компаундами
106
пластмассовой лентой уровня. Не ожидая полного охлаждения зали-
вочной массы, муфту устанавливают вертикально в углубление в дне
траншеи так, чтобы муфта упиралась в грунт. В просвет между ка-
белями и дном котлована у выхода из муфты подсыпают и утрамбо-
вывают рыхлый грунт, затем котлован засыпают.
§ 22.	Монтаж силовых и контрольных кабелей.
Паспортизация кабельных линий
Силовые кабели. Разделку концов силовых кабелей на напряже-
ние до 10 кВ с бумажной изоляцией жил в свинцовой или алюминие-
вой оболочке начинают с испытания изоляции на влажность при по-
гружении конца кабеля в нагретый парафин. При наличии влаги по-
является легкое потрескивание и выделение пены.
На расстоянии 330—450 мм (в зависимости от типа заделки) от
конца кабеля накладывают бандаж из трех-четырех витков перевя-
зочной проволоки и снимают наружный покров от конца кабеля до
бандажа. На расстоянии 60 мм от первого бандажа прокладывают
второй бандаж, после чего надрезают бронеленты, разматывают и
удаляют вместе с подушкой, прогретой паяльной лампой. Битумный
состав тщательно смывают с оболочки тканью, смоченной в бензине.
Первый кольцевой надрез выполняют на расстоянии 70 мм от сре-
за брони, а на расстоянии 25 мм от первого кольцевого надреза —
второй. Оболочку надрезают на половину ее толщины. У кабелей со
свинцовой оболочкой от второго кольцевого надреза до конца кабеля
делают два продольных надреза на расстоянии 10 мм друг от друга,
удаляют полоску между надрезами и снимают оболочку. У кабелей
с гладкой алюминиевой оболочкой надрез выполняют до конца кабе-
ля по винтовой линии. Оболочку снимают плоскогубцами. Гофриро-
ванную оболочку снимают специальным ключом. После снятия обо-
лочки разматывают ленты полупроводящей бумаги и поясной изоля-
ции, обрывают их у края оболочки и отрезают заполнители. Жилы
слегка разводят в стороны и изгибают.
На участке, длина которого зависит от способа оконечной заделки
кабеля, снимают изоляцию жил, предварительно перевязав ее у ме-
ста обреза двумя-тремя витками суровых ниток. Удаляют участок
металлической оболочки между двумя кольцевыми надрезами и обра-
батывают торцы оболочки, скругляя острые края и ликвидируя за-
усенцы. Полупроводящую бумагу обрывают, не доходя 5 мм до об-
реза оболочки, и закрепляют бандажом из двух витков ниток. На рас-
стоянии 25 мм от среза оболочки накладывают бандаж из суровых
ниток и обрывают до него ленты поясной изоляции.
При разделке кабелей с пластмассовой изоляцией жил удаляют
наружный покров, броню, подушку под броней у кабелей с защит-
ными покровами, экран, полупроводящие покрытия и изоляцию жил.
107
Броню и металлические оболочки кабеля заземляют медным мно-
гопроволочным проводом, площадь поперечного сечения которого
должна быть не менее 10—25 мм2 в зависимости от площади попереч-
ного сечения жил кабеля.
При монтаже соединительных муфт длина провода заземления
должна обеспечивать последовательное присоединение его к оболоч-
кам (экранам), броне и металлическим корпусам муфт, а при монтаже
концевых муфт и заделок — присоединение оболочек и брони к за-
земляющему болту металлического корпуса муфты и опорной конст-
рукции или к сети заземления.
Провод заземления запаивают со свинцовой оболочкой (экраном)
и броней кабелей припоем марки ПОС-40, а с алюминиевой оболочкой —
припоем марки А. На оболочке и на броне кабеля провод закрепляют
бандажом из медной луженой или оцинкованной стальной проволоки
и затем припаивают его.
Для присоединения к болту заземления муфты или опорной кон-
струкции конец провода заземления сваривают, опрессовывают или
запаивают.
Концевую заделку силовых кабелей в стальных воронках типа
КВБ (концевая внутренняя с битумной массой) применяют для мон-
тажа кабелей с бумажной изоляцией жил напряжением до 10 кВ в ка-
мерах наружной установки, релейных шкафах, на постах ЭЦ, ДЦ,
ГАЦ и других закрытых установках и в служебно-технических зда-
ниях.
Для кабелей напряжением до 1 кВ используют заделку типа КВБм
(рис. 89, а) со стальной овальной малогабаритной воронкой, монти-
руемой без крышки и фарфоровых втулок. Для кабелей напряжением
до 10 кВ с площадью поперечного сечения жил до 240 мм2 применяют
заделку типа КВБо со стальной овальной воронкой (рис. 89, б) или
КВБк со стальной круглой воронкой (рис. 89, в), которую монтируют
с крышками и втулками.
На выходе из воронки жилы располагают в один ряд в заделках
типа КВБм и КВБо и но вершинам равностороннего треугольника
в заделках типа КВБк.
Воронку, протертую от пыли и грязи, надевают на кабель и сдви-
гают за участок разделки на ту часть кабеля, которая промыта бен-
зином или покрыта чистой тканью или бумагой. Конец кабеля разде-
лывают. Удаляют поясную изоляцию и, начиная от точки, находящей-
ся на 50 мм ниже места установки фарфоровых втулок или верхнего
края малогабаритных воронок, подматывают жилы до оголенных
участков тремя-четырьмя слоями липкой поливинилхлоридной лен-
ты с 50%-ным перекрытием витков.
Жилы кабеля разводят и выгибают так, чтобы они находились
в одной плоскости (при монтаже овальных воронок) или в вершинах
равностороннего треугольника (при монтаже круглых воронок) на
равном расстоянии друг от друга на выходе из воронки. Провод за-
108
a)
6)
6)
Рис. 89. Концевая заделка силовых кабелей в воронках типа КВБм:
/ — воронка; 2 — скоба заземления; 3 — жилы кабеля; 4 — верхний полухомутик; 5 — болт
и гайка заземления, 6 — провод заземления; 7 — иижний полухомутик; 8 — просмоленная
лента; 9— фарфоровые втулки
земления закрепляют проволочными бандажами и припаивают к обо-
лочке и броне кабеля, после чего удаляют кольцо металлической обо-
лочки и закрепляют поясную изоляцию бандажом из пяти-шести вит-
ков суровых ниток.
Торец металлической оболочки разбортовывают и окончательно
примеряют воронку, определяя места расположения ее горловины и
втулок. На броню в виде конуса подматывают просмоленную ленту,
для того чтобы обеспечить плотность насаживания воронки на кабель.
В местах установки втулок конусную подмотку выполняют изо-
лирующей лентой. Горловину воронки и прилегающий участок кабеля
длиной 50—60 мм обматывают просмоленной лентой и воронку за-
крепляют строго вертикально на конструкции, после чего петлю за-
земляющего проводника подключают под гайку заземляющего болта
воронки, а конец — под гайку болта крепящего хомута.
При заделках типа КВБо и КВБк воронку закрывают крышкой,
после того как наденут втулки, выгибают жилы кабеля, соблюдая
допустимые радиусы изгиба, и одевают на них наконечники. Затем
воронку заливают предварительно нагретой кабельной массой марки
МБ. Воронку, хомуты и жилы кабеля окрашивают эмалью.
109
Силовые кабели с бумажной изоляцией соединяют в свинцовых
муфтах типа СС, изготавливаемых из свинцовых труб. Концы кабелей
разделывают. Затем на один из концов кабеля надевают выправлен-
ную свинцовую трубу, которую продвигают за пределы разделки.
Жилы кабеля осторожно разводят, выгибают и соединяют. После
пайки места соединения и прилегающие к ним участки жил прошпа-
ривают разогретой массой марки МП-1. Снимают ленты и выполняют
ступенчатую разделку лент изоляции.
При соединении кабелей напряжением 10 кВ проводят трех- или
шестиступенчатую разделку лент. При трехступченчатой разделке
снимают восемь лент на каждой ступени, а при шестиступенчатой —•
по четыре на каждой ступени.
У мест намотки ленты отрывают с помощью петли из суровой нитки
или тонкой стальной проволоки с грузиками 1 на концах (рис. 90, а).
После обрыва лент в одной ступени нитку или стальную проволоку
передвигают на границу следующей ступени в направлении места
соединения жил. Участки ступенчатой разделки прошпаривают ра-
зогретой массой марки МП-1. Места соединения жил изолируют ро-
ликами и рулонами из пропитанной кабельной бумаги (рис. 90, б).
Ролики и рулоны из кабельной бумаги вместе с бобинами хлопча-
тобумажной пряжи комплектуют в зависимости от площади попереч-
ного сечения кабеля на заводе-изготовителе и поставляют в герме-
тически закрытых банках, заполненных масло-канифольным составом
(комплекты № 1, 2, 3). Перед началом подмотки открывают и подо-
гревают банки с роликами и рулонами до температуры 70 °C. Во
избежание получения ожогов и загрязнения роликов и рулонов их
следует доставать проволочным крюком. Во время подмотки банку
с роликами плотно закрывают крышкой. По мере расходования в бан-
Рис. 90. Монтаж свинцовых соедини-
тельных муфт
ку доливают массу марки МП-1
так, чтобы верхние ряды рулонов
и роликов были полностью за-
крыты.
На оголенные участки жил
между местами соединения и сту-
пенчатой разделкой наматывают
ленту ролика 2 шириной 5 мм до
поверхности заводской изоляции
или поверхности соединения в за-
висимости от того, какая из них
имеет меньший диаметр. Лентой
ролика 3 шириной 10 мм осу-
ществляют дальнейшее наложение
дополнительной изоляции поверх
намотки, выполненной роликами
шириной 5 мм, до поверхности
гильзы или заводской изоляции.
ПО
Таким же роликом наматывают шесть-семь слоев над местом соедине-
ния и по заводской изоляции на ширину рулона, наматываемого
сверху. Бумажную ленту накладывают плотно с зазором между
соседними витками одного и того же слоя не более 0,3 мм.
Во время подмотки роликами участок соединения прошпаривают
горячей массой марки МП-1. Намотку, выполненную роликами, изо-
лируют лентами рулона 4. Для предотвращения разматывания каж-
дую рулонную подмотку перевязывают хлопчатобумажной пряжей.
После прошпарки горячей массой МП-1 жилы кабеля сближают
и накладывают на них бандаж из лент шириной 50 мм, который пере-
вязывают хлопчатобумажной пряжей. Поверхность места соединения
промывают разогретой массой МП-1. Затем свинцовую трубу надви-
гают на место соединения жил и придают ее концам сферическую
форму легкими ударами деревянного молотка. Края муфты должны
плотно прилегать к оболочке.
В верхней части муфты (рис. 90, в) вырубают два заливочных от-
верстия 5 в виде треугольников,а образовавшийся «язычок» отгибают.
Перед пайкой свинцовую муфту и оболочку кабеля (свинцовую
или алюминиевую) нагревают и облуживают припоем марок ПОС-ЗО
или А (для алюминиевых оболочек), а затем запаивают участок соеди-
нения по окружности. Через воронку, вставленную в одно из отвер-
стий муфты, заливают разогретую кабельную массу марки МБ-70
или МБ-90. После остывания и осадки массу доливают, отверстия
закрывают «язычками» и запаивают.
Для защиты свинцовых муфт от механических повреждений ис-
пользуют чугунные или пластмассовые кожуха.
Контрольные кабели. Контрольные кабели с пластмассовой и ре-
зиновой изоляцией жил разделывают «сухой разделкой» с примене-
нием поливинилхлоридной трубки и липкой поливинилхлоридной
ленты. Резиновую или полиэтиленовую изоляцию жил кабелей сни-
мают и надевают поливинилхлоридную трубку. Изоляцию жил мож-
но не снимать, а поливинилхлоридную трубку можно надевать на
существующую изоляцию. В этом случае на жилах с резиновой изо-
ляцией на расстоянии 10—15 мм от корешка заделки делают «замок»,
т. е. на длине 8—10 мм с жил удаляют резиновую изоляцию.
Сухую заделку кабелей выполняют при помощи поливинилхло-
ридной ленты (рис. 91, а) или шпагата (рис. 91, б). При вводе кабеля
в помещение верхний покров с кабеля снимают, на броню 6 наклады-
вают проволочный бандаж 7. На жилы с резиновой изоляцией наде-
вают поливинилхлоридные трубки. Жилы укладывают в пучок и на-
чинают обматывать весь пучок жил поливинилхлоридной лентой 4
(см. рис. 91, и) ниже обреза бронеленты на 10—15 мм. Жилы 3 раз-
водят в стороны и продолжают обмотку до верхней жилы 2. От бан-
дажа 7 и на 10—15 мм выше обреза оболочки 5 на первоначальную на-
мотку поливинилхлоридной ленты делают подмотку 1 из такой же
ленты. На жилах с площадью поперечного сечения до 10 мм2 делают
111
кольца, на жилы с большей площадью поперечного сечения накали-
вают или напрессовывают наконечники.
Жилы с поливинилхлоридной изоляцией укладывают в пучок 8
(см. рис. 91, б) и увязывают шпагатом. Концевые заделки контроль-
ных кабелей в сырых помещениях и в наружных установках можно
выполнить в стальных воронках, заливая их кабельной массой.
Разделку концов контрольных кабелей, соединение жил и оболо-
чек в соединительных муфтах проводят аналогично разделке и соеди-
нению сигнально-блокировочных кабелей.
В служебно-технические здания кабели прокладывают в соответ-
ствии с планами внутрипостовых кабельных сетей. Длина кабелей,
прокладываемых между стативами в релейном помещении и другой
аппаратурой, определяется: расстоянием от стативов до кабельного
шкафа; подъема (спуска) кабеля в шкафу; длины прокладки через
междуэтажные перекрытия; длины кабеля, необходимой для ввода
в здание, подъема или спуска в аппаратуру. Длина концов кабелей
должна быть достаточной для подключения жил к самым удаленным
зажимам или лепесткам панелей и их тройной переразделки. На кон-
цы кабелей навешивают бирки с указанием конечных адресов и жиль-
ности (парности) кабелей. В жгуты увязывают только кабели, про-
ложенные в кабельных шкафах и по вертикальным кабель-ростам.
На специальных планках стативов, пультов или табло кабели крепят
металлическими поясками.
Паспортизация кабельных линий и сдача их в эксплуатацию. После
прокладывания и монтажа кабельных линий и сетей автоматики,
телемеханики и связи проводят электрические измерения и состав-
Рис. 91. Монтаж сухих концевых за-
делок контрольных кабелей
ляют техническую документацию,
в которой отражают необходимые
данные об их эксплуатации.
Техническая документация дол-
жна обеспечивать точное опре-
деление места расположения лю-
бой точки трассы, муфты, ко-
лодцев кабельной канализации,
средств защиты кабеля от корро-
зии и грозы, а также мест отво-
дов для измерения потенциалов
на оболочках кабелей. В доку-
ментации указывают электричес-
кие характеристики и данные о
монтаже кабеля, его оконечных
устройствах.
В технической документации
должен быть паспорт кабеля. В него
входят: план местности с нанесен-
ными трассой кабеля и кабельными
112
переходами через полотно железной дороги; схема кабеля, проложен-
ного в грунте и канализации; паспорта колодцев. Необходимо, чтобы
на схеме была привязка трассы кабеля, места нахождения муфт и дру-
гих подземных и наземных устройств к постоянным ориентирам
(пикетным и километровым столбикам, мостам и другим сооружениям).
После монтажа кабеля проводят электрические измерения на по-
стоянном и переменном токе для сравнения электрических харак-
теристик кабельных цепей с установленными нормативными значе-
ниями и для окончательной проверки качества монтажных работ.
При электрических измерениях на постоянном токе определяют соп-
ротивление изоляции кабельных цепей, сопротивление цепей, а также
асимметрию сопротивлений жил двухпроводных цепей.
К измерениям кабеля на переменном токе приступают только после
того, как проведены измерения на постоянном токе и установлено,
что параметры кабеля по постоянному току соответствуют требуемым
нормативным значениям. При измерениях переменным током после-
довательно определяют переходные затухания между цепями и защи-
щенность цепей, собственное затухание цепей, входное сопротивление
цепей и затухание асимметрии цепей.
Во время приемки кабельных линий в эксплуатацию проверяют
устройства содержания кабеля под избыточным воздушным давлением.
Материалы паспортизации с результатами электрических изме-
рений являются основным документом, которым пользуется комиссия,
назначаемая для приемки в эксплуатацию смонтированных кабель-
ных линий и сетей. Эти материалы необходимы также и техническому
персоналу, обслуживающему кабельные линии и сети в процессе
эксплуатации.
§ 23.	Механизация кабельных работ
При строительстве кабельных линий стремятся к комплексной
механизации работ — замене ручных средств труда машинами при
выполнении всех основных и трудоемких вспомогательных опера-
ций. При комплексной механизации создают механизированные ко-
лонны, которые оснащают необходимыми машинами и механизмами.
Механизмы применяют при устройстве просек, планировке трас-
сы, прокладке кабеля, разработке грунта, при рытье траншей и кот-
лованов, засыпке траншей, а также при погрузочно-разгрузочных ра-
ботах, транспортировке материалов и изделий.
Для устройства просек в лесах, корчевания пней и планировки
трассы кабелей применяют: электропилы и мотопилы, кусторезы и
корчеватели пней, смонтированные на гусеничных тракторах, буль-
дозеры.
Траншеи роют роторными (рис. 92), цепными и одноковшовыми
экскаваторами. После укладки кабеля траншеи засыпают бульдозе-
рами или траншеезасыпщиками.
113
Рис. 92. Траншейный роторный экскаватор:
/—лебедка; 2 — редуктор л-ебедки; <3 —трактор; 4 — редуктор отбора; 5 — карданный
шарнир, 6 — редуктор привода фрезы; 7 — гндроцилиндры фрезы; 8 — пневмоколеса; 9 —
фреза; 10 — подборщик грунта
Для рытья траншей в мерзлых грунтах используют двухборовую
машину на базе трактора С-100. Машина имеет режущие цепи, каж-
дое звено которых является резцедержателем.
При прокладке кабелей на станциях и перегонах траншеи роют
с помощью специальной самоходной машины, сделанной на базе дре-
зины ДГКУ, передвигающейся по рельсам. Она состоит из многоков-
шового роторного цепного бара, установленного на выдвижной раме.
Такая конструкция машины позволяет рыть траншеи на расстоянии
1,85—2,85 м от оси пути. Ширина траншеи 0,3 м, а глубина, считая
от уровня головки рельса, — до 1,6 м. Траншеи засыпают специаль-
ными откидными крыльями, расположенными по обе стороны перед-
ней части дрезины.
Для разрезания грунта и для прокладки проводов или тросов
грозозащиты применяют двухколесный прицепной агрегат, оборудо-
ванный пропорочным и проводо- или тросоукладочным ножами.
При прокладывании кабеля используют кабелеукладчики на гу-
сеничном и колесном ходу и болотоходные. Основным рабочим орга-
ном кабелеукладчика являются кабелеукладочный нож. Сзади ножа
укрепляют полую кассету с направляющими лотками, через которые
проходят прокладываемые кабели.
Кабелеукладчик (рис. 93) представляет собой тележку на гусенич-
ном ходу, оборудованную устройствами для установки барабанов
с кабелем 2. Предплужник 1 разрезает верхний слой грунта на глу-
бину 0,3—0,5 м, облегчая движение основного ножа 3, который об-
разует узкую вертикальную щель в земле глубиной до 1,3 м. Кабель
закладывается в щель с помощью специальной кассеты 4, шарнирно
соединенной с ножом. Для уменьшения трения кабеля о стенки кас-
114
сеты внутри нее установлены ролики. Конструкция кассеты и распо-
ложение барабана на кабелеукладчике обеспечивают допустимый из-
гиб кабеля. Барабаны с кабелем погружают на тележку кабелеуклад-
чика краном. Затем кабель закладывают в кассету так, чтобы его ко-
нец длиной около 3 м вышел из кассеты. Этот конец кабеля укрепля-
ют на дне котлована, который роют для заглубления основного
ножа.
Передвигают кабелеукладчик с помощью тракторов на гусенич-
ном ходу, число которых зависит от категории грунта. Щель, обра-
зовавшуюся в земле после прохода кабелеукладчика, засыпают при-
цепные траншеезасышцики, с помощью которых над траншеей обра-
зуется валик грунта шириной 0,5—0,6 м и высотой 0,2—0,3 м.
На трассе строительства кабельных линий встречаются автомо-
бильные и железные дороги, трамвайные пути, железнодорожные
насыпи и другие сооружения, где использовать механизмы не пред-
ставляется возможным. В таких местах кабель прокладывают в за-
щитных трубопроводах. Разработку грунта для укладки кабельных
трубопроводов выполняют скрытой бестраншейной проходкой спе-
циальными машинами.
Для прокладки кабеля под полотном железной дороги применяют
машины горизонтального бурения или прокалывания грунта. Про-
колочная гидравлическая машина (рис. 94) действует по принципу
гидравлического домкрата и состоит из упорной плиты 1, шлангов 2,
плунжерного насоса высокого давления 3 с двигателем внутреннего
сгорания 4, направляющей рамы 5, сборной штанги 8 с головкой 6,
двух гидравлических цилиндров 9 и расширителя отверстия в грунте
7. Эта машина позволяет прокалывать насыпи шириной до 40 м с диа-
Рис. 93. Кабелеукладчик на гусеничном ходу
115
метром канала до 180 мм. Буровые установки пробуривают отверстие
глубиной до 50 м, диаметром до 200 мм.
Бестраншейная проходка методом прокола может осуществляться
пневмопробойниками, приводимыми в действие воздушным давлением
от передвижной компрессорной станции. Этими механизмами можно
осуществлять подземные проходки с каналами диаметром от 150 до
250 мм на длине до 50 м.
Транспортировку барабанов с кабелем, размотку кабеля в откры-
тую траншею с барабана, установленного на транспортере, при бук-
сировке последнего вдоль траншеи, размотку кабеля с неперемещае-
мого барабана осуществляет колесно-кабельный транспортер (рис. 95),
который состоит из дышла 1 в сборе, механизма погрузки 2, подвески
3, рамы 4. Как правило, кабелеукладчики работают совместно с ко-
лесно-кабельными транспортерами.
После того как с барабанов одного транспортера кабель размотан,
его конец складывают с кабелем следующего барабана другого транс-
портера, плотно обматывают их просмоленной лентой и, пропустив
через кассету, продолжают прокладывать кабель.
В зависимости от условий прокладки и категории грунтов кабеле-
укладчики ножевого типа оснащают кабелепрокладочными ножами,
наиболее пригодными для работы в трудных условиях.
При строительстве, эксплуатационно-техническом обслуживании
кабельного хозяйства и ремонтно-восстановительных работах на ка-
бельных линиях применяют разнообразные инструменты и механиз-
мы. Для разработки траншей и котлованов в скальных и мерзлых
Рис. 94. Проколочная гидравлическая машина
116
Рис. 95. Колесно-кабельный транспортер
грунтах, а также для вскрытия тротуаров и пробивки проемов и от-
верстий в стенах используют пневматические инструменты, приводи-
мые в действие сжатым воздухом от передвижных компрессорных
станций.
При разработке траншей в тяжелых грунтах, а также для вскры-
тия асфальта и булыжных мостовых пользуются пневмоотбойным
молотком и бетоноломом. Отверстия в стенах пробивают с помощью
строительных пистолетов. Рубку металла, чеканку швов в металло-
конструкциях, зачистку сварных швов и другие работы на строитель-
стве устройств связи выполняют пневматическими рубильными мо-
лотками.
Электроды заземления забивают в грунт вибромолотами. В раз-
личных конструкциях отверстия сверлят электрическими дрелями.
Ручные насосы, а также передвижные и переносные мотопомпы ис-
пользуют для слива воды.
К месту прокладки кабелей отдельные кабельные барабаны пере-
возят на автомобилях, трейлерах, тракторах с прицепами, обладаю-
щих высокой проходимостью, железнодорожных платформах.
Самоходные краны, автомобильные и тракторные автопогрузчики
применяют для разгрузки и погрузки барабанов с кабелем, пустых
барабанов. Кабель протягивают в канализации ручными и механи-
ческими лебедками. Если лебедку устанавливают на автомобиле, то
она приводится в движение от его двигателя. На автомобиле монти-
руют также агрегаты для вентилирования колодцев, накачки кабе-
ля воздухом и откачки воды из колодцев, а также генератор для
освещения места работ и питания электрических инструментов.
117
§ 24.	Техническое обслуживание и ремонт
кабельных линий
Техническое обслуживание и ремонт. Для обеспечения беспере-
бойной работы кабельных линий и сетей автоматики, телемеханики и
связи на дистанциях сигнализации и связи организуют бригады ка-
бельщиков и кабельные цехи. Работники кабельного цеха наблюдают
за техническим состоянием кабельных линий и сетей, ремонтируют
кабель, оконечные и промежуточные устройства, подземные колодцы
и каналы кабельной канализации, подготавливают кабельное хозяй-
ство к работе зимой, а также устраняют повреждения в кабелях.
Плановые и контрольные электрические измерения всех видов ка-
беля на дистанциях, имеющих большие кабельные сети, осуществля-
ют работники измерительной группы РТУ.
Установлен определенный порядок технического обслуживания и
капитального ремонта.
При текущем обслуживании кабельных линий проверяют состоя-
ние трассы кабеля, кабельных сооружений, кабельной арматуры
(шкафов, боксов, плинтов, различных муфт и т. д.) и выявленные де-
фекты устраняют. Следят за тем, чтобы на трассе прокладки кабеля
не проводились не согласованные заранее земляные работы, устра-
няют повреждения, проводят мероприятия по защите кабеля от кор-
розии и т. д. Более сложные и трудоемкие работы, которые не могут
быть выполнены персоналом, проводящим текущее обслуживание,
выполняют при капитальном ремонте кабельных линий.
Капитальный ремонт осуществляют по заранее составленным про-
ектам и сметам. В сметы включают перекладку и замену отдельных
участков кабелей с пониженным сопротивлением изоляции жил, ко-
торые не поддаются восстановлению. Работы по капитальному ремон-
ту планируют заблаговременно и выполняют специальными бригада-
ми по трудоемким работам.
На дистанциях, имеющих телефонную канализацию, при капиталь-
ном ремонте переустраивают ветхие кабельные колодцы, восстанав-
ливают поврежденные каналы и дополнительно прокладывают кана-
лы из асбестоцементных труб.
Планом капитального ремонта предусматривают углубление ка-
бельной траншеи на отдельных участках, подключение к кабелю воз-
душного давления. Проводят работы по защите от электрической и
почвенной коррозии с включением дренажей, заменяют замерные
столбики, ремонтируют или заменяют неисправные боксы, заменяют
нетиповые люки на типовые, принимают меры для изоляции колод-
цев от попадания воды и т. д.
По окончании работ отремонтированные участки кабельной линии
принимает специальная комиссия.
Содержание кабеля под постоянным избыточном давлением, оп-
ределение мест повреждения кабеля. Наиболее часто повреждения
118
Рис. 96. Схема установки типа УСКД-1
кабеля возникают из-за проникновения в него влаги при наруше-
нии герметичности оболочки вследствие коррозии, нарушения пра-
вил прокладки, недоброкачественной пайки кабельных муфт и ме-
ханических повреждений, вызванных смещениями грунта или
небрежными земляными работами на трассе кабеля. Для предо-
хранения кабеля от проникновения в него влаги при нарушении
целости оболочки кабельные линии содержат под постоянным из-
быточным давлением, что позволяет контролировать герметичность
оболочки и определять место ее повреждения. Кроме этого, при
незначительных повреждениях оболочки поток газа, выходящего
в месте ее повреждения, препятствует проникновению внутрь кабе-
ля влаги, что повышает надежность кабельных линий.
При содержании кабеля под постоянным избыточным давлением
кабельную линию делят на герметизированные участки, называемые
газовыми секциями. Для кабелей многоканальной связи длина сек-
ций, как правило, равна длине усилительного участка высокочастот-
ных цепей. По концам газовой секции, а также на всех ответвлениях
от магистрального кабеля устанавливают газонепроницаемые муфты.
Внутри газовых секций создают избыточное газовое давление.
Существуют две системы содержания кабелей под избыточным дав-
лением: с автоматическим и периодическим наполнением кабелей га-
зом. На кабельных линиях многоканальной связи МПС наибольшее
распространение получила система с автоматическим наполнением.
В этой системе по концам газовой секции размещают автоматические
контрольно-осушительные установки АКОУ, а в последнее время —
установки УСКД. В качестве газа используют сухой воздух.
Установка типа УСКД-1 (рис. 96) обеспечивает автоматическую
подачу в кабель сухого воздуха, контроль за расходом газа, подачу
сигнала о нарушении герметичности и понижении давления в баллоне
с газом. Из баллона 1 высокого давления (10, 15 или 20 МПа) (или
от компрессора) через осушительную камеру высокого давления 2 газ
119
подается в редуктор 4 с обратным клапаном (обратный клапан необ-
ходим для отключения баллона от установки при снижении давления
до 2 МПа), потом в редуктор низкого давления 5, на выходе которого
образуется стабильное давление 50+2 кПа, поддерживаемое автома-
тически при расходе газа не более 3 м/мин. Далее газ проходит через
осушительную камеру низкого давления 12, пневматический сигна-
лизатор 6 и блок ротаметров 7. В блоке ротаметров после прохода
через индикатор влажности 10 газ поступает в ротаметры 9 для конт-
роля за расходом газа каждым кабелем и через штуцера 8 — в ка-
бели. Безопасность работы установки обеспечивается предохранитель-
ными клапанами. Сигнализация контроля герметичности кабеля осу-
ществляется с помощью пневматического сигнализатора 6, а сигна-
лизация снижения давления в баллоне — электроконтактным мано-
метром 3. Манометр 11 контролирует давление газа, подаваемого
в кабель.
Аппаратура типа УСКД-1 предусматривает подключение воздуш-
ного контрольного прибора типа ВКП-1 для определения района не-
герметичности оболочки кабеля по расходу газа.
Точное определение места повреждения оболочки устанавливают
с помощью индикаторных газов. Для этого в муфту, ближайшую к гра-
нице поврежденного участка, впаивают вентиль и снижают избыточ-
ное давление (на 20—30 мин открывают вентиль). В течение 5—10 мин
в кабель вводят фреон под давлением 50—60 кПа. Для обеспечения
движения газа вдоль кабеля нагнетают сухой воздух под давлением
50—60 кПа. Через 12—15 ч после введения фреона начинают обсле-
довать трассу, для чего предварительно через 1,5—2 м над кабелем
устраивают шурфы диаметром 2 см и глубиной 25—30 см. С помощью
течеискателя (прибор, реагирующий на присутствие фреона) берут
пробу воздуха в шурфах. Максимальная концентрация газа будет
непосредственно над местом повреждения кабеля.
Наиболее характерным повреждением кабеля, находящегося
в эксплуатации, является постепенное или резкое понижение соп-
ротивления изоляции между жилами кабеля и между жилами и зем-
лей (металлической оболочкой). Причиной возникновения этих пов-
реждений является проникновение в кабель влаги, если он не содер-
жится под постоянным воздушным давлением. Наблюдаются также
такие повреждения, как обрыв одной или нескольких жил кабеля,
замыкание части жил между собой или со свинцовой оболочкой.
Сначала необходимо точно определить место повреждения. В слу-
чае если кабель находится под избыточным воздушным давлением,
при системе с автоматической подачей газа достаточно знать количе-
ство доз газа, поданных в кабель при повреждении его оболочки.
Это определяют с помощью автоматических дозаторов установок АКОУ
или УСКД, размещенных на станциях, ограничивающих поврежден-
ный участок кабеля. Если кабель не содержится под избыточным га-
зовым давлением, то место повреждения кабеля определяют электри-
120
ческими измерениями или при помощи индикаторного газа. Более
совершенным методом является обнаружение места повреждения при
помощи фреона, когда точно отмечают трассу кабеля в районе его
повреждения.
Для отыскания трассы кабеля удобнее всего использовать кабеле-
искатель, который состоит из генератора тональной частоты, кото-
рый может работать в импульсном режиме и в режиме непрерывных
колебаний. Один вывод генератора подключают к жилам кабеля, ко-
торые на противоположном конце заземляют, а другой вывод присое-
диняют к заземлению. От генератора переменный ток проходит по
жилам кабеля, трассу которого ищут, и по земле возвращается об-
ратно к генератору. При этом вокруг жил ток создает переменное маг-
нитное поле, изменяющееся с частотой около 1000 Гц.
Индикатором трассы кабеля является катушка искателя (ферри-
товая антенна), подключенная к входу транзисторного усилителя то-
нальной частоты, на выходе которого подключен головной телефон.
Ферритовая антенна закреплена на секторе, который в свою очередь
шарнирно укреплен на рукоятке искателя (штоке). Вращая сектор,
ферритовую антенну можно поворачивать в вертикальное и горизон-
тальное положение, а также фиксировать ее под углами 30, 45 и 60°.
Трассу кабеля предварительно отыскивают по максимуму гром-
кости сигнала в телефоне, когда ось антенны перпендикулярна оси
кабеля, а уточняют ее по минимуму громкости сигнала, когда ось ан-
тенны параллельна оси кабеля.
После определения трассы кабеля на прямых участках ее обоз-
начают вешками, устанавливаемыми через 5—10 м, на криволинейных
участках — через более короткие промежутки. Затем на трассе че-
рез каждые 1,5—2 м в грунте делают шурфы — отверстия диаметром
1,5—2 см и глубиной 30 см и определяют место негерметичности обо-
лочки кабеля при помощи фреона. Для этого вблизи от предполагае-
мого места повреждения оболочки вскрывают соединительную чугун-
ную муфту, а в свинцовую муфту впаивают вентиль, через который под
давлением около 60 • 103 Па вводят от 400 до 800 г фреона. Фреон
вводят с помощью полевой установки для ввода индикаторного газа
(ПУВИГ), состоящей из баллона с фреоном, осушительной камеры
с индикатором влажности и двух манометров. Воздух накачивают
с концов кабеля, что ускоряет распространение фреона. Фреон рас-
пространяется по кабелю и через место повреждения оболочки к по-
верхности земли от 12—15 ч до одних суток в зависимости от плотно-
сти грунта.
По истечении этого времени определяют место повреждения обо-
лочки. Для этого используют батарейный галлоидный течеискатель,
состоящий из измерительного блока, блока питания и выносного
щупа. Перемещаясь по трассе кабеля, поочередно вставляют щуп
прибора в подготовленные ранее шурфы. У места повреждения обо-
лочки кабеля в шурфе будет накапливаться фреон и галлоидный тече-
121
искатель просигнализирует об этом. Обнаружив место повреждения
оболочки кабеля, приступают к его ремонту.
При возникновении в кабеле других повреждений (обрыв жил или
замыкание жил между собой) место повреждения кабеля определяют
при помощи электрических измерений.
Эксплуатация кабельных линий и сетей в зимних условиях. Для
безаварийной работы кабельных линий и сетей в зимних условиях еще
до наступления холодов проводят ряд профилактических мероприя-
тий и подготовительных работ. В первую очередь осматривают ка-
бельные линии, сети и кабельные вставки, выявляют наиболее слабые
места и устраняют обнаруженные дефекты.Для проверки состояния
действующего кабеля проводят электрические измерения кабельных
цепей. Тщательно осматривают оконечные кабельные устройства
(оконечные муфты, боксы, кабельные ящики и т. п.). Проверяют,
плотно ли подогнаны дверцы и крышки в кабельных ящиках, так как
при наличии щелей зимой туда может проникнуть снег; осматривают
кабельные опоры, подпоры и оттяжки.
Перед наступлением холодов тщательно проверяют кабельную ка-
нализацию. Особое внимание обращают на то, чтобы в каналах и ко-
лодцах канализации не было воды, которая зимой, замерзнув, мо-
жет сильно сдавить кабель, проложенный в каналах, и повредить его.
После осмотра колодцев верхние крышки люков замазывают, чтобы
предотвратить попадание в колодец воды и грязи во время осенних
дождей.
К дополнительным работам по текущему обслуживанию кабель-
ных линий и сетей зимой относятся: очистка от снега люков кабель-
ных колодцев, распределительных шкафов и другой кабельной ар-
матуры, установленной на открытом воздухе; более тщательное на-
блюдение за тем, чтобы в кабельной массе, которой защищены око-
нечные муфты, не появились трещины вследствие сильных колебаний
температуры окружающего воздуха; сколка льда на подводных кабе-
лях, если вследствие значительного понижения уровня воды кабель
вмерз в лед у берегов.
На кабельных и воздушных линиях, имеющих вставки подводного
кабеля, осматривают состояние этих вставок и выясняют, нет ли
опасности повреждения подводного кабеля ледоходом. На местных
гидрометеорологических станциях выясняют время предполагаемого
ледохода и величину ожидаемого паводка. Укрепляют кабельные
опоры, которые могут оказаться в зоне разлива. Перед наступлением
ледохода в тех местах, где проложен подводный кабель и есть опас-
ность его повреждения, устраивают постоянные дежурства работни-
ков и специальных бригад, обеспеченных аварийным запасом мате-
риалов, лодками и т. д. На участках трассы, где могут произойти
оползни и размывание почвы, также принимают меры по предупреж-
дению возникновения повреждений — устраивают водоотводы и др.
122
§ 25.	Техника безопасности при работах
на кабельных линиях
Рытье траншей, транспортировка и прокладка кабелей. По ус-
ловиям техники безопасности в пределах железнодорожного полотна
на перегонах и станциях траншеи начинают рыть только после полу-
чения письменного разрешения. Сначала рабочих знакомят с кабель-
ной трассой, подземными сооружениями, с устройствами, встречаю-
щимися на трассе, и местами, где работы следует выполнять с особой
осторожностью. На территории, где проложены железнодорожные
пути, рыть траншеи и прокладывать кабель можно только в светлое
время суток и при погоде, обеспечивающей нормальную видимость.
Нельзя заваливать землей ходовые рельсы, сточные решетки, люки,
пожарные краны и другие подземные сооружения, а также устройства
СЦБ. В населенных пунктах разрытую траншею и котлованы необ-
ходимо ограждать щитами, а ночью дополнительно освещать лампами
красного огня.
В пределах железнодорожного полотна траншеи разрабатывают
вручную только в присутствии мастера или бригадира после ограж-
дения места работ сигналами. При получении сигнала о приближе-
нии поезда всех работников необходимо вывести из траншеи в безо-
пасную зону.
При работах вблизи путей следует соблюдать особую осторож-
ность и принимать меры к предотвращению обвалов и оползней краев
траншей. Материалы и инструменты должны быть уложены не ближе
0,5 м от края траншеи. Складывать материалы и инструменты на от-
косе отвала земли со стороны траншеи или котлована запрещается.
В местах прохода пешеходов через траншеи укладывают мостики
с перилами и бортовыми досками.
При наличии подземных коммуникаций на трассе кабеля разре-
шается пользоваться ломами, кирками и т. п. только на глубину
0,3 м от поверхности земли. Далее все работы нужно выполнять ло-
патой. При рытье котлованов стенки котлованов в любом грунте за-
крепляют. Места котлованов ограждают и ночью освещают красной
лампой.
Запрещается спускаться в вырытый котлован до того, как его
стенки будут укреплены щитами, и спускаться в котлован и вылезать
из него по крепящим распорам. Спускаться в колодцы и котлованы
глубиной свыше 1 м разрешается только по надежно установленным
лестницам. Кирпич следует подавать в котлованы по желобам, сде-
ланным из двух досок, а цементный раствор и воду — ведрами, ко-
торые опускают в котлованы и траншеи на веревке. Брать ведро раз-
решается лишь тогда, когда оно будет находиться на дне котлована,
траншеи или на подмостках.
Барабаны с кабелем необходимо погружать и выгружать с по-
мощью механизмов и на ровной местности. При наличии уклона под
123
щеки барабана укладывают упоры таким образом, чтобы исключалась
возможность самопроизвольного движения барабана. При погрузке
барабана с кабелем в кузов автомобиля краном влезать в кузов раз-
решается только тогда, когда барабан будет опущен на платформу
автомобиля. Барабан, погруженный на автомобиль или другие транс-
портные средства, необходимо тщательно закрепить при помощи ра-
стяжек и специальных башмаков или отесанных бревен, подклады-
ваемых под щеки барабана.
Способ прокладки подземных кабелей зависит от препятствий,
встречающихся на трассе, а также наличия средств механизации.
При ручной прокладке кабеля его подают с барабанов один или
двое рабочих, которые, медленно вращая барабан, передают кабель
впереди идущим рабочим. Число рабочих должно быть таким, чтобы
масса кабеля, приходящаяся на одного мужчину, не превышала 35 кг,
а на одну женщину — 20 кг.
Сигнальные и силовые кабели прокладывают, как правило, при
плюсовой температуре воздуха. Однако для непрерывного процесса
функционирования устройств железнодорожной автоматики, телеме-
ханики и связи иногда требуется прокладывать кабель и при отрица-
тельной температуре с соблюдением необходимых мер предосторож-
ности. При этом кабель необходимо подогреть прямо на барабане.
Если кабель прокладывают кабелеукладчиком, то к работе на
кабелеукладчике допускают лиц, изучивших технологический про-
цесс укладки кабеля и проверенных в знании техники безопасности
при работе на кабелеукладчике. Подъем и заглубление ножа кабеле-
укладчика может выполнять бригада, состоящая не менее чем из
трех человек. Во время работы многоковшового или скребкового тран-
шейного экскаватора очищать ковш или скребки запрещается.
Разделка и монтаж кабелей, работы в колодцах. При ремонтных
работах с силовыми кабелями высокого напряжения дополнительно
следует соблюдать следующие правила: работу на таких кабелях
должны выполнять не менее двух человек: приступать к работе можно
только после того, как с кабеля будет отключено высокое напряжение,
жилы кабеля на обоих концах заземлены и установлены плакаты
«Не включать! Работают люди».
Если необходимо разрезать кабель ножовкой, то металлическую
часть ножовки гибким изолированным проводом соединяют с зазем-
лителем, временно устраиваемым в месте работ. Электромонтер, раз-
резающий кабель или вскрывающий чугунную соединительную муфту,
должен надеть галоши, диэлектрические перчатки и предохранитель-
ные очки, а под ноги подложить доски или диэлектрический коврик.
После снятия крышки муфты электромонтер по индикатору убежда-
ется в отсутствии напряжения в жилах кабеля, соединяет зажимы
или гильзы на жилах с землей и только после этого может продол-
жать работать без диэлектрических перчаток и очков.
При вскрытии свинцовых муфт необходимо соблюдать те же меры
124
предосторожности, что и при вскрытии чугунных муфт. При снятии
заземлений после окончания работ сначала заземляющие провода
отключают от кабельных жил, а затем — от заземлителей.
Перед началом монтажных или ремонтных работ в распределитель-
ных шкафах местной сети необходимо с помощью газоанализатора
убедиться в отсутствии газа в колодце, ближайшем к распределитель-
ному шкафу, и в подземной шкафной коробке. Если будет обнаружено
хотя бы незначительное количество газа, то разводить огонь около
распределительного шкафа запрещается. При обнаружении газа
в распределительном шкафу необходимо сообщить об этом в аварий-
ную службу газовой сети по телефону, а затем письменно.
Работать с кабелем, расположенным около кабелей, с которых не
отключается питание, необходимо так, чтобы не повредить их. При
работе на магистралях, организованных по двухкабельной системе,
питание с кабеля, на котором будут проводить работы, следует от-
ключить.
Кабель, остающийся под напряжением, в котлованах должен быть
присыпан землей, а в колодцах на этот кабель необходимо повесить
плакат «Под напряжением! Опасно для жизни».
При протягивании кабеля в канализации нельзя находиться у из-
гибов троса и прикасаться голыми руками к движущемуся кабелю
или тросу.
Во время установки на стенки колодца железобетонного перекры-
тия (целого или сборного) запрещается находиться в колодце. Спус-
каться в колодец разрешается только после того, как перекрытие
будет надежно установлено и займет надлежащее положение. Люк
должен быть опущен на горловину колодца и закрыт временной или
постоянной крышкой.
При открывании колодца необходимо соблюдать осторожность,
чтобы не получилось искры от ударов ломом, молотком и т. д., кото-
рые могут вызвать взрыв при наличии внутри колодца взрывоопас-
ных газов. Зимой, если требуется снять примерзшую крышку люка,
можно использовать кипяток, горячий песок или негашеную известь.
До окончания проветривания колодца запрещается приближаться
к люку с открытым огнем, горящей спичкой, папиросой и т. п.
Независимо от того, есть в колодце газ или нет, до начала работы
следует провентилировать колодец, в котором будут проводить ра-
боту, а также соседние колодцы (по одному с каждой стороны). Вен-
тилирование подземных устройств кабельной сети перед началом
работы и во время работы обязательно во всех пунктах, в том числе
и в тех, где нет газовых сетей.
При вскрытии каналов запрещается пользоваться открытым огнем,
так как в каналах может быть газ. Во время работы в колодцах сле-
дует применять переносные лампы, работающие при напряжении
12 В. Если при открытии колодцев опасные газы не были в них об-
наружены, то во время работы их следует проветривать не реже трех-
125
четырех раз за смену. При обнаружении газа вентилировать колод-
цы следует до тех пор, пока не будет установлено, что опасные газы
отсутствуют. Во время прошпарки и пайки кабеля колодцы должны
быть обеспечены механической приточной вентиляцией.
Около колодца, где проводят работы, должен находиться дежурный,
который обязан следить за состоянием лиц, спустившихся в колодец.
Необходимо, чтобы на каждом работнике, спускающемся в коло-
дец, был надет спасательный пояс с лямками и спасательной верев-
кой. Спускаться в колодец можно только по лестнице. При первых
же признаках плохого самочувствия работающего в колодце дежур-
ный должен немедленно помочь ему выбраться или вынуть его из ко-
лодца при помощи спасательной веревки.
Работа с кабельными массами и ручным инструментом. Прошпа-
рочную массу нужно разогревать в бесшовном чайнике (сварном ме-
таллическом или эмалированном) на поверхности земли не ближе 2 -м
от люка колодца (или от котлована и т. п.).
Массу для заливки чугунных муфт следует разогревать на жаров-
нях в ведре с носиком и крышкой или в металлическом сварном или
эмалированном чайнике с крышкой. Если массу разогревают для за-
ливки нескольких больших муфт, то можно использовать специаль-
ные передвижные котлы с двойными стенками. Подготавливать, ра-
зогревать и снимать с жаровни котел или чайник, а также работать
с кабельной массой нужно в спецодежде, рукавицах и защитных
очках.
Чайник с горячей прошпарочной массой следует опускать в коло-
дец в ведре. Брать этот чайник можно только после того, как ведро
будет опущено на дно колодца. Перемешивать прошпарочную массу
разрешается металлической ложкой, стеклянной или металлической
палочкой. Во избежание быстрого испарения из деревянной палочки
влаги и разбрызгивания массы перемешивать ей массу нельзя.
Прошпаривать бумажные гильзы, нитки и бинты нужно на поверх-
ности земли. Выполнять эту работу в кабельных колодцах и палат-
ках не допускается.
Горящую паяльную лампу разрешается подавать в колодец только
в ведре и только после тщательной вентиляции колодца при уверен-
ности, что в колодце нет газа и все свободные и занятые каналы за-
крыты.
Необходимо, чтобы в течение всего времени, пока прошпаривают
концы кабелей и запаивают свинцовую муфту, непрерывно работал
вытяжной вентилятор. Все свободные каналы должны быть закрыты
пробками, а каналы с кабелем заделаны технической замазкой. При
работах, выполняемых в котлованах или колодцах полулежа, сидя
на коленях, необходимо применять подстилку из войлока или другого
подобного материала.
Разжигать паяльные лампы следует на поверхности земли на рас-
стоянии не менее 2 м от колодца. При работе с паяльными лампами
126
запрещается заливать лампу бензином более чем на 3/4 вместимости ее
резервуара, применять для заливки лампы этилированный бензин,
пользоваться лампой с не полностью завинченной пробкой, наливать
или выливать горючее и разбирать паяльную лампу вблизи откры-
того огня, наливать горючее в неостывшие лампы.
Электрические паяльники должны быть напряжением не выше
36 В. Их включают в сеть через переносные трансформаторы, заклю-
ченные в стальные коробки, имеющие выводы для заземления и снаб-
женные шланговым кабелем.
При пользовании электродрелью следует соблюдать следующие
меры предосторожности и требования. Корпус электродрели должен
быть заземлен, переход с электродрелью на другое место работы до-
пускается только после отключения ее от сети. Исправлять и регу-
лировать электрические инструменты можно только тогда, когда они
отключены. В случае заедания или заклинивания рабочих частей
инструментов работа должна быть немедленно остановлена.
К работам с пневматическим инструментом допускаются лица,
прошедшие специальное обучение.
Ручки напильников, ножовок, отверток, буравов и другого инст-
румента должны быть прочно закреплены и иметь на торцах метал-
лические кольца, зубила, бородки, керны — не иметь скошенных и
сбитых затылков. Гаечные ключи должны строго соответствовать раз-
мерам гаек, рабочие поверхности — не иметь сбитых скосов.
Работа на кабельных линиях и сетях при электротяге перемен-
ного тока. Любые работы с кабелем, находящимся в зоне опасного
влияния контактной сети переменного тока (10—80 м от контактной
сети), должны выполнять не менее чем два работника, один из которых
является наблюдающим.
Все работы на кабельных линиях сигнализации и связи, связан-
ные с прикосновением к кабелям (за исключением бездействующих,
находящихся на барабанах), следует осуществлять в диэлектричес-
ких перчатках и галошах или ботах.
Монтаж и ремонт кабеля, а также все работы во вводно-кабельных
шкафах проводят работники, одетые в комбинезон с рукавами, за-
стегнутыми у кистей рук, и в головном уборе.
Прикасаться к броне, оболочке и незаземленным жилам кабеля
разрешается только в диэлектрических перчатках. При снятии джу-
та, брони и экранирующих покровов с кабеля, а также при размотке
кабеля с барабана и его прокладке поверх диэлектрических перчаток
следует надевать хлопчатобумажные рукавицы. Кабели и кабельную
арматуру необходимо откапывать в диэлектрических перчатках с на-
детыми поверх них хлопчатобумажными рукавицами и в диэлект-
рических галошах. Начиная с глубины 0,4 м, эту работу можно вы-
полнять только лопатами. У котлована необходимо вывешивать пла-
кат, предупреждающий об опасности прикосновения к откопанному
кабелю.
127
Перед началом работ по ремонту кабеля на дно котлована укла-
дывают деревянный щит, поверх которого кладут диэлектрические
коврики. Такой же щит с диэлектрическими ковриками устанавли-
вают у одной из стен котлована со стороны рабочего места спайщика.
На время работ в котловане должно быть оборудовано временное
заземление. Для этого в грунт забивают три стальных стержня (угло-
вого профиля) или три газовые трубы диаметром не менее 20 мм. Глу-
бина забивки стержня или труб должна быть не менее 1 м, а расстоя-
ние между ними — не менее 1,5 м. Заземлители должны быть элект-
рически соединены между собой изолированным многожильным мед-
ным проводом с площадью поперечного сечения не менее 10 мм2. Пе-
ред вскрытием кабеля его броню защищают и надежно подключают
к заземлению медным проводом.
Все работники, занятые на монтаже кабелей, должны быть снаб-
жены монтажными инструментами с изолирующими ручками.
При устранении повреждения на кабельных линиях сигнализа-
ции и связи, требующего вскрытия муфты, работы в котловане выпол-
няют следующим образом. На диэлектрический коврик устанавлива-
ют деревянные козлы и укладывают на них чугунную муфту, подле-
жащую вскрытию; паяльными лампами нагревают чугунную муфту
и находящуюся в ней кабельную массу (эти работы выполняют без
диэлектрических перчаток). Сняв чугунную муфту, смывают битум
с бандажей на броне кабеля, накладывают на бандажи заземляющие
хомуты и подключают к ним заземляющие провода и шунтирующую
шину. После этого проверяют отсутствие напряжения на оболочке
кабеля, распаивают муфту и проволоки броневого покрова (если они
имеются), снимают свинцовую муфту, а затем со сростков жил уда-
ляют поясную изоляцию.
Осторожно смещая один конец кабеля вправо от оси сростков и
возвращая его обратно, сближают концы кабеля, что позволяет рас-
крыть четверки и получить к ним свободный доступ. Короткое замы-
кание жил устраняют без наложения заземляющих зажимов только
в тех случаях, если это не требует переделки скруток; при переделке
скрутки с каждой жилы последовательно сдвигают гильзу и по обе
стороны скрутки подключают заземляющие зажимы.
Глава III
ЗАЩИТА ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ
§ 26.	Влияние электрических железных дорог
и линий электропередачи на воздушные
и кабельные линии
Воздушные и кабельные линии, имеющие сближение с высоко-
вольтными линиями электропередачи и тяговыми сетями железных
дорог, подвержены индуктивному и гальваническому влиянию этих
линий и сетей.
Индуктивное влияние обусловлено переменными электрическими
и магнитными полями, создаваемыми в окружающем пространстве
переменными напряжениями и токами во влияющих линиях, и поэто-
му индуктивное влияние принято также называть электромагнитным
влиянием.
Электрическому влиянию, обусловленному наличием во влияю-
щей линии переменного электрического напряжения, подвержены
цепи воздушных линий автоматики, телемеханики и связи. Кабель-
ные линии, проложенные в земле, не подвержены электрическому
влиянию, так как силовые линии электрических полей экранируются
поверхностью земли. Магнитному влиянию, обусловленному проте-
кающим по влияющим проводам переменным током, подвержены воз-
душные и кабельные линии.
По характеру воздействия электромагнитного влияния на цепи
автоматики, телемеханики и связи, а также на устройства, включен-
ные в эти цепи, влияния разделяют на опасные и мешающие.
Опасным называют влияние, при котором напряжение и токи,
возникающие в цепях автоматики, телемеханики и связи, могут соз-
дать опасность для здоровья и жизни обслуживающего персонала,
вызвать повреждения приборов и аппаратуры, включенных в эти цепи.
Мешающее влияние наблюдается тогда, когда в каналах возни-
кают помехи, нарушающие нормальное действие этих устройств (за-
метные шумы в телефонных цепях, искажение в передаче телемеха-
нических сигналов и т. п.).
Для того чтобы оценить величины опасных и мешающих влияний
и сравнить их с установленными нормативными значениями при про-
ектировании строительства линии передачи в зоне влияния ЛЭП или
электрических железных дорог или проектировании ЛЭП и электри-
фикации железной дороги, проводят электрические расчеты опасных
и мешающих влияний.
5 Зак. 2254	129
Рис 97 Схема сближения влияющего
провода и провода, подверженного вли-
янию
Если величины опасных и мешающих влияний, полученные при
расчете, выше установленных нормативных значений, то проводят на
линиях сильного тока и на линиях передачи защитные мероприятия,
обеспечивающие снижение влияния до допустимых пределов.
Тяговые сети железных дорог, у которых прямым проводом явля-
ется контактная сеть, а обратным — «рельс — земля», создают также
гальваническое влияние. Гальваническому влиянию подвержены цепи
автоматики, телемеханики и связи, использующие землю в качестве
обратного провода.
Магнитное влияние. Из электротехники известно, что если по ка-
кому-либо проводнику протекает переменный ток с частотой f, то
вокруг этого проводника возникает переменное магнитное поле той
же частоты. Если в этом поле поместить другой проводник А, то
магнитные силовые линии будут пересекать этот проводник и в нем
по закону индукции возникает переменная э. д. с., которая будет
отставать от тока во влияющем проводнике на 90°.
Предположим, что влияющим проводом является контактный про-
вод 1 (рис. 97) железной дороги, по которому протекает переменный
ток / с частотой /. Параллельно контактному проводу подвешен про-
вод диспетчерской централизации А, являющийся проводом, подвер-
женным влиянию. Примем, что длина сближения проводов 1 и А
равна /, а взаимная индуктивность между этими проводами, отнесен-
ная к 1 км параллельного сближения проводов, — М. Тогда про-
дольная э. д. с. Ем, индуцированная в проводе связи, подверженном
влиянию, по отношению к земле
£м - <лМ11,
Tjye (л 2л/— круговая частота влияющего тока;
М — взаимная индуктивность между проводами 1 и А, Гн/км;
/ — влияющий ток, протекающий по проводу 1, А;
I — длина параллельного сближения проводов 1 и А, км.
Взаимная индуктивность М между двумя однопроводными це-
пями, обратным проводом у которых является земля, зависит от рас-
стояния а между этими цепями, называемого шириной сближения,
и удельной проводимости земли о, которую определяют для района
сближения проводов по заранее составленным картам проводимости
земли или с помощью электрических измерений.
130
Формулы для вычисления взаимной индуктивности сложные, и
поэтому для облегчения расчетов пользуются номограммами и гра-
фиками, позволяющими по известной ширине сближения, удельной
проводимости земли и частоте влияющего тока легко определять зна-
чения М.
Опасное магнитное влияние линий сильного тока обычно рассчи-
тывают на основной частоте влияющего тока, равной 50 Гц. Для этой
частоты приведена номограмма (рис. 98), по которой можно опреде-
лить взаимную индуктивность между двумя однопроводными цепями
для ширины сближения между ними от 1 до 5000 м при проводимости
земли от 0,1 • 10“3 до 400 • 10-3 См/м.
Пример. Определить продольную э. д. с. Ем в проводе связи на воздуш-
ной линии, проходящей параллельно контактному проводу железной дороги,
электрифицированной на переменном токе, на расстоянии, равном 50 м. Ток /
частотой / = 50 Гц в контактном проводе равен 600 А, длина сближения / ~
= 10 км, проводимость земли о = 25-10~3 См/м.
Определим взаимную индуктивность между контактным проводом и прово-
дом связи. Для этого на шкале номограммы (см. рис. 98) отметим точку, равную
50 м (ширина сближения), а на шкале проводимости земли —точку, соответствую-
щую проводимости земли о -- 25-10-3 См/м. Соединив эти точки прямой линией,
на средней шкале получим значение взаимной индуктивности М, равное
525 мкГн/км, или 525-10-6 Гн/км.
Продольная э.д.с. в проводе связи Ем ч>МН ~ 2л 50-525-10 6• 600Х
Х10 = 990 В.
В действительности продольная э. д. с. Ем будет примерно в 2 раза меньше
за счет экранирующего действия рельсов электрифицированной железной дороги.
Распределение продольной э. д. с. в проводе, подверженном влия-
нию, зависит от его состояния. Так, если провод АБ изолирован на
обоих концах от земли, то продольная э. д. с. £м в этом проводе рас-
пределится таким образом, как это показано на рис. 99, а.
При заземлении одного из концов провода, например конца про-
вода Б (рис. 99, б), напряжение этой точки провода по отношению
к земле будет равно нулю, а напряжение на изолированном от
земли конце провода А станет примерно равным продольной э. д. с.
£м, индуцированной в проводе. Расчет индуцированной продольной
э. д. с. Ем и оценку ее опасного воздействия принято проводить для
случая заземления одного из концов провода, подверженного влиянию.
Экранирующее действие рельсов и металлической кабельной обо-
лочки. Переменный ток, протекающий по контактной сети, индуци-
рует продольную э. д. с. £м во всех расположенных вблизи провод-
никах, в том числе и в ходовых рельсах. Продольную э. д. с. в рельсах
можно определить, зная ток в контактной сети и взаимную индуктив-
ность между контактной сетью и рельсами. Так как переходное соп-
ротивление между рельсами и землей сравнительно невелико и обычно
не превышает нескольких омов на километр, то под воздействием э. д.с.,
индуцированной в рельсах, возникает ток /р, протекающий по цепи
рельсы — земля».
5*	131
5000	' а, м	зе-0,1 М,мкГн4»	
3000 4 3000 4			-0? -0J 40,3
2000 4.			г 10 h 20
			-fo 4 5,0
юоо 300 4			г 10,0 -20 г 30
600 4			г Ц-Ц “ 50
500 i			4100
3004			
300 -I			г 200
200 4			-300
150 -			
			г W
100 - 30 4			4 5Of '
80 -1		z	
70 ~= 60 4	[			4 600
50 ~	's'*		
			г 700
30 4			
30 4			4 воо
			h зоо
£U _			
			41000
			1-1100
10 -			
9 -s в -i			F1200
6 F 5 4			41300
* i			i-1300
з 4			4 1500
2 4			4 1600
			4 1700
			Г 1800
1 -I			t— , -  				
	г ЗОО&ЗО'^Сн/н 4 300 4 200 ~ 150 4 100 i 30 г 80 t 70 г 60 г 50 4 00 h 30 4 20 ~ 15 - 10 Г 3 Г 8 г 7 4 б Г 5 4 * г 3 4 7 г 1,5 4 to 4дз Г 0,8 4 07 4 0,6 h 0,5 4 0,0 г 0,3 4 0,2 -0.1
Рис. 98. Номограмма для определения взаимной индуктивности
между однопроводны.ми цепями при частоте 50 Гц
132
Ток /р, индуцированный в рельсах, примерно равен половине тока
/к в контактном проводе: /р == 0,5/к, направление тока в рельсах
по отношению к току в контактном проводе сдвинуто на угол, близ-
кий к 180°. Следовательно, на подверженный влиянию провод В,
находящийся вблизи от электрической железной дороги, будут воз-
действовать два тока (рис. 100), протекающие по контактному про-
воду и рельсам. Так как эти токи протекают в противоположном на-
правлении (угол сдвига между ними близок к 180°), то они в каждый
момент времени будут создавать в проводе, подверженном влиянию,
две э. д. с., также сдвинутые по отношению друг к другу примерно
на 180°. Следовательно, результирующая э. д. с. в проводе будет равна
разности э. д. с., индуцированных токами /к и /р, так как она будет
иметь меньшее значение по сравнению с э. д. с., индуцированной то-
ком, протекающим по контактному проводу. В этом и заключается
экранирующее действие рельсов.
Результирующая э. д. с. Ерез в проводе, подверженном влиянию,
будет равна разности продольных э. д. с. Ек и Ер, а коэффициент
экранирующего действия рельсов определится как отношение резуль-
тирующей э. д. с. к э. д. с. Ек, индуцированной током, протекающим
по контактному проводу:
$р	Кк== (Ек Ер) Ек - I Ер Ек.
На практике коэффициент экранирующего действия рельсов при-
нимают Sp 0,5. В действительности этот коэффициент в некоторой
степени зависит от проводимости земли и числа путей электрифици-
рованной железной дороги. На однопутных и двухпутных участках
Sp = 0,454-0,55, а на многопутных Sp = 0,34-0,45.
Физическая сущность экранирующего действия металлической
оболочки кабеля сходна с физической сущностью экранирующего
а) А
Рис. 99. Распределение продольной
э. д. с. в изолированном н заземлен-
ном проводах, подверженных влия-
нию
Рис. 100. Взаимное расположение кон-
тактного провода, провода подвержен-
ного влиянию, и рельсов
133
Рис. 101. Схема, поясняющая, элект-
рическое влияние:
а — расстояние между проводами; b — вы-
сота подвески влияющего провода; с -
высота подвески провода, подверженного
влиянию
действия рельсов. Ток /к, проте-
кающий по контактному проводу,
будет индуцировать в жилах кабе-
ля и в его металлической оболоч-
ке продольные э. д. с. £1К и £об
одинакового значения. Это обус-
ловлено тем, что взаимные индук-
тивности между контактным про-
водом и жилами кабеля и между
контактным проводом и оболочкой
будут равны, так как расстояние
между контактным проводом и
кабелем практически не бывает
меньше 5—Юм, а расстояние меж-
ду жилами кабеля и его оболоч-
кой не превышает нескольких мил-
лиметров. Коэффициент защитного
действия оболочки кабеля будет
тем лучше, чем меньше ее актив-
ное сопротивление и чем больше
ее индуктивность.
Электрическое влияние. Рассмотрим систему из двух параллель-
но идущих проводников (рис. 101) — влияющего провода 1, находя-
щегося по отношению к земле под переменным напряжением U, и
подверженного влиянию провода А, изолированного от земли. Пере-
менное напряжение создает вокруг провода 1 переменное электричес-
кое поле, силовые линии которого будут пересекать провод А.
По закону электрической индукции в проводе А по отношению
к земле будет индуцироваться опасный потенциал
-£С1Д/Сао,
где U — линейное напряжение во влияющем проводе, В;
С! а — электрическая емкость между проводами / и А, Ф/км;
(?ао — то же межДУ проводом А и землей, Ф/км.
Если за провод, находящийся под потенциалом Uусловно при-
мем человека, стоящего на земле, то через тело человека пройдет ток
i <ОС] д UI ,
где о> 2л/ — круговая частота влияющего тока;
/ — длина провода, подверженного влиянию, км.
Анализируя кривые зависимости потенциала в изолированном
от земли проводе, подверженном влиянию (рис. 102), от ширины сбли-
жения его с однопутной 1 и двухпутной 2 железной дорогой, электри-
фицированной на переменном токе с напряжением в контактном про-
воде 27,5 кВ, получаем, что потенциал в проводе, подверженном влия-
нию, при небольшой ширине сближения может достигать больших
134
значений, но резко уменьшается с увеличением ширины сближения.
Исходя из установленных норм с опасным электрическим влиянием
обычно можно не считаться, если на однопутных железных дорогах
ширина сближения больше 90 м, а на двухпутных — больше 120 м.
Гальваническое влияние. Однопроводные цепи, использующие
землю в качестве обратного провода, испытывают гальваническое
влияние, которое обусловлено токами, возникающими в земле от раз-
личных источников. Одним из источников этих токов являются же-
лезные дороги постоянного и переменного тока, у которых обратный
ток возвращается частично по рельсам и частично по земле. Блуж-
дающие токи, протекающие в земле, создают в различных точках
земли разные потенциалы. Если рабочие заземления однопроводных
цепей находятся в зоне блуждающих токов, то под действием разно-
сти потенциалов в этих цепях возникнут токи гальванического влия-
ния.
Напряжение опасного гальванического влияния в однопроводной
цепи (рис. ЮЗ), рабочие заземления которой 1 и 2 расположены в зоне
блуждающих токов железной дороги,
t/r = Url — Ur2,
где Uri — потенциал земли в точке 1 с координатами хг, у} относительно за-
земления тяговой подстанции ТП, В;
Ur2 — то же в точке 2 с координатами х2, у2, В.
Вычисление потенциалов Url и Ur2 процесс очень трудоемкий и
на практике для этого пользуются диаграммами, составленными по
расчетным формулам для нагрузочного тока, равного 1000 А, для
различных координат х и у с учетом проводимости земли.
Диаграмма (рис. 104) построена для нагрузочного тока 1000 А
и проводимости земли 1 • 10~3 См'м.
Пример. Определить разность потенциалов U в однопроводной цепи, од-
но из заземлений которой имеет координаты по отношению к заземлению тяговой
подстанции хх = 250 м и yt -- 10 м, а другое — координаты х2 — 2500 м и у2 “
= 500 м. По кривым (см. рис. 104) находим потенциал земли с координатами хг -
— 250 м и у± = 10 м: Un = 130 В; потенциал земли в точке с координатами х2 —
--- 2500 м и у2 = 500 м Ur2 = 38 В. Следовательно, Ur — Uri — UГ2 — 130 —
.38 92 В.
Мешающие влияния. Мешающие влияния линий электропереда-
чи и тяговых сетей железных дорог на цепи автоматики, телемеханики
и связи обусловлены наличием в кривых напряжения и тока этих се-
тей гармонических составляющих, свидетельствующих о несинусои-
дальной форме этих кривых.
Велико содержание гармоник напряжения и тока в тяговых се-
тях железных дорог. На железных дорогах, электрифицированных
на переменном токе, гармоники в тяговой сети возникают за счет
преобразования однофазного переменного тока в постоянный при
помощи выпрямителей, установленных на электровозах. На желез-
ных дорогах, электрифицированных на постоянном токе, напряжение
135
Рис. 102. Кривые зависимости потенци-
ала в проводе от расстояния между
этим проводом и контактной сетью
Рис. 103. Схема, поясняющая гальвани-
ческое влияние
Рис. 104. Диаграмма для определения
разности потенциалов в однопроводной
цепи при гальваническом влиянии
136
подается в тяговую сеть от вы-
прямителей, имеющихся на тя-
говых подстанциях и преобра-
зующих трехфазный перемен-
ный ток в постоянный. При
этом кривая выпрямленного на-
пряжения, кроме постоянной
составляющей, содержит боль-
шое число различных гармони-
ческих составляющих напряже-
ния, проникающих в тяговую
сеть.
В тяговой сети железных
дорог однофазного переменного
тока, кроме тока основной ча-
стоты 50 Гц, присутствуют не-
четные гармоники тока, крат-
ные основной частоте, т. е.
гармоники с частотами 150,
250, 350, 450, 550, 650, 750 Гц
и т. д.
В тяговой сети железных
дорог постоянного тока при-
сутствуют гармоники напряже-
ния, кратные частоте 300 Гц,
обусловленные схемой шести-
фазного выпрямления, т. е.
гармоники с частотами 300,
600, 900, 1200 Гц и т. д. Если
же трехфазная сеть, питающая
выпрямительные устройства тя-
говой подстанции, несимметрич-
на, то, кроме гармоник, крат-
ных частоте 300 Гц, возникают
гармоники напряжения, крат-
ные частоте 100 Гц, т. е. гар-
моники 100, 200, 400, 500,
700 Гц и т. д. При неисправ-
ности выпрямительных уст-
ройств в тяговой сети постоян-
ного тока возникают гармоники
напряжения с частотой 50 и
150 Гц.
На электрифицированных
железных дорогах эксплуати-
руют электроподвижной состав
с импульсным тиристорным регу-
лированием скорости движения
поезда. Такое регулирование соз-
дает в тяговой сети дополнитель-
ный источник влияния в виде гар-
монических составляющих в полосе
подтональных и тональных частот.
Мешающее влияние возникает так-
же из-за внедрения на железных
дорогах, электрифицированных на
постоянном токе, рекуперативного
торможения, которое создает в тя-
говой сети дополнительные гармо-
ники тока.
Чем ниже частота гармоник
влияющего тока, тем, как прави-
ло, больше их амплитуда. Из
диаграммы (рис. 105), построен-
ной для электровоза переменного
тока, потребляющего от тяговой
подстанции рабочий ток 150 А,
Рис. 105. Диаграмма содержания
гармоник в кривой тока электровоза
переменного тока
видно, что, например, амплитуда
З-й гармоники тока с частотой 150 Гц составляет 36,8 А, т. е. 24,5%
рабочего тока, а амплитуда 11-й гармоники тока с частотой 550 Гц—
1,93 А, т. е. 1,3% и т. д.
Если воздушные или кабельные линии находятся в зоне влияния
линий электропередачи или электрических железных дорог, то при-
сутствующие во влияющей линии гармоники напряжения и тока будут
индуцировать в этих линиях напряжения. С частотой, соответствую-
щей частотам, передаваемым по цепям полезных сигналов, эти напря-
жения будут создавать помехи, которые при известных условиях мо-
гут нарушать нормальную работу цепей автоматики, телемеханики
и связи.
В телефонных цепях тональной частоты помехи в основном опре-
деляются гармоническими составляющими напряжений с частотами
от 300 до 3000 Гц, а в каналах высокочастотного телефонирования —
гармоническими составляющими с частотой 6 кГц и более.
Гармоники тягового тока могут оказывать мешающее влияние и
на работу устройств железнодорожной автоматики и телемеханики;
в основном это гармоники низшего порядка (50, 100, 150 , 200 , 250 и
300 Гц). Устройства диспетчерской централизации (ДЦ), диспетчер-
ского контроля (ДК) подвержены влиянию гармонических состав-
ляющих от 300 до 3000 Гц, так как они работают в полосе тональных
частот.
Нормы опасных и мешающих влияний. Опасные и мешающие на-
пряжения и токи в цепях автоматики, телемеханики и связи, обуслов-
137
ленные влиянием линий электропередачи и контактных сетей желез-
ных дорог, не должны превышать установленных норм.
Нормы опасных влияний установлены с таким расчетом, чтобы
была гарантирована безопасность лиц, обслуживающих устройства
автоматики, телемеханики и связи и пользующихся ими, чтобы исклю-
чалась возможность повреждения устройств автоматики, телемеха-
ники и связи (пробой изоляции жил кабелей, повреждения аппарату-
ры, включенной в цепи воздушных и кабельных линий).
Различают нормы опасных влияний при аварийных режимах ра-
боты линий электропередачи и контактных сетей железных дорог
однофазного переменного тока (короткие замыкания одной из фаз
трехфазной линии на землю или контактного провода на землю или
на рельсы) и нормы опасных влияний при вынужденном режиме ра-
боты контактной сети железных дорог однофазного тока. При этом
вынужденным режимом работы контактной сети считают такой режим,
при котором одна из тяговых подстанций временно выключена и на-
грузку выключенной подстанции на это время воспринимают одна
или две смежные с ней подстанции.
В соответствии с установленными нормами напряжение, инду-
цированное в проводе (жиле кабеля) линии, по отношению к земле
при условии его (ее) заземления на противоположном конце, обуслов-
ленное магнитным влиянием тяговой сети железных дорог однофазно-
го переменного тока, не должно превышать значений, приведенных
в табл. 9.
Нормы, приведенные в табл. 9, распространяются и на линии
электропередачи. Значения, приведенные для вынужденного режима,
следует относить к нормальному режиму работы несимметричных
линий электропередачи, работающих по системе «два провода —
земля».
Опасное напряжение между проводом (жилой) в линейных кабель-
ных цепях автоблокировки, релейной полуавтоматической блоки-
ровки и станционных устройств СЦБ при вынужденном режиме ра-
Таблица 9
Тип линии	Напряжение, В. в режиме	
	вынужденном	короткого замыкания
Воздушная: с деревянными опорами, н том числе и с железобе- тонными приставками с железобетонными опора ми Кабельная	|	60 }	36	2000 при /^0,15 с 1500 » /«£0,3 с 1000 » />0,6 с 320 » /«£0,15 с 240 » /«£0,3 с 160 » / *£ 0,6 с
Приме ч а н и е
нремя о । к л К)Чен ня кон i акч ной сет
при коротком замыкании.
138
боты электротяги не должно быть выше 250 В. При коротком замы-
кании тяговой сети опасное напряжение в жилах кабелей станцион-
ных устройств СЦБ не должно превышать 2000 В. На линейные цепи
устройств диспетчерского контроля и цепи для передачи сигналов
управления и контроля в устройствах диспетчерской централизации
распространяются нормы опасного напряжения (см. табл. 9).
Качество телефонной передачи по цепям многоканальной связи
будет удовлетворительным, если напряжение шума, измеренное в точ-
ке цепи с относительным уровнем полезного сигнала, равным —6,95 дБ,
не превышает 2,5 мВ; это значение и принято в качестве нормы ме-
шающих влияний.
Если напряжение в проводах (жилах кабелей) линий связи не
превышает нормы, то на этих линиях нет необходимости в специаль-
ных мерах защиты, а эксплуатацию таких линий и ремонтные работы
на них можно проводить обычным образом, так как напряжения, уста-
новленные нормами, не опасны для лиц, обслуживающих устройства
автоматики, телемеханики и связи и пользующихся этими устройст-
вами.
§ 27.	Средства защиты устройств автоматики,
телемеханики и связи от опасных и мешающих влияний
железных дорог и линий электропередачи
Железные дороги, электрифицированные на переменном токе. Ос-
новным средством защиты устройств железнодорожной связи от опас-
ных и мешающих влияний тяговых токов железных дорог, электрифи-
цированных на однофазном переменном токе, является замена воздуш-
ной линии связи кабельной с высоким защитным действием кабельной
оболочки. Если при замене воздушной линии связи кабельной про-
дольная э. д. с., индуцированная в жилах магистрального кабеля,
превышает норму (см. рис. 9), то эти устройства присоединяют к жи-
лам кабеля через изолирующие трансформаторы.
Изолирующий трансформатор (рис. 106) отделяет станционные
устройства от линейных кабельных цепей, находящихся под опасным
напряжением, т. е. прикосновение к аппаратуре, включенной в стан-
ционную обмотку трансформатора, не представляет опасности. Для
того чтобы эта опасность не возникала при электрическом пробое
трансформатора, среднюю точку его станционной обмотки заземляют
Конденсатор, включенный между линейными полуобмотками транс-
форматора, позволяет измерять кабельные цепи с включенными в них
промежуточными пунктами постоянным током.
Цепи связи, подвешенные на воздушных линиях, относят от по-
лотна электрической железной дороги, частично или полностью заме-
няют их кабельными линиями, что также служит средством защиты
от опасных влияний.
139
Для защиты цепей связи от опасных напряжений применяют раз-
делительные трансформаторы. Если опасное напряжение, индуциро-
ванное в проводах цепи связи, по отношению к земле превышает уста-
новленную норму, то, включив в середину этой цепи разделительный
трансформатор и разбив таким образом цепь на два гальванически
не соединенных участка (рис. 107, а), можно снизить опасное напря-
жение примерно в 2 раза. Если же цепь разбить на три участка
(рис. 107, б) и в стыке этих участков включить два трансформатора,
то опасное напряжение снизится в 3 раза и т. д.
Снижение напряжения будет обусловлено уменьшением длины
сближения отдельных участков с контактной сетью. Такой способ за-
щиты нельзя использовать в цепях местной связи с ручными телефон-
ными станциями системы ЦБ и автоматическими телефонными стан-
циями, так как по цепям с разделительными трансформаторами нель-
зя передавать постоянный ток для питания микрофонов абонентских
телефонных аппаратов.
В цепях перегонной связи, работающих по системе ЦБ, для за-
щиты абонентов от опасных напряжений в провода этих цепей вклю-
чают резонансные контуры. Между каждым проводом перегонной цепи
и землей в начале и конце цепи включают по два контура, из которых
один настроен в резонанс на частоту 50 Гц, а другой — на частоту
150 Гц (3-я гармоника). Для токов резонансных частот сопротивле-
ние этих контуров мало, провода при этих частотах оказываются за-
земленными и, следовательно, опасные напряжения с частотами 50 и
150 Гц в них отсутствуют. Напряжения, индуцируемые в проводах
более высокими гармониками, малы и опасности не представляют.
В особых случаях, например при электрификации крупных же-
лезнодорожных узлов с разветвленной сетью местной, городской и
пригородной телефонной связи, переустройство которой связано
Рис. 106. Схема включе-
ния изолирующего транс-
форматора
Рис. 107. Схемы включения раздели-
тельного трансформатора
140
Контактный пробой
Обратный
- пробод
Контактный
провод
Рельсы
РРРРРРРРРРР/РРРРРРРРРР/ ’/> //////
Рельсы
Рис. 108. Схемы включения отсасывающих трансформаторов
с большими материальными затратами, для защиты устройств связи
применяют отсасывающие трансформаторы. Они представляют собой
силовые однофазные трансформаторы мощностью в несколько сотен
киловольт-ампер с коэффициентом трансформации п = 0,8ч-1,0.
Известны два способа включения отсасывающих трансформаторов:
без обратного и с обратным проводом. При первом способе первичную
обмотку отсасывающего трансформатора ОТ включают в контактный
провод, а вторичную — в рельсы (рис. 108, а), а при втором способе
их первичную обмотку включают в контактный провод, а вторич-
ную — в обратный провод, подвешиваемый на опорах контактной
сети и периодически соединяемый с рельсами (рис. 108, б).
При включении отсасывающих трансформаторов ОТ по схеме уве-
личивается взаимная индуктивность между контактным проводом и
рельсами, что приводит к увеличению тока, индуцированного в рель-
сах, и, следовательно, к увеличению их экранирующего действия.
Снижение продольной э. д. с. в проводах связи и жилах кабеля
при включении отсасывающих трансформаторов по схеме происходит
за счет того, что большая часть тягового тока возвращается на под-
станцию не по рельсам и земле, а по обратному проводу. Следователь-
но, при этой схеме несимметричная система «контактный провод —
земля (рельсы)» превращается в более симметричную систему «кон-
тактный провод — обратный провод — рельсы (земля)». На желез-
ных дорогах применяют схему с обратным проводом.
Защитное действие отсасывающих трансформаторов зависит от
расстояния /0 между соседними трансформаторами, которое обычно
составляет от 3 до 9 км. Применение отсасывающих трансформаторов
позволяет в несколько раз снизить опасные и мешающие влияния
в цепях связи.
Для снижения мешающего влияния в телефонных цепях тональ-
ной частоты магистральных кабельных линий применяют специаль-
ное симметрирование этих цепей, позволяющее уменьшить чувстви-
тельность их к помехам. На воздушных линиях связи для этого про-
вода телефонных цепей перекладывают с крюков на траверсы, что
позволяет в 2—3 раза снизить напряжение шума в телефонных цепях
тональной частоты за счет снижения коэффициента чувствительности
этих цепей к помехам.
141
Защиту устройств автоматики и телемеханики на железных доро-
гах, электрифицированных на однофазном переменном токе, осуще-
ствляют следующим образом. В устройствах автоблокировки и авто-
матической локомотивной сигнализации (АЛС) для защиты от помех
тягового тока выбирают частоты сигнального тока, отличные от ча-
стот гармонических составляющих в тяговой сети. Для защиты от
опасных и мешающих влияний тягового тока для сигнальных цепей
автоблокировки, цепей телеуправления тяговыми подстанциями, дис-
петчерской централизации и диспетчерского контроля используют
кабельные цепи магистрального кабеля связи, прокладываемого
вдоль дороги.
На станциях для прокладки цепей электрической централизации
и других устройств автоматики и телемеханики в необходимых слу-
чаях прокладывают сигнальные кабели с металлической оболочкой
и броней, обладающие достаточным экранирующим действием. Ме-
таллическую оболочку и броню этих кабелей заземляют по концам
станции, у помещений ДСП и постов ЭЦ. Сопротивление каждого
заземления не должно превышать 10 Ом.
Для защиты обслуживающего персонала и лиц, пользующихся
устройствами автоматики и телемеханики, заземляют корпуса аппа-
ратов ЭЦ, релейные стативы и шкафы в помещении ДСП и др.
В цепях снижения асимметрии рельсовых цепей на стыках рель-
сов рекомендуется устанавливать медные приварные соединители.
Для этого же опоры контактной сети с сопротивлением заземления
меньше 100 Ом присоединяют к рельсам не непосредственно, а через
искровые промежутки многократного действия.
Железные дороги, электрифицированные на постоянном токе. На
цепи связи тональной частоты, подвешенные на опорах воздушных
линий, оказывают мешающее влияние железные дороги, электрифи-
цированные на постоянном токе. В кабельных цепях тональной ча-
стоты мешающее влияние практически отсутствует из-за высоких
экранирующих свойств металлических защитных покровов кабелей.
В цепях проводной связи опасные влияния могут возникать толь-
ко при коротком замыкании контактной сети на рельсы или землю и
при включении и выключении напряжения в контактной сети. Эти
опасные влияния проявляются в виде акустических ударов в телефо-
нах. включенных в цепи тональной частоты телефонных аппаратов,
из-за неодновременного срабатывания разрядников, устанавливае-
мых в телефонных цепях для защиты этих цепей от атмосферных пере-
напряжений. От акустических ударов, особенно сильно воздействую-
щих на персонал, пользующийся головными телефонами (телефонистки,
дежурные по станции и др.), защищают ограничителями акустических
ударов, которые включают параллельно телефонам на коммутаторах.
Основным средством защиты телефонных цепей тональной часто-
ты от мешающих влияний контактной сети являются сглаживающие
142
al
Рис. 109. Схемы двухзвенных сглаживающих фильтров
устройства (фильтры), которые устанавливают на тяговых подстан-
циях.
Двухзвенное сглаживающее устройство (рис. 109, а) рекомендо-
вано к применению на вновь строящихся железных дорогах, элект-
рифицированных на постоянном токе. Сглаживающее устройство
включено между выпрямительным агрегатом РВ и выходом в контакт-
ную сеть и состоит из двух звеньев. Первое звено имеет катушку ин-
дуктивности Лрь называемую реактором, и шесть резонансных кон-
туров, состоящих из последовательно включенных катушек индук-
тивности и конденсаторов, настроенных в резонанс на гармоники
напряжений частотами соответственно 100, 200, 300, 400, 500 и
600 Гц. Катушку индуктивности реактора наматывают медным или
алюминиевым проводом большого сечения и заключают в бетонный
каркас. Индуктивность катушки 4,5—11 мГн.
Принцип действия первого звена сглаживающего устройства за-
ключается в следующем. Гармоника напряжения с частотой f, возник-
шая на зажимах выпрямительного агрегата РВ, создает ток , проте-
кающий по цепи: один из зажимов агрегата РВ, резонансный контур,
реактор Lpi, другой зажим агрегата РВ. Если контур настроен в ре-
зонанс на частоту этой гармоники, то его сопротивление для токов
этой частоты будет мало, так как определится только значением ак-
тивного сопротивления, включенного последовательно с конденса-
тором катушки индуктивности.
Индуктивность реактора выбирают такой, чтобы его полное со-
противление Zp значительно (в десятки раз) превышало активное соп-
ротивление катушки индуктивности резонансного контура. При со-
блюдении этого условия падение напряжения на реакторе, вызывае-
мое током гармоники, будет также в десятки раз больше падения на-
пряжения на резонансном контуре, соответствующем этой гармонике.
Следовательно, только небольшая часть напряжения с частотой f
попадает в цепь «контактная сеть рельсы», параллельно которой
присоединены резонансные контуры.
Второе звено сглаживающего устройства состоит из реактора Грц,
параллельно которому включены катушка индуктивности ЛИ1 и кон-
денсатор Сы, и конденсатора Сц, включенного между контактным про-
143
водом и рельсами. Совместно с индуктивностью £м и емкостью См
реактор Арп представляет собой фильтр-пробку, настроенную на ча-
стоту 300 Гц и предназначенную для дополнительного снижения
напряжения этой гармоники в контактной сети. Конденсатор Сц яв-
ляется шунтом, через который замыкаются гармоники частотой выше
600 Гц. В зависимости от выбранного значения индуктивности реак-
торов применение описанного сглаживающего устройства снижает
напряжение шума в контактной сети в 180—530 раз.
Может быть использовано более простое сглаживающее устройст-
во (рис. 109, б), которое позволяет снизить мешающее напряжение
в контактной сети в 55—150 раз. Целесообразность применения той
или иной схемы сглаживающих устройств определяют расчетом на-
пряжений шума в телефонных цепях тональной частоты при проекти-
ровании электрифицированной железной дороги.
Конденсатор С емкостью 10 мкФ, включенный между плюсовым
зажимом выпрямительного агрегата РВ и контуром заземления тя-
говой подстанции, снижает помехи в каналах высокочастотного теле-
фонирования, применяемых для уплотнения цепей из цветного метал-
ла на воздушных линиях связи. Резонансные контуры, настроенные
на гармоники 300 Гц и выше, уменьшают помехи в телефонных кана-
лах тональной частоты.
Контуры, настроенные на гармонику тягового тока частотой 100
и 200 Гц, снижают помехи в рельсовых цепях автоблокировки и АЛС,
так как амплитуды этих гармоник настолько велики, что оказывают
мешающее влияние на сигнальные токи частотой 50 Гц. На участках
дорог, электрифицированных на постоянном токе, при попадании
в рельсовые цепи напряжения 50 Гц светофор может переключиться
на запрещающий сигнал. ^Мешающее напряжение частотой 50 Гц
возникает при повреждении изоляции низковольтных и высоковольт-
ных сетей и соединении их проводов с рельсами или опорами и конст-
рукциями контактной сети, заземленными на рельс.
Для защиты от помех в устройствах автоблокировки, АЛС и связи,
вызываемых применением электроподвижного состава с тиристорным
регулированием скорости движения поезда, на этом подвижном со-
ставе устанавливают сглаживающие устройства (фильтры).
Линии электропередачи. Опасные влияния линий электропере-
дачи на устройства связи, возникающие при коротком замыкании од-
ной из фаз этих линий на землю, могут быть снижены при подвеске
на линиях электропередачи заземленных тросов. В зависимости от
площади поперечного сечения заземленных тросов и проводимости
земли напряжение, индуцированное в воздушных проводах и жилах
кабельных линий связи, может быть снижено в 1,5—2 раза. Во столь-
ко же раз может быть снижено и напряжение шума в телефонных це-
пях тональной частоты.
Опасные напряжения снижают с помощью разделительных транс-
форматоров, устанавливаемых в цепях связи, или при включении меж-
144
Рис. ПО. Схема транспозиции проводов, применяемая на вы-
соковольтных силовых цепях автоблокировки
ду проводами двухпроводных цепей дренажных катушек и дросселей
с заземленной средней точкой.
Транспозиция высоковольтных проводов снижает мешающие влия-
ния линии электропередачи на телефонные цепи тональной частоты
воздушных линий. Транспозицией называют перемену мест проводов
трехфазной высоковольтной цепи для выравнивания емкостных и
магнитных связей между трехфазной цепью и телефонными цепями,
а также для выравнивания емкостей проводов трехфазной цепи по
отношению к земле. Такое выравнивание снижает мешающее влия-
ние трехфазной цепи на телефонные цепи тональной частоты. Прово-
да высоковольтной цепи меняют местами через расстояния т, называе-
мые шагом транспозиции (рис. НО).
Каждые три шага составляют цикл транспозиции, в конце которого
провода занимают исходное положение. Шаг транспозиции равен 3
или 3,2 км и соответственно цикл транспозиции — 9 или 9,6 км. Если
при делении плеча питания на циклы получается остаток длиной
больше шага, то его делят на три равные части и образуют укорочен-
ный цикл. Если длина остатка меньше шага, то его не транспозируют.
Для того чтобы снизить мешающее влияние трехфазных линий элект-
ропередачи, стремятся к равномерной нагрузке фаз этих линий.
§ 28.	Защита полупроводниковых приборов
от перенапряжений
При эксплуатации полупроводниковые приборы, применяемые
в схемах автоматики, телемеханики и связи, подвергаются опасным
воздействиям внешних и внутренних источников перенапряжений.
В двухпроводных цепях эти перенапряжения могут быть двух видов:
продольные (провод — земля) и поперечные (провод — провод). Для
надежной работы полупроводниковых приборов необходимо ограни-
чить перенапряжения до безопасного значения.
Одним из методов защиты полупроводниковых приборов от воз-
действия перенапряжений является включение изолирующего транс-
форматора, при отсутствии которого на защищаемый полупроводни-
145
ковый прибор воздействуют продольные и поперечные перенапря-
жения.
Перенапряжения появляются также при грозовых разрядах
в электрических цепях переменного и постоянного тока, которые ис-
пользуют для электропитания полупроводниковых приборов авто-
матики, телемеханики и связи. В таких цепях полупроводниковые
приборы подвержены опасным воздействиям не только атмосферных,
но и коммутационных напряжений, которые возникают при включе-
нии и выключении силовых трансформаторов, а также при размыка-
нии электрической цепи, содержащей индуктивности.
Коммутационные перенапряжения опасны для диодов, включен-
ных параллельно реле и служащих для замедления его работы. В дан-
ном случае э. д. с. самоиндукции прикладывается к диодам в обрат-
ном направлении, что может вызвать их пробой. Импульсная элект-
рическая прочность полупроводникового диода характеризуется наи-
большим значением амплитуды волны обратного напряжения, пред-
шествующей разрушению р — «-перехода.
Первоначальное увеличение амплитуды волны обратного напря-
жения вызывает небольшое повышение обратного тока, а дальней-
ший рост напряжения — резкое возрастание тока, сопровождающееся
частичным или полным разрушением р — «-перехода. Обратный ток
в этих случаях достигает десятков миллиампер, что в 5—10 раз боль-
ше максимально допустимых значений обратного постоянного тока
диодов.
Наибольшую импульсную электрическую прочность имеют крем-
ниевые диоды. Самую низкую электрическую прочность имеют полу-
проводниковые селеновые выпрямители. Однако максимальная амп-
литуда обратных токов, вызывающая разрушение р — «-перехода
в этих выпрямителях, достигает нескольких ампер. В селеновых вы-
прямителях р — «-переход имеет сравнительно большую площадь
и поэтому обладает более высокой мощностью рассеяния. В месте
пробоя он полностью сгорает и испаряется без нарушения нормальной
работы выпрямителя.
Импульсные испытания диодов в прямом направлении показыва-
ют, что р — «-переходы разрушаются при амплитуде тока, значитель-
но превышающей наибольшие значения выпрямленного тока. При
пропускании волны тока в прямом направлении разрушение диодов
зависит не только от числа импульсов и длительности интервалов меж-
ду ними, но и от длительности импульсов.
При разработке схем защиты полупроводниковых диодов и тран-
зисторов электрические характеристики средств защиты следует со-
гласовывать с импульсной электрической прочностью и пропускной
способностью полупроводниковых приборов. С учетом этого и дости-
гается наибольшая эффективность защиты.
Основные принципы защиты. Для защиты полупроводниковых
приборов в схемах автоматики, телемеханики и связи от опасных воз-
146
действий внешних источников и коммутационных перенапряжений
необходимо ограничить возникающие при этом поперечные перенапря-
жения до безопасных значений.
Защита полупроводниковых приборов может быть выполнена при
включении в схемы дополнительных полупроводниковых диодов и ста-
билитронов по каскадному принципу с двумя и более ступенями огра-
ничения перенапряжений. Первый каскад ограничения перенапряже-
ний ограничивает высокие напряжения, возникающие в линейных
цепях и цепях питания, до нескольких сотен вольт. Второй и после-
дующие каскады защиты ограничивают перенапряжения до несколь-
ких десятков вольт, а в необходимых случаях — до нескольких долей
вольта. Такие каскады защиты осуществляют с помощью полупровод-
никовых диодов и стабилитронов, выравнивателей и варисторов, ма-
логабаритных газонаполненных разрядников с низким пробивным
напряжением совместно с защитными блоками, дросселями, конден-
саторами, фильтрами, корректирующими контурами, которые могут
выполнять в схемах и другие функции.
Приборы защиты. К приборам защиты относятся полупроводни-
ковые диоды и кремниевые стабилитроны, малогабаритные газонапол-
ненные разрядники, защитные блоки, выравниватели и варисторы.
Полупроводниковые дноды и кремниевые стабилитроны являются
защитными приборами многократного действия и хорошими ограни-
чителями напряжений. Если приложенное напряжение меньше об-
ратного пробивного напряжения диода и его динамическое сопротив-
ление составляет десятки мегаом , то он закрыт и является практи-
чески изолятором. При более высоком напряжении происходит про-
бой диода. Его динамическое сопротивление резко снижается до де-
сятков ом, что сопровождается возрастанием обратного тока, и если
его не ограничить, диод разрушается. Чтобы избежать этого, после-
довательно с диодом включают ограничивающий резистор, ограни-
чивающий этот ток. Сопротивление резистора зависит от типа диода.
После прохождения воздействующего импульса перенапряжения
диод возвращается в исходное положение.
Для защиты полупроводниковых приборов предпочтительнее крем-
ниевые стабилитроны, обладающие крутыми обратными характери-
стиками и относительной высокой пропускной способностью по току.
Кремниевые стабилитроны имеют относительно большую собст-
венную емкость, зависящую от приложенного напряжения, что за-
трудняет использование стабилитронов в высокочастотных системах.
Поэтому их включают по комбинированным схемам совместно с вы-
сокочастотными диодами, которые уменьшают емкость стабилитронов.
В полупроводниковых схемах, где используют электрические це-
пи с низким уровнем передачи для ограничения опасного напряже-
ния, используют прямую проводимость диода. Если приложенное
напряжение в прямом направлении диода меньше 0,4 В, то его дина-
мическое сопротивление составляет несколько килоом. С увеличе-
147
нием напряжения сопротивление уменьшается, т. е. диод открывается.
В этом случае изменения динамического сопротивления менее резкие,
чем в обратном направлении, однако они обеспечивают ограничение
напряжения до десятых долей вольта.
Выравниватели и варисторы являются нелинейными полупровод-
никовыми приборами, сопротивление которых зависит от приложен-
ного напряжения, обладающие способностью пропускать токи в раз-
ных направлениях.
Для защиты полупроводниковых приборов применяют керами-
ческие, оксидно-цинковые и селеновые выравниватели, кремниевые
и оксидно-цинковые варисторы. Оксидно-цинковые варисторы об-
ладают более высокой токонесущей способностью по сравнению с крем-
ниевыми варисторами. Их используют для ограничения коммутаци-
онных перенапряжений и перенапряжений, возникающих при гро-
зовых разрядах. Кремниевые варисторы служат для защиты полу-
проводниковых приборов от коммутационных перенапряжений, их
можно применять в электрических цепях постоянного и переменного
тока.
Кремниевый варистор (рис. 111) изготовлен в виде диска Д тор-
цовые поверхности которого металлизированы и к слою металла 2
припаяны токоведущие выводные электроды 3. Буквы СН в условном
обозначении варисторов означают сопротивление нелинейное; первая
цифра — материал (1 —-карбид кремния, 2 — окись цинка); вторая
цифра — конструктивное выполнение (1 — стержневого типа, 2 —
дисковый); третья — габариты полупроводникового варистора. Да-
лее следует число, указывающее напряжение, которое определяет
тип варистора. Например, варистор СН1-2-2-18 В 20% означает, что
он изготовлен из материала на основе карбида кремния, конструк-
тивно оформлен в виде диска диаметром 12 мм с напряжением 18 В
и допустимым отклонением не более 20%.
Малогабаритные газонаполненные разрядники имеют относитель-
но низкое пробивное напряжение и малую пропускную способность.
Их применяют для защиты полупроводниковых приборов от перена-
пряжений, измеряемых десятками вольт.
J 4К
К полупроводниковым
питания
Рис.
112. Защитные
блоки
Рис. 113. Двухкаскадная схема защиты полупро-
водниковых приборов в линейных цепях
Защитными блоками ограничивают поперечные перенапряже-
ния (провод — провод), возникающие в цепях постоянного и перемен-
ного тока, по которым осуществляются электропитание полупровод-
никовых приборов. Защитные блоки состоят из индуктивностей и ем-
костей. В устройствах частотной диспетчерской централизации ис-
пользуют защитные блоки типов ЗБ-1, ЗБ-2 и ЗБ-З соответственно
с одним, двумя и тремя дросселями.
Принцип действия защитного блока ЗБ (рис. 112, а) состоит в сле-
дующем. Кратковременные импульсы атмосферных и коммутацион-
ных перенапряжений, являющиеся высокочастотными колебаниями,
воздействующие на его вход, обусловливают в цепи дросселя и кон-
денсатора ток соответствующей частоты. При этом наибольшая часть
его приходится на сопротивление дросселя, а наименьшая — на
конденсатор. Наименьшая часть напряжения и будет приложена к по-
лупроводниковой схеме. Так, в блоке типа ЗБ-2 отношение напря-
жений на входе и на выходе при частоте 1000 Гц равно 100, т. е. чем
больше частота, тем это отношение больше. Чем больше индуктив-
ность L и емкость конденсатора С, тем эффективней достигается ог-
раничение перенапряжений.
Для силовых цепей переменного тока включают защитные блоки
с двумя реакторами (рис. 112, б). Такой блок не оказывает влияния
на переменный ток частотой 50 Гц, но эффективно гасит быстро нара-
стающие импульсы перенапряжений. Таким образом, за счет паде-
ния напряжения импульсных токов на сопротивлении дросселя или
реактора достигается ограничение перенапряжений защитными бло-
ками.
Схемы защиты. В линейных цепях сигнализации и связи приме-
няют двухкаскадную схему защиты полупроводниковых приборов
с двумя степенями ограничения опасного напряжения. Первый ос-
новной каскад защиты (рис. ИЗ) состоит из газонаполненных разряд-
ников FVI и FV2 типа Р-350, включенных в цепь обмотки / транс-
форматора Т, а второй, дополнительный каскад защиты -- в обмотку
// трансформатора Т.
149
Дополнительный каскад защиты состоит из двух полупроводни-
ковых диодов VI и V2, соединенных встречно-последовательно. Огра-
ничительное сопротивление 7?огр защищает диоды от опасного тока.
При грозовых разрядах срабатывает один из двух разрядников FV1
или FV2 и в цепи вторичной обмотки Т появится импульс перенапря-
жения. В зависимости от полярности импульса перенапряжения от-
кроется тот или другой диод. Так как сопротивление двух диодов
VI и V2 при их срабатывании будет мало, наибольшая часть импульса
тока, обусловленного перенапряжением, падает на внутреннем соп-
ротивлении трансформатора Т и 7?огр. Поскольку падение напряже-
ния на диодах VI и V2 равно напряжению на диоде, включенном
в обратном направлении, то напряжение на входе защищаемого полу-
проводникового прибора будет равно этому напряжению. Таким об-
разом, при дополнительном каскаде защиты поперечные перена-
пряжения будут ограничены до нескольких десятков или единиц вольт.
Если степень ограничения перенапряжений недостаточна, то приме-
няют многокаскадную защиту с несколькими ступенями ограничения.
Их число зависит от коэффициента трансформации входных и выход-
ных трансформаторов, вида связи между каскадами, схемы местной
и общей обратной связи.
Для защиты полупроводниковых приборов от воздействия пере-
менного тока (в случае опасного влияния линий электропередачи и
др.) последовательно с ограничительными сопротивлениями вклю-
чают конденсаторы.
При защите полупроводниковых приборов линейных усилителей
низкой частоты применяют схему, представленную на рис. 114. Пер-
вый каскад защиты имеет малогабаритный разрядник FV типа Р-4,
который подключен к зажимам вторичной обмотки линейного транс-
форматора ЛТ. В этом каскаде защиты ограничителем тока является
волновое сопротивление трансформатора ЛТ. Второй каскад защиты
состоит из двух кремниевых стабилитронов VI и V2 типа Д808, соеди-
ненных встречно-параллельно. Фильтр Ф является ограничителем
в цепи стабилитронов.
Первый каскад защиты ограничивает опасное напряжение до зна-
чения, равного его импульсному пробивному напряжению 120 В, а
второй — до напряжения срабатывания стабилитрона в прямом на-
правлении, равного 0,8 В.
В схеме защиты от атмосферных и коммутационных перенапря-
жений малогабаритных реле с выпрямителями (рис. 115, а), вклю-
чаемых в цепь переменного тока напряжением 220 В, имеется два
каскада защиты. Основной каскад защиты имеет два низковольтных
вентильных разрядника FV1 и FV2 типа РВНШ-250, а дополнитель-
ный каскад защиты — оксидно-цинковый выравниватель RU типа
ВОЦ-220. Первый каскад защиты ограничивает продольные пере-
напряжения (провод — земля), возникающие в силовой цепи при воз-
действиях грозовых разрядов, а второй каскад защиты — попереч-
150
Рис. 114. Схема защиты линейного
усилителя низкой частоты
Усилитель
Рис. 115. Схемы защиты мало-
габаритных реле с выпрямите-
лями (а, б) и импульсного пу-
тевого реле типа ИМВШ-110
(в)
Рис. 116. Схемы защиты однофазных и трехфазных полупроводниковых выпря-
мителей
Рис. 117. Схемы защиты полупроводниковых преобразователей в линейных сиг-
нальных цепях
151
ные перенапряжения (провод — провод), воздействующие на реле
до срабатывания разрядников или вследствие неодновременного их
срабатывания.
В схеме защиты (рис. 115, б) взамен разрядников применены ок-
сидно-цинковые выравниватели RU типа ВОЦ-220. Данные схемы
защиты служат для защиты малогабаритных аварийных реле, огне-
вых реле переменного тока и др.
В схеме защиты импульсного путевого реле Р типа ИМВШ-110
или ИРВ-110 (рис. 115, в) имеются два каскада защиты, выполненные
на керамических выравнивателях RU типа В К-10. Один из них вклю-
чают параллельно первичной обмотке изолирующего трансформатора
ИТ типа ПРТ-А, а другой — параллельно его вторичной обмотке.
Для защиты от коммутационных перенапряжений однофазных и
трехфазных полупроводниковых выпрямителей применяют оксидно-
цинковые выравниватели типа ВОЦ-220 или варисторы RU типа СН-2
с классификационными напряжениями, равными примерно удвоен-
ному номинальному напряжению силовой цепи. Выравниватели или
варисторы RU включают на входе выпрямителя (рис. 116, а) или
параллельно защищаемому полупроводниковому элементу — диоду
V (рис. 116, б). Эти схемы применяют для защиты на постах ЭЦ полу-
проводниковых выпрямителей, включенных в однофазные и трех-
фазные силовые цепи.
Схемы защиты полупроводниковых преобразователей типов ППШ-3,
БИШ и выпрямителей типа ВАК используют для электропитания ли-
нейных сигнальных цепей СЦБ. В схеме, изображенной на рис. 117, а,
в качестве основного каскада защиты используют разрядники FV
типа РВНШ-250, а в схеме на рис. 117, б — выравниватели RU типа
ВОЦ-220 или варисторы типа СН-2. Дроссель Др имеет высокое вол-
новое сопротивление для высокочастотных токов молнии. Он исклю-
чает шунтирующее действие диодов и способствует быстрому и эф-
фективному срабатыванию защиты.
Для защиты полупроводниковых приборов, обладающих более
низкой электрической прочностью и токонесущей способностью, ис-
пользуют схемы защиты с двумя или тремя дополнительными кас-
кадами.
§ 29.	Воздействие молнии на устройства автоматики,
телемеханики и связи. Приборы защиты
При прямом ударе молнии в провода и опоры воздушных линий
или при грозовом разряде вблизи воздушной линии, называемом кос-
венным разрядом, в проводах возникают атмосферные перенапряже-
ния. Эти перенапряжения достигают нескольких миллионов вольт и
представляют опасность для лиц, обслуживающих аппаратуру, вклю-
ченную в провода, или пользующихся этой аппаратурой; может также
152
возникнуть пробой изоляции, повреждение или даже разрушение
аппаратуры.
Перенапряжения, возникающие в проводах при грозовых разря-
дах вблизи воздушной линии, называют индуцированными, а при пря-
мом ударе молнии в провода — перенапряжениями прямого удара
молнии. Если в провода воздушных линий включены кабельные встав-
ки, то при возникновении в проводах атмосферных перенапряжений
может произойти пробой изоляции кабеля. Повреждениям от атмо-
сферных перенапряжений подвержены и подземные кабельные линии.
При ударе молнии в деревянную опору ток, достигающий 50 кА
и более, проходит в землю через эту опору. Вследствие этого влага,
находящаяся в древесине, мгновенно превращается в пар и возни-
кающее при этом большое давление внутри опоры расщепляет ее.
Иногда при ударе молнии опора воспламеняется. Деревянные опоры
воздушных линий защищают от разрушения при прямом попадании
молнии молниеотводами, называемыми линейными.
При прямом ударе молнии в опору, защищенную линейным мол-
ниеотводом, разрядный ток уходит в землю не через опору, а по про-
волоке молниеотвода, имеющей меньшее сопротивление, и опора в этом
случае не разрушается.
Молниеотводы рекомендуется устанавливать только на наиболее
ответственных опорах (угловых, контрольных, оконечных, разрез-
ных, кабельных и др.). Кроме того, молниеотводы предусматривают
на всех опорах линии связи, поврежденных молнией, но не требую-
щих замены, или на новых опорах, используемых взамен поврежден-
ных. Железобетонные опоры оборудуют молниеотводами (заземляю-
щими спусками) только в том случае, когда на них имеются разряд-
ники.
На высоковольтно-сигнальных линиях автоблокировки для защи-
ты опор молниеотводы не устанавливают, так как защитой опор от
повреждений при ударах молнии является высоковольтный провод
на верхушечном штыре.
Попадание токов молнии в кабели, проложенные в земле, приво-
дит к образованию на металлической оболочке в месте удара вмятин
и даже к расплавлению металлической оболочки и разрыву ленточ-
ной брони. Наблюдается также пробой изоляции между жилами и ме-
таллической оболочкой.
Молния поражает кабель значительно реже, чем воздушные линии,
и в ряде случаев при строительстве кабельных линий и сетей защита
их от атмосферных перенапряжений не предусматривается. Так, на-
пример, нет необходимости в защите кабеля от грозы на территории
железнодорожных станций и населенных пунктов, если кабель про-
ложен вдоль полотна железной дороги не далее чем 10 м от крайнего
рельса.
Обычно защиту кабеля от ударов молнии осуществляют при его
прокладке на гористых участках трассы в скалистых грунтах с низ-
153
кой проводимостью земли и при прокладке кабеля в районах с интен-
сивными и частыми грозами. В качестве защитного мероприятия наи-
более часто применяют прокладку в траншее над кабелем одного или
двух защитных биметаллических проводов диаметром 4 мм или сталь-
ной оцинкованной проволоки диаметром 9,6 мм.
Приборы защиты. Для защиты устройств автоматики, телемехани-
ки и связи применяют разрядники, выравниватели и плавкие предо-
хранители.
Разрядники служат для защиты от перенапряжений: аппаратуры
автоматики, телемеханики и связи, включенной в провода; лиц, об-
служивающих эту аппаратуру и пользующихся ею; кабельных вста-
вок, включенных в воздушную линию.
Разрядник, включенный между проводом и защитным заземлени-
ем, снижает напряжение, возникающее в проводе при грозовом раз-
ряде, до значения, которое является безопасным для изоляции ап-
паратуры.
Обязательным элементом каждого разрядника является один или
несколько воздушных промежутков. Наиболее простой разрядник со-
стоит из двух электродов, разделенных воздушным промежутком.
Один электрод подключается к проводу, а другой — к заземлению.
Защитное действие разрядника основано на том, что волна перена-
пряжения, распространяющаяся вдоль провода, вызывает пробой воз-
душного промежутка, и токи грозового разряда стекают с провода
в землю.
Напряжение, при котором происходит пробой воздушного проме-
жутка, называют разрядным (пробивным) напряжением. Разрядное
напряжение должно быть на 30—50% меньше напряжения электри-
ческой прочности защищаемого оборудования. Так как изоляция
устройств автоматики, телемеханики и связи имеет различную элект-
рическую прочность, для их защиты следует применять разрядники
с соответствующими разрядными напряжениями.
При стекании тока в землю падение напряжения на сопротивле-
нии заземления может быть очень большим. Под этим напряжением
окажется провод, к которому подключены разрядник и защищаемое
устройство. Поэтому корпуса защищаемых устройств или металли-
ческие сооружения , где они размещаются ( релейные шкафы, шкафы
типа ШМС, мачты светофоров и т. д.), присоединяют к тому же зазем-
лению, к которому подключены и разрядники. Такое соединение по-
зволяет получить на защищаемом устройстве разность потенциалов,
не превышающую электрическую прочность их изоляции.
При кабельных вводах с кабелями, имеющими металлические за-
щитные оболочки, последние присоединяют к заземлению разрядни-
ков, вследствие чего напряжение между жилами и оболочкой будет
обусловлено в основном падением напряжения на разряднике. Кроме
того, оболочки оказывают экранирующее действие, что значительно
повышает эффективность защиты и тем больше, чем длиннее кабель.
154
Рис. 118. Разрядник типа Р-350
При коротких кабелях разрядники устанавливают с обоих концов
кабеля.
Применяют угольные, газонаполненные, вентильные и искровые
разрядники. Угольные разрядники типа УР-500 используют в цепях
местной телефонной связи. Они состоят из двух угольных колодок,
являющихся электродами, между которыми проложена изолирующая
прокладка из слюды или другого диэлектрика, с вырезом, образую-
щим воздушный промежуток. Разрядное напряжение этих разряд-
ников (500 ±100) В (амплитудных).
Газонаполненные двухэлектродные разрядники типа Р-350 при-
меняют в цепях многоканальной и отделенческой связи, а также в це-
пях автоматики и телемеханики.
Разрядник типа Р-350 (рис. 118, а) состоит из стеклянного бал-
лона /. Внутри баллона имеются два никелевых или стальных элект-
рода 2 и 4, оканчивающихся полусферическими чашечками, распо-
ложенными на расстоянии 1,6—2 мм одна от другой. В чашечки по-
мещены таблетки окиси бария, которые увеличивают мощность раз-
рядника и активизируют воздушный зазор между электродами. Для
того чтобы сохранить зазор между электродами постоянным, их скреп-
ляют между собой изоляционными пластинами 3. Стеклянный баллон
заполнен аргоном и запаян. На баллоне с обеих сторон установлены
латунные колпачки с ножевыми контактами 5. Каждый из колпачков
электрически соединен с прилегающим к нему электродом. Разряд-
ник ножевыми контактами вставляют в контактные пружины 9 и 10.
находящиеся на фарфоровой колодке 7 держателя (рис. 118, б), кото-
рая укреплена на металлическом основании 6. Основание электри-
чески соединено винтом с зажимом 8. При установке разрядника к ос-
нованию присоединяют провод от заземлителя, а к винту ножевого
контакта 5 — линейный провод. Разрядное напряжение разрядника
типа Р-350 при переменном токе (350±40) В (амплитудных). Он вы-
держивает в течение 2 с, не разрушаясь, постоянный ток 3 А и импульс-
ное напряжение пробоя 500—700 В.
Газонаполненные трехэлектродные разрядники типа Р-35 по кон-
струкции сходны с разрядниками типа Р-350 и имеют такое же раз-
155
рядное и импульсное напряжение. В стеклянном баллоне этих раз-
рядников расположены три электрода: два для подключения проводов
двухпроводной цепи, а третий — для подключения заземления. Раз-
рядники типа Р-35 имеют большую пропускную способность по току,
чем разрядники типа Р-350, и при одинаковых условиях работы боль-
ший срок службы.
Газонаполненный двухэлектродный разрядник типа Р-4 с разряд-
ным напряжением 70—80 В и импульсным напряжением пробоя
ПО—120 В состоит из стеклянного газонаполненного баллона с при-
паянными двумя электродами. Разрядники типа Р-4 служат для за-
щиты полупроводниковых приборов.
Разрядники типов Р-350 и Р-35 можно применять в тех случаях,
когда напряжение проводов относительно земли, рабочее или возник-
шее в результате индуктивного или гальванического влияния, не
более 40 В. При большем напряжении не обеспечивается гашение дуги
между электродами разрядников, и провод оказывается заземлен-
ным. Поддержание горения дуги напряжением меньшим, чем разряд-
ное напряжение разрядника, называют явлением сопровождающего
тока. Очевидно, это явление будет наблюдаться и в силовых цепях,
поскольку линейное напряжение поддержит горение разрядников и
цепь окажется замкнутой накоротко через разрядники. В таких слу-
чаях применяют вентильные разрядники типов РВН-250, РВНШ-250,
РВНН-250 в низковольтных цепях напряжением НО 220 В; РВН-500—
в цепях напряжением 220/380 В и РВП-10 — в высоковольтных це-
пях напряжением 10 кВ.
Основными элементами вентильных разрядников являются искро-
вой промежуток или несколько искровых промежутков и резистор —
рабочее сопротивление. Резистор уменьшает ток дуги, поддерживае-
мый сопровождающим током, и таким образом разрывает ее. Поэтому
основным свойством такого резистора должна быть способность бы-
стро увеличивать сопротивление при малых напряжениях и резко
снижать — при высоких. Изготавливают его в виде дисков из полу-
проводникового керамического материала марки ЦТ (двуокись цинка
и титана) или вилита (смесь карборунда, жидкого стекла и мела)
Разрядник типа РВН-250 имеет один искровой промежуток и один
вилитовый диск, которые замонтированы в пластмассовый корпус /
Корпус крепят винтами к колодке 2 с контактами (рис. 119, а), куда
подключают провод и заземление Разрядники типов РВНШ-250 и
РВНН-250 имеют также пластмассовый корпус, по одному искровому
промежутку и одному диску из полупроводникового керамического
материала марки ЦТ Корпус разрядника типа РВНШ-250 соеди-
няют с колодкой штепселями, а корпус разрядника типа РВНН-250
ножевыми контактами. Пробивное действующее напряжение этих раз-
рядников при частоте 50 Гц 0.7 -0,9 кВ.
Разрядник типа РВНШ-250 (рис. 119, б) состоит из пластмассового
основания /, в котором запрессованы два электрода 2. Между элект-
156
Рис. 119. Разрядники типов РВН-250 (а), РВНШ-250 (б) и РВН-500 (в)
родами размещены нелинейное сопротивление в виде диска 3 из дву-
окиси цинка и титана, латунный диск 4 и фигурный электрод 6. ко-
торые образуют искровой промежуток, и разделяющая их изолирую-
щая шайба 5. Элементы разрядника скреплены винтом 7, изолирован-
ным пластмассовой втулкой 8. Зазор искрового промежутка можно
регулировать гайкой 9. Разрядник закрывают крышкой из пластмас-
сы, скрепляемой с его основанием винтами. Для герметичности между
крышкой и основанием проложена резиновая прокладка 10. Элект-
роды разрядника соединяют с зажимами стандартной колодки двумя
штепселями // бананового типа.
Пробивное действующее допустимое напряжение разрядника типа
РВНШ-250 (800±Ю0) В при частоте 50 Гц. Он способен выдерживать
в течение 40 с. не разрушаясь, переменный ток не менее 2 А, часто-
той 50 Гц.
Разрядники РВНШ-250 и РВНН-250 предназначены для работы
в цепях с рабочим напряжением до 250 В. В цепях с рабочим напря-
жением 380 220 В используют вентильные разрядники РВН-500
(рис. 119, в) с пробивным напряжением 2500- 3000 В, предназначен-
ные для работы в цепях с рабочим напряжением до 500 В.
Разрядники типа РВНН отличаются от разрядников типа РВНШ
тем. что вместо штепсельных они имеют ножевые контакты. Их можно
устанавливать на стандартную колодку (см. рис. 118, а) взамен раз-
рядников типа Р-350.
Искровые (защитные) разрядники типов ИР-0,2 и ИР-0,3 устанав
ливают на вводах цепей воздушных линий в здания станций, уси-
лительных пунктов, промежуточных пунктов избирательной связи и
т. п., а также на кабельных вставках в воздушные линии. Одним из
электродов такого разрядника (рис. 120) служит стальная пластина
157
1, а другим — стальной винт 2, установленный в другой пластине.
Обе пластины закреплены на стандартном держателе 3 разрядника
типа Р-350. Вращая винт, можно установить необходимый воздуш-
ный зазор между его острием и пластиной 1. У разрядников типов
ИР-0,2 и ИР-0,3 этот зазор соответственно равен 0,2 и 0,3 мм. Про-
бивное действующее напряжение разрядников 1,1—3,2 кВ. Разряд-
ники устанавливают в кабельных ящиках, шкафах, на вводных стой-
ках, а при установке на опорах воздушных линий — в специально
предназначенных для этого коробках.
Искровые разрядники типов ИР-7, ИР-10, ИР-15 и ИР-20 пред-
назначены для каскадной защиты устройств связи, и устанавливают
их на опорах воздушных линий при вводе цепей этих линий в здания
оконечных, усилительных и промежуточных пунктов. Их применяют
и для защиты сигнальных цепей автоблокировки в районах с интен-
сивной грозовой деятельностью.
Цифры в обозначении разрядников означают расстояние между
электродами в миллиметрах. В зависимости от этого расстояния про-
бивное напряжение искровых разрядников равно от 35 до 75 кВ.
Искровые разрядники крепят на крюках (рис. 121, а) или на тра-
версах (рис. 121, б), где вторым электродом служит штырь, соединен-
ный проводом с молниеотводом.
Мощные газонаполненные разрядники типов РБ-280 и РБ-350
используют для защиты от кратковременных опасных напряжений,
вызванных индуктивным влиянием высоковольтных линий и контакт-
ных сетей переменного тока. Их устанавливают в местах, определяе-
мых расчетом. Если же место их размещения совпадает с местом уста-
новки разрядников для защиты от грозовых разрядов, то последние
не ставятся. Их функции будут выполнять разрядники типа РБ.
Нелинейные выравниватели устанавливают вместо вентильных
разрядников типа РВН-250 или РВНШ-250. Нелинейные выравни-
ватели типов ВК-220, ВК-10 и ВС-90 (цифры указывают на номиналь-
ное напряжение) применяют для защиты рельсовых цепей от опасного
влияния, возникающего в результате косвенного воздействия грозо-
/ г
Рис 120 Искровые разрядники типов
ИР-0,2 и ИР-0,3
/Чиюалак
Рис. 121 Крепление искрового раз-
рядника
158
Рис. 122. Выравниватели:
а селеновый типа ВС-90; б керамический типа ВК-220
вых разрядов, асимметрии рельсовых цепей, прямых ударов молнии
в рельсы на электрифицированных участках; через них часто зазем-
ляют устройства на рельсы. Их изготавливают в виде дисков из полу-
проводникового керамического материала марки ЦТ (ВК-220, ВК-10)
или из селена (ВС-90), смонтированных на стандартных колодках
таких же, как и у разрядников типа РВН-250. При малых напряже-
ниях выравниватели имеют большое сопротивление, а при больших —
малое. Их включают параллельно защитному устройству.
Селеновый выравниватель типа ВС-90 (рис. 122, а) имеет селено-
вые элементы /, состоящие из алюминиевых пластин прямоугольной
формы размером 40 X 40 мм и толщиной 0,8 мм. На одну из поверх-
ностей пластин нанесен полупроводниковый слой на основе селена.
Элементы собраны на стяжной шпильке 2 с изоляционной втулкой 3
в два пакета, каждый состоящий из пяти пластин. Для охлаждения
пластин между ними проложены дистанционные шайбы 4 с контакт-
ными пружинами звездообразной формы. С помощью двух выводных
электродов 5 выравниватель укрепляют на стандартном двухштыр-
ном зажиме 6.
Керамические выравниватели типа ВК-220 (рис. 122, б) по конст-
рукции не отличаются от выравнивателей типа ВК-Ю. Выравниватели
имеют диск диаметром 50 мм и толщиной 5 мм, изготовленный из по-
лупроводникового керамического материала марки ЦО. Диск вы-
равнивателя типа ВК-220 обладает более высоким сопротивлением по
сравнению с диском выравнивателя типа ВК-10.
Диск 3 установлен между коленчатыми электродами 1,5 п закреп-
лен стяжным винтом 2, который изолирован от диска пластмассовыми
втулками 4. Торцовые поверхности диска металлизированы, а боко-
вая поверхность покрыта изолирующим слоем. Выравниватель раз-
мещают на стандартном двухштырном зажиме 6.
Селеновые и керамические выравниватели устойчиво работают
при температуре окружающего воздуха от 40 до f 60 С.
Плавкие предохранители включают в линейные цепи устройств
автоматики, телемеханики и связи. Они состоят из стеклянной труб-
159
ки с двумя латунными контактами—наконечниками конической или
ножевой формы. К наконечникам припаяны две пружинящие спи-
ральки или прямые металлические нити из стальной проволоки диа-
метром 0,4 мм. В середине трубочки обе нити спаяны друг с другом
припоем с температурой плавления около 100 С. При прохождении
через предохранитель тока, значение которого превышает номиналь-
ный ток предохранителя, припой расплавляется и пружинящие спи-
ральки силой упругости разрывают цепь.
§ 30.	Защита устройств автоматики, телемеханики и связи
от атмосферных перенапряжений
Кабельные вставки и линейные трансформаторы. Кабельные встав-
ки в воздушную высоковольтно-сигнальную линию СЦБ защищают от
атмосферных перенапряжений вентильными разрядниками FV типа
РВП независимо от ее длины по обоим концам стыка кабеля и линии
(рис. 123). Заземляемые выводы разрядников, муфту, броню и обо-
лочку кабеля на каждом конце соединяют друг с другом и присоеди-
няют к заземлению высокого напряжения.
При воздействии прямых или косвенных разрядов молнии и сраба-
тывании разрядников жила кабеля приобретает потенциал, равный
сумме падений напряжения на сопротивлении заземлителя и на нели-
нейном сопротивлении разрядника. Поскольку заземлитель присоеди-
нен также к оболочке и броне кабеля, разность потенциалов между
жилой и оболочкой кабеля будет равна остающемуся напряжению раз-
рядника (33—55 кВ), которое значительно ниже импульсной электри-
ческой прочности изоляции кабеля. Одновременно при срабатывании
разрядника жила соединяется с оболочкой кабеля, и они будут на-
ходиться почти под одинаковым потенциалом по отношению
к земле.
воздушная________	______Кабельная________	_________воздушная
линия	вставка	линия
Рис. 123. Схема защиты кабельной вставки в воздушную линию автоблоки-
ровки
160
При прямом ударе молнии ка-
бельная вставка длиной 100 м с
включенными с обоих концов раз-
рядниками снижает атмосферные
перенапряжения в 15—25 раз.
Линейные трансформаторы
типа ОМ, от которых питаются
перегонные и станционные сиг-
нальные установки, а также осве-
щаются служебные помещения,
защищают от атмосферных пере-
напряжений по трехточечной си-
стеме (рис. 124). Причиной
повреждения линейного трансфор-
матора ЛТ является не абсолют-
Рис. 124. схема трехточечной систе-
мы защиты линейного трансформа-
тора типа ОМ
ный потенциал, под котором он может находиться при грозовых
разрядах, а разность потенциалов, возникающая в данный момент
на отдельных его элементах, а именно: между первичной (точка /)
и вторичной (точка 3) обмотками трансформатора, а также между
одной из обмоток (точка 1 или 3) и металлическим корпусом (точ-
ка 2). Если на указанных элементах трансформатора ЛТ потен-
циал будет возрастать одновременно до одного и того же значе-
ния, то разность потенциалов между обмотками по отношению
друг к другу, а также между каждой обмоткой и металлическим
кожухом трансформатора будет равна нулю. При этом, несмотря
на высокий потенциал, трансформатор повреждаться не будет.
Основными элементами такой защиты являются разрядники типа
РВП, пробивной предохранитель F типа ПП/А-3 и заземлитель, с по-
мощью которого заземляют разрядники и кожух линейного трансфор-
матора.
Сущность трехточечной системы защиты заключается в следующем.
Волна атмосферного перенапряжения, набегающая с линии, вызывает
срабатывание разрядников FV типа РВП. В результате амплитуда
волны срезается до напряжения, равного импульсному разрядному
напряжению искровых промежутков разрядников (до 50 кВ в раз-
рядниках типа РВП-10), а токи молнии, обусловленные атмосферными
перенапряжениями, отводятся с провода в землю.
Вторичные силовые цепи напряжением 110/220 В защищают от
атмосферных перенапряжений низковольтными вентильными разряд-
никами типа РВНШ-250, установленными в релейных шкафах.
Для защиты трансформатора типа ОМ от опасных токов перегруз-
ки в силовую цепь напряжением 110/220 В включают (на зажимы ОХ)
низковольтные автоматические выключатели типа АВМ-1 с номиналь-
ным током, равным номинальному току трансформатора ОМ. Автома-
тические выключатели типа АВМ-1 устанавливают в кабельных ящи-
ках.
6 Зак. 2254
161
Схемы защиты приборов автоблокировки. При электротяге по-
стоянного тока на каждой перегонной сигнальной установке приборы
автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации защи-
щают от перенапряжений, возникающих в воздушных и линейных
цепях, низковольтных силовых цепях напряжением 110/220 В и рель-
совых цепях по схеме, представленной на рис. 125. Приборы, вклю-
ченные в воздушные линейные цепи, которые заканчиваются кабель-
ным вводом, защищают вентильными разрядниками FV типа
РВНШ-250 или РВН-250 с обоих концов кабельного ввода, за исклю-
чением цепей смены направления движения, где разрядники устанав-
ливают только на линейном конце кабельного ввода — в кабельном
ящике КЯ-
Приборы СЦБ, включенные в низковольтные силовые цепи напря-
жением 110/220 В, защищают вентильными разрядниками FV типа
РВНШ-250 или РВН-250, которые располагают в релейном шкафу
РШ, соединяя их заземляющие выводы со средней точкой дроссель-
трансформатора стальным круглым проводником диаметром не менее
10 мм. К средней точке дроссель-трансформатора ДТ подсоединяют
металлический корпус релейного шкафа. Для защиты от коррозии
блуждающими тяговыми токами мачты светофоров присоединяют
к средней точке ДТ с помощью искрового промежутка многократного
действия F типа ИПМ.
Рис. 125. Схема защиты сигнальной установки автоблокировки на участ-
ках дорог, электрифицированных на постоянном токе
162
ящик
,qx pgf~i
Кабельный
заземление
Низковольтное
ЗП
Рис 126. Схема защиты сигнальной установки автоблокировки на участ-
ках дорог с электротягой переменного тока
Для защиты от коммутационных перенапряжений, возникающих
на приборах автоблокировки, автоматической локомотивной и пере-
ездной сигнализации при коротких замыканиях контактной сети,
на питающих и приемных концах рельсовых цепей устанавливают
керамические выравниватели RU типа В К-220, которые включают
параллельно дополнительным обмоткам дроссель-трансформаторов ДТ.
При электротяге переменного тока приборы автоблокировки и
автоматической локомотивной сигнализации защищают от перена-
пряжений, возникающих в низковольтных силовых цепях напряже-
нием 110/220 Вив рельсовых цепях по схеме, показанной на рис. 126.
Низковольтные силовые цепи напряжением 110/220 В защищают с од-
ного конца кабельного ввода вентильными разрядниками FV типа
РВНШ-250 или РВН-250, которые устанавливают в релейном шкафу
РШ. Металлический корпус релейного шкафа и мачту светофора при-
соединяют к средней точке дроссель-трансформатора стальным круг-
лым проводником диаметром не менее 10 мм.
Путевые приборы защищают от коммутационных напряжений,
вызываемых короткими замыканиями контактной сети переменного
тока, селеновыми выравнивателями. На питающем конце рельсовой
цепи параллельно обмоткам изолирующих трансформаторов ИТ
6*	163
Рис. 127. Схема защиты сигнальных и путевых приборов автоблокировки на
участках дорог с автономной тягой
включают выравниватели RU2 типа ВС-220, а на приемном конце —
выравниватели типа ВС-90.
При автономной тяге (рис. 127) приборы автоблокировки, авто-
матической локомотивной сигнализации защищают с помощью вен-
тильных разрядников FV типа РВНШ-250 или РВН-250 и выравни-
вателей RU типа ВК-Ю. Все линейные цепи на этих участках долж-
ны быть защищены с обоих концов кабельного ввода с помощью вен-
тильных разрядников или газонаполненных разрядников Р-35 или
Р-350.
Вентильные разрядники, включаемые в низковольтные силовые
цепи напряжением 110/220 В, устанавливают в каждом релейном шка-
фу РШ. Для заземления разрядников используют медный проводник
с площадью поперечного сечения не менее 20 мм2, который присоеди-
няют к металлическому корпусу релейного шкафа. С помощью двух
выравнивателей RU типа ВК-Ю и бутлежного кабеля шкаф присоеди-
няют к рельсам, используемым в качестве заземлителя.
Для выравнивания и снижения потенциалов, возникающих на
токоведущих частях сигнальных и путевых приборов, металлические
корпуса релейных шкафов, мачты светофоров и рельсы соединяют
с низковольтным заземлением, находящимся у основания опоры вы-
соковольтной линии автоблокировки.
В качестве соединительных проводов используют соединенные
вместе металлическую оболочку и броню сигнального кабеля, проло-
женного между релейным шкафом РШ и высоковольтной линией ав-
тоблокировки. Если кабели без металлической оболочки, то это соеди-
164
нение выполняют стальным жгутом, свитым из трех стальных прово-
дов диаметром 5 мм и проложенным в земле на глубине 30—40 мм (это
соединение показано штриховой линией).
На участках с автономной тягой приборы, включенные в рельсо-
вые цепи, защищены выравнивателями RU типа ВК-10. Их включают
параллельно путевым приборам релейных и питающих концов рель-
совых цепей.
Устройства полуавтоматической блокировки. Аппаратуру полу-
автоматической блокировки защищают от атмосферных перенапряже-
ний, возникающих в линейных и сигнальных цепях, подвешиваемых
на объединенных линиях СЦБ и связи. В качестве основных средств
защиты служат вентильные разрядники FV типа РВНШ-250 и
РВН-250.
Защиту воздушных сигнальных и силовых цепей напряжением
110/220 В в служебных помещениях ДСП и на стрелочных постах вы-
полняют по схеме, изображенной на рис. 128. Если электроснабжение
стрелочного поста осуществляется из помещения ДСП по кабелю, то
разрядники в цепи напряжением 110/220 В не включают.
На входных и выходных сигнальных установках приборы полу-
автоматической блокировки, включенные в воздушные сигнальные
цепи и силовые цепи напряжением 110/220 В, защищают вентильными
разрядниками FV типов РВНШ-250 и РВН-250 и выравнивателями
RU типа ВК-Ю по такой же схеме.
Устройства диспетчерской централизации (ДЦ) и диспетчерского
контроля (ДК). Эти устройства подвержены атмосферным перенапря-
жениям, возникающим главным образом в воздушных кодовых цепях
и низковольтных силовых цепях напряжением 380/220 В.
Перенапряжения с линейных кодовых цепей переходят непосред-
ственно в тракты приема и передачи управляющих и известительных
сигналов, воздействуя на отдельные приборы этих трактов: линейные
Рис. 128. Схема защиты станционных сигнальных установок РПБ
165
трансформаторы, входные фильтры, усилители управляющих сигна-
лов и генераторы известительных сигналов. В тракте приема управ-
ляющих сигналов эти перенапряжения, усиливаясь, воздействуют
на полупроводниковые приборы линейного приемника. Кроме того,
атмосферные перенапряжения проникают в цепи питания постоян-
ного тока всех полупроводниковых приборов диспетчерской центра-
лизации.
Для ограничения атмосферных перенапряжений до безопасных
значений в устройствах ДЦ устраивают защиту на вводах линейных
кодовых цепей и низковольтных силовых цепей напряжением
380/220 В и непосредственно на полупроводниковых приборах. Если
на всем протяжении линейные кодовые цепи выполнены кабелем, то
защиты их не требуется.
Аппаратуру центрального поста ДЦ, включенную в линейные ко-
довые цепи, подвешенные на высоковольтной линии автоблокировки,
защищают низковольтными вентильными разрядниками FV1 типа
РВНШ-250 и FV2 типа ИР-7 (рис. 129). Разрядник типа Р-7 одновре-
менно служит для ограничения тока молнии.
Аппаратуру центрального поста ДЦ, включенную в силовые цепи
напряжением 380/220 В, защищают низковольтными вентильными
разрядниками типа РВН-500. Схемы защиты устройств диспетчерской
централизации систем «Нева» и «Луч» приводятся в технических ус-
ловиях на аппаратуру. Их выполняют на заводах при изготовлении
приборов ДЦ указанных систем. Аппаратуру диспетчерского контро-
ля, включенную в линейные кодовые цепи, подвешенные на высоко-
вольтной линии автоблокировки, на центральном посту защищают по
такой же схеме, а на сигнальных установках — так же, как и приборы
автоблокировки в линейных цепях.
Устройства электрической централизации. Защита этих устройств
также основана на выравнивании потенциалов между токоведущими
частями приборов и заземленного оборудования, на которое происхо-
дит разряд молнии.
На постах электрической централизации с центральными зависи-
мостями в силовые цепи напряжением 380/220 В в питающие фидеры
включают вентильные разрядники FV типа РВН-500 по схемам, ко-
торые приведены на рис. 130. Разрядники FV устанавливают на ли-
нейном вводе каждого питающего фидера, при этом зажимы для за-
земления разрядников присоединяют к общему контуру заземления
постового оборудования.
В служебных помещениях ДСП в силовые цепи напряжением
110/220 В и линейные цепи, если они выполнены на всем протяжении
не кабелем, включают вентильные разрядники FV типа РВНШ-250 по
схеме рис. 131. В качестве заземлителя разрядников используют об-
щий контур защитного заземления устройств СЦБ и связи.
На входных и перегонных сигнальных установках предусматри-
вают защиту от перенапряжений приборов, включенных в воздушные
J66
Центральный пост ДЦ
К каркасам
стативов
150-гоом
Рис. 129. Схема защиты аппаратуры центрального поста ДЦ, включенной
в линейные кодовые цепи, подвешенные на опорах ВЛ СЦБ
питания
питания
Рис. 130. Схема защиты силовой цепи на посту ЭЦ при одном (а) и при
двух (б) питающих фидерах
Помещение ДСП
Кабельный ящик
Низковольтное
заземление
ПСП
Т—* 1
FV2 FV2
FV2
ф_______ф К пульту управление
I Общий защитный контур за-
•X земления устройств СЦб и
связи
S
§ 15
Рис. 131. Схема защиты воздушных сигнальных и силовой цепей в помеще-
нии ДСП
167
линейные цепи, силовые цепи напряжением 110/220 Вив рельсовые
цепи.
На выходных и других станционных сигнальных установках, если
линейные сигнальные цепи каблированы на всем протяжении, раз-
рядники и выравниватели включают в силовые цепи напряжением
110/220 Вив рельсовые цепи.
§ 31.	Защита кабелей от коррозии
Коррозия. Разрушение, вызываемое физическим или электрохими-
ческим воздействием внешней среды, называют коррозией металли-
ческой оболочки и брони кабелей. В зависимости от характера этого
воздействия различают почвенную (электрохимическую), межкристал-
литную коррозию и электрокоррозию блуждающими токами.
Почвенная (электрохимическая) коррозия металлических покро-
вов (оболочки и брони) кабелей происходит в результате воздействия
на них органических и неорганических кислот, щелочей и солей, на-
ходящихся в почве.
Присутствующие в почве кислоты, щелочи и соли, растворенные
в почвенной влаге, являются электролитом. При соприкосновении
электролита с металлом (оболочкой или броней кабеля) на его поверх-
ности образуется множество микроскопических гальванических эле-
ментов. Электродами в этих элементах являются зерна металла, раз-
нородные по структуре, или металл и находящиеся в нем примеси.
Токи, протекающие в этих гальванических элементах, и вызывают
коррозию металла, аналогичную коррозии цинка в обычном гальва-
ническом элементе. Такие гальванические элементы могут образо-
ваться в результате контакта в электрической среде двух разнородных
металлов, например алюминиевой оболочки и брони кабеля.
Причиной почвенной коррозии может явиться неоднородный со-
став почвы вдоль оболочки кабеля или различная по длине кабеля
концентрация агрессивных веществ. В этом случае вдоль оболочки
кабеля также создается некоторая разность потенциалов, вызываю-
щая ток в оболочке и ее разрушение в месте выхода тока в почву.
Для свинцовой оболочки кабелей наиболее опасным является при-
сутствие в почве уксусной кислоты, извести, нитратов (азотнокислых
солей) и перегноя от органических веществ. Грунт с большим содер-
жанием известняка (мергельный), а также насыпные грунты с содер-
жанием в них каменноугольной смолы и доменных шлаков, представ-
ляющих собой сильные щелочи, также повреждают свинцовую обо-
лочку кабелей. Для стальной брони кабелей наиболее опасными яв-
ляются хлористые, серные и сернокислые соединения, находящиеся
в почве. Для алюминиевой оболочки кабелей коррозионно опасной
считается влажная почва любого состава.
168
Электрическая коррозия металлических покровов кабеля, возни-
кающая под действием токов, блуждающих в земле, по сравнению
с почвенной является более опасным видом коррозии. Рассмотрим при-
чины возникновения блуждающих токов.
Электровозы и электросекции на ряде дорог питаются постоянным
током, подаваемым от тяговых подстанций по контактной сети. Об-
ратным проводом, по которому ток возвращается на тяговую под-
станцию, являются рельсы. Вследствие того что рельсы представляют
для тока сопротивление, большая часть возвращающегося на подстан-
цию тока ответвляется в землю и протекает по земле. Этот ток и на-
зывают блуждающим.
В случае если параллельно рельсам проложен подземный кабель,
блуждающий ток будет стремиться пройти по металлической оболочке
и броне кабеля. У места нахождения электровоза ток будет входить
в оболочку и броню кабеля, а в районе тяговой подстанции — выхо-
дить из них. Те участки кабеля, на которых токи, блуждающие в зем-
ле, входят в оболочку и броню кабеля, называют катодными зонами,
так как оболочка и броня кабеля на этих участках имеют отрицатель-
ный потенциал по отношению к окружающей среде. Участки кабеля,
на которых блуждающие токи выходят из оболочки и брони кабеля
в землю, называют анодными зонами, так как на этих участках обо-
лочка и броня имеют положительный потенциал по отношению к зем-
ле. В месте выхода тока из оболочки и брони, т. е. в анодной зоне, бу-
дет происходить электролиз металла оболочки и стальной брони,
вызывающий их коррозию. Постоянный ток 1 А, выходящий из обо-
лочки и брони кабеля в землю, в течение года может разрушить около
35 кг свинца, 9 кг стали или 3 кг алюминия. Блуждающие токи, про-
текающие по оболочке кабеля, в особо неблагоприятных случаях мо-
гут достигать десятков ампер.
Кабель со свинцовой оболочкой, проложенный в земле, считается
защищенным от коррозии в том случае, если во всех точках потенциал
оболочки кабеля по отношению к земле отрицательный. Коррозия
алюминиевых оболочек кабелей, вызываемая постоянным блуждаю-
щим током, может происходить на анодных и на катодных участках.
Блуждающие токи на участках дорог, электрифицированных по
системе однофазного переменного тока, также протекают по оболочке
и броне проложенных вблизи кабелей. Однако эти токи имеют пере-
менный по знаку потенциал (по отношению к земле), изменяющийся
с периодичностью 100 раз в секунду, и вследствие этого практически
не оказывают коррозионного воздействия на свинцовую оболочку и
стальную броню кабелей.
Алюминиевые оболочки кабелей могут корродировать под воздей-
ствием блуждающих переменных токов. Поэтому в конструкции ка-
белей с алюминиевой оболочкой предусмотрена ее защита в виде
пластмассового шланга или нескольких слоев поливинилхлоридной
ленты. Эти покрытия надежно защищают алюминиевую оболочку от
169
почвенной коррозии и коррозии блуждающим постоянным или пере-
менным током. Эффективность покрытия имеет место только в том
случае, если в стыках строительных длин проложенного кабеля его
концы и соединительная или разветвительная муфта надежно изоли-
рованы от земли.
Межкристаллитная коррозия свинцовых оболочек кабеля возни-
кает вследствие его длительной вибрации, вызываемой движущимся
транспортом, если кабель проложен на железнодорожных или авто-
дорожных мостах или вблизи от железнодорожных или трамвайных
путей, и при длительной транспортировке кабеля, если барабаны с
кабелем недостаточно амортизированы. Знакопеременные нагрузки в
оболочке, возникающие при вибрации кабеля, приводят к усталости
материала оболочки и ее растрескиванию, происходящему преиму-
щественно по границам кристаллитов (зерен) свинца. В появившихся
мелких трещинах образуется окись свинца, что ускоряет коррозию.
Алюминиевые оболочки кабелей практически не подвержены меж-
кристаллитной коррозии.
Зашита кабелей от почвенной коррозии. Чтобы предохранить ка-
бель от почвенной коррозии, трассу кабелей следует выбирать так,
чтобы она не проходила в грунтах с большим содержанием извести,
в болотистых и топких местах. Необходимо обходить места скопле-
ния кислот и участки с насыпными грунтами, содержащими каменно-
угольные смолы и шлаки, места свалок мусора и промышленных отхо-
дов, а также района стока загрязненных промышленных вод. В тех
случаях, когда не представляется возможным избежать прокладки
кабеля в таких грунтах, для защиты металлических оболочек кабе-
лей применяют кабели с пластмассовыми изолирующими покрытиями
оболочки. Хорошую защиту от почвенной коррозии дает прокладка
кабелей на участках с агрессивными грунтами в асбестоцементных
трубах.
Для защиты кабелей от почвенной коррозии используют также
электрические методы защиты (катодные установки, протекторы).
Защита кабелей от коррозии блуждающими токами. Одним из ос-
новных мероприятий по защите кабелей от коррозии блуждающими
токами на дорогах, электрифицированных на постоянном токе, явля-
ется ограничение токов утечки из рельсовых нитей в землю. Для этого
повышают электрическую проводимость рельсовых нитей и переход-
ное сопротивление между рельсами и землей. Повышение электри-
ческой проводимости рельсовых нитей достигается установкой в месте
стыков отдельных звеньев рельсов приварных рельсовых соедините-
лей, которые делают из скрученных в жгут медных проволок общей
площадью поперечного сечения не менее 70 мм2. При этом сопротив-
ление стыка не должно превышать сопротивления сплошного рельса
длиной 3 м.
Увеличение переходного сопротивления между рельсами и землей
достигают применением шпал, пропитанных креозотом или другими
170
масляными антисептиками, не проводящими тока, щебеночного или
гравийного балласта и отводом воды с поверхности пути.
Сопротивление изоляции рельсовых нитей, уложенных на железо-
бетонных шпалах, должно быть не ниже, чем при деревянных шпалах.
Для этого между подошвой рельса и железобетонной шпалой устанав-
ливают резиновые прокладки, а болты, крепящие рельс к шпале,
изолируют от шпалы изоляционными втулками и шайбами. На стан-
циях и перегонах между подошвой рельса и балластом должен быть
зазор не менее 30 мм.
Правилами техники безопасности предусмотрено электрическое
соединение металлических и железобетонных опор контактной сети
с ходовыми рельсами. Если сопротивление заземления этих опор
меньше 20 Ом, то для уменьшения утечки токов из рельсов в землю
опоры на перегонах и станциях присоединяют к рельсам не непосред-
ственно, а через искровые промежутки (искровые разрядники). Кроме
того, рельсовые нити изолируют от ферм мостов и железобетонной
арматуры.
Другим мероприятием по защите кабелей от коррозии блуждаю-
щими токами является повышение переходного сопротивления между
кабелем и окружающим его грунтом, а также между кабелем и рель-
сами электрической железной дороги или трамвая. Для этого кабели
стараются по возможности прокладывать вдали от рельсов. В местах
пересечения кабелей с рельсами устраивают кабельную канализацию
из асбестоцементных труб. Наряду с применением дополнительных
изолирующих покрытий аналогично защите от почвенной коррозии
осуществляют прокладку кабелей в деревянных или железобетонных
желобах.
При прокладке кабелей по металлическим или железобетонным мо-
стам эти кабели тщательно изолируют, не допуская электрического
соединения металлических оболочек кабеля или стальных труб, в ко-
торых он проложен, с металлическими деталями мостов.
Повышение переходного сопротивления между кабелем и рельсами
достигается выполнением рекомендаций по прокладке и монтажу ка-
белей: об изоляции кабеля от корпусов релейных шкафов, изоляции
от муфты светофорного стакана и металлического основания свето-
форной мачты и т. п.
Электрические методы защиты. Наряду с перечисленными мето-
дами защиты широко применяют электрические методы защиты кабе-
лей от коррозии блуждающими токами, к которым относятся электри-
ческий дренаж, катодная защита, анодные электроды и электрическое
секционирование.
Электрический дренаж представляет собой устройство для отвода
блуждающих токов со свинцовой оболочки и брони кабеля, проложен-
ного в земле, в электрическую систему, которая создает эти токи.
Электрический дренаж присоединяют к кабелю в точке, где потен-
циал кабеля выше потенциала той части сети, куда отводятся блуж-
171
Рис. 132. Схемы электрического (а) и вентильного (б) дренажей
Кабель @
дающие токи, т. е. в анодной зоне. Если такое состояние потенциалов
остается постоянным, то применяют так называемый простой элект-
рический дренаж (рис. 132, а), который представляет собой провод,
изолированный от земли и соединяющий оболочку и броню защищае-
мого кабеля с тяговым рельсом или другой частью обратной сети.
Так как при наличии дренажа ток из оболочки и брони кабеля отво-
дится через дренажный провод, то электролиз (коррозия) в месте
выхода тока из оболочки кабеля отсутствует. Резистор R включают
в цепь дренажа для ограничения тока в этой цепи. Для этого же
служит и плавкий предохранитель FU. При перегорании предохра-
нителя реле Р, включенное параллельно предохранителю, замыка-
ет контакты и по сигнальной цепи передается сигнал о выключе-
нии дренажной установки. Подключив к зажимам 1-2 амперметр и
выключив рубильник, можно измерить ток, отводимый через дренаж.
Данная схема электрического дренажа очень проста и обладает
существенным недостатком, так как применима только в устойчи-
вых анодных зонах. Если в месте подключения дренажа, имеющего
двустороннюю проводимость, потенциал рельсов изменится и ста-
нет выше потенциала оболочки кабеля, то в дренаже появится об-
ратный ток, т. е. ток из рельсов в оболочку кабеля. Обратный ток,
протекающий по оболочке кабеля, будет уходить с оболочки кабе-
ля в землю в другом месте, т. е. образовывать анодную зону там.
где дренажа может не оказаться, и, следовательно, в этом месте
будет наблюдаться коррозия оболочки кабеля.
Поляризованный дренаж получил более широкое распростране-
ние для защиты кабелей от коррозии. Он обладает односторонней
проводимостью. Известен целый ряд конструкций поляризованных
дренажных установок с применением в схеме поляризованных реле
и вентилей.
В качестве примера рассмотрим наиболее простую схему поляри-
зованного дренажа с селеновым выпрямителем или германиевым дио-
дом (рис. 132, б), называемого вентильным дренажем. Из оболочки
кабеля ток может свободно идти к рельсам, а в том случае, когда по-
тенциал рельсов станет выше потенциала оболочки кабеля, тока в цепи
дренажа практически не будет, так как включенный в цепь вентиль V
172
представляет для токов обратного напряжения большое сопротив-
ление.
Катодную защиту предусматривают в местах с явно выраженными
анодными зонами на кабельных оболочках. Принцип действия этой
защиты заключается в том, что на участках, где наблюдается выход
блуждающих токов из оболочки кабеля, к последней подключают
отрицательный полюс какого-либо источника постоянного тока. Обыч-
но постоянный ток получают от выпрямителя (селенового или собран-
ного на германиевых диодах), получающего питание от сети перемен-
ного тока.
Схема катодной установки (рис. 133) состоит из выпрямителя В,
получающего питание от сети переменного тока напряжением
120/220 В через трансформатор Т. Отрицательный полюс выпрямителя
на стороне выпрямленного напряжения подключают в анодной зоне
к металлической оболочке и броне кабеля, а положительный полюс —
к специальному заземлителю (аноду), имеющему сопротивление рас-
текания порядка 1—5 Ом и устанавливаемому на расстоянии не менее
50 м от защищаемого кабеля. Ток от положительного полюса выпря-
мителя В течет по изолированному от земли проводу к заземлителю
и далее, растекаясь по земле, входит в оболочку кабеля и возвращается
по другому проводу к отрицательному полюсу выпрямителя. Регу-
лируя ток, получаемый от выпрямителя, при подключении к различ-
ным выводам трансформатора, можно добиться того, что потенциал
оболочки кабеля к земле станет отрицательным, и положительные по-
тенциалы, создаваемые блуждающими токами, будут скомпенсиро-
ваны. Иными словами, анодная зона на кабеле превратится в катодную
В зависимости от типа катодных установок их изготавливают с се-
леновыми и кремниевыми выпрямителями с выпрямленным током от
3 до 100 А и выпрямленным напряжением от 3 до 60 В.
Если положительный полюс катодной установки присоединяют
непосредственно к рельсам, то такое устройство называют усиленным
электрическим дренажом. Такой дренаж аналогично обычному поля-
ризованному дренажу отводит блуждающий ток в рельсы, усиливает
эффект защиты оболочки и брони кабеля с помощью компенсации на
них положительного потенциала
При погружении металла в электролит возникает разность потен-
циалов между металлом и электролитом, которую называют электро-
химическим потенциалом данного металла. Разные металлы обладают
различными положительными и отрицательными электрохимическими
потенциалами; например, свинец около —0,2 В, алюминий —0,53 В,
сталь 0,55 В, магний —2,3 В, литий —3,0 В и т. п. На этом свойстве
металлов основан метод защиты кабеля от электрической и почвенной
коррозии при помощи анодных электродов (протекторов). Этот метод
несколько сходен с катодной защитой, но менее совершенен. Он за-
ключается в том, что на расстоянии от 2 до 6 м от защищаемого участ-
ка кабеля в землю закапывают металлический электрод, имеющий бо-
173
лее низкий потенциал, чем потенциал защищаемой оболочки, и соеди-
няют его изолированным проводом с оболочкой кабеля. Здесь обра-
зуется гальванический элемент, в котором анодом является электрод,
катодом - защищаемый кабель, а электролитом — окружающая поч-
ва. Ток, протекая от анода к катоду, компенсирует положительные
потенциалы в оболочке кабеля, создаваемые блуждающими токами,
и защищает оболочку от коррозии.
Электрод (рис. 134) представляет собой цилиндр 1 из сплава маг-
ния, алюминия и цинка или из сплава магния и алюминия. В центр
цилиндра заплавляют контактный стержень 2 из стали диаметром
6 8 мм, к которому присоединяют провод 4, идущий к защищаемому
кабелю. Между электродом и грунтом помещают заполнитель (депо-
ляризатор) 3 из смеси глины, гипса и сернокислого магния или из
других подобных смесей. Основное назначение заполнителя —• это
деполяризация электрода для обеспечения его длительной работы.
Зона действия протектора невелика (не более нескольких десятков
метров), и поэтому их устанавливают вдоль трассы защищаемого ка-
беля на расстоянии 50—100 м друг от друга. Использование протек-
торной защиты дает положительные результаты только в тех случаях,
когда положительный потенциал металлических покровов кабеля не
превышает 0,3—0,4 В.
Электрическое секционирование металлических покровов кабеля
также защищает кабель от коррозии. Оно заключается в том, что
через определенные промежутки на кабеле устанавливают изолирую-
щие муфты и таким образом нарушают электрическое соединение бро-
ни и металлической оболочки соседних участков кабеля. На отдель-
ные изолированные друг от друга участки кабеля поступает меньше
блуждающих токов и вследствие этого снижается их коррозионное
воздействие. Однако следует иметь в виду, что изолирующие муфты
снижают коэффициент защитного действия металлических покровов
Рис. 134. Анодный электрод, установлен-
ный в грунте
Рис. 133. Схема катодной установки
174
кабеля от магнитного индуктивного влияния тяговых переменных
токов и токов линий электропередачи.
Обычно изолирующие муфты предусматривают в местах выхода
кабелей за пределы подземных сооружений метрополитена, на пере-
ходах трассы через реки и другие водные преграды, а также в местах
пересечения с рельсами электрифицированного транспорта.
Металлическое соединение оболочки и брони кабелей снижает
коррозию кабелей блуждающими токами. Его применяют в местах
установки оконечных, промежуточных и тройниковых муфт, а также
боксов. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее или в об-
щей канализации правилами по защите от коррозии блуждающими
токами рекомендуется выполнять металлическое соединение свин-
цовых оболочек и брони всех прокладываемых кабелей между собой
металлическими лентами или проводами. Такие соединения обычно
осуществляют во всех кабельных колодцах, в местах ответвления од-
ного или нескольких кабелей в другую траншею, в местах присоеди-
нения кабелей от катодных и дренажных установок, у места установки
контрольных измерительных пунктов, в стыках строительных длин
кабелей и т. п.
Защита от межкристаллитной коррозии. Такую защиту преду-
сматривают только для кабелей со свинцовой оболочкой. Если кабель
предназначен для прокладки на участках, подверженных сильной виб-
рации (например, на железнодорожных и автодорожных мостах), то
для повышения стойкости свинцовой оболочки к межкристаллитной
коррозии и вибронагрузкам при изготовлении кабельной оболочки
в свинец добавляют присадки других металлов (сурьму и др.). Кабель
прокладывают по мосту целым куском, так как в местах установки
соединительных муфт межкристаллитная коррозия проявляется силь-
нее. Для снижения вибрации кабеля его прокладывают в коробах,
наполненных песком, делают амортизационные прокладки из резины
и т. п.
Защита кабелей от коррозии любыми из перечисленных выше ме-
тодов дает эффект лишь в том случае, если во время эксплуатации ка-
беля проводят систематические наблюдения за распределением по-
тенциалов в металлических оболочках и за работой дренажных, ка-
тодных и других установок.
Контрольно-измерительные пункты. Для наблюдения за распре-
делением потенциалов в кабельной оболочке устраивают контрольно-
измерительные пункты. Если кабели проложены вдоль железных до-
рог, электрифицированных на постоянном токе, и ширина сближения
не превышает 100 м, то контрольные пункты на кабелях со свинцовой
оболочкой и броней с изолирующим покрытием из кабельной пряжи
оборудуют через 250- 500 м. На участках железных дорог с электри-
ческой тягой переменного тока и на неэлектрифицированных участках
в зависимости от агрессивности грунта контрольные пункты обору-
дуют на этих кабелях через 600 2200 м. На кабелях, имеющих поверх
175
Рис. 135. Контрольный пункт для измерения потенциала оболочки по отноше-
нию к земле и тока в оболочке
металлической оболочки защитный пластмассовый шланг, контроль-
ные пункты оборудуют реже.
Контрольно-измерительные пункты представляют собой железо-
бетонные столбики с внутренней продольной стальной трубой для
вывода проводов от металлических покровов подземного кабеля.
В верхней части столбика размещен щиток с двумя зажимами для под-
ключения проводов. Обычно изолированные проводники припаивают
к оболочке и броне кабеля в двух точках, отстоящих друг от друга на
расстоянии 1000 мм.
На рис. 135, а показан способ измерения потенциала на оболочке
и броне кабеля с помощью вспомогательного заземлителя. Иногда
заземлитель зарывают рядом с кабелем постоянно и тогда на конт-
рольно-измерительный пункт выводят третий провод от заземления.
Для измерения потенциалов используют вольтметры с внутренним соп-
ротивлением не менее 20 кОм на 1 В шкалы и с пределами измерений
1—0—1, 10—0—10, 20—0—20 и 50—0—50 В.
Наличие вывода двух проводов от оболочки кабеля позволяет,
пользуясь методом падения напряжения и зная сопротивление метал-
лических покровов кабеля длиной 1 м, измерять не только потенциал
оболочки по отношению к земле, но и блуждающий ток, протекающий
по оболочке, используя для
милливольтметр (рис. 135, б).
Потенциальные диаграммы. Для
оценки коррозионного воздейст-
вия блуждающих токов на метал-
лические покровы кабеля строят
потенциальные диаграммы (рис.
136). Для этого в каждом кон-
трольно-измерительном пункте из-
меряют потенциал оболочки кабе-
Рис. 136 Потенциальная диаграмма ЛЯ ПО отношению К земле.
176
В зонах наличия блуждающих токов электрических железных до-
рог измерения обычно проводят в течение 10—15 мин через каждые
10 с. При этом необходимо, чтобы за период измерений мимо конт-
рольного пункта прошло не менее чем по два поезда в разных направ-
лениях. После окончания измерений вычисляют среднее значение по-
ложительных и отрицательных потенциалов для каждого измерительно-
го пункта и по этим значениям строят потенциальную диаграмму.
На диаграмме цифрами отмечены номера контрольно-измеритель-
ных пунктов, расположенных на трассе кабеля. Вверх по оси ординат
отложены положительные потенциалы, измеренные на оболочке ка-
беля, а вниз — отрицательные. Как видно из диаграммы, участок обо-
лочки кабеля между пунктами 1—2 имеет отрицательный потенциал
(катодная зона), участок между пунктами 6—8 — положительный
(анодная зона), а остальные участки — знакопеременный потенциал.
Такая потенциальная диаграмма позволяет судить об опасности
коррозии и наметить меры защиты.
Глава IV
ОБОРУДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ УСТАНОВОК
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
§ 32.	Генераторы постоянного тока
Принцип работы. Работа генератора постоянного тока основана
на явлении электромагнитной индукции, заключающемся в том, что
в проводнике, который во время движения в магнитном поле пересе-
кает его силовые линии, наводится электродвижущая сила (э. д. с.).
Направление наведенной э. д. с. определяют по правилу правой руки.
Процесс преобразования механической энергии в электрическую
поясним на простейшей машине постоянного тока (рис. 137, а). На
поверхности стального якоря уложен виток изолированного провода
абвг. Концы витка присоединены к двум медным полукольцам (плас-
тинам ) 1 и 2, которые закреплены на валу якоря и изолированы друг
от друга. Пластины 1 и 2 образуют простейший коллектор машины.
На коллектор опираются неподвижные щетки А и Б, к которым под-
ключен приемник энергии сопротивлением г. От северного полюса
генератора N к южному полюсу 3 через воздушные зазоры и стальной
якорь замыкается постоянный магнитный поток Ф. При равномерном
вращении якоря стороны витка аб и вг пересекают магнитные силовые
линии, поэтому в них индуцируются э. д. с. et и е2, изменяющиеся по
синусоидальному закону. По такому же закону изменяется и полная
э. д. с. витка абвг: е = ег +- е2 ~ Ет sin со/.
Э.	д. с. становится максимальной, когда проводники аб и вг нахо-
дятся под серединами полюсов, и принимает нулевое значение, когда
эти же проводники попадают на нейтральную плоскость, где они не
пересекают магнитных силовых линий поля.
В двухполюсной машине одному обороту якоря в магнитном поле
соответствует полный цикл изменения э. д. с. (рис. 137, в). Причем
за первую половину оборота (когда э. д. с. имеет положительный знак)
щетка А касается первой пластины коллектора, а щетка Б — второй
пластины коллектора (см. рис. 137, а). За вторую половину оборота
(при отрицательном знаке э. д. с.) щетка А касается второй пластины
коллектора, а щетка Б — первой пластины коллектора (рис. 137, б).
Каждая щетка переключается с одной пластины на другую в момент
прохождения витка через нейтральную плоскость, когда э. д. с. витка
равна нулю.
178
Пользуясь правилом правой руки, легко установить, что за пер-
вую половину оборота якоря (см. рис. 137, а) э. д. с. направлена
от точки а к точке б, а э. д. с. е2 — от точки в к точке г. В контуре обе
э. д. с. направлены по часовой стрелке и создают ток i, направленный
от коллекторной пластины 1 через щетку А, приемник энергии г
к щетке Б и коллекторной пластине 2. Следовательно, щетка А, от
которой ток отводится во внешнюю цепь, имеет положительный по-
тенциал, а щетка Б, через которую ток поступает обратно в генера-
тор, — отрицательный. На рис. 137, б показано положение якоря
для момента времени /2 второй половины оборота якоря, когда э. д. с.
е имеет отрицательный знак. При этом ток i направлен от коллектор-
ной пластины 2 через щетку А, приемник энергии г, к щетке Б и кол-
лекторной пластине 1.
Полярность на щетках А, Б и направление тока i во внешней цепи
не меняются за обе половины оборота якоря генератора. Щетка А все
время имеет положительный потенциал, а щетка Б — отрицательный.
Это объясняется тем, что вместе с витком вращается коллектор, ка-
сающийся неподвижных щеток. С щеткой Б всегда соединен провод-
ник, находящийся под северным полюсом, э. д. с. которого направ-
лена от щетки. На рис. 137, в представлены графики выпрямленного
напряжения и и тока i рассмотренного генератора. Большое изменение
полученного тока (пульсация) не позволяет использовать его для
работы многих приемников.
Для уменьшения пульсации выпрямленного тока увеличивают
число витков обмотки якоря и число пластин коллектора. На коль-
цевой якорь (рис. 138, а) спиралью наложена обмотка, состоящая из
шести витков. Ее соединяют с коллектором, имеющим шесть коллек-
торных пластин. Первый виток обмотки якоря содержит проводники
1—1', второй — 2—2', а последний — шестой — 6—6'. Проводник
6' последнего витка соединяется с проводником 1 первого витка, по-
этому обмотка якоря замкнута. Проводники витков 1, 2, 3, ..., 6, рас-
Рис. 137. Простейший генератор постоянного тока и временные диаграм-
мы его работы
179
положенные на внешней цилиндрической поверхности кольцевого
якоря, пронизываются магнитным потоком Ф генератора. Они явля-
ются активной частью витков. При вращении якоря в них возникают
э. д. с. ег — ев. Направление э. д. с. и тока в якоре найдено по пра-
вилу правой руки. Проводники обмотки якоря 2', 3', .... 6', рас-
положенные на внутренней полости сердечника якоря, не пронизы-
ваются магнитным потоком полюсов. Поэтому в них, как и в боковых
частях витков, э. д. с. не возникают.
Из развернутой схемы рассматриваемой обмотки якоря (рис. 138, б)
видно, что обмотка якоря между щетками А и Б разбивается на две
параллельные ветви по три витка в каждой. Результирующая э. д. с.
между щетками равна сумме э. д. с., возникающих в витках одной
параллельной ветви, т. е. е ех + е2 + е3.
На рис. 138, в представлены кривые э. д. с. е1г е., и сдвинутые
по фазе относительно друг друга на 60°, и кривая результирующей
э. д. с. е с уменьшенной пульсацией. При достаточно большом числе
витков э. д. с. между щетками генератора и соответственно ток, про-
ходящий по внешнему участку цепи, будут практически постоянными.
Если в коллекторе имеется 40 пластин, то колебание полученного на-
пряжения от его среднего значения 0,16%. Машина постоянного тока
может работать не только в режиме генератора, но и в режиме элект-
родвигателя, преобразуя электрическую энергию в механическую.
Устройство машины постоянного тока. Она состоит из статора,
якоря, двух подшипниковых щитов и щеточного устройства (рис. 139).
Статор (рис. 140), являясь механическим остовом машины, создает
основное магнитное поле. Он состоит из станины 1 с ярмом 2, на ко-
тором укрепляют основные 5 и добавочные полюсы. Основной полюс
состоит из сердечника 3, изготовленного из листовой электротехни-
ческой стали, и катушки 4, выполненной медным изолированным про-
водом. Катушки всех основных полюсов соединены друг с другом
последовательно и образуют одну обмотку возбуждения. Ток обмотки
К приемникам энергии
Рис. 138. Кольцевой якорь генератора постоянного тока н кривые, построенные
для >. д. с. обмотки кольцевого якоря
180
О
1
2 3 4
5
6
Рис. 139. Машина постоянного тока:
I подшипниковый щит; 2 щеткодержатели с щетками; 3 —
якорь; 4 добавочные полюсы; 5 главные полюсы; 6 станина;
7 вал; 3 коллектор; 9 подшипник
Рис. 140. Статор машины по-
стоянного тока
возбуждения /в намагничивает сердечники полюсов, возбуждает в ма-
шине основной магнитный поток Ф, который проходит по сердечни-
кам основных полюсов, якорю, через воздушные зазоры и ярмо ста-
тора.
Для снижения сопротивления магнитной цепи станину машины
делают из литой стали, а сердечники полюсов и якоря — из листовой
электротехнической стали, имеющих высокую магнитную проницае-
мость. Отдельные листы изолируют друг от друга тонким слоем лака
или окиси, образующейся на поверхности стали при ее термической
обработке. Благодаря такому устройству уменьшаются вихревые
токи, возникающие в сердечниках при работе машины. Со стороны,
обращенной к якорю, сердечники основ-
ных полюсов имеют полюсные наконеч-
ники. За счет большего поперечного
сечения они обеспечивают нужное рас-
пределение магнитной индукции в воз-
душном зазоре, уменьшают полное со-
противление магнитной цепи.
Дополнительные полюсы устанавли-
вают по линиям раздела основных (глав-
ных) полюсов и состоят они из сердеч-
ника 5 и катушки 6. Сердечники до-
полнительных полюсов значительно уже
основных. Их изготовляют из сплош-
ной или листовой электротехнической
стали. Последовательно соединенные
181
Рис. 141. Якорь машины постоянного тока
катушки, закрепленные на полюсах, образуют обмотку дополнительных
полюсов. За счет дополнительных полюсов ослабляется воздействие
магнитного поля якоря на основное магнитное поле машины (ослаб-
ление реакции якоря) и уменьшается искрение под щетками.
Якорь машины постоянного тока (рис. 141) состоит из сердечника 1.
с обмоткой 5 и коллектора 6, которые крепят на общем стальном валу 3.
Для охлаждения якоря на валу машины устанавливают вентиля-
тор 4. У барабанных якорей обмотки расположены только на внешней
поверхности сердечника. При такой конструкции каждый виток об-
мотки якоря имеет две активные стороны вместо одной в кольцевом
якоре.
Сердечник барабанного якоря является участком магнитной цепи.
Его выполняют из штампованных листов электротехнической стали 7.
Отдельные листы собирают на направляющей шпонке вала и спрес-
совывают с помощью нажимных шайб. На поверхности такого сердеч-
ника образуются пазы, в которых размещают обмотку из медного изо-
лированного провода. Для крепления обмотки якоря применяют дере-
вянные или текстолитовые клинья или бандажи из стальных прово-
лок 2. Обмотку якоря электрически соединяют с коллектором 6.
Коллектор служит для выпрямления переменной э. д. с. обмотки
якоря. В машинах постоянного тока небольшой мощности применяют
коллектор на пластмассе (рис. 142). Он со-
стоит из коллекторных пластин 2 и микани-
товых изоляционных прокладок, которые
-3 скрепляются пластмассой <3, запрессованной
между ними и центральной стальной цилинд-
4 рической втулкой 5. Для увеличения меха-
нической прочности коллектора пластмассу
армируют стальными кольцами 4, которые
опираются на выступающие части микани-
товых изоляционных прокладок /.
Щеточное устройство соединяет якорь ма-
шины с внешней цепью. Оно состоит из ще-
,а точной траверсы, нескольких щеткодержате-
лей и щеток. Щеточную траверсу крепят к
Рис.
142. Коллектор
пластмассе
182
одному из подшипниковых щитов.
На траверсе устанавливают щеточ-
ные пальцы, изолированные друг
от друга и корпуса машины. На
каждом пальце хомутиком 2
(рис. 143) крепят щеткодержатель.
Щетка 3 прижимается к коллекто-
ру пружиной 1. Применяют уголь-
ные, графитовые и медно-графи-
товые или бронзографитовые щет-
Рис. 143. Щеткодержатель с щеткой
ки, имеющие различное сечение в
зависимости от тока. Все щеткодержатели одного знака соединяют
между собой сборными шинами, а последние подсоединяют к ко-
робке выводов.
Зажимы обмоток обозначают:	и Я2 — обмотка якоря; Ш1 и
Щ2 — параллельная (шунтовая) обмотка возбуждения; С1 и С2 —
последовательная (сериесная) обмотка возбуждения; Д1 и Д2 — об-
мотка добавочных полюсов.
Обмотки якоря. Существует несколько типов обмоток якоря ма-
шин постоянного тока. Основными из них являются петлевая (парал-
лельная) и волновая (последовательная). Любая обмотка состоит из
секций, уложенных в пазах якоря по определенному правилу.
Секцией называют часть обмотки якоря, расположенную между
двумя коллекторными пластинами, следующими одна за другой при
обходе обмотки. Секция может состоять из нескольких витков
(рис. 144, а).
Все стороны секции обмотки барабанного якоря размещаются на
его внешней поверхности (рис. 144, б), пронизываемой магнитным по-
током полюсов. На заводе секции необходимой формы изготовляют
по специальным шаблонам, изолируют их и укладывают готовыми
в пазы якоря машины. Важно правильно выбрать ширину секции
Каждый виток секции следует конструировать так, чтобы э. д. с.,
индуцируемые в его активных сторонах, всегда действовали согласо-
Рнс. 144. Трехвитковая секция обмотки якоря (а) и располо-
жение сторон секций обмотки барабанного якоря (б)
183
Коллектор
Рис. 145. Одновитковая секция обмотки якоря (а) и принципиальные схе-
мы петлевой (б) и волновой (в) обмоток
ванно, г. е. складывались. Это увеличивает результирующую э. д. с.
каждой секции и всей обмотки якоря. Для выполнения этого условия
ширина секции должна быть равна полюсному делению т, т. е. рас-
стоянию (по окружности якоря) между серединами соседних глав-
ных полюсов (рис. 145, а). Активная сторона аб этой секции находится
под серединой полюса N, а активная сторона вг под серединой по-
люса S По правилу правой руки определим направление э. д. с. г,
и е2, действующих в контуре витка согласованно. При движении рас-
сматриваемой секции э. д. с. ?| и е2 одновременно уменьшаются и
становятся равными нулю, когда стороны аб и вг попадают на нейтраль-
ную плоскость, а затем изменяют направление, когда сторона аб по-
падает в зону южного полюса, а сторона вг — в зону северного.
Любые обмотки якоря выполняют так, чтобы секции с одинаково
направленными э. д. с. соединялись последовательно. Начальные сто-
роны таких секций должны быть расположены под полюсами одной
полярности В петлевой обмотке (рис. 145, б) начальные стороны по-
следовательно соединенных секций находятся под одним полюсом, а
в волновой обмотке (рис 145, в) - под разными полюсами, но той
же полярности.
Различают следующие шаги обмотки, определяющие порядок рас-
положения и соединения ее секций:
у, - первичный шаг — расстояние между начальной н конечной сторонами
секции;
у2 вторичный шаг - расстояние между конечной стороной одной секции и
начальной стороной следующей секции.
у - результирующий шаг — расстояние между начальными сторонами секций,
следующих друг за другом;
ук шаг по коллектору, равный числу изоляционных прокладок межд\ коллек-
торными пластинами, к которым присоединена секция.
В петлевой обмотке первичный шаг делается в одну сторону, а
вторичный в другую; результирующий шаг у ул * у2
184
В волновой обмотке первичный и вторичный шаги направлены
в одну сторону, а результирующий шаг у = yl + t/2- Шаг п0 кОЛ’
лектору в обоих обмотках ук = у.
Обмотки якоря между разноименными щетками машины разби-
вают на параллельные ветви. В простой петлевой обмотке число па-
раллельных ветвей равно числу полюсов, поэтому ее называют па-
раллельной. Независимо от числа полюсов волновая обмотка содер-
жит только две параллельные ветви. При этом возрастает число сек-
ций, соединенных в каждой ветви последовательно. Поэтому волно-
вую обмотку называют последовательной.
Э. д. с. машины постоянного тока
Е = СФп,
где С — постоянный коэффициент для данной машины;
Ф — магнитный поток полюсов;
п — частота вращения вала первичного двигателя.
В замкнутом контуре обмотки якоря э. д. с. одной параллельной
ветви уравновешиваются э. д. с. другой параллельной ветви. Сле-
довательно, при отключенной нагрузке по обмотке якоря ток не про-
ходит. При подключении нагрузки ток во внешней цепи равен сумме
токов отдельных ветвей, а напряжение на зажимах машины — на-
пряжению одной параллельной ветви.
§ 33.	Реакция якоря и коммутация тока
Реакция якоря. При нагрузке генератора в обмотке якоря появ-
ляется ток, в результате чего сердечник якоря намагничивается и
становится источником дополнительного магнитного потока — пото-
ка якоря Фя. Поток якоря накладывается на поток основных полю-
сов Ф, в результате чего изменяется результирующее поле и появля-
ется ряд нежелательных явлений, ухудшающих работу электрической
машины.
Влияние магнитного потока якоря на поток основных полюсов
при нагрузке называют реакцией якоря. Для уяснения действия
реакции якоря воспользуемся методом наложения. На рис. 146, а
изображено магнитное поле в генераторе при отключенной нагрузке,
когда по обмотке якоря ток не проходит. Перпендикулярно потоку
основных полюсов через ось якоря проходит геометрическая нейтраль
ГН, на которой установлены щетки. Направление магнитных линий
поля якоря (рис. 146, б) легко определить по правилу буравчика. При
указанном направлении вращения якоря токи в активных проводах
обмотки, расположенных выше нейтрали ГН, направлены за плос-
кость чертежа, а ниже нейтрали — в противоположную сторону. Ось
магнитного поля якоря перпендикулярна оси поля основных полю-
185
Рис. 146. Магнитные поля полюсов (а), якоря
нитное поле (в)
(6) и результирующее маг-
сов. На рис. 146, в представлена картина совмещенного поля, когда
ток имеется в обмотках возбуждения и якоря.
Поясним распределение магнитной индукции результирующего по-
ля под полюсными наконечниками. В данном случае область под набе-
гающими краями полюсов (см. рис. 146, а и б) расположена под левым
краем северного и правым краем южного полюсных наконечников.
Магнитные линии основных полюсов и якоря направлены в разные
стороны, поэтому здесь ослабляется результирующее поле, т. е.
снижается магнитная индукция. В противоположной части, т. е.
под сбегающими краями полюсных наконечников, магнитные линии
основных полюсов и якоря имеют одинаковое направление, поэтому
магнитная индукция поля в этой области увеличивается.
Таким образом, магнитная индукция результирующего поля ока-
зывается перераспределенной, а ось результирующего потока — по-
вернутой относительно оси полюсов у — у на угол р (рис. 146, в).
На этот же угол повернется и нейтральная плоскость, которую в дан-
ном случае называют физической нейтралью ФН. В результате между
щетками и вращающимся коллектором усиливается искрение, нагре-
ваются и преждевременно выходят из строя щетки. Под действием
реакции якоря не только меняется направление результирующего
магнитного потока, но и снижается его значение. Под набегающими
краями полюсов магнитный поток Ф основных полюсов уменьшается
полем якоря на АФХ, а под сбегающими краями полюсов этот же по-
ток увеличивается на АФ2. Так как магнитная цепь машины доста-
точно насыщена, то сбегающие края полюсов подмагничиваются не-
значительно и ЛФ2<АФ1. Поэтому результирующий магнитный
ПОТОК Фрез Ф — АФ, f- АФ2 С Ф.
Уменьшение магнитного потока снижает э. д. с. и напряжение
генераторов постоянного тока, ухудшает работу подключенных к ним
приемников энергии. Для уменьшения размагничивающего действия
186
якоря на нейтральной плоскости устанавливают дополнительные по-
люсы. Дополнительные полюсы (рис. 147) создают поток Фдп, равный
потоку якоря Фя и направленный навстречу ему. При этих условиях
потоки Фдп и Фя уравновешивают друг друга и в машине действует
только магнитный поток Ф основных полюсов. Магнитный поток
якоря зависит от тока якоря, равного току нагрузки /. С увеличением
нагрузки (т. е. с уменьшением сопротивления г) поток якоря Фя уве-
личивается, а с уменьшением нагрузки — уменьшается. Таким же
образом должен изменяться и поток дополнительных полюсов Фдп.
Такая автоматическая компенсация потоков Фя и Фдп осуществляется
благодаря последовательному соединению обмотки дополнительных
полюсов и обмотки якоря, а также тщательному расчету магнитной
цепи машины.
В двигателях постоянного тока в результате реакции якоря ре-
зультирующий магнитный поток и физическая нейтраль смещаются
в направлении, противоположном вращению якоря. Поэтому при том
же направлении вращения якоря дополнительные полюсы двигателя
должны иметь полярность, противоположную полярности допол-
нительных полюсов генератора.
Внутреннее сопротивление генератора складывается из сопротив-
ления обмотки якоря и обмотки дополнительных полюсов. Чтобы
снизить внутреннее падение напряжения, необходимо снизить внут-
реннее сопротивление генератора. Поэтому обмотки якоря и допол-
нительных полюсов имеют малое сопротивление.
Коммутация тока. Во время вращения якоря каждая секция его
обмотки включается то в одну, то в другую параллельную ветвь. Та-
кое переключение происходит, когда стороны секции находятся на
нейтрали машины. Совокупность всех явлений, имеющих место при
переключении секции из одной параллельной ветви обмотки в другую,
называют коммутацией, а время, в течение которого происходит
этот процесс, — периодом коммутации.
До коммутации первой секции (рис. 148, а) щетка Щ касается
пластины / коллектора К. Ток I, поступающий из внешней цепи, прой-
дя щетку и коллекторную пластину /,
разветвляется: одна половина идет в верхнюю ветвь обмотки (по секциям /, III и др.), а другая — в нижнюю ветвь обмотки (по секции II и др.). После окончания процесса коммутации секции / (рис. 148, в) щетка Щ касается вто- рой пластины коллектора /С Ток / по-прежнему делится на две равные части. Однако в секции /, которая пе- реключалась в нижнюю параллельную ветвь, ток / 2 изменил направление, г. е. стал направлен по часовой стрел-	Ад— 7] п - т * □ И -AfVIVT/ S 53 -—I Рис. 147. Дополнительные по- люсы генератора
187
к
Набегаю'-.1	Сбегающий
ищи край	кран, щетки
щетки щ £
Рис. 148. Положения секции до коммутации (а), в середине периода коммута-
ции (б) и после коммутации (а)
ке. Следовательно, за время, равное периоду коммутации, ток в
секции изменяется с 7/2 до —//2. На рис. 148, б показано поло-
жение щетки Щ в середине периода коммутации. Изоляционная
прослойка между коллекторными пластинами / и 2 находится посере-
дине щетки, ток внешней цепи / делится между параллельными вет-
вями обмотки поровну, секция / замкнута щеткой Щ накоротко.
Изменение тока в короткозамкнутой секции от 7/2 до —1/2 при-
водит к появлению в ней э. д. с. самоиндукции ер, называемой в дан-
ном случае реактивной э. д. с. Согласно правилу Ленца направление
реактивной э. д. с. совпадает с направлением тока 7'2 в рассматри-
ваемой секции / до начала коммутации. Под действием реактивной
э. д. с. е;, в короткозамкнутой секции возникает добавочный ток /к,
который складывается с основным током под сбегающим краем щеток
и вычитается — под набегающим. Это приводит к соответствующему
изменению плотности тока под щеткой.
Увеличенная плотность тока под сбегающим краем щетки вызы-
вает его перегрев и искрение, что может привести к порче коллектора,
щеток и машины в целом. Особенно опасен круговой огонь по коллек-
тору, т. е. мощная электрическая дуга между разноименными щетками,
возникающая при большой реактивной э. д. с. ер. Для того чтобы
улучшить коммутацию тока, нужно устранить или ограничить доба-
вочный ток коммутации 1К ~ ер гк, где гк -- сопротивление цепи,
по которой протекает ток /к. В этом случае ток / будет проходить рав-
номерно по всей поверхности щетки и искрение на коллекторе прекра-
тится.
Используют следующие способы, улучшающие коммутацию. Щет-
ки сдвигают с нейтрали так, чтобы э. д. с. ек, возникающая в коротко-
замкнутой секции от внешнего поля, была равна э. д. с. ер, но направ-
лена ей навстречу. Тогда /к (ер — ек).гк - 0. Для этого в генера-
торах щетки следует сдвигать за геометрическую нейтраль по направ-
188
лению вращения якоря, а в двигателях — против вращения якоря.
Этот способ можно применять только при постоянной нагрузке, когда
физическая нейтраль занимает определенное положение.
В машинах устанавливают дополнительные полюсы, которые, как
и щетки, располагают по линии геометрической нейтрали. Магнитное
поле добавочных полюсов не только компенсирует поле якоря, но и
наводит э. д. с. ек в короткозамкнутой секции обмотки якоря. Бла-
годаря последовательному соединению обмотки якоря и обмотки до-
полнительных полюсов увеличение нагрузки приводит к автоматиче-
скому увеличению э. д. с. ер и ек, компенсирующих одна другую. Все
машины постоянного тока снабжают дополнительными полюсами.
§ 34.	Типы генераторов и их характеристики
Для создания в генераторах магнитного поля служат электромаг-
ниты, которые возбуждаются током постороннего источника или током
той же машины. В первом случае машину называют генератором с не-
зависимым возбуждением, а во втором — с самовозбуждением.
В зависимости от способа включения обмотки возбуждения генерато-
ры с самовозбуждением делят на генераторы параллельного и сме-
шанного возбуждения.
Генератор независимого возбужденияа (рис. 149). Обмотка воз-
буждения ОВ, регулировочный реостат R и амперметр РА подключают
к аккумуляторной батарее GB или другому внешнему источнику по-
стоянного тока. К обмотке якоря Д подсоединены приемник энергии
г, а также амперметр РА1 и вольтметр PV, контролирующие ток И
напряжение в цепи.
Перед пуском генератора отключают приемники электроэнергии
и полностью включают сопротивление регулировочного реостата R.
Включив первичный двигатель, устанавливают номинальную частоту
его вращения и медленно уменьшают сопротивление регулировочного
реостата R до тех пор, пока вольтметр PV не покажет номинального
напряжения. После этого постепенно включают нагрузку, одновре-
менно уменьшая сопротивление регулировочного реостата R, чтобы
сохранить номинальное напряжение, так как по мере загрузки гене-
ратора оно несколько уменьшается. Во время работы генератора сле-
дует следить за тем, чтобы
ток нагрузки не превышал
номинального значения. Ге-
нератор выключают в после-
довательности, обратной его
запуску.
При эксплуатации необ-
ходимо знать основные ха-
рактеристики генератора.
Я £—I
Рис. 149. Схема генератора независимого
возбуждения
189
Рис. 150. Характеристики генератора независимого возбуж-
дения
Характеристика холостого хода (рис. 150, а) выражает зависи-
мость э. д. с. генератора Е от тока в обмотке возбуждения /в при по-
стоянной частоте вращения генератора и выключенной нагрузке,
т. е. E f (/в) при п const и /	0.
При разомкнутой цепи возбуждения (/в ~ 0) в обмотке якоря
индуцируется небольшая э. д. с. Еост порядка 10—15 В, обуслов-
ленная остаточным магнетизмом сердечников полюсов машины. С воз-
растанием тока возбуждения будут увеличиваться магнитное поле и
э. д. с. генератора, пока не произойдет насыщения сердечников полю-
сов машины. При уменьшении тока возбуждения магнитное поле и
э. д.с. генератора будут уменьшаться по кривой, лежащей несколько
выше восходящей, за счет гистерезиса. Таким образом, характери-
стика холостого хода зависит от магнитных качеств машины. Обычно
точка А, соответствующая номинальной э. д. с. Е„, находится на пе-
регибе кривой. Если бы она была на прямолинейном участке характе-
ристики, напряжение генератора сильно изменялось бы с изменением
нагрузки, а работа в области насыщения полюсов, где э д. с. мало
зависит от тока возбуждения, ограничивала бы возможность регу-
лирования напряжения.
Внешняя характеристика (рис. 150, б) выражает зависимость на-
пряжения генератора U от тока нагрузки I при постоянной частоте
вращения якоря и неизменном сопротивлении цепи возбуждения,
т. е. U f (/) при п const и rB const. Для снятия внешней ха-
рактеристики следует установить номинальную частоту вращения
первичного двигателя и номинальное напряжение при номинальном
токе в цепи якоря. После этого уменьшают ток нагрузки до нуля,
оставляя постоянными частоту вращения и сопротивление цепи воз-
буждения. При уменьшении нагрузки генератора снижается падение
напряжения на якоре ия 1ягя и соответственно растет напряже-
ние генератора U Е 1ягя до значения U Uo. По внешней ха-
рактеристике определяют напряжение генератора при различных на-
грузках. Изменение напряжения AL' [(UQ ия)>ия\  100% для
генераторов независимого возбуждения 5 10%.
190
Регулировочную характеристику /в - f (/) при п const и U
= const (рис. 150, в) снимают так же, как и внешнюю, но при этом
напряжение генератора поддерживают постоянным. Для этого сле-
дует уменьшать ток возбуждения /в при уменьшении нагрузки и
увеличивать его с увеличением последней. Регулировочная характе-
ристика показывает, каким должен быть ток возбуждения при раз-
личных нагрузках генератора, чтобы его напряжение осталось неиз-
менным.
Генератор параллельного возбуждения (рис. 151). Схема генера-
тора параллельного возбуждения отличается от схемы генератора не-
зависимого возбуждения тем, что цепь возбуждения подключена не
к батарее аккумуляторов, а к зажимам якоря. В обмотку возбуждения
ОВ, имеющую значительное сопротивление, ответвляется небольшая
часть общего тока (1—3% номинального значения). При пуске гене-
ратора без нагрузки витки обмотки якоря сначала пересекают сило-
вые линии остаточного магнитного поля полюсов машины. Вследствие
этого в обмотке якоря возбуждается небольшая э. д. с. (10—15 В),
образующая слабый ток в обмотке возбуждения. Этот ток усиливает
магнитное поле полюсов, т. е. число пересекаемых силовых линий.
Таким образом, до определенного значения увеличивается сначала
э. д. с. машины, а затем и ток возбуждения.
Самовозбуждение машины может происходить в случае, если маг-
нитный поток, созданный током возбуждения, совпадает с потоком
остаточного магнетизма. Если генератор не самовозбуждается, сле-
дует остановить первичный двигатель и, переключив выводы обмотки
возбуждения генератора, изменить направление тока возбуждения.
При потере остаточного магнетизма обмотку возбуждения следует
кратковременно подключить к постороннему источнику постоянного
тока.
Характеристики генератора параллельного возбуждения снимают
так же, как и генератора независимого возбуждения (рис. 152). С уве-
личением тока нагрузки / напряжение U генератора параллельного
возбуждения снижается больше, чем генератора независимого воз-
буждения. Это объясняется тем, что ток возбуждения генератора па-
Рис. 151. Схема генератора параллельного
возбуждения
Рис. 152. Внешние характери
стики генератора параллель-
ного 1 и независимого 2 воз-
буждения
191
Рис. 153. Схема генератора смешанного возбуждения (а) и его внешняя
характеристика (б)
раллельного возбуждения /в = U/rB уменьшается при увеличении
нагрузки пропорционально напряжению U, тогда как у генератора
независимого возбуждения /в = const.
Если увеличивать нагрузку на генератор независимого возбуж-
дения, то его ток будет непрерывно расти и при коротком замыкании
(г 0; U = 0) достигнет очень большого значения.
В генераторе параллельного возбуждения ток нагрузки / = U/r
будет увеличиваться только до критического значения /кр =
— (2-4-2,5)/н. Когда машина выйдет из режима магнитного насыще-
ния, ее напряжение U будет снижаться быстрее, чем сопротивление
нагрузки г, и ток / начнет уменьшаться.
При коротком замыкании напряжение U и ток возбуждения /в =
- - U/rB будут равны нулю. Поэтому в обмотке якоря наведется не-
значительная э. д. с. Ёост только за счет остаточного магнетизма и
ток короткого замыкания /кз — Еост/гя будет меньше номинального
тока.
Генераторы параллельного возбуждения получили широкое рас-
пространение, так как они не требуют специального источника по-
стоянного тока для питания обмотки возбуждения.
Генератор смешанного возбуждения (рис. 153, а). Для правиль-
ной работы генератора токи в главной параллельной OBUI и допол-
нительной последовательной ОВС обмотках возбуждения должны
иметь одинаковое направление. Чтобы снизить потерю напряжения
в последовательной обмотке возбуждения, ее изготовляют из неболь-
шого числа витков провода с большим поперечным сечением. В отли-
чие от других генераторов постоянного тока напряжение генератора
смешанного возбуждения при изменении тока нагрузки от нуля до
номинального значения остается почти без изменения (рис. 153, б).
Это объясняется тем, что с увеличением нагрузки увеличиваются ток
якоря, магнитный поток последовательной обмотки возбуждения и
э. д. с. генератора Е — СФп. В результате автоматически будет ском-
пенсировано влияние внутреннего падения напряжения на значение
внешнего напряжения генератора.
192
§ 35.	Общие сведения о двигателях постоянного тока
Принцип действия. Рассмотрим работу машины постоянного тока
в режиме двигателя. Действие двигателя основано на явлении взаи-
модействия проводника, по которому течет ток, с магнитным полем.
Подключим обмотки якоря и возбуждения машины постоянного тока
к сети с постоянным напряжением U (рис. 154, а). В этих обмотках
появятся токи /я и /в, причем ток возбуждения создаст магнитный
поток Ф. Проводники обмотки якоря с током /я будут взаимодейство-
вать с магнитным потоком Ф. В результате этого появятся электро-
магнитные силы F, создающие вращающий момент М, и якорь начнет
вращаться. Направление сил F определяют по правилу левой руки.
Электромагнитный момент М прямо пропорционален току /я об-
мотки якоря и магнитному потоку Ф полюсов, т. е’ М =- СМ/ЯФ,
где Сы — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции ма-
шины.
Электрическая машина постоянного тока может быть использована
как генератор или двигатель в зависимости от того, какую энергию
(механическую или электрическую) к ней подводят. При вращении
якоря двигателя в его обмотке индуцируется э. д. с. Е = СФп. Поль-
зуясь правилом правой руки, легко установить, что э. д. с. в обмотке
якоря двигателя направлена навстречу току, а следовательно, на-
встречу напряжению источника U. Поэтому ток в обмотке якоря
/я (U — Е)/гя, где гя — сопротивление обмотки якоря.
При постоянной нагрузке тормозной момент на валу уравновеши-
вается вращающим моментом и двигатель имеет постоянную частоту
вращения. С увеличением нагрузки, т. е. тормозного момента, частота
вращения двигателя начнет падать. В результате этого будет снижаться
лротиво-э. д. с. Е и увеличиваться ток в обмотке якоря до тех пор,
пока вращающий момент не станет равным тормозному. После этого
до нового изменения нагрузки установится равномерное движение
якоря двигателя.
Рис. 154. Электродвигатель постоянного тока (а) и схема его
включения (б)
7 Зак. 2254
193
Рис. 155. Направление вращения электродвигателя
Пуск в ход и направление вращения двигателя. В момент пуска
якорь двигателя находится в покое и противо-э. д. с. в нем не возни-
кает. В результате этого по обмотке якоря течет ток /я =- 1Лгя, ко-
торый в 10—15 раз больше номинального тока двигателя. Такой боль-
шой ток может повредить двигатель и резко снизить напряжение пи-
тающей сети. Поэтому пусковой ток двигателя снижают. Для умень-
шения пускового тока последовательно с обмоткой якоря включают
пусковой реостат (рис. 154, б). Если сопротивление этого реостата
максимально, то пусковой ток /я = С7(гя + R) ограничивается до
значения, равного (1,5~2)/н (номинального тока двигателя). По
мере нарастания частоты вращения сопротивление пускового реоста-
та постепенно уменьшают и доводят до нуля, когда двигатель разовьет
полную скорость (противо-э. д. с. будет максимальной).
Пусковые реостаты рассчитаны на кратковременное включение.
Направление вращения якоря двигателя определяют по правилу ле-
вой руки. Допустим, что якорь вращается против часовой стрелки
(рис. 155, а). Если изменить направление тока в обмотке якоря
(рис. 155, б) или обмотке возбуждения (рис. 155, в), то направление
вращения двигателя изменится на противоположное. При одновре-
менном изменении направления тока в обмотке якоря и обмотке воз-
буждения (рис. 155, г) направление вращения двигателя останется
прежним.
При синусоидальном напряжении
на зажимах коллекторного дви-
гателя смена полярности
Рис. 156. Схемы включения
регулировочного реостата
приведет к одновременному изменению на-
правления тока в обмотке возбуждения и
обмотке якоря. Поэтому за оба полуперио-
да вращающий момент двигателя будет на-
правлен в одну сторону. Таким образом,
один и тот же коллекторный двигатель
может работать от постоянного и от пере-
менного тока.
Регулирование частоты вращения дви-
гателей. Противо-э. д. с. в обмотке якоря
электродвигателя Е = СФп, а ток /„ —
= (U - Е)/гя.
194
Следовательно, частота вращения якоря двигателя п — Е/(СФ) =
= (U — /Ягя)/(СФ), т. е. частоту вращения двигателей можно регу-
лировать изменением: напряжения U, подводимого к двигателю; со-
противления гя (реостатом в цепи якоря); магнитного потока Ф (рео-
статом в цепи возбуждения).
Наибольшее распространение получили более простые способы
изменения магнитного потока. В первом случае регулировочный рео-
стат 7? включают последовательно с обмоткой возбуждения ОВ
(рис. 156, а), а во втором — параллельно ей (рис. 156, 6).
Увеличение сопротивления регулировочного реостата в первом
случае влечет за собой уменьшение магнитного потока Ф и увеличе-
ние частоты вращения, а во втором — увеличение магнитного потока
и уменьшение частоты вращения. Для того чтобы после включения
двигателя частота вращения была наименьшей, необходимо до вклю-
чения рубильника установить сопротивление регулировочного рео-
стата на нуль в первом случае и на максимум — во втором.
§ 36.	Электродвигатели постоянного тока
и их характеристики
В зависимости от способа соединения обмотки якоря и обмотки
возбуждения различают двигатели параллельного, последовательного
и смешанного возбуждения.
Двигатель параллельного возбуждения. До включения рубиль-
ника Р (рис. 157) необходимо поставить сопротивление пускового рео-
стата R2 на максимум и сопротивление регулировочного реостата R1
на нуль. После включения в сеть якорь двигателя начнет вращаться,
и по мере увеличения частоты вращения сопротивление пускового
реостата постепенно уменьшают.
Рабочие характеристики двигателя (рис. 158, а) выражают зави-
симость частоты вращения п, вращающего момента М, тока / и к. п. д.
т] от развиваемой двигателем полезной мощности Р2 при неизменном
напряжении сети. Частота вращения якоря двигателя п = (U --
- /ягя)/(СФ).
При постоянном напряжении U ток возбуждения двигателя не
меняется, но магнитный поток с увеличением нагрузки немного умень-
шается из-за реакции якоря. С другой стороны, с увеличением на-
грузки возрастает ток /я и внутреннее падение напряжения ия
= 1яГя. Уменьшение магнитного потока увеличивает частоту враще-
ния якоря, а увеличение падения напряжения в обмотке якоря
уменьшает ее. У двигателя параллельного возбуждения преобла-
дает последняя причина, поэтому частота его вращения с увеличе-
нием нагрузки от нуля до номинальной уменьшается на 5—10%.
Полезная мощность, развиваемая двигателем, Р2=М2лп/(!>0,
тогда вращающий момент М = 30Р2/ (лп).
7*	195
Рис. 157. Схема двигателя параллельно- Рис. 158. Характеристики двигателя
го возбуждения	параллельного возбуждения
При постоянной частоте вращения двигателя п вращающий мо-
мент М был бы прямо пропорционален мощности Р2 и зависимость
M=f(P2) имела бы вид прямой, проходящей через начало коор-
динат. В действительности частота вращения двигателя с увеличе
нием нагрузки немного снижается и машина имеет момент холо-
стого хода Мо. Следовательно, кривая M=f(P2) отклоняется от
прямой вверх и начинается с ординаты Л40. Увеличение тока прак-
тически пропорционально полезной мощности двигателя Р2. С уве-
личением нагрузки к.п.д. двигателя быстро растет и достигает пре-
дельного значения 0,8—0,9 при нагрузке, близкой к Ря12, оставаясь
в дальнейшем почти постоянным. Чтобы с увеличением нагрузки
частота вращения двигателя была постоянной, следует уменьшить
магнитный поток двигателя, уменьшая ток возбуждения регулиро-
вочным реостатом.
Регулировочная характеристика выражает зависимость тока воз-
буждения /в от тока якоря /я (рис. 158, б) при постоянном напряже-
нии U и частоте вращения п, т. е. /в ~ / (/я) при U - const и п
= const. Эта характеристика показывает, как следует регулировать
ток возбуждения, чтобы при различных нагрузках частота вращения
двигателя оставалась неизменной.
Электродвигатели параллельного возбуждения применяют в тех
случаях, когда при переменной нагрузке требуется, чтобы частота
вращения оставалась постоянной и была возможность ее плавной ре-
гулировки. Электродвигатель параллельного возбуждения типа
СЛ-571К применяют в автоматических шлагбаумах, ограждающих
железнодорожные переезды со стороны автомобильных дорог. Такой
двигатель имеет номинальную мощность 95 Вт при напряжении 24 В и
токе 7 А, частота вращения якоря двигателя 2200 об/мин.
Двигатель последовательного возбуждения (рис. 159). Обмотка
возбуждения ОВ, обмотка якоря Я и пусковой реостат R соединены
последовательно. Запуск двигателя последовательного возбуждения
следует осуществлять с нагрузкой, которая должна быть не менее
20—25% номинальной вследствие того, что ток возбуждения /в равен
току якоря /я. При холостом ходе или малых нагрузках потребляе-
мый ток небольшой, следовательно, незначителен и магнитный по-
196
ток Ф, а частота вращения двигателя п — U — 1я(гя + гв)/(СФ)
достигает опасного значения. Во избежание разноса при внезапной
разгрузке для этих двигателей применяют зубчатую передачу или не-
посредственное соединение вала двигателя с рабочим механизмом.
Рабочие характеристики двигателя последовательного возбужде-
ния (рис. 159, б) имеют две особенности при увеличении нагрузки:
резко снижается частота вращения п — U — 1я(гя + гъ)/(СФ); и
резко увеличивается вращающий момент М = СМ/ЯФ = СМ/ЯСМ1/Я =
= См2/я, где См1 — коэффициент пропорциональности магнитного
потока и тока до насыщения стали, а постоянный коэффициент См2 =
Свойства двигателей последовательного возбуждения развивать
большие вращающие моменты, приблизительно пропорциональные
квадрату тока при малых частотах вращения якоря и, наоборот, ма-
лые вращающие моменты при больших частотах вращения обуслов-
ливают их применение в подъемных механизмах, электровозах и теп-
ловозах. Частоту вращения двигателя последовательного возбужде-
ния обычно регулируют реостатом, включенным параллельно обмотке
возбуждения.
Двигатели последовательного возбуждения типа МСП устанавли-
вают в стрелочных электроприводах, предназначенных для дистан-
ционного управления стрелками при электрической, диспетчерской
и горочной централизации. Электрические характеристики этих дви-
гателей приведены в табл. 10.
Электродвигатели типа МСП — двигатели закрытого типа, двух-
полюсные реверсивные, работают в повторно-кратковременном режи-
ме. Для реверсирования имеют две обмотки возбуждения ОВ1 и ОВ2
(рис. 160). При включении первой обмотки якорь двигателя вращается
в прямом направлении, а при включении второй обмотки — в обрат-
ном. Электродвигатели типа МСП-0,1 устанавливают в электропри-
водах, предназначенных для перевода стрелок легких типов. В новых
разработках эти двигатели не применяют. Электродвигатели типов
Рис. 159. Схема двигателя последователь-
ного возбуждения (а) и рабочие характе-
ристики двигателя последовательного воз-
буждения (б)
Таблица 10
Тип электро- двигателя	Номинальная мощность, кВт	Номинальное напряжение, В	Потребляе- мый ток не более, А	Номинальная частота враще- ния, об/мин	К. п. д. не менее
		30	10	1300	0,4
МСП-0,1	0,1	100	2,5	1500	0,6
		160	1,8	1500	0,6
		30	7,7	850±10%	0,58
МСП-0,15	0,15	по	2,2	850±10%	0,55
		160	1,5	850±10%	0,56
		30	12,5	1460±10%	0,67
МСП-0,25	0,25	100	3,3	1700±10%	0,76
		160	2,5	1700±10%	0,7
МСП-0,15 и МСП-0,25 предназначены для электроприводов тяжелых
типов и на сортировочных горках.
Двигатель смешанного возбуждения (рис. 161). Он имеет две об-
мотки возбуждения: параллельную ОВШ и последовательную ОВС.
Обмотки возбуждения, расположенные на одних полюсах, имеют токи
одного или разных направлений.
В первом варианте машин такого типа магнитный поток полюсов
Ф - Фовс +Ф0ВШ1 а частота вращения п =	.
Машины такого типа обладают свойствами двигателей последо-
вательного возбуждения, но благодаря постоянному магнитному по-
току параллельной обмотки возбуждения они не подвергаются опас-
ности разноса при малых нагрузках и холостом ходе, когда незначи-
телен магнитный поток Фовс.
Во втором варианте обмотки соединены встречно и поток полю-
сов Ф = Фовш - Фовс, а частота вращения п	’
Двигатели такого типа обладают постоянной частотой вращения,
так как при увеличении нагрузки усиливающийся магнитный поток
вспомогательной последовательной обмотки немного размагничивает
Рис. 160. Схема двигате-
ля для перевода стрелок
198
Рис. 161. Схема двигателя смешанного возбуж-
дения
машину и компенсирует действие внутреннего падения напряжения
Iя (% 4~ %вс) •
Потери и коэффициент полезного действия машин постоянного
тока. Энергия, подводимая к электрической машине, не полностью
превращается в полезную: часть энергии теряется в самой машине,
превращаясь в тепло. Чем больше энергии теряется в машине, тем
больше нагрев отдельных ее частей и ниже коэффициент полезного
действия.
Различают следующие виды потерь.
Потери в меди Рм возникают в результате прохождения тока по
обмоткам машины. Мощность потерь в меди определяют по закону
Джоуля — Ленца:
PM=S/2r,
где / — ток, проходящий по обмотке машины;
г — сопротивление обмотки.
Для снижения этих потерь уменьшают сопротивление тех обмоток
машины, по которым проходит ток большого значения, к которым от-
носятся обмотка якоря, последовательная обмотка возбуждения,
обмотка дополнительных полюсов. Для уменьшения тока, потребляе-
мого параллельной обмоткой возбуждения, ее сопротивление увели-
чивают (выполняют проводом с малым поперечным сечением с большим
числом витков).
Потери в стали Рст возникают в результате перемагничивания
якоря машины (потери на гистерезис) и появления в нем вихревых
токов. Для уменьшения этих потерь якорь набирают из тонких ли-
стов мягкой стали.
Потери на трение Ртр складываются из потерь от трения в подшип-
никах, трения щеток о коллектор и трения вращающихся частей о
воздух. В современных машинах применяют шариковые или роли-
ковые подшипники, в которых потери на трение составляют не более
10% потерь в подшипниках скольжения.
Коэффициент полезного действия представляет собой отношение
полезной мощности Р2 к подводимой f\, т. е. г) P^P-i или т] —
— (Р2! Рг) 100%. Полезная мощность генератора Р.г = UI, где U —
напряжение на зажимах генератора; / — ток, отдаваемый им в сеть.
Следовательно, его к. п. д. г] (Р2/Р1)100% •— \Р21(Р^ + Рм 4
4 Рст -к Ртр)1100%.
Электрическая мощность двигателя Рг == UI, где U — подводи-
мое напряжение; / — ток, потребляемый двигателем.
В этом случае ц - (Р2/Р1)100% [(Pj — Рм — Рст — Р )•
/PJ 100%.
На рис. 159, б представлены кривые зависимости к. п. д. машин
постоянного тока от нагрузки. Максимум к. п. д. (75—90%) соответ-
ствует нагрузке, равной 75—100% номинальной мощности машины.
К. п. д. стрелочных электродвигателей 65—75%.
199
§ 37. Однофазный и трехфазный трансформаторы
Однофазный трансформатор. Он представляет собой электромаг-
нитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного
тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той
же частоты. Трансформатор может быть однофазным или трехфазным.
Простейший однофазный трансформатор состоит из замкнутого
стального сердечника 1 (рис. 162) и двух магнитосвязанных обмоток
2 и 3.
Обмотку 2, соединенную с источником электроэнергии, назы-
вают первичной. Все величины, относящиеся к этой обмотке, назы-
вают первичными и обозначают соответствующими буквами с индек-
сом 1. Обмотка 3, соединенная с потребителем энергии Z, является
вторичной. Все величины, относящиеся к этой обмотке, обозначают
с индексом 2. Под действием переменного напряжения £7* в первич-
ной обмотке с числом витков возникает ток 7Г Намагничивающая
сила первичного тока возбуждает в сердечнике трансформатора
переменный магнитный поток Ф — Фт sin <ot. Этим потоком в первич-
ной обмотке наводится э. д. с. самоиндукции Ег -- 4,44fw^m, а во
вторичной обмотке — э. д. с. взаимоиндукции Е2 4,44 /да2Ф,п-
Поэтому на зажимах вторичной обмотки возникает переменное напря-
жение и.г, а приемник энергии получает ток /2	t/2/Z2. Таким об-
разом, со стороны вторичной обмотки трансформатор является источ-
ником электрической энергии, а со стороны первичной обмотки -
потребителем этой энергии. Отношение действующих значений э. д. с.,
равное отношению чисел витков обмоток, называют коэффициентом
трансформации: К = Е^Е2 4,44fwl4>m (4,44/ш2Фт) wr'w2.
В трансформаторах, понижающих напряжение, w2 < wlt а ко-
эффициент трансформации К > 1.
Обмотку трансформатора, рассчитанную на большее напряжение,
называют обмоткой высшего напряжения (ВН). Обмотку, на зажи-
мах которой действует меньшее напряжение, называют обмоткой
низшего напряжения (НН).
Электрическая энергия в трансформаторе преобразуется с незна-
чительными потерями, и подводимая к трансформатору полная мощ-
Рис. 162. Принципиальная схе-
ма однофазного трансформа-
тора
ность Si = U1IL почти равна отдавае-
мой мощности S2 = U2I2. Поэтому при
увеличении напряжения (72 соответст-
венно снижается и ток 72. Таким обра-
зом, обмотка низшего напряжения дол-
жна иметь меньшее число витков с
большим поперечным сечением соот-
ветственно большей величине проходя-
щего по ней тока, а обмотка высшего
напряжения — большее число витков
с меньшим поперечным сечением. В ря-
200
-о а
о^з
х? °-
Рис. 163. Расположение
ответвлений на обмотках
трансформатора
де случаев обмотки трансформатора имеют
несколько ответвлений (рис. 163). Это поз-
воляет включать трансформатор в сеть с раз-
личным напряжением а на приемнике
получать различные напряжения U2 в зави-
симости от числа витков, включенных в ра-
боту. Такие трансформаторы используют, на-
пример, в электрической централизации для
питания ламп светофоров, маршрутных
указателей, пульта-табло в различных режимах (дневном и ночном).
Трансформатор состоит из сердечника, по которому замыкается
магнитный поток, обмоток высшего и низшего напряжения, бака с ма-
слом (если трансформатор имеет масляное охлаждение), выводных изо-
ляторов.
Для уменьшения нагрева от вихревых токов сердечник трансфор-
матора набирают из штампованных пластин электротехнической стали
толщиной 0,35 или 0,5 мм, покрытых пленкой лака или окиси. Приме-
нение электротехнической стали с большой магнитной проводимостью
способствует увеличению магнитного потока и усилению электромаг-
нитной связи между обмотками.
По конструкции сердечника трансформаторы делят на стержневые,
броневые, тороидальные и ленточные разрезные.
Сердечник однофазного стержневого трансформатора (рис. 164, а)
имеет два стержня 5, на которых размещаются обмотки, и два ярма 1,
замыкающих магнитную цепь. Такие сердечники собирают из Г-об-
разных пластин. Обмотки стержневого трансформатора размещают
на двух стержнях магнитопровода. Обе половины одной и той же
обмотки соединяют так, чтобы их намагничивающие силы склады-
вались.
На стержни сердечника надевают изоляционные гильзы. Ближе
к стальному стержню размещают обмотку низшего напряжения 2,
так как ее легче изолировать от стержня 5. Обмотку высшего напря-
жения 4 отделяют от обмотки низшего напряжения изоляцией 3. В ка-
честве изоляции применяют электротехнический картон, специаль-
ную бумагу или ткань, пропитанную лаком.
Рис. 164. Сердечники и обмотки стержневого (а) и броневого (б)
трансформаторов
201
5)
Рис. 165. Тороидальный трансформатор (а) и транс-
форматор с ленточным разрезным сердечником (б)
Сердечники броневых трансформаторов (рис. 164, б) собирают
из штампованных пластин Ш-образной формы, и они имеют три стерж-
ня. Обмотки низшего 2 и высшего 4 напряжения размещают на стерж-
не 5. Между обмотками находится изоляция 3. Обмотки трансформа-
тора размещают на среднем стержне 5. Магнитный поток из среднего
стержня разветвляется на крайние стержни через ярмо 1. По срав-
нению со стержневыми в броневых трансформаторах больше коэффи-
циент электромагнитной связи между обмотками, меньше рассеивание
магнитного потока в окружающую среду. Благодаря этому броневые
трансформаторы имеют лучшие электрические характеристики, ока-
зывают меньшее индуктивное влияние на электрические цепи, распо-
ложенные вблизи. Тороидальные сердечники применяют в маломощ-
ных трансформаторах (рис. 165, а), чаще всего рассчитанных для ра-
боты на повышенных частотах. Их выполняют из стали специальных
марок в виде пластин или лент толщиной от 0,2 до 0,08 мм. На
рис. 165, б показана конструкция Ш-образного ленточного сердеч-
ника и расположение на нем обмоток.
Обмотки трансформатора обычно имеют цилиндрическую форму
и выполняются из медного провода соответствующего сечения, что
уменьшает активное сопротивление.
Для уменьшения потерь на рассеивание и лучшего отвода теп-
лоты обмотки мощных трансформаторов выполняют в виде дисковых
катушек, между которыми оставляют вентиляционные каналы. При
этом катушки высшего напряжения и катушки низшего напряжения
чередуются между собой. Трансформаторы небольшой мощности
называемые сухими, имеют естественное воздушное охлаждение.
Трансформаторы значительной мощности, как правило, имеют
масляное охлаждение. У этих трансформаторов сердечник с обмот-
ками помещается в стальной бак с трансформаторным маслом, которое
202
имеет высокие изоляционные свойства и хорошую теплопроводность.
Слои масла от сердечника и обмоток перемещаются к стенкам бака и
передают им тепло, которое рассеивается в воздух. Для увеличения
поверхности охлаждения в мощных трансформаторах применяют труб-
чатые баки.
Трехфазный трансформатор. Трехфазный силовой трансформатор
с масляным охлаждением (рис. 166) имеет сердечник 10 с обмотками 9,
которые помещены в трубчатый бак 8, заполненный минеральным
маслом. На верхней крышке бака расположены выводы обмоток выс-
шего 2 и низшего 3 напряжений, изолированные от крышки бака
посредством проходных изоляторов. Бак заполняют минеральным
маслом через кран 1. При необходимости масло сливают через кран 7.
Во время работы трансформатора объем масла в баке меняется. При
увеличении нагрузки повышается температура обмоток и сердечника
трансформатора, а значит, и трансформаторного масла. Масло расши-
ряется и объем его увеличивается. При уменьшении нагрузки тем-
пература и объем масла уменьшаются. Вследствие этого в некоторых
трансформаторах бак заливают маслом не полностью, т. е. оставляют
достаточное воздушное пространство для расширения масла.
Однако в таких трансформаторах масло плохо защищено от ок-
ружающей среды. Слои гигроскопичного масла окисляются кисло-
родом воздуха и насыщаются влагой, в результате чего резко умень-
шается электрическая
прочность масла и сокра-
щается срок его службы.
Для защиты масла от со-
прикосновения с воздухом
мощные трансформаторы
снабжают расширителем
5, который представляет
собой цилиндрический ре-
зервуар. Его соединяют с
баком трансформатора тру-
бопроводом. Масло запол-
няет весь бак и часть
расширителя. В расшири-
теле масло имеет более
низкую температуру, чем
в баке, и соприкасается
с воздухом меньшей по-
верхностью. Поэтому оно
меньше окисляется и доль-
ше сохраняет изоляцион-
ные свойства. Расшири-
тель снабжен указателем
уровня масла, грязеотстой-
Рнс. 166. Трехфазный силовой трансформатор
203
вн
НН
Рис 167. Схема обмоток трех-
фазного трансформатора
ником с краном для удаления влаги и
осадков и трубкой для всасывания и
вытеснения воздуха.
При работе трансформатора внутри
бака могут образоваться газы. Для пре-
дупреждения деформации бака от выде-
ляющихся газов трансформаторы боль-
шой мощности имеют выхлопную трубу
4 с мембраной и газовое реле 6. При
большом скоплении газы выдавливают
мембрану и выходят наружу. В случае
большого выделения газов газовое реле
автоматически отключает трансформа-
тор от источника электроэнергии.
На трехстержневом сердечнике трансформатора (рис. 167) нахо-
дятся обмотки высшего ВН и низшего НН напряжений. Начало обмо-
ток высшего напряжения обозначают буквами А, В, С, а концы —
X, Y, Z. Начало обмоток низшего напряжения обозначают буквами
а, Ь, с, а концы — х, у, г.
На каждом стержне сердечника имеются обмотки высшего и низ-
шего напряжений, принадлежащие одной фазе. Обмотки фазы одного
напряжения соединяют звездой или треугольником. В соответствии
с этим приняты следующие стандартные группы соединения обмоток
трехфазных трансформаторов: звезда'звезда с выведенной нулевой
точкой Y Yft - 0, звезда треугольник Y А — 11; звезда с выведенной
нулевой точкой треугольник Y0.A — 11; треугольник/звезда с вы-
веденной нулевой точкой AY0 — 11.
В первой стандартной группе (рис. 168) обмотки первой фазы
А X и а - х наматывают в одном направлении. Поэтому напряже-
ния этих обмоток t/A и Ua совпадают по фазе. По этой же причине
совпадают по фазе напряжения Us и £7В, а также напряжения 1/с и
Uc. При указанном соединении обмоток совпадут по фазе и соответ-
ствующие линейные напряжения: (7АВ и (7ав. US(-_ и £7вС, Uc\ и £7еа.
Рис. 168. Схема соединения обмоток по схеме Y/Y—0 (а) и векторные диаграм-
мы фазных и линейных напряжений (б)
204
Рис. 169. Соединение обмоток по схеме У/Д—И (а) и
пряжений (б)
Так как отсутствует угловое смещение между одноименными линей-
ными напряжениями обмоток высшего и низшего напряжения, эту
группу называют нулевой
Название группы зависит от угла сдвига фаз между указанными
линейными напряжениями и определяется при помощи циферблата
часов. Для этого минутную стрелку часов условно принимают за век-
тор высшего линейного напряжения и устанавливают на число 12.
Часовую стрелку совмещают с вектором линейного низшего напряже-
ния. На циферблате часов эта стрелка установится против числа, ко-
торое и определит группу трансформатора. В рассматриваемом спо-
собе соединения линейное высшее напряжение совпадает по фазе с ли-
нейным низшим напряжением, поэтому часовая стрелка, как и ми-
нутная, установится против числа 12. Такая группа соединения об-
моток называется нулевой (нуль часов).
Во второй стандартной схеме Y Д -- 11 первичные обмотки соеди-
няют звездой, а вторичные - треугольником (рис. 169, а). Фазные
напряжения обмоток высшего напряжения совпадают по фазе с со-
ответствующими фазными напряжениями обмоток низшего напряже-
ния (рис. 169, б). Однако линейные напряжения этих обмоток ока-
жутся сдвинутыми по фазе.
Вектор низшего линейного напряжения 67ав образует с вектором
высшего линейного напряжения С/Ав угол 330”. Если минутную стрел-
ку часов совместить с вектором напряжения (/АВ и установить на число
12, то часовая стрелка, совмещенная с вектором напряжения С'ав.
установится на числе 11. Следовательно, трансформатор с таким со-
единением обмоток относится к 11-й группе.
Из изложенного следует, что группа трансформатора выражает
угловое смещение между линейными высшим и низшим напряжениями
в условных единицах, равных 30'. В нулевой группе это смещение
равно 0е, в 11-й — 330°. Отношение линейных напряжений
в трехфазных трансформаторах зависит не только от числа витков
wt и wz обмоток, но и от схемы их соединения.
205
На щитке трехфазного трансформатора указывают: схему и груп-
пу соединения обмоток; номинальные высшее и низцтее напряжения
(В или кВ); номинальную полную мощность (В • А или кВ - А); ли-
нейные токи при номинальной мощности (А или кА); частоту и способ
охлаждения.
Если два трансформатора имеют одинаковые номинальные данные
и одинаковую группу для увеличения тока, то их можно включать на
параллельную работу. Вторичные напряжения таких трансформато-
ров будут смещены относительно первичного напряжения на один и
тот же угол. В результате этого вторичная э. д. с. одного трансфор-
матора в любой момент времени будет равна вторичной э. д. с. другого.
В случае если трансформаторы имеют разные группы, их вторичные
напряжения не будет совпадать по фазе. Так, если один трансформа-
тор имеет группу 0, а другой—группу 11, их вторичные напряжения
будут сдвинуты на угол 30°. При параллельном включении между
такими трансформаторами возникнут уравнительные токи, которые
разрушат их обмотки.
Трехфазные трансформаторы применяют на трансформаторных под-
станциях, в мощных выпрямительных устройствах, питающих раз-
личную аппаратуру автоматики и телемеханики.
Потери в трансформаторе. Мощность Р2, отдаваемая трансформа-
тором, меньше подводимой Ръ так как часть ее теряется в трансфор-
маторе при его работе. Потери в трансформаторе складываются из
потерь в стали Р(..г и потерь в меди Рм. Коэффициент полезного дей-
ствия (рис. 170) трансформатора
Н --[Рг/(Р-2 + Рст+Рм)1 100 %.
Для уменьшения потерь в стали на вихревые токи и гистерезис
сердечники трансформаторов изготавливают из листовой трансфор-
маторной стали, содержащей до 5% кремния.
Мощность потерь в меди обмоток зависит от нагрузки трансфор-
матора: Ры /frj >• /2Г2. Для снижения этих потерь уменьшают
активное сопротивление обмоток гх и г2 до определенного значения,
увеличивая площадь поперечного сечения
медного обмоточного провода.
Потери в стали можно определить из опы-
та холостого хода трансформатора при номи-
нальном первичном напряжении (рис.
171, а). При этом полезная мощность Р2= 0,
а потери в меди первичной обмотки из-за
малого тока можно не учитывать. Следова-
тельно, мощность Рх л Рст.
Потери в меди определяют из опыта
короткого замыкания (рис. 171, б), когда
зажимы вторичной обмотки замкнуты нако-
Рис. 170. Зависимость
к. п. д. трансформатора
от нагрузки
206
Рис. 171. Схемы для определения потерь в стали (а) и ме-
ди (б)
ротко, а к первичной обмотке подводится такое пониженное на-
пряжение (5—8% номинального значения), при котором в обмотках
устанавливаются номинальные токи. Из-за малого напряжения маг-
нитная индукция и потери в стали будут незначительны и мощность
Р кР
Коэффициент полезного действия трансформатора зависит от его
нагрузки и достигает 98—99%.
§ 38. Автотрансформаторы и дроссели насыщения
Автотрансформаторы. В отличие от обычного трансформатора
автотрансформатор вместо двух электрически изолированных обмоток
имеет одну, разделенную на две части.
В понижающем автотрансформаторе (рис. 172) к первичной об-
мотке с числом витков u>ab = подводится напряжение (7Х. Вто-
ричной обмоткой является часть первичной с числом витков w2 = &у.\б-
В автотрансформаторе происходят те же процессы, что и в транс-
форматоре. Под действием синусоидального напряжения в пер-
вичной обмотке возникает переменный ток /1. Намагничивающая
сила /jU»! этого тока возбуждает в сердечнике переменный магнитный
поток, который наводит в обмотках э. д. с. и f2. Напряжение вто-
ричной обмотки U2 пропорционально числу витков а>2. В понижаю-
щем автотрансформаторе w2 < wlt поэтому напряжение U2 < ил,
а ток I2 > /j.
В обмотках нагруженного автотрансформатора по виткам w2 про-
текают два тока: первичный 7j и вторичный 12. Как и в обычном транс-
форматоре, эти токи сдвинуты на угол, рав-
ный 180". Результирующий ток на участке
АБ Iаб — /2 — Д, а ток второго участка
обмотки /Бв 71, причем 7АБ < 7Бв- По-
этому совмещенную часть обмотки, т. е.
витки лудб выполняют проводом меньшего
сечения. Благодаря этому автотрансформа-
тор имеет меньшие габаритные размеры,
массу и стоимость, чем трансформатор с теми
же номинальными данными. Эти преимуще-
Рис. 172. Схема авто-
трансформатора
207
ства автотрансформатора возрастают с уменьшением разности
Л — 1Ъ т. е. по мере приближения коэффициента трансформации
к единице.
Автотрансформаторы применяют в том случае, если требуется
изменять напряжение в небольших пределах. Недостаток автотранс-
форматоров — электрическая связь обмоток высшего и низшего на-
пряжений, что не позволяет использовать автотрансформаторы для
преобразования высокого напряжения в низкое (например, 6000 В
в 220 В). Наличие электрической связи обмоток в этом случае опасно
для жизни людей, работающих с автотрансформатором.
Дроссели насыщения. Для автоматической регулировки напря-
жения в выпрямителях, предназначенных для электропитания дис-
петчерской, горочной и электрической централизации, используют
дроссели насыщения (ДН), которые представляют собой Ш-образный
сердечник с двумя обмотками (рис 173, а). На крайних стержнях на-
ходится обмотка переменного тока w~, состоящая из двух равных ча-
стей, соединенных последовательно, а на среднем стержне — обмотка
подмагничивания а>_ (управляющая), подключаемая к источнику по-
стоянного тока.
Обе части обмотки переменного тока соединяют таким образом,
чтобы их переменные магнитные потоки Ф~, замыкаясь по среднему
стержню, были направлены навстречу друг другу. Благодаря этому
они взаимно компенсируются и в обмотке подмагничивания не возни-
кает переменная э. д. с.
Магнитный поток обмотки подмагничивания Ф_ разветвляется
на две равные части и замыкается по крайним стержням. Следова-
тельно, результирующий магнитный поток в крайних стержнях сер-
дечника дросселя имеет две составляющие: постоянную, которая со-
здается током обмотки подмагничивания и переменную, которая
создается переменным током 1~.
Намагничивающую силу Iвыбирают так, чтобы при отсутствии
тока подмагничивания крайние стержни дросселя находились в ре-
Рис. 173. Схема дросселя насыщения (о) и конструкция (б) и схема включения
трехфазного дросселя насыщения
208
жиме насыщения. Поэтому при увеличении тока подмагничивания
а следовательно, и потока Ф_ снижается переменный магнитный по-
ток Ф~ в сердечнике дросселя. В результате уменьшается индуктив-
ность обмотки переменного тока L = w~G>,J 1~ и ее индуктивное соп-
ротивление Xl == 2nfL. Наоборот, при уменьшении тока подмагни-
чивания /_ индуктивное сопротивление XL обмотки переменного тока
увеличивается. Таким образом, при изменении тока подмагничива-
ния можно регулировать реактивное сопротивление дросселя на-
сыщения XL в широких пределах.
Трехфазный дроссель насыщения (рис. 173, б и в) состоит из шести
замкнутых сердечников с обмотками. Обмотки переменного тока 1 и
2 включают в первую фазу, 3 и 4 — во вторую фазу, 5 и 6 — в третью
фазу. Обмотка подмагничивания охватывает стержни всех сердеч-
ников и является общей для всех трех фаз цепи.
§ 39. Трансформаторы железнодорожной
автоматики и телемеханики
Пусковые трансформаторы. В устройствах железнодорожной ав-
томатики и телемеханики для питания рельсовых цепей применяют
путевые трансформаторы типов: ПОБС — путевой однофазный с бро-
невым сердечником сухой, с естественным воздушным охлаждением,
предназначенный для работы от сети переменного тока частотой 50 Гц;
ПТМ — путевой малогабаритный, служащий для питания станцион-
ных рельсовых цепей переменного тока частотой 50 Гц; ПТ-25 — путе-
вой и ПРТ-25 — путевой релейный, работающие от переменного тока
частотой 25 Гц; ПТИ — путевой, предназначенный для импульсных
рельсовых цепей.
В эксплуатации находится несколько разновидностей трансфор-
маторов ПОБС; ПОБС-2АУЗ; ПОБС-ЗАУЗ; ПОБС-5АУЗ.
Цифры 2, 3, 5 — порядковые номера типа; буква А означает видо-
изменение трансформатора; буква У — климатическое исполнение
(для микроклиматического района с умеренным климатом); буква
3 категория размещения (для эксплуатации в закрытых помеще-
ниях каменных, бетонных, деревянных или в закрытых объемах
с теплоизоляцией). Конструкция трансформаторов для всех типов
принята одинаковой.
В средней части трансформатора внешними стенками является
магнитопровод, а в нижней и верхней - специальные защитные кожу-
ха, предохраняющие обмотку трансформатора от механических по-
вреждений. Наверху трансформатора расположена контактная панель,
которая крепится к стяжным болтам магнитопровода.
Трансформаторы типа ПОБС-2АУЗ применяют для питания рель-
совых цепей переменного тока частотой 50 Гц без дроссель-трансфор-
маторов, а также для питания ламп группы светофоров. Первичная
209
обмотка I трансформатора (рис. 174) состоит из двух частей. При по-
следовательном соединении их трансформатор включают в сеть на-
пряжением 220 В, а при параллельном — в сеть напряжением ПО В.
Вторичные обмотки трансформатора состоят из двух секционирован-
ных обмоток II и III. Обмотка // имеет два промежуточных вывода 2
и 3, а обмотка III — один 2. При последовательном согласованном
включении вторичных обмоток II и III э. д. с., индуцируемая в этих
обмотках, складывается. При встречном соединении обмоток э. д. с.,
индуцируемая в обмотке III, имеет встречное направление и вычита-
ется из э. д. с., индуцируемой в обмотке II. Такое включение обмоток
II и III позволяет при помощи перемычек получить 43 различных
напряжений от 0,55 до 16,6 В.
Трансформаторы типов ПОБС-ЗАУЗ отличаются от трансформато-
ров типа ПОБС-2АУЗ только параметрами обмоток. Их применяют
для питания кодовых рельсовых цепей переменного тока частотой
50 Гц с путевыми дроссель-трансформаторами. С помощью этих транс-
форматоров можно получить на вторичных обмотках 45 различных
напряжений от 5,5 до 247,5 В.
От трансформатора типа ПОБС-5АУЗ (рис. 175) можно получить
вторичные напряжения от 1,1 до 44 В.
Путевой трансформатор типа ПТМ-А (рис. 176) предназначен
для питания станционных рельсовых цепей переменного тока часто-
той 50 Гц на участках с тепловозной тягой; мощность трансформатора
35 В-А. Первичная обмотка включена в сеть напряжением 220 В,
а со вторичных обмоток, комбинируя выводы и перемычки, можно по-
лучить 24 напряжения от 0,33 до 8,1 В.
На участках дорог, электрифицированных на переменном токе,
в рельсовых цепях частотой 25 Гц применяют путевые и релейные
трансформаторы типов ПТ-25АУЗ и ПРТ-АУЗ (рис. 177). Трансфор-
матор типа ПТ используют в качестве питающего и кодового, а транс-
б)
'П0БС-2МЗ,ПО5С-ЗМЗ
(I	I
О (Ш) О
1	2	3	Ч
12	3	4
О О	О	О
ш
ООО
2 3 J)
Рис. 174. Схема соединения обмоток (а) и
расположение зажимов на контактной па-
нели трансформаторов типов ПОБС-2ЛУЗ
и ПОБС-ЗАУЗ (б)
форматор типа ПРТ — в ка-
честве изолирующего и сог-
ласовывающего.
С помощью трансформа-
тора ПТ-25АУЗ можно по-
лучить 24 различных напря-
жения от 2,5 до 60 В, ас по-
мощью трансформатора типа
ПРТ-АУЗ также 24 раз-
личных напряжения от 0,5
до 12 В. Номинальная мощ-
ность этих трансформаторов
65 В • А.
Номинальное напряжение
первичной обмотки трансфор-
матора типа ПТИУЗ для
210
импульсных рельсовых цепей 220 и 440 В. С помощью этого транс-
форматора можно получить 32 различных напряжения от 0,4 до
11,2 В. Номинальная мощность трансформатора 80 В • А.
Сигнальные, релейные и специальные трансформаторы. К сиг-
нальным относятся трансформаторы типов СОБС-2АУЗ, СОБС-ЗАУЗ,
СТ-2А, СТ-3, CT-ЗА, СТ-4, СТ-5, СТ-6. Первичная обмотка всех транс-
форматоров, кроме трансформатора типа СТ-2А, состоит из двух ча-
стей, а у трансформаторов типов СТ-4 и СТ-5 — из трех частей. При
параллельном соединении этих частей трансформатор можно включить
в сеть напряжением НО В, при последовательном — в сеть напряже-
нием 220 В. Трансформаторы типов СТ-4 и СТ-5 имеют промежуточ-
ные выводы первичной обмотки соответственно на первичное напря-
жение 195 и 185 В.
Трансформаторы типа СОБС-2АУЗ (сигнальные однофазные бро-
нированные сухие) применяют для питания светофорных ламп и мест-
ных цепей автоблокировки. Номинальная мощность трансформатора
получается из двух основных вторичных обмоток II и III (рис. 178).
Обе обмотки имеют равное число витков, одинаковые по напряжению
и току. Допустимый ток нагрузки секционированных обмоток IV и
V в 2 раза больше, чем вторичных обмоток. Наличие двух пар обмоток
позволяет питать две электрические разобщенные нагрузки или пи-
тать нагрузку с вдвое большим током, соединяя параллельно обмотки
II и III и последовательно с ними обмотки IV и V, а также получить
повышенное вторичное напряжение при последовательном соедине-
нии всех четырех обмоток.
От обмоток II и IV трансформатора СОБС-2АУЗ при раздельном
питании двух нагрузок можно получить напряжение 20 В, регулируе-
мое от 2 до 20 В; от обмоток III и V — 18 В, регулируемое от 2 до 4 В
и от 10 до 18 В; при параллельном соединении обмоток II и III и
последовательно с ними обмоток IV и V — напряжение 24 В, регули-
руемое от 1 до 24 В; при последовательном соединении всех обмоток —
напряжение 38 В.
Сигнальные трансформаторы типов СТ-2А, СТ-3, СТ-4, СТ-5 и
СТ-6 применяют в схемах питания светофорных ламп при централь-
ном питании. Напряжение на первичной обмотке у трансформаторов
СТ-2А 165 В, а напряжение, снимаемое со вторичной обмотки, —
10—13 В (рис. 179, а); номинальная емкость 25 В  А.
Сигнальный трансформатор типа CT-ЗА (рис. 179, б) используют
для питания ламп стрелочных указателей. Первичная обмотка этого
трансформатора состоит из двух частей. Вторичная обмотка секцио-
нирована и позволяет получить четыре напряжения — 11, 12, 13 и
14 В; номинальная мощность трансформатора 13 В • А.
Для более широкого использования сигнальных трансформаторов
в устройствах СЦБ разработаны новые типы, более экономичные.
Трансформатор типа СТ-4 (рис. 179, в) выполнен на напряжение ПО,
195 и 220 В. Он имеет секционированную вторичную обмотку, с кото-
211
У_____________
с> ! о
О/ 02 07 04
Ш Ш
О1 02 О/ 02
Д
О1 02 07
У
о? 02 oj
о о
Рис. 175. Расположение кон-
тактов на панели (а) и схема
соединения обмоток трансфор-
матора типа ПОБС-5АУЗ (б)
~220
©
г ©
<0____ч
5
©
©
7
0^
9
©
©
8
0J
Рис. 176. Нумерация выводов
и схема соединения обмоток
трансформатора ПТМ-А
Рис. 177. Нумерация контактов на панели (а) и схема соединения обмоток
трансформаторов типов ПТ-25АУЗ (б) и ПРТ-АУЗ (в)
I
© (фр©) ©
’я
©
1
©
1
©
ML
2
2
©
Ду
©
2

3 Ш *
© ©
1	2
©IF
3
© ©
3

3
2
Ч
0
0 00 00 0 0 0 0 0
7 3. 1 г.1 2 3.  2 34
П Ш ЗУ У
Рис. 178. Панель с вывода-
ми (а) и схема соединения
обмоток трансформатора ти-
па СОБС-2АУЗ (б)
212
рой получают напряжение от 11,3 до 13,9 В; мощность трансформа-
тора 16 В • А. Трансформатор типа СТ-5 (рис. 179, д) рассчитан на
первичные напряжения ПО, 185 и 220 В. Со вторичной его обмотки
получают напряжения от 11,8 до 14,6 В; мощность трансформатора
25 В • А. Напряжение первичной обмотки трансформатора СТ-6
(рис. 179, г) ПО и 220 В. Трансформатор имеет две вторичные обмотки.
При номинальной нагрузке с них снимают напряжения от 11,8 до
14,5 В; мощность трансформатора 40 В • А.
Сигнальный трансформатор типа СОБС-ЗАУЗ (рис. 180) предназ-
начен для питания ламп светофоров в устройствах сигнализации, цент-
рализации и блокировки метрополитена. Трансформатор имеет одну
первичную обмотку на номинальное напряжение ПО В частотой
50 Гц. Вторичная обмотка состоит из двух отдельных обмоток с семью
выводами, позволяющими при номинальной нагрузке с помощью со-
ответствующих включений получить напряжения от 5,7 до 82,6 В;
мощность трансформатора 50 В • А.
К релейным относятся трансформаторы типов РТЭ-1А и ТР-3 мощ-
ностью соответственно 0,8 и 0,5 В • А. Трансформаторы типа РТ-3
устанавливают в рельсовых цепях переменного тока на участках
с тепловозной тягой, а трансформаторы типа РТЭ-1А — в рельсовых
цепях на участках, электрифицированных на постоянном токе. На-
пряжения, получаемые с вторичных обмоток трансформатора типа
РТ-3, — 11,5 В, а типа РТЭ-1 —85 В.
Рис. 180. Схема соединения
обмоток (а) и нумерация
выводов трансформатора
типа СОБС-ЗАУЗ (б)
/ О
го
зо
го
so
so
то
so
213
Рис. 181. Внешний вид трансформатора типа ОМ (а) и схема соединения обмо-
ток (б)
Трансформатор типа СКТ-1 (однофазный с естественным охлаж-
дением) применяют в пусковых стрелочных блоках типов ПС-110 и
ПС-220 для питания контрольной цепи двухпроводной схемы управ-
ления стрелочным электроприводом. Первичная обмотка состоит из
двух обмоток. При параллельном их соединении трансформатор
включают в сеть напряжением 110 В, а при последовательном — в сеть
напряжением 220 В. Напряжение вторичной обмотки (выводы III—
114) при последовательном соединении двух частей обмотки — 165 В;
мощность трансформатора 12 В • А.
Линейные и силовые трансформаторы. Линейный трансформатор
типа ОМ (однофазный с масляным охлаждением) служит для пониже-
ния напряжения высоковольтной линии автоблокировки с 6 или
10 кВ до 230 или 115 В. Он предназначен для наружной установки
в пунктах питания устройств железнодорожной автоматики.
В высоковольтную линию автоблокировки трансформаторы типа
ОМ включают так, чтобы каждая из трех фаз линии была нагружена
примерно одинаково. Практически трансформатор включают в край-
ние провода, расположенные на траверсах, но поскольку через каж-
дые 3 км места расположения проводов при скрещивании меняются,
то включение их в каждую фазу чередуется.
Трансформаторы ОМ изготавливают мощностью 0,63 и 1,25 кВ • А
(рис. 181) — однофазные двухобмоточные с естественным масляным
охлаждением. Напряжение первичной обмотки 6 или 10 кВ. Транс-
форматоры представляют собой герметичную конструкцию. Они имеют
пробивные предохранители на напряжение 700—800 В. Номиналь-
ная частота питающей сети 50 Гц. Трансформаторы изготавливают
с обмоткой низшего напряжения 230 или 115 В.
Вторичная обмотка трансформатора ОМ секционирована и имеет
пять выводов: аъ а2, xlt х2, х3, которые позволяют получить номи-
нальное напряжение на низкой стороне при напряжениях в высоко-
вольтной линии от —15% до -f-5% номинального высокого напря-
жения.
214
На участках железных дорог, электрифици-
рованных на переменном токе промышленной
частоты, для питания сигнальных установок и
линейных потребителей применяют комплектные
трансформаторные однофазные подстанции
(КТПО) с двумя трансформаторами типа
ЗНОМ-35-65У1 (рис. 182) (заземляемый транс-
форматор напряжения однофазный, естествен-
ная циркуляция воздуха и масла, климатичес-
кое исполнение У, категория размещения I).
Трансформатор ЗНОМ-35-65У1 имеет три обмот-
ки: одну первичную и две вторичных — основ-
ную и дополнительную. Напряжение первичной
обмотки 27,5 кВ, основной вторичной—100 В,
дополнительной вторичной — 127 В; предель-
ная мощность трансформатора 1000 В • А.
Для питания устройств электрической цен-
трализации используют трансформатор типа
ТС — трехфазный сухой с естественным охлаж-
дением для внутренней установки. Трансформа-
тор имеет первичную и вторичную обмотки
(рис. 183, а). Первичную обмотку (рис. 183, б)
можно включать в сеть напряжением 220, 380,
400 или 500 В по схеме звезда (зажимы X, Y и
Z соединяют между собой) или по схеме тре-
угольник (соединяют зажимы А — Z, В — X,
С — Y). Вторичную обмотку включают только
звездой, для чего между выводами фазовых
обмоток а3, Ь3, с3 ставят перемычки.
Трансформаторы ТС выпускают открытого типа мощностью от 10
до 160 кВ • А. У трансформаторов ТС мощностью от Ю до 100 jkB • А
номинальное напряжение вторичной обмотки 133,
трансформаторов мощностью 160 кВ • А — 127, 133,
Выпускают также трансформаторы ТСЗ закрытого
1,5 и 2,5 кВ • А.
Рис. 182. Трансфор-
матор типа
ЗНОМ-35-65У1
230, 400 В, а у
220, 230 и 400 В.
типа мощностью*
Рис. 183. Схема включения обмоток трансформатора типа
215
§ 40.	Путевые дроссель-трансформаторы
Путевые дроссель-трансформаторы (ДТ) предназначены для рель-
совых цепей переменного тока с кодовым питанием на электрифициро-
ванных участках дорог Они обеспечивают пропуск обратного тяго-
вого тока в обход изолирующих стыков к тяговой подстанции. Одно-
временно они служат трансформаторами для подачи в рельсовую
цепь переменного сигнального тока на ее питающем конце и приема
тока с рельсов на релейном конце.
Дроссель-трансформатор (рис. 184) представляет собой реактив-
ную катушку с сердечником, имеющую малое омическое и относи-
тельно большое индуктивное сопротивление. Он состоит из сердеч-
ника 5 и ярма 4, собранных из листовой трансформаторной стали;
на сердечнике насажены основная 3 и дополнительная 6 обмотки
Дополнительная обмотка расположена сверху основной обмотки
Сердечник с обмотками заключен в металлический корпус 1 с крыш-
кой 2. В корпус заливают трансформаторное масло до красной черты.
У дроссель-трансформаторов, устанавливаемых на участках
с электротягой постоянного тока, между сердечником и ярмом в маг-
нитной цепи имеется воздушный зазор шириной 1—3 мм, который
служит для стабилизации электрического сопротивления дросселя
переменному току рельсовой цепи при подмагничивающем действии
постоянного тягового тока. У дроссель-трансформаторов, применяе-
мых на участках с электротягой переменного тока, магнитная цепь
не имеет воздушного зазора и состоит из замкнутого сердечника.
Рис. 184. Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,2-500
216
Рис . 185. Схема включения
дроссель-трансформатора в
рельсовую цепь
в кабельную муфту на кор-
Основная обмотка дроссель-транс-
форматора имеет три вывода: два край-
них и один — от средней точки обмотки
(рис. 185). Крайние выводы основной
обмотки подсоединяют к рельсам, а
средний — соединяют со средним вы-
водом второго дроссель-трансформатора
смежной рельсовой цепи перемычкой,
по которой тяговый ток про�