Расчет влияния внешних импульсных перенапряжений на устройства связи и меры защиты (стр. 4 )

Влияние ЛЭП на МКПАБ:

Влияние контактной сети на МКПАБ:

Влияние ЛЭП на ТПП:

Влияние контактной сети на ТПП:

Влияние ЛЭП на СБПБ:

.

Влияние контактной сети на СБПБ:

Влияние ЛЭП на волновод:

.

Влияние контактной сети на волновод:

В;

б) Перенапряжения при заносе потенциала для 625 Гц.

Влияние ЛЭП на МКПАБ:

Влияние контактной сети на МКПАБ:

Влияние ЛЭП на ТПП:

Влияние контактной сети на ТПП:

Влияние ЛЭП на СБПБ:

.

Влияние контактной сети на СБПБ:

Влияние ЛЭП на волновод:

.

Влияние контактной сети на волновод:

В таблице 4.1 представлены полученные результаты перенапряжения при заносе потенциала.

Таблица 4.1 – Воздействия грозового разряда на аппаратура ЖАТС

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

5 Элементы защиты

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 5.1 – Элементы защиты

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

Рисунок 5.1 – Предохранитель типа ПКН