Поясн зап Защита от Перенапряжения (1221826), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1.6 Влияние электротяги
Параметры влияния электротяги при реальном проектировании защиты подсистем инфраструктуры от перенапряжений должны приниматься исходя из характеристик и конструктивных особенностей построения тяговой сети и параметров и расположения устройств и коммуникаций, подверженных влиянию.
Перенапряжения, создаваемые различными источниками и факторы, которые следует учитывать при выработке рекомендаций по комплексной защите от перенапряжений инфраструктуры ОАО «РЖД», приведены в нормативных документах и являются справочными.
При проектировании защиты подсистем инфраструктуры следует учитывать влияние:
- тягового тока;
- основных и высших гармоник тягового тока и тягового напряжения для электротяги переменного тока и высших гармоник составляющих тягового тока и тягового напряжения для электротяги постоянного тока;
- коммутационных процессов тяговой единицы подвижного состава;
- коротких замыканий контактной сети и тяговой единицы подвижного состава.
Допустимые индуцируемые напряжения в проводах линий автоматики телемеханики установлены для двух режимов работы тяговой сети:
- вынужденного (к нему относиться и режим плавки гололеда) и режима короткого замыкания тяговой сети на рельс (землю).
Исходя из рассмотрения источников перенапряжений и их оказываемого влияния на линии электропитания, линии ЖАТ и электросвязи следует разработать и утвердить схемы защиты перечисленных линий от перенапряжений с учетом их протяженности, расположению по отношению к ТП, и рекомендуемых к применению типов УЗИП.
2 Техническая часть
2.1 Методы защиты от молний и перенапряжений зданий и
сооружений
Меры защиты следует считать эффективными, только если они соответствуют требованиям защиты от нанесения вреда персоналу и физического повреждения здания (сооружения) и требованиям защиты от отказов внутренних систем.
Методы защиты от молнии и перенапряжений должны быть выбраны на стадии проектирования, чтобы максимально использовать конструктивные элементы служебно-технических зданий для комплексного решения вопросов уравнивания потенциалов и оптимального решения по устройству внешней и внутренней молниезащитной систем.
Здания постов ЭЦ, домов связи или транспортабельных модулей должны находиться в защищенной от прямых ударов молнии молниезащитной зоне LPZ 2, в которой распространяется часть тока молнии или индуцированный ток и магнитное поле молнии.
При проектировании внешней LPS служебно-технических зданий СЦБ и электросвязи необходимо учитывать, что при размерах зданий и сооружений (высоте в пределах 20—50 м, длине и ширине примерно 100 м) поражение молнией является редким событием. Для небольших строений (с габаритами примерно 10 м) ожидаемое количество поражений молнией редко превышает 0,02 за год, а это значит, что за весь срок их службы может произойти не более одного удара молнии.
Допустимая вероятность прорыва молнии - предельно допустимая вероятность Р удара молнии в объект, защищаемый молниеотводами. Надежность защиты определяется как 1 - Р.
Для служебно-технических зданий ЖАТ и электросвязи достаточный уровень защиты следует принять с вероятностью прорыва 0,1.
Критерий надежности защиты объектов от прямого удара молнии 0,9 следует принимать при разработке проектных решений по молниезащите для зданий (сооружений) постов ЭЦ, совмещенных зданий постов ЭЦ и узлов связи.
В зависимости от грозовой активности местности, категории железнодорожной магистрали, интенсивности движения поездов, установленных скоростей движения и т.п. в проект может быть заложен уровень надежности, превышающий 0,9, что потребует дополнительных затрат на строительство молниезащитной системы.
Система молниеприемников может состоять из произвольной комбинации следующих элементов:
- стержни (включая свободно стоящие мачты);
- молниезащитные тросы;
- молниезащитные сетки.
Молниеприемники, установленные на сооружении, следует располагать на углах, возвышающихся элементах и краях (особенно на верхних уровнях фасадов).
Внешняя LPS может быть изолирована от сооружения или может быть установлена на защищаемом сооружении и даже быть его частью.
Для зданий (сооружений) ЖАТ и электросвязи следует предусматривать неизолированную внешнюю LPS, которая в общем случае, состоит из молниеприемной сетки (молниеприемников), токоотводов и заземлителей. Растекание тока молнии происходит по контролируемым путям так, что обеспечивается низкая вероятность поражения людей или возникновение пожара.
Применение изолированной внешней LPS следует предусматривать в случаях, если в непосредственной близости от служебно-технического здания или сооружения, расположены осветительные мачты или опоры антенно-мачтовых сооружений радиосвязи, оснащенные устройствами молниезащиты. При этом полное покрытие защищаемого объекта можно обеспечить установкой дополнительной опоры (опор) с молниеприемниками.
Комплекс внешней молниезащитной системы в исполнении - молниеприемная сетка (молниеприемники), токоотводы и заземляющее устройство необходимо предусматривать для вновь проектируемых и реконструируемых отдельно стоящих служебно-технических зданий.
Для проектируемых служебно-технических зданий СЦБ и электросвязи, при плоской крыше, молниеприемники следует выполнять в виде молниеприемной сетки. Для зданий при скатной металлической кровле и для транспортабельных модулей молниеприемником служит металл кровли, при условии достаточности его толщины. Толщина металла кровли должна составлять не менее 0,5 мм, если ее необязательно защищать от повреждений, и нет опасности воспламенения находящихся под кровлей горючих материалов.
Для любой неизолированной LPS число заземляющих токоотводов должно быть не менее двух путей стекания тока молнии равномерно разнесенных по периметру здания таким образом, чтобы они образовывали непосредственное продолжение молниеприемников, насколько это возможно.
Длина токоотводов должна быть минимальной, трасса прокладки токоотводов должна быть максимально прямолинейна.
Конструктивные элементы зданий могут считаться естественными токоотводами при выполнении требований изложенных в инструкции. Контуры специально прокладываемых заземляющих (искусственных) электродов могут иметь два основных типа конфигурации: тип А - горизонтальные или вертикальные электроды, присоединенные к каждому токоотводу-проводнику или тип Б включает в себя либо кольцевой контур (проводник) снаружи сооружения, находящийся в контакте с грунтом, по крайней мере на 80% своей длины, или заземляющий контур фундамента.
Для зданий (сооружений) ЖАТ и электросвязи рекомендуется предусматривать наружный кольцевой проводник заземляющего устройства (конфигурация типа Б) Глубина его закладки должна быть не менее чем на 0,5м, и на расстоянии около 1 м от внешней части стен. Тип заземляющих электродов выбираются по условию обеспечения защиты от коррозии, а также возможно меньшей сезонной вариации сопротивления заземления в результате высыхания и промерзания грунта. Дополнительные заземляющие электроды следует присоединять к кольцевому контуру в точках присоединения токоотводов, но по возможности, на равных расстояниях друг от друга.
В качестве заземляющих электродов может использоваться соединенная между собой арматура железобетона или иные подземные металлические конструкции, имеющие электрическую непрерывность и возможность измерения их сопротивления растеканию тока.
С точки зрения молниезащиты объекта следует создавать единое защитное заземление для всего здания (например, молниезащиты, электрической сети, систем ЖАТ и электросвязи).
Когда речь идет о рассеянии тока молнии (высокочастотный процесс) в земле важное значение имеют форма и размер заземлителя.
Молниезащитный контур, должен иметь сопротивление в пределах - до значений менее 10 Ом (измеренное на низкой частоте).
Норму сопротивлений защитного заземляющего устройства для зданий постов ЭЦ и узлов электросвязи следует принимать 4 Ом, а также с учетом требований к ЗУ цифровых систем электросвязи и микропроцессорных систем централизации.
Во всех возможных случаях, за исключением использования отдельно стоящего молниеотвода, заземлитель защиты здания от прямых ударов молнии должен совмещаться с заземлителями электроустановок, систем ЖАТ и средств электросвязи.
Если эти заземлители разделяются по каким-либо технологическим соображениям, их следует объединить в общую систему с помощью системы уравнивания потенциалов.
2.2 Защита от вторичных воздействий ударов молнии
К вторичным проявлениям молниевых разрядов относятся разности потенциалов, которые могут быть приложены как к входам аппаратуры, так и к изоляции её цепей; поля, воздействующие как на саму аппаратуру, так и на её цепи. В связи с этим системы электросвязи и особенно микропроцессорные устройства должны дополнительно защищаться сеткой Фарадея (для одноэтажного здания достаточно иметь её со стороны пола).
В качестве дополнительной защиты от электромагнитных полей необходимо применять не только разделение различных цепей и жгутов, но и экранирование и перевивку проводов.
Внутренняя LPS - часть LPS, обеспечивает уравнивание потенциалов, возникающих при ударе молнии и соблюдение изоляционных промежутков в пределах защищаемого сооружения.
Внутренняя система уравнивания потенциалов служит для защиты служебно-технического здания, размещаемой в нем аппаратуры, а также обслуживающего персонала, как от воздействия прямого разряда молнии, так и от вторичных проявлений разряда молнии и должна ограничивать:
- перенапряжения, возникающие вследствие гальванической и индуктивной связей при разрядах молнии в сооружение;
- перенапряжения из-за индуктивной связи при разрядах молнии вблизи сооружения;
- перенапряжения, передающиеся по входящим в здания линиям и коммуникациям вследствие разрядов молнии в линии, в коммуникации или вблизи них;
- непосредственную связь магнитного поля с внутренними системами.
Для достижения вышеперечисленных целей требуется:
- защита служебно-технического здания объекта и размещаемой аппаратуры от токов прямых разрядов молнии;
- обеспечение защиты служебно-технического здания объекта и размещаемой аппаратуры от вторичных проявлений молнии;
- обеспечение защиты служебно-технического здания объекта, обслуживающего персонала и размещаемой аппаратуры от заноса высокого потенциала через наземные (надземные) и подземные металлические коммуникации;
- улучшение защиты аппаратурных комплексов, размещаемых в здании от коммутационных процессов в питающих электрических сетях.
Уравнивание потенциалов достигается за счет взаимосвязи LPS со следующими элементами:
- металлоконструкциями;
- металлическими установками;
- внешними проводящими частями, коммуникациями и кабелями электроснабжения;
- ЖАТ и электросвязи, заходящими в здание;
- внешней системой молниезащиты;
- электрическими и электронными системами ЖАТ, электросвязи и электроснабжения в пределах защищаемого здания;
- металлическими частями систем вентиляции и кондиционирования;
- проводящих полов и других проводящих конструкций внутри помещений.
Взаимосвязи могут выполняться при помощи:
- заземляющих проводников, если электрическая непрерывность не обеспечивается естественными проводниками;
- УЗИП, если непосредственное соединение с проводниками LPS неосуществимо.
Для неизолированных внешних LPS уравнивание потенциалов должно выполняться в следующих местах:
- на уровне фундамента или земли. Проводники системы уравнивания потенциалов должны присоединяться к общей, главной заземляющей шине - ГЗШ, выполненной и установленной так, чтобы обеспечивать легкий доступ к проверке. Шина должна присоединяться к сети заземляющих электродов. Для больших зданий (обычно, более 20 м длиной), могут выполняться более одной общей шины, при условии, что они связаны;
- где не обеспечиваются требования но изоляции и электрическая изоляция между молниеприемниками и защищаемыми электрическими установками, установками систем ЖАТ и электросвязи может быть обеспечена при помощи изоляционного расстояния между этими элементами, которое определяется расчетом по методике, приведенной в стандарте.
Проводники системы уравнивания потенциалов для целей молниезащиты должны быть как можно более прямыми и короткими (когда выполнено уравнивание потенциалов для проводящих частей здания или сооружения, следует учитывать, что часть тока молнии может протекать по этим проводящим частям).
В стандартах сформулированы требования к техническим средствам, направленные на устранение или ограничение до допустимого уровня кратковременных (импульсных) перенапряжений, которые могут возникать в электроустановке до 1 кВ во время грозовой активности или вследствие коммутаций в цепях с большими пусковыми токами.
В эту систему включаются сторонние проводящие части здания, а также системы защитных проводников:
- вертикальных потенциалоуравнивающих проводников;
- металлические части строительных конструкций, систем центрального отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Такие проводящие части должны быть также соединены между собой и заземлены на вводе в здание: металлические части оборудования технических помещений (кабельросты, кабельные желоба, металлические двери и т.д.).
Служебно-техническое здание должно иметь одну общую главную заземляющую шину (ГЗШ). Главная заземляющая шина - шина, являющаяся частью заземляющего устройства электроустановки до 1 кВ и предназначенная для присоединения нескольких проводников с целью заземления и уравнивания потенциалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
