Работы на цепях заземления должны выполняться по письменному распоряжению. Указанное распоряжение оформляется в журнале производства работ с обязательными указаниями места, времени, членов бригады, руководителя, необходимых и дополнительных мер безопасности. Лицо, которое отдает такое распоряжение, должно провести целевой инструктаж бригады с соответствующей отметкой в журнале производства работ.

Работы по обслуживанию защитных заземлений могут относиться к разным категориям работ в зависимости от приближения, в ходе выполнения работ, к токоведущим частям, которые находятся под рабочим или наведенным напряжением. Работа относится к категории «вдали от частей, находящихся под напряжением» в случае если в процессе обслуживания расстояние до токоведущих частей (с учетом рабочего инструмента) составляет более 2 метров. Такая работа должны выполняться бригадой, которая состоит не менее чем из двух человек. Исполнитель такой работы должен иметь группу допуска по электробезопасности не ниже III, а производитель работы должен иметь группу допуска по электробезопасности не ниже IV. Производитель работы обязан вести наблюдение как за работающими, так и за движением поездов.

Для выполнения любых работ на искровом промежутке (устройств по защите рельсовых цепей от влияния заземленных конструкций), предварительно нужно выполнить основное правило электробезопасности: установив на месте разрыва цепи шунтирующую перемычку с сечением по меди не менее чем 50 мм².

1. Требования электробезопасности при работах по замене искровых промежутков

До начала любых работ на заземляющем спуске опоры контактной сети необходимо проверить целостность и исправность заземления, а также надежность присоединения этого заземления к тяговому рельсу 3 рисунок (6.1). Ослабленные крепления следует подтянуть ключом [23].

Рисунок 6.1 – Схема наложения шунтирующей перемычки при работах на защитных заземлениях

Установить в диэлектрических перчатках шунтирующую перемычку (4) на искровой промежуток (2), сначала присоединив ее со стороны тягового рельса (3), а затем присоединив ее выше ИП к заземляющему спуску (1) железобетонной опоры или к раскосу металлической опоры. В случае использования переносной заземляющей штанги вместо шунтирующей перемычки установка и снятие штанги может быть произведено без диэлектрических перчаток.

Далее, с помощью гаечного ключа следует ослабить болтовые соединения плашечных зажимов КС 066 и удалить с цепи заземления опоры контактной сети искровой промежуток. Подготовленное предварительно к монтажу устройство по защите рельсовых цепей от влияния заземленных конструкций ГРПЗ –1У установить. После чего следует отсоединить перемычку сначала со стороны опоры (5), а затем и со стороны тягового рельса.

1. Расчеты напряжения прикосновения у опоры контактной сети

Такие факторы как увеличение тяговых токов в рельсовых сетях, укладка рельсовой нити на железобетонные шпалы через резиновую прокладку, усиление щебеночной балластной призмы могут привести к увеличению потенциала рельса до 2 кВ относительно удаленной земле. При таких условиях касание человеком опоры контактной сети может привести к его поражению электрическим током. Требуется в связи с этим оценить условия электробезопасности в случае прикосновения человека к опоре контактной сети.

Для обеспечения необходимого уровня электробезопасности следующее условие должно выполняться

(6.1)

здесь - разность потенциалов между точкой земли, находящейся на расстоянии одного метра от опоры и потенциалом опоры на высоте 1,5 м от земли, В; - допустимая величина напряжения прикосновения для человека (при продолжительности воздействия более 3 секунд для сетей с напряжением до 35 кВ эта величина составляет = 65 В [24]).

Напряжение прикосновения к железобетонной опоре определяется как, В

(6.2)

здесь - потенциал арматуры опоры, В; - коэффициент прикосновения, который зависит от относительных величин геометрических размеров фундамента опоры, толщины и однородности структуры верхнего слоя земли (по кривым, представленным в [9], определяем для однородной структуры с заглублением опоры на 2,5 м: ).

Потенциал арматуры железобетонной опоры определяется как, В

(6.3)

здесь - сопротивление бетона под хомутами опоры. Это сопротивление прямо пропорционально произведению удельного сопротивления бетона под хомутами и толщины бетона и обратно пропорционально площади соприкосновения хомутов с опорой ( = (50 – 75) Ом [9], примем ). - это потенциал опоры, его принимаем равным потенциалу рельса при индивидуальном сопротивлении опоры на тяговый рельс (в расчете примем ). – это сопротивление “арматура – удаленная земля”, складывается из сопротивления фундамента опоры и сопротивления растеканию заглубленной части (составляет 10 – 15 Ом [9], примем ). – это сопротивление слоя бетона под рукой касающегося опоры человека (в расчетах принимаем =40 Ом [9]). - это сопротивление стеканию тока со ступней человека (в сухую погоду без щебеночной подсыпки возле опоры это сопротивление находится в пределах 70 – 100 Ом, принимаем =80 Ом).

Напряжение прикосновения к опоре в рассматриваемом случае составляет

Таким образом, условие (6.1) не выполняется, 337 > 65 В.

В связи с невыполнением условия (6.1) необходимо провести мероприятия направленные на снижение напряжения прикосновения к опоре контактной сети. Дополнительная мера, обеспечивающая электробезопасность людей у контактных опор, это увеличение сопротивления на пути тока, который протекает через человеческое тело. Такое увеличение можно быть достигнуто щебеночной (гравийной) подсыпкой у опоры в радиусе 1,5 метра. Например, для толщины слоя подсыпки 20 – 25 см сопротивление стеканию тока со ступней человека возрастает до значений 850 – 1000 Ом, примем [25].

В этом случае, напряжение прикосновения к железобетонной опоре с изолирующей подсыпкой составляет

Такое значение напряжения прикосновения удовлетворяет условию (6.1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе был проведен анализ таких процессов, которые протекают в обратной электротяговой сети и приводят к нарушениям в стабильной работе систем железнодорожных автоматики и телемеханики в условиях обращения поездов с повышенной массой и длинной. Спецификой этого комплексного анализа является комплексное рассмотрение смежных технических систем: систем электроснабжения и автоматики.

В работе была использована специальная методика, для определения влияния числа заземляющих устройств на стабильную работу рельсовой цепи. В методику подставлялись значения реально существующего перегона блок участка длиной 1984 м направления Забайкальской железной дороги Домикан – Архара. Опоры контактной сети стоят здесь на среднем расстоянии 54,3 м друг от друга. Было установлено, что для таких длин пролетов сигнальный ток, приходящий на релейный конец достаточен для обеспечения нормальной работы реле. Отказы на рельсовой цепи из-за утечек сигнального тока нужно рассматривать в комплексе с различными факторами. Среди этих факторов важнейшими являются следующие: конструктивное выполнение токопроводящих стыков, климатические особенности в районе перегона, и запесоченность балластной призмы.

Были рассмотрены причины возникновения поперечной асимметрии тяговых токов. Такая асимметрия при достижении ею величины 10,96 А (4,6%) и более приводит к отключениям сигнальной цепи от рельсовой линии. Известно, что поперечная асимметрия возникает из-за превышения проводимости одной из рельсовых линий по сравнению с проводимостью другой линии. Что, в свою очередь, обусловлено наличием различных заземленных конструкций подключенных к тяговому рельсу. Было установлено, что на рассматриваемом перегоне основная причина возникновения неравенства токов, текущих по рельсовым нитям, это пробой искровых промежутков в цепях заземления опор контактной сети. Одной из мер снижающих чувствительность аппаратуры сигнальных цепей к асимметриям тягового тока, может быть замена дроссель – трансформаторов на дроссель – трансформаторы более мощные, с большим коэффициентом трансформации.

В результате проведенного анализа, были установлены основные причины существенного повышения потенциалов тяговых рельс на участке Домикан – Архара. Этот потенциал может достигать величины 1370 В относительно земли. Этими основными причинами являются следующие: рост обратного тягового тока и недостаточная проводимость рельсовых нитей.

Из-за роста потенциалов в обратной тяговой сети существенно выросло число пробоев искровых промежутков (ИП-3) с рельсовой стороны. Это, вызывает значительные нарушения в работе рельсовой цепи, и, как следствие, приводит к большому ущербу от вынужденных задержек в движении поездов. Для того, чтобы решить эту проблему предлагается в цепях заземления низкоомных опор контактной сети использовать защитные устройства многократного действия ГРПЗ – 1У. Преимуществом этих устройств является то, что они не разрушаются при характерных для рассматриваемого участка перенапряжениях, восстанавливают свои параметры после снятия напряжения, после числа пробоев не менее 12. Указанное устройство имеет значительную величину статического напряжения пробоя 1400-1700 В, что с запасом перекрывает потенциал тяговых рельс на участке Домикан – Архара относительно земли.

Для участка четного пути Домикан – Архара был проведен экономический расчет внедрения устройства многократного действия ГРПЗ – 1У для защиты рельсовой цепи от влияния заземленных конструкций. Результат расчета показал, что срок окупаемости от использования ГРПЗ – 1У составит 4,4 года. Этот показатель подтверждает экономическую эффективность предложенного технического решения.

Рассмотрены условия обеспечения безопасности труда и обеспечения электробезопасности для работ на защитных заземлениях тяговой сети.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Кириленко, А.Г. Электрические рельсовые цепи [Текст]: учебное пособие / А.Г. Кириленко, Н.А. Пельменева. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – 94 с.

2. Кириленко, А.Г. Методика анализа работы несимметричных рельсовых цепей с переменной структурой рельсовой линии [Текст] / А.Г. Кириленко, Е.Р. Крамаренко, Ю.В. Кузнецов // Бюллетень научных сообщений : сб. науч. тр. / Хабаровск. ДВГУПС, 2005. – С. 83 – 98.

3. Инструкция по заземлению устройств энергоснабжения на электрифицированных железных дорогах [Текст]: ЦЭ – 191: утв. зам. министра путей сообщения Рос. Федерации А.Н. Кондратенко 10.06.2003. – М.: Транспорт, 2003. – 112 с.

4. Кириленко А. Г. Электрические рельсовые цепи [Текст]: учебное пособие: исследование кодовой рельсовой цепи частотой 25 Гц / А. Г. Кириленко, Н. А Пельменева. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – 48 с.

5. Наумов, А.В. Выбор параметров и правил построения обратной тяговой сети на электрифицированных железных дорогах [Текст] / А.В. Наумов, А.А. Наумов. – М.: Интекст, 2005 – 143 с.

6. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифи­цированных железных дорог [Текст]: ЦЭ – 868: Департамент электрификации и электро­снабжения Министерства путей сообщения Российской Федерации. — М., «ТРАНСИЗДАТ», 2002 г. - 184 с.