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 проходит из
одного изолирующего участка в дру-
гой. Дополнительную обмотку выводят
пусе дроссель-трансформатора и через кабель подключают к прибо-
рам рельсовой цепи.
Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2 и ДТ-0,6 применяют для
участков дорог, оборудованных автоблокировкой на переменном токе
при электротяге на постоянном токе. Дроссель-трансформаторы типов
ДТ-0,2-500 и ДТ-0,6-500 рассчитаны на пропуск номинального (дли-
тельного) тягового тока 500 А через каждую секцию основной обмот-
ки. Средний вывод обмотки рассчитан на 1000 А.
Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2-1000 и ДТ-0,6-1000 рас-
считаны на номинальный (длительный) тяговый ток 1000 А через
каждую секцию основной обмотки. Средний вывод обмотки рассчи-
тан на 2000 А.
Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,6 с коэффициентом трансфор-
мации п = 15 всегда устанавливают на питающем конце рельсовой
цепи, у него дополнительная обмотка не секционирована и имеет два
вывода (рис. 186, а).
Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,2 имеет переменный коэффи-
циент трансформации. Его применяют на релейном и питающем кон-
цах рельсовых цепей частотой 50 Гц и длиной до 1500 м с двухэлемент-
ными путевыми реле типа ДСШ и на релейном конце кодовых рельсо-
вых цепей длиной до 2600 м. Дополнительная обмотка (рис. 186, б)
секционирована и имеет пять выводов. Необходимый коэффициент
трансформации подбирают включением соответствующих секций до-
полнительной обмотки. На выводах 1 и 2 п = 13, на выводах 2 и 4 —
п = 17, на выводах 1 и 4 — л = 30 и на выводах 0 и 4 — и - 40.
На участках с электротягой переменного тока частотой 50 Гц
на питающем и релейном концах рельсовой цепи устанавливают дрос-
сель-трансформаторы типов ДТ-1-150 или 2ДТ-1-150 (соответственно
рис. 186, в и г). Крайние выводы основной обмотки дроссель-транс-
форматора типа ДТ-1-150 рассчитаны на ток 150 А, а средний — на
300 А. Дроссель-трансформаторы типа ДТ-1-150 выпускают для
рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц одиночной и сдво-
енной установки, у дроссель-трансформатора ДТ-1-150 п = 3. Дрос-
сель-трансформатор сдвоенной установки типа 2ДТ-1-150 совмещает
в одном корпусе два дроссель-трансформатора и имеет те же элект-
217
a)
CAI KQ AZQ
8 вит 8 вит
Основная обмотка
Дополнительная
обмотка
240 вит
07	20
г)
QA1
A2Q
18 вит.
Основные
Дополнительные
48 вит.
б 61 I 52 6
5)
ОА1 КО AZQ
7 вит 7 вит.
Основная обмотка
S)
ОА1 КО	А2О
8 вит. 8 вит
Основная обмотка
Д ополнитель пая
обмотка
48 вит.
бб1	52 0
в)
ОА1 КО	AZO
Дапо
МО
вит
лните льная
18Z МО
вит. вит.
обм.
38
вит.
бО /О 20 вб 90
К общ
ОЛТ
Д
16 вит.
обмотки
обмотки
48 вит.
AZQ
067 Д 520
I
7 вит.	7 вит.
660вит.
Д
бБ1	620
Рис. 186. Схемы включения обмоток дроссель-трансформаторов различных типов
рические характеристики, что и дроссель-трансформатор типа
ДТ-1-150.
На станциях стыкования рельсовые цепи работают в особых ус-
ловиях, подвергаясь воздействию постоянного и переменного тяго-
вых токов. На таких станциях устанавливают дроссель-трансфор-
маторы типов ДТ-0,6-500С с коэффициентом трансформации п = 3.
Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17-1000 (рис. 186, д) пред-
назначен для линий метрополитена, оборудованных автоблокировкой
на переменном токе и электротягой на постоянном токе. Дроссель-
трансформатор рассчитан на пропуск номинального тягового тока
1000 А через каждую секцию основной обмотки, его коэффициент
трансформации п = 40.
Во время работы с путевыми дроссель-трансформаторами необ-
ходимо строго выполнять основные правила по технике безопасности.
Необходимо, чтобы работающий был в диэлектрических перчатках
или пользовался инструментом с изолирующими ручками. Перед сме-
ной дроссельной перемычки следует установить временную перемычку
из медного провода и плотно закрепить ее одним концом на подошве
рельса струбциной, а другим концом — на выводе дроссель-транс-
форматора специальным зажимом.
Работать с путевым дроссель-трансформатором, к которому при-
соединен отсасывающий фидер электротяги, можно только в присут-
ствии и под наблюдением работников участка электроснабжения.
При выполнении работ запрещается разрывать цепь сетевой обмотки
изолирующих трансформаторов рельсовых цепей без предваритель-
218
ного отключения или замыкания накоротко обмотки (специальной
перемычкой под гайки), соединенной с дроссель-трансформатором.
Не разрешается отключать от рельса хотя бы одну перемычку дрос-
сель-трансформатора без предварительного соединения обоих рельсов
со средней точкой дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи,
а также отключать среднюю точку ДТ или нарушать иным способом
цепь протекания по рельсам тягового тока.
§ 41.	Асинхронные электродвигатели
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Статор асинхронного двигателя (рис. 187) состоит из сердечника 2,
обмотки 3 и корпуса (станины) 1. Сердечник статора является частью
магнитопровода и собран из отдельных стальных пластин 4 толщи-
ной 0,35—0,5 мм. Чтобы снизить до минимума потери энергии на вих-
ревые токи, пластины изолируют друг от друга (чаще всего тонким
слоем специального лака). В пазах стального статора укладывают
провода, образующие трехфазную обмотку статора. Каждая фазная
обмотка состоит из одной или нескольких катушек и рассчитана на
определенное номинальное фазное напряжение. На двигателе ука-
зывается два номинальных напряжения (например, 380 и 220 В),
отличающихся в/3 раз.
При большем напряжении сети фазные обмотки статора соединяют
звездой, а при меньшем напряжении — треугольником. В том и дру-
гом случае к каждой фазной обмотке подводится одинаковое напря-
жение, являющееся номинальным фазным напряжением двигателя.
Начала обмоток статора обозначают Cl, С2, СЗ, а концы — С4, С5,
С6.
Расположение выводов обмоток на щитке (рис. 188) удобно для
соединения обмоток звездой или треугольником. Сердечник статора
с обмоткой расположен (обычно запрессован) внутри корпуса, кото-
Рис. 187. Статор асинхронного двигателя
219
рый отливают из чугуна или алюминиевого сплава. С боков сердеч-
ник статора закрывается крышками, в которых имеются подшипники.
Ротор двигателя представляет собой цилиндр, набранный из ли-
стовой электротехнической стали. Обмотка ротора состоит из не-
скольких медных стержней, соединенных на концах медными коль-
цами, и называется «беличьим колесом» (рис. 189, а). В новых асинх-
ронных электродвигателях короткозамкнутая обмотка образуется
путем заливки пазов ротора алюминием (рис. 189, б).
При прохождении по обмоткам статора трехфазного переменного
тока создается магнитное поле, вращающееся с частотой пг = GOf/p,
где f — частота подводимого к двигателю тока; р — число пар полю-
сов, которое зависит от числа катушек.
Если имеются три катушки, то вращающийся магнитный поток
имеет два полюса (/7=1) и п1 = 22122 = зооо об/мин. Если число
катушек увеличить в 2 раза, то р = 2, а = 22122 = 1500 об/мин.
Магнитные линии поля статора пересекают обмотку ротора и в ней
возникает ток, создающий свое магнитное поле. В результате взаи-
модействия магнитных полей ротор начинает вращаться в направле-
нии магнитного поля статора с частотой п.
Ротор и поле статора вращаются с различными частотами. В про-
тивном случае не было бы пересечения ротора силовыми линиями маг-
нитного поля статора. Отношение разности частот вращающегося поля
статора пх и ротора п к частоте магнитного поля статора называют
скольжением (отставанием): S = (nx — n)/nn или S = (nx — nJ/^X
хЮ0%. При пуске двигателя п = 0, a S = 1, или 100%.
Во время холостого хода двигатель имеет минимальное скольжение
(1—2%). С увеличением нагрузки уменьшается частота вращения ро-
тора и увеличивается скольжение при номинальной нагрузке, до-
стигая 5—6%.
Электромагнитная связь обмоток ротора и статора аналогична
электромагнитной связи обмоток трансформатора. Поэтому с уве-
личением скольжения, когда линии магнитного поля статора чаще
пересекают ротор, увеличивается ток в обмотках ротора и статора.
Частота тока в обмотке ротора зависит от скольжения: /2 = fi$-
При пуске S = 1 и /2 = fi = 50 Гц. С возрастанием частоты враще-
0В2 0B3
С10 В20 030
С60СЧ<? 054}
<С6 0П 0С5
Рис. 188. Расположение выводов обмоток на щитке (а) н соедине-
ние обмоток звездой (б) и треугольником (в)
220
5)
1
2 Я з
ШИШТ-4
Лшшшщ
miiiiiiiinii[i!!i!!!!!!!!llll/
Рис. 189. Короткозамкнутая обмотка ротора (а) и короткозамкнутая об-
мотка ротора, выполненная в виде алюминиевой отливки (б):
/ — короткозамыкающие кольца; 2 — листы магиитопрнвода; 3 — вентиляционные
лопатки; 4 — стержни
ния ротора п уменьшается скольжение S и частота /2. При холостом
ходе двигателя /2 = 1-М Гц.
Благодаря простоте устройства, дешевизне и большой надежности
в работе короткозамкнутые асинхронные двигатели получили ши-
рокое распространение. К недостаткам короткозамкнутых асинхрон-
ных двигателей относятся: значительное потребление тока в момент
пуска; слабый пусковой вращающий момент; потребление реактивного
тока из-за индуктивности обмоток статора, вызывающее снижение
cos ф.
При пуске двигателя магнитное поле статора с максимальной ча-
стотой пересекает неподвижный ротор и в нем наводится наибольшая
э. д. с. В результате этого ток в обмотках ротора и статора больше
номинального в 5—8 раз. Пусковые токи не успевают нагреть машину
до высокой температуры, но вызывают снижение напряжения в сети,
что отрицательно влияет на работу других потребителей, включен-
ных в эту же сеть.
Вращающий момент М асинхронного двигателя образуется в ре-
зультате взаимодействия магнитного потока Ф статора с активной
составляющей тока ротора /а2 = /2созф2. Следовательно, М. =
— СФ/2созф2, где С — коэффициент, зависящий от конструкции дви-
гателя; ф2 — разность фаз э. д. с. £2 и тока /2 ротора.
При пуске в короткозамкнутом роторе асинхронного двигателя
возникает ток наибольшей частоты /2. Поэтому индуктивное сопро-
тивление ротора Xlz — 2л/2£2 значительно больше активного г2.
Активная составляющая тока ротора /2cosip2= /2г2/]/г2 + xl2 и
вращающий момент не достигают максимального значения. С уве-
личением скорости частота /2 тока в роторе и его индуктивное сопро-
тивление начнут уменьшаться, что в свою очередь вызовет увеличе-
ние активной составляющей тока ротора и вращающего момента дви-
гателя. Вращающий момент асинхронного двигателя достигает наи-
221
Рис. 190. Зависимость
вращающего момента
асинхронного двигателя
от скольжения
большего значения при равенстве активного
и индуктивного сопротивлений ротора, т. е.
при r2 = XL2.
При дальнейшем увеличении частоты
вращения это равенство нарушается, т. е.
XL2 < г2 и вращающий момент вновь начнет
уменьшаться.
При скольжении S = 1 (рис. 190) двига-
тель развивает пусковой момент /Ип, при
номинальном скольжении SH = 0,024-0,06—
номинальный момент Ма. Максимальный мо-
мент Мтах двигатель развивает при сколь-
жении, называемом критическим (SKP « 0,2).
Трехфазные асинхронные электродвига-
тели с короткозамкнутым ротором типа
МСТ применяют в стрелочных электроприводах. Основные харак-
теристики этих электродвигателей приведены в табл. 11.
Электродвигатели типов МСТ-0,25 и МСТ-0,3 устанавливают в элек-
троприводах тяжелых и обычных стрелок электрической централиза-
ции, типа МСТ-0,6 — в электроприводах стрелок маневровых районов.
Для увеличения начального вращающего момента, необходимого
для перевода стрелок, короткозамкнутую обмотку ротора стрелочных
электродвигателей выполняют с повышенным активным сопротивле-
нием. Изменение направления вращения ротора электродвигателя
осуществляется переменой мест двух линейных проводов, подводя-
щих ток к электродвигателю. При этом изменяется направление вра-
щения магнитного поля статора, а следовательно, и ротора. Асинх-
ронные электродвигатели малой мощности включают в сеть перемен
Таблица 11
Тип электро- двигателя	Мощность, Вт	Напряжение питания, В, при соедииеиии обмоток		Потребляе- мый ток, А	Частота вращения ротора, об/мии
		звездой	треугольни- ком		
МСТ-0,25	250	220	127	1,4/2,4*	1250±50
МСТ-0,3	300	190+бл — 9 , Б	110+ 0,0	2,1/3,6	850±42,5
МСТ-0,ЗА	300	330±??,6	190±$’ — ₽ , О	1,2/2,1	850±42,5
МСТ-0,6	600	190±^6	"016335	2,8/4,85	2850±285
МСТ-0.6А	600	ззо±?в’,6	190+$’в	2/3,46	2850±285
* В числителе указывается потребляемый ток при соединении обмоток звездой, в зна-
менателе — при соединении обмоток треугольником.
222
него тока без пусковых приспособлений. При значительных мощно-
стях (более 5 кВт) пусковой ток ограничивают.
Существуют два способа пуска в ход короткозамкнутых асинх-
ронных электродвигателей. Непосредственный (прямой) пуск приме-
няют в случае, если мощность двигателя значительно меньше мощ-
ности сети. Пуск переключением обмоток со звезды на треугольник
можно использовать в том случае, если обмотки статора двигателя
постоянно должны быть соединены треугольником. Для того чтобы
снизить пусковой ток, на период пуска обмотки статора соединяют
звездой (рис. 191, а). Благодаря этому напряжение на каждой обмотке
снизится в /3 раз, а линейный ток уменьшится в 3 раза. Когда двига-
тель разовьет скорость, переключают рубильник Р2 и обмотки соеди-
няют треугольником.
Для снижения пускового тока последовательно с обмоткой статора
можно включать элементы с активным или индуктивным сопротивле-
нием (рис. 191, б и в). После пуска эти элементы шунтируются.
Однофазный асинхронный двигатель. Обмотка статора однофаз-
ного асинхронного двигателя состоит из одной катушки. Ток, прохо-
дящий по этой катушке, создает пульсирующий магнитный поток,
который можно разложить на два вращающихся магнитных потока
Фх и Ф2, имеющих одинаковую величину, но разное направление вра-
щения.
Первый магнитный поток вращается (относительно неподвижного
ротора) с частотой nY по движению часовой стрелки, а второй — с та-
кой же частотой — в противоположном направлении. При пуске мо-
менты Л4] и М2, создаваемые каждым вращающимся потоком, равны,
но направлены в противоположные стороны. В результате пусковой
вращающий момент М = М1 — М2 = 0. Если ротору сообщить пер-
воначальное движение, например по движению часовой стрелки, то
вращающийся в этом же направлении магнитный поток Фх будет
Рис. 191. Схемы пуска асинхронного двигателя:
а - переключением обмоток статора со звезды на треугольник; б, в — с коротко-
замкнутым роторам с помощью соответственно активных и индуктивных элементов
223
действовать на ротор, как и в трехфазном короткозамкнутом двига-
теле. Магнитный поток Ф2, вращающийся относительно ротора в про-
тивоположном направлении, будет индуцировать в роторе токи боль-
шей частоты. Индуктивное сопротивление ротора для этой частоты
возрастет и еще больше будет отличаться от активного сопротивле-
ния. В результате этого вращающий момент М2 уменьшится. Резуль-
тирующий вращающий момент М = АГ — М2 будет направлен в сто-
рону первоначального движения ротора.
Пусковой вращающий момент в однофазном асинхронном двига-
теле (рис. 192) может быть получен за счет дополнительной пусковой
обмотки ПО, которую укладывают в пазах статора под углом 90°
к главной обмотке ГО. Ток Д главной обмотки отстает по фазе от на-
пряжения U на угол фр Последовательно с пусковой обмоткой вклю-
чен конденсатор С, и ток 12 опережает по фазе напряжение на угол ф2.
Поэтому токи в обмотках сдвинуты на угол Фт + Фг = 90° и в машине
возникает вращающееся магнитное поле, которое создает пусковой
момент. Однофазные асинхронные конденсаторные двигатели типа
АСОМ-48 устанавливают в кодовых путевых трансмиттерах, которые
применяют в устройствах кодовой автоблокировки и автоматической
локомотивной сигнализации. Электродвигатель может питаться от
источника с переменным напряжением ПО В частотой 50 и 75 Гц.
При частоте 50 Гц в электрическую схему двигателя включают кон-
денсатор емкостью 6 мкФ (рис. 193, а), при частоте 75 Гц — конденса-
тор емкостью 2 мкФ (рис. 193, б). Основные характеристики электро-
двигателя типа АСОМ-48: полная мощность 16,5 В • А; полезная мощ-
ность 3,5 Вт; к. п. д. 0,3; частота вращения якоря при частоте 50 Гц
982 об/мин, при частоте 75 Гц — 1473 об/мин.
В однофазную сеть можно включать трехфазные асинхронные дви-
гатели (рис. 194).
Рабочие характеристики асинхронного двигателя. На щитке асин-
хронного двигателя указывают номинальные значения мощности Рн,
напряжения (7Н, частоты вращения пн и к. п. д. т]н. На рис. 195 пока-
заны рабочие характеристики двигателя, которые показывают при
Рис. 192. Схема и векторная Рис. 193. Схема асинхронного двигателя типа
диаграмма однофазного асин-	АСОМ-48
хронного двигателя с конден-
саторным пуском
224
Рис. 194. Схемы включения трехфаз-
ных асинхронных двигателей в одно-
фазную сеть
Рис. 195. Рабочие характери-
стики асинхронного двигателя
неизменном номинальном напряжении зависимость частоты враще-
ния п, вращающего момента М, коэффициента мощности cos ср, по-
требляемого тока I и к. п. д. г) от полезной мощности двигателя Р2.
С увеличением нагрузки частота вращения асинхронного двигателя
уменьшается незначительно, поэтому характеристика п f (Р2)
слабо наклонена к оси абсцисс. Благодаря индуктивности обмотки
статора асинхронные двигатели потребляют ток I, отстающий от
напряжения на угол ср. При холостом ходе cos q> 0,2. С увеличением
нагрузки коэффициент мощности cos ср быстро увеличивается, при но-
минальной нагрузке достигая значения 0,8—0,9. По мере нагрузки
двигателя к. п. д. увеличивается и при нагрузке, близкой к номи-
нальной, достигает р - 0,8-4-0,9.
§ 42.	Синхронные генераторы
Устройство и принцип действия Синхронные машины используют
прежде всего в качестве генераторов Их устанавливают на электри-
ческих станциях для преобразования механической энергии в элек
трическую
Синхронный генератор состоит из неподвижного статора 2
(рис. 196, а), на котором размещаются три обмотки (А — X, В Y,
С - Z), и вращающегося ротора 1 с полюсами, на которых находится
обмотка возбуждения ОВ. Постоянный гок, поступающий в обмотку
возбуждения, намагничивает ротор, а первичный двигатель вращает
его с частотой п. При этом обмотки статора пересекаются магнитным
полем и в них индуцируются переменные э. д. с., сдвинутые по фазе
на угол 120 . Источником постоянного тока возбуждения /в является
возбудитель небольшой генератор постоянного тока, мощность
которого составляет 2—3% мощности грехфазного генератора. Якорь
генератора постоянного тока соединен с валом синхронного генера-
тора и приводится во вращение общим первичным двигателем.
8 Зак. 2254	225
При работе первичного двигателя (рис. 196, б) вращается вал
ротора 1 и якорь 2. Ток возбуждения /в проходит от положительного
полюса возбудителя через щетку Щ1 и кольцо 3, обмотку возбужде-
ния синхронного генератора 6, кольцо 4, щетку Щ2 к отрицательному
полюсу возбудителя.
В некоторых синхронных генераторах для создания магнитного
потока используется самовозбуждение. В таких генераторах цепь
возбуждения подключают к обмоткам статора 7 через специальный
выпрямитель. При вращении ротора 5 в обмотках статора 7 возникает
небольшой переменный ток за счет остаточной индукции. Этот ток вы-
прямляется и, поступая в обмотку возбуждения, усиливает магнит-
ный поток ротора, а следовательно, и э. д. с. генератора. Ротор можно
вращать паровой или водяной турбиной или двигателем внутреннего
сгорания. В соответствии с этим синхронный генератор называется
турбогенератором, гидрогенератором или дизель-генератором.
Частота f вырабатываемого тока прямо пропорциональна частоте
вращения первичного двигателя п и числу пар полюсов ротора: f =
— рп/60. Поэтому тихоходные генераторы, работающие совместно
с водяными турбинами, имеют большое число явно выраженных по-
люсов. Генераторы с неявно выраженными полюсами работают сов-
местно с паровыми турбинами и являются быстроходными.
В каждой обмотке статора наводится э. д. с.
Е ^=4,44/цф/С,
где а> — число витков обмотки;
Ф — магнитный поток ротора;
К — постоянный коэффициент обмотки.
Э. д. с. и напряжение генератора регулируют реостатом в цепи об-
мотки возбуждения генератора постоянного тока. Если увеличить
ток возбуждения этого генератора, то увеличатся его напряжение и
ток возбуждения /в синхронного генератора, в результате чего воз-
растет магнитный поток Ф ротора и индуцируемая э. д. с. Е. К. п. д.
синхронных генераторов большой мощности достигает 96—97%.
Синхронные генераторы применяют для резервного питания уст-
ройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Они входят
Рис. 196. Синхронный генератор (а) и его вращающаяся часть (б)
226
Рис. 197. Трехфазный синхронный генератор (дизель-ге-
нератор):
/ — корпус статора; 2 — сердечник статора; 3 — пазы сердечника
статора; 4--трехфазная обмотка статора; 5 — полюс ротора;
6 — катушка обмоткн возбуждения; 7 — генератор постоянного
тока
в комплект дизель-генераторных агрегатов (ДГА) (рис. 197), которые
используют при неисправности питающих трансформаторных под-
станций. При соединении обмоток статора звездой линейное напря-
жение таких генераторов 380 В, мощность — 12, 24 или 48 кВ • А.
Дизель-генераторы снабжены аппаратурой системы самовозбуж-
дения и автоматического регулирования напряжения (рис. 198).
Статор
ОВ
О
Рис. 198. Схема синхронного генерато-
ра с автоматической регулировкой на-
пряжения
Последовательно с нагрузкой включены первичные обмотки транс-
форматора Т1, а параллельно нагрузке — первичные обмотки транс-
форматора Т2. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединены
параллельно и питают выпрямитель В, к которому подключена об-
мотка возбуждения ОВ синхронного генератора. Вторичный ток Ц
последовательного трансформатора зависит от тока нагрузки /, вто-
ричный ток 1и параллельного трансформатора — от напряжения
нагрузки U. Ток на входе выпрямителя равен геометрической сум-
ме токов Ц и 1и, т. е. 1 = /г -|-
Ток возбуждения /в
зависит не только от тока / и
напряжения U нагрузки, но и
от угла сдвига <р между ними.
Поэтому такую схему называ-
ют схемой фазового компаун-
дирования.
Коэффициенты трансфор-
мации трансформаторов Т1,
Т2 и индуктивности L вклю-
ченных катушек выбирают
так, чтобы при любом токе /
8*
227
и угле ф сохранялось постоянным напряжение генератора V.
С возрастанием активной или активно-индуктивной нагрузки увели-
чиваются токи Ц, 1~, /в и э. д. с. Е. В результате автоматически ком-
пенсируется действие возрастающего падения напряжения на обмот-
ках статора. Самовозбуждение синхронных генераторов происходит
так же, как и в генераторах постоянного тока, за счет остаточного
магнетизма. Однако вследствие повышенного сопротивления выпря-
мителя при малых напряжениях э. д. с. от остаточного магнетизма
недостаточна для самовозбуждения. Поэтому принимают ряд мер,
улучшающих процесс самовозбуждения. Для этого параллельно вы-
прямителю В со стороны переменного тока включают резонансный
контур, состоящий из конденсаторов. Емкость конденсаторов С вы-
бирают такой, чтобы во время пуска, когда частота вращения ротора
п < nh, наступил резонанс напряжений, при котором напряжение
на конденсаторах и на входе выпрямителя повысилось. Благодаря
этому снижается сопротивление выпрямителя, происходит самовоз-
буждение. При установившейся частоте вращения ротора п = пн
условие резонанса нарушается и конденсаторы практически не влияют
на работу схемы.
Характеристики. К основным характеристикам синхронного гене-
ратора относятся регулировочные, внешние и характеристики холо-
стого хода. Характеристики снимают с помощью схемы, представлен-
ной на рис. 199.
Характеристика холостого хода (рис. 200, а) показывает зависи-
мость э. д. с. Е обмотки статора от тока возбуждения /в при посто-
янной частоте вращения п и выключенной нагрузке, т. е. Е -- /(/в)
при п — const; f = const; 1	0.
Ток возбуждения синхронного генератора регулируется реоста-
том R (см. рис. 199), который включен последовательно с обмоткой
возбуждения ОВ. Для измерения тока, напряжения и частоты на вы-
ходе генератора включены амперметры (РА1 — РАЗ), вольтметр PV
и частотомер Hz. Характеристика холостого хода синхронного гене-
ратора подобна кривой намагничивания сердечника ротора.
Внешние характеристики (рис. 200, б) отображают зависимость
напряжения генератора U от тока нагрузки / при неизменных токе
возбуждения, частоте вращения и коэффициенте мощности, т. е.
U = f (/) при /в = const; п = const и cos ф const.
Рис. 199. Схема синхронного генератора
228
Если увеличивать нагрузку с преобладанием индуктивности на
генераторе, то его напряжение резко снижается (кривая /). Это объ-
ясняется увеличением падения напряжения на обмотках статора и
реакцией статора. Реакцией статора называется взаимодействие вра-
щающегося магнитного потока статора с магнитным потоком ротора,
которые вращаются с одинаковой скоростью (синхронно). С увели-
чением нагрузки возрастает магнитный поток обмоток статора, нап-
равленный противоположно магнитному потоку ротора. В результате
размагничивания ротора снижается э. д. с. и напряжение генератора.
Если к генератору подключить только активную нагрузку, то маг-
нитный поток статора будет сдвинут относительно ротора на угол
90°. Размагничивающее действие реакции статора несколько снижается
и напряжение генератора изменяется по кривой 2. При нагрузке
с преобладанием емкости магнитный поток статора направлен в одну
сторону с магнитным потоком ротора. Поэтому напряжение генера-
тора изменяется по кривой 3.
Регулировочные характеристики (рис. 200, в) при активно-индук-
тивной нагрузке 1, активной нагрузке 2, активно-емкостной нагруз-
ке 3 показывают зависимость тока возбуждения генератора /в от тока
нагрузки / при постоянном напряжении, частоте вращения и коэффи-
циенте мощности, т. е. /в = f (/) при U const; п ---- const; cos <р
= const. Регулировочные характеристики показывают, как следует
изменять ток возбуждения генератора /в при увеличении тока на-
грузки / для того, чтобы напряжение генератора U было постоянным.
§ 43. Первичные химические источники тока
Химическим источником тока называют устройство, в котором хи-
мическая энергия превращается непосредственно в электрическую.
Химические источники тока делятся на две группы: первичные
элементы и аккумуляторы.
В первичных элементах происходит необратимый процесс преоб-
разования химической энергии в электрическую (разряд). Вещества,
образовавшиеся в процессе разряда, не могут быть восстановлены до
229
первоначального химического состава. Поэтому разряженный пер-
вичный элемент приходит в негодность. По конструкции они могут
быть самыми различными, но все они состоят из двух электродов —
проводников первого рода, разделенных слоем электролита. К хими-
ческим источникам тока предъявляют следующие требования: высо-
кая надежность, отсутствие вредного воздействия на питаемую аппа-
ратуру, малые габаритные размеры и масса, относительно малая стои-
мость и минимальный саморазряд, широкий интервал рабочих тем-
ператур .
Характеристики. Э. д. с. многих первичных элементов сравни-
тельно невелика и равна 1,2—1,7 В. Для получения больших напря-
жений первичные элементы соединяют последовательно.
Во время работы элемента происходит непрерывный процесс рас-
творения отрицательного электрода, а к положительному электроду
из электролита подходят ионы водорода. Молекулы водорода на по-
ложительном электроде образуют непроводящий слой. Это явление
называется поляризацией элемента. В результате поляризации уве-
личивается внутреннее сопротивление элемента и снижается его на-
пряжение.
Для устранения поляризации в состав элемента вводят деполя-
ризаторы — вещества, богатые кислородом, например перекись мар-
ганца. Деполяризаторы превращают водород в воду и освобождают
положительный электрод от непроводящего слоя водорода.
Количество электричества, которое можно получить от элемента
во время его разряда, называют емкостью первичного элемента:
Q = Ip tp >
где /р — разрядный ток, А;
tp — время разряда, ч.
Емкость первичного элемента зависит от количества его активных
веществ, разрядного тока, режима разряда, температуры электро-
лита и времени хранения. С увеличением разрядного тока ухудшается
процесс деполяризации и активные вещества элемента используются
не полностью. В результате снижается емкость элемента. Перерывы
разрядного тока улучшают процесс деполяризации и способствуют
увеличению емкости.
С повышением температуры электролита химические процессы
в элементах протекают более интенсивно и емкость элементов уве-
личивается. При слишком высоких температурах электролит высы-
хает и емкость снижается.
Даже при отключенной нагрузке в элементах происходит само-
разряд, т. е. бесполезный расход его активных веществ. Саморазряд
элемента вызывается несовершенством изоляции между электродами
и образованием на отрицательном электроде местных гальванических
пар в местах вкраплений в электрод посторонних примесей. Самораз-
ряд увеличивается при установке элемента в сыром месте и при за-
230
грязнении его пылью и грязью. Каждый элемент характеризуется
номинальной емкостью. Она соответствует определенному режиму
разряда, указанному заводом. Фактическая емкость элемента зави-
сит от условий разряда и обычно отличается от номинальной емкости.
Для электропитания портативных устройств автоматики и теле-
механики, электроизмерительных приборов, некоторых устройств
железнодорожной сигнализации предназначены марганцово-цинко-
вые, воздушно-марганцово-цинковые и ртутно-цинковые элементы
и батареи.
Марганцово-цинковые, воздушные марганцово-цинковые и ртут-
но-цинковые элементы. Наибольшее распространение получили су-
хие марганцово-цинковые элементы. Их выпускают в двух модифика-
циях: стаканчиковые и галетные. Положительным электродом мар-
ганцово-цинковых элементов является агломерат, состоящий из
смеси двуокиси марганца МпО2 и графита, пропитанных раствором
нашатыря, а отрицательным — металлический цинк Zn. В качестве
электролита используют раствор хлористого аммония NH4C1 в виде
пасты.
Такая конструкция галетного марганцово-цинкового элемента
(рис. 201) удобна для последовательного соединения элементов, по-
лучения более высоких напряжений. Для этого элементы накла-
дывают друг на друга таким образом, чтобы выступ положительного
электрода одного элемента плотно соприкасался с верхним токо-
проводящим слоем следующего элемента. Промышленность выпус-
кает сухие элементы марганцово-цинковой системы трех типов, ко-
торые могут работать при различных температурах окружающей
среды: летние — от +17 до +60 °C; холодостойкие — от —40 до
+40 °C; универсальные — от —40 до +60 °C.
Рис. 202. Маргаицово-
цииковый элемент с со-
левым электролитом
12 3	4 5 6
Рис. 201. Галетный элемент:
1 — положительный электрод из агломе-
ратной массы; 2 — тонкая бумажная про-
кладка; 3 — картонная диафрагма с элек-
тролитом; 4 — электрод; 5 — токопроводя-
щий слой; 6 — чехол; 7 — выступ
231
В сухих воздушномарганцо-
воцинковых элементах в состав
агломерата, кроме перекиси
марганца и графита, добавляют
Рис. 203. Общий вид герметичных мар- активированный уголь, который
ганцово-цинковых элементов с щелоч- способен адсорбировать (погло-
ным электролитом типов МЦ-4К (и).
МЦ-ЗК (б), МН-2К («), МЦ-1К (г)
щать) из воздуха кислород. По-
этому в этих элементах деполя-
ризация происходит интенсив-
нее. Газовая камера воздушномарганцовоцинковых элементов со-
общается с наружным воздухом через специальное отверстие У не-
работающих элементов эти отверстия должны быть закрыты пробка-
ми, что предохраняет агломерат от высыхания. Во время работы
пробки следует открыть
В марганцово-цинковом элементе (рис 202) с солевым электроли-
том в качестве положительного электрода использован агломерат 3
из двуокиси марганца и углеродистых материалов, напрессованных
на угольный стержень 5 Отрицательный электрод 6 выполнен из цин-
ка и имеет форму стакана. Картонная шайба 7 служит для изоляции
электродов Носителем электролита является диафрагма 4 из кабель-
ной бумаги, пропитанной солевым электролитом и нанесенным на
нее тонким слоем пасты Элемент заливают изоляционной смесью 2.
Для подключения внешней цепи на угольный электрод насажен ме-
таллический колпачок 1 При изготовлении таких элементов приме-
няют новую технологию, позволяющую увеличить рабочую поверх-
ность положительного электрода и улучшить электрические харак-
теристики без увеличения габаритных размеров
Положительным электродом у герметичных марганцово-цинковых
элементов с щелочным электролитом (рис 203) служит смесь двуокиси
марганца с графитом, а отрицательным — амальгамированный порош-
кообразный цинк Между электродами имеется сепаратор, состоящий
из нескольких слоев высокопористого картона, пропитанного раство-
ром едкого кали, насыщенным цинком Применение щелочного элект-
ролита в элементах повышает коэффициент использования двуокиси
марганца и уменьшает поляризацию электродов
Конструкция ртутно-цинкового элемента (рис. 204) аналогична
конструкции марганцово-цинковых элементов с щелочным электроли-
Рис. 204. Конструкция ртутно-цинко-
вого элемента:
1 - крышка; 2 отрицательный электрод
(цинковые опилки ; 3 корпус; 4 поло-
жительный электрод; 5 резиновое коль-
цо; 6 сепаратор из фильтровальной бу-
маги; 7 диафрагма из фильтровальной
бумаги
232
том. Активная масса положительного электрода состоит из смеси
красной окиси ртути и графита, отрицательного электрода — из
амальгамированного цинкового порошка, содержащего 5- -10% ме-
таллической ртути
В качестве электролита используют раствор едкого кали плот-
ностью 1,4 г/см3, насыщенный окисью цинка В основном электролит
заключен в порах электродов и сепаратора из фильтровальной бу-
маги. Э. д. с ртутно-цинковых элементов (РЦ53, РЦ55, РЦ53Х и др.)
равна 1,36 В и мало меняется в процессе разряда, разрядный ток—
от 0,1 до 300 мА Недостатками ртутно-цинковых элементов являются
высокая стоимость и плохая работоспособность при отрицательной
температуре.
§ 44.	Свинцовые аккумуляторы
Электрическим аккумулятором называют химический источник
постоянного тока, который способен накапливать (аккумулировать)
электрическую энергию и отдавать ее по мере надобности. Активные
вещества, израсходованные при разряде аккумуляторов, легко вос-
станавливаются при заряде, когда аккумуляторы подключают к по-
стороннему источнику постоянного тока При этом потребляемая
ими электрическая энергия преобразуется в химическую
Заряд и разряд аккумулятора можно проводить сотни раз. в то
время как первичные элементы разряжаются только один раз. В этом
заключается его принципиальное отличие от первичных элементов.
Наибольшее применение получили три разновидности аккумуля-
торов: свинцовые (кислотные), в которых активной массой положи-
тельного электрода служит двуокись свинца, отрицательного электро-
да — губчатый свинец, а электролитом — водный раствор серной
кислоты; никель-железные и никель-кадмиевые (щелочные), в которых
активной массой положительного электрода служит гидроокись ни-
келя. отрицательного электрода —- железо или кадмий, а электроли-
том — водный раствор щелочи; серебряно-цинковые, в которых ак-
тивной массой положительного электрода служат окислы серебра,
отрицательного электрода — цинк, электролитом -- водный раствор
щелочи
Для электропитания железнодорожной автоматики и телемеха-
ники в основном применяют свинцовые аккумуляторы Они имеют
высокий к и д. и незначительное снижение напряжения при разряде
По сравнению со свинцовыми аккумуляторами никель-железные
и никель-кадмиевые аккумуляторы имеют меньший к п д и большее
изменение напряжения при разряде, но обладают высокой механичес-
кой прочностью Поэтому их обычно применяют в качестве перенос-
ных или временных источников электропитания различной аппара-
туры
233
Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют высокие удельные ха-
рактеристики, стабильное напряжение при разряде, могут отдавать
очень большие токи при кратковременных разрядах.
Стационарные свинцовые аккумуляторы. Применяют стационар-
ные свинцовые аккумуляторы типов С и СК, СЗ и СН. Буквы обо-
значают: С — стационарный, К — допускает кратковременный раз-
ряд большим током, 3 — в закрытом исполнении, Н — с намазными
пластинами.
Аккумуляторы типов С и СК используют в действующих электро-
питающих установках. У этих аккумуляторов нет крышки, поверх-
ность электролита сообщается с окружающим воздухом. В зависимо-
сти от емкости аккумуляторам типов С и СК присваивают индекс от
1 до 148.
Для получения номинальной емкости необходимо индекс аккуму-
лятора (1 —148) умножить на 36. Следовательно, номинальная ем-
кость аккумуляторов С-1 и СК-1 равна 36 А  ч, С-2 и СК-2 —
72 А • ч, С-10 и СК-Ю — 360 А • ч.
Аккумуляторы типов С и СК состоят из: стеклянного сосуда (ак-
кумуляторы типов С-1 и С-16) или деревянного бака, выложенного
свинцом (аккумуляторы типов С-16 — С-148); блока положительных
пластин поверхностной конструкции; блока отрицательных пластин
коробчатой конструкции; сепараторов из кислотостойких синтети-
ческих микропористых материалов, предохраняющих пластины раз-
ной полярности от соприкосновения между собой; электролита (ра-
створ серной кислоты).
Положительные пластины поверхностной конструкции (рис. 205, а)
состоят из ребристой свинцовой решетки 1, на поверхности которой
размещается активное вещество 2. Благодаря ребристости увеличи-
вается поверхность активного вещества, повышается электрическая
емкость пластин и всего аккумулятора. Активный слой образуется
на ребристой поверхности в процессе специальной обработки пла-
стин на заводе — при электрическом формировании. Аккумулятор-
ные заводы выпускают положительные пластины белой формировки.
Активное вещество таких пластин состоит из сернокислого свинца
Рис. 205. Поверхностная пластина (а) и свинцовая пластина
коробчатой конструкции (б)
234
PbSO4. После заряда это вещество пере-	+	_	+
ХОДИТ В ДВУОКИСЬ СВИНЦа РЬО2.	——	bmmv
Отрицательные пластины коробчатой---------	----- ---------
конструкции (рис. 205, б) состоят из
двух свинцовых решеток 1 с крупными
ячейками 2. В ячейках размещается пас-
тообразная активная масса из свинцово-	—
го порошка и серной кислоты. Для того _	_
чтобы активную массу пластин предо-
стеречь от усадки, к ней добавляют Рис. 206. Соединение аккуму-
неболыпое количество сернокислого ляторов при помощи боковых
бария BaSO4. Решетки, наполненные соединительных полос
активной массой, накладывают одна
на другую, с наружных сторон покрывают тонкими перфориро-
ванными листами свинца и соединяют заклепками. Различают
средние и крайние отрицательные пластины. Крайние отрицатель-
ные пластины отличаются от средних тем, что они имеют толь-
ко одну активную сторону. Другую сторону крайних пластин,обра-
щенную к стенке сосуда, покрывают сплошным листом свинца. В ста-
ционарных аккумуляторах типов С и СК применяют три типа пла-
стин: И-1, И-2, И-4, отличающихся друг от друга размерами и ем-
костью. Эти пластины соединяют в блоки. В каждом свинцовом ак-
кумуляторе отрицательный блок содержит на одну пластину больше,
чем положительный. Это необходимо для того, чтобы при работе
аккумулятора положительные пластины, располагаясь между отри-
цательными, не коробились. Пластины типа И-1 устанавливают в ак-
кумуляторах типов С-1 — С-5. Средние пластины этого типа имеют
емкость 36 А • ч при 10-часовом режиме разряда. Поэтому в аккуму-
ляторах типа С-1 устанавливают одну положительную и две отри-
цательные пластины типа И-1, а в аккумуляторах типа С-2 — две
положительные и три отрицательные пластины того же типа.
По сравнению с пластинами типа И-1 пластины типа И-2 имеют
в 2 раза большие размеры и емкость. Эти пластины устанавливают
в аккумуляторах типов С-6—С-20. В аккумуляторах большей емко-
сти (начиная с аккумуляторов типа С-24) устанавливают пластины
типа И-4 номинальной емкостью 144 А • ч. Основные конструктивные
данные и номинальные емкости стационарных аккумуляторов типов
С и СК, применяемых для электропитания устройств железнодорож-
ной автоматики и телемеханики, приведены в табл. 12.
Для параллельного соединения нескольких одноименных пла-
стин в одном сосуде и для последовательного соединения аккумуля-
торов в батарею применяют свинцовые соединительные полосы. В ба-
тареях небольшой емкости (с аккумуляторами типов С-1, СК-1, СК-2,
СК-3) применяют боковые соединительные полосы (рис. 206). Пла-
стины аккумуляторов в этом случае располагаются перпендикулярно
продольной оси стеллажа. Аккумуляторы большей емкости, начиная
235
Таблица 12
Тнп аккумулятора	Номинальная емкость, А-ч	Тип пластин	Число пластин в аккумуляторе		
			положи- тельных	отрицательных	
				средних	крайних
С-1, СЗ-1 С-2, СЗ-2	36	И-1	1			2
	72	И-1	2	1	2
С-3, СЗ-З	108	И-1	3	2	2
С-4	144	И-1	4	3	2
С-5, СК-5 , СЗ-5	180	И-1	5	4	2
С-6, СК-6	216	И-2	3	2	2
С-8, СК-8	288	И-2	4	3	2
С-10, СК-Ю	360	И-2	5	4	2
С-12, СК-12	432	И-2	6	5	2
с типов С-4 и СК-4, соединяются в батарею поперечными соединитель-
ными полосами (рис. 207). Аккумуляторы типов С-1 — С-4 выпол-
няют с соединительными полосами такого сечения, чтобы они были
пригодны для продолжительных и для кратковременных разрядов.
Аккумуляторы типа С-5—С-148 отличаются от аккумуляторов типов
СК-5—СК-148 поперечным сечением соединительных полос. В аккуму-
ляторах типа СК, предназначенных для разряда большими токами,
эти полосы имеют большее поперечное сечение.
Стационарные свинцовые аккумуляторы С и СК монтируют из от-
дельных деталей на месте установки. Технологический процесс мон-
тажа очень сложен, многие виды работ относятся к числу вредных.
Из-за отсутствия верхней крышки в аккумуляторах С и СК интен-
сивно испаряется вода, а в конце заряда электролит разбрыз-
гивается. Поэтому во время эксплуатации в аккумуляторы тре-
буется периодически доливать дистиллированную воду, а поверх-
ность сосудов и стеллажей очищать от осадка электролита. Для умень-
шения испарения и разбрызгивания электролита аккумуляторы по-
крывают пластинами из оконного стекла. Для этого же поверхность
раствора электролита в аккумуляторах покрывают пленкой вазели-
Рис. 207. Соединение аккумулято-
ров прн помощи поперечных со-
единительных полос
236
12 3 4 5
Рис. 208. Пластины намазкой конструкции (а) и сепаратор аккумуляторов ти-
па СН (6)
нового медицинского масла толщиной 3 мм. Масляная пленка сни-
жает расход воды для доливки в аккумуляторы в 3—4 раза.
Стационарные аккумуляторы типа СЗ выпускают в стеклянных
сосудах, плотно закрытых эбонитовой крышкой. Через крышку от
положительных и отрицательных пластин выводят контактные болты.
В середине крышки имеется отверстие для заливки электролита, ко-
торое закрывается эбонитовой пробкой. В аккумуляторах СЗ уста-
новлены пластины той же конструкции, что и в аккумуляторах С
и СК, поэтому электрические характеристики этих аккумуляторов
одинаковы.
В стационарных аккумуляторах типа СН положительные и отри-
цательные пластины имеют намазную конструкцию. Блок отрица-
тельных пластин опирается на призмы, установленные на дне стек-
лянного или эбонитового сосуда. Блок положительных пластин под-
вешивается на специальной колодке. На верхней крышке аккумуля-
тора располагаются контактные болты и заливочное отверстие, в ко-
торое плотно ввинчивается пробка. Пробка имеет специальный фильтр,
пропускающий газы, но задерживающий выход испарений электро-
лита. Аккумуляторы СН герметизированы в выводах и зазорах меж-
ду крышкой и стенками бака. Для этого применяют специальную
мастику или используют контактно-тепловую сварку.
Аккумуляторы типа СН выпускают в собранном виде с заряжен-
ными или разряженными пластинами, не залитыми раствором элект-
ролита. Пластины намазной конструкции (рис. 208, а) состоят из свин-
цово-сурьмянистой решетки 2 с мелкими ячейками, в которых распо-
лагается активное вещество 1. Пластины 1 (рис. 208, б) изолированы
друг от друга тройным сепаратором, состоящим из стеклянного вой-
лока 2, гофрированного перфорированного винипласта 3 и мипласта
5. Для увеличения срока службы кромки положительных пластин
и края сепараторов в аккумуляторах типа СН обвертывают боковым
изолятором из винипласта 4.
Аккумуляторам типа СН присваивают индекс от 1 до 20. Для по-
лучения номинальной емкости, соответствующей 10-часовому раз-
237
ряду, необходимо индекс аккумулятора умножить на 40. Аккумуля-
торы типа СН по сравнению с открытыми аккумуляторами типов С
и СК имеют следующие преимущества: их собирают не на месте уста-
новки, а в заводских условиях; они обладают большим сроком служ-
бы, имеют меньшую массу и габаритные размеры, требуют минималь-
ного ухода во время эксплуатации, могут отдавать большие токи
в разряде, длившемся 1 мин.
Переносные свинцовые аккумуляторы и батареи. Они имеют за-
крытую конструкцию, сравнительно небольшую массу и габаритные
размеры. Для уменьшения массы в этих аккумуляторах применяют
пластины намазной конструкции. Промышленность выпускает раз-
личные типы переносных свинцовых аккумуляторов и батарей. Наи-
большее распространение получили свинцовые радиоанодные (РА),
радионакальные (PH), стартерные (СТ) батареи.
Для питания устройств железнодорожной автоблокировки, элект-
рической централизации широко используют автоблокировочные
аккумуляторы (АБН). Для управления дизелем резервных электро-
станций применяют стартерные свинцовые батареи.
Аккумуляторы типов АБН-72 и АБН-80. В условном обозначе-
нии этих аккумуляторов буквы АБ характеризуют назначение (для
автоблокировки), Н — конструкцию пластин (намазные), число после
букв — номинальную емкость (при 25-часовом режиме разряда).
Аккумулятор типа АБН-72 (рис. 209) находится в стеклянном со-
суде <3 с эбонитовой крышкой 4, к которой подвешены разноименные
блоки пластин. Блок положительных пластин 8 состоит из трех, а
блок отрицательных пластин 2 — из четырех пластин намазной кон-
238
струкции. Пластины 9,12 изо-
лируют друг от друга тройным
сепаратором, состоящим из
слоя фанеры И, перфориро-
ванного и гофрированного ви-
нипласта 10 и стекловолокна.
Слои сепарации скреплены
П-образным винипластовым
боковым изолятором/. Элект-
ролит заливают в аккумуля-
торы типа АБН-72 через от-
верстие, которое закрывают
пробкой 6. Пробка имеет кла-
пан 7 для выхода газов. В про-
межутки между стенками сосуда и крышкой заливают кислотостойкую
мастику. Выводы 5 соединяют с пластинами через полюсные штыри.
Аккумулятор типа АБН-80 собран в полиэтиленовом сосуде, а
между пластинами установлен сепаратор из мипласта и мипора.
Электролит должен покрывать верхнюю кромку сепараторов на
20—30 мм в аккумуляторах типа АБН-72 и на 30—40 мм в аккуму-
ляторах типа АБН-80.
Стартерные свинцовые батареи. Их собирают в моноблоке, изго-
товленном из эбонита, фенолита или полипропилена (рис. 210). Оди-
ночные аккумуляторы устанавливают в отделения моноблока, а затем
соединяют последовательно свинцовыми соединителями. Сверху бата-
рею закрывают крышкой, которую соединяют с моноблоком герме-
тически с помощью контактно-тепловой сварки. На крышке для каж-
дого аккумулятора имеется заливочное отверстие, которое закры-
вают пробкой.
В условном обозначении типа стартерных батарей буквы и цифры
расшифровываются следующим образом: цифра 6, стоящая впереди
обозначения, указывает число последовательно соединенных акку-
муляторов в батарее; буквы СТ — стартерная для автомобилей и ав-
тобусов; буквы ТСТ — стартерная для тракторов, дорожных машин
и т. д.; число после черты указывает номинальную емкость батареи.
А • ч, при 20-часовом режиме разряда.
§ 45.	Электролит и химические процессы
в свинцовых аккумуляторах
Электролит. Свинцовые аккумуляторы заливают электролитом,
который состоит из аккумуляторной серной кислоты и дистиллиро-
ванной воды. Аккумуляторная серная кислота — тяжелая прозрач-
ная маслянистая жидкость, хорошо растворяется в воде, без запаха,
разъедает кожу, бумагу, материю. Для приготовления электролита
239
применяют три сорта серной кислоты: с государственным Знаком ка-
чества, 1-го сорта и 2-го сорта. В серной кислоте 1-го и 2-го сорта до
допустимых пределов снижено число примесей (железа, окислов
азота, мышьяка, марганца и др.). Аккумуляторная серная кислота
поступает с заводов в стеклянных бутылях со стеклянными притер-
тыми пробками, навинчивающимися полиэтиленовыми или пластмас-
совыми крышками. Бутыли устанавливают в ивовые корзины, поли-
этиленовые или деревянные обрешетки. Их должны переносить два
работника при строгом соблюдении правил техники безопасности.
Дистиллированная вода отличается от водопроводной или речной
почти полным отсутствием примесей (солей, сульфатов, хлоридов и
др ). Такую воду получают при помощи перегонных кубов — ди-
стилляторов.
Электролит готовят в чистой кислотостойкой посуде (эбонитовой,
керамической, фаянсовой). Часто используют деревянные баки, внут-
ри выложенные листовым свинцом. Нельзя пользоваться стеклянной
посудой: при растворении серной кислоты выделяется большое коли-
чество тепла и стеклянные сосуды, нагреваясь, могут лопнуть.
В сосуд наливают дистиллированную воду, а затем тонкой струей
серную кислоту, перемешивая этот раствор палочкой из стекла или
эбонита Так как серная кислота тяжелее воды, то выделяющееся
при растворении тепло равномерно распределяется по всему объему
электролита. Запрещается вливать воду в кислоту. В этом случае
Рис. 211. Ареометр,,I
струя воды, соприкасаясь только с поверхност-
ными слоями кислоты, быстро нагревается и
разбрызгивается вместе с частицами серной
кислоты Эти брызги, попадая на кожу, могут
причинить серьезные ожоги. При приготовле-
нии электролита необходимо надевать защитные
очки, резиновые перчатки и фартук, суконный
комбинезон и галоши. Для нейтрализации сер-
ной кислоты и электролита, попавших на кожу
или одежду, необходимо всегда иметь 5—10%-
ный раствор соды или 5—10°о-ный раствор на-
шатырного спирта. Если серная кислота попала
на кожу, то ее следует сразу смочить защитным
раствором, а затем несколько раз промыть во-
дой. Плотность электролита измеряют ареомет-
ром (рис 211, а) Он представляет собой стек-
лянную трубку 4, запаянную с обеих сторон,
в нижней части которой находится грузик, а в
верхней — шкала Ареометр опущенный в
мензурку 1 с электролитом 2. занимает вер-
тикальное положение, причем некоторая часть
его выступает наружу Глубина погружения
ареометра зависит от плотности электролита:
240
чем больше плотность электролита, тем меньше погружается
ареометр По делению шкалы, которое находится на уровне
раствора, определяют плотность электролита Аккумуляторный
ареометр (рис 211, б) помещается в стеклянную трубку 4, на
один конец которой надета резиновая груша 5, а на другой -
трубчатый наконечник 6 из кислотостойкого материала При помощи
резиновой груши электролит всасывают в стеклянную трубку с арео-
метром. Для заполнения новых стационарных свинцовых аккумуля-
торов применяют электролит плотностью 1,18 г см3 при температуре
25 С С повышением плотности электролита от 1,18 до 1,29 гем3
снижается температура его замерзания Например, электролит плот-
ностью 1,29 г/см3 замерзает при температуре —74 С Поэтому пере-
носные аккумуляторы, работающие при низких температурах, за-
ливают электролитом повышенной плотности Например, в цент-
ральных районах при температуре зимой до —30 С в стартерные ак-
кумуляторы заливают электролит плотностью 1,27 г/см3 Аккумуля-
торы типов АБН-72 и АБН-80 заливают электролитом плотностью
1,21 гем3 Перед заливкой в аккумуляторы электролит необходимо
охладить до температуры 25 С Для того чтобы уменьшить время
охлаждения, рекомендуется ступенчатое приготовление электролита:
из кислоты плотностью 1,83 гем3 приготовить электролит плотностью
1,4 гем3, а из. него - - электролит плотностью 1,18—1,3 г см3
Химические процессы. У заряженного свинцового аккумулятора
активная масса положительных пластин состоит из двуокиси свинца
РЬО2, а отрицательных — из губчатого свинца РЬ Двуокись свинца
имеет темно-коричневый цвет, а губчатый свинец - светло-серый
Пластины погружены в электролит — водный раствор серной кисло-
ты В результате электролитической диссоциации молекулы серной
кислоты электролита распадаются на положительные ионы водорода
и отрицательные ионы кислотного остатка
К заряженному аккумулятору присоединим приемник энергии
сопротивлением г (рис 212, а) и рассмотрим химические процессы
в аккумуляторе при его разряде Разрядный ток /,, направлен от по-
ложительной пластины через приемник энергии г к отрицательным
пластинам, а затем через электролит - от отрицательных пластин
к положительной
В электролите положительные ионы водорода 2Н+ перемещаются
по направлению тока, а отрицательные ионы SO Г - против В ре-
зультате разряда в свинцовом аккумуляторе происходят химические
реакции
Р1Ю, । PI? 2H2SO4  PbSO4 PbS*O4 2Н.,().
Из уравнения видно, что в процессе разряда двуокись свина РЬО.,
на положительных пластинах и губчатый свинец РЬ на отрицатель-
ных пластинах превращаются в сернокислый свинец PbSOj. Эти хи-
мические реакции идут с поглощением серной кислоты, поэтому в про-
241
цессе разряда плотность электролита снижается. При глубоком раз-
ряде сернокислый свинец превращается в твердую крупнокристалли-
ческую соль, которая плохо восстанавливается во время заряда.
Поэтому аккумуляторы разряжают только до определенной плотно-
сти электролита. Для стационарных аккумуляторов она равна 1,17—
1,15 г/см3. Для заряда через аккумуляторы пропускают постоянный
ток, направленный противоположно разрядному току. Для этого ак-
кумулятор подключают к выпрямителю В (рис. 212, б) или другому
источнику постоянного тока. Положительный зажим выпрямителя
соединяют с блоком положительных пластин, а отрицательный —
с блоком отрицательных пластин.
Зарядный ток 73 направлен внутри электролита от положительных
пластин к отрицательным. Поэтому к положительным пластинам
подходят отрицательные ионы кислотного остатка SOf~, а к отрица-
тельным пластинам — положительные ионы водорода 2Н+.
Химические реакции при заряде можно представить следующим
уравнением: Pt)Sb4 + PbSO4 + 2Н2О -> PbVVg + W + 2H2SO4.
Во время заряда сернокислый свинец PbSO4 превращается в дву-
окись свинца РЬО2 на положительных пластинах и в губчатый свинец
РЬ на отрицательных пластинах. Одновременно увеличивается коли-
чество серной кислоты в растворе, что повышает плотность электро-
лита до тех пор, пока весь сульфат свинца не преобразуется в актив-
ные вещества, которые были в аккумуляторе перед разрядом. По-
этому плотность электролита в конце заряда равна плотности электро-
лита в начале разряда. У стационарных аккумуляторов плотность
электролита в конце заряда достигает 1,2—1,21 г/см3; у аккумуля-
торов типа АБН плотность электролита достигает 1,18—1,2 г/см3 ле-
том и 1,3—1,32 г/см3 зимой. После восстановления активных масс на
пластинах зарядный ток разлагает воду электролита на водород и
кислород, которые, смешиваясь, образуют взрывоопасную смесь,
Рис. 212. Простейший свинцовый аккумулятор (а) и
схема его заряда (б)
242
называемую гремучим газом. Разложение воды электрическим током
обнаруживается по интенсивному выделению пузырьков водорода и
кислорода на поверхности электролита («кипению»).
§ 46.	Электрические характеристики
свинцовых аккумуляторов
К основным электрическим характеристикам свинцовых аккуму-
ляторов относятся электродвижущая сила, напряжение, емкость,
внутреннее сопротивление, отдача и саморазряд.
Э. д. с. и напряжение. Активные вещества положительных и от-
рицательных пластин свинцового аккумулятора обладают определен-
ными потенциалами относительно электролита. Большим потенциалом
обладает двуокись свинца РЬО2, меньшим — губчатый свинец РЬ.
В результате возникает разность потенциалов между разноименными
полюсами аккумулятора. Эта разность потенциалов при отключенной
нагрузке равна э. д. с. аккумулятора. Потенциалы электродов, а зна-
чит, и э. д. с. аккумулятора не зависят от количества активных ве-
ществ на пластинах. Э. д. с. свинцового аккумулятора главным обра-
зом зависит от плотности его электролита: Е = 0,85 + d, где d —
плотность электролита в порах активной массы пластин.
У разряженного стационарного аккумулятора d = 1,17 г/см3,
Е = 0,85 + 1,17 = 2,02 В, у заряженного d = 1,21 г/см3, Е =
= 0,85 + 1,21 = 2,06 В, т. е. при разряде и заряде э. д. с. свинцового
аккумулятора изменяется относительно мало. Поэтому по значению
э. д. с. нельзя определить степень разряженности свинцового акку-
мулятора.
Напряжение аккумулятора при заряде U3 = Е + 1 л г0, при раз-
ряде Up = Е — 1рг0, где /3, /р — соответственно токи заряда и раз-
ряда; г0 — внутреннее сопротивление аккумулятора.
Кривая изменения напряжения свинцового аккумулятора при его
заряде током постоянного значения представлена на рис. 213, а. На
первом этапе заряда, когда восстанавливаются поверхностные слои
активных масс, напряжение аккумулятора увеличивается быстро
(до 2,12 В), а затем медленнее (до 2,3 В).
На втором этапе заряда, когда восстанавливаются внутренние
слои активных масс, напряжение аккумулятора быстро увеличивается
с 2,3 до 2,7 В, после чего заряд прекращают.
Внутренние слои активных масс не соприкасаются с внешним элект-
ролитом, что затрудняет их восстановление. Поэтому при напряже-
нии 2,3 В целесообразно уменьшить зарядный ток. Если этого не сде-
лать, то ток, поступающий в аккумулятор, будет использоваться не
полностью. Значительная часть этого тока будет разлагать воду
электролита на кислород и водород, начнется газовыделение и пласти-
ны начнут портиться.
243
Рис. 213. Кривые изменения напряжения свинцового акку-
мулятора
При разряде активные массы аккумулятора поглощают из элект-
ролита серную кислоту и превращаются в сернокислый свинец PbSO4.
По мере разряда поверхность пластин покрывается сернокислым
свинцом, затрудняющим проникание серной кислоты к внутренним
слоям активных масс. В результате этого снижаются плотность элект-
ролита в порах пластин, э. д. с. и напряжение свинцового аккумуля-
тора (рис. 213, б). Разряд аккумулятора обычно заканчивается при
напряжении 1,8 В.
При дальнейшем разряде серная кислота почти не проникает
к внутренним слоям активных масс, и напряжение аккумулятора
быстро падает Кроме этого, глубокие разряды приводят к чрезмерной
сульфатации пластин, к повреждению аккумуляторов.
Аккумуляторы можно разряжать токами разного значения. Уве-
личение разрядного тока приводит к более резкому снижению э. д. с.
и напряжения свинцового аккумулятора, и наоборот, снижение
разрядного тока позволяет получить от аккумулятора более стабиль-
ное напряжение почти на всем интервале времени разряда.
Номинальное напряжение свинцового аккумулятора принимают
равным 2 В На напряжения свинцового аккумулятора влияет темпе-
ратура электролита При снижении температуры электролит в акку-
муляторе становится более вязким, а его частицы — менее подвиж-
ными. Это ухудшает диффузию электролита и вызывает более крутой
подъем и спад кривой напряжения.
Емкость. Различают разрядную и зарядную емкости аккумуля-
тора. Разрядной емкостью называют количество электричества, от-
даваемое им при разряде до установленного конечного напряжения,
которое у стационарных свинцовых аккумуляторов равно 1,8 В при
нормальном режиме разряда и 1,75 В - при ускоренном режиме раз-
ряда (0,25-2 ч)
Разрядная емкость Q - lvtv, где /р — время разряда.
Зарядную емкость аккумуляторы получают в процессе заряда от
других источников электрической энергии.
Разрядная емкость свинцового аккумулятора зависит от числа и
формы его активных пластин, режима заряда и разряда, температу-
ры электролита С увеличением количества активных веществ РЬО2
и РЬ емкость аккумулятора увеличивается. Активные вещества долж-
244
ны быть равномерно распределены по всей поверхности пластин до-
статочно тонким слоем. При этом условии обеспечивается хороший
доступ электролита ко всей массе активных веществ, достигается мак-
симальная разрядная емкость.
При ускоренном заряде активные вещества восстанавливаются
не полностью, в результате чего уменьшаются зарядная, а следова-
тельно, и разрядная емкости. В условном обозначении аккумулятор-
ных батарей и в приведенных электрических характеристиках для
различных типов аккумуляторов указывают номинальную емкость.
Она соответствует определенному разрядному режиму. Номиналь-
ную емкость стационарных свинцовых аккумуляторов определяют
при 10-часовом разряде до напряжения 1,8 В при температуре элект-
ролита 4-25 °C.
Номинальная емкость стационарного аккумулятора типа С-1
36 А • ч. Этой емкости соответствует разрядный ток /р = 36/10 —
= 3,6 А. Если изменить разрядный ток или температуру электролита,
то изменится и емкость аккумулятора. При увеличении разрядного
тока емкость аккумулятора уменьшается. Это объясняется тем, что
при больших разрядных токах поверхностные слои активных масс
быстро переходят в сернокислый свинец PbSO4, который ограничи-
вает доступ электролита к внутренним слоям активных веществ, не
позволяет отдать этим слоям накопленную энергию. В результате
этого активные вещества пластин используются не полностью и акку-
мулятор разряжается до конечного напряжения преждевременно.
Степень использования активных масс аккумулятора характери-
зуется коэффициентом pt, который показывает, какую часть номи-
нальной емкости (в процентах) можно получить от аккумулятора
при данном режиме разряда. Например, при разряде током 9 А акку-
мулятор типа С-1 имеет емкость 27 А • ч, а коэффициент pf = 27/36X
<100% --- 75%.
Чем больше разрядный ток, тем хуже используются активные
массы аккумулятора и тем меньше коэффициент р;. В табл. 13 при-
ведены данные о емкости аккумуляторов типа С при различных ре-
жимах разряда.
Чем ниже температура электролита, тем меньше подвижность
частиц электролита и емкость аккумулятора. Повышение темпера-
туры способствует увеличению емкости аккумуляторов. При темпе-
ратуре выше 4-40 °C положительные пластины коробятся и резко
увеличивается саморазряд аккумуляторов. Поэтому в аккумулятор-
ных помещениях должна поддерживаться температура от -/-15 до
- 35 °C.
Номинальная емкость свинцового аккумулятора при температуре
электролита 4-25 °C и 10-часовом режиме разряда
Pt [1 40,008 (Т—25°)J
245
где /р — разрядный ток, А;
tp — время разряда аккумулятора, ч;
Т — фактическая температура электролита при разряде, °C.
В течение срока службы аккумулятора его емкость не остается
постоянной. В начале эксплуатации происходит дополнительное обра-
зование активных масс на пластинах аккумулятора и его емкость
увеличивается до 130% номинального значения. При дальнейшей
эксплуатации емкость аккумулятора снижается из-за выкрашивания
активной массы положительных пластин. Снижение емкости до 80—
75% номинального значения считают окончанием срока службы ак-
кумулятора.
Внутреннее сопротивление. У свинцовых аккумуляторов внут-
реннее сопротивление мало, вследствие чего их аккумуляторы можно
разряжать большими токами. Аккумуляторы будут иметь незначи-
тельное внутреннее падение напряжения А(/ = /рг0. Внутреннее
сопротивление постоянному току аккумуляторов типа С в заряженном
состоянии г0 = 0,0046/А и в разряженном г0 = 0,006/А.
Отдача и саморазряд. Отдачей аккумуляторов по емкости назы-
вают отношение количества электричества, отданного аккумулятором
при разряде, к количеству электричества, полученному во время за-
ряда. Если заряд и разряд аккумулятора осуществляются токами
постоянного значения, то отдача аккумулятора по емкости
Лр =Qp/Qa ~^р ^р/(^з ^з) >
где Qp, /р, tp — соответственно емкость, ток и время разряда;
Оз. 1з, <з — соответственно емкость, ток и время заряда.
Так как во время заряда некоторая часть электричества затра-
чивается на разложение воды и саморазряд, отдача аккумулятора по
емкости меньше единицы. Для стационарных свинцовых аккумуля-
торов t]q = 0,844-0,9. Отношение электрической энергии, отданной
Таблица 13
Разряд длитель- ностью, ч	Тип аккумуля- торов, для кото- рого можно применять дан- ный режим	Ток разряда, А	Отдаваемая емкость, А ч	Коэффициент отдачи емкости, %	Наименьшее напряжение в конце разряда, В
10	C-N	3,6#	36#	100	
7,5	СЗ-N	4,4#	33#	91,7	1 я
5	ск-#	6#	30#	83,3	1 ,о
3	скэ-#	9#	27#	75	
2	сз-#	11#	22#	61,1	
1	CK-#	18,5#	18,5#	51,4	1 7*\
0,5	скэ-N	25#	12,5#	35	1,/ □
0,25	—	32#	8#	22,2	
Примечание. Л' — индекс аккумулятора
246
аккумулятором при разряде, к электрической энергии, полученной
им во время заряда, называют отдачей аккумулятора по энергии, или
коэффициентом полезного действия аккумулятора: r)«z = Uplptp/
U3I3t3, где Up, U3 — соответственно среднее разрядное и зарядное
напряжение. Для свинцовых аккумуляторов (7р = 2 В; U3 = 2,4 В.
Кроме потерь энергии на разложение воды и саморазряд, отдача
аккумулятора по энергии учитывает потери энергии на внутреннем
сопротивлении аккумулятора. Поэтому отдача аккумулятора по
энергии меньше отдачи по емкости. Для стационарных свинцовых
аккумуляторов iqvtz = 0,654-0,7.
Аккумуляторы, как и первичные элементы, подвержены самораз-
ряду. Этот процесс приводит к бесполезному расходованию активных
веществ пластин, снижает отдачу аккумулятора. Саморазряд вызы-
вается неоднородностью пластин, наличием в электролите вредных
примесей (хлора, мышьяка, железа и др.), коррозией электродов,
несовершенством изоляции внешних выводов, неодинаковой плот-
ностью электролита в сосуде.
Свинцовая основа пластины и ее активное вещество имеют различ-
ные химические свойства. Поэтому между ними возникают разность
потенциалов и местные токи, вызывающие изменение активных ве-
ществ пластин, снижение разрядной емкости. Местные токи в пла-
стинах возникают также в результате неодинаковой плотности элект-
ролита в различных частях сосудов. Плотность электролита в ниж-
ней части сосудов обычно выше, чем в верхней части. Саморазряд
свинцовых аккумуляторов зависит от температуры электролита. При
положительной температуре (до 30 °C) неработающие свинцовые ак-
кумуляторы теряют за сутки приблизительно 1% емкости. При тем-
пературе больше 30 °C саморазряд свинцовых аккумуляторов резка
увеличивается. Интенсивность саморазряда снижается при отрица-
тельных температурах (от 0 до —30 °C).
§ 47. Аккумуляторные батареи
Установка и монтаж стационарных свинцовых аккумуляторных
батарей. Стационарные аккумуляторы типов С и СК поступают с за-
водов в разобранном виде. Сборку и соединение аккумуляторов в ба-
тареи выполняют на месте установки, т. е. в аккумуляторных поме-
щениях. Батареи аккумуляторов располагают на открытых деревян-
ных стеллажах, которые изготавливают из сосновых пиломатериалов
1-го сорта влажностью не более 15%. Стеллажи состоят из продоль-
ных лаг прямоугольной формы размером 50 X 120 мм, врезанных
в поперечные брусья или стойки. По числу рядов аккумуляторов
в горизонтальной плоскости стеллажи бывают однорядные и двухряд-
ные, а по числу ярусов — одноярусные и двухъярусные. На двухъ-
ярусных однорядных и двухрядных стеллажах (рис. 214) устанавли-
247
Ркс. 214. Двухъярусный стеллаж для стационарных акку-
муляторов
вают аккумуляторы типов от С-1 (СК-1) до С-5 (СК-5) включительно.
Более тяжелые аккумуляторы размещают на одноярусных стеллажах.
После сборки стеллажи тщательно шпаклюют и окрашивают элект-
ролитоупорной краской.
Деревянные стеллажи находятся на опорных тумбочках со стек-
лянными изоляторами. Перед началом монтажа все детали батареи
и арматура должны быть распакованы, тщательно осмотрены и раз-
ложены на чистом месте в соответствующем порядке.
Аккумуляторные батареи монтируют в такой последовательности.
Сосуды аккумуляторов промывают дистиллированной водой, про-
тирают чистой тряпкой и устанавливают на продольные лаги стелла-
жей по составленной схеме. Для изоляции от земли под сосуды кла-
дут изоляторы, имеющие форму усеченного конуса. Для выравни-
вания сосуда между его дном и изоляторами прокладывают пластмас-
совые шайбы.
После этого в стеклянные сосуды устанавливают положительные
и отрицательные пластины, между которыми вместо сепараторов
временно помещают стеклянные трубочки или деревянные палочки,
изготовленные из сухой древесины. В батареях аккумуляторы соеди-
няют последовательно, так как напряжения одного аккумулятора
(2В) недостаточно для питания устройств автоматики и телемеханики.
Для этого положительные пластины одного аккумулятора и отри-
цательные другого приваривают к свинцовой соединительной поло-
се (см. рис. 206 и 207). Сварку выполняют водородным или пропа-
новым пламенем с помощью горелки.
После сварки омметром проверяют отсутствие короткого замы-
кания между разноименными полублоками пластин. Затем между
пластинами устанавливают сепараторы, а на одну из боковых отри-
цательных пластин - две отжимные пластмассовые пружины.
После этого в сосуды всех аккумуляторов заливают электролит
плотностью 1,18 г см3. Уровень электролита должен быть выше верх-
них краев пластин на 10- 15 мм. Через 2—4 ч после заливки, когда
электролит пропитает массу пластин, аккумуляторы ставят на пер-
248
вый заряд. Он отличается от последующих зарядов особым режимом,
большой продолжительностью и во многом определяет качество и
срок работы аккумуляторной батареи. Это объясняется тем, что при
первом заряде формируются слои активных веществ двуокиси свинца
РЬО2 на поверхности положительных пластин и губчатого свинца РЬ
в решетках отрицательных пластин. Поэтому первый заряд называ-
ется формировочным зарядом. Положительный полюс батареи под-
ключают к положительному полюсу выпрямителя, а отрицательный
полюс батареи — к отрицательному.
Первый заряд стационарных аккумуляторов типов С и СК с поло-
жительными пластинами светлой формировки выполняют таким об-
разом. Заряд без перерыва до сообщения батарее 4—5-кратной номи-
нальной емкости, перерыв 1 ч; заряд тем же током до сильного газо-
выделения, перерыв 1 ч, заряд до сильного газовыделения, перерыв
1 ч и т. д. Первый заряд заканчивается тогда, когда батарее будет
сообщена 9-кратная номинальная емкость. При первом заряде заряд-
ный ток не должен превышать 7 А на каждую положительную пла-
стину типа И-1; 10 А — на каждую пластину типа И-2; 18 А — на
каждую пластину типа И-4.
Во время первого заряда измеряют напряжение, температуру
и плотность электролита каждого аккумулятора и результаты запи-
сывают в протокол формировки. В конце первого заряда напряжение
каждого аккумулятора достигает 2,5—2,75 В, а плотность электро-
лита — 1,2-1,21 гем3. Причем эти значения остаются без измене-
ния за последние 2—3 ч заряда. Если в процессе заряда температура
электролита превышает 40 °C, то на первом этапе заряда (до пер-
вого перерыва) снижают зарядный ток и делают дополнительные
перерывы в последующих этапах заряда. После окончания формиро-
вочного заряда батарею подвергают нескольким тренировочным раз-
рядам-зарядам.
Разряд осуществляют током 10-часового режима до напряжения
1.8 В на один аккумулятор. При таком первом разряде батарея долж-
на отдать не менее 70% номинальной емкости. Последующий (трени-
ровочный) заряд выполняют таким образом. Заряд током 6 А на каж-
дую единицу индекса (6А) до напряжения 2,4 В на один аккумулятор;
заряд током 3.6А до достижения постоянства напряжения не менее
2,5 В и плотности электролита в течение 1 ч. После проведения трех
тренировочных разрядов-зарядов батарея приобретает 100%-ную
емкость и ее включают в эксплуатацию.
Аккумуляторы типов АБН-72 и АБН-80 поставляют в сухом не-
заряженном состоянии без электролита. После установки и соедине-
ния их в батарею с помощью перемычек в аккумуляторы заливают
электролит плотностью 1,21 гем3 при температуре +25 °C. Через
2—6 ч после заливки электролита батарею ставят на первый заряд.
Первый заряд аккумуляторов типа АБН проводят таким образом:
непрерывный заряд током 9 А в течение 26 ч; перерыв 2 ч; заряд током
249
Рис. 215. Схема буфер-
ного способа работы ак-
кумуляторной батареи
4,5 А в течение 22 ч; перерыв 1 ч; заряд то-
ком 4,5 А в течение 3 ч; перерыв 1 ч и т. д.
Заряд заканчивается, если при включении на
заряд у положительных и у отрицательных
пластин сразу будут интенсивно выделяться
газы, а плотность электролита и напряже-
ние аккумуляторов перестанут повышаться.
Режимы работы свинцовых аккумулятор-
ных батарей. Аккумуляторные батареи, при-
меняемые для питания устройств железно-
дорожной автоматики и телемеханики, рабо-
тают по буферному способу, при котором
аккумуляторная батарея 015 (рис. 215), пол-
ностью заряженная и обладающая емкостью не ниже номинальной,
включена параллельно выпрямителю В, питающему нагрузку г. В
зависимости от устройства выпрямителей аккумуляторы батареи
могут работать в режиме постоянного или импульсного подзаряда.
В режиме постоянного подзаряда нагрузка питается от выпрями-
теля, аккумуляторная батарея заряжена до напряжения 2,15—
2,25 В на каждый кислотный элемент. При таких напряжениях акку-
муляторы заряжены и в них не выделяются газы. Для компенсации
саморазряда от выпрямителя в батарею непрерывно поступает сла-
бый ток подзаряда /пз = 0,85 • 10-3QH, где QH — номинальная ем-
кость аккумуляторов.
Во время работы выпрямителя буферная аккумуляторная батарея
уменьшает пульсацию тока, поступающего к нагрузке, а при выклю-
чении выпрямителя она является резервным источником постоянного
тока на несколько часов работы приемника. Для работы аккумулято-
ров в режиме постоянного подзаряда применяют выпрямители, имею-
щие автоматическую стабилизацию выпрямленного напряжения.
При рассматриваемом режиме работы свинцовых батарей к. п. д.
электропитающей установки составляет 0,6—0,8, а срок службы ак-
кумуляторов 18—20 лет.
В режиме импульсного подзаряда выпрямитель периодически из-
меняет выпрямленный ток. Если на каждом свинцовом аккумулято-
ре батареи напряжение равно или ниже 2,1 В, то выпрямитель дает
максимальный ток, значение которого больше тока нагрузки. В это
время выпрямитель питает нагрузку и заряжает аккумуляторную
батарею, напряжение которой постепенно увеличивается. Когда на-
пряжение на каждом аккумуляторе станет равным 2,2 В, ток выпря-
мителя автоматически снижается и становится меньше тока нагрузки.
Батарея начинает разряжаться до напряжения 2,1 В на аккумуля-
тор. Затем весь процесс повторяется. Таким образом, каждый акку-
мулятор батареи подвергается неглубоким зарядам и разрядам, сле-
дующим друг за другом во все время работы выпрямителя. Режим
импульсного подзаряда, как и режим постоянного подзаряда, обеспе-
250
чивает длительную работу аккумуляторных батарей и сравнительно
высокий к. п. д. электропитающей установки. Этот режим применяют
в питающих установках устройств железнодорожной автоматики и
телемеханики.
§ 48.	Правила эксплуатации и способы устранения
неисправностей свинцовых аккумуляторов
Заряд. Существует несколько способов заряда свинцовых аккуму-
ляторов, отличающихся друг от друга режимом, значениями заряд-
ного тока и конечного напряжения. К ним относятся двухступенча-
тый заряд при постоянном значении тока и одноступенчатый заряд
при постоянном напряжении, которые нашли наибольшее примене-
ние.
Способ заряда выбирают с учетом условий эксплуатации аккуму-
ляторов, допустимой продолжительности заряда при наличии соот-
ветствующих зарядных устройств.
Двухступенчатый заряд при постоянном токе проводят в две сту-
пени. Наибольший зарядный ток аккумуляторов типов С и СК на
первой ступени составляет 0,25 их номинальной емкости (9N, А).
Этот ток можно снизить до значения &N, А. Током такого значения ба-
тарею заряжают до напряжения 2,4 В на аккумулятор. После этого
зарядный ток снижают до значения 4Л7, А, и продолжают заряд до
конца. Снижение зарядного тока во второй ступени необходимо для
того, чтобы избежать слишком обильного газовыделения, которое при-
водит к порче пластин и излишнему расходу электрической энергии. По
мере заряда увеличивается плотность электролита и напряжение
кислотного аккумулятора.
Конец заряда определяют по таким признакам: начинается ин-
тенсивное выделение газов на пластинах обеих полярностей; плот-
ность электролита достигает (1,205 + 0,005) г/см3; напряжение ак-
кумулятора становится равным 2,7—2,8 В; положительные пластины
окрашиваются в темно-коричневый цвет, отрицательные — в светло-
серый; количество электричества, полученное батареей при заряде,
должно быть примерно в 1,2 раза больше количества электричества,
отданного ею при предыдущем разряде. Средняя продолжительность
заряда 7—8 ч.
Во избежание коробления пластин аккумуляторов при заряде
температура электролита не должна превышать +40 °C. Если тем-
пература электролита приближается к указанному пределу, то не-
обходимо уменьшить зарядный ток. Во время заряда должна рабо-
тать вентиляция аккумуляторного помещения. Прежде чем отклю-
чить батарею от зарядного агрегата, необходимо проверить, во всех
ли элементах равномерно и одновременно начинается газовыделение.
Недозаряженные элементы следует дозарядить. Для этого увели-
251
чивают время заряда всей батареи или подключают эти элементы
к специальному зарядному выпрямителю при помощи временной
проводки. До заряда и после него необходимо измерить плотность
электролита в одном контрольном элементе батареи. Время от вре-
мени следует проверять плотность электролита всех элементов и вы-
равнивать разницу добавлением раствора серной кислоты или дистил-
лированной воды. В аккумуляторах электролит должен полностью
покрывать пластины. У аккумуляторов типов С и СК слой электро-
лита над верхними кромками пластин должен быть не менее 15 мм-
Одноступенчатый заряд при постоянном напряжении осуществ-
ляется зарядными выпрямительными устройствами, которые работа-
ют в режиме стабилизации напряжения. Выпрямленное напряжение
поддерживается в пределах 2,2—2,35 В на аккумулятор. При этих
напряжениях в аккумуляторе исключается «кипение» электролита
на протяжении всего времени заряда. В результате уменьшается вы-
падение активных веществ пластин на дно сосудов, увеличивается
срок службы аккумуляторов и значительно упрощается уход за ак-
кумуляторными батареями. Однако такой заряд требует длительного
времени, исчисляемого несколькими сутками. Поэтому рассматривае-
мый способ заряда обычно применяют при надежном энергоснабже-
нии, когда батареи аккумуляторов являются резервными источни-
ками питания и включаются на разряд очень редко.
Одноступенчатый заряд при постоянном пониженном напряжении
находит все более широкое применение. При постоянном напряжении
2,3 В на аккумуляторах типов С и СК начальный ток заряда дости-
гает значения 36 М, А. По мере заряда этот ток автоматически сни-
жается до (0,03 4- 0,1 )М, А. Основную часть израсходованной емко-
сти (около 80%) батарея получает в первые 10 ч заряда. Для передачи
остальной емкости затрачивается до нескольких суток. Одноступен-
чатый заряд при постоянном напряжении заканчивается, если заряд-
ный ток и плотность электролита не будут изменяться в течение
последних 10 ч заряда.
Разряд. Аккумуляторы можно разряжать различными токами.
Чем больше разрядный ток, тем меньше время разряда и емкость
аккумуляторов.
Номинальную емкость стационарные аккумуляторы отдают при
10-часовом режиме разряда. Максимально допустимый разрядный
ток аккумуляторов типа С соответствует 3-часовому режиму разряда.
Аккумуляторы типа СК можно разряжать также токами 2-часового
и 0,25-часового режимов разряда. По мере разряда аккумулятора
уменьшаются его напряжение и плотность электролита. Окончание
разряда характеризуется следующими признаками: напряжение од-
ного аккумулятора типа С становится равным 1,8 В, типа СК —
1,75 В; плотность электролита понижается до 1,15—1,17 г/см3; поло-
жительные пластины становятся бурыми, отрицательные — темно-
252
серыми; емкость, полученная от аккумулятора, соответствует дан-
ному режиму разряда.
Разряженные аккумуляторы следует поставить на заряд не позд-
нее чем через 12 ч с момента окончания разряда.
Перезаряд. При нормальных зарядах аккумуляторов некоторая
часть сернокислого свинца PbSO4 не восстанавливается, превращаясь
в твердое крупнокристаллическое вещество. В результате этого пла-
стины аккумуляторов постепенно сульфатируются. Для предохра-
нения пластин от сульфатации аккумуляторные батареи перезаря-
жают таким образом. Батарею разряжают до напряжения 1,8 В на
каждый элемент, а затем заряжают до «кипения» током, равным 0,1
номинальной емкости; делают перерыв 1 ч; затем продолжают заряд
тем же током до «кипения» и т. д. Перезаряд заканчивается, когда
батарея, включенная на заряд после часового перерыва, сразу начи-
нает «закипать».
Хранение бездействующей батареи. Если аккумуляторную бата-
рею выключили из работы не более чем на два месяца, то ее следует
предварительно зарядить с перезарядом. При длительном хранении
через каждые два месяца батарею разряжают нормальным током, а
затем заряжают. Перед включением в работу батарею заряжают с пе-
резарядом.
Общие правила эксплуатации. При эксплуатации аккумуляторов
на их наружных частях и на стеллажах осаждается пыль, капельки
кислоты и влаги. Это вызывает порчу стеллажей, окисление проводов
и загрязнение электролита, снижает сопротивление изоляции бата-
рей относительно земли и увеличивает утечку тока. Поэтому аккуму-
ляторы и стеллажи необходимо содержать в чистоте, своевременно
удалять окислы, образующиеся на соединениях аккумуляторов, сма-
зывать очищенные места техническим вазелином и следить за це-
лостью кислотоупорной окраски стеллажей и проводов.
В аккумуляторном помещении не должно быть искрящих контак-
тов. Нельзя входить в аккумуляторную с открытым огнем. При не-
выполнении этих условий может произойти взрыв газов, выделяю-
щихся из аккумуляторов. Лица, обслуживающие аккумуляторы, долж-
ны иметь диэлектрические перчатки, фартуки и галоши. Для нейтра-
лизации серной кислоты в случае ее попадания на кожу или одежду
в аккумуляторной должен быть 10%-ный раствор соды или нашатыр-
ного спирта.
В аккумуляторный журнал записывают данные о заряде и разряде
батареи (ток, напряжение, плотность, температура электролита);
расход материалов на содержание батареи (дистиллированная вода,
кислота); замеченные неисправности батареи.
Батареи из аккумуляторов типов С и СК эксплуатируют в режиме
постоянного подзаряда с соблюдением следующих основных правил.
Перед вводом в эксплуатацию батарея должна быть правильно от-
формована и обладать емкостью не ниже номинальной.
253
При напряжении (2,2 ± 0,05) В аккумуляторы эксплуатируют без
тренировочных зарядов-разрядов и перезарядов.
При напряжении (2,15 ± 0,05) В аккумуляторы эксплуатируют
с проведением уравнительных зарядов (один раз в квартал), а при
повышенном напряжении до (2,3 ± 0,05) В — в течение 2—3 сут.
Контрольные измерения напряжения каждого аккумулятора,
плотности электролита и его температуры проводят не реже одного
раза в месяц. Постоянство плотности электролита указывает на то,
что аккумуляторы полностью сохраняют свою емкость.
Контрольные разряды батареи выполняют ежегодно. Батарею
разряжают током 10-часового разряда до конечного напряжения
1,8 В на один аккумулятор, а затем заряжают до достижения посто-
янного напряжения и нормальной плотности электролита. Если ем-
кость, полученная от батареи, окажется меньше номинальной, то
осуществляют дополнительный заряд батареи с перезарядом.
К основным неисправностям свинцовых аккумуляторов относятся
сульфатация и короткое замыкание пластин, а также загрязнение
электролита.
Сульфатация пластин. При разряде аккумуляторов активные ве-
щества положительных и отрицательных пластин РЬО2 и РЬ перехо-
дят в сульфат свинца PbSO4. При правильной эксплуатации акку-
муляторов сульфат свинца имеет мелкокристаллическое строение и
во время заряда легко переходит в РЬО2 и РЬ.
В ряде случаев сульфат свинца частично или полностью может
превратиться в крупнокристаллическое трудноразложимое вещество,
которое не восстанавливается при нормальном заряде. Этот процесс
называется сульфатацией пластин.
Сульфатацию пластин можно обнаружить по таким признакам:
положительные пластины становятся светло-коричневыми, отрица-
тельные покрываются белыми пятнами; активная масса отрицатель-
ных пластин становится жесткой и увеличивается в объеме; умень-
шается емкость аккумулятора.
В результате снижения емкости сульфатированные аккумуляторы
начинают «кипеть» раньше других при заряде и быстро разряжаются
при разряде, плотность электролита становится меньше нормальной.
К причинам, вызывающим сульфатацию пластин, относятся: раз-
ряд аккумулятора ниже 1,8—1,75 В или недопустимо большим то-
ком; длительное хранение батареи в разряженном состоянии; непра-
вильное подключение батареи к источнику зарядного тока; много-
кратный недозаряд аккумуляторов; нерегулярное проведение пере-
зарядов; низкий уровень электролита; заливка электролитом большой
плотности; загрязнение электролита; внутреннее короткое замыка-
ние пластин.
Для устранения сульфатации пластин применяют: длительный
заряд аккумуляторов малыми токами; заряд аккумуляторов в дистил-
лированной воде; глубокие разряды аккумуляторов малыми токами.
254
Длительный заряд аккумуляторов малыми токами применяют при
незначительной и незапущенной сульфатации пластин, и заключается
он в следующем. Сначала засульфатированные аккумуляторы доли-
вают дистиллированной водой (немного выше нормального уровня)
и заряжают нормальным током до «кипения». После этого делают
перерыв 20—30 мин и снова включают на заряд, уменьшив зарядный
ток в 10 раз. При начавшемся сильном газовыделении заряд пре-
кращают и делают перерыв на 20—30 мин. Такой заряд уменьшенным
током с перерывами проводят до тех пор, когда аккумуляторы, вклю-
ченные на заряд после перерыва, сразу же начинают «закипать».
После этого восстанавливают до нормы плотность электролита и ак-
кумуляторы начинают эксплуатировать.
Заряд аккумуляторов в дистиллированной воде применяют при
глубокой, но не запущенной сульфатации пластин. Засульфатиро-
ванные аккумуляторы разряжают до напряжения 1,8 В на каждый
элемент, из сосудов выливают электролит и заменяют его дистилли-
рованной или подкисленной водой плотностью 1,05 г/см3. Через час
после заливки воды аккумуляторы начинают заряжать таким током,
чтобы напряжение на зажимах каждого элемента не превышало 2,3 В.
В процессе заряда сульфат свинца PbSO4 будет переходить в РЬО2
и РЬ, в результате чего увеличится плотность электролита. При плот-
ности электролита 1,1—1,12 г/см3 ток уменьшают до нормального
зарядного тока. Когда плотность электролита перестанет увеличи-
ваться и начнется бурное газовыделение, заряд прекращают. После
1
заряда аккумуляторы разряжают током, численно равным их но-
DU
минальной емкости, до конечного допустимого напряжения. Такие
циклы заряда-разряда проводят несколько раз, пока не восстановится
емкость аккумуляторов. После этого плотность электролита доводят
до нормы и батарею начинают эксплуатировать.
Глубокие разряды аккумуляторов малыми токами позволяют
устранить сильную и запущенную сульфатацию пластин. Для восста-
новления емкости засульфатированные аккумуляторы заряжают с пе-
резарядом током нормального значения. Затем аккумуляторы раз-
ряжают слабым током, равным -gg- их номинальной емкости, до конеч-
ного напряжения 1,8—1,75 В. Глубокий разряд малыми токами спо-
собствует постепенному растворению твердого сульфата, который
покрывает пластины сверху и препятствует проникновению электро-
лита к внутренним слоям активных масс. Такие циклы заряда-раз-
ряда повторяют 7—8 раз, пока полностью не восстановится емкость
аккумул яторов.
Короткое замыкание пластин. Причинами короткого замыкания
могут быть: выпавшая активная масса, которая, оседая на дно сосуда,
соединяет кромки пластин; искривление положительных пластин до
255
соприкосновения с отрицательными; износ и разрушение сепараторов:
попадание в аккумуляторы посторонних металлических предметов.
При заряде аккумуляторов, имеющих такие повреждения, основ-
ная часть зарядного тока проходит по токопроводящему соединению,
минуя электролит. Поэтому аккумуляторы, имеющие внутреннее ко-
роткое замыкание, плохо заряжаются: они имеют пониженное напря-
жение и меньшую плотность электролита. После отключения источ-
ника зарядного тока из-за непрерывного разряда напряжение повреж-
денного аккумулятора быстро снижается. Короткое замыкание вы-
зывает глубокую сульфатацию пластин. Место короткого замыкания
в аккумуляторах со стеклянными сосудами можно определить при
тщательном их осмотре.
Место короткого замыкания в аккумуляторах с непрозрачными
сосудами определяют компасом. Поврежденные аккумуляторы со-
здают магнитное поле. Поэтому стрелка компаса около поврежден-
ного аккумулятора отклонится. После отыскания места короткого
замыкания его необходимо быстро устранить. Выпавшую активную
массу удаляют со дна сосуда деревянной или эбонитовой палочкой
с тупым концом. Поврежденные сепараторы заменяют новыми. При
искривлении положительных пластин поврежденный элемент вы-
ключают из батареи. Покоробившиеся пластины вынимают из сосуда
и осторожно правят под прессом между двумя деревянными досками.
После длительной эксплуатации аккумуляторов покоробившиеся
пластины выпрямить нельзя, и поэтому их заменяют новыми. Отре-
монтированный аккумулятор заряжают.
Загрязнение электролита. Срок службы аккумуляторных батарей
зависит от качества электролита. Поэтому серная кислота, приме-
няемая для приготовления электролита, по содержанию в ней при-
месей должна удовлетворять требованиям ГОСТа. Примеси благо-
родных металлов, меди, железа, мышьяка, сурьмы и висмута способ-
ствуют увеличению саморазряда аккумуляторов. Присутствие мар-
ганца увеличивает внутреннее сопротивление и уменьшает емкость
аккумуляторов. Примеси уксусной, соляной и азотной кислот раз-
рушают пластины. Загрязненный электролит следует немедленно
заменить новым.
§ 49.	Щелочные никель-железные и никель-кадмиевые
аккумуляторы. Аккумуляторные помещения
Конструкция аккумуляторов. Существует несколько видов ще
.точных аккумуляторов. По устройству электродов их делят на ла-
мельные и безламельные. по составу активной массы пластин - на
никель-железные, никель-кадмиевые, серебряно-цинковые. по спо-
собу исполнения — на герметичные и негерметичные. В стальном
никелированном корпусе / ламельного никель-железного (НЖ) акку-
256
Рис. 216. Никель-
железный аккуму-
лятор (а) и проб-
ка щелочного ак-
кумулятора (б)
мулятора (рис. 216, а) расположены блоки положительных 2 и отри-
цательных 4 пластин. Разноименные пластины изолируют друг от
друга эбонитовыми палочками 3. На верхней крышке корпуса разме-
щены полюсные выводы и отверстие для заливки электролита, закры-
ваемое пробкой. Пробка (рис. 216, б) имеет Т-образный канал 1 для
выхода газов, закрываемый резиновым пояском 2, и прокладку 3.
Полюсные выводы положительных и отрицательных пластин изоли-
рованы от крышки корпуса.
Пластины аккумулятора состоят из стальных перфорированных
ламелей (оболочек), внутри которых находится активная масса. Для
повышения электропроводности в активную массу добавляют графит
или никель. В аккумуляторах типа НЖ число отрицательных пла-
стин на одну больше, чем положительных, причем крайние отрица-
тельные пластины касаются корпуса. Положительные пластины
с торцов изолируют от корпуса листовым эбонитом. В аккумуляторах
типа НК положительные пластины крайние, вследствие чего корпус
сообщается с положительным полюсным выводом.
Активной массой положительных пластин аккумуляторов типов
НЖ и НК является гидрат окиси никеля Ni(OH)3. Активная масса
отрицательных пластин у аккумуляторов типа НЖ состоит из губча-
того железа, у аккумуляторов типа НК — из губчатого кадмия.
Электролитом служит водный раствор едкого кали КОН или едкого
натра NaOH плотностью 1,19—1,21 г/см3 с добавкой 20 г едкого лития
на 1 л электролита, который препятствует изменению структуры ак-
тивных масс положительных пластин в условиях высоких температур.
9 Зак. 2 25 4	257
При разряде гидрат окиси никеля переходит в гидрат закиси ни-
келя, а губчатое железо (кадмий) — в гидрат его закиси. На образо-
вание этих веществ не затрачивается едкий натр или едкое кали, по-
этому плотность электролита во время разряда остается постоянной.
Однако в аккумуляторы периодически доливают чистую воду, так
как часть ее разлагается зарядным током на кислород и водород и
испаряется. При заряде аккумуляторов типов НЖ и НК все хими-
ческие процессы протекают в обратном порядке и пластины восста-
навливаются до первоначального химического состава.
Безламельные никель-кадмиевые аккумуляторы типа НКБ отли-
чаются от ламельных НК конструкцией пластин. Пластины безла-
мельных аккумуляторов состоят из стальной рамки, в которую впрес-
сована порошкообразная активная масса. Применение таких пластин
позволило увеличить удельную емкость щелочных аккумуляторов
на 30—40%.
Положительные и отрицательные пластины в аккумуляторах ти-
па НКБ изолируют друг от друга гофрированной пленкой из вини-
пласта или специальной комбинированной изоляцией. Благодаря
этому уменьшается расстояние между пластинами, а следовательно,
и внутреннее сопротивление аккумулятора. Безламельные аккумуля-
торы не боятся низких температур и имеют малый саморазряд.
Отечественная промышленность выпускает батареи безламельных
аккумуляторов типов 4НКБ-15, 4НКБ-20, 10НКБ-60 и т. д. Первые
цифры указывают число последовательно соединенных аккумуляторов
в батарее, буквы НК — никель-кадмиевая; буква Б — безламельная,
а число в конце — номинальную емкость батареи в ампер-часах.
На протяжении всего срока службы герметичные никель-кадмие-
вые аккумуляторы не требуют доливки или корректировки электро-
лита. Их заряжают закрытыми и допускается их эксплуатация при
любом положении в пространстве. Промышленность выпускает герме-
тичные НК аккумуляторы дисковой, цилиндрической и прямоуголь-
ной конструкций. Корпус аккумулятора 3 герметичного аккумуля-
тора типа НК дисковой конструк-
ции (рис. 217) представляет собой
стальной никелированный сосуд
круглой формы с кольцевым вы-
ступом. Стальную никелированную
крышку 4 изолируют от корпуса
изоляционной прокладкой 7 и
герметически запрессовывают верх-
ним краем корпуса. Внутри кор-
пуса находятся положительный 8
и отрицательный 6 электроды,
разделенные сепаратором 2. Элект-
роды и сепаратор сжимаются пру-
жиной 5. Электроды ламельные;
Рис. 217. Герметичный никель-кадми-
евый аккумулятор дисковой конст-
рукции
258
они состоят из никелевой сетки 1, в которой упакованы брикеты
активной массы. В качестве сепаратора применена капроновая
ткань.
Основные характеристики. Э. д. с. заряженного щелочного акку-
мулятора типа НЖ— 1,5 В, аккумулятора типа НК— 1,4 В. При
разряде э. д. с. снижается до 1,3 В. Напряжение щелочных аккумуля-
торов не является постоянным. При разряде оно сначала быстро
уменьшается до напряжения 1,3 В, а затем медленно до напряжения
1,15 В, при котором разряд прекращают. Дальнейший разряд не-
целесообразен, так как напряжение быстро падает и становится недо-
статочным для нормальной работы приемника энергии. Среднее на-
пряжение аккумулятора при разряде принимают равным 1,25 В.
Очередной заряд щелочных аккумуляторов проводят током, рав-
ным 0,25 Qu в течение 6 ч. Окончание заряда определяется тем, что
напряжение на каждом элементе становится равным 1,75—1,8 В и
наступает интенсивное «кипение» электролита во всех элементах.
Во время заряда нужно следить за тем, чтобы температура электро-
лита не превышала +40 °C. Для снижения температуры уменьшают
зарядный ток. Батареи щелочных аккумуляторов заряжают при вы-
вернутых пробках во всех элементах.
В отличие от кислотных щелочные аккумуляторы могут отдать
полную емкость при различных режимах разряда. Для этого щелоч-
ные аккумуляторы следует разряжать до различного конечного на-
пряжения. Чем больше разрядный ток, тем меньше конечное напря-
жение, при котором аккумулятор отдает полную емкость. Например,
при 8-часовом режиме разряда аккумулятор отдает номинальную ем-
кость при конечном напряжении 1,1 В, а при 5-часовом режиме раз-
ряда — при конечном напряжении 0,8 В. Большое изменение напря-
жения щелочных аккумуляторов требует установки специальных
устройств, стабилизирующих напряжение электропитающей установки.
Поэтому при 1, 3 и 5-часовом режимах разряда используется только
часть номинальной емкости щелочных аккумуляторов.
Нормальной температурой электролита щелочного аккумулятора
считается +25 °C. При снижении температуры емкость аккумулятора
уменьшается, при повышении — увеличивается. Однако увеличение
температуры электролита выше +40 °C резко увеличивает саморазряд
аккумулятора.
Внутреннее сопротивление щелочных аккумуляторов приблизи-
тельно в 2 раза больше, чем свинцовых аккумуляторов такой же ем-
кости. Вследствие этого они менее чувствительны к коротким замы-
каниям, но имеют более низкий к. п. д. Внутреннее сопротивление
заряженного щелочного аккумулятора r0 = 0,35/QH, где QH — но-
минальная емкость аккумулятора. Внутреннее сопротивление разря-
женного аккумулятора в 1,5—2 раза больше, чем заряженного.
Щелочные никель-железные аккумуляторы подвержены значи-
тельному саморазряду. Так, за 30 сут хранения при температуре
9*	259
электролита +20 °C эти аккумуляторы теряют от 30 до 50% номи-
нальной емкости, а при температуре электролита +40 °C — всю ем-
кость. Саморазряд никель-кадмиевых аккумуляторов в 2—2,5 раза
меньше, чем никель-железных. Отдача у щелочных аккумуляторов
меньше, чем у кислотных, и составляет 0,65 по емкости и 0,5 по энергии.
Аккумуляторные помещения. Аккумуляторные батареи разме-
щают в специальном помещении — аккумуляторной. Пол аккумуля-
торного помещения делают стойким к воздействию электролита и рас-
считывают на нагрузку, создаваемую весом установленных аккуму-
ляторных батарей. На верхнее покрытие пола наносят два слоя спе-
циального электролитоупорного асфальта или один слой асфальта
и кладут метлахские плитки. Если пол сделан из асфальта, то тум-
бочки стеллажей устанавливают на электролитоупорные плитки,
которые располагают на цементной подушке. Если пол покрыт мет-
лахскими плитками, тумбочки ставят непосредственно на пол.
Стены аккумуляторного помещения штукатурят и окрашивают
электролитоупорной эмалью. Для предохранения аккумуляторов от
нагревания прямыми солнечными лучами оконнные стекла делают
матовыми или покрывают их тонким слоем светлой краски.
Высота аккумуляторного помещения должна быть не менее 2,2 м
при установке аккумуляторов на одноярусных стеллажах и не менее
2,8 м при установке аккумуляторов на двухъярусных стеллажах.
Рядом с аккумуляторной находится комната площадью не менее 6 м2
для хранения кислоты, дистиллированной воды, запасных частей и
принадлежностей для приготовления электролита. Здесь же уста-
навливают водопроводный кран для промывки аккумуляторов и вспо-
могательного оборудования.
На входной двери в аккумуляторное помещение вешаются таблич-
ки «Аккумуляторная», «С огнем не входить», «Курение запрещено».
Размещение оборудования. Стеллажи в аккумуляторной размещают
так, чтобы к каждому аккумулятору был свободный доступ для осмот-
ра, доливки электролита или воды и для работы по текущему ремонту.
Между стеллажами оставляют проходы шириной не менее 1 м.
Стеллажи должны отстоять от отопительных приборов на расстоя-
нии не менее 1 м. Батареи размещают на стеллажах таким образом,
чтобы при их обслуживании была устранена возможность одновре-
менного случайного прикосновения к двум точкам, между которыми
имеется напряжение более 250 В. Щелочные и кислотные аккумуля-
торы располагаются в разных аккумуляторных помещениях. В ак-
кумуляторном помещении проводку выполняют кабелем марки ВРГ
с медными жилами и резиновой изоляцией, в полихлорвиниловой обо-
лочке без наружного покрова. Кабели прокладывают в металличес-
ких трубах под полом аккумуляторной. При выходе из-под пола кон-
цы труб заливают гудроном.
Вентиляция, отопление и освещение. Для удаления выделяющихся
из аккумуляторов водорода и кислорода, которые образуют взрыво-
260
опасную смесь — гремучий газ, а также захватываемых этими газами
мельчайших частиц серной кислоты в аккумуляторном помещении
устраивают приточно-вытяжную вентиляцию, обеспечивающую 5—
10-кратный обмен воздуха в час в зависимости от числа и типа уста-
новленных аккумуляторов и размеров помещения. Вытяжные кана-
лы вентиляционной системы аккумуляторных не должны сообщаться
с дымоходами или общей вентиляционной системой. Они обычно за-
канчиваются вытяжной трубой, возвышающейся на 1,5 м над кры-
шей. В аккумуляторных категорически запрещается открывать окна,
так как поступающий воздух может быть засорен пылью и газами.
В аккумуляторной должна поддерживаться температура от +15
до +35 °C. Для подогрева воздуха применяют паровое или водяное
отопление. Искусственное освещение аккумуляторного помещения
должно обеспечивать освещенность не менее 40 лк. Во избежание
взрыва газа применяют газонепроницаемые и взрывобезопасные све-
тильники, а выключатели и штепсельные розетки для переносных
ламп устанавливают перед входом в аккумуляторное помещение.
§ 50.	Электрические вентили и выпрямительные
устройства
Выпрямители. Электростанции вырабатывают и передают потре-
бителям переменный ток частотой 50 Гц. Однако для аппаратуры
железнодорожной автоматики и телемеханики в основном требуется
постоянный ток. Поэтому возникает необходимость преобразования
переменного тока в постоянный. Для этого используют выпрями-
тельные устройства (выпрямители), которые состоят из трансформа-
тора Т, выпрямительной схемы В и фильтра Ф (рис. 218).
Трансформатор служит для преобразования стандартного пере-
менного напряжения сети в переменное напряжение, при котором на
выходе выпрямительного устройства получается постоянное напря-
жение, необходимое для питания аппаратуры автоматики и телеме-
ханики.
Выпрямительная схема состоит из вентилей, пропускающих ток
только в одном направлении. На выходе выпрямительной схемы вы-
прямленный ток изменяется по величине (пульсирует). В результате
Рис. 218. Структурная схема выпрямительного устройства
261
действия фильтра пульсация выпрямленного напряжения, подводи-
мого к нагрузке, становится во много раз меньше.
Полупроводниковые вентили. Для электропитания устройств же-
лезнодорожной автоматики и телемеханики применяют полупровод-
никовые вентили (селеновые, кремниевые). Вентиль представляет
собой прибор, обладающий односторонней проводимостью. Току пря-
мого направления вентиль оказывает малое сопротивление, а току
обратного направления — очень большое сопротивление. Это основ-
ное электрическое свойство вентиля выражается его вольт-амперной
характеристикой (рис. 219), т. е. зависимостью тока от напряжения,
приложенного к вентилю.
При прямом напряжении (7пр вентиль легко пропускает ток /пр,
который резко увеличивается с возрастанием прямого напряжения.
Зависимость /пр = <р((7пр) выражает прямая ветвь вольт-амперной
характеристики. Обратная ветвь этой характеристики выражает
зависимость обратного тока /обр от приложенного обратного напря-
жения Uo6p. Под действием обратного напряжения вентиль пропус-
кает незначительный ток, увеличивающийся с возрастанием обрат-
ного напряжения. При обратном напряжении, называемом напря-
жением пробоя, происходит электрический пробой вентиля.
Максимальное обратное напряжение, которое вентиль может
выдерживать без пробоя, сохраняя в допустимых пределах значе-
ние обратного тока, называется допустимым обратным напряжением.
Для надежной работы вентиля допустимое обратное напряжение
выбирают намного меньше напряжения пробоя.
Полупроводниковый вентиль представляет собой контактное сое-
динение двух полупроводников с различными типами проводимости —
электронной п и дырочной р (рис. 220, а). Вследствие большой кон-
центрации электронов в полупроводнике п по сравнению с полупро-
водником р электроны будут проникать из полупроводника п в р.
Аналогично будут проникать дырки в полупроводник п. В результате
этого в тонком пограничном слое полупроводника п образуется объем-
ный положительный заряд, а в пограничном слое полупроводника
р — объемный отрицательный заряд.
Электрическое поле этих пространствен-
ных зарядов противодействует дальнейшей
диффузии электронов и дырок через переход
р — п. Таким образом, в слое р — п возни-
кает потенциальный барьер.
Если положительный полюс источника
питания соединить с полупроводником р,
а отрицательный полюс — с полупроводни-
ком п (рис. 220, б), то электрическое поле
источника ослабит действие пространствен-
ных зарядов и уменьшит потенциальный
барьер, в результате чего возрастает диффу-
Рис. 219. Вольт-ампер-
ная характеристика вен-
тиля
262
зия, а следовательно, и ток через переход р — п. Такое соединение
источника является прямым. При обратном соединении, когда поло-
жительный полюс источника соединен с полупроводником п, а от-
рицательный —с полупроводником р, внешнее электрическое поле
источника усиливает поле пространственных зарядов и удаляет основ-
ные носители тока с обеих сторон перехода (рис. 220, в). В этом
случае через переход проходит очень малый ток, создаваемый движе-
нием неосновных носителей. Таким образом, контактное соединение
двух полупроводников с разными проводимостями обладает односто-
ронней проводимостью, т. е. является вентилем.
Селеновые вентили (рис. 221). На алюминиевую пластину 1 круг-
лой, квадратной или прямоугольной формы нанесен тонкий слой селе-
на 2, а поверх него — слой легкоплавкого сплава 3 из олова, кадмия
и висмута. Между слоем селена, имеющего дырочную электропроводи-
мость, и легкоплавким сплавом, обладающим электронной проводи-
мостью, образуется вентильный р — л-переход.
Выпускаются селеновые элементы разных размеров на токи нагруз-
ки от 60 мкА до 24 А на один элемент. Чем больше активная поверхность
элемента, тем больший ток можно пропустить через него.
В зависимости от допустимого переменного напряжения селеновые
элементы делят на шесть классов:
Класс............. В Г Д Е И К
Допустимое значение
действующего перемен-
ного напряжения, В . .	20	25	30	35	40	45
Селеновые вентили собирают в выпрямительные столбики. В стол-
бике отдельные элементы соединяют в различные выпрямительные схе-
мы. В системах автоматики и телемеханики используют однофазный и
трехфазный выпрямительные мосты. После длительной работы прямое
сопротивление селеновых вентилей повышается, это явление называет-
ся старением вентилей. В нормальных условиях работы выпрямителей
срок их службы составляет примерно 5 лет. При нарушении нормаль-
ных режимов работы (перегрузка, превышение допустимой температу-
ры и т.п.) срок службы выпрямителя сокращается.
Кремниевые вентили. Силовые кремниевые вентили подразделяют
на неуправляемые и управляемые (тиристоры). По конструкции они
263
Рис. 221. Селено-
вый вентиль
77 р
Рис. 222. Поясне-
ние к устройству
кремниевого вен-
тиля
Рис. 223. Тиристор
264
напоминают германиевые вентили, но их изготав-
ливают из других материалов. Основой кремние-
вого вентиля (рис. 222) является тонкая пластин-
ка 2 чистого кремния, обладающая электронной
(п) проводимостью. Эту пластину сплавляют с пла-
стиной алюминия 4. Вследствие диффузии атомов
алюминия в кремнии создается тонкий слой 3, об-
ладающий дырочной (р) проводимостью. Таким
образом, внутри кремниевой пластины создается
р — «-переход, обусловливающий выпрямляющее
действие вентиля. Кремниевые вентили находятся
в герметичном корпусе, что защищает их от влия-
ния влажности окружающей среды. Один вывод
кремниевого вентиля соединяется с алюминиевой
пластиной, другой — с токосъемным сплавом 1
серебра с сурьмой, нанесенным на другую сторону
пластины кремния. Вентиль проводит ток в направ-
лении от алюминия к кремнию. Выпрямительные
кремниевые вентили имеют немного большее пря-
мое сопротивление, чем германиевые, зато их об-
ратное сопротивление примерно на порядок боль-
ше. Допустимое обратное напряжение кремниевых
вентилей больше, чем германиевых, и достигает
600 В и более, рабочий ток, доЮОО А рабочая тем-
пература от — 60 до + 150 С. Большое допустимое
обратное напряжение позволяет составлять выпря-
мительные схемы из кремниевых вентилей без их
последовательного соединения. Кремниевые венти-
ли имеют небольшие размеры и пропускают боль-
шие токи, поэтому они требуют интенсивного ох-
лаждения. При небольших нагрузках их охлаждают
с помощью радиаторов, а при больших нагруз-
ках—потоком воздуха от специального вентилятора.
Тиристор (рис. 223) представляет собой крем-
ниевую пластину с «-проводимостью, в которой
создается четырехслойная полупроводниковая
структура р — « — р — «, состоит из трех р —
«-переходов, включаемых последовательно. Два
крайних слоя р и « с припаянными к ним метал-
лическими электродами являются анодом А и ка-
тодом К тиристора. К внутреннему слою с прово-
димостью р присоединяют управляющий электрод
УЭ, через который проходит небольшой ток уп-
равления.
Тиристор может находиться в двух состоя-
ниях: в выключенном, или закрытом, которое
Рис. 224. Вольт-амперная ха-
рактеристика кремниевого ста-
билитрона
характеризуется большим сопротивле-
нием, и во включенном, или открытом,
которое характеризуется малым сопро-
тивлением. Переход из закрытого сос-
тояния в открытое осуществляется с
помощью подачи на анод большого по-
ложительного потенциала или подачи в
цепь управляющего электрода УЭ необ-
ходимого импульса напряжения. Пере-
ход тиристора из открытого состояния
в закрытое осуществляется при отклю-
чении анодного напряжения или умень-
шении прямого тока, проходящего че-
рез тиристор, до некоторого минималь-
ного значения, называемого удерживаю-
щим током.
Кремниевые стабилитроны. Плоскостные кремниевые диоды, пред-
назначенные для стабилизации постоянного напряжения или для
получения опорного (образцового неизменного) напряжения, назы-
вают кремниевыми стабилитронами или опорными диодами.
Для стабилизации напряжения обычно используют участок АВ
вольт-амперной характеристики кремниевого стабилитрона (рис. 224),
когда к нему подключают обратное напряжение. При напряжении
t/A начинается электрический пробой р — «-перехода. Напряжению
(/а соответствует минимальный ток стабилизации Imin- Обратному
напряжению U% соответствует максимальный ток стабилизации /тах
и наибольшая допустимая мощность в стабилитроне Ртах = Wniar
При напряжениях, больших UB, мощность, выделяемая в стабили-
троне, превышает установленный предел. В результате электрический
пробой переходит в тепловой и наступает необратимое разрушение
р — «-перехода.
Таким образом, в области электрического пробоя (на участке
АВ вольт-амперной характеристики) кремниевые стабилитроны не
перегреваются выше допустимой температуры и не выходят из строя.
Причем напряжение пробоя остается почти постоянным при условии,
когда обратный ток меняется в очень широких пределах (от /т1п до
/тах). Эт° свойство кремниевых диодов и используют для стабилиза-
ции напряжения. Стабилизатор напряжения (рис. 225, а) состоит
из кремниевого стабилитрона V и резистора Ro, включенных после-
довательно. Сопротивление нагрузки /?н включают параллельно
стабилитрону.
При напряжении [/вх mln начинается электрический пробой р — п-
перехода стабилитрона V и на выходе стабилизатора устанавливается
напряжение Пвыхт1п. При увеличении входного напряжения от
UBX пип Д° ^вхтах увеличивается ток кремниевого стабилитрона от
/т1п Д° Лпах, а выходное напряжение меняется незначительно от
265
Рис. 225. Стабилизатор напря-
жения с кремниевым стабили-
троном:
а — схема; б — характеристики
^выхтш ДО Увыхтах- Номинальное входное напряжение t/Bx.H0M
соответствует точке Б, расположенной на середине рабочего участка
АВ характеристики стабилитрона. Изменению входного напряже-
ния А(7вХ = UBX тах—^вх.пом будет соответствовать незначитель-
ное изменение выходного напряжения Ai7BbIX — £7вых max — ^вых.г10м-
Сопротивление резистора Ro выбирается таким, чтобы при напряже-
нии (7вХ max ток кремниевого стабилитрона не превышал заданный
предел, за которым происходит пробой и стабилитрон выходит из
строя.
Пределы стабилизации напряжения в кремниевом стабилитроне
ограничены минимальным /т1п и максимальным /таХ токами стаби-
лизации. Напряжение стабилизации кремниевых стабилитронов за-
висит от их типа и может быть равно от 3,7 до 100 В. Если необходимо
стабилизировать более высокое напряжение, то включают несколько
стабилитронов последовательно. Параллельное включение стабили-
тронов не применяется, так как невозможно подобрать стабилитроны
с совершенно одинаковыми вольт-амперными характеристиками и
при параллельном включении работает только один стабилитрон,
у которого электрический пробой наступает раньше. Вольт-амперная
характеристика кремниевого диода имеет резкий излом при прямом
напряжении 1—1,5 В, поэтому кремниевые диоды можно использо-
вать для стабилизации малых напряжений. В этом случае их вклю-
чают в прямом направлении.
Кремниевые стабилитроны используют в выпрямителях диспет-
черской, горочной и электрической централизации для получения
опорного (определенного неизменного) напряжения.
§ 51.	Классификация схем выпрямления переменного тока
и их параметры
В устройствах автоматики и телемеханики применяют следую
щие схемы выпрямления переменного тока: однофазную однополу-
периодную; однофазную двухполупериодную (схему Миткевича);
266
однофазную мостовую; трехфазную однополупериодную; трехфазную
мостовую (схему Ларионова).
Схемы выпрямления однофазного тока используют при неболь-
ших мощностях выпрямительных устройств (примерно до 1 кВт).
Они дают неравномерную нагрузку на сеть трехфазного переменного
тока и требуют дорогостоящих фильтров.
Схемы выпрямления трехфазного тока применяют при мощностях
более 1 кВт. В этом случае выпрямительные устройства равномерно
нагружают трехфазную сеть и не требуется громоздких и дорогостоя-
щих фильтров. Для того чтобы рассчитать выпрямительное устрой-
ство, необходимо знать параметры всех его элементов. Заданными
всегда являются параметры нагрузки: среднее значение выпрямлен-
ного напряжения (постоянная составляющая) (70; среднее значение
выпрямленного тока /0; допустимый коэффициент пульсации Ка-
Пульсирующее напряжение можно представить как сумму неко-
торого постоянного напряжения и ряда пепеменных напряжений
(гармоник). Последние представляют собой синусоидальные величины
различной амплитуды и частоты, имеющие в общем случае различные
начальные фазовые углы. Из переменных составляющих выпрямлен-
ного напряжения наибольшую амплитуду всегда имеет составляющая
наименьшей (основной) частоты.
Отношение амплитуды основной гармоники f/max к постоянной
составляющей выпрямленного напряжения Uo называют коэффи-
циентом пульсации, т. е. Ка = Umax/U0. Чем меньше коэффициент
пульсации, тем больше форма выпрямленного напряжения прибли-
жается к прямой линии. Для каждого потребителя указывается до-
пустимое значение коэффициента пульсации.
По известным параметрам нагрузки, а также по напряжению
и частоте сети / для каждой схемы можно определить параметры вен-
тилей и трансформатора. Параметрами вентиля являются макси-
мальные значения прямого тока /вшах, обратного напряжения (7обв
и рабочей температуры. По этим параметрам подбирают подходящий
тип вентиля.
Площадь поперечного сечения проводов, число витков обмоток
и размеры сердечника трансформатора рассчитывают по его пара-
метрам. К этим параметрам относятся действующие значения напря-
жения (72 вторичной обмотки и токов /} и /2 соответственно первич-
ной и вторичной обмоток, а также расчетная (типовая) мощность
трансформатора	+ UJ^/2. Расчетная мощность Рт всегда
больше мощности выпрямленного тока Ро = Uolo. Отношение
PJPt = Kt называют коэффициентом использования трансформа-
тора. Чем больше /<т, тем лучше используются обмотки трансформа-
тора и тем меньше его размеры и масса.
Основные соотношения между электрическими величинами в схе-
ме выпрямления с идеальными вентилями при активной нагрузке
приведены в табл. 14.
267
Таблица 14
Электрические величины	Схема выпрямления переменного тока				
	однофазная			трехфазная	
	однополу- периодная	двухполу- периодная	мостовая	однополу- периодная	мосговая
Максимальное значение: ТОКа веНТИЛЯ /в max	3,141 70	1,57 7„	1,57 /0	1,217»	1,045 /0
обратного	напряжения	3,14 Uo	3,14 Ua	1,57 Г'о	2,1	1,045 U0
У о бр Среднее значение тока вен*	/о	0,5 /0	0,5 /0	0,33 10	0,33 70
тиля /в Действующее значеине: напряжения вторичной об-	2,22 Uo	2x1,11 До	1,117/»	0,855 U„	0,43 77»
мотки трансформатора U а тока вторичной обмотки	1,57 /о	0,785 10	1 ,П 7»	0,58 7„	0,82 7„
I? Расчетная мощность траис-	3,09 Ро	1,48 Ро	1,23 Ро	1,35 Ро	1,045 Ро
форматора Рт Коэффициент использования	0,324	0,675	0,814	0,741	0,955
трансформатора Кт Вынужденное намагничива-	Есть	Нет	Нет	Есть	Нет
ние сердечника трансформато- ра Частота основной гармоники	50	100	100	150	300
for при частоте сети 50 Гц Коэффициент пульсации Кп	1,57	0,67	0,67	0,25	0,057
* Для трехфазных схем выпрямления 472 — фазное напряжение вторичной обмоткн.
Однофазная однополупериодная схема при работе на активную
нагрузку. Первичную обмотку трансформатора Т (рис. 226, а) вклю-
чают в сеть переменного тока, а к вторичной обмотке через вентиль V
подключают нагрузку с активным сопротивлением г. Если к первич-
ной обмотке трансформатора подвести переменное напряжение ц1,
то на зажимах а и б вторичной обмотки трансформатора возникает
переменное напряжение иа (рис. 226, б).
Допустим, что при положительном полупериоде напряжения точ-
ка а имеет положительный потенциал относительно точки б. Сопротив-
ление вентиля за этот полупериод можно принять равным нулю,
поэтому через вентиль и нагрузку пройдет ток i2 = iB = i0. Выпрям-
ленное напряжение u0 за этот полупериод будет равно напряжению
на вторичной обмотке трансформатора.
За отрицательный полупериод, когда в точках а и б изменится
полярность, сопротивление вентиля можно будет принять равным
бесконечности, а обратный ток — нулю. Таким образом, ток во вто-
ричной цепи будет проходить только за положительный полупериод
268
напряжения. На рис. 226, в приведены кривые выпрямленных токов
i0 и напряжения и0 = ior при активной нагрузке.
Достоинством однофазной однополупериодной схемы является
ее простота. К недостаткам схемы относятся большая величина и
низкая частота пульсации, вследствие чего увеличиваются размеры
и стоимость фильтров. Из-за плохого использования трансформатора
(коэффициент использования трансформатора =0,324) увеличи-
ваются его размеры и стоимость. На вентиле большое обратное на-
пряжение: Uo6p = 3,14(70- Через вентиль проходит большой макси-
мальный прямой ток: 7втах = 3,14/0. Намагничивание сердечника
трансформатора постоянной составляющей выпрямленного тока (вы-
нужденное намагничивание сердечника) приводит к увеличению тока
первичной обмотки и, следовательно, увеличивает площадь попереч-
ного сечения провода первичной обмотки и размеры трансформатора.
Из-за перечисленных недостатков однофазную однополупериод-
ную схему применяют только в маломощных выпрямительных устрой-
ствах, где плохое использование трансформатора оправдывается эко-
номией, полученной от применения в схеме одного вентиля.
Однофазная двухполупериодная схема при работе на активную
нагрузку. В данной схеме выпрямления (рис. 227, а) используют транс-
форматор Т, вторичная обмотка которого имеет нулевой вывод О
(средняя точка). Поэтому эту схему часто называют схемой со средней
точкой. Аноды вентилей VI и V2 подключены к концам а и б вторич-
ной обмотки. Между общей точкой катодов вентилей и средней
точкой вторичной обмотки трансформатора включена нагрузка г.
Синусоидальные напряжения «2 и вторичной обмотки трансфор-
матора всегда равны, но сдвинуты по фазе на 180° (рис. 227, б).
В первый полупериод, когда в точке а положительный потенциал,
а в точке б — отрицательный, ток г0 проходит от точки а через вен-
тиль VI и сопротивление г к точке 0. На вентиле V2 в это время об-
ратное напряжение. Во второй полупериод, когда полярность точек
б
Рис. 226. Однофазная однопо-
лупериодиая схема выпрямле-
ния (а) и диаграммы токов и
напряжений в однофазной од-
нополупериодной схеме вы-
прямления (б и в)
269
Рис. 227. Однофазная двухпо-
лупериодная схема выпрямле-
ния (а) и диаграммы напряже-
ний и токов в однофазной
двухполупериодной схеме вы-
прямления (б, виг)
а и б изменится, ток i0 будет проходить от точки б через вентиль V2
и сопротивление г к точке 0. К вентилю VI в это время подводится
обратное напряжение. Таким образом, за оба полупериода перемен-
ного напряжения по активному сопротивлению нагрузки г проходит
ток в одном и том же направлении.
На рис. 227, в изображены кривые выпрямленного тока i0 и на-
пряжения и0 --= ior. Общая точка катодов вентилей для нагрузки
является положительным полюсом, а средняя точка трансформато-
ра — отрицательным полюсом.
В отличие от однофазной однополупериодной схемы в двухполу-
периодной схеме выпрямления по вторичной обмотке трансформато-
ра Т ток проходит в течение обоих полупериодов. При этом токи
полуобмоток имеют противоположное направление. Следовательно,
постоянная составляющая одного тока уравновешивает постоянную
составляющую другого тока и вынужденное намагничивание сердеч-
ника трансформатора отсутствует. В результате этого по первичной
обмотке трансформатора проходит синусоидальный ток ir (рис. 227, г).
Основные соотношения для однофазной двухполупериодной схемы
с идеальными вентилями, работающей на активную нагрузку, приве-
дены в табл. 14.
В однофазной двухполупериодной схеме по сравнению с одно-
полупериодной схемой размеры и масса трансформатора значитель-
но уменьшаются вследствие лучшего использования трансформатора
и отсутствия вынужденного намагничивания; амплитудное значение
тока через вентиль уменьшается в 2 раза; уменьшаются размеры и
масса сглаживающего фильтра вследствие увеличения частоты основ-
ной гармоники и уменьшения коэффициента пульсации. Обе схемы
имеют одинаковое максимальное обратное напряжение на вентиле.
270
Однофазную двухполупериодную схему применяют в выпрямитель-
ных устройствах малой мощности для электропитания усилителей,
радиоприемников и т. д.
Однофазная мостовая схема при работе на активную нагрузку.
В данную схему включают четыре вентиля (рис. 228, а). К одной
диагонали моста подключают переменное напряжение и2, а к другой
диагонали — нагрузку г. За первый полупериод, когда точка а имеет
положительный потенциал, а точка б — отрицательный, ток 10 про-
ходит от точки а через вентиль VI, сопротивление нагрузки г и вен-
тиль V3 к точке б.
Вентили V2 и V4 за этот полупериод находятся под обратным на-
пряжением. За второй полупериод, когда полярность точек а и б
изменится, ток i0 проходит от точки б через вентиль V2, сопротивле-
ние нагрузки г и вентиль V4 к точке а. Вентили VI и V3 в это время
находятся под обратным напряжением. Таким образом, за оба полу-
периода напряжения и2 ток через нагрузку г проходит в одном на-
правлении.
Общая точка К катодов вентилей VI и V2 является для нагрузки
положительным полюсом, а общая точка А анодов вентилей V2 и
V4 — отрицательным.
Во вторичной обмотке трансформатора ток г2 (рис. 228, б) прохо-
дит оба полупериода и имеет синусоидальную форму. Ток не имеет
постоянной составляющей и вынужденное намагничивание сердеч-
ника трансформатора отсутствует.
На рис. 228, в представлены кривые выпрямленного тока i0 и на-
пряжения Uo = 1дГ.
В однофазной мостовой схеме выпрямленный ток 2 раза за один
период достигает максимального значения, поэтому частота основной
гармоники будет в 2 раза больше частоты напряжения сети, т. е.
/ог = 100 Гц.
Основные параметры однофазной мостовой схемы для иде-
альных вентилей, работающих на активную нагрузку, приведены
Рис. 228. Однофазная мостовая схема выпрямления (а) и диаграм-
мы напряжений и токов в однофазной мостовой схеме выпрямле-
ния (б и в)
271
в табл. 14. В однофазной мостовой схеме по сравнению с однофазной
двухполупериодной схемой с нулевым выводом вследствие лучшего
использования обмоток трансформатора уменьшаются размеры и
масса трансформатора, не требуется специального вывода от средней
точки вторичной обмотки, в 2 раза уменьшаются напряжение на за-
жимах вторичной обмотки и обратное напряжение на один вентиль.
К недостаткам однофазной мостовой схемы относятся: необходи-
мость применения четырех вентилей; последовательное включение
двух работающих вентилей (особенно высокоомных), приводящее
к уменьшению выпрямленного напряжения с увеличением тока на-
грузки; действующее значение тока вторичной обмотки в К2 раз боль-
ше действующего значения тока в схеме с нулевым выводом, что тре-
бует увеличения площади поперечного сечения провода вторичной
обмотки на 20%.
В однофазной мостовой схеме применяют полупроводниковые
вентили. Полупроводниковые выпрямители, собранные по однофаз-
ной мостовой схеме, используют в устройствах автоблокировки,
электрической централизации и железнодорожной связи.
Трехфазная однополупериодная схема при работе на активную на-
грузку (рис. 229). В зависимости от напряжения сети первичную об-
мотку трансформатора Т (рис. 229, а) соединяют звездой или треуголь-
ником, а для получения нулевой точки вторичную обмотку всегда со-
единяют звездой.
Начала вторичных обмоток, а, Ь и с соединяют с анодами вентилей
VI, V2 и V3. Нагрузку г подключают между общей точкой /< катодов
вентилей и точкой О вторичной обмотки трансформатора Т.
На рис. 229, б показаны кривые напряжений фаз иф1, «ф2 и ифз,
которые имеют одинаковую частоту и амплитуду, но сдвинуты по фазе
на угол 120°.
За время —12 (т. е. в течение 1/3 периода) вентиль VI находится
под наибольшим положительным напряжением. Это значит, что точка

Рис. 229. Трехфазная однополупериодная схема выпрямления
(а) и диаграммы напряжений и токов в трехфазиой однополупе-
риодной схеме (б и в)
272
а имеет положительный потенциал относительно точки 0, поэтому
ток проходит от точки а через вентиль VI и сопротивление г к точке 0.
В промежутке времени t2 — ts наибольшее положительное напряже-
ние возникает на второй обмотке (фазе) трансформатора и ток прохо-
дит от точки b через вентиль V2u сопротивление г к точке 0. В проме-
жутке времени t3 — ток будет проходить от точки с через вентиль
V3 и сопротивление г к точке 0.
Таким образом, вентили VI, V2 и V3 работают поочередно, каж-
1
дыи в течение у периода, а их токи через нагрузку проходят всегда
в одном направлении — от точки Д к точке 0. Следовательно, точка К
является положительным полюсом для нагрузки, а точка 0 — отри-
цательным. На рис. 229, в приведены кривые выпрямленного тока
i0 и напряжения и0 = ior, из которых видно, что по каждой вторичной
обмотке ток проходит только в течение положительного полупериода.
Постоянная составляющая этого тока вызывает вынужденное намаг-
ничивание сердечника и связанное с этим увеличение тока в первич-
ных обмотках трансформатора. Так как напряжение на нагрузке
достигает максимального значения 3 раза за один период, то частота
основной гармоники в этой схеме в 3 раза больше частоты напряже-
ния в сети, т. е. /ог = 150 Гц.
Основные параметры трехфазной однополупериодной схемы вы-
прямления при активной нагрузке приведены в табл. 14.
По сравнению с ранее рассмотренными схемами выпрямления
однофазного переменного тока трехфазная однополупериодная схема
имеет меньший коэффициент пульсации и более высокую частоту
пульсации выпрямленного напряжения. В результате этого умень-
шаются размеры и масса сглаживающего фильтра, обеспечивается
лучшее использование обмоток трансформатора по сравнению с одно-
фазной однополупериодной схемой и схемой со средней точкой, рав-
номерно нагружается сеть трехфазного переменного тока.
К основным недостаткам трехфазной однополупериодной схемы
относятся вынужденное намагничивание сердечника трансформатора
и связанное с этим увеличение тока первичной обмотки.
Трехфазная мостовая схема при работе на активную нагрузку
(рис. 230). Эту схему применяют в выпрямительных устройствах,
предназначенных для электропитания устройств железнодорожной
автоматики и телемеханики.
Схема состоит из трехфазного трансформатора Т, первичные
и вторичные обмотки которого можно соединять звездой и треуголь-
ником. В схеме имеется шесть вентилей. Катоды вентилей VI, V2 и
V3 соединяют в общую точку Д, которая является положительным
полюсом выпрямительного устройства. Общая точка анодов А вен-
тилей V4, V5 и V6 является отрицательным полюсом выпрямитель-
ного устройства.
273
Рис. 230. Трехфазиая мостовая схема (а) и диаграммы
напряжений и токов в трехфазной мостовой схеме
(б и в)
На рис. 230, б представлены кривые фазных напряжений вто-
ричных обмоток трансформатора пф1 = <ра — ф0; «фг = Фь — Фо!
иФз = Фс— Фо- Если потенциал нулевой точки обмоток принять рав-
ным нулю, то эти кривые будут изображать потенциалы точек а, b и
с, т. е. иф1 = <ра; иф2 = Ф6 и ыфз = <ре.
В течение времени tx — t2, равного -L периода Т, наибольшим по-
ложительным потенциалом обладает точка а, а наибольшим отрица-
тельным потенциалом — точка Ь. Поэтому ток в цепи проходит от
точки а через вентиль VI, сопротивление нагрузки г и вентиль V5
к точке Ь. В течение времени t2 — t3 наибольшим положительным
потенциалом обладает точка а, наибольшим отрицательным потен-
циалом — точка с. Поэтому ток проходит через вентили VI и V6.
За каждую часть периода через нагрузку будет проходить ток
в одном направлении — от общей точки катодов вентилей VI, V2 и
V3 к анодной точке вентилей V4, V5 и V6. Кривые выпрямленного
тока i0 и напряжения u0 = ц/ представлены на рис. 230, в. Под каж-
дым импульсом выпрямленного тока указаны номера одновременно
работающих вентилей.
В трехфазной мостовой схеме напряжения выпрямляются за оба
полупериода, т. е. в течение времени — t9 выпрямляется один по-
лупериод напряжения, а за время /4 — t9 — второй полупериод на-
пряжения. Следовательно, по вторичным обмоткам трансформатора
токи проходят как в положительную, так и в отрицательную часть
периода, в результате чего отсутствует вынужденное намагничивание
сердечника трансформатора. В трехфазной мостовой схеме выпрям-
274
ленный ток достигает максимума 6 раз за период. Следовательно, ча-
стота основной гармоники выпрямленного напряжения в 6 раз больше
частоты напряжения сети, т. е. /ог = 300 Гц.
Основные параметры трехфазной мостовой схемы, работающей на
активную нагрузку, приведены в табл. 14.
Трехфазная мостовая схема имеет следующие преимущества перед
трехфазной одно полу пер иодной схемой: лучшее использование обмо-
ток трансформатора и отсутствие вынужденного намагничивания
сердечника, благодаря чему достигается значительное уменьшение
размеров и массы трансформатора; меньшая величина и более высокая
частота пульсаций выпрямленного напряжения, что позволяет зна-
чительно уменьшить размеры, массу и стоимость сглаживающего
фильтра.
Основным недостатком схемы является необходимость примене-
ния шести вентилей вместо трех. Кроме того, последовательное вклю-
чение двух работающих вентилей (особенно высокоомных) уменьшает
напряжение с увеличением тока нагрузки. Поэтому в трехфазной мо-
стовой схеме обычно используют полупроводниковые вентили, об-
ладающие небольшим внутренним сопротивлением.
§ 52.	Влияние характера нагрузки на работу
выпрямительных схем
При рассмотрении различных схем выпрямления предполагалось,
что нагрузка имеет только активное сопротивление. Практически
выпрямительные устройства редко работают на чисто активное соп-
ротивление, так как в большинстве случаев их дополняют электри-
ческими фильтрами, содержащими индуктивные и емкостные звенья.
Иногда сама нагрузка содержит элементы с индуктивностью (обмот-
ки реле, дроссели и т. п.). Выпрямительные устройства могут также
работать на встречную э. д. с., например при заряде аккумуляторных
батарей. Возможна также работа выпрямительных устройств на сме-
шанную нагрузку, состоящую из активного сопротивления, индук-
тивности и емкости.
Работа выпрямительного устройства на встречную э. д. с. В схе-
ме (рис. 231, а) для регулирования зарядного тока последовательно
с батареей GB включен реостат R.
На рис. 231, б изображена кривая напряжения и2 на зажимах
вторичной обмотки трансформатора Т. Напряжение uq на выходе
выпрямительного устройства при отключенной батарее и э. д. с.
Ео батареи показаны на рис. 231, в штриховыми линиями. Кривая
выпрямленного напряжения при включенной батарее показана сплош-
ной линией. Пульсация выпрямленного напряжения при наличии
встречной э. д. с. становится тем меньше, чем больше э. д. с. Ео ба-
тареи.
275
В течение времени — Л,, когда напряжение вторичной обмотки
трансформатора становится больше э. д. с. батареи, ток проходит
от точки а, имеющей положительный потенциал, через вентиль VI,
батарею GB, реостат R и вентиль V3 к точке б, имеющей отрицатель-
ный потенциал. Кривая этого тока iB1 = iB3 показана на рис. 231, г.
В течение времени t3 — tt, когда изменится полярность точек
а и б, а и2 > Ео, ток проходит от точки б через вентиль V2, батарею
GB, реостат R и вентиль V4 к точке а. Кривая тока tB2 = iB4 показана
на рис. 231, д, кривая выпрямленного (зарядного) тока !0— на
рис. 232, е.
Таким образом, токи через вентили проходят не в течение поло-
вины периода, как при активной нагрузке однофазной мостовой схе-
мы, а только в течение части полупериода. С увеличением э. д. с.
время прохождения этого тока уменьшается. Длительность прохож-
дения тока через вентиль характеризуется углом отсечки 0. Углом
отсечки называют половину времени прохождения тока через вен-
тили, выраженную в угловом измерении. При работе однофазных схем
на встречную э. д. с. зарядный ток батареи имеет прерывистый харак-
тер, т. е. возникает отсечка зарядного тока.
На рис. 231, ж изображена кривая тока i2 вторичной обмотки
транформатора Т. Эта же кривая, но в другом масштабе изображает
форму тока первичной обмотки (если пренебречь током холостого
хода трансформатора).
Работа выпрямительного устройства на нагрузку емкостного ха-
рактера. Такой режим работы имеет место при использовании кон-
Рис 231 Схема выпрямителя,
работающего на встречную
э д с (а), и диаграммы на-
пряжений и токов в мостовой
схеме, работающей на встреч-
ную э д с (б -ж)
276
Рис. 232. Схема выпрямителя
(а) и диаграммы напряжений
и токов в мостовой схеме, ра-
ботающей иа емкостную на-
грузку (б—д)
денсаторов в качестве первого элемента сглаживающего фильтра
(рис. 232, а).
Кривая напряжения иб на выходе выпрямительного устройства
при отключенном конденсаторе С показана на рис. 232, б. Конденса-
тор, включенный параллельно нагрузке, заряжен. Его влияние на
работу выпрямительного устройства аналогично встречной э. д. с.
Разница заключается в том, что напряжение ис на конденсаторе во
время его заряда и разряда не остается постоянным, как это имеет
место с батареей аккумуляторов. В интервалах времени tY — t2 и
/3 — /4 конденсатор заряжается, а напряжение ис на конденсаторе
за это время увеличивается. В интервалах времени t0 — tlt t2 — t3
и — t5 конденсатор разряжается на нагрузку и его напряжение па-
дает. Чем больше емкость конденсатора и сопротивление нагрузки, тем
больше форма кривой напряжения ис приближается к прямой линии.
В интервале времени — t2, когда иб > ис, через вентили VI
и V3 проходит ток iB1 — гв3 (рис. 232, в). Этот ток питает нагрузку
и заряжает конденсатор током tc3. Аналогично этому в интервале
времени t3 — ti через вентили V2 и V4 проходит ток /в2 = ;н4
(рис. 232, г).
На рис. 232, д показаны кривые выпрямленных напряжений
и0 ис и тока i0 = u0/r в цепи нагрузки.
Работа выпрямительного устройства на нагрузку индуктивного
характера. При индуктивном характере нагрузка имеет активное
сопротивление г и индуктивность L (рис. 233, а). На рис. 233, б изо-
бражены кривые выпрямленного напряжения иб и тока г'б» когда од-
нофазная мостовая схема работает только на активное сопротивление.
При наличии индуктивности режим работы схемы изменяется. Из
электротехники известно, что изменение тока в цепи с индуктивно-
стью приводит к появлению э. д. с. самоиндукции ед = —При
возрастании тока индуцируемая э. д. с. направлена навстречу току,
т. е. препятствует его увеличению. Когда ток начинает уменьшаться,
277
Рис. 233. Схема выпрямителя (а) и диаграммы напряжений и
токов в однофазной мостовой схеме, работающей иа нагрузку
индуктивного характера (б, в)
э. д. с. самоиндукции имеет такое же направление, как и ток, г. е.
поддерживает его. Благодаря этому ток в цепи нагрузки с индуктив-
ностью (рис. 233, в) не уменьшается до нуля, а изменяется более плав-
но. При постоянной индуктивности формы кривых выпрямленного
напряжения и0 = ior и тока i0 одинаковы.
§ 53. Выпрямители, применяемые в устройствах
автоматики и телемеханики
Выпрямители типа ВАК (выпрямитель аккумуляторный купрокс-
ный) предназначены для зарядки аккумуляторных батарей по буфер-
ной системе, а также для непосредственного питания цепей.
Купроксные выпрямители состоят из нескольких купроксных вен-
тилей, которые по сравнению с селеновыми имеют худшие электри-
ческие характеристики, но отличаются большим сроком службы. Эти
выпрямители применяют в устройствах автоматики и телемеханики.
Выпрямитель типа ВАК состоит из трансформатора и выпря-
мительных элементов, собранных в столбик по мостовой схеме
(рис. 234, а). Первичная обмотка / трансформатора Т выполнена из
обмоток, расположенных на среднем стержне Ш-образного магни-
топровода 1.
Питание выпрямителей ВАК осуществляется от сети переменного
тока напряжением НО, 127 или 220 В, частототй 50 Гц. Сеть перемен-
ного тока подключается соответственно к выводам первичной обмотки
0—НО В, 0—127 или 0—220 В. Вторичная обмотка II расположена
на боковом стержне магнитопровода (рис. 234, б).
Трансформатор снабжен магнитным шунтом 2, которым можно ре-
гулировать напряжение на вторичной обмотке, а следовательно, и
выпрямленный ток. При крайнем левом положении шунта через шунт
проходит наибольший магнитный поток, а через сердечник вторичной
обмотки 3 — наименьший. В этом случае выпрямленный ток будет
минимальным. Когда шунт 2 передвинут вправо, через сердечник вто-
278
Таблица 15
Характеристики	ВАК-11А	ВАК-1 ЗА	ВАК-16А	ВАК-14А
Напряжение аккумуляторной батареи с подключенным выпрямителем, В	13,2	13,2	13,2	2,2
Ток нагрузки при введенном полно-	0,1	0,2	0,15	0,2
стью шунте, А, не более	0,6	2,4	1,2	2,2
Ток нагрузки при введенном шуите,				
А, не менее				
Напряжение иа зажимах выпрямите- ля при активной нагрузке н введенном шунте, В, не менее	11,8	11,8	11,8	11,9
рой обмотки 2 проходит максимальный магнитный поток, который
увеличивает выпрямленный ток.
Для электроснабжения устройств автоматики и телемеханики
применяют несколько различных типов купроксных выпрямителей
типа ВАК.
Основные характеристики купроксных выпрямителей типа ВАК
с индексом А приведены в табл. 15.
Выпрямители типов ВАК-11А, ВАК-13А, ВАК-16А используют
автономно или для буферной работы с аккумуляторной батареей на-
пряжением 12 В. Выпрямители типа ВАК-14А служат для непрерыв-
ного подзаряда аккумулятора напряжением 22 В.
В выпрямителе типа ВАК с индексом Б применяют кремниевые
диоды, которые при ступенчатой регулировке присоединяют к соот-
ветствующей секции трансформатора Т (рис. 235). Выпрямители
типа ВАК-Б выпускали с 1969 по 1974 г.
Рис. 234. Схема включения обмоток и магии-
топровод выпрямителя ВАК
Рис. 235. Схема выпрямителя
ВАК-Б с кремниевыми дио-
дами
279
Таблица 16
Тип выпрями- теля	Напряже- ние бата- реи, В	Ток заряда, А, ±20% при ступени регулирования					
		1	2	3	4	5	6
ВАК-136	13,2	о,1	0,25	0,45	0,7	1,0	2,4
ВАК-146	2,2	0,15	0,35	0,8	1,2	1,6	2,2
ВАК-166	13,2	0,07	0,13	0,25	0,38	0,6	1,2
Таблица 17
Тип	Выпрям-	Выпрямленное напряжение, В			. при ступени регулирования		
выпрями- теля	ленный ток, А	1	2	3	4	।	5	6
ВАК-136	2,4	6,5±0,5	7±0,6	7±0,7	8,3±0,7	9+0,8	12,2+0,8
ВАК-146	2,2	0,4±0,15	0,57±0,15	0,95±0,15	1,45±0,15	1,8±0,2	2,3±0,2
ВАК-166	1,2	6,6±0,5	7±0,6	7,5±0,7	8,4+0,7	9±0,8	12±0,8
Кремниевые выпрямители могут работать с аккумуляторными ба*
тареями и самостоятельно, как источники выпрямленного напряже-
ния. Выпрямленное напряжение при этом зависит от нагрузки, осо-
бенно активной.
Электрические характеристики кремниевых выпрямителей при
работе их с аккумуляторной батареей приведены в табл. 16, а при ра-
боте с активной нагрузкой — в табл. 17.
В последующие годы в выпрямителях типов ВАК-13Б, ВАК-14Б и
ВАК-16Б кремниевые диоды заменили на селеновые. Выпрямители
стали обозначать соответственно
Рис. 236. Схема селенового выпря-
мительного устройства ВСА-6М
ВАК-13, ВАК-14 и ВАК-16. Их
электрические характеристики не
изменились.
Выпрямители типа ВСА (выпря-
митель селеновый аккумуляторный)'
ранее широко использовали в уст-
ройствах электрической централиза-
ции для заряда аккумуляторных ба-
тарей. Они рассчитаны на подклю-
чение к сети переменного тока ча-
стотой 50 Гц, напряжением 220,
127 или ПО В. Хотя ВСА в настоя-
щее время не применяют, но в экс-
плуатации они имеются.
Выпрямитель ВСА-6М (рис. 236)
является однофазным двухполупери-
одным селеновым выпрямительным
280
устройством. Он не имеет специальных приспособлений для регу-
лировки напряжения; во время заряда ток снижается автоматически
вследствие возрастания напряжения батареи.
Зарядно-буферное устройство типа ЗБУ-12/10 предназначено для
заряда аккумуляторной батареи напряжением 12—14 В. В устройст-
ве применена двухполупериодная схема выпрямления со средней
точкой и кремниевыми диодами. Выпрямитель выпускают с завода
включенным и отрегулированным на питание от сети переменного тока
частотой 50 Гц, напряжением ПО или 220 В; выпрямленное напря-
жение 12 В; максимальный ток при нормальном напряжении питаю-
щей сети 10 А.
Блок типа ЗБУ-12/10 (рис. 237) состоит из трансформатора Т
специальной конструкции, состоящего из трех стержней и рассчитан-
ного на питание от однофазной сети переменного тока (обмотка на
стержне 3 служит для регулировки зарядного тока); двухполупе-
риодных выпрямителей на силовых кремниевых диодах V2 и V3 со
средним выводом; приборов автоматики для измерения режимов ра-
боты. Блок имеет переключатель П для переключения устройства
с автоматической регулировки режимов работы на ручную.
Рис. 237. Зарядно-буферное устройство типа ЗБУ-12/10
281
Автоматика блока, предназначенная для изменения режимов его
работы, состоит из моста, три плеча которого образованы резисторами
Rl, R3, R4 и R6 и одно плечо — стабилитроном VI, и поляризован-
ного реле РП с повторителем Р. Реле РП включено в диагональ моста
через два регулируемых резистора R2 и R5. Резистором R2 устанав-
ливают пределы напряжения батареи (максимального или минималь-
ного), при которых изменение направления тока в реле РП вызывает
перебрасывание поляризованного якоря. Резистором R5 устанавли-
вают необходимый ток срабатывания реле РП.
При необходимости включения ЗБУ-12/10 для работы с аккумуля-
торной батареей напряжением 14,5 В (семь аккумуляторов) диоды
V2 и V3 следует переключить с выводов 20 и 26 силового трансфор-
матора Т соответственно на выводы 19 и 27.
Зарядно-буферное устройство может работать вместе с аккумуля-
торной батареей в буферном режиме или в режиме форсированного
заряда. Переход из буферного режима в режим форсированного за-
ряда происходит автоматически при снижении напряжения на акку-
муляторе до 2,1 В. С повышением напряжения на аккумуляторе до
2,5 В устройство автоматически переводится в буферный режим.
В режиме ручного регулирования зарядно-буферное устройство
можно использовать для непосредственного питания нагрузки без
аккумуляторной батареи. В этом случае выходное напряжение и ток
подбирают перестановкой штепселя. Выпрямленное напряжение мо-
жет быть от 9 до 18 В. Конструктивно зарядно-буферное устройство
типа ЗБУ-12/10 выполняют в виде блока, который приспособлен для
установки в релейных шкафах или закрытых помещениях.
Блок питания типа БПШ служит для питания постоянным током
линейных цепей числовой кодовой автоблокировки. Блок состоит
из трансформатора с секционированной вторичной обмоткой, двухполу-
периодного выпрямителя из четырех диодов и сглаживающего кон-
денсатора. Детали блока размещены в корпусе малогабаритного штеп-
сельного реле.
Первичная обмотка трансформатора Т (рис. 238) может питаться
переменным током частотой 50 Гц, напряжением ПО и 220 В.
Напряжение 220 В подключают к выводам 13-31, а между выво-
дами 11-33 устанавливают перемычку. При напряжении ПО В пере-
мычками соединяют выводы 11-13 и 31-33 и напряжение подводят к вы-
водам 13-31. Одновременно от блока может быть получено только одно
из выпрямленных напряжений: 16, 20 или 60 В; максимальный вы-
прямленный ток нагрузки 100 мА.
Выпрямительное устройство типа ВУС-1,3 служит для выпрямле-
ния однофазного переменного тока частотой 50—400 Гц. Это устрой-
ство применяют на малых станциях для питания стрелочных электро-
приводов с электродвигателями постоянного тока на номинальное
напряжение 160 В.
282
Выпрямительное устройство типа ВУС-1,3 имеет следующие ха-
рактеристики:
Номинальное напряжение питающей сети, В .	220
Выпрямленное напряжение, В, не менее .	190
Номинальная мощность на выходе, кВт .	1,3
Устройство представляет собой выпрямитель мостового типа
с двумя кремниевыми диодами в каждом плече (рис. 239), параллель-
но каждому диоду включены резистор и конденсатор для выравнива-
ния обратных напряжений.
Блок питания типа БПСН предназначен для питания цепи смены
направления однопутной автоблокировки. В блоке типа БПСН име-
ется малогабаритный путевой трансформатор типа РТМ. В качестве
выпрямительных элементов используют диоды, включенные по мо-
стовой схеме. Электрические характеристики блока типа БПСМ:
Напряжение на	входе, В.....................3,5
Выпрямленное напряжение, В, при нагрузке:
200 Ом...................................33±6
1500 Ом.................................85±15
Блок типа БПСН служит для работы в закрытом помещении.
Автоматический регулятор тока типа РТА применяют для посто-
янного подзаряда батареи, содержащей шесть или семь кислотных
аккумуляторов, и форсированного заряда ее максимальным током
выпрямителя. В режиме постоянного подзаряда напряжение на ба-
тарее поддерживается стабильным, чем обеспечивается минимальный
износ аккумуляторов. Зарядный ток полностью компенсирует ток
саморазряда аккумуляторов и изменяющийся ток нагрузки.
1	-<¥>	 у/м гомкФ , 11 31 к	| 71 ч. Н t!	 Т	 Рис. 238. Схема блока типа БПШ	г©—	©- Т ci	сг	сз	сч HI 1 II т II	ЧН ri	кг VI	V2	V3	V4 й	й	й	и-1 	ф V5	V6	V7	V8 IX т Н-	1> т й- К5	КВ	К7	Кв -С=Ы	I-4Z-J- Ч	К С5	СВ	С1	Св HI II	II—НН Рис. 239. Схема выпрямитель- ного устройства типа ВУС-1,3 283
Рис. 240. Структурная схема регуля-
тора типа РТА
Рис. 241. Структурная схема автома-
тического зарядного устройства типа
УЗА-24-10
Регулятор тока предназначен для заряда аккумуляторов типов
АБН-72 и АБН-80 сигнальных точек автоблокировки постоянного
тока, устройств автоматической переездной сигнализации, постов
релейной полуавтоматической блокировки и других устройств ав-
томатики и телемеханики. Его используют совместно с выпрямите-
лями типа ВАК-13 или с трансформаторами типа ПОБС-2А, устанав-
ливают в напольных релейных шкафах.
В регуляторе РТА (рис. 240) напряжение от сети переменного тока
через трансформатор Т подается на управляемый выпрямитель У В,
который нагружен на аккумуляторную батарею GB. Управляемый
выпрямитель У В состоит из мостового выпрямителя на диодах и тири-
стора, включенного в цепи постоянного тока. В зависимости от на-
пряжения батареи режимное устройство РУ переключает регулятор
тока РТА из режима постоянного подзаряда в режим форсированного
заряда и наоборот.
В режиме форсированного заряда режимное устройство РУ по-
дает непрерывный сигнал на формирователь импульсов ФИ, являю-
щийся усилителем постоянного тока. Тиристор полностью открыт, и
выпрямитель обеспечивает заряд батареи максимальным током.
6 режиме постоянного подзаряда сигнал на выходе РУ отсутст-
вует и формирователь импульсов ФИ получает импульсы с широтно-
импульсного модулятора ШИМ, который имеет формирователь пило-
образного напряжения ФИН и генератор импульсов ГИ.
Потенциометром 7?п устанавливают напряжение постоянного под-
заряда батареи при конкретных параметрах источников (число ак-
кумуляторов, сопротивление питающих проводов, типы выпрями-
теля ВАК и трансформатора). Потенциометром 7?ш регулируют ток
заряда 13 аккумуляторной батареи.
Автоматическое зарядное устройство типа УЗА-24-10 служит для
заряда кислотной аккумуляторной батареи с номинальным напряже-
284
нием 24 В. Его можно использовать как самостоятельный стабилизи-
рованный выпрямитель. При работе в буферном режиме с батареей
устройство рассчитано на два режима — постоянного и форсирован-
ного заряда.
Устройство типа УЗА-24-10 (рис. 241) выпускают в открытом ис-
полнении. Оно предназначено для установки в панелях, закрытых
шкафах и местах, защищенных от попадания влаги и посторонних
предметов. Питание от сети переменного тока через трансформатор Т
подается на двухполупериодный управляемый тиристорный выпря-
митель ВпУ, который нагружен на аккумуляторную батарею GB и
управляется регулятором угла отсечки тока выпрямителя. Режимами
работы зарядного устройства УЗА управляют с помощью контактов
реле форсированного заряда ФЗ. Если реле без тока, то идет форси-
рованный заряд аккумуляторной батареи, а если под током, то по-
стоянный подзаряд. Регулятором работы устройства является ши-
ротно-импульсный модулятор ШИМ, который вырабатывает импуль-
сы управления тиристорами ВпУ. На входе ШИМ включен неуправ-
ляемый двухполупериодный выпрямитель Вп, питаемый от напряже-
ния сети через трансформатор Т. Выпрямленное напряжение с выхо-
да Вп подается на вход формирователя стабилизированного пилооб-
разного напряжения ФП. С выхода ФП это напряжение подается на
вход генератора импульсов ГИ, который срабатывает, когда мгно-
венное значение входного напряжения становится больше напряже-
ния чуствительности генератора, и возвращается в исходное поло-
жение в провале пилообразного напряжения. От передних фронтов,
вырабатываемых ГИ импульсов напряжения, срабатывает форми-
рователь импульсов ФИ. В режиме форсированного заряда на вход
ГИ подаются сигналы, пропорциональные току заряда и напряже-
нию сети. На потенциометре R2 напряжение стабилизировано. Дат-
чик максимального тока ДМТ связан с шунтом 7?шз и срабатывает
при повышении допустимого тока заряда.
Основные характеристики устройства типа УЗА-24 следующие:
Номинальное напряжение питающей се-
ти, В ......................... 220±22
Ток заряда батареи, А ................ регулируется
от 0 до 12
Напряжение кислотной аккумуляторной
батареи, В, в режиме постоянного подза-
ряда при изменении тока нагрузки от 2 до
10 А.................................... 26,4±0,6
Устройство типа УЗА-24-10, так же как и РТА, является управ-
ляемым выпрямителем, обеспечивающим непрерывное слежение
и плавное регулирование выходных параметров: напряжения и тока.
Выпрямитель типа ВСП-24/10 (выпрямитель стабилизированный
полупроводниковый) (рис. 242) может работать в двух автоматических
режимах: стабилизации напряжения (при буферной работе с акку-
285
Рис. 242. Функциональ-
муляторными батареями по способу постоян-
ного подзаряда) и стабилизации тока (при
заряде аккумуляторных батарей). Для бе-
заккумуляторного питания выпускают вы-
прямитель ВСП специального типа. Выпря-
митель имеет стабилизаторы напряжения,
работа которых основана на следующем
принципе.
Напряжение от питающей сети подается
на выпрямительную схему ВС через стаби-
лизирующее устройство СУ, управляемое
блоком автоматического регулирования Б А Р.
Если выходное напряжение выпрямителя
С7ВЫХ соответствует номинальному значению.
ная схема выпрямитель- т0 стабилизирующее устройство не влияет
ного устройства ВСП на цепь первичной обмотки трансформатора
Т. Если же выходное напряжение (/вых вы-
прямителя понизится на AU, то это напряжение будет определено
в блоке автоматического регулирования путем сравнения выходно-
го напряжения с эталонным напряжением на зажимах кремниевого
стабилитрона.
Далее блок автоматического регулирования воздействует на ста-
билизирующее устройство так, что последнее добавит к перемен-
ному напряжению сети такое дополнительное напряжение, при кото-
ром выходное напряжение поднимается до номинального значения.
Добавляемое напряжение будет находиться в фазе с питающим на-
пряжением. Если теперь выходное напряжение выпрямителя повы-
сится на А (У, то блок автоматического регулирования, определив
степень повышения, воздействует на стабилизирующее устройство
таким образом, что последнее добавит к напряжению сети некоторое
напряжение в противофазе с основным напряжением. Вследствие
этого напряжение на выходе снова снизится до номинального зна-
чения .
Выпрямитель типа ВСП-24/10 может отдавать ток до 10 А при на-
пряжении 24 В. Напряжение питающей сети переменного тока 220 В,
максимальный ток, потребляемый от сети, ЗА.
§ 54.	Электромагнитные и полупроводниковые преобразователи
Статический электромагнитный преобразователь частоты ПЧ-50/25.
Эти преобразователи предназначены для преобразования переменного
тока частотой 50 Гц в переменный ток частотой 25 Гц, применяемый
для питания рельсовых цепей.
Преобразователи частоты выпускают трех типов: ПЧ50/25-100УЗ
для питания рельсовых цепей числовой кодовой автоблокировки
286
25 Гц; ПЧ50/25-150УЗ— для группового питания импульсных рель-
совых цепей 25 Гц на станциях при электротяге переменного тока;
ПЧ5О/25-ЗООУЗ—для питания станционных рельсовых цепей 25 Гц
с фазочувствительными двухэлементными реле ДСШ-13 и ДСШ-13А.
Числа 100, 150 и 300 обозначают выходную мощность перемен-
ного тока частотой 25 Гц (В • А), буква У — климатическое испол-
нение, буква 3 — категорию размещения.
Преобразователи всех типов работают от однофазной сети перемен-
ного тока частотой 50 Гц при напряжении ПО и 220 В. При включении
преобразователя в сеть напряжением 220 В перемычку устанавливают
между выводами 2-3 обмотки /, а при включении в сеть напряжением
ПО В — между выводами 1-2 и 3-4 (рис. 243, а). Преобразователь ча-
стоты разделен на две части: ферромагнитный блок (магнитная си-
стема с обмотками и диодами) и блок конденсаторов. Ферромагнит-
ные блоки располагают горизонтально (разрешается подвешивать
виЯА
Рис. 243. Ферромагнитный блок (а) и блок конденсаторов (б) преобразователя
типа ПЧ50/25-150УЗ
287
только блок типа ПЧ50/25-100УЗ). Конденсаторные блоки (рис. 243, б)
размещают горизонтально или подвешивают вертикально.
Блок конденсаторов преобразователей мощностью 100 и 150 В • А
имеет емкость 80 мкФ и состоит из восьми конденсаторов каждый
емкостью по 10 мкФ на рабочее напряжение переменного тока 250 В.
Блок конденсаторов ПЧ5О/25-ЗООУЗ имеет емкость 120 мкФ и состо-
ит из 12 конденсаторов.
Преобразователи частоты обладают высокими стабилизирующими
свойствами и не требуют специальных устройств для стабилизации
выходного напряжения. При колебаниях напряжения сети в преде-
лах (220 ± 20) В напряжение контура изменяется не более чем на
5% и при нагрузке на выходе 50% номинальной остается практически
неизменным. При перегрузке преобразователя ток в первичной об-
мотке не увеличивается.
Преобразователи не нуждаются в специальной защите от корот-
ких замыканий. После устранения короткого замыкания преобразо-
ватель автоматически включается в работу. Если ток нагрузки пре-
вышает значение, определяемое расчетной мощностью преобразова-
теля, процесс преобразования частоты нарушается и преобразователь
не работает.
Принцип действия статического преобразователя частоты осно-
ван на явлении параметрического возбуждения колебаний в контуре
с индуктивностью и емкостью. Сущность этого явления заключается
в том, что при принудительном изменении одного из параметров ко-
лебательного контура — емкости или индуктивности — с частотой,
вдвое большей собственной частоты контура, в нем возникают и под-
держиваются незатухающие колебания, частота которых близка
к собственной частоте контура. Изменить параметры контура можно,
например, перемещением в катушке индуктивности стального сер-
дечника с заданной частотой 2/. За счет механической энергии в кон-
туре возникнут параметрические колебания в виде переменного тока
частотой f.
Параметрические колебания можно также получить, используя
изменение индуктивности катушки трансформатора с насыщающимся
стальным сердечником.
Индуктивность катушки со стальным сердечником
L аг.2 SH,
где	п — относительная магнитная проницаемость материала сер-
дечника катушки;
р0 - 4л-107 — магнитная постоянная, Гн/м;
w — число витков катушки;
S — площадь поперечного сечення сердечника, м2;
I — длина катушки, м.
Изменение индуктивности L может быть достигнуто изменением
магнитной проницаемости стали сердечников, так как L = f (ц).
288
Рис. 244. Схема преобразователя частоты ПЧ50/25 Гц (а) и ПЧ5О/25-ЗООУЗ (б)
Этот принцип используется и в преобразователе частоты ПЧ50/25 Гц
(рис. 244, а).
Последовательно соединенные обмотки w двух сердечников из
электротехнической стали подключают к сети переменного тока ча-
стотой 50 Гц. Индуктивность L средней обмотки аух совместно с ем-
костью С образует колебательный контур, настроенный на частоту
25 Гц. Обмотки w включают таким образом, чтобы создаваемые ими
магнитные потоки в средней части сердечника были направлены на-
встречу друг другу, поэтому в средней обмотке переменный ток
частотой 50 Гц не индуцируется. Последовательно с обмотками вклю-
чается диод V, преобразующий переменный ток 50 Гц в однополупе-
риодный. В результате этого магнитный поток в сердечниках будет
изменяться 50 раз за 1 с. При насыщении сердечников будет изменяться
относительная магнитная проницаемость ц, а следовательно, и ин-
дуктивность L средней обмотки. При настройке контура на частоту
25 Гц с выхода преобразователя можно получить переменный ток ча-
стотой 25 Гц.
Преобразователь типа ПЧ50/25-100УЗ может питать две рельсо-
вые цепи с независимо установленным напряжением, необходимым
для каждой из них. Используя основную и дополнительную вторич-
ные обмотки, от преобразователя можно получить 34 различных на-
пряжения от 5 до 175 В с интервалом 5 В. Габаритные размеры пре-
образователя 215 х 112 X 203 мм, масса 14,6 кг; габаритные раз-
меры блока конденсатора 142 X 120 X 180 мм, масса 3,4 кг.
Преобразователи типа ПЧ50/25-150УЗ устанавливают на стан-
циях. С обмотки преобразователя через выводы секций можно полу-
чить различные напряжения — от 5 до 220 В. При этом в интервалах
напряжений от 5 до 20 В, от 100 до ПО В и от 180 до 190 В — ступе-
нями через 5 В, а в интервалах от 80 до 100 В, от 130 до 210 В —
через 10 В Габаритные размеры преобразователя 216 X 147 х
10 Зак. 2254	289
X 210 мм, масса 16,8 кг. Блок конденсаторов преобразователя такой
же, как у преобразователя типа ПЧ50/25-100УЗ.
Преобразователь типа ПЧ5О/25-ЗООУЗ (рис. 244, б) конструктив-
но отличается от предыдущих применением крестообразного магни-
топровода и двух обмоток, расположенных под углом 90°. Такое
расположение обмоток на магнитопроводе исключает передачу энер-
гии индуктивным путем с одной обмотки на другую, так как магнит-
ный поток одной обмотки не пересекает витков другой обмотки.
Секции вторичной обмотки (см. рис. 244, б) позволяют получать
напряжения ступенями через 5 В в интервалах от 5 до 20 В, от 85
до 115 и от 210 до 220 В. Габаритные размеры преобразователя 199 х
X 152 х 225 мм, масса 6,5 кг. В этом блоке имеются три остекло-
ванных резистора сопротивлением 5 Ом каждый, соединенных парал-
лельно между собой и включенных последовательно с конденсато-
рами для подавления гармоник частоты 50 Гц, возникающих при по-
вышении напряжения сети питания до 250—270 В.
Полупроводниковый преобразователь типа ПП-300М. Он выпол-
нен в виде блока и предназначен для резервирования питания уст-
ройств железнодорожной автоматики при выключении сети перемен-
ного тока (автономный режим) и для питания рельсовых цепей отлич-
ной от 50 Гц частотой переменного тока (режим с внешним сигналом
управления). Источником питания преобразователя служит акку-
муляторная батарея или трехфазный мостовой выпрямитель с номи-
нальным напряжением 24 В.
Основные характеристики полупроводникового преобразователя
типа ПП-300М:
Напряжение иа выходе преобразователя, В:
при номинальной нагрузке.................... 220±10
на холостом ходу не более...................260
Частота выходного напряжения преобразователя
в автономном режиме, Гц ....... 60± 1
Номинальная мощность нагрузки, Вт, при coscp =
=0,9...............................................300
При номинальной нагрузке:
к. п. д., %, не менее...........................80
ток холостого хода, А,	не более................ 4
Преобразователь типа ПП-300М (рис. 245) состоит из генератора
G, формирователя импульсов ФИ, инвертора И и пускозащитного
устройства ПЗУ.
Генератор G выполнен на транзисторах VT1 и VT2 по схеме двух-
тактного релаксационного генератора с самовозбуждением. При по-
мощи резистора и стабилитрона VD напряжение питания генератора
поддерживается постоянным на уровне 9—10 В при изменении на-
пряжения аккумуляторной батареи от 21,6 до 26,4 В. Средний ток,
потребляемый генератором, 200 мА. Стабильность частоты преобра-
зователя обеспечивается включением в цепь обратной связи контура,
290
Рис. 245. Схема преобразователя типа ПП-300М
состоящего из емкости СЗ и трансформатора Т1, и составляет ±4 Гц.
Для настройки частоты генератора обмотка 7-11 трансформатора ТЗ
секционирована.
Формирователь импульсов ФИ имеет дифференцирующую цепочку
распределительные диоды VD2 и VD3. Прямоугольные импульсы,
поступающие от генератора G, превращаются в узкие управляющие
импульсы, которые через диоды VD2 и VD3 поочередно посылаются
в цепи управления тиристорами VD17 и VD12.
Инвертор И преобразует напряжение постоянного тока в пере-
менное напряжение на выходе преобразователя. Он состоит из тран-
сформатора Т2, тиристоров VD11 и VD12, конденсатора С5, дроссе-
лей Др1, Др2 и ДрЗ, диодов VD5 и VD6. Питание инвертора осущест-
вляется через пускозащитное устройство ПЗУ от источника постоян-
ного тока напряжением (24 ± 2,4) В.
При поступлении управляющего импульса на тиристор VD11
последний открывается и по верхней полуобмотке трансформатора Т2
проходит ток, индуцирующий напряжение во вторичной обмотке и
заряжающий конденсатор С5. С поступлением следующего управ-
10»	291
ляющего импульса открывается тиристор VD12. В этот момент по
нижней полуобмотке трансформатора Т2 проходит ток и изменяется
полярность напряжения на его вторичной обмотке. При открытии вен-
тиля VD12 заряжается конденсатор С5, ток разряда которого направ-
лен навстречу току, протекающему через VD11 и совпадающему с на-
правлением тока через VD12, в результате чего ток вентиля VD11
уменьшается до тока выключения и вентиль закрывается.
После закрытия VD11 конденсатор С5 перезаряжается и подго-
тавливает условия для коммутации тока в следующий полупериод.
В дальнейшем схема работает аналогично, обеспечивая попере-
менное открытие (управляющие импульсы) и закрытие (разряд кон-
денсатора С5) управляемых вентилей. Дроссель Др1 исключает
разряд конденсатора С5 через источник питания, а дроссели Др2 и
ДрЗ уменьшают крутизну нарастания тока при открытии тиристора.
Таким образом, при поступлении управляющих импульсов на
вход инвертора (цепи управления тиристорами) происходит пооче-
редное открытие тиристоров VD11 и VD12 и по полуобмоткам 1-2,
2-3 трансформатора Т2 протекает переменный ток, индуцирующий
во вторичной обмотке, к которой подключена нагрузка, переменное
напряжение.
Пускозащитное устройство ПЗУ имеет резисторы R2, R7—R10,
диоды VD4, VD7—VD10, автоматический выключатель многократ-
ного действия АВМ, реле К и П, которые обеспечивают автоматичес-
кий повторный запуск преобразователя, если по каким-либо причи-
нам его работа будет приостановлена (например, кратковременное
короткое замыкание в нагрузке). Реле К, и Л питаются через выпря-
митель с выхода преобразователя. При коротком замыкании в на-
грузке переменный ток на обмотках трансформатора Т2 исчезает и
питание обоих реле выключается, чем обеспечивается кратковремен-
ный разрыв цепи питания преобразователя. После отпускания якоря
реле П через его тыловой контакт замыкается пусковая цепь. На ин-
вертор И подается отрицательный потенциал по цепи: МБ, автома-
тический выключатель АВМ, вывод 9 преобразователя, тыловой кон-
такт реле П, резистор R7, дроссель Др1, точка 0; начинает работать
инвертор и через 0,2 с автоматически восстанавливается действие
преобразователя.
Автоматический выключатель многократного действия АВМ пре-
дусмотрен на случай, если в нагрузке будет длительное короткое
замыкание. Периодически, через 1—2 мин, этот выключатель кратко-
временно выключает пусковую цепь преобразователя и восстанавли-
вает его работу после устранения повреждения в нагрузке.
Модернизированный преобразователь типа ПП-300М позволяет
задавать частоту и фазу выходного напряжения от внешнего сигнала.
Такое включение преобразователя используют для питания рельсо-
вых цепей с двухэлементными путевыми реле частотой, отличной от
частоты сети. Диапазон частот работы модернизированного преобра-
292
зователя 40—80 Гц, напряжение входного сигнала 5—15 В, мощность
нагрузки не менее 80 Вт.
Полупроводниковый преобразователь типа ППС-1,7. Он служит
для резервирования питания стрелочных электроприводов с двига-
телями постоянного тока на номинальное напряжение 160 В от низ-
ковольтной аккумуляторной батареи. Преобразователь применяется
совместно с выпрямительным устройством типа ВУС-1,3 и рассчитан
на перевод одной стрелки с любой маркой крестовины. В зависимости
от напряжения питания инвертора 24 или 48 В выпускаются два типа
преобразователей: ППС-1,7-24 и ППС-1,7-48 (рис. 246). Преобразо-
ватель можно перестроить из одного типа в другой при помощи пере-
мычек на трансформаторе Т5, дросселе Др1 и конденсаторов С9—С21,
С22 и С23.
Основные технические характеристики преобразователей ППС-1,7:
Напряжение аккумуляторной батареи, В, для пре-
образователя типа:
ППС-1,7-24..................................24
ППС-1,7-48 со средним выводом ....	48
Максимальная мощность нагрузки, кВт	1,7
Напряжение на выходе преобразователя, В, не
менее...........................................210
Частота выходного напряжения, Гц ...	. 400+10
Ток, А, на входе преобразователя типа ППС-1,7-24
не более при:
холостом ходе..................................30
максимальной нагрузке.......................100
Ток, А, на входе преобразователя типа ППС-1,7-48
ие более при:
холостом ходе............................... 15
максимальной нагрузке.......................50
Преобразователь типа ППС-1,7-49 состоит из автогенератора G,
формирователя импульсов ФИ и инвертора И.
Схема преобразователя типа ППС-1,7-24 аналогична схеме преоб-
разователя ППС-1,7-48 с включением дополнительных перемычек,
показанных штриховой линией.
Особенностью инвертора И преобразователя типа ППС-1,7-24
является подключение дополнительных конденсаторов С22 и С23
к вторичной обмотке силового трансформатора Т5, что сокращает
общее число конденсаторов, необходимых для нормальной работы ин-
вертора при напряжении аккумуляторной батареи 24 В. Конденса-
торы С22 и С23 улучшают коммутацию за счет компенсации индук-
тивного тока нагрузки в момент запирания тиристоров.
Задающий каскад включается тыловым контактом реле А при
отсутствии сети переменного тока. Инвертор включается только на
время перевода стрелки. Для этого в цепи питания пусковых стре-
лочных реле ПС (на схеме не показаны) установлено реле включе-
ния преобразователя ВПС. Реле ВПС имеет сопротивление обмотки
293
1800 Ом, так что при включении реле ПС оно срабатывает, а пуско-
вое стрелочное реле не притягивает якорь. Через контакты реле
ВПС включается групповое управляющее реле ГУС, а вслед за ним
по высокоомной обмотке 2-4 — реле ГПС. Усиленными фронтовыми
контактами реле ГУС через резистор 7?п образуется пусковая цепь
инвертора. Для улучшения запуска преобразователя обмотки реле
ГУС включают параллельно. После срабатывания ГПС цепь пита-
ния реле ГУС прерывается. При появлении переменного тока на вы-
ходе преобразователя от выпрямительного устройства типа ВУС-1,3
через контакты 61-63 К и 41-42 ГУС срабатывает контактор К. Уси-
ленным контактом 11-12 К инвертор подключается непосредственно
к батарее. Реле ГУС, выдержав замедление на отпускание за счет
конденсатора Сг, отключает пусковую цепь преобразователя. Кон-
тактор К остается под током от двухполупериодного выпрямителя
со средней точкой с выхода выпрямителя ВУС-1,3 по цепи: РПБ,
контактор К., 42-41 ГПС, RIO, VD15, вывод 10 трансформатора Т5.
Напряжение питания этой цепи (ПО В) вдвое ниже напряжения
РПБ —РМБ, а напряжение на обмотке контактора уменьшено ре-
зистором R10 до 45 В. Контактом31 -32 Г шунтируется обмотка реле
ВПС, и все напряжение питания прикладывается к цепи пускового
стрелочного реле, контактами которого включается электродвига-
тель (на схеме контакты не показаны). После окончания переходных
Рис. 246. Схема преобразователя частоты типа ППС-1,7
294
процессов, связанных с пуском двигателя, резистор 7?г шунтиру-
ется тыловым контактом реле ВПС. Замедление на отпускание реле
ВПС за счет конденсатора Св перекрывает время пуска двигателя.
Реле ГПС удерживает якорь притянутым по низкоомной обмотке
1-3 рабочим током двигателя до окончания перевода стрелки. После
этого реле ГПС отпускает якорь и размыкается цепь контактора К.
Усиленным контактом К. инвертор отключается. Следовательно, ин-
вертор включается и выключается вхолостую, когда преобразова-
тель не нагружен.
При опрокидывании инвертора исчезает переменный ток на вы-
ходе трансформатора Т5. Контактор К обесточивается и отключает
инвертор.
Конструктивно преобразователь ППС-1,7 выполнен в виде блока
со штепсельным разъемом типа ШР и может быть закрытым (в кожухе)
для установки на стативах и открытым для установки в шкафах.
Полупроводниковый преобразователь постоянного тока типа
ППШ-3. Он представляет собой комбинированное электропитающее
устройство для преобразования переменного или постоянного тока
напряжением 12 В в постоянный ток напряжением (22 ± 1) В,
(55 ± 2) В и (77 ± 3) В. Преобразователь выполнен в виде блока пи-
тания, помещенного в кожухе реле типа НШ, и представляет собой
генератор, собранный на двух триодах по двухтактной схеме (рис. 247).
Напряжение на выходе полупроводникового преобразователя сни-
мается с обмотки III повышающего трансформатора Т1 и подается
через тыловой контакт аварийного реле А на выпрямительный мост.
295
П
ПЗУ
ИП М-
п
л
9-
В
блок управле-
ния тиристора-
п
в
"П
ЛМЯ
При преобразовании переменного тока
12 В в постоянный напряжение сни-
мается с вторичной обмотки трансфор-
матора Т2 и подается через фронтовой
контакт реле А на выпрямительный
мост. Ток нагрузки преобразователя
77 мА.
Преобразователь типа ППШ-З обла-
дает низким к. п. д., что не позволяет
держать его подключенным к батарее,
и требуется защита от коротких замы-
каний в линии.
Преобразователь-выпрямитель типа
ППВ-1. Он служит для заряда кислот-
ной аккумуляторной батареи от сети
переменного тока (режим выпрямления)
и преобразования энергии постоянного
тока аккумуляторной батареи в пере-
менный при отключении сети (режим
преобразования). Совместно с полупро-
водниковыми реле напряжения РПН преобразователь обеспечивает
оптимальное содержание аккумуляторной батареи в буферном режи-
ме и форсированный заряд после включения сети переменного тока.
Преобразователь выполнен в виде блока, который не имеет кожу-
ха, и предназначен для установки в закрытых шкафах и местах, за-
щищенных от попадания влаги, пыли и посторонних предметов. В ос-
новном его применяют в панельных устройствах электропитания по-
стов ЭЦ промежуточных станций со статическими преобразователями.
Основные технические характеристики преобразователя ППВ-1
следующие:
В режиме преобразования
Рис. 248. Структурная схема
преобразователя типа ППВ-1
Номинальное напряжение аккумуляторной ба-
тареи, В...................................... 24
Номинальная мощность нагрузки, кВт ...	1
Номинальное действующее значение выходного
напряжения, В...................... 220±(°
Частота выходного напряжения, Гц .	50±0,5
В режиме выпрямления
Номинальное напряжение в сети переменного
тока, В...................................... 220
Ток заряда аккумуляторной батареи, А . .	0—20
Ток, потребляемый от сети переменного тока
при максимальном токе заряда, А, не более .	7
Преобразователь ППВ-1 (рис. 248) состоит из усилителя генера-
тора G, формирователя импульсов ФИ, инвертора (управляемого вы-
прямителя) И, фазорегулятора ФР, режимного устройства РУ и
296
пускозащитного устройства ПЗУ. Функции режимного устройства
РУ выполняют два полупроводниковых реле напряжения РНП,
установленных вне преобразователя ППВ-1. Реле РНП совместно
с включенными на выходе реле ФЗ и 3 переключают токи заряда ак-
кумуляторной батареи. Релейный блок выполнен в отдельном кожухе.
Из режима выпрямления в режим преобразования и наоборот
преобразователь переключается контактами аварийных реле А и АП,
расположенных вне преобразователя, и их повторителя АП, установ-
ленного в релейном блоке преобразователя.
В режиме преобразования, когда реле А и АП без тока, автоге-
нератором G задается частота преобразователя. При помощи форми-
рователя импульсов ФИ прямоугольное выходное напряжение гене-
ратора преобразуется в импульсы, которые управляют работой ин-
вертора И. Инвертор преобразует постоянный ток аккумуляторной
батареи Б в переменный.
В режиме выпрямления реле А и АП под током и переменное на-
пряжение подается на управляемый выпрямитель И, собранный по
мостовой двухполупериодной схеме. Выпрямительный мост нагружен
на аккумуляторную батарею. Регулировка тока заряда достигается
изменением фазы управляющих импульсов, подаваемых на тиристо-
ры выпрямителя, относительно фазы переменного напряжения. Сдвиг
фазы переменного напряжения выполняется фазорегулятором ФР.
Работой фазорегулятора управляет режимное устройство РУ, которое
в зависимости от напряжения аккумуляторной батареи подключает
к фазорегулятору ФР один из трех резисторов, устанавливающих оп-
тимальный ток выпрямителя. Усилитель-генератор G преобразует
синусоидальное напряжение, поступающее с выхода фазорегулято-
ра, в прямоугольное. Формирователь импульса ФИ вырабатывает
короткие импульсы, синфазные с этим напряжением, которые посту-
пают на управляющие электроды тиристоров.
Глава V
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ
АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
§ 55.	Особенности электроснабжения устройств
Требования, предъявляемые к электроснабжению устройств ав-
томатики и телемеханики. Для четкой работы устройств автоматики
и телемеханики железнодорожного транспорта необходимо надеж-
ное и непрерывное электроснабжение. Устройства СЦБ железнодо-
рожного транспорта и входящие в их комплекс другие потребители
относятся к различным группам электроприемников.
К потребителям особой группы I категории относятся устройства
электрической централизации участковых, узловых пассажирских
и сортировочных станций с числом стрелок более 30, а также централь-
ных постов диспетчерской централизации.
Потребителями I категории являются устройства: электрической
централизации промежуточных станций с числом стрелок до 30; ав-
тоблокировки, сортировочных механизированных горок; светофор-
ной сигнализации с ключевой зависимостью; тоннельной и переездной
сигнализации; технологической нагрузки постов обнаружения пере-
грева букс (ПОНАБ); контрольных пунктов АЛС; пунктов списыва-
ния номеров вагонов на сортировочных станциях с автоматической
системой управления; наружного освещения вершин горок, путей
надвига и зоны замедлителей; обвальной сигнализации.
К потребителям I категории относятся также гарантированное
(минимальное необходимое) освещение в зданиях, обеспечивающее
эксплуатацию устройств СЦБ, вентиляция электростанции и акку-
муляторных.
К потребителям II категории принадлежат: компрессорные стан-
ции для пневматической очистки стрелок электрической централиза-
ции; воздуходувные станции пневматических почт и пункты списы-
вания номеров вагонов на сортировочных станциях, не имеющих авто-
матической системы управления; наружное освещение сортировоч-
ных парков механизированных горок (за исключением зоны замедли-
телей, которые относятся к I категории).
Потребителями III категории являются: внутреннее освещение
и общая вентиляция всех служебно-технических зданий, устройств
СЦБ и механизированных сортировочных горок; контрольно-испыта-
296
тельные пункты приборов и оборудования СЦБ; мастерские, монтер-
ские пункты, сетевые районы, гаражи.
Присоединение устройств СЦБ к источникам питания. К потре-
бителям I категории относятся электроприемники, нарушение элект-
роснабжения которых может привести к опасности для жизни людей,
значительному ущербу народному хозяйству, повреждению обору-
дования, массовому браку продукции, расстройству сложного тех-
нологического процесса, нарушению особо важных элементов город-
ского хозяйства. Поэтому указанные потребители должны получать
питание от надежных, постоянно действующих энергосистем, электро-
станций, подстанций или линий электропередачи, располагающих
достаточной мощностью и имеющих стабильную частоту и напряже-
ние на своих шинах.
Под понятием «шины источников питания» подразумевается место
присоединения линий низкого или высокого напряжения, питающих
устройства СЦБ, непосредственно или через понижающие и раздели-
тельные трансформаторы.
Приемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией
от двух независимых источников питания и перерыв их электроснаб-
жения может быть допущен только на время автоматического ввода
резервного питания. Это время должно быть минимальным, но не
более 1,3 с.
Для особой группы приемников I категории необходимо предус-
матривать дополнительное электроснабжение от третьего независи-
мого источника. В качестве такого источника используют автомати-
зированные дизель-генераторы или аккумуляторные батареи.
К потребителям II категории относятся приемники, перерыв
в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском про-
дукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта,
нарушением нормальной трудовой деятельности большого числа го-
родских жителей.
Приемники II категории следует обеспечивать электроэнергией
от двух независимых источников питания, допускается питание по
одной воздушной или кабельной линии. Кабельная линия или кабель-
ные вставки в воздушной линии должны быть выполнены двумя ка-
белями, каждый из которых выбирают по длительно допустимой на-
грузке линии. При нарушении электроснабжения от одного из источ-
ников питания или повреждении воздушной или кабельной линии до-
пустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для
включения резервного питания или устранения повреждения дейст-
виями дежурного персонала или выездной бригады.
Для электроснабжения потребителей I и II категорий источниками
энергии должны быть подстанции или линии электропередачи, входя-
щие в энергосистему, или электростанции, которые должны иметь
не менее двух агрегатов, каждый из которых по мощности может
обеспечить все электрические активные и реактивные нагрузки от
299
устройств СЦБ и других приемников, работающих с ними в ком-
плексе.
При отсутствии для питания устройств СЦБ двух независимых
источников, от которых осуществляется питание приемников I и II
категорий, бесперебойность питания устройств обеспечивается ди-
зель-генераторной установкой, а при сравнительно небольших мощ-
ностях — непосредственно от аккумуляторных батарей или через
преобразователи.
Для резервирования питания переменным током устанавливают
автоматизированные дизель-генераторы второй степени автоматизации
мощностью 16, 24 и 48 кВт или электростанции мощностью 8 кВт.
Все нагрузки устройств СЦБ и механизированных сортировочных
горок должны подсоединяться к источникам питания раздельными
питающими линиями. Для устройств автоблокировки, диспетчерской
и электрической централизации на входных зажимах кабельных ящи-
ков сигнальных установок и шинах вводных панелей постов ЭЦ
и ДЦ норма фазового напряжения должна быть 230 В при частоте
50 Гц ± 2%. Отклонение от установленных норм напряжения допус-
кается в сторону уменьшения не более 10%, а в сторону увеличения
не более 5%.
Для того чтобы выполнялись эти требования, площадь попереч-
ного сечения проводов и кабелей питающих линий подбирают спе-
циальным расчетом, предусматривают оборудование разъединителей
высоковольтной линии СЦБ устройствами дистанционного управле-
ния из помещения ДСП, а фидеров автоблокировки — устройствами
автоматического повторного включения (АПВ), автоматического
включения резерва (АВР), контроля однофазного заземления и ди-
станционного управления фидерных выключателей, а также сигна-
лизацией действия этих устройств. Релейная защита и автоматика
питающих пунктов высоковольтных линий СЦБ должны обеспечивать
восстановление напряжения на линии не более чем за 1,3 с после
возникновения короткого замыкания.
Основные требования, предъявляемые к вторичным источникам
электропитания. Вторичные источники электропитания устройств
автоматики предназначены для заряда кислотных аккумуляторных
батарей от сети переменного тока и преобразования постоянного тока
батарей в переменный при выключении основных источников питания.
Одним из основных требований, предъявляемых к вторичным
источникам электропитания, является обеспечение высокой надеж-
ности систем питания. Существенное повышение надежности и аппа-
ратуры достигается за счет замены машинных преобразователей на
статические,в которых нет быстроизнашиваемых деталей и отсутст-
вует увеличение пусковых токов.
Важным требованием к современной аппаратуре электропитания
является максимальное сокращение эксплуатационных расходов.
К ним относятся затраты времени обслуживающего персонала на об-
300
служивание устройств, производство профилактических измерений
и осмотра, а также на проверку и текущий ремонт на ремонтно-тех-
нологических участках.
Сокращаются затраты времени на проверку и ремонт аппаратуры
электропитания благодаря применению более надежных полупровод-
никовых приборов, которые не имеют сложных механических регу-
лировок и периодичность проверок которых значительно реже, чем
релейных устройств.
При создании схем электропитания стремятся к сокращению ка-
питальных затрат на изготовление аппаратуры. Например, в одной
конструкции с многократным использованием почти всех составляю-
щих деталей совмещены преобразователь постоянного тока в перемен-
ный и зарядное устройство, которые работают неодновременно.
Важным требованием является экономия электроэнергии. Сокра-
щение расхода электроэнергии дает возможность применять аккуму-
ляторы меньшей емкости, т. е. экономить дефицитные материалы.
Экономия электроэнергии достигается прежде всего за счет повыше-
ния к. п. д. вторичных источников питания и использования более
выгодного режима заряда батарей.
§ 56.	Энергоснабжение устройств автоблокировки
Основное электроснабжение устройств автоблокировки осущест-
вляется от высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ), сооружаемых
вдоль железнодорожных путей напряжением 10 кВ, частотой 50 Гц
(ранее проектировали и линии напряжением 6 кВ). Резервное элект-
роснабжение осуществляется от линий продольного электроснабже-
ния (ВЛ ПЭ) железнодорожных потребителей напряжением 10—
35 кВт. В отличие от линий электропередачи высоковольтные линии
СЦБ, как правило, не имеют разветвлений, а вместо небольшого числа
мощных потребителей энергии (предприятия, населенные пункты и
др.) по всей их длине через 1—2,5 км к ним подключают устройства
автоматики и телемеханики в основном мощностью 0,5—1,5 кВ • А.
На всем протяжении высоковольтные линии СЦБ проходят рядом
с линиями железнодорожной связи, а часто еще и с тяговой сетью
электрических железных дорог.
От ВЛ СЦБ осуществляется электропитание других устройств
СЦБ и связи, постов электрической централизации, станционной
оперативно-технологической связи, двусторонней парковой связи и
обслуживаемых усилительных пунктов магистральной связи на про-
межуточных станциях, а также технологических нагрузок устройств
обнаружения перегретых букс, переездной, обвальной и тоннельной
сигнализации. Присоединение к ВЛ СЦБ других нагрузок не допус-
кается .
301
Резервное питание перечисленных выше потребителей и питание
потребителей, отнесенных ко II и III категориям, предусматривается
от линий продольного электроснабжения (ВЛ ПЭ) или местных ис-
точников питания. К линии ВЛ ПЭ подключают и другие железнодо-
рожные потребители (служебные и жилые здания, электроинстру-
мент для путевых работ и т. д.). Их число определяют допустимой
площадью поперечного сечения проводов и мощностью питающих
трансформаторов.
От ВЛ СЦБ электроэнергия передается сигнальным установкам
автоблокировки через понижающие линейные трансформаторы типа
ОМ. Для уменьшения влияний на линии связи, идущие вдоль желез-
нодорожного полотна, линейные трансформаторы включают в раз-
личные фазы попеременно таким образом, чтобы все фазы были за-
гружены равномерно. На кабельных участках линии автоблоки-
ровки трансформаторы типа ОМ размещают в металлических шкафах
вблизи сигнальных точек.
В зависимости от рода тяги и типа автоблокировки применяют
две системы электроснабжения перегонных устройств. При системе
переменного тока рельсовые цепи и вся аппаратура получают энер-
гию только от высоковольтной линии. При смешанной системе рель-
совые цепи питаются постоянным током от аккумуляторов, сигналь-
ные приборы получают энергию через понижающие трансформаторы
от высоковольтной линии, а в случае ее выключения — от местных
аккумуляторных батарей. Теперь смешанную систему не проекти-
руют, но в эксплуатации находится более 20 тыс. км железных дорог,
оборудованных этой системой.
Независимо от системы питания и схемы электроснабжения уст-
ройств потеря напряжения в конце линии между двумя смежными
пунктами питания ВЛ СЦБ не должна превышать 5%.
На участках, где эксплуатируют автоблокировку системы пере-
менного тока, каждая сигнальная точка имеет основное и резервное
питание через отдельные линейные трансформаторы с установкой
в релейных шкафах реле для автоматического переключения питания
с одного трансформатора на другой.
Высоковольтные цепи автоблокировки должны обеспечиваться
двусторонним питанием от источников энергии с взаимным резерви-
рованием, располагаемых по концам каждого плеча. Высоковольтные
цепи ВЛ СЦБ на всем протяжении секционируют. Схемы секциони-
рования должны допускать возможность производства ремонтных
работ по линии, их выполняют в зависимости от системы питания
автоблокировки.
Высоковольтные цепи ВЛ СЦБ, подвешенные на одних опорах
с сигнальными проводами, должны получать энергию от шин через
изолирующие трансформаторы и не иметь гальванической связи с дру-
гими линиями электропередачи.
Высоковольтно-сигнальные линии СЦБ (ВСЛ СЦБ) служат для
302
подвески высоковольтных и сигнальных проводов. Высоковольтная
цепь предназначена для электроснабжения устройств автоблокиров-
ки на перегонах и устройств автоматики и телемеханики на тех стан-
циях, которые не имеют других источников энергии.
Сигнальные провода обеспечивают взаимодействие устройств ав-
томатиики и телемеханики, расположенных в разных пунктах вдоль
железной дороги, например взаимную увязку показаний соседних
светофоров автоблокировки. По сигнальным проводам передаются
также другие сигналы управления и контроля.
Электроснабжение автоблокировки и станционных устройств СЦБ
должно быть организовано таким образом, чтобы их работа не оста-
навливалась при повреждениях или ремонте элементов высоковольт-
ной линии. Поэтому резервирование осуществляется на всех уровнях
системы электроснабжения: резервируется питание высоковольтной
цепи, по возможности дублируются сама цепь, линейные понижаю-
щие трансформаторы, ставятся местные резервные источники энергии
непосредственно у питаемых устройств и т. п.
Возможность отключения поврежденных или ремонтируемых ко-
ротких участков высоковольтной цепи достигается секционирова-
нием, т. е. разделением линии на отдельные части, соединяемые между
собой разъединителями.
При системе переменного тока всю высоковольтную линию делят
на отдельные участки — плечи питания, каждый из которых обеспе-
чивается электроэнергией от пунктов питания. Из двух смежных
пунктов питания основной пункт включен постоянно, а резервный —
только при отключении основного пункта или при ремонтных работах
на линии.
На участках с электротягой высоковольтная линия питается от
тяговых подстанций, а на неэлектрифицированных участках — от
любых источников энергии, имеющихся на участках, обеспечиваю-
щих энергией потребителей I категории (энергосистемы, электростан-
ции, подстанции, линии электропередачи).
На участках с автономной тягой, где питание автоблокировки осу-
ществляется по смешанной системе питания и обеспечивается мест-
ным аккумуляторным резервом, для каждой сигнальной установки
монтируют по одному линейному трансформатору типа ОМ, присо-
единенному к ВЛ СЦБ. При смешанной системе питания допускается
питать от одного линейного трансформатора на перегонах две сиг-
нальные установки при расстоянии между ними не более 400 м.
На электрифицированных линиях железных дорог провода ВЛ
ПЭ прокладывают на опорах контактной сети, поэтому на участках
с электротягой сооружают одноцепные ВЛ СЦБ. На участках с авто-
номной тягой при отсутствии на них ВЛ ПЭ сооружают двухцепные
линии с совмещением на общих опорах проводов ВЛ СЦБ и ПЭ.
В районах с неблагоприятными климатическими условиями можно
сооружать две одноцепные линии.
303
Высоковольтные линии СЦБ и ПЭ при электротяге постоянного
тока, как правило, трехфазные напряжением 10 кВ с изолированной
нейтралью. При электротяге переменного тока напряжение ВЛ ПЭ
27 кВ и в качестве одного провода используют рельсы.
Для повышения надежности электропитания устройств СЦБ, уп-
рощения поиска поврежденных участков линии и обеспечения возмож-
ности ремонтных работ без отключения электроснабжения потреби-
телей I категории ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ секционируют разъединителями
(рис. 249).
При линиях электропередачи на раздельных опорах допускается
секционирование только ВЛ СЦБ. Разъединитель 1 устанавливают
по обе стороны трансформаторной подстанции, питающей устройства
электрической централизации. Его оборудуют электроприводами
с дистанционным управлением (ДУ) от дежурного по станции, а при
наличии диспетчерской централизации или систем ТУ — ТС — еще
и от энерго диспетчер а. При отсутствии трансформаторных подстан-
ций для питания постов ЭЦ предусматривают один разъединитель
дистанционного управления.
В схеме электроснабжения сигнальных установок кодовой авто-
блокировки и централизации малых станций при двухцепной линии
электропередачи (рис. 250) разъединители 3 с дистанционным управ-
лением устанавливают в обе цепи линии между трансформаторами,
питающими устройства электрической централизации. С их помощью
быстрее определяют повреждение в пределах перегона. Линейные
разъединители 2,4 с ручным управлением позволяют выключить ли-
нию в пределах участка между смежными трансформаторами типа ОМ,
не нарушая питания сигнальных точек. Трансформатор, питающий
сигнальную точку, совместно с разъединителем 2 устанавливают
на силовой выносной опоре 1. Разъединитель позволяет проверить
трансформатор без нарушения двухстороннего питания линии.
Основные и резервные пункты питания. Высоковольтные линии
СЦБ делят на отдельные участки — плечи питания, каждое из кото-
рых должно обеспечиваться двусторонним питанием от располагае-
мых по их концам основного и резервного пунктов питания. Это отно-
сится и к линиям продольного электроснабжения, используемым для
резервного питания устройств СЦБ.
При системе переменного тока длина плеча питания не должна
превышать 50 км (рис. 251). Питание каждого плеча ВЛ СЦБ и ВЛ
ПЭ следует выполнять раздельным и, кроме того, питание каждого
плеча ВЛ СЦБ должно проходить через изолирующие трансформа-
торы Т.
На участках с большим движением, где смежные пункты питания
достаточно надежны или где при надежных пунктах питания расстоя-
ние между ними больше 50 км, для сокращения длины отключаемой
во время аварий части линии каждый участок линии целесообразно
питать одновременно с двух концов навстречу друг другу с разрывом
304
Рис. 249. Схема электроснабжения устройств кодовой автоблокировки и цент-
рализации малых станций при сооружении ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ:
/ - разъединитель с дистанционным управлением; 2 — силовая опора с трансформатором
типа ОМ; 3 — комплектная трансформаторная подстанция типа КТП с разъединителя мн.
установленная на отдельной опоре; 4 — трансформаторная подстанция
Не менее Не менее	Не менее
Рис. 250. Схема электроснабжения сигнальных установок кодовой автоблокиров-
ки и централизации малых станций при двухцепной линии электропередачи
Рис. 251. Схема питания ВЛ СЦБ при системе переменного тока
305
питания
питания
питания
Рис. 252. Установка пункта секционирования на электрифицированных участках
в середине и с установкой в точке разрыва пункта секционирования
который является резервным пунктом питания (рис. 252).
Если устройства автоблокировки получают питание от телеуправ-
ляемых тяговых подстанций, фидерные выключатели питающих
пунктов автоблокировки также включаются в общую систему теле-
управления. По возможности пункты питания автоблокировки долж-
ны иметь одинаковую фазу и в необходимых случаях допускать па-
раллельную работу трансформаторов.
При смешанной системе питания, так же как и при системе пере-
менного тока, всю высоковольтную линию делят на отдельные участ-
ки — плечи питания, каждый из которых получает питание с обоих
концов (рис. 253). Длина плеча питания, как правило, не должна
превышать 40 км.
Если невозможно обеспечить указанные длины от имеющихся ис-
точников энергии для питания устройств СЦБ, между ними оборудуют
автоматизированные резервные электростанции. Если расстояние
между имеющимися пунктами питания более 40 км, вместо резерв-
ного пункта питания допускается оборудовать автоматический пункт
секционирования. Автоматический пункт секционирования в нор-
мальном режиме питания высоковольтной линии делит последнюю
на две части, а при отключении одного из смежных с ним пунктов
автоматически соединяет обе части линии, подавая в них питание
с одного конца.
Рис. 253. Схема питания ВЛ СЦБ при смешанной системе
306
Резервное питание автоблокировки осуществляется от аккумуля-
торных батарей, причем емкость аккумуляторов принимается с уче-
том суточного резерва. На основных пунктах питания высоковольт-
ные фидеры автоблокировки, как правило, делают раздельными для
каждого плеча питания и монтируют на закрытых подстанциях. На
пунктах резервного питания высоковольтные фидеры автоблокировки
могут быть общими на два плеча питания с последующим их делением
на мачтовых подстанциях или воздушных распределительных пунктах.
Предусматривают по одному разъединителю в конце каждого пе-
регона у силовой опоры для питания входного светофора (со стороны
перегона). Если протяженность перегона более 10 км, то в середине
включают еще один разъединитель. Независимо от системы питания
разъединители, установленные у входных светофоров со стороны пе-
регона и в середине перегона, оборудуют электроприводами с дистан-
ционным управлением от дежурного по станции или диспетчера.
Схемы пунктов питания устройств диспетчерской централизации
аналогичны рассмотренным схемам энергоснабжения устройств ав-
тоблокировки.
§ 57.	Системы питания
Система питания переменным током. При системе питания авто-
блокировки переменным током сигнальные установки получают
электропитание от двух трансформаторов, присоединенных к линиям
основного (ВЛ СЦБ) и резервного (ВЛ ПЭ) питания (рис. 254).
Линия продольного электроснабжения — надежный резерв для
питания устройств автоблокировки при прекращении подачи электро-
энергии от ВЛ СЦБ. Эта линия питается от тяговых подстанций.
Рис. 254. Схема расположения проводов и приборов ВЛ СЦБ и
ВЛ ПЭ:
I, 4 — кабельные ящики; 2 — резервный трансформатор типа ОМ; 3—ос-
новной трансформатор типа ОМ; 5 — релейный шкаф
307
При оборудовании ВЛ ПЭ в пролете между двумя соседними опо-
рами контактной сети в створе проводов линии устанавливают спе-
циальную резервную силовую опору. На опоре монтируют линейный
трансформатор типа ОМ вместе с коммутационной и защитной аппа-
ратурой.
Со вторичной обмотки резервного трансформатора напряжение
подается по кабелю в релейный шкаф сигнальной точки на тыловые
контакты аварийного реле А типа АСШ2-220. Нормально устройства
автоблокировки питаются через фронтовые контакты аварийного реле
от основного линейного трансформатора, включенного в высоковольт-
ную линию. При перерыве подачи напряжения в эту линию устройст-
ва автоблокировки питаются от резервного трансформатора линии
продольного электроснабжения.
В случае отсутствия второй высоковольтной цепи применяют ре-
зервирование линейных трансформаторов по схеме, приведенной на
рис. 255, а. Трансформаторы устанавливают на соседних опорах.
С помощью разъединителей любой трансформатор отключают от ли-
нии, и участок высоковольтной цепи готов для ремонта или устране-
ния повреждений. Иногда для тех же цепей резервное питание выпол-
няют по цепи низкого (220 В) напряжения, подвешенной на сигналь-
ной траверсе от соседней сигнальной точки (рис. 255, б). В обоих слу-
чаях переход от основного питания к резервному осуществляется ав-
томатически с помощью аварийного реле.
На участках с электротягой переменного тока и рельсовыми це-
пями частотой 25 Гц резервное питание устраивают от проводов си-
стемы ДПР 27,5 кВ или линии продольного энергоснабжения 35 кВ.
Сигнальные точки получают резервное питание от комплектных одно-
фазных трансформаторных подстанций (КТПО) через трансформатор
Т типа 3HOM-35-65 (рис. 256).
Для резервного питания сигнальных установок допускается ис-
пользовать трансформаторы, питающие электроэнергией линейных
потребителей, кроме трансформаторов для путевого инструмента.
Размещение линейных трансформаторов основного и резервного пи-
тания на одной опоре не допускается.
В качестве линейных трансформаторов применяют понижающие
трансформаторы типа ОМ, при этом рельсовые цепи, двигатель ко-
дового трансмиттера, лампы светофора и дешифраторная ячейка пи-
таются переменным током. Лампы светофоров и дешифраторная ячей-
Рис. 255. Схема резервного питания релейного шкафа
308
Рис. 256. Схема коммутации трансформаторной подстанции
КТПО
ка питаются от сигнального трансформатора типа СОБС, а рельсовые
цепи — от путевого трансформатора типа ПОБС. На рис. 257 показа-
на схема электропитания сигнальной установки кодовой автоблоки-
ровки при электротяге постоянного тока.
Вся аппаратура сигнальных точек находится в металлических
релейных шкафах. На двухпутных участках для сигнальных уст-
ройств каждого пути предусматривается отдельный релейный шкаф.
Такое разделение устройств обеспечивает автономность их действия.
Цепи электропитания от силовых трансформаторов линий ВЛ СЦБ
и ВЛ ПЭ как при одиночной, так и при спаренной сигнальной установ-
ке прокладывают в разных траншеях и, кроме того, при спаренной
сигнальной установке подключают в разные релейные шкафы так,
чтобы при повреждении одной линии питание подавалось по другой.
В релейных шкафах приборы питаются напряжением 12 В посто-
янного тока от двух выпрямителей. Приборы релейного шкафа, не
связанные линейными цепями, подключают к выпрямителю дешифра-
торной ячейки (Л и М). Приборы, питающие линейные цепи, подклю-
чают к выпрямителю БПШ (ЛП и ЛМ).
От перегрузок и коротких замыканий приборы защищают авто-
матическими выключателями и плавкими предохранителями на 20 А.
Для защиты приборов рельсовой цепи от воздействий коротких
замыканий в контактной сети и грозовых разрядов на питающем и
релейном концах вторичных обмоток дроссель-трансформаторов уста-
навливают нелинейные выравниватели.
Достоинство системы питания переменным током состоит в том, что
не требуются местные источники питания — аккумуляторы. Однако
действие автоблокировки может нарушаться при выключении пере-
менного тока. Поэтому такая система требует надежных двусторонних
источников питания высоковольтной линии и надежного резервиро-
вания от ВЛ ПЭ.
Схема электропитания автоблокировки при электротяге на пере-
менном токе промышленной частоты аналогична схеме электропи-
тания автоблокировки при электротяге на постоянном токе. Разница
только в том, что в цепи питания рельсовых цепей частотой 25 Гц
309
|аи|
Of
ох \пх ;
Резервное
питание |
Е=
рвн-гэо
впш ~ггов
ля
а
Релейный шкаф 1
Кабельный
ящик
Кприборам
.П
к I-
прибором]
К линей- (—
нымцепяА^
Основная пиния
вл сив
К средней точке
дроссепь-транс -
Резервная линия форматора Бпути
ВЛ ПЭ	,,
Кабельный
ящик
... ./ИГ
Основное
питание__________
Релейный шка/р Z
Клаппам
светофоров—
КПТ
ПОБС
ЗБ<Р
§ §

Рис. 257. Схема электропитания сигнальной точки кодовой авто-
блокировки при электротяге постоянного тока
310
включают статические преобразователи частоты типа ПЧ50/25-100,
которые размещают в релейных шкафах. В сигнальных установках
однопутной автоблокировки и в спаренных сигнальных установках
двухпутной автоблокировки преобразователи частоты, питающие
рельсовые цепи, необходимо включать противофазно, чтобы умень-
шить токи подмагничивания и нагрузку трансформаторов типа ОМ.
Смешанная система питания. На участках с автономной тягой ис-
пользуют смешанную систему питания. При такой системе питания
приборы автоблокировки получают электроэнергию переменного тока
от ВЛ СЦБ, а при отключении переменного тока все приборы и рель-
совые цепи питаются от аккумуляторов.
В релейных шкафах напряжение 220 В, поступающее от линей-
ного трансформатора, понижается трансформатором Т1 типа СОБС
до 12 В и используется для питания светофорных ламп. Рельсовые
цепи питаются от путевой батареи GB, состоящей из одного кислот-
ного аккумулятора типа АБН-72 или АБН-80 и работающей в буфер-
ном режиме с выпрямителем типа ВАК-14 (рис. 258). Выпрямитель
типа ВАК-13 или ВАК-16 подзаряжает сигнальную аккумуляторную
батарею GB, состоящую из шести аккумуляторов, которая питает
линейную цепь и реле сигнальной точки. Трансформатор Т2 типа
ПОБС или СОБС-2А и трансмиттер КПТ передают в рельсовую цепь
импульсы переменного тока кодовых комбинаций автоматической ло-
комотивной сигнализации.
В случае прекращения подачи переменного тока лампы светофора
через тыловые контакты аварийного реле А продолжают получать
питание от аккумуляторной батареи, запас емкости которой рассчи-
тан на непрерывную работу без подзаряда в течение суток.
Аккумуляторные батареи размещаются в батарейном шкафу, на-
ходящемся рядом с релейным шкафом. Выпрямители, работающие
в буферном режиме с аккумуляторами, располагают только в релей-
ных шкафах.
В кабельном ящике цепи напряжением 220 В защищают автома-
тическим выключателем многократного действия типа АВМ. В релей-
ном шкафу провода защищены предохранителями штепсельного типа
на 20 А, которые используют и как разъединители для выключения
напряжения при ремонте и испытаниях. Для защиты приборов в шка-
фу от попадания на них высокого напряжения с высоковольтной ли-
нии через трансформатор типа ОМ в цепь напряжением 220 В вклю-
чают разрядники типа РВНШ-250. Такие разрядники подключают
в кабельном ящике, а также на приборы рельсовых цепей.
Значительное улучшение районных энергосистем, высокая надеж-
ность и независимость друг от друга пунктов электроснабжения ВЛ
СЦБ и продольного электроснабжения, а также сооружение этих
линий на железобетонных опорах с подвеской проводов марок ПС-25
и АС-35 и осуществлением секционирования позволили отказаться
от сооружения на участках с автономной тягой автоблокировки с рель-
311
Релейный шкаф
Рис. 258. Схема электропитания сигнальной точки автоблокировки при
смешанной системе
совыми цепями постоянного тока, т. е. отказаться от смешанной си-
стемы питания.
На участках с автономной тягой в основном используют кодовую
автоблокировку с рельсовыми цепями переменного тока частотой
50 или 25 Гц.
Схема электропитания сигнальных установок для рельсовых цепей
частотой 50 Гц будет аналогична схеме электропитания при электро-
тяге постоянного тока. Рельсовые цепи частотой 25 Гц питаются от
преобразователей частоты ПЧ50/25-100.
312
§ 58.	Электропитание от высоковольтных проводов,
подвешенных на опорах контактной сети
В отдельных случаях для труднопроходимых участков дорог
с электрической тягой переменного тока, располагающих системой
ДПР, по разрешению МПС можно проектировать однофазные линии
напряжением 27,5 кВ с подвеской одного специального провода СЦБ
на опорах контактной сети и использованием рельса в качестве второго
провода (рис. 259). Провод напряжением 27,5 кВ подвешивают на
однопутных участках совместно с одним из проводов ДПР на двух-
местной консоли крайним со стороны поля, на двухпутных участках —
со стороны, противоположной проводам ДПР.
Резервное питание автоблокировки в этом случае предусматри-
вается от одного из проводов ДПР (рис. 260). Комплектные транс-
форматорные подстанции (КТПО) имеют трансформаторы типа
3HOM-35/65, понижающие напряжение с 27,5 кВ до 220 В.
Трансформатор Т1 предназначен для питания только устройств
автоблокировки. Оба трансформатора защищены разрядниками и
плавкими предохранителями. Для отключения трансформаторов от
высоковольтных линий имеются три однополюсных разъединителя
с приводами ручного управления Pl, Р2 и РЗ (см. рис. 259).
Разъединители соединены с устройством заземления таким обра-
зом, чтобы при разомкнутых разъединителях первичные обмотки
трансформаторов заземлялись. Кроме того, при открывании дверцы,
преграждающей доступ к трансформатору, корпус КТПО также за-
земляется, что гарантирует от появления на КТПО потенциала между
рельсом и землей.
Комплектная трансформаторная подстанция имеет низковольтный
шкаф с распределительными устройствами, от которых к релейному
шкафу автоблокировки подключаются цепи основного и резервного
питания. В цепь основного питания включено аварийное реле А,
через фронтовые контакты которого получают питание все устройства
релейного шкафа. Через тыловые контакты реле А подключается ре-
зервная цепь питания.
Напряжением 220 В питаются сигнальный трансформатор СТ,
двигатель трансмиттера КТП, выпрямитель БПШ и преобразова-
тель частоты ПЧ50/25. От трансформатора СТ получают питание лам-
пы светофора и дешифраторная ячейка ДД. Приборы релейного
шкафа, питающиеся постоянным током напряжением 12 В, подклю-
чают к выпрямителю дешифраторной ячейки (П и М), а приборы,
питающие линейные цепи, — к выпрямителю БПШ (ЛП и ЛМ). При
такой системе питания устройств релейного шкафа автоблокировки
рельсовые цепи питаются током частотой 25 Гц, а приборы — током
частотой 50 Гц. Преобразователи частоты ПЧ50/25, размещаемые
в релейных шкафах сигнальной точки автоблокировки, преобразуют
частоту 50 Гц в частоту 25 Гц.
313
Рис. 259. Схема электропитания сигнальной точки автоблокиров-
ки от высоковольтных проводов, подвешенных иа опорах кон-
тактной сети
К средней тачке ДТ
314
Рис. 260. Схема резервного питания сигнальной точки автоблокировки от про-
вода ДПР
При питании устройств автоблокировки от высоковольтных про-
водов, подвешиваемых на опорах контактной сети, не нужны спе-
циальные высоковольтные линии автоблокировки, подвешиваемые на
отдельных опорах. За счет использования линии ДПР значительно
улучшается резерв питания. Выполнять работы на высоковольтной
цепи питания устройств автоблокировки можно только при отклю-
ченном напряжении со всех цепей контактной сети.
Для основного питания устройств автоблокировки высоковольт-
ный провод секционируют на изоляторе и с помощью шлейфа под-
ключают к КТПО. Благодаря этому при помощи разъединителей Р1
и Р2 силовой трансформатор Т1 можно подключить к левому или пра-
вому плечу линии, причем можно объединить оба плеча без выключе-
ния трансформатора. К КТПО подключают провод системы ДПР,
к которому подсоединяют трансформатор Т2, используемый для пита-
ния линейных потребителей и в качестве резервного для сигнальной
точки. Вторые концы высоковольтных обмоток силовых трансформа-
торов подсоединяют к корпусу КТПО, а последний подключают
к рельсам через среднюю точку дроссель-трансформатора. Вторичные
обмотки силовых трансформаторов подключают к распределитель-
ному щитку низковольтного шкафа по нагрузкам.
§ 59.	Электропитание устройств переездной сигнализации
и полуавтоматической блокировки
На участках, оборудованных автоблокировкой или диспетчерской
централизацией, устройства переездной сигнализации питаются от
высоковольтных линий СЦБ. Для питания приборов автошлагбау-
мов и ламп светофоров для автотранспорта предусматривается резерв-
ное питание от аккумуляторных батарей.
315
На участках, где автоблокировка или диспетчерская централи-
зация отсутствует, приборы переездной сигнализации получают
питание от существующих линий электропередачи напряжением
10 кВ, подстанций и сетей 380/220 В, от которых подается энергия
потребителям не ниже II категории с резервом от аккумулятора.
При отсутствии местных источников электроэнергии допускается
питать устройства переездной сигнализации от соседних станций
по проводам, подвешенным на опорах линий связи МПС.
На опорах линий связи провода подвешивают с соблюдением
следующих правил: напряжение между проводами не должно пре-
вышать 250 В; провода располагают крайними со стороны поля на
верхней траверсе или на специальных кронштейнах, устанавливае-
мых на верхушке опор; на станциях, в населенных пунктах и на под-
ходах к ним питающие провода имеют двойное крепление; на всем
протяжении питающие провода скрещивают.
Батарея аккумуляторов напряжением 28 В (2 батареи по 14 В)
обеспечивает работу электроприводов шлагбаумов и резервирование
Рис. 261. Схема электропитания автоматической переездной сигнализации с ав-
тошлагбаумами
316
а)
Местная ЛЭП
ВЛ продольного электроснабжения
nnun-.n^ V Опора сразъе
РПНД ЮС \.— X динителем
□н И НФ
Рад-J	J \unopa с	I	Я
тс \	\ '.разъедини- \
| ,и‘‘| телем j
Рис. 262. Схемы питания РПБ от местной ЛЭП и линии продольного электро-
снабжения
К сигнальным устройствам
огней переездных светофоров при отключении переменного тока
(рис. 261). При автоматической переездной сигнализации без авто-
шлагбаумов устанавливают батарею аккумуляторов напряжением
14 В. Для питания реле и схем автоблокировки используют выпря-
митель типа БПШ. Разделение источников питания позволяет сохра-
нять работоспособность автоблокировки при повреждении цепей уп-
равления автошлагбаума.
При полуавтоматической блокировке станционные устройства
получают питание от тех же источников, что и устройства автобло-
кировки и диспетчерской централизации, а также от местных источ-
ников питания — линий электропередачи напряжением 10 кВ и су-
ществующих сетей напряжением 380/220 В, по которым осуществля-
ют электроснабжение потребителей не ниже II категории.
На рис. 262, а показана схема питания релейной полуавтомати-
ческой блокировки от местной ЛЭП напряжением 10 кВ, на рис. 262, б
— от линии продольного электроснабжения, которая обычно про-
ходит недалеко от путей. В горловинах станций и около помещений
ДСП монтируют силовые опоры с трансформаторами типа ОМ, кото-
рые присоединяют к линии через опоры с разъединителями. От сило-
317
вых опор к релейным шкафам прокладывают обычные сигнальные
кабели.
Для подачи электроэнергии с одной станции на другую в исклю-
чительных случаях допускается подвеска силовой цепи напряже-
нием не выше 250 В на опорах линий связи МПС с соблюдением спе-
циальных требований, указанных выше.
Если в местных сетях переменного тока наблюдаются колебания
напряжения более 10%, то для питания выпрямителей и светофор-
ных ламп применяют стабилизаторы напряжения. В устройствах
РПБ нашли распространение электромагнитные стабилизаторы на-
пряжением типов С-0,5; С-0,75; С-0,9.
Для резервного питания устройств полуавтоматической блоки-
ровки на каждой станции предусматривают аккумуляторные батареи
(из аккумуляторов типа АБН-72 или АБН-80), которые рассчитаны
на работу устройств в течение 16 ч. Аккумуляторы размещают в ба-
тарейных шкафах совместно с выпрямителями типа ВАК или специ-
альным зарядно-буферным устройством типа ЗБУ-12/10, которое еще
находится в эксплуатации.
Наиболее экономичным прибором для питания устройств полу-
автоматической блокировки является регулятор тока РТА, так как
этот прибор имеет два режима заряда — постоянный подзаряд и фор-
сированный заряд батареи аккумуляторов максимальным током с воз-
можностью их широкой регулировки по току и автоматическим пере-
ключением.
§ 60.	Техническое обслуживание устройств электропитания
на перегонах и станциях
Техническое обслуживание — это комплекс работ для поддержа-
ния исправности и работоспособности устройств автоматики и теле-
механики при подготовке и использовании их по назначению, при
хранении и транспортировке.
Основными видами работ по техническому обслуживанию явля-
ются осмотр, проверка дейетвия, измерение характеристик, регули-
ровка, чистка, смазка, покраска, замена износившихся деталей и
узлов, восстановление исправного действия устройств при возник-
новении отказов. Как правило, техническое обслуживание осущест-
вляют без выключения устройств из эксплуатации.
Техническое обслуживание устройств автоматики и телемеханики
выполняют старшие электромеханики, электромеханики и электро-
монтеры. Порядок обслуживания и ремонта устройств устанавли-
вает начальник дистанции сигнализации и связи.
Старший электромеханик обязан обеспечивать качественное об-
служивание и ремонт устройств автоматики и телемеханики, знать
состояние обслуживаемых устройств, систематически проверять уст-
318
ройства по утвержденному плану-графику технического обслужи-
вания, повышать надежность действия устройств, принимать меры
к быстрейшему обнаружению и устранению отказов при их появле-
нии, обеспечивая при этом безопасность движения поездов.
Электромеханик должен обслуживать устройства, поддерживать
их в исправном состоянии, а также уметь выполнять ремонт, монтаж,
измерения и регулировку устройств при обязательном выполнении
правил производства работ, систематически совершенствовать прие-
мы труда, осваивать и применять передовые методы обслуживания
устройств, передавать опыт и знания подчиненным работникам.
Электромонтер обязан: знать обслуживаемые устройства; уметь
выполнять слесарные и монтажные работы, а также пользоваться не-
обходимыми измерительными приборами и инструментом; по указа-
нию электромеханика проводить другие работы, связанные с обслу-
живанием устройств.
Во время эксплуатации устройств электропитания перегонных
устройств автоматики и телемеханики возникают различные неис-
правности, наиболее характерные из которых следующие: перегора-
ние предохранителей; повреждение разрядников и выравнивателей
в цепях грозозащиты; нарушение норм сопротивлений рабочих и за-
щитных заземлений; снижение выпрямленного напряжения у выпря-
мителей; сульфатация и изломы пластин аккумуляторов; выкраши-
вание активной массы и коробление пластин аккумуляторов; корот-
кое замыкание между пластинами аккумуляторов; неисправность
резервного питания.
Для предотвращения повреждений устройств электропитания
следует строго соблюдать порядок технического обслуживания уст-
ройств в соответствии с действующими инструкциями.
Проверку состояния предохранителей, проверку и регулировку
приборов грозозащиты, измерение сопротивления рабочих и защит-
ных заземлений необходимо проводить один раз в год. Замену всех
типов предохранителей (независимо от их состояния) на новые, заранее
проверенные, осуществляют в следующие сроки: предохранители
с номиналом тока до 5 А включительно — один раз в год; автомати-
ческие выключатели типа АВМ и предохранители с номиналом более
5 А — один раз в 3 года. Один раз в год электромеханик меняет раз-
рядники и выравниватели напряжения на проверенные.
Наиболее характерные неисправности станционных устройств
электропитания следующие: отклонение номинального напряжения
в цепях электропитания устройств электрической централизации на
щитовой установке; неисправность предохранителей, переключате-
лей, блоков автоматической регулировки напряжения, пакетных пе-
реключателей и контакторов, кнопок, контактов реле, пластин вы-
прямителей, схем сигнализации перегорания предохранителей щито-
вых установок, резервных электростанций ДГА, преобразователей
резервного питания; повреждение разрядников и выравнивателей
319
в цепях грозозащиты; нарушение работы вентиляции в аккумулятор-
ном помещении, различные повреждения аккумуляторов; неисправ-
ность резервного питания по переменному току на станциях.
Для профилактики и предотвращения повреждений электропита-
ния станционных устройств необходимо строго соблюдать порядок
технического обслуживания устройств в соответствии с действующими
инструкциями. Напряжения всех цепей питания устройств электри-
ческой централизации нужно проверять один раз в 4 недели; про-
верку напряжения всех цепей питания устройств ЭЦ на щитовой уста-
новке, четкость работы переключателей и правильность работы бло-
ков автоматической регулировки напряжения должен выполнять
электромеханик один раз в неделю.
Внешний осмотр щитовой установки с проверкой исправного со-
стояния и надежности крепления монтажа на зажимах, состояния
контактов реле, кнопок, открытых переключателей и контакторов,
чистоты их контактной поверхности, состояния пластин выпрямите-
лей осуществляют один раз в 3 месяца.
Состояние и пробный запуск резервных электростанций ДГА и
преобразователей резервного питания с подключением нагрузки
проверяют 2 раза в год.
Проверку и регулировку приборов грозозащиты, измерение со-
противления рабочих и защитных заземлений, замену разрядников
и выравнивателей напряжения выполняют один раз в год.
Работу вентиляции в аккумуляторном помещении проверяют один
раз в 4 недели. Проверку состояния аккумуляторов с измерением на-
пряжения и плотности электролита для систем с автоматической ре-
гулировкой напряжения осуществляют один раз в 4 недели, проверку
наличия и исправности резервного питания по переменному току на
станциях и перегонах — один раз в 3 месяца.
Проверку состояния выпрямителей с измерением выпрямленного
напряжения проводят один раз в 3 месяца. Выпрямленное напряже-
ние выпрямителя типа ВАК регулируют без отключения нагрузки
перемещением магнитного шунта или переключением секций вторич-
ной обмотки трансформатора. У выпрямителей, работающих в буфер-
ном режиме, прямой ток нужно измерять один раз в год. Проверку
состояния аккумуляторов с измерением напряжения и плотности
электролита необходимо выполнять также один раз в год.
Наличие и исправность резервного питания на станциях и пере-
гонах следует проверять один раз в 3 месяца, что выполняют при
измерении напряжения и переключении питания с основного источ-
ника на резервный. При отсутствии устройств переключения на пере-
гонах такую проверку можно выполнять при измерении напряжения
резервного источника питания.
Электрические параметры устройств автоматиики и телемеханики
измеряют приборами, имеющими класс точности не ниже 2,5 для пе-
320
ременного тока и 1,5 для постоянного тока. Механические параметры
устройств автоматики и телемеханики измеряют приборами или при-
способлениями, имеющими класс точности или допуски, которые
определяются паспортными данными на эти средства измерения.
§ 61.	Питающие пункты устройств автоматики
и телемеханики
Способы питания высоковольтных линий СЦБ (ВЛ СЦБ). Питание
устройств автоматики и телемеханики на перегонах и малых станциях
осуществляется от ВЛ СЦБ. Раньше напряжение этих линий было 6
или 10 кВ, в последние годы — 10 кВ.
Для питания высоковольтной линии автоблокировки в качестве ос-
новных и резервных источников электроэнергии используют сущест-
вующие энергосистемы, электростанции и подстанции или высоковольт-
ные линии электропередачи с присоединением к распределительным
устройствам высокого или низкого напряжения. Для резервного пи-
тания устройств автоматики и телемеханики при отсутствии сущест-
вующих пунктов питания применяют дизель-геиераторные установки,
которые монтируют в отдельных зданиях или помещениях.
Электроснабжение высоковольтных линий автоблокировки осущест-
вляется через пункты питания, которые устраивают в местах получения
электроэнергии и оборудуют соответствующими устройствами авомати-
ки и коммутации. В каждое направление высоковольтной линии пита-
ние поступает через самостоятельный фидер. Питание двух направле-
ний через один фидер допускается только на резервных пунктах пита-
ния при смешанной системе питания.
Для исключения электрической связи ВЛ СЦБ с другими линиями,
соединенными с общими шинами подстанции, фидеры подключают
к распределительным устройствам через отдельный силовой трансфор-
матор или через два трансформатора, один из которых является пони-
жающим, а другой — повышающим.
К пункту питания ВЛ СЦБ можно присоединять одним из следую-
щих способов.
Напряжение питающего пункта 220 В повышается до 10 кВ
(рис. 263, а). На электрифицированных участках питание по этому спо-
собу осуществляется от шин собственных нужд тяговой подстанции
0,22 кВ.
На питающем пункте используют имеющееся напряжение 10 кВ
(рис. 263, б), причем ВЛ СЦБ подключают через изолирующие транс-
форматоры ЙТ (10/10 кВ). Возможно непосредственное подключение
ВЛ СЦБ к шинам напряжением 10 кВ при условии, если к ним не под-
соединены линии других потребителей.
На питающем пункте напряжение 6 кВ повышается до 10 кВ
(рис. 263, в). Так как промышленность не выпускает такие трансформа-
1 1 Зак. 2254	321
Рис. 263. Способы присоединения ВЛ СЦБ к пунктам пи-
тания
торы, то ВЛ СЦБ подключают к шинам 6/10 кВ через два последователь-
но соединенных трансформатора: одного понижающего 6/0,4 и другого
повышающего 0,4/10 кВ. Эту схему применяют при подключении ВЛ
СЦБ к трансформаторной подстанции.
Питающие пункты, в которых напряжение для питания ВЛ СЦБ
не изменяется, называют распределительными (см. рис. 263, б), а пунк-
ты, в которых это напряжение повышается или понижается, называют
трансформаторными (см. рис. 263, айв).
Высоковольтная линия СЦБ может получить питание от трансфор-
маторов собственных нужд тяговых или других подстанций со стороны
низкого напряжения электростанций через повышающие мачтовые
подстанции открытого типа или повышающие подстанции закрытого
типа, от распределительных устройств электростанций, тяговых под-
станций различного назначения напряжением 10 кВ.
Основные виды защиты и автоматики пункте® питания. Для того
чтобы быстро восстановить подачу электроэнергии в высоковольтную
линию СЦБ или отключить поврежденный участок линии и обеспечить
сигнализацию о характере повреждения, питающие пункты оборудуют
устройствами защиты и автоматики.
Фидеры, питающие устройства СЦБ по системе переменного тока,
имеют: максимально-токовую защиту, действующую на отключение;
защиту минимального напряжения, действующую на отключение; за-
щиту от однофазных замыканий на землю, действующую на сигнализа-
цию о нарушении нормального режима работы или на отключение.
Наряду со схемами защиты питающие пункты оборудуют: автома-
тическим повторным включением высоковольтной линии (АПВ) и
автоматическим включением резервных пунктов (АВР); дистанцион-
ным управлением фидеров из помещения с постоянным дежурным пер-
соналом; телеуправлением (на тяговых подстанциях) и сигнализацией
положения фидерных выключателей, их аварийного отключения, за-
мыканий на землю, исчезновения напряжения на шинах пункта пита-
ния, действия АПВ и АВР; автоматическим пуском резервных преоб-
разователей частоты в пунктах резервного питания высоковольтной
322
линии частотой 75 Гц при электротяге переменного тока; автоматиче-
ским секционированием линии в пунктах секционирования. Приборы
сигнализации устанавливают в помещении, откуда осуществляют ди-
станционное управление.
Фидеры, предназначенные для питания устройств СЦБ по смешан-
ной системе питания, имеют: максимально-токовую защиту, действую-
щую на отключение; защиту минимального напряжения, действующую
на отключение; защиту от однофазных замыканий на землю; действую-
щую на сигнал; сигнализацию аварийного отключения фидеров и за-
мыкания на землю. Приборы сигнализации устанавливают в помещении
с постоянным дежурным персоналом.
Пункты секционирования, устраиваемые в месте разреза высоко-
вольтной линии, дополняют: устройством АВР, включающим фидерный
выключатель при исчезновении напряжения на одном из прилегающих
участков линии; максимально-токовой защитой, отключающей повреж-
денный участок линии; сигнализацией положения секционного выклю-
чателя, действия защиты и автоматики. Приборы сигнализации разме-
щают в помещении, в котором постоянно находится дежурный пер-
сонал.
Для срабатывания приборов релейной защиты и автоматики необ-
ходим оперативный ток. Оперативным называют ток, протекающий
во вторичных цепях релейной защиты и автоматики, а также в цепях
сигнализации и управления. Применяют два варианта схем питания
приборов релейной защиты и автоматики — на оперативном постоян-
ном и оперативном переменном токе.
Схемы, работающие на постоянном оперативном токе, используют
на питающих пунктах, оборудованных для собственных нужд аккуму-
ляторными батареями напряжением ПО или 220 В и получающих пи-
тание от тяговых подстанций.
Схемы, работающие на переменном оперативном токе, применяют
в тех случаях, когда устройства автоматики и телемеханики питаются
от трансформаторных подстанций и электростанций. Источниками пе-
ременного оперативного тока служат трансформаторы тока и транс-
форматоры напряжения, а также силовые трансформаторы. Воздуш-
ные и кабельные линии электропередачи, а также оборудование,
включенное в линию, постоянно находятся под высоким напряжением.
Во время эксплуатации устройств может нарушиться нормальный ре-
жим их работы. Большая часть нарушений происходит вследствие меж-
дуфазных коротких замыканий, повреждения изоляции разъедините-
лей, трансформаторов, которые приводят к замыканиям между фазами
или фазой и землей, отключения напряжения с шин пунктов питания.
Для того чтобы в таких случаях предупредить порчу оборудования,
участок, дальнейшая работа которого недопустима, автоматически
отключается. При нарушении нормального режима работы и повреж-
дениях, когда немедленное отключение линии не требуется, предусмат-
ривается автоматическая подача сигнала, извещающего обслуживаю-
11*	323
щий персонал о повреждении на линии. Отключение поврежденного
участка линии или подача сигнала осуществляется с помощью релей-
ной защиты.
Релейную защиту выполняют специальные устройства, состоящие
из реле и других приборов, которые при повреждении участка или на-
рушении нормального режима работы какого-либо элемента электро-
установки автоматически отключают поврежденный участок или пода-
ют сигнал дежурному персоналу о нарушении нормального режима
работы релейной защиты
Максимально-токовая защита предназначена для быстрого автома-
тического отключения высоковольтной линии от пункта питания в тех
случаях, когда ток в линии превышает некоторое заранее установлен-
ное значение. При коротком замыкании на линии или пробое изоляции
в линейном оборудовании, приводящем к замыканию между фазами,
в месте повреждения возникает электрическая дуга с высокой темпера-
турой, которая разрушает металлические детали оборудования и изо-
ляторы. В большинстве случаев авария может быть предотвращена
быстрым отключением поврежденного участка. В высоковольтной ли-
нии использовать для защиты плавкие предохранители невозможно из-
за малых токов короткого замыкания, которые вследствие большого
сопротивления линии незначительно превышают номинальные.
Защита от однофазных замыканий на землю автоматически подает
сигнал дежурному персоналу при замыкании одной из фаз на землю.
Высоковольтная линия СЦБ является линией с изолированной
нейтралью, поэтому однофазное замыкание на землю в такой линии
сопровождается следующими явлениями: напряжение поврежденной
фазы относительно земли равно нулю; напряжения неповрежденных
фаз относительно земли возрастают в 1,73 раза и становятся равными
междуфазным; междуфазные напряжения не изменяются; ток однофаз-
ного замыкания на землю на каждые 100 км воздушной линии при на-
пряжении 10 кВ примерно 2,5 А. Так как при однофазном замыкании
на землю междуфазные напряжения не изменяются, работа устройств
СЦБ не нарушается, потому немедленного отключения линии не тре-
буется. Однако повышение напряжения неповрежденных фаз относи-
тельно земли может привести к пробою изоляции на исправных фазах.
Кроме того, асимметрия напряжений нарушает нормальную работу
линий связи, проходящих параллельно ВЛ СЦБ. Поэтому длительная
работа высоковольтной линии при замыкании одной фазы на землю
недопустима, необходимо принять меры по ликвидации повреждения.
Защита минимального напряжения автоматически отключает высо-
ковольтную линию от шин пункта питания в случаях полного отклю-
ченья напряжения или снижения напряжения до 50 % номинального
и ниже. При отключении напряжения с шин пункта питания схемами
предусматривается автоматическая подача напряжения в линию авто-
блокировки с противоположного конца линии — от другого источника
питания.
324
Если не отключить от линии пункт питания, с шин которого отклю-
чено напряжение, то все потребители этой подстанции также получат
питание через высоковольтную линию. Это приведет к большим пере-
грузкам и потерям напряжения в линии, что вызовет срабатывание
максимальной токовой защиты на резервном пункте или нарушение
работы устройств СЦБ из-за пониженного напряжения питания.
Применение автоматики на пунктах питания во многих случаях
дает возможность настолько быстро восстановить подачу напряжения
в линию при срабатывании защиты, что нарушения нормальной рабо-
ты устройств СЦБ не происходит.
Опыт эксплуатации высоковольтных линий автоблокировки пока-
зал, что короткие замыкания на линиях возникают из-за грозовых раз-
рядов, вызывающих пробой изоляторов, замыкания проводов разных
фаз птицами, схлестывания проводов, попадания на провода веток при
сильном ветре и т. д. Большая часть подобных замыканий носит крат-
ковременный характер, так как вызвавшие их причины самоустра-
няются, а возникшая в месте замыкания дуга гаснет при срабатывании
максимально-токовой защиты.
В кабельных сетях короткие замыкания чаще всего происходят на
трансформаторных подстанциях вследствие пробоя изоляции сборок
или предохранителей высокого напряжения. Значительная часть этих
перекрытий носит также кратковременный характер. Поэтому если
защита действует достаточно быстро, то дуга, возникшая в результате
кратковременного короткого замыкания, не успевает разрушить изо-
ляторы или пережечь провода, и высоковольтная линия может быть
вновь включена в работу без немедленного ремонта.
Для быстрого повторного включения автоматически отключившейся
линии используют устройства, при помощи которых отключившаяся
линия вновь включается в работу автоматически. Автоматическое от-
ключение линии и следующее немедленное за ним автоматическое ее
включение после срабатывания максимально-токовой защиты носит
название автоматического повторного включения (АПВ).
На линиях ВЛ СЦБ применяют устройства АПВ трехфазные одно-
кратного действия с автоматическим возвратом, т. е. такие, которые
включают линию повторно только один раз, время повторного включе-
ния должно быть не более 0,1 с. Одновременно включаются три фазы, и
если линия вновь отключается защитой, то устройства АПВ отключа-
ются и второй раз не действуют. Однако после срабатывания устройст-
ва АПВ автоматически подготавливаются к очередному циклу работы.
Устройства АПВ выполняются при помощи релейных схем или механи-
ческих приспособлений.
Для обеспечения надежного энергоснабжения устройств СЦБ вы-
соковольтную линию делят на отдельные участки, каждый из которых
имеет двустороннее питание. Нормально высоковольтная линия пи-
тается с одного конца от основного пункта. Пункт питания, располо-
женный на другом конце линии, отключен и является резервным. При
325
выключении электропитания с основного пункта плеча питания авто-
матически подключается резервный пункт другого конца плеча питания.
Перерыв между отключением напряжения основного пункта питания
и подключением напряжения резервного не должен преывшать 1,3 с.
Подключение пунктов питания к ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ должно быть оди-
наковым по фазе.
Устройства автоматического включения резерва (АВР) автомати-
чески включают резервный пункт питания при отключении основного
пункта или участка линии, прилегающего к резервному пункту. Уст-
ройство АВР применяют на линиях низкого напряжения постовэлект-
рической централизации. В посты электрической централизации под-
ключены два фидера низкого напряжения, один из которых основ-
ной, а другой — резервный. Со стороны пунктов питания оба фидера
всегда находятся под напряжением. Их присоединяют к шинам ввод-
ного щита поста централизации через контакторы, которые автомати-
чески включают резервный фидер при исчезновении напряжения в ос-
новном фидере.
Приборы контроля и управления устройствами электропитания.
К ним относятся сигнализаторы заземления, полупроводниковое реле
напряжения типа РНП, автоматический переключатель «День — ночь»
АДМ и фазирующее устройство типа ФУ-1.
Сигнализаторы заземления предназначены для непрерывного конт-
роля за сопротивлением изоляции действующих устройств СЦБ. Сигна-
лизаторы позволяют измерять сопротивления изоляции контролируе-
мых сетей относительно земли и относительно друг друга. Выпускают
пять типов сигнализаторов: I, II, С31, С32 и СЗЗ. С помощью сигна-
лизатора типа I контролируют изоляцию электрических сетей постоян-
ного и переменного тока напряжением 220 и 24 В, а сигнализатором
типа II — изоляцию электрических сетей постоянного тока напряже-
нием 160 , 24 В и переменного тока напряжением 220, 24 В. Сигнализа-
торами типов С31, С32 и СЗЗ одновременно контролируют изоляцию
шести электрических сетей, не имеющих гальванической связи: постоян-
ного тока напряжением 220, 60 и 24 В; переменного тока напряжением
220, 24 и 12 В. Сигнализаторы питаются от сети переменного тока часто-
той 50 Гц, напряжением 220 В. При сопротивлении изоляции ниже уста-
новленного нормативного значения сигнализатор заземления должен
подавать акустический и оптический сигналы.
Полупроводниковое реле напряжения типа РИД служит для конт-
роля сети переменного тока с номинальными напряжениями 110, 220 и
380 В и аккумуляторной батареи напряжением 24 В.
При работе от однофазной сети переменного тока реле РНП совмест-
но с реле типа АШ2-1800 выполняет функции аварийного реле с высо-
ким коэффициентом возврата. Для проверки напряжения в трехфазной
сети устанавливают три реле РНП и одно реле типа АШ2-1800. Одно
реле РНП используют в качестве порогового элемента и источника по-
стоянного тока в однофазной сети, а два других — как ключевые эле-
326
менты в последовательной схеме совпадения. При работе от постоян-
ного тока реле РНП совместно с реле НМШ применяют для управле-
ния режимом заряда аккумуляторной батареи, а также для контроля
снижения напряжения батареи до минимально допустимого уровня.
Реле РНП является бесконтактным датчиком напряжения питания
электромагнитного реле с номинальным напряжением 24 В и сопротив-
лением обмотки не менее 900 Ом. Его можно использовать самостоя-
тельно как пороговый ключевой элемент на напряжение до 24 В и ток
до 25 мА. Реле РНП имеет два стабильных и независимо регулируемых
порога опрокидывания: прямой — напряжение притяжения и обрат-
ный — напряжение отпускания. Коэффициент возврата (отношение
напряжения отпускания к напряжению притяжения) можно регулиро-
вать в широких пределах и достигать при этом высокого значения
(до 0,97).
Автоматический переключатель «День — ночь» АДН применяют
для переключения режима питания светофорных ламп в зависимости от
естественной освещенности. Переключатель АДН позволяет улучшить
видимость сигнальных огней, увеличить ресурс светофорных ламп и
сократить расход электроэнергии ночью. Его используют совместно
с малогабаритным штепсельным реле типа НМШ2-4000 на 24 В. Пере-
ключатель устанавливают в релейном помещении поста ЭЦ на внутрен-
ней раме окна.
Автоматический переключатель «День—ночь» АДН представляет
собой триггер на двух транзисторах VI и V2 разной проводимости
(VI типа р — п — р, a V2 типа п — р — п). Состояние триггера, когда
оба транзистора открыты и реле ДНА под током, соответствует днев-
ному режиму питания светофорных ламп, а когда транзисторы VI, V2
закрыты и реле ДНА без тока — ночному режиму питания светофор-
ных ламп. В схеме автопереключателя используют сернистокадмиевые
фоторезисторы типа ФСК-Г1, которые обладают свойством изменять
свою проводимость под действием света — так называемый внутрен-
ний фотоэффект.
Фазирующее устройство типа ФУ-1 является бесконтактным при-
бором, определяющим фазу одного сигнала переменного тока относи-
тельно другого. На выходе устройства включают два коммутирующих
реле постоянного тока, одно из которых срабатывает при соответствии
фаз сигналов, а другое — при опрокидывании фазы одного из сигналов.
Фазирующее устройство размещено в кожухе реле типа НМШ.
Необходимость проверки фазы возникает прежде всего в устройст-
вах электропитания рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц.
Путевые трансформаторы рельсовых цепей получают питание от путе-
вого преобразователя частоты, а местные элементы путевых реле типа
ДСШ — от отдельного местного преобразователя. Фазы напряжений
на выходе преобразователей частоты ПЧ50/25 при включении могут
изменяться на 180° относительно друг друга. Однако для работы путе-
вых реле напряжение на путевых элементах, а тем самым и в рельсовых
327
цепях должно быть одинаковым по фазе с напряжением на местных
элементах.
Принцип работы фазирующего устройства используют в дешифра-
торе разности частот двух сигалов в устройствах питания станционных
рельсовых цепей переменного тока с повышенной помехозащищенно-
стью. В них рельсовые цепи работают на частоте, отличной от частоты
сети. В этом случае контрольные реле, включенные на выходе ФУ-1,
получают поочередно импульсы питания, а на время интервала удер-
живают якори притянутыми за счет замедления.
§ 62.	Расчеты питающих устройств сигнальной
точки автоблокировки
Выбор сигнальных трансформаторов, аккумуляторных батарей
и выпрямителей. При расчетах питающих устройств светофоров и ли-
нейных цепей учитывают систему питания автоблокировки и типы при-
меняемых ламп.
При системе переменного тока напряжение сигнального трансфор-
матора
Ст - - U 1 рс + гк),
где U — напряжение на лампе, В;
/ — ток, потребляемый лампой, А;
гг — сопротивление соединительных проводов и контактов реле, Ом;
Гк — сопротивление жил кабеля между светофором и релейным шкафом, Ом.
После определения напряжения сигнального трансформатора вы-
бирают тип трансформатора. В качестве источников питания сигналь-
ных цепей при переменном токе используют трансформаторы типов
СОБС, ПОБС и СТ.
Емкость аккумуляторной батареи при смешанном питании рассчи-
тывают исходя из времени, в течение которого должно обеспечиваться
аварийное питание устройств.
Напряжение питающей батареи определяют так же, как и напряже-
ние трансформатора при автоблокировке переменного тока, но при этом
учитывают падение напряжения в соединительных проводах между
релейным и батарейным шкафами:
MJ /0 гш,
где /0 — общий ток нагрузки батареи, А;
гш — сопротивление кабеля, проложенного между релейным и батарейным
шкафами, Ом.
Напряжение питающей батареи
U=U + 10 гш - г I (гс + гк)•
При расстоянии между источником тока и светофорной лампой мень-
ше 30 м аккумуляторную батарею собирают из шести аккумуляторов
328
типа АБН. Если расстояние от источника тока до лампы более 30 м,
то аккумуляторную батарею составляют из семи аккумуляторов. Для
подзарядки батарей при смешанной системе питания применяют вы-
прямители типа ВАК-
Для нормальной работы батареи необходимо правильно выбрать
подзаряжающий выпрямитель. Последнее определяется тем, что энер-
гия, расходуемая аккумуляторной батареей за сутки, должна быть
меньше энергии, которую она может получить от выпрямителя за тот
же период. Если это условие выполняется при нормальном режиме
работы, батарея будет заряжена. После аварийного режима работы
батарея должна зарядиться за минимальное время. Однако уменьшение
времени заряда требует увеличения мощности выпрямителей, при этом
возрастает нагрузка на высоковольтную линию. Поэтому при проекти-
ровании источников питания необходимо найти такую минимальную,
но достаточную мощность выпрямителей, которая обеспечила бы нор-
мальную работу устройств.
Практически установлено, что отношение времени заряда к време-
ни разряда tjtv в аварийном режиме допускается равным 10—12.
Можно допустить, что
Лз/^р	.
где /р — средний разрядный ток, А;
т] — коэффициент отдачи по емкости, обусловленный старением выпрями-
теля (обычно 1] = 0,85<-0,95);
/3— зарядный ток, А.
Так как батарея имеет постоянную нагрузку (реле и другие прибо-
ры), то зарядный ток, получаемый ею от выпрямителя, будет несколько
меньше выпрямленного тока /в.
При среднесуточном токе нагрузки 1Н
/3 =- /в ц0— 7Н,
где т]о : 0.85 — температурный коэффициент, учитывающий снижение тока
при понижении температуры.
Обозначив tjtp =- К, получим: К — /р/[т] (/вт)о— /н)1- Отсюда
ток выпрямителя 1В = 1р 4-А/нт]//(т)ог).
Пример. Определить ток выпрямителя /в для одиночной сигнальной уста-
новки двухпутной автоблокировки постоянного тока при смешанной системе пи-
тания.
В нормальном режиме работы ток батареи расходуется для питания реле сиг-
нальной установки с учетом сопротивления линии ток нагрузки /н — 0,06 А.
При выключении переменного тока от этой же батареи будет получать питание
лампа светофора. В этом случае разрядный ток батареи возрастает и будет рав-
ным /р - 7Н + /л -- 0,06 4 1,25 = 1,31 А, где /л— ток лампы светофора, А.
Ток, который необходимо получить от выпрямителя при заряде,
/p4-Wh»1	1,314-10-0,06.0.85	1,88
/ : _Е_-------------------------------------,;= о, 23 А.
Кт)Т]о	10-0,95-0,85	8,1
В данном случае должен быть установлен выпрямитель типа ВАК-1 ЗБ, име-
ющий ток заряда 0,25 А при второй ступени регулировки (см. табл. 16).
329
Для заряда аккумуляторов типа АБН-72 или АБН-80 применяют
наиболее экономичный регулятор тока типа РТА.
Определение нагрузки на трансформатор типа ОМ и высоковольт-
ную линию. К линейным трансформаторам типа ОМ подключают по-
стоянные и переменные нагрузки сигнальной установки. К постоянным
нагрузкам, не зависящим от размеров движения, относятся приборы,
которые включены постоянно (светофорные лампы, сигнальные транс-
форматоры, дешифраторные ячейки, блоки питания типа БПШ и
т. д.). Переменные нагрузки — это нагрузки от рельсовых цепей, кото-
рые зависят от состояния балласта и размеров движения.
При занятом состоянии рельсовая цепь потребляет энергии больше,
чем при свободном. Рельсовая цепь потребляет максимальную мощно-
сть кратковременно, только в момент нахождения поезда на ее питаю-
щем конце. Поэтому нагрузки устройств автоблокировки характери-
зуются двумя величинами — средней и максимальной (максимально-
длительной) .
По средней мощности определяют нагрузку на высоковольтную
линию. Расчет мощности линейного трансформатора и сечение жил
питающего кабеля, а также выбор предохранителей осуществляют по
максимальной нагрузке. При этом допускается перегрузка трансфор-
матора типа ОМ сверх номинальной мощности на 30 % в течение 1 ч;
60 % — 45 мин; 100 % — 10 мин; 200 % — 1,5 мин.
Мощности, необходимые для питания отдельных приборов, могут
быть подсчитаны по следующим формулам:
активная мощость, Вт, Plt ~ Sn cos ср;
реактивная мощность, вар, Qn =- sin <p;
полная (кажущаяся) мощность, В  А, UI.
Для питания группы приборов мощность определяют как сумму со-
ответствующих нагрузок, т. е. активных и реактивных мощностей:
Р-2РП; Q-SQn;
I-SU\ cos<p--P//; sin(p=--V"l—cos2<p.
Общую потребляемую мощность следует определять как геометри-
ческую сумму активных и реактивных нагрузок.
Средние и максимально-длительные значения нагрузок приборов
сигнальных установок для кодовой автоблокировки без учета нагрузок
от рельсовых цепей приведены в табл. 18.
На двухпутных участках при определении мощности трансформа-
тора типа ОМ и расчете нагрузки на питающий кабель учитывают ко-
дирование рельсовой цепи с релейного конца при двустороннем движе-
нии поездов по одному из путей при капитальном ремонте второго пути.
При расчетах принимается время занятости всех рельсовых цепей,
получающих питание от данной сигнальной установки. В этом случае
нагрузка не должна перегружать трансформатор типа ОМ более чем
на 30 %.
330
Таблица 18
Нагрузка	Потребляемая мощность			
	средняя		максимально- длительная	
	Р, Вт	Q, вар	Р, Вт	Q, вар
Ячейка дешифраториая с обогревом	31,7	14,8	31,7	14,8
Генератор типа ГКШ	2,0	—	2,0	—
Лампа светофора	15,0	—	15,0	—
Блок питания типа БПШ	7,2	9,0	22,0	10,0
Обогрев шкафа с потерями в транс-	53,7	6,0	—	—
форматоре типа СОБС-2А Трансмиттер типа КПТШ	22,0	—	22,0	—
Реле типа АСШ2-220	7,0	—	7,0	—
Освещение шкафа и переносная лампа	—	—	90,0	—
Электрический паяльник	—	—	90,0	—
Потери в трансформаторе типа	4,8	6,0	6,6	6,3
СОБС-2А				
Рассчитывая мощность, потребляемую сигнальными установками
от высоковольтных линий СЦБ, учитывают размеры движения поездов
на участках. При однопутной автоблокировке принимается 50 пар по-
ездов в сутки, следующих со скоростью 60 км/ч; при двухпутной авто-
блокировке — 180 пар поездов в сутки, следующих со скоростью
80 км/ч. Среднюю длину поезда принимают равной 850 м, среднюю
длину рельсовых цепей сигнальных установок — 2000 м, среднюю дли-
ну рельсовых цепей переездных установок — 2000 и 500 м.
Коэффициент среднего значения мощности, потребляемой рельсо-
выми цепями, по отношению к ее максимальному значению при коде
КЖ — 0,58, при других кодах — 0,7. На двухпутном участке рельсо-
вая цепь занята в среднем 7 ч в сутки, а на однопутном участке — 5 ч
в сутки, что соответствует суточным коэффициентам занятости 0,3 и
0,21 и коэффициентам свободное™ 0,7 и 0,79.
Определяя нагрузки на высоковольтную линию, затраты энергии
на кодирование рельсовых цепей с релейного конца при двустороннем
движении во внимание не принимаются, так как на время закрытия
одного пути для капитального ремонта размеры движения снижаются.
Линейные трансформаторы автоблокировки выпускают только ти-
пов ОМ-0,63/10 и ОМ-1,25/10, поэтому нагрузку сигнальной установки
на ВЛ СЦБ можно рассчитывать по укрупненным показателям, вводя
коэффициент, учитывающий размеры движения поездов:
К =- п//24п,
где п — число проходящих по участку поездов в сутки;
I — путь, проходимый поездом, иа котором включена нагрузка, км;
v — скорость поезда, км/ч.
331
Таблица 19
Длина рельсовой цепи, 1, м	Мощность при свободной рельсовой цепи (средняя)		Мощность при занятой рельсовой цепи (максимальная)	
	Р, Вт	Q, вар	Р, Вт	Q. вар
До 500	18	53	18	63
500—1000	25	59	27	88
1000—1500	40	70	41	137
1500—2000	73	96	72	244
2000—2250	104	120	101	338
2250—2500	147	154	140	475
2500—2600	170	172	165	549
При двухпутной автоблокировке принимаем п = 180 пар поездов
в сутки; длина рельсовой цепи /=2 км; скорость поезда v = 80 км/ч,
тогда /<	(360 • 2) /(24 • 80) = 0,38.
При электротяге постоянного тока и числовой кодовой автоблоки-
ровке переменного тока частотой 50 Гц нагрузка на линейный трансфор-
матор складывается из мощности, потребляемой рельсовыми цепями,
и мощности, потребляемой приборами сигнальных установок.
Расчетные мощности, потребляемые кодовыми рельсовыми цепями
частотой 50 Гц различной длины при электротяге постоянного тока
с дроссель-трансформаторами типа ДТ-0,6 на питающем и типа ДТ-0,2
на релейном концах, с учетом потерь в путевых трансформаторах при-
ведены в табл. 19.
При электротяге переменного тока и числовой кодовой автоблоки-
ровке переменного тока частотой 25 Гц рельсовые цепи получают пита-
ние от преобразователей частоты типа ПЧ50/25-100 через изолирующие
трансформаторы.
В табл. 20 приведены расчетные мощности, потребляемые кодовыми
рельсовыми цепями частотой 25 Гц с дроссель-трансформаторами типа
ДТ-1-150 от преобразователей частоты типа ПЧ50/25-100.
Таблица 20
Длина рельсовой цепи 1, м	Мощность при свободной рельсовой цепи (средняя)			Мощность прн занятой рельсовой цепи (максимальная)		
	Р, Вт	<2. вар	S. В А	Р, Вт	Q, вар	S, В А
До 500	4	0.6	4	6	—0,5	6
500—1000	7	1	7	14	— 1	14
1000—1500	14	3	15	29	—2	29
1500—2000	28	5	20	59	—4	59
2000—2250	39	8	40	83	—6	83
2250—2500	55	10	56	116	—8	116
332
Таблица 21
Мощность, потребляемая рельсовой цепью частотой 25 Гц, ВА	Мощность, потребляемая от сети частотой 50 Гц			
	Р, Вт	Q, вар	S, В-А	cos ср
0	40	180	185	0.22
20	60	180	185	0,33
40	80	180	195	0,44
60	100	190	210	0,52
80	120	190	220	0,63
100	140	190	235	0,73
При выборе типа линейного трансформатора на участках с электро-
тягой переменного тока и кодовыми рельсовыми цепями частотой
25 Гц следует учитывать мощность, потребляемую преобразователем
частоты ПЧ50/25-100 (cos q> ----- 0,8-г-1,0) от сети переменного тока на-
пряжением 220 В, частотой 50 Гц (табл. 21).
Мощность, потребляемая линейным трансформатором от высоко-
вольтной линии, больше средней мощности, потребляемой приборами
сигнальной установки при свободной рельсовой цепи, на величину по-
терь в трансформаторе. Потери в линейных трансформаторах типов
ОМ-0,63 и ОМ-1,25 определяют по кривым на рис. 264, а. Потери
в трансформаторах типов СОБС-2А, ПОБС-2А и ПОБС-ЗА определяют
по кривым на рис. 264, б.
Примеры расчетов нагрузок на линейный трансформатор типа ОМ и
ВЛ СЦБ.
Пример. Выбрать линейный трансформатор типа ОМ и определить нагрузку
ВЛСЦБ для спаренной сигнальной установки двухпутной кодовой автоблокиров-
ки на участке с электротягой постоянного тока при длине рельсовых цепей 2000 и
2250 м. Напряжение высоковольтной линии 10 кВ.
Спаренная сигнальная установка кодовой двухпутной автоблокировки пере-
менного тока частотой 50 Гц состоит из двух одиночных сигнальных установок
И)ВР,
Вт
W0
350
300
50
300
200
100
Л 0, Вар
500
- 000
§	0,2 0,0 0,6 0,В 1,0 1,2 ом-1,25 С06С~2А 20 00 60 ВО 100 120 100
Рис. 264. Кривые потерь в трансформаторах типов ОМ, СОБС и ПОБС в
зависимости от нагрузки
333
типа 0 и имеет два релейных шкафа, в которых установлены приборы автоблоки-
ровки. Мощности, потребляемые приборами сигнальной установки типа 0, ука-
заны в табл. 18, а мощности, потребляемые рельсовыми цепями частотой 50 Гц
при электротяге постоянного тока, — в табл. 19. Максимальную мощность уст-
ройства спаренной сигнальной установки будут потреблять при нахождении по-
ездов на обеих рельсовых цепях.
Определим максимальные активную и реактивную мощности, потребляемые
приборами сигнальных установок:
/’max пр = 286-2 = 572 Вт; Qrnax пр = 30-2 =60 вар.
Максимальные активная и реактивная мощности, потребляемые рельсовыми
цепями частотой 50 Гц длиной 2000 м и 2250, м, находим по табл. 19:
/’max р.ц -^mas р.Ц14~ Ртах р.ц2 = 72Ц- 101 — 173 Вт;
Стах р.ц =Стах р.щ4 Стах р.ца =244	338 = 582 вар.
Суммарные максимальные активная и реактивная мощности, потребляемые
спаренной сигнальной установкой:
2Рmax с.у — ^шах пр Ч~^тах р.ц - “572+ 173 - - 745 Вт;
SQmax с.у ~ Стах пр1- Стах р.ц “60 + 582 — 642 вар.
Полная максимальная мощность, потребляемая от линейного трансформато-
ра сигнальной установкой,
5тахс.у = Г^ахс.у + С^ахс.у = У7452 + 64^ = 984 В-А.
Следовательно, для питания спаренной сигнальной установки следует уста-
новить линейный трансформатор типа ОМ-1,25/10.
Для определения общей нагрузки спаренной сигнальной установки на высо-
ковольтную линию СЦБ следует подсчитать средние нагрузки на линейный
трансформатор, при этом учесть размеры движения на участке и потери внутри
транс<}юрматора типа ОМ-1,25/10.
Средние активная и реактивная мощности, потребляемые рельсовыми цепями
50 Гц (по табл. 19), с учетом размеров движения:
Рср. р.ц = К (/’ср. р.ц1 + Рср. р.ца) =0,4 (73Ц 104) =-71 Вт;
Qcp. р.ц~К (Qcp. р.ц1 + Qcp. р.цг) = 0,4 (964 120) =• 86 вар.
Средние активная и реактивная мощности, потребляемые приборами спарен-
ной сигнальной установки:
Рсрир = 143-2 = 286 Вт; Qcp.np = 36-2 = 72 вар.
Общие средние активная и реактивная нагрузки сигнальной установки на
линейный трансформатор:
/’ср.с.у = Рср.р.ц + /,ср.пр = 71+286 = 357 Вт;
Qcp.c.y = Qcp.р.ц~ЬQcp.np — 86 4-72 вар =158 вар.
Полная средняя мощность, потребляемая сигнальной установкой от линей-
ного трансформатора,
Scp.c.y = rpcSp.c.y + QcSp.c.y=V357»+15^ = 391 В-А.
Потери в трансформаторе типа ОМ-1,25/10 определяем по кривым иа
рис. 264, а. При Scp = 391 В-А активные потери ДР = 20 Вт, реактивные
AQ = 320 вар.
334
Нагрузка на высоковольтную линию СЦБ от приборов спаренной сигнальной
установки с учетом потерь в линейном трансформаторе
«общ. ср - У^ср.с.у + АР)2 + (Qcp.c.y+ W = l/(357 + 20V + (158+320)2 =
= У3772-|-4782 = 609. В • А.
Пример. Определить нагрузку на ВЛ СЦБ н выбрать тип линейного транс-
форматора для спаренной сигнальной установки двухпутной кодовой автоблоки-
ровки частотой 25 Гц при длине рельсовых цепей 2000 и 1500 м. Напряжение вы-
соковольтной линии 10 кВ. Спаренная сигнальная установка кодовой двухпут-
ной автоблокировки переменного тока частотой 25 Гц состоит из двух одиночных
сигнальных установок типа 0 и содержит два релейных шкафа. В каждом шкафу
нагрузку на линейный трансформатор составляют преобразователь частоты
ПЧ50/25-100, от которого получает питание рельсовая цепь, и приборы. Мощ-
ности, потребляемые приборами одиночной сигнальной установки, определяют
по табл. 18, а мощности, потребляемые рельсовыми цепями частотой 25 Гц, —
по табл. 20.
Максимальную мощность устройства спаренной сигнальной установки будут
потреблять при шунтировании поездами обеих рельсовых цепей.
Максимальные активная и реактивная мощности, потребляемые приборами
спаренной сигнальной установки:
Г max цр ~ 286-2 = 572 Вт; Qmax пр ' ~ 30-2 = 60 вар;
S„,ax пр - У5722 + 60’ = 575 В - А.
При выборе типа линейного трансформатора следует учитывать максималь-
ную мощность, потребляемую преобразователями частоты ПЧ50/25-100 от сети
переменного тока (см. табл. 21). Рельсовая цепь частотой 25 Гц длиной 2000 м,
потребляет от преобразователя частоты максимальные мощности (см. табл. 20) :
^maxi ~59 Вт; Qmaxi ~	4 вар; Smaxi“59B-A.
При этих нагрузках преобразователь частоты ПЧ50/25-100 потребляет от сети
переменного тока (см. табл. 21) максимальную активную мощность Рпр1 =- 100 Вт,
реактивную Qup| - 190 вар н полную Snpl = 210 В • А.
При длине рельсовой цепи 1500 м от преобразователя потребляются макси-
мальные мощности: РтаХ2 ~ 29 Вт; Qmax2 ~ — 2 вар; Sn)aX2 = 29 В - А.
Прн указанных нагрузках преобразователь частоты ПЧ50/25-100 потребля-
ет от сети переменного тока активную мощность Рпр2 -= 70 Вт, реактивную —
Qnp2 ” — 180 вар н полную Snp2 190 В-А.
Определим максимальные активную и реактивную мощности, потребляемые
сигнальной установкой:
^тах с.у -= Лвах пр Ч'Т’прt4"^прг — 572 -)-100 70 = 742 Вт;
Стах с.у “Стах пр bCnpi Ч СпР2 ~~ 60190180 = 330 В-А.
Полная максимальная мощность, потребляемая сигнальной установкой от
линейного трансформатора ОМ,
«max с. у - У >Uc.y+C^c.y - У7422 + 3302 ~ 812 В - А.
Следовательно, для питания спаренной сигнальной установки следует уста-
новить трансформатор типа ОМ-1,25/10.
Для определения нагрузки спаренной сигнальной установки на высоковольт-
ную линию СЦБ следует подсчитать средние нагрузки на линейный трансформа-
тор, учесть размеры движения на участке, а также потери внутри трансформато-
ра типа ОМ-1,25/10.
335
Средние активную и реактивную мощности, потребляемые приборами спа-
ренной сигнальной установки, находим по табл. 18: Рср п = 143-2 = 286 Вт;
Фср.п = 36-2 = 72 вар; Smax пр = 294 В-А.
Рельсовая цепь частотой 25 Гц и длиной 2000 м потребляет от преобразовате-
ля частоты среднюю активную мощность Рср1 = 28 Вт, реактивную Оср1 = 5 вар
и полную Scpi — 29 В-А (см. табл. 20).
При этих нагрузках преобразователь частоты ПЧ50/25-100 потребляет от се-
ти переменного тока мощности: активную Рср. пр1 = 69 Вт, реактивную
Фер. npi 180 вар.
Рельсовая цепь длиной 1500 м потребляет от преобразователя частоты сред-
нюю активную мощность Рср2 = 14 Вт, реактивную Qcp2 — 3 вар и полную
Scp2 = 15 В-А. При этих нагрузках преобразователь частоты ПЧ 50/25-100 по-
требляет от сети переменного тока активную мощность Рср.пр2 =~ 55 Вт, реак-
тивную Фср.прг ~ 180 вар.
Средние активная и реактивная мощности, потребляемые преобразователя-
ми частоты с учетом размеров движения на участке:
Рср.пр = 1^ (^cp.npi+/"ср-пра) =0,4 (69 + 55) = 50 Вт;
Фер.пр = (Фср.пр! + Фср.пра) = 0,4 (180 +180) = 144 вар.
Общие средние активная и реактивная нагрузки сигнальной установки на ли-
нейный трансформатор:
Р ср .с. у ~~ Рср .п+^ср .п р ~ 286 + 50 = 336 Вт;
Фер.с.у == Фер.п + Фср.пр — 72+ 144 = 216 вар.
Полная средняя мощность, потребляемая сигнальной установкой от линей-
ного трансформатора,
Sep.с.у = /^р.с.у + Ф^р.с.у = Уз362 + 2162 = УТ59552 = 399 В• А.
Потери в трансформаторе типа ОЛ1-1,25/10 определяем по кривым на
рис. 264, а.
При Scp.c.y " 399 В-А активные потери АР = 20 Вт, реактивные Д<? =
= 320 вар.
Нагрузка на высоковольтную линию СЦБ от приборов спаренной сигналь-
ной установки при рельсовых цепях частотой 25 Гц с учетом потерь в линейном
трансформаторе
Зобщ.ср = У^ср.с.у+ЛТУЧЧФср.с.у+ЛФ)^ У(336 + 20Г+(216 + 320)2 =
= У"3562 + 5362 = У414 032 = 643 В • А.
§ 63. Электропитанме устройств автоматики и телемеханики
крупных станций
Современные системы электрической централизации характеризуют-
ся центральным питанием светофоров, стрелочных электроприводов,
рельсовых цепей и сооружаемых в комплексе с ЭЦ устройств стан-
ционной оперативно-технологической связи, двусторонней парковой
связи, поездной радиосвязи и устройств пневматической очистки
стрелок от снега.
Светофоры и контрольные цепи стрелочных электроприводов пита-
ются однофазным переменным током напряжением 220 В, электродвига-
тели стрелочных электроприводов — постоянным током напряжением
336
220—245 В или переменным током напряжением 220/127 В и 238/
132 В. Для защиты от опасных влияний сетей частотой 50 Гц рельсовые
цепи питаются переменным током частотой 25 Гц от статических пре-
образователей частоты типа ПЧ 50/25. Лампы пульта управления и
табло в основном питаются только переменным номинальным током
напряжением 24 В. Контрольные лампы тех объектов, которые сами пи-
таются постоянным током или имеют источники питания, не зависимые
от устройств ЭЦ (например, лампы контроля состояния примыкающих
к станции перегонов, лампы, контролирующие устройства питания, и
др.), имеют резервное питание от аккумуляторной батареи напряже-
нием 24 В. Реле электрической централизации питаются от контроль-
ной батареи аккумуляторов напряжением 24 В с подзарядом от вы-
прямителя.
В зависимости от надежности внешних источников электроснаб-
жения применяют две системы электропитания устройств электричес-
кой централизации: безбатарейную и батарейную. При любой системе
для питания аппаратуры поста ЭЦ предусматривают контрольную ак-
кумуляторную батарею.
При безбатарейной системе контрольная батарея поддерживает
питание реле, имеющих цепи самоблокирования, на время переключе-
ния питания устройств с основного фидера на резервный или на время,
необходимое для запуска дизель-генератора. Кроме того, от контроль-
ной батареи через полупроводниковый преобразователь на установлен-
ное время осуществляется резервное питание красных и пригласитель-
ных ламп входных светофоров. В настоящее время, как правило, про-
ектируется безбатарейная система питания.
В батарейной системе питания при отключении источников пере-
менного тока (внешних и дизель-генератора) от контрольной батареи
через статические преобразователи осуществляется питание всех объ-
ектов ЭЦ, требующих напряжения 220 В переменного тока, исключая
обогрев контактов автопереключателей стрелочных электроприводов.
От контрольной батареи питаются реле и лампы табло.
Для питания оперативно-технологической связи на посту ЭЦ уста-
навливают аккумуляторную батарею напряжением 24 В, работающую
в буферном режиме с выпрямителем. При отключении переменного
тока от этой батареи питается аппаратура связи и аварийное освещение
поста ЭЦ.
Резервное питание переменного тока ламп входных светофоров на
станциях с центральным питанием осуществляется от контрольной ба-
тареи поста ЭЦ через статические пребразователи типа ПП-300 М.
Такая схема позволяет уменьшить число приборов, устанавливае-
мых в релейном шкафу входного светофора, а также упразднить уста-
новку у входного светофора батарейного шкафа и аккумуляторной ба-
тареи напряжением 14 В. Такая схема в значительной степени упро-
щает эксплуатацию и повышает надежность устройств электрической
централизации.
337
Понизительная подстанция
презервной
I----1 понизительной-
1_Д гО|  g	I подстанции
! *S	)
(<S z
------------'S. —й	,
!----------------Резервный ;
| rc2@ !
^Осве/цение] Силовая линия I
 Нагрузка от приборов СЦб J
Пост ЗЦ
Рис. 265. Схема электроснаб-
жения поста ЭЦ крупной
станции
При повреждении кабеля управле-
ния огнями входного светофора с поста
ЭЦ для лампы красного огня предназ-
начено резервное питание переменным
током от ВЛ СЦБ. Если это невозмож-
но, то резервное питание предусматри-
вают от ВЛ ПЭ или других равноцен-
ных по надежности источников. При
отсутствии таких источников резервное
питание подается от поста ЭЦ в кабеле,
отдельном от кабеля, по которому осу-
ществляется основное управление огня-
ми входного светофора.
Общая нагрузка на внешние источ-
ники электроснабжения, а также на
дизель-генераторный агрегат (ДГА)
равна суммарной мощности, потребляе-
мой рельсовыми цепями, реле, светофор-
ными лампами, контрольными реле
стрелок, устройствами станционной свя-
зи, освещением и вентиляцией посто-
вого здания, стрелочным оборудова-
нием мастерских. Общая нагрузка включает также потери в транс-
форматорах, выпрямителях и других устройствах.
Устройства электрической и горочной централизации крупных
станций (с числом стрелок более 30) являются потребителями особой
группы I категории, т. е. кроме двух независимых источников электро-
снабжения от внешних сетей, должен быть местный резервный источ-
ник питания. В качестве резервного источника питания всегда предус-
матривается дизель-генераторная установка.
Электроснабжение поста ЭЦ должно обеспечиваться от двух неза-
висимых источников энергии по двум раздельным линиям. Два источ-
ника электроснабжения считаются независимыми друг от друга в том
случае, если отключение одного из них не вызывает отключение дру-
гого.
Электроснабжение поста ЭЦ крупной станции осуществляется дву-
мя самостоятельными питающими фидерами от двух независимых
подстанций с круглосуточной работой (рис. 265). Фидеры оборудуют
автоматическими устройствами, переключающими питание с одного
фидера на другой без выдержки времени при исчезновении напряжения
в одном из них. Автоматизированная дизель-генераторная установка
ДГА включается при отключении внешних источников.
Емкость аккумуляторных батарей поста ЭЦ должна обеспечивать
питание реле, схем устройств оперативно-технологической связи и
аварийного освещения в течение 2 ч и резервного питания огней вход-
ных светофоров — в течение 6 ч.
338
Для ввода на пост электрической централизации энергии от внеш-
них источников переменного тока, а также преобразования ее в пере-
менный и постоянный ток различных напряжений, необходимых для
питания устройств и подзаряда аккумуляторных батарей, применяют
щитовую питающую установку.
Щитовые установки электропитания для устройств ЭЦ в зависимо-
сти от числа стрелок на станции, вида тяги и системы питания комп-
лектуются из разного типа и числа панелей.
На щитовой установке электропитания поста ЭЦ (65—130 стрелок)
при электротяге постоянного тока (рис. 266) имеются щит выключения
питания типа ЩВП-73; щит управления ДГА типа ЩДГА; панель ввод-
ная типа ПВ-60; панель выпрямителей на напряжение 24 В типа ПВ-24;
панель выпрямителей на напряжение 24 и 220 В типа ПВ-24/220ББ;
панель релейная типа ПРББ; панель конденсаторов типа ПК1-2; ста-
тив преобразователей типа СП-1 50/25; А — провода контроля перего-
рания предохранителей; Щ — провода питания схем щитовой установ-
ки; 220 , 380/220 — провода питания переменным током.
В зависимости от числа централизованных стрелок, вида тяги и си-
стемы питания установки электропитания для устройств ЭЦ комплек-
туют из разного типа и числа панелей и стативов питания в порядке
их размещения на структурных схемах. Если потребляемая мощость
превышает допустимую нагрузку на тот или другой тип панели (ста-
тива) питания, то число панелей увеличивается, а нагрузка распреде-
ляется на них в соответствии с ее величиной.
Рис. 266. Структурная схема установки электропитания поста ЭЦ крупной
станции
339
В табл. 22 приведены комплекты устройств электропитающих щи-
товых установок в зависимости от числа централизованных стрелок на
станции.
Структурная схема межпанельных и внешних соединений панелей
питающей установки ЭЦ при безбатарейной системе показана на
рис. 267.
Величина нагрузки устройств электрической централизации на
внешние источники электроснабжения, а также на дизель-генератор-
ный агрегат складывается из совокупности потребления электроэнер-
гии отдельными элементами устройств: реле, рельсовыми цепями, све-
тофорными лампами, контрольными реле стрелок, потерями в трансфор-
маторах, выпрямителях, а также устройствами связи, освещением и
вентиляцией постового здания и станочным оборудованием мастерских.
Горочная централизация. Эти устройства относятся к потребителям
I категории. В комплекс электроснабжения ГАЦ входит пост, компрес-
сорная для управления замедлителями и очистки стрелок, наружное
электроосвещение вершины горки и путей надвига.
Таблица 22
Тип панели и наиме- нование оборудования	Тип рельсовой цепи	Число основного оборудования электропитания в зависимости от числа стрелок ЭЦ								
		3 0	| 50	65	100	120	1 50	180	200	| 240
Панель выпрямите- лей: ПВ-60		1	1	1	1	1	2	2	2	2
ПВ-24/220ББ	—	1	1	1	1	1	1	1	1	1
ПВ-24		.—	—	—	1	1	2	2	2	2
ПРББ	—	1	1	1	1	1	2	2	2	2
Щит выключения питания: ЩВП-73		1	1	1	1	J	2	2	2	2
Дизель-генератор: ДГА-2-24М			1	1	1	1	—	—			—		
ДГА-2-48М	—	—	—	—	—	1	1	1	1	1
Силово йтрансфор- матор: ТС-10/5		1								2(3)	2(3)	2
ТС-16/5			—	1	1	—	—	—	—	—	—
ТС-25/5	—	—	—	—	1	—	2	1 (2)	—	—
ТС-40/5	—	—	—	—	—	1	1	—	1	1
Панель статиче- ских преобразовате- лей частоты ПЧ50/25	РЦ25-5С	1	2		3	4	5	
	РЦ25-10	1	2	3			4
	РЦ25-11	1	2		3	
	РЦ25-12	1		2		3
340
От ЩПв-73
с,см,мс
ltpu3ep\ I 1-р-1
s Панель ВВойная ,,,п
2^	Щ//  ц]лн
5П ne'S0.
Ы Si U \(38ОВ)'
Стотибы,
контроль - n „ „ 12АККСК
ОЬ^ПП. У™?™'	‘Г...
РПЕС,_ PMSC
П, М
орейохра-
р . CfUffG
шштщпз\
релейные шкафы,
Зх контроль стрелок,
Ту электрообогрев
-----------кйи^г1
Панель Выпрямителе^	Панель релейная (ПП^ПМ,Ш Ararat npeaSpa-
nB-Zf/ZZOEB
№,гу,з<р,о
ПРЕЕ
III	I I	I \ lisos)	I
Г	Лриглас	»	♦
_|Д_I	сигни-	РмА	Табло
1	лис	тпЛпп
лы
. ...... нояэлек- ЛоВОстрСКТ -
№umttt cSg}u ш_ OmEO-WCK-Z а
ЦШ1
i тайла
Стрелой- Комплект
ныезлек- Выдержки
тропри- Времени
Воды
| IZZOS')
Зпектро-
чобогред
Светофоры, Релейные шка-
маршрут- фы, контроль
ные указа- стрелок
menu
~ЗФ~а— зовотелейППЗ-ЕО/гь
Табло
Рельсовые цепи
переменного то-
ка частотой
15Гц с реле
ДСШ-13
TC-Z5/0,5 ;ТС-1О/О,!>
5
Рис. 267. Структурная схема межпанельных и внешних соединений питающей
установки при безбатарейиой системе
Электроснабжение устройств ГАЦ, как правило, осуществляется
от самостоятельных трансформаторных подстанций, расположенных
в здании компрессорной. На подстанциях устанавливают два силовых
трансформатора, каждый из которых должен иметь мощность, доста-
точную для обеспечения электроэнергией компрессоров, питающих
сжатым воздухом горку, центробежных насосов компрессорной, гороч-
ного поста управления и освещения вершины горки, тормозных пози-
ций, путей надвига.
Все горочные потребители питаются от двухсекционного распреде-
лительного щита низкого напряжения, устанавливаемого в здании ком-
прессорной.
На объединенных постах для управления устройствами ЭЦ и ГАЦ
основное питание устройств СЦБ на посту предусматривают не от тран-
сформаторов, питающих компрессорную горку, а от специального
трансформатора, устанавливаемого на подстанции горки, или от дру-
гих подстанций, расположенных в районе поста. Кроме того, на таких
постах в качестве дополнительного необходимо иметь автоматизиро-
ванный дизель-генератор.
Наружное освещение вершины горки, путей надвига и тормозных
позиций осуществляется от подстанции горки, а освещение сортиро-
вочного парка — от других подстанций.
Воздуходувные пневматические посты питаются от двух разных
источников питания.
Система электроснабжения поста горочной централизации аналогич-
на безбатарейной системе питания электрической централизации.
При наличии на спускной части горки двух тормозных позиций для
питания электропневматических клапанов замедлителей устанавли-
вают батарею из 14 аккумуляторов (напряжение 28 В). При наличии
третьей тормозной позиции у замедлителей (парковые замедлители)
батарея состоит из 28 аккумуляторов (56 В).
341
Рис. 268. Структурная схема электропитания горочной централизации
Рис. 269. Структурная схема электролита ющей установки ПДЦ на три круга
Аппаратура автоматического регулирования роспуска (АРС) по-
лучает питание от специальных преобразователей машинного типа
(АТТ-8), которые питаются переменным током напряжением 380/220 В.
Конструкция питающих установок ГАЦ может быть различной. На
рис. 268 показана структурная схема электропитания горочной цент-
рализации для горки без параллельного роспуска с двумя позициями
замедлителей на станции с электротягой постоянного тока; панель
ПК — панель конденсаторов типа ПК1-1. Релейная панель типа ПРГ
предназначена для устройств ГАЦ. Она мало отличается от релейной
панели типа ПРББ.
Диспетчерская централизация. Устройства диспетчерской центра-
лизации на центральных постах относятся к потребителям особой
I категории, и электроснабжение постов ДЦ необходимо проектировать
от двух независимых источников энергии. При этом предусматривает-
ся резервное питание от аккумуляторной батареи всех устройств в те-
чение 6 ч, в том числе и рабочего аварийного освещения.
Потребителями электроэнергии на каждый круг управления поста
ДЦ являются: каналообразующая аппаратура, кодовые реле общего
статива, указательные и контрольные реле станционных стативов,
лампы табло, поездограф, испытательный пульт и устройства связи.
Стативы и приборы диспетчерской централизации питаются от па-
нели типа ПДЦ (рис. 269). Релейные стативы подключают к батарее,
заряженной выпрямителями типа ЗБВ-12/20. Ввод фидеров питания и
распределение нагрузки по потребителям осуществляется на панели
типа ПВ-60.
§ 64. Унифицированная щитовая установка электропитания
устройств централизации на крупных станциях
при безбатарейной системе питания
При безбатарейной системе питания устройств централизации щи-
товая установка состоит из: вводной панели типа ПВ-60; панели вы-
прямителей 2 х 24 В/30 А типа ПВ-24; панели выпрямителей безба-
тарейной системы 24 В, 30 А и 220 В, 30 А типа ПВ-24/220 ББ; релейной
панели безбатарейной системы типа ПРББ; панели конденсаторов
типа ПК-1 и статива преобразователей типа СП-1 50/25; щита выклю-
чения питания типа ЩВП-73.
Щит выключения питания типа ЩВП-73 обязательно устанавли-
вают на всех постах централизации малых, средних и крупных стан-
ций в наиболее доступном месте.
На щите имеются четыре трехполюсных рубильника, которыми мож-
но отключить все источники питания на посту централизации (рис. 270).
Рубильниками В] и В2 отключают внешнее электроснабжение, рубиль-
никами ВЗ и В4 — батерею 24 и 220 В, а также резервную электростан-
цию, если она есть.
343
вводная панель ПВ-60	Панель выпрямит ПВ'ВЧ/ИОВ
-----------------------	Щит .------------------------.
Фидер 1	Фидер 2	Батарея авто- батарея Батарея
матикиДГА	62 ОВ	2^3
Рис. 270. Схема щита отключения типа ЩВП-73
Вводная панель типа ПВ-60 предназначена для питания устройств
электрической централизации, постов диспетчерской и горочной авто-
матической централизации переменным током частотой 50 Гц напря-
жением 380/220 В. Панель позволяет подключать два фидера от внеш-
них источников электроснабжения и питание от резервной электро-
станции.
На панели (рис. 271) имеются выводы для подключения основного
и резервного источников внешнего электроснабжения и резервной
электростанции ДГА. Как правило, от всех этих источников поступает
напряжение 380 В. Если напряжение одного из источников 220 В, то
следует установить трансформатор для повышения этого напряжения
до 380 В. В случае если на основной и резервный вводы подано напря-
жение 220 В, третью фазу следует соединить с нулевыми выводами
панели. В этом случае резервную электростанцию подключают через
понижающий трансформатор.
В каждую фазу главного и резервного вводов включены измеритель-
ные трансформаторы тока 1Т — 6Т для включения счетчиков электро-
энергии и амперметров. Счетчики размещают на боковой стенке пане-
ли или вне ее. Они не входят в комплект приборов панели и должны
быть заказаны отдельно.
В каждой фазе главного и резервного ввода напряжение контроли-
руют специальные реле напряжения типа РН-53 460. Между фазами
главного ввода включены реле напряжения 1Ф1-3,1Ф2-За 1Ф1-2, кото
рые имеют общий повторитель — реле 1Ф. Реле 1Ф питается через
фронтовые контакты реле напряжения, соединенные последовательно
Если напряжения на главном вводе нет или оно понизилось хотя бы
в одной фазе, реле напряжения отпускают якорь и выключают реле
344
]Ф. Фронтовой контакт реле 1Ф отключают контактор !КТ, а тыловой
контакт последнего замыкает цепь контактора 2КТ, вследствие чего
нагрузка переключается с главного ввода на резервный.
Аналогичное переключение может быть выполнено вручную, для
чего реле 1Ф должно быть обесточено пакетным выключателем 5ПВ.
Схема резервного ввода аналогична схеме главного ввода. В схему
также включены предохранители, измерительные трансформаторы,
счетчик и отдельный амперметр с переключателем, реле напряжения
2Ф1-3, 2Ф2-3, 2Ф1-2 и их общий повторитель реле 2Ф. Реле 2Ф может
быть отключено пакетным выключателем 6ПВ. При восстановлении
нормального напряжения на главном вводе может быть предусмотрено
автоматическое обратное переключение нагрузки на этот ввод. Для
этого в цепь контактора 2КТ введен тыловой контакт реле 1Ф.
Маневровые
посты
zp гч> зч>
ш
А-f ППв
Связь
югезт
ip г<р зч> i<p гч> зч> о
Мастерские Резервная электро-
и освещение станция ЩДГА -М
(При электротяге
постоянного тока)
ктр-ру ТС
1Ч> г<р ЗЧ>
ъ §
§ | е|
Ч; X ?
16°
'iei
1б‘
1ПВ
VK13
1КТ
.К переключателю
вольтметра

1V1-3
53/Ц00
К переключа- ОК 6
телювольтмет\ у % %

в.
А____
АК-10.
е.
К счетчику
и амперметре- <
вому переключа-
телю
АК-6
jzr
лк-г
1Т
гч>
6Т №
------: г-з
—, ZV
__\5т 1-3
6ПВ
ЦТ
1КТ
'i ".Л. _T"l
II
d-
КТ
1<р
'~х *
100
zoo
в. е-
6 6 6
Гпавный ввод
1-й фидер
& в. в-
I S С*>
6 6 6 6
Резервный ввод
Z-й фидер
КТ
V J
Контакты контакто-
ров резервной электро-
От щита отключения
станции

&

fc в

Рис. 271. Схема вводной панели типа ПВ-60
345
Однако немедленное обратное переключение нагрузки с исправно
действующего резервного ввода без участия электромеханика не всегда
целесообразно. Поэтому предусмотрена возможность шунтирования
тылового контакта реле 1Ф в цепи контактора 2 КТ накладкой Н. При
таком шунтировании обратное переключение на главный ввод проис-
ходит при нарушении питания по резервному вводу автоматически или
выключателем 6ПВ. Наличие тылового контакта 1КТ в цепи 2КТ и,
наоборот, тылового контакта 2/<Т в схеме 1КТ исключает одновремен-
ное притяжение якорей обоих контакторов и включение двух источ-
ников навстречу друг другу, что привело бы к перегоранию предохра-
нителей.
На каждой фазе обоих вводов напряжение может быть измерено
вольтметром, установленным на панели, который подключают к соот-
ветствующим фазам вольтметровым переключателем.
С вводной панели напряжение подается на стойку связи, а также
на щиток освещения и электросилового оборудования мастерских и
при необходимости на маневровые посты. Эти потребители защищены
предохранителями, установленными на вводной панели, устраняющими
влияние повреждений в таких вспомогательных сетях на работу цент-
рализации.
Вводную панель соединяют с другими панелями питающей уста-
новки через выводы на боковых сторонах панелей.
На вводной панели имеются лампочки, сигнализирующие о работе
главного и резервного вводов. Белые лампочки 1ФБ и 2ФБ (рис. 272)
включены через соответствующие фронтовые контакты контакторов
1К.Т, 2КТ и указывают, какой фидер работает на нагрузку. Красные
лампочки 1ФК и 2ФК включены через тыловые контакты общих реле
]ф и 2Ф контроля напряжения на фазах и во включенном состоянии
сигнализируют об отсутствии на вводе напряжения.
Аналогичные лампочки есть на пульте дежурного по станции, где
эта индикация дополнена звонковой сигнализацией. Если на каком-
либо вводе напряжение отсутствует, то параллельно с включением лам-
почек 1ФК или 2ФК срабатывает реле 3, а через его фронтовой контакт
включается звонок ФЗ. Дежурный может выключить звонок кнопкой
с фиксацией ФЗК. Реле 3 остается под током до восстановления напря-
жения на вводе, а звонок вновь начинает звонить, напоминая дежур-
ному о необходимости возвратить кнопку в исходное положение.
Через фронтовые контакты реле 1Ф и 2Ф включены цифровые счет-
чики 1С и 2С, которые фиксируют каждое отключение напряжения на
вводах. Напряжение 24 В постоянного тока для данной и других схем
ЩСПБ, ЩСМБ подается на вводную панель через боковые выводы с па-
нели выпрямителей.
Автоматический запуск дизель-генераторной электростанции осу-
ществляется, когда на главном и резервном вводах отсутствует напря-
жение. Тыловые контакты реле 1Фи2Ф (рис. 273) замыкают пусковую
схему в блоке автоматического управления дизель-генератором. После
346
Рис. 272. Схема включения лампочек, сиг-
нализирующих о работе главного и резерв-
ного вводов
станция ЩДГА-М
Рис. 273. Пусковая схема резервной элек-
тростанции
того как начинает работать генератор, через тыловые контакты кон-
такторов 1К.Т и 2К.Т вводной панели включится контактор электро-
станции, которая примет на себя нагрузку. На вводной панели и на
пульте ДСП загораются зеленые лампочки РЭ.
Тыловые контакты контактора КТ электростанции размыкают це-
пи контакторов 1КТ и 2КТ вводной панели (см. рис. 271), что исклю-
чает опасность одновременной подачи энергии от двух источников.
При восстановлении напряжения на главном или резервном вводах
реле 1Ф (2Ф) выключает контактор электростанции (см. рис. 273) и
дизель-генератор. Тыловые контакты контактора электростанции за-
мыкают цепи контакторов 1КТ и 2КТ вводной панели (см. рис. 271).
Один из этих контакторов срабатывает и подает электроэнергию от
соответствующего фидера.
Предохранители вводной панели (за исключением фидерных), сило-
вой нагрузки и освещения имеют контакты для включения в схему сиг-
нализации их перегорания. На вводной панели установлены красная
лампочка и звонок, которые включаются при перегорании на ней пре-
дохранителей. Одновременно через общую схему сигнализации пере-
горания предохранителей загораются красные лампочки на пульте
ДСП и соответствующего ряда релейных стативов.
347
a) « о
Л><П,	—
е|§-шЖМ ,
> i i3A Ш,
1зф	I
6) Mi	J
зйзэк
K18-3
ФП’
e-
О(ЗФ) ,
IV
2Ф
~W
ZV(V
ТТфСП
ЧА
C3
tsnz
^KZP
E/rzy
Кволып pc„DLUU\„
цепи при
•зпогтплт
Репсовые
эпектротя-
.	. c ,gf постоян-
Контрольные не- Вепейныеного„™™
пистрепокпри шныры и°ап'-тм
батарейной аисте-	UL
ме питания
Рис. 274. Схемы включения
трансформатора ТС и ампер-
метров релейной панели
V TC
Jl Ц
j
Релейная панель типа ПРББ служит
для размещения источников питания и
распределения питания светофоров,
рельсовых цепей, табло, контрольных
цепей стрелок во всех необходимых ре-
жимах. Выпускают также релейную
панель горочной централизации типа
ПРГ, которая мало чем отличается от
панели типа ПРББ.
Собственная нагрузка централиза-
ции на станциях с электротягой посто-
янного тока питается через изолирую-
щий трансформатор типа ТС-20/0,5
мощностью 20 кВ • А.
Первичную обмотку трансформатора
ТС, размещаемого на полу релейного
помещения, включают непосредственно
от вводной панели, а напряжение 220 В
вторичной обмотки подключают на боко-
вые выводы 1Ф, 2Ф, ЗФ релейной пане-
ли (рис. 274, а). Если все приборы панели
питаются напряжением 220 В, то боко-
вой нулевой вывод релейной панели
должен быть соединен с выводом ЗФ, а
штыри 1-1, 2-2, 3-3 выводов К24 и К25
следует соединить между собой перемыч-
ками (показано штриховой линией).
Кроме того, среднюю точку вторичной
обмотки трансформатора следует подсоединить к выводу К18-3, к ко-
торому подключают питающий провод 11X127, выходящий с панели.
При автономной тяге и электротяге переменного тока между сило-
выми выводами 0, 1Ф, 2Ф и ЗФ вводной и релейной панелей ставят пе-
ремычки. На релейную, а также выпрямительную панели поступает
напряжение 380 В.
Трансформатор ТС включают во внутренней схеме релейной пане-
ли (рис. 274, б). Первичную обмотку соединяют со штырями 1-2-3 вы-
вода К24, а вторичную — со штырями 1-2-3 вывода К25. Средняя точка
вторичной обмотки трансформатора ТС должна быть соединена с вы-
водом К18-3.
Для обеспечения нормальной изоляции источника и облегчения пои-
ска повреждений потребители, получающие питание с релейной пане-
ли, разделены на группы и подключены к разным изолирующим транс-
форматорам IT, 2Т, ЗТ или 4Т.
На панели размещены три амперметра, которые показывают токи
потребителей в каждой фазе. После амперметров, кроме проводов, иду-
щих через предохранители и пакетный выключатель 5ПВ к штырям
348
1-2-3 вывода К24, подключены провода 1Ф (?) и 2Ф (/), к которым под-
ключены трансформаторы IT, 2Т, ЗТ и 4Т.
Ламочки табло питаются напряжением 24 В от вторичной обмотки
трансформатора Т1 (рис. 275).
Наличие напряжения на трансформаторе контролируют аварийные
реле ТА1 и ТА2. При отсутствии переменного тока тыловые контакты
реле ТА! подключают напряжение 24 В постоянного тока к тем лампоч-
кам пульта, которые в данный момент времени должны гореть. Провода,
по которым подается резервированное напряжение с вводной панели
на контакты реле, включающие лампочки, обозначены буквой С, а про-
вода, по которым подается нерезервированное напряжение, — буква-
ми СХ. Лампочки, контролирующие движение поездов на перегоне,
горение красных огней входных светофоров и всех пригласительных
огней, должны быть обеспечены резервным питанием от аккумулято-
ров независимо от системы электропитания. Во всех случаях резервиро-
ванное питание необходимо использовать и для сигнальных лампочек,
установленных на панелях питающей установки.
Рис. 275. Схема питания пульта-табло
349
Рис. 276. Схема реле подсветки и
снижения напряжения питания
пульта
Реле СНТ (рис. 276) снижает яр-
кость лампочек пульта и ослабляет
их слепящее действие на дежурного
ночью. Фронтовые контакты реле
СНТ (см. рис. 275) подключают до-
полнительные витки к первичной
обмотке трансформатора Т1 и в ре-
зультате этого напряжение на вто-
ричной обмотке трансформатора по-
нижается до 19,5 В. Реле СНТ
включают через контакт кнопки с
фиксацией, расположенной на пуль-
те или пульте-манипуляторе ДСП
(см. рис. 276).
Датчик импульсов ДИ представляет собой полупроводниковый
трансмиттер типа ТП-24, служащий для получения мигающей индика-
ции. Провода, подающие импульсное напряжение от контакта датчика,
имеют наименование СМ (с резервным питанием) или СХМ без ре-
зервного питания.
При свободном состоянии путевых участков желобки табло не ос-
вещены, на пульте имеются кнопки Контроль стрелок табло, нажатием
которых можно подсветить табло для определения положения стрелок.
Реле НКС включает подсветку табло для нечетной горловины, реле
ЧКС — для четной горловины, реле КС — для средней горловины при
продольном расположении парков станции.
Провод СПБТА служит для питания при маршрутной централиза-
ции реле наборных схем. Контакт ТА2 отключает эти реле при отсутст-
вии переменного тока, когда работа наборных схем не используется и
они создавали бы излишнюю нагрузку на батарею, сокращая продол-
жительность ее действия в аварийном режиме.
К вторичным обмоткам трансформаторов Т2, ТЗчТ4 (каждый мощ-
ностью по 1,5 кВ • А) в первую очередь подключают светофоры и мар-
шрутные указатели (рис. 277). К одному трансформатору можно под-
ключить до 65 светофоров.
Лампы светофоров могут получать питание от трансформаторов 2Т,
ТЗ и Т4 в трех режимах: дневном (220 В), ночном (180 В), и двойного
снижения напряжения (ПО В). Напряжения переключаются контак-
тами реле ДН, 1ДН, СН, 1СН и 2СН. Нормальное состояние схемы
(рис. 278) соответствует ночному режиму, реле ДН и 1ДН обесточены,
а реле СН, 1СН и 2СН находятся под током. Провода питания свето-
форов ПХС — ОХС, 1ПХС — 1ОХС, 2ПХС — 2ОХС подключены
к выводам трансформаторов с напряжением 180 В (см. рис. 277).
Для перевода светофоров на дневной режим работы дежурный по
станции нажимает на пульте кнопку с фиксацией ДН (см. рис. 278),
вследствие чего на панели возбуждаются реле ДН, 1ДН и провода пи-
тания светофоров переключаются на выводы с напряжением 220 В
350
трансформаторов. Для двойного снижения напряжения дежурный на-
жимает кнопку ДСН и выключает на панели группу реле СН, переклю-
чающих питание светофоров на выводы трансформаторов с напряжением
ПО В. На пульте ДСП имеется индикация об установленном режиме
питания — лампочки НН, ДН или ДСН.
Маршрутные указатели питаются от трансформатора 4Т. При
двойном снижении напряжения маршрутные указатели полностью
отключаются (указатели направления) или переводятся на напряже-
ние 50 В (указатели пути отправления на групповых светофорах).
В соответствии с этим для питания маршрутных указателей имеются
выводы: ПХМУ — ОХС и ПХМУСН — ОХС.
Контрольные цепи стрелок получают питание через индивидуаль-
ные изолирующие трансформаторы типа СКТ-1, которые монтируют
в стрелочных пусковых блоках электрической централизации. При
безбатарейной системе питания на первичные обмотки стрелочных
контрольных трансформаторов подводят напряжение 220 В. Две пер-
вичные полуобмотки трансформаторов соединяют последовательно и
применяют стрелочный пусковой блок типа ПС-220.
Рис. 277. Схема питания светофоров, рельсовых цепей, маршрутных ука-
зателей от релейной панели
351
Для питания контрольных цепей напряжение 220 В подается от
трансформатора 2Т, а при полной нагрузке последнего — от вывода
К. 18-3 и фазы ЗФ (см. рис. 274).
На релейной панели установлены амперметры, измеряющие сум-
марные токи в фазах, поступающие к потребителям, вольтметр с пере-
ключателем и сигнализатор заземлений.
С помощью вольтметрового переключателя (рис. 279) можно изме-
рять напряжения на различных группах потребителей: напряжение
питания светофоров измеряют на проводах ПХС, ОХС, 1ПХС, 1ОХС,
2ПХС, 20ХС, напряжение питания маршрутных указателей — на
проводах ПХМУ, ОХС, напряжение питания групповых трансформа-
торов контрольных цепей стрелок 1КС и 2КС (при батарейной систе-
ме) — на проводах 1ПХКС 110/127, 1ОХКС 110/127, 2ПХКС 110/127,
20ХКС 110/127, напряжение на вторичной обмотке трансформатора
ТС — на проводах 1Ф — 2Ф [ПХРЦ — ОХРЦ}, 2Ф — ЗФ, ЗФ — 1Ф.
В питающей установке сигнализатор заземлений фиксирует сообще-
ния с землей различных электрических цепей релейной централизации,
для этого источники питания подключают к выводам сигнализатора.
Выводы сигнализатора используют для контроля заземлений в раз-
личных цепях: al, el — в цепях стрелочных двигателей; аЗ — в цепях
постоянного тока напряжением 24 В, при наличии кодового управле-
ния к выводу аЗ выключателем ВЗ может быть подключена батарея и
другие цепи СКЦ для временной проверки отсутствия в них утечки;
в5, а5, вЗ — в цепях, питающихся от вторичных обмоток трансформа-
торов соответственно Т2, ТЗ и Т4 (выключателем В2 к выводу в5 мо-
жет быть подключена вторичная обмот-
ка трансформатора ТС и питающиеся от
нее рельсовые цепи, контрольные цепи
стрелок и т. д.); а7 — в цепи лампочек
пульта, питающихся от вторичной об-
мотки трансформатора Т1.
Вывод в7 заземлен, а на выводы а8
и в8 подано напряжение 220 В перемен-
ного тока для работы собственной схе-
мы сигнализатора. К выводам а2 и в2
подключен звонок подведено и напря-
жение 220 В. Звонок сигнализирует об
уменьшении сопротивления изоляции
в контролируемых цепях ниже уста-
новленной нормы.
Релейная панель горочной центра-
лизации. В горочной электрической
централизации от релейной панели пи-
таются лампы индикации, светофоров,
маршрутных указателей, стативы и ре-
лейные шкафы.
Рис. 278. Схема включения ре-
ле снижения напряжения на
светофорных лампах
352
Сри.с.2П
Рис. 279. Схема вольтметрового переключателя и сигнализатора заземлений ре
лейной панели
Кроме ламп табло, от трансформатора Т1 (см. рис 275) питаются
лампочки блоков АРС. При необходимости иметь контроль работы
блоков АРС нажатием одной из двух специально установленных кно-
пок питание подается на соответствующую группу блоков АРС oi
шин СХ МС
На горочной панели отсутствуют питание для подсветки коммута-
торов и полюс СХМ. На релейной панели горочной централизации
реле ПК и КС также отсутствуют
Для питания светофоров на сортировочных горках достаточно од-
ного сигнального трансформатора Т4. Трансформаторы Т2 и ТЗ
(см. рис. 277) и частично трансформатор Т4 используют для питания
маршрутных указателей скорости и числа вагонов Питание светофо-
ров осуществляется в режиме «День» напряжением 220 В. «Ночь»
напряжением 180 Вив режиме двойного снижения напряжения
НО В. На маршрутные указатели подается напряжение 220 В, а в ре-
жиме двойного снижения 50 В. Режимы питания сигналов меняются
с помощью кнопок с пульта-табло при помощи реле ДН. СН и 1СН
Для питания рельсовых цепей контрольных цепей стрелок напря-
жением 127 В контроля занятости путей и скоростемеров служит тран-
сформатор типа ТС.
Релейная панель горочной централизации снабжена сигнализатором
заземления типа СЗ-ЗГАЦ всех нагрузок и приборами для измерения
напряжения и тока, потребляемого панелью Рельсовые цепи, аккуму-
ляторные батареи, цепи питания светофоров и маршрутных указате-
12 Зак, 2254	353
лей подключают к схеме сигнализации заземления с помощью выклю-
чателей.
Панели выпрямителей. В зависимости от размеров станции и общей
мощности, необходимой для потребителей постоянного тока, в питаю-
щую установку могут входить панели выпрямителей типов ПВ-24
220 ББ и ПВ-24.
Выпрямитель на напряжение 24 В, 30 А, в устройствах централиза-
ции всегда работает в буферном режиме с аккумуляторной батареей.
Схемы для всех типов панелей выпрямителей одинаковы (рис. 280).
Приборы выпрямителя смонтированы в блоках. В трех одинаковых
фазных блоках 1БФ, 2БФ и ЗБФ размещено по одному однофазному
трансформатору Т. В зависимости от напряжения, поступающего
с вводной панели, первичные обмотки трансформаторов соединяют
между собой по схеме звезда (380 В) или треугольник (220 В) Схему
соединения треугольником применяют на станциях с электротягой по-
Рис. 280. Схема выпрямителя на напряжение 24 В и ток 30 А
354
стоянного тока, когда на панель выпрямителей напряжение 220 В по-
ступает через трансформатор типа ТС.
В блоке выпрямителя смонтированы кремниевые диоды VD1 —
VD12, соединенные по схеме трехфазного двухполупериодного выпрям-
ления. На выходе выпрямителя включен дроссель Др, который сгла-
живает пульсации выпрямленного напряжения.
Выпрямитель работает в режиме импульсного подзаряда батареи и
автоматически поддерживает ее напряжение в пределах 25,8—27,6 В,
т. е. от 2,15 до 2,3 В на аккумулятор.
В фазных блоках последовательно с первичными обмотками тран-
сформаторов включены обмотки 1-2 дросселей насыщения ДН, служа-
щих для управления током заряда батареи. Сердечники дросселей под-
магничиваются по обмотке 3-4 постоянным током, который поступает
от блока автоматического регулирования БАР. Током подмагничива-
ния можно менять индуктивное сопротивление обмоток 1-2 дросселей
Др и этим изменять напряжение на первичных и вторичных обмотках
трансформаторов и ток заряда батареи.
Блок автоматического регулированиия представляет собой съемный
штепсельный блок, установленный на лицевой панели блока выпря-
мителя . В этом блоке напряжение батареи контролирует мост, в диаго-
наль которого включено реле Р типа РП-4. В одно из плеч моста после-
довательно включены два кремниевых стабилитрона VD14 и VD15.
Схема построена так, что стабилитроны открываются, если напряжение
батареи достигает максимального значения 27,6 В.
При открытых стабилитронах ток протекает через реле Р от вывода
2-4 к выводу 1-3 и контакт реле шунтирует резистор R5. Снижается
базовый ток транзистора VT2 и ток подмагничивания дросселей насы-
щения. Их индуктивное сопротивление возрастает, что уменьшает ток
от выпрямителя, и батарея постепенно разряжается.
Когда напряжение батареи достигнет минимального значения
25,8 В, стабилитроны VD14 и VD15 запрутся и в обмотке реле Р на-
пряжение тока поменяется на обратное. Контактом реле Р шунт отклю-
чается от резистора R5, открывается транзистор VT2 и появляется
ток подмагничивания, а это приведет к увеличению тока выпрямителя,
и батарея вновь зарядится.
Ток подмагничивания дросселей насыщения зависит от тока в цепи
базы транзистора VT2, а ток в цепи базы определяется потенциалом на
делителе (резисторы R2, R3, R4, R5) и падением напряжения на рези-
сторе R7. К делителю подведено стабилизированное напряжение по-
рядка 9 В, которое образуется на кремниевом стабилитроне VD13, тран-
зисторе VT1 и резисторе R1. Поэтому автоматическая регулировка на-
пряжения батареи не зависит от колебаний напряжения переменного
тока в пределах от 80 до ПО % номинального значения.
В режиме автоматического регулирования ручка переменного ре-
зистора R4, выведенная на лицевую панель, должна быть установлена
в положение Автоматическое. Контактом реле Р в цепь включается
355
резистор R5. Когда напряжение батареи достигает максимального зна-
чения, контактом реле Р шунтируется резистор R5, меняются токи ба-
зы транзистора VT1, подмагничивания и на выходе выпрямителя.
Наличие в схеме автоматического регулирования стабилитрона
VD13 и резисторов R7 и R6 обеспечивает постоянное значение тока под-
магничивания и при необходимости возможность снижения его до
нуля.
Максимальный ток от выпрямителя не должен превышать 30 А,
а длительный ток — 22 А. На стороне переменного тока при напряже-
нии 380 В максимальный ток составляет 3,5 А, при напряжении
220 В — 6 А.
Автоматическое регулирование напряжения на первичых обмотках
трансформаторов можно осуществить только при достаточно большом
токе через обмотки 1-2 ДН. Поэтому, если ток на выходе выпрямителя
менее 6 А, первичные обмотки трансформаторов в фазных блоках долж-
ны быть шунтированы балластными дросселями ДрБ. Последние на-
гружают обмотки 1-2 ДН индуктивным током. Таким образом дости-
гается автоматическое регулирование напряжения батареи даже при
снижении тока от выпрямителя до 0,7 А.
При необходимости выпрямитель может быть отключен со стороны
переменного тока пакетным выключателем 2ПВ и со стороны батареи
выключателем 5ПВ. От батареи 24 В потребители получают питание че-
рез распределительные предохранители и выводы выпрямительной
панели.
В данной схеме принято следующее обозначение проводов питания;
П и М — основное питание постоянным током напряжением 24 В
релейных приборов. Эти провода выводят на релейные стативы PC
для питания исполнительных и наборных реле маршрутно-релейной
централизации. Через предохранители питание поступает на щит ава-
рийного освещения. Токи плавких вставок данных предохранителей
определяют расчетом и уточняют при измерениях;
ЩО и ЩМ — питание сигнальных лампочек, звонков и реле пи-
тающей установки. Эти провода выведены также вне панели для при-
боров, входящих в общие схемы с приборами панели (лампочки и звон-
ки пульта);
ПП и ПМ — питание цепей управления пригласительными огнями
светофоров. В аварийном режиме предусматривается резервное пита-
ние для лампочек пульта-табло.
Выпрямители 220 В, 30 А на панели ПВ-24/220ББ. Панель типа
ПВ-24 220 ББ имеет два одинаковых выпрямителя на напряжение
220 В, 30 А (рис. 281), один из которых резервный. Выпрямители могут
принять на себя всю нагрузку от стрелочных электродвигателей в мо-
менты ее максимального значения.
Мощность силовых грехфазных трансформаторов Tl, Т2 на входе
выпрямителей 9,5 кВ • А. В зависимости от напряжения, поступаю-
щего от вводной панели, первичные обмотки трансформатора соединяют
356
по схеме звезда (380 В) или треугольник (220 В), а вторичные обмотки
трансформатора — в обоих случаях по схеме звезда. От вторичных об-
моток трансформатора питается выпрямитель В, состоящий из кремние-
вых диодов, соединенных по схеме трехфазного мостового выпрямителя.
Предохранители панели имеют контакты для контроля перегорания
и включены в типовую схему сиг-
нализации. На всех типах выпрями-
тельных панелей установлены ампер-
метр и вольтметр, которыми через пере-
ключатели можно измерять ток и на-
пряжение в различных точках схемы
панели.
Панель конденсаторов типа ПК1
предназначена для совместной рабо-
ты с выпрямительной панелью типа
ПВ-24/220 ББ и при отключении или
переключении источников переменного
тока обеспечивает окончание начавше-
гося перевода стрелок за счет энергии,
накопленной в конденсаторах.
Панель выпускают с набором кон-
денсаторов емкостью на 36 000 мкФ ти-
па ПК1-1 и на 18 000 мкФ типа ПК1-2.
При электродвигателях типа МСП-0,25
и стрелочном электроприводе типа
СПГ-3 панель типа ПК1-1 обеспечива-
ет перевод трех стрелок или окончание
перевода пяти стрелок, панель типа
ПК.1-2 — перевод одной стрелки или
окончание перевода трех стрелок.
Состояние питающих фидеров и
конденсаторной батареи контролиру-
ется лампочками, установленными на
лицевой стороне панели. При выклю-
чении панели конденсаторы разряжа-
ются через резисторы, включенные
в схему.
Статив преобразователей типа СП1
50/25 предназначен для питания рель-
совых цепей частотой 25 Гц с реле ти-
па ДСШ-13 или ДСШ-13А. В комп-
лект статива входят восемь преобра-
зователей типа ПЧ50/25-300, которые
можно включать на номинальные на-
пряжения 220 или 110 В, частотой
50 Гц.
Рис. 281-. Схема выпрямителя
на напряжение 220 В и ток
30 А
357
Из восьми преобразователей два преобразователя IM, 2М слу-
жат для питания местных элементов реле, и шесть преобразовате-
лей 1П — 6П — для питания рельсовых цепей и путевых элементов
реле.
В стативе типа СП1 50/25 от преобразователей 1П — 6П напря-
жение частотой 25 Гц через выключатели подается на два луча пи-
тания. В каждый луч питания включено лучевое реле ЛА. К выход-
ным зажимам луча подключают кабели, питающие рельсовые цепи.
При питании рельсовых цепей частотой 25 Гц, где требуется опе-
режение напряжения на местных обмотках реле типа ДСШ-13 на
90° относительно напряжения на путевых трансформаторах, путе-
вые и местные преобразователи включают в сеть переменного тока
противофазно. В рельсовых цепях, где требуется синфазное пита-
ние путевых трансформаторов и местных обмоток реле типа
ДСШ-13А, путевые и местные преобразователи включают в сеть
переменного тока синфазно.
Рис. 282. Схема включения стативов преобразователей типа Ctll 50/25
358
Стативы типа СП1 50/25 питаются от трансформаторов типа ТС
Эти стативы размещают в один ряд с релейными стативами уст
ройств СЦБ.
В случае если для питания рельсовых цепей требуется устано-
вить два и более стативов, их включают, как показано на рис. 282
При двух или четырех стативах каждый статив или каждая па-
ра стативов относительно друг друга включаются противофазно
Стативы, включенные попарно в одну фазу, на синфазную работу
настраивают с помощью перемычек.
§ 65.	Электропитание устройств электрической
централизации малых станций
Для питания устройств электрической централизации малых стан-
ций (с числом стрелок до 30) применяют релейную централизацию
с центральными зависимостями и центральным питанием. Существует
две системы питания устройств электрической централизации малых
станций - батарейная и безбатарейная. Преимущественной системой
питания является безбатарейная. Ее проектируют при обеспечении
станции электроэнергией от двух независимых источников энергии,
предназначенных для электроприемников I категории, или от ВЛ
СЦБ и дополнительно от ВЛ ПЭ, подвешенных на разных опорах.
При такой системе электропитания резервирование автоматизирован-
ным дизель-генератором не требуется. Наиболее распространена сис-
тема электропитания малых станций, показанная на рис. 249
Применение безбатарейной системы питания на малых станциях
допустимо также, если электроснабжение осуществляется от ВЛ СЦБ
и ВЛ ПЭ двухцепной линии, обеспечивающей электропитание автобло-
кировки с рельсовыми цепями переменного тока, или от ВЛ СЦБ и
местных источников, обеспечивающих энергией приемники не ниже
III категории и не зависимых от источников электроснабжения высо-
ковольтной линии СЦБ. При обеих указанных системах питания осу-
ществляется дополнительное резервирование от автоматизированных
дизель-генераторных установок (ДГА). Если местный источник пред-
назначен для питания приемников II категории, ДГА на посту ЭЦ не
устанавливают.
При электроснабжении электрической централизации малой стан-
ции от двухцепной высоковольтной линии применяют схему, приведен-
ную на рис. 250.
При оборудовании станции ЭЦ с центральным питанием ламп всех
светофоров трансформатор типа ОМ устанавливают у входного свето-
фора для питания красной лампы входного сигнала при повреждении
кабеля центрального питания с центрального поста ЭЦ.
На малых станциях, не имеющих линий ВЛ СЦБ или ВЛ ПЭ в райо-
не входных светофоров, резервное питание для красной лампы должно
35У
подаваться с центрального поста в кабеле, прокладываемом отдельно
от кабеля основного питания.
Если электроснабжение ЭЦ малых станций осуществляется от менее
надежных источников, то необходимо применять батарейную систему
электропитания с использованием статических преобразователей,
преобразующих постоянный ток напряжением 48 или 24 В в перемен-
ный ток напряжением 220 В. При отключении внешних источников
электроснабжения электропитание осуществляется от преобразовате-
лей всех объектов ЭЦ, за исключением устройств связи и обогрева кон-
тактов автопереключателей электроприводов.
При батарейной системе питания установку на постах электрической
централизации ДГА для уменьшения времени резервирования питания
устройств от аккумуляторов предусматривают только тогда, когда
аккумуляторная батарея не может обеспечить необходимую длитель-
ность резервирования.
При электроснабжении ЭЦ малых станций на участках с автобло-
кировкой и рельсовыми цепями постоянного тока, получающими пита-
ние от ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ (рис. 283, а) или от одноцепной ВЛ СЦБ
(рис. 283, б), продолжительность резервного питания от аккумулято-
ров 12 ч для работы всех устройств и 16 ч - для красных огней вход-
ных светофоров.
На малых станциях при наличии только одного источника элект-
роэнергии ВЛ СЦБ или источника для электроприемников не ниже
I категории в пост подаются две питающие линии (см. рис. 283, б).
Если источником электроснабжения является только ВЛ ПЭ, про-
должительность резервного питания устанавливают 18 ч для работы
Рис. 283. Схема электроснабжения ЭЦ малых станций при батарейной си-
стеме питания:
7*/ трансформатор СПБ. 7'2 трансформатор общих нужд; ДА и РУ разъедини*
тсли соответственно с дистанционным и ручным управлением
360
всех устройств и 22 ч для красных огней входных светофоров. При уста-
новке на посту ЭЦ автоматизированного ДГА продолжительность ре-
зервного питания снижается для всех устройств по 6 ч, для красных
огней входных светофоров — до 10 ч.
Для резервного питания ЭЦ малых станций используют трансфор-
маторы, расположенные в районе пассажирских зданий и предназна-
ченные для электроснабжения станций.
На сети дорог эксплуатируют питающую установку для ЭЦ малых
станций, которая состоит из вводно-распределительной панели типа
ПВР-40, статива безбатарейного питания типа СПМС-ББ или статива
батарейного питания типа СПМС-Б с машинными преобразователями
типа ПО-550АФ. В настоящее время эта питающая установка снята
с производства и взамен ее выпускают питающую установку, в которой
электропитание промежуточных станций осуществляется с помощью
комплекта панелей питания типов ПВГЭЦ, ПР-ЭЦ25, ПП25-ЭЦ, ПРП-
ЭЦ, ПРПТ-ЭЦ и ПП50-ЭЦ. Панели собирают в щитовую, установку
При безбатарейной системе питания установку комплектуют из па-
нелей типов ПВ1-ЭЦ и ПР-ЭЦ25. Она имеет несколько разновидно-
стей схем включения панелей питания и приборов в них в зависимости
от типа рельсовых цепей частотой 25 Гц. Установку батарейной систе-
мы электропитания, системы электропитания, скомплектованную из
панелей типов ПВ1-ЭЦ, ПРП-ЭЦ, ПП50-ЭЦ, применяют с рельсовыми
цепями частотой 50 Гц и стрелочными электроприводами с электродвига-
телями постоянного тока. Установку, скомплектованную из панелей
типов ПВ1-ЭЦ, ПРПТ-ЭЦ, ПП50-ЭЦ, используют с рельсовыми цепя-
ми частотой 50 Гц и стрелочными электроприводами с электродвигате-
лями переменного тока.
В батарейной системе питания резервирование питания ламп вход-
ного светофора осуществляется от отдельного преобразователя типа
ПП-300М.
§ 66.	Устройства электропитания электрической
централизации промежуточных станций
Электропитание промежуточных станций осуществляется с помощью
комплекта панелей питания, разработанных Конструкторским бюро
Главного управления сигнализации и связи МПС (КБ ЦШ МПС). Ре-
зервирование питания всех устройств электрической централизации
осуществляется от низковольтной аккумуляторной батареи (24 или
48 В) через статические преобразователи типов ППВ-1 и ППС-1,7.
Для комплектации устройств электропитания малых станций
в зависимости от вида тяги и типа рельсовых цепей промышленностью
выпускается пять типов панелей: ПВ1-ЭЦ, ПР-ЭЦ25, ПРП-ЭЦ, ПП-50
ЭЦ, ПП25-ЭЦ. С применением пяти указанных панелей может быть соб-
рано несколько типов устройств электропитания электрической цент-
зы
Таблица 23
Тип устройства	ПВ! -ЭЦ	ПР-ЭП25	UPIl-ЭЦ	ПП50-ЭЦ	nil25 ЭИ	Напряже- ние акку- мулятор- ной бата- реи, В	Частота рельсовой цепи, Гц
Б24-25									24	25
Б24Р		—	-о-	—	—	24	50
Б48Р50	_j_.	—	' -	L	—	48	50
Б48Р25	L	—	-t-	—	т	48	25
рализации малых станций. Типы устройств электропитания приведены
в табл. 23.
Буква Р в типе устройства обозначает резервирование питания всех
устройств ЭЦ от аккумуляторной батареи.
В качестве примера на рис. 284 приведена функциональная схема
устройства электропитания Б24. В устройство включены два питаю-
щих фидера трехфазного или однофазного тока 1 и 2 и резервная ди-
зель-генераторная установка ДГА 3. Контроль напряжения фидеров
осуществляют блоки РН1 и РН2.
Фидеры включаются с временной задержкой, формируемой узлом
Т1. Пуск ДГА и контроль напряжения осуществляет узел ВФЗ.
К связи
Пуск ДГА
ВРг
Светофоры
контр.
Стрелки _
раб. *
Стрелки 
ПВ1-ЭД
СЗ	ИП
0
Репе
 Лампы_
' табла
Крветофарам_______
К контактным цепям	ру
стрелочного электропривода —
К электрообогревателю
стрелочного электропривода
К РШ входного светофора
и разъединителю
Вп2 nd
К рабочим целям стре- /_
лучного электропривода
Реле
ВптЛ
г/
TS
Светофор
ры
\ Лампы табла
ПР dll
Крепе Эц
& К путевому
5 трансформатору РЦ
Рис. 284. Функциональная схема устройств алектропигания 1>24
362
PV
ЗФВ
0 [
ZCc
' ZP5.
PA
pvz г
ППС r
вис
PV1
*5К
PVl
1П
5кфвИПОИг^ L
|fl Гд
W 1КС
'jnpu^fll
, а «Га-' “Ге
ЧСВРРЦ1РРЦ \ПРЦ
8ч
тг‘—\тсргт
ПРП-ЗЦ
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
П81-ЗЦ
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
ПП-50-ЗЦ
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
0
Рис. 285. Внешний вид устройства питания типа Б48Р50
Резервным источником питания является аккумуляторная батарея
GB, от которой получают питание релейные схемы ЭЦ. Заряд батареи
в двух режимах (форсированном и постоянного подзаряда) осущест-
вляет автоматическое зарядное устройство Bnl. Блок РИЗ контроли-
рует напряжение батареи и переключает режимы заряда. Напряжения,
поступающие на устройства электрической централизации, изолируют-
ся от первичного напряжения трансформаторами Т1 — Т4. Дневным и
ночным режимами питания светофоров управляет автоматический пере-
ключатель «День — ночь» АДН.
Рабочие цепи стрелочных электроприводов получают питание че-
рез основной Вп2 и резервный ВпЗ выпрямители типа ВУС-1,3.
Импульсное питание ламп табло поступает от релейного датчика импуль-
сов ДИ.
Для питания рельсовых цепей переменный ток частотой 25 Гц по-
ступает с преобразователей частоты ПЧМ, 1ПЧП и 2ПЧП типа ПЧ50/
25-300. Выходное напряжение путевых преобразователей 1ПЧП и
2ПЧП относительного местного ПЧМ фазируется устройствами УФ1
и УФ2.
363
Для резервирования питания огней красного и пригласительного
сигналов входных светофоров установлен полупроводниковый преобра-
зователь ПП типа ПП-300М, который включается аварийным реле А.
Сигнализатор заземления СЗ контролирует снижение сопротивле-
ния изоляции цепей питания реле, ламп табло, светофоров, контроль-
ных и рабочих цепей стрелочных электроприводов.
Устройства электропитания выполняют в виде комплекта панелей.
Каждая панель имеет вид шкафа, который закрыт с лицевой стороны
двустворчатой дверью, а с задней — щитами. Ввод внешнего монтажа
осуществляют сверху. Кабели прокладывают по кабель-ростам.
Внутри панели размещают трансформаторы, преобразователь, ре-
ле штепсельного типа на поворотных рамах, предохранители и другую
аппаратуру. Панели собирают в щитовую установку в соответствии
с типом устройства электропитания. На рис. 285 показан внешний вид
устройства питания типа Б48Р50.
С лицевой стороны каждой панели на дверь нанесена мнемосхема
разводки питания с рсположенными на ней органами управления
и контроля. На мнемосхеме сплошными линиями показана разводка
питания в нормальном режиме, а штриховыми — в аварийном.
На лицевой стороне панелей в соответствующих местах установлены
амперметры, вольтметры, контрольные лампочки различного цвета,
тумблеры, амперметровые и вольтметровые переключатели.
§ 67.	Электропитающие установки безбатарейной
и батарейной систем питания ЭЦ промежуточных станций
При безбатарейной системе питания устройств электрической цент-
рализации станций до 30 стрелок применяют электропитающую уста-
новку (рис. 286), состоящую из вводной панели ПВ1-ЭЦ и распредели-
тельной панели ПР-ЭЦ25, предназначенной для участков с любым ви-
дом тяги и рельсовыми цепями частотой 25 Гц. Установка имеет не-
сколько разновидностей схем включения панелей питания и приборов
в них. К нагрузкам относятся: негарантированное освещение, электро-
обогрев и вентиляция /; гарантированное освещение и связь 2; свето-
форы и маршрутные указатели 3: контроль стрелок 4; обогрев контак-
тов стрелочных электроприводов 5.
Панель типа ПВ1-ЭЦ выпускают шести видов в зависимости от уста-
новки в панели выключателей типа АВ на разные токи вставок расще-
пителей и наличия в ней трехфазного трансформатора Т2.
Вводная панель ПВ1-ЭЦ обеспечивает: подключение двух фидеров
трехфазного или однофазного переменного тока и дизель-генера-
торной установки; автоматическое переключение нагрузки с одно-
го фидера на другой при выключении или снижении напряжения
в работающем фидере, переключение нагрузки на резервную электро-
станцию при выключении напряжения в обоих фидерах; ручное переклю-
364
Рис. 286. Структурная схема безбатарейной системы питания для малых стан-
ций при электротяге постоянного тока и рельсовых цепях частотой 25 Гп
чение нагрузки с одного фидера на другой, отключение фидеров для
ремонта, ручной запуск дизель-генераторной установки; электриче-
скую изоляцию цепей питания устройств ЭЦ от внешних источников
переменного тока, защиту их от перегрузок; сигнализацию работаю-
щего фидера, выключения напряжения в фидерах, запуска и работы
резервной электростанции, заземления цепей питания и перегорания
предохранителей; измерение напряжений и токов в фазах.
Панель ПВ1-ЭЦ оборудована магнитными пускателями. Для каждо-
го фидера на панели установлено по три трансформатора тока для
включения амперметров. При однофазном источнике один из проводов
подается на все три зажима фидеров 1Ф, 2Ф, и ЗФ, а другой — на за-
жим 0. Автоматические выключатели АВ служат для защиты источни-
ков переменного тока от перегрузок и для отключения напряжения
с аппаратуры панели при ремонте.
Напряжение переменного тока каждого фидера при трехфазном
писании контролируется реле напряжения, которые включаются в каж-
дую фазу, а при однофазном питании включается только одно из реле,
которое проверяет фазовое напряжение источника.
Напряжение подключается к нагрузке контактами магнитных пус-
кателей, которые включаются контактами соответствующих реле вклю-
чения нагрузки. Для индикации о состоянии питающих фидеров на
365
вводной панели и пульте-табло установлены по две лампочки. Зеленые
лампочки сигнализируют о наличии напряжения в каждом источнике,
а белые показывают, от какого источника получает питание нагрузка.
При отключении напряжения в обоих фидерах ДГА запускается
автоматически. Запуск ДГА может быть выполнен без подключения
к ней нагрузки с пульта управления нажатием кнопки ДП Пуск, оста-
новить электростанцию можно нажатием кнопки ДО Стоп.
Основные нагрузки ЭЦ изолируют от посторонних источников пе-
ременного тока двумя силовыми трансформаторами Т1 и Т2 (рис. 287).
Трансформатор Т1 имеет вторичные обмотки А, В и С, изолированные
друг от друга. От обмотки А получают питание контрольные цепи стре-
лок, электродвигатели разъединителей ВЛ, изолирующие и кодовые
трансформаторы, рельсовые цепи частотой 50 Гц. От обмотки В полу-
чают питание сигналы в режимах дневном, ночном и двойного сниже-
ния напряжения, а также маршрутные указатели. От обмотки С пи-
таются устройства обогрева контактов автопереключателей стрелочных
электроприводов, выпрямители стрелочных электроприводов постоян-
ного тока.
Трансформатор Т2 предназначен для питания стрелочных электро-
приводов с двигателями трехфазного переменного тока. Выпускают
также панель с установкой вместо трехфазного трансформатора одно-
фазного, который включается в нулевую фазу и одну из фаз.
С вводной панели осуществляется питание цепей маршрутных реле
и повторителей путевых реле. Для этого используют реле НЛУ, ЧЛУ,
НЗА, 43 А, ПЛ А и блок выдержки времени СБ2 (рис. 288). На панели
установлено шесхь индивидуальных сигнализаторов заземления С31 —
С36 источников питания.
Панель распределительная типа ПР-ЭЦ25 совместно с вводной па-
нелью ПВ1-ЭЦ составляет комплект панелей безбатарейной системы
пи.ания ЭЦ промежуточных станций (до 30 стрелок) и предназначена
для центрального питания устройств ЭЦ на участках с любым видом
тяги.
Панель типа ПР-ЭЦ25 применяют с аккумуляторной батареей на-
пряжением 24 В, от которой обеспечивается питание реле, приборов
диспетчерской централизации, резервное питание красных ламп вход-
ных светофоров, лампочек табло. С помощью этой панели переменный
ток частотой 50 Гц преобразуется в переменный ток частотой 25 Гц для
питания рельсовых цепей. В качестве преобразователей частоты исполь-
зуют преобразователи типов ПЧ50/25-300. Преобразователи 1П и 2П
служат для питания путевых трансформаторов, преобразователь П —
для питания местных обмоток реле типа ДСШ-13 (рис. 289).
Электропитание рельсовых цепей осуществляется по четырем лучам
питания: ПХЛ1, 0ХЛ1 — ПХЛ4, 0ХЛ4. Наличие напряжения в каж-
дом луче контролируется лучевыми реле 1ЛА — 4ЛА. При выключе-
нии переменного тока (аварийный режим) панель обеспечивает питание
от аккумуляторной батареи гарантированных нагрузок: ламп красного
366
и пригласительного сигналов входных светофоров и разъединителей
ВЛ СЦБ. Это питание подается преобразователем типа ПП-300М, ко-
торый входит в комплект панели ПР-ЭЦ25.
Светофоры питаются от трансформатора Т1 панели типа ПВ1-ЭЦ,
а панель ПР-ЭЦ25 только коммутирует режимы питания светофорных
ламп (День, Ночь).

зр
Л АВ С
ЗА г
110
гго
180
110
О
о <5/7
3
2P1J
771—
К6/8
KS/7
2Р1
KS/B
(K6/5
Кб/У
К6/1
К11/13 „
220 *
1<Р Kill_______ЛР-^ЛРЛЛЩ
~гР°хШ	апэо-эд
?К8/4___'
J(3/7J
0_
ПХР
К9Д_____ПХР_____
K6/9_ _ J1ХРШ_\ §
Wl/W __ЛХ77О_ <§
~К8/10
| 1--'ЗА “---------------
K1lllt~O~„	ОХР
Ш/2_______ОХР
ДВ/9_ _ _РСА22О_
у9/3____0СА220
7£9/10_ _
ША _ ОСА18О_
7£3J11-- .ОСЛНО
~Д<915____ОСА11О_
Ткзт______0СА0_
ХЙ9/В______ОСАО_
______________°К9/7.__СТ
gj?2d>~ восп ,3
Ихэ ----	KS/11
охз восп *03
^tSi] K6/12
^1 V3	^KS£8_
T3
АВ
о
2
0/115/5
^16/1
K16I3
ДкюйГ
J116/6
A2
А1
K7/£
£715.
ВАХ-
АХ
^<7Д-
7&/9_
^0-
Ьк7/12
•^<7/11
Ув£
~вх
~УСХ
-CL
PU
К7ДЗ_
Пульт
управления
РО
ПР-ЭЦ,ПРП-ЭЦили. ПРЛТ-ЭЦ	ПП50-ЭИ
3
э 1 О
Рис. 287. Схема изолирующих трансформаторов вводной панели типа Г1В1-ЭЦ
367
Рис. 288. Схема путевых реле и выключения измерительных приборов вводной панели типа ППВ1-ЭН.
П
П
ElSiJl
КБП
Wuk1>) -J
\К7/13 K7/I5
о*—о X о——
Отключение АДН
МЭДСШ
Рис. 289. Схема питания рельсовых цепей распределительной панели типа
ПР-ЭЦ25
Рабочие цепи стрелочных электроприводов постоянного тока напря-
жением 220 В питаются от выпрямителя Вп2 типа ВЧС-1, 3, который
нормально включен и автоматически переключается на выпрямитель
ВпЗ (рис. 290).
Панель типа ПР-ЭЦ25 пригодна и для управления стрелочными
электроприводами с электродвигателями переменного тока.
Лампочки пульта-табло питаются от трансформатора Т1 типа
ПОБС-5А (рис. 291), а режимами горения ламп управляют с пульта-
табло кнопками: ВНТ—нормального напряжения (24 В), СНТ —
сниженного напряжения (19,2 В), КС — включения контроля стрелок
на светосхеме станции, ОТ — отключения табло при .резервном уп-
равлении станций, находящихся на диспетчерском управлении. Кноп-
ки управляют работой соответствующих реле.
При выключении переменного тока цепи лампочек, контролирую-
щих перегонные устройства, напряжение на фидерах, работу ДГА и
другие устройства, должны получать гарантированное питание. Кон-
тактами аварийных реле 1ТА и 2ТА питание от батареи 24 В подклю-
369
чается в цепи С, СМ, МС и КМС. Генератором питания этих лампочек
в мигающем режиме является пульс-пара на реле М и ПМ, которая
включается в действие при подключении лампочек.
Аккумуляторная батарея заряжается при помощи автоматического
зарядного устройства Вп1 (см. рис. 291). Зарядное устройство в режи-
ме содержания поддерживает на батарее напряжение 0,6—26,4 В. При
снижении напряжения батареи до 24 В включается форсированный
режим заряда, который переключается на режим содержания при до-
стижении напряжения на батарее 31 В.
Батарейную систему питания ЭЦ на станциях с числом стрелок до
30 применяют в основном при автономной тяге и для участков релей-
ной полуавтоматической блокировки при невозможности обеспечить
условия безбатарейного питания ЭЦ. При батарейной системе питания
электропитание ЭЦ осуществляется с помощью комплекта панелей:
вводной ПВ1-ЭЦ и панелей со статическими преобразователями ПРП-
ЭЦ, ПРПТ-ЭЦ, ПП50-ЭЦ, ПП25-ЭЦ (табл. 24).
В соответствии с табл. 24 из этих панелей можно комплектовать
различные типы установок электропитания. Например, установка
типа Б48Р50 состоит из панелей типов ПВ1-ЭЦ, ПРЦ-ЭЦ и ПП50-ЭЦ.
9Ud l/ОШ ч'	Z77/Z/> и
Рис. 290. Схема питания рабочих цепей стрелочных электроприводов панели типа
ПР-ЭЦ25
370
от
СНТ
ВНТ К11/9 ОТ
7Р
' Щ/7
I----
КС
S3
K11J11 ВНТ
ВНТ^ тзЬ^Чз
I (СТ/АУ
।__________„КЛ/13	1
с	ВП КТ/ТТ 10Ат
оесконтакт- г— —о——Р-^ч—
пая аппара - I BM КТ/ТВ ^-^70А
тура ДЦ _	 /р1—
XfBnK впк -^-^Пр^
(77 21) 1
(з-ч)
К5
ПвТ-ЭЦ
К/Т/10
от
1*1 I
внт
РЕ
PV1
впк стакпб
ПЬК
41.
пм
мтл
ЩИ
•г
f*,sv пм
\МС ZTA
/ТА
ia-з)
ПМ
КСТ

l/f7
ps РМ в
,5гл рн гг
'шз.зг, нт
кпл^
L
Мклз
ШнТ §
15А ЗОА
<Рз
10А
5
ШнЗai> Ч>3
ЪЩП м
п
МВ
§111
Рис. 291. Схема питания ламп
Д/глуму-
/BW/Wfffl
<Рз
IUM
CmomuObi Приел сигн Пулчш-
увязки с таблиц
перегонами 5
Ватарёя^^. Вентилятор
связи акк-
Табло
МБК
/МВ
мк
ZA МК
S S3

м
<э
(2-3)
Kin
& &
Табло'у'
табло, реле и включения
wl_«_J
го
ВНТ К9
/ТА 1М6
ПБТ
ZTA
с
'й
/ТА КСТ
ПМ rV3i _

выпрямителей
панели
типа 11Р-ЭЦ25
Таблица 24
Тип установки	Напряжение батареи, В	ПВ1-ЭЦ	прц-эц	ПП50-ЭЦ	ПРПТ-ЭЦ	ПП25-ЭЦ
Электропривод постоянного тока Б24Р50	24	+	+			
Б48Р50	48	+	+	+	—	—
Б48Р25	48	+	+	—-	—	+
Электропривод перемеиноог тока Б24РТ50	24	+			+		
Б48РТ50	48	+	—	+	+	—
Б48РТ25	48	+	—	—	+	+
§ 68.	Расчеты электропитающих устройств
электрической централизации
Емкость контрольной батареи. При резервировании переменного
тока лампы входного светофора получают питание от контрольной
батареи поста электрической централизации. При безбатарейной сис-
теме питания на крупных станциях (свыше 30 стрелок) резервное
питание осуществляется через преобразователи типов ПП-300 или
ПП-300М, а на промежуточных (до 30 стрелок) — через преобразова-
тель типа ППВ-1.
Рассчитаем мощность, потребляемую преобразователем типа
ППВ-1.
Для расчетов принято, что на промежуточной станции имеется два
входных светофора. При выходе из строя внешнего электроснабжения
питание красных ламп входных светофоров осуществляется от преобра-
зователя. От преобразователя питаются также лампы табло, сигнали-
зирующие отключение переменного тока во входных шкафах и срабаты-
вание схемы двойного снижения напряжения. Следовательно, актив-
ная составляющая потребляемой мощности Р = Рл + Рл.табло +
^дс.й ?л 1 35 Вт; Рл.табло 2,5 Вт; РЛеП “ 14,5 Вт.
Так как на станции установлено два светофора, то Р -• 2  35 +
+ 2-2,5 + 14,5 - 89,5 Вт.
Реактивную составляющую рассчитывают только для ламп свето-
форов, остальными значениями можно пренебречь Q ' 2фл; Q = 2х
/13	26 вар.)
Полная мощность Sn — VP* + Q2 == 1/89,5® + 2б2	93 В • А;
cos <р - P/S 89,5/93 = 0,96.
Для определения мощности, потребляемой преобразователем типа
372
ППВ-1 от аккумуляторной батареи, не-
обходимо вычислить коэффициент наг-
рузки преобразователя:
КН = Р/РППВ ] ^89,5'300 - 0,289,
где	=“= 300 Вт — мощность, на кото-
рую настраивают преобразователь типа
ППВ-1 при наладке устройств электри-
ческой централизации.
Коэффициент полезного действия
преобразователя q -- т|<рт]и/0,82, где q((,
и т]„ — коэффициенты полезного дей-
ствия, зависящие от cos <р и коэффици-
ента нагрузки преобразователя KR-
Зависимость к. п. д. преобразователя
ППВ-1 от со* (р и Кн в режиме пре-
образования (рис. 292): q 0,82 X
Рис. 292. График зависимости
к. п. д. преобразователя ППВ-1
от cos <г и коэффициента на
грузки
X 0,72/0,82 - 0,72.
Мощность, потребляемая преобразователем типа ППВ-1 от акку-
муляторной батареи, РПпв-1 7 Р/в - 89,5/0,72 =- 124 Вт.
Индекс контрольной батареи. При расчете принята станция, нахо-
дящаяся на двухпутном участке.
При выключении на посту ЭЦ переменного тока от контрольной ба-
тареи питание получают нагрузки, перечисленные в табл. 25.
Таблица 25
Нагрузка	Измери- тель	Число	Мощность на единицу измерения		Расчетная мощность	
			Р. Вт	Q. вар	Р. Вт	Q вир
Преобразователь типа ППВ-1 Лампы табло:	ШТ.	1	124	36	124	36
аварии переменного тока		4*	2.5	—	10	—
направления перего- на	»	8	2,5	—-	20	—
путевого приближе- ния и удаления	»	8		—	20	—
Реле панели преобра- ювателя типа ППВ-1 0,5 А; 24 В	Панель	1	12		12	
Приборы ДЦ 3 А; 24 В	Пост	1	72	—	72	—
Реле 0,2 А; 24 В Всего нагрузка SP	Стрелка	4,8	—	п	4,8 п 258---4,8 и	36
* Две лампы контроля фидеров на табло и две лампы контроля фндеров на панели
ПВ-ЭЦ; п — число стрелок на станции.
373
Емкость аккумуляторной батареи определяют исходя из суммарной
мощности, потребляемой устройствами (см. табл. 25):
С ™
6 '
где t = 6 ч — время резервного питания устройств;
U — 24 В — напряжение батареи;
Ki = 0,8 — коэффициент старения батареи;
К2 — 0,87 — коэффициент интенсивности разряда батареи.
Подставляя в эту формулу все значения, получаем:
(258 +4,8п) 6
Сб~ 24-0,8-0,87	’
т. е. для станции, имеющей 30 стрелок, емкость батареи
(258 + 4,8-30)6
С я =---------------= 143
24-0,8-0,87
А-ч.
Мощность переменного тока, потребляемая устройствами электри-
ческой централизации крупных станций. Нагрузку на внешнюю сеть
электроснабжения от всех устройств электрической централизации мож-
но с достаточной степенью точности определить по усредненным дан-
ным потребления мощности отдельными элементами устройств, пере-
численным в табл. 26.
В расчетах потери в преобразователях стативов типа СП1 50/25
учитывают в зависимости от нагрузки преобразователя рельсовыми
цепями частотой 25 Гц с реле типа ДСШ. При нагрузке до 50 % к. п. д.
принимается равным 0,45, cos ср = 0,6, а при нагрузке свыше 50 %
к. п. д. — равным 0,55, cos ср = 0,7.
Потери в трансформаторах типа ТС определяют по кривым на
рис. 293.
При расчетах мощности, потребляемой устройствами электриче-
ской централизации, следует иметь в виду, что от трансформатора ТС
питаются релейные цепи, релейные шкафы, контрольные цепи стрелок
и электрообогрев стрелок. Подсчитав нагрузку на трансформатор ТС,
необходимо учесть потери в преобразователях стативов СП1 50/25,
а также внутренние потери в трансформаторе ТС.
Светофоры, маршрутные указатели, табло питаются от трансформа-
торов релейной панели. Потери в трансформаторах при загрузке свыше
50 % следует принять: АР = 180 Вт; AQ = 250 вар.
Для станции, имеющей 100 стрелок, можно принять следующие
значения по1ребляемой мощности: устройства связи поста ЭЦ — ак-
тивная 3270 Вт, реактивная 2735 вар; устройства освещения, венти-
ляции и другие вспомогательные приборы — активная 4150 Вт, ре-
активная 1940 вар; лимит для мастерской — 7000 В • А (активная
5600 Вт, реактивная 4200 вар).
374
Таблица 26
Нагрузка	Измеритель	Потребляемая мощность	
		Р, Вт	Q, вар
Лампочки табло'	Стрелка	14	—
Контрольная цепь стрелочных элект- роприводов		5	4
Обогрев контактов автопереключателя	»	45	22
Лампы светофоров Маршрутные указатели на станции:	Светофор	25	—
до 140 стрелок	Пост ЭЦ	700	—
свыше 140 стрелок Рельсовые цепи (с реле ДСШ) при тяге:	То же	1400	—
тепловозной	Рельсовая цепь	20	22,5
электрической постоянного тока	То же	66	53
электрической переменного тока ча- стотой 25 Гц	»	18	8,2
Релейные шкафы входного светофора	Шкаф	95	60
Местное управление на станции, име- ющей свыше 80 стрелок Выпрямители контрольной батареи 24 В, 30 А на станции с числом стрелок:	Пост ЭЦ	200	100
до 40 (одни выпрямитель)	То же	480	640
40—85 (один выпрямитель)	»	1180	1180
85—120 (два выпрямителя)	»	1400	1400
120—140 (два выпрямителя)	»	1700	1700
140—170 (два выпрямителя)	»	2140	2140
170—200 (два выпрямителя) Выпрямитель безбатарейный 220 В, 30 А стрелочный3 при:	»	2360	2360
холостом ходе переводе стрелок на станции с чис- лом стрелок:		240	860
до 60	Пост ЭЦ	3600	1700
свыше 60	То же	5400	2600
Батарейный стрелочный выпрямитель 220 В, 3 А Потери в трансформаторах релейной панели 1ТР— 4ТР при загрузке:		500	870
50%	»	120	200
свыше 50%	А»	180	250
1 На станции, имеющей свыше 80 стрелок, применяют схемы, ограничивающие юк
подсветки, и нагрузка принимается равной 1200 Вт.
2 Учитывается при определении номинальной мощности ДГА.
375
О I i 6 a to n H S,kB-A
Phc. 293. Кривые потери мощности в трансформаторах типов ТС-25, ТС-40 (а)
и ТС-10, ТС-16 (в)
Дополнительные нагрузки на вводную панель oi трансляционного
усилителя в рабочем режиме, от выпрямителя 220 В, 30 А при переводе
стрелок при безбатарейной системе питания и негарантированного ос-
вещения составляют: активные 14 000 Вт, реактивные 6000 вар.
Пример. Определим мощность, потребляемую устройствами электрической
централизации (при безбатарейной системе питания) участковой станции, име-
ющей 100 стрелок и 130 светофоров, по укрупненным показателям. На станции
и прилегающих участках — электротяга переменного тока, используют рельсо-
вые цепи переменного тока частотой 25 Гц с реле типа ДСШ-13. Вся аппаратура
ЭЦ размещена на посту II категории.
Все расчеты выполнены в соответствии с нагрузками, перечисленными в табл.
26.
Рельсовые цепи потребляют мощности: Рр.ц--- 18-100 - 1800 Вт; Qp ц
8,2-100 - 820 вар; $р.ц - Vl 8002+ 8202 =-=’ 1980 В-А.
Потерн в преобразователях частоты при загрузке свыше 50 %, к.п.д. т] -
0,55 и cos <р -= 0,7 составляют: AS — 1980/0.55	3600 В А; АР AS
cos <р - 3600-0,7 -- 2520 Вт; AQ -= AS sin <р =- 3600-0,7 - 3600-0,7 -
- 2520вар, а с учетом потерь в преобразователях: Р0.р.ц ~ 1800 4 2520
‘ 4320 Вт- Со.р.и  820 4- 2520	3340 вар; 50,р.цЛ= УРо.р.ц. + Qo.p.n. -
- V43202 + 33402	5461 В-А.
Цепи контроля и обогрева стрелок, также релейные шкафы входных светофо-
ров питаются от трансформатора типа ТС-10. Нагрузка на трансформатор от ука-
занных устройств:
Ртс Ркц А стр 4 ^обк /^сТр + Рве Л^вс -== 5 • 1004-45-100 4-95 >2
= 500 -ф4500 +190 - = 5190 Вт;
376
Рте — Qкц Л^стр + Собк Nстр+ Рвс ^вс — 4 • 100 +22-100 j-60• 2 —
= 400+2200 + 120 = 2720 вар;
8ТС = V51902+27202 = 5850,В • А.
Потери в трансформаторе типа ТС-10 при указанной нагрузке (см. рис. 293);
АР - 220 Вт; AQ = 975 вар.
Потребляемая мощность с учетом потерь в трансформаторе типа ТС-10
Ро. тс = 5190 + 220 = 5410 Вт; Qo. тс 2720 + 975 ----- 3695 вар.
Светофоры на станции, маршрутные указатели, приборы, табло питаются
от трансформаторов Tpl — Тр4 релейной панели.
Мощности, потребляемые светофорами:
Рсв= 21 • 130 = 2730 Вт; QCB = 6,8• 130 = 880 вар.
На маршрутных указателях одновременно может гореть до 28 ламп мощно-
стью 25 Вт каждая: Рм у = 28-25 - 700 Вт.
Приборы табло потребляют: Рт -= 1200 Вт; QT -- 460 вар.
Нагрузка на трансформаторы Tpl — Тр4 релейной панели:
Рр.п-Рсв+-Рм.у + РТ = 2730 + 700 +1200 = 4630 Вт;
Рр ,п = Рсв + Рт = 880 + 460 •= 1340 вар.
Потери в трансформаторах релейной панели при загрузке свыше 50 %: АР -
180 Вт; AQ -- 240 вар.
Общая нагрузка приборов релейной панели с учетом потерь в трансформа-
торах Tpl — Тр4-. Ро.р.ц = 4630 + 180 = 4810 Вт; Qo.p.n 1340 + 250 --
1590 вар.
Выпрямитель контрольной батареи типа 24 В, 30 А потребляет: Р 1180 Вт;
Q 1180 вар; 8 = 1670 В-А.
Выпрямитель безбатарейной системы питания 220 В, 30 А потребляет при
холостом ходе: Р' — 240 Вт; Q' -- 860 вар; 8'	900 В-А.
Общая мощность, потребляемая устройствами СЦБ поста электрической
централизации станции:
Ро.сцб = Ро.рц + Ро.тс +Ро.рп+Р Ч- Р' - 4 320 + 5410 + 4810 +
+ 1180 + 240- 15960 Вт;
Ро.сцб = Ро.рц + Ро.тс + Qo.pn"4- Р + Р' - 3340 + 3695 + 1590
+ 1180 -j 860 10 665 вар.
Устройства связи поста потребляют мощности: Р0.св 3270 Вт; <?0.св
2735 вар.
Для устройств освещения, вентиляции и других вспомогательных приборов
поста требуется: Ро.всп 4150 Вт; 0е.всп ~ 1940 вар.
Суммарная мощность, потребляемая устройствами СЦБ и связи поста элект-
рической централизации станции, которая обеспечивается от резервного автомати-
зированного дизель-генератора (ДГА);
Реум Ро.сцб +-Ро.св 4-Ро.всп -15 960 г 3270 | 4150	23 380 Вт;
Реум Ро.сцб + Ро.св -I Ро.всп"~ 10 665 + 2735 + 1940	15 340 вар;
8сум - |/>сум 4 <?с2ум ’ V23 3802+ 15 3402 - 27 890 В-А.
Лимит мощности для мастерской: Рм 5600 Вт; 4200 вар.
Дополнительные кратковременные нагрузки на вводную панель питающей
установки (до 10 с), которые преодолеваются ДГА за счет инерции, от усилите-
377
ля ТУ-1000 в рабочем режиме, от выпрямителя 220 В, 30 А при переводе стрелок.
а также нагрузки от негарантированного освещения Ря 14 000 Вт; (?д
6000 вар.
Общая мощность, потребляемая всеми устройствами поста электрической
централизации при безбатарейиой системе питания:
роп ?сум4 Рм ЬРд 233804-56004 14000 42 980 Вт;
Qou Осум 4 Qm 4 <?д 15 340 4 4200 -f- 6000 25 540 вар;
Son V Рогп Г Qon 1/42 980*4 25 5402 50 000 В • А 50 кВ  А.
Для питания устройств СЦБ и связи иа постах электрической централизации
предусматривается резерв мощности, равный 10 %.
§ 69. Автоматизированные дизель-генераторные установки
и резервные электростанции
В случае прекращения энергоснабжения от основного и резервного
источников электроэнергии для питания устройств автоматики и теле-
механики поста ЭЦ применяют автоматизированные дизель-генератор-
ные установки типа ДГА и резервные электростанции.
Дизель-генераторная установка состоит из дизеля, генератора, сое-
диненного с дизелем упругой муфтой, и щита управления с устройства-
ми автоматики и коммутации. В комплект дизель-генераторной уста-
новки входят: аккумуляторные батареи, выпрямители, щит вспомога-
тельных устройств, пульт дистанционного управления, топливный бак
и щиток с контрольно-измерительными приборами.
В зависимости от типа поста электрической централизации устанав-
ливают электростанции следующей мощности:
Тип поста ЭЦ Электростан-	I	1	I, Н	II, III	IV
ция:					
тип . . . мощность,	Э-8Р	ДГА-12М	2Э16АЗ	ДГА-24М	ДГА-48М
кВт 		8	12	16	24	48
Каждая электростанция является автономным источником электро-
энергии и может работать непрерывно в течение 200 ч без обслуживаю-
щего персонала. В электростанциях типа ДГА-24М и дизель, и гене-
ратор смонтированы на одной раме, а ДГА-48М раздельно. Аккуму-
ляторные батареи автоматики и стартерные батареи размещают в ак-
кумуляторных помещениях постов на общих стеллажах, а в электро-
станции Э-8Р стартерную батарею устанавливают рядом с агрегатом.
Схема расположения блоков электростанции на посту ЭЦ приведена на
рис. 294.
378
Трехфазный генератор электро-
станции переменного тока часто-
той 50 Гц напряжением 400/230 В
возбуждается от полупроводнико-
вых выпрямителей.
Для быстрого включения агре-
гата внутренняя температура в
здании электростанции не должна
быть ниже + 15° С. Такой режим
поддерживается температурными
датчиками, которые автоматически
включают электрические печи.
При исчезновении напряжения по-
стоянного тока или чрезмерном
снижении в цепях управления
(24 В) аварийное реле обесточива-
ется и дизель-генератор останавли-
вается. Напряжение 24 В посту-
naei с релейной панели, питаю-
щей установки поста ЭЦ. Дизель-
генератор имеет защиту, которая
обеспечивает
100° С, уменьшении давления
остановку при повышении
Рис. 294. Схема расположения бло-
ков резервной электростанции на по-
сту ЭЦ:
/ — дизель-геиератор ДГА; 2- пульт ав
томатики; 3 место для преобразователя
частотой 75 Гц; 4 - бак для воды; 5
топливный бак; 6 — бак для масла; 7
выпрямитель
температуры воды более
масла до 11,1 МПа, снижении уровня
воды в системе охлаждения ниже допустимого, повышении частоты
вращения более 1700 об/мин.
Электростанция автоматически включает нагрузку примерно через
20 с после отключения питания устройств ЭЦ от фидеров (основного и
резервного) и отключает нагрузку при появлении напряжения в одном
из фидеров. Запускать электростанцию можно нажатием кнопки с пуль-
та или вручную. Для автоматического управления электростанцией
поставляется щит типа ЩДГА-М.
Блок автоматического управления состоит из щита, резервной ав-
томатики, блока включения нагрузки и подогревателя. При запуске
дизель-генератора автоматически включается вентилятор.
Автоматический пуск дизеля происходит при поступлении сигнала
о запуске с пульта или от кнопки пуска на щите ЩДГА-М или исчезно-
вении напряжения на обоих фидерах переменного тока. В первом слу-
чае при наличии напряжения на вводах генератор на нагрузку не
включается. Двигательь останавлливается при поступлении сигнала
на остановку с пульта и от кнопки на щите или появлении напряже-
ния в одном из фидеров.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение........................................................... 3
Глава 1. Воздушные линии автоматики, телемеханики н связи . .	.	5
§ I.	Классификация воздушных линий................................. 5
§ 2.	Типовые профили опор ВЛ, ВСЛ СЦБ и воздушных линий связи .	7
§ 3.	Материалы и арматура воздушных линий..........................10
§ 4.	Деревянные опоры, железобетонные приставки и железобетонные опо-
ры ..............................................................  16
§ 5.	Основные типы опор воздушных линий СЦБ и связи ...........  .	19
§ 6.	Оборудование высоковольтных линий автоматики и телемеханики 26
§ 7.	Оборудование воздушных линий связи .	....................31
§ 8.	Устройство удлиненных пролетов, пересечений и переходов. . .	34
§ 9.	Заземления в устройствах автоматики, телемеханики и связи ... 39
§ 10.	Типы и конструкции заземляющих устройств.....................45
§11.	Строительство воздушных лнннй............................... 48
§ 12.	Техническое обслуживание и ремонт воздушных линий	55
§ 13.	Механизация работ при строительстве и ремонте воздушных линий 58
§ 14	Техника безопасности при работах на воздушных линиях .... 62
Глава II Кабельные линии автоматики, телемеханики и связи . . . 67
§ 15.	Назначение и классификация кабельных линий ..................67
§ 16.	Конструкция кабелей........................................  70
§ 17	Кабели для устройств автоматики и телемеханики. .... 77
§ 18.	Железнодорожные кабели связи . .	  82
§ 19.	Оборудование, арматура и материалы кабельных линий	86
§ 20.	Строительство кабельных линий . .	 95
§ 21	Монтаж сигнально-блокировочных кабелей	. .	. 101
§ 22	Монтаж силовых и контрольных кабелей. Паспортизация кабельных
линий ...	............................................. 107
§ 23	Механизация кабельных работ	......... ...............113
§ 24.	Техническое обслуживание и ремонт кабельных линий...........1|я
§ 25.	Техника безопасности при работах на кабельных линиях. . .	123
380
Глава Ш. Защита воздушных и кабельных линий
автоматики, телемеханики и связи..................................129
§ 26.	Влияние электрических железных дорог и линий электропередачи
иа воздушные и кабельные линии...................................129
§ 27.	Средства защиты устройств автоматики, телемеханики и связи от
опасных и мешающих влияний железных дорог и линий электропе-
редачи ..........................................................139
§ 28.	Защита полупроводниковых приборов от перенапряжений .... 145
§ 29.	Воздействие молнии иа устройства автоматики, телемеханики и связи
Приборы защиты...................................................152
§ 30.	Защита устройств автоматики, телемеханики и связи от атмосферных
перенапряжений...................................................160
§ 31.	Защита кабелей от коррозии................................  168
Глава IV. Оборудование электропитающих установок автоматики и
телемеханики................................................ 178
§ 32.	Генераторы постоянного тока................................ 178
§ 33.	Реакция якоря и коммутация тока...........................  185
§ 34.	Типы генераторов и их характеристики.................. . 189
§ 35.	Общие сведения о двигателях постоянного тока  .............. . 193
§ 36.	Электродвигатели постоянного тока и их характеристики .	.	.	195
§ 37.	Однофазный и трехфазный трансформаторы..................... 200
§ 38.	Автотрансформаторы и дроссели насыщения.................... 207
§ 39.	Трансформаторы железнодорожной автоматики	и телемеханики. . 209
§ 40.	Путевые дроссель-трансформаторы	 216
§41.	Асинхронные электродвигатели .	 219
§ 42	Синхронные генераторы.......	 225
§ 43.	Первичные химические источники тока..................... 229
§ 44	Свинцовые акнумуляторы......................................233
§ 45.	Электролит и химические процессы в свинцовых	аккумуляторах . 239
§ 46.	Электрические характеристики свинцовых аккумуляторов	.	243
§ 47.	Аккумуляторные батареи................................ 247
§ 48.	Правила эксплуатации и способы устранения неисправностей свин-
цовых аккумуляторов ............................................ 251
§ 49.	Щелочные никель-железные и иикель-кадмиевые аккумуляторы
Аккумуляторные помещения.............................. 256
§ 50.	Электрические вентили и выпрямительные устройства.......	261
§ 51.	Классификация схем выпрямления переменного тока и их парамет-
ры ............................................................. 266
§ 52	Влияние характера нагрузки на работу выпрямительных	схем	275
§ 53.	Выпрямители, применяемые в устройствах автоматики и телемеха
ники. . ........................................................ 278
§ 54.	Электромагнитные и полупроводниковые преобразователи........286
Г л а в а V. Электроснабжение систем железнодорожной автоматики и те-
лемеханики	298
§ 55.	Особенности электроснабжения	устройств......................298
§ 56.	Энергоснабжение устройств автоблокировки................  .	301
§ 57.	Системы питания............................. ...............307
§ 58	, Электропитание от высоковолотных проводов, подвешенных иа
опорах контактной сети ..........................................313
§ 59	Электропитание устройств	переездной	сигнализации и полуавтома-
тической блокировки .... 	   .......	315
381
§ 60.	Техническое обслуживание устройств электропитания на перего-
нах н станциях.................................................  318
§ 61.	Питающие пункты устройств автоматики и телемеханики .	... 321
§ 62.	Расчеты питающих устройств сигнальной точки автоблокировки 328
§ 63.	Электропитание устройств автоматики и телемеханики крупных стан-
ций............................................................. 336
§ 64.	Унифицированная щитовая установка электропитания устройств цен-
трализации на крупных станциях при безбатарейной системе пита-
§ 65.	Электропитание устройств электрической централизации малых
станций..........................................................359
§ 66.	Устройства электропитания электрической централизации проме-
жуточных станций..............................................    361
§ 67.	Электропитающие установки безбатарейной и батарейной систем пи-
тания ЭЦ промежуточных станций...................................364
§ 68.	Расчеты электропитающих устройств электрической централиза-
ции .............................................................372
§ 69.	Автоматизированные дизель-генераторные установки и резервные
электростанции.................................................. 378
Учебник
Александр Федорович Михайлов
Леонид Александрович Частоедов
Электропитающие устройства и лииейиые сооружения автоматики,
телемеханики и связи железнодорожного транспорта
Переплет художника В. Я. Баркова
Технический редактор М. И. Ройтман
Корректор-вычитчик Л В. Ананьева
Корректор И. А. Попова
И Б .4» 3298
Сдано в набор 05.12.86. Подписано в печать 01.07,87 г. Т-13970.
Формат 60Х88!/1б Бум. офс. № I. Гарнитура литературная. Офсетиая печать,
Усл. печ. л. 22,32. Усл. кр.-отт. 22.57. Уч.-изд. л. 26.86. Тираж 16 000 экз.
Заказ 2254. Цена 1 руб	Изд. № 1-I-2/6 № 3268.
Ордена «Знак Почета» издательстве» «ТРАНСПОРТ». 103064. Москва. Басманный тун.. 6а
Московская типография Х«> 1 Сою.зполиграфпрома
при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
129041, Москва. Б Переяславская, 46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗДАТЕЛЬСТВ,
ПОЛИГРАФИИ И КНИЖНОЙ ТОРГОВЛИ
Ордена «Знак Почета» издательство «Транспорт»
Имеются в продаже книги:
Дмитриев В. С. Основы железнодорожной автоматики и телемаханики: Учеб-
ник для техникумов. — 2-е изд. перераб. и доп. — 1982. — 268 с. — 90 к.
Казаков А. А. Автоматика регулирует движение поездов.— 1986. — 120 с.—
15 к.
Кондратьева Л. А. Устройства железнодорожной автоматики и телемехани-
ки: Обший курс: Учебник для техникумов. — 1983. — 232 с. — 55 к.
Кудинов Г. П. и др. Технологические средства автоматизации на промышлен-
ном железнодорожном транспорте. — 1984. — 222 с. — 1р. 20 к.
Савушкин А. К., Жуков В. И. Станционные устройства железнодорожной ав-
томатики и телемеханики: Учебник для СПТУ. — 2-е изд., перераб. и доп. —
1985.— 295 с.— 65 к.
Теоретические основы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учебник
для вузов ж.-д. трансп. — 3-е изд., перераб. и доп. — 1984. — 1 р. 20 к.
Продажа производится
отделениями издательства «Транспорт», центральным магазином «Транспорт-
ная книга» (107078, Москва, Садовая Спасская ул., д. 21). Отдел «Книга — поч-
той» указанного магазина (113114, Москва, 1-й Павелецкий пр., д. 1/42, корп. 2)
и отделения издательства высылают литературу наложенным платежом.