Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Исполнительный орган – автоматический выключатель, обеспечивающий отключение соответствующего участка электрической цепи (электрической сети) при получении сигнала от прибора защитного отключения.

В сетях до 1000 В в качестве выключателей, соответствующих требованиям защитного отключения, часто применяются контакторы, то есть выключатели, снабженные электромагнитным управлением в виде удерживающей катушки; магнитные пускатели – трехфазные контакторы переменного тока, снабженные тепловыми реле для автоматического отключения при перегрузках потребителей; автоматические выключатели – наиболее сложные отключающие аппараты до 1000 В, в том числе быстродействующие автоматы [16].

4.1.2 Основные требования к устройствам защитного отключения

Основные требования, которым должны удовлетворять устройства защитного отключения (УЗО):

- высокая чувствительность;

- малое время отключения;

- селективность действия;

- способность осуществлять самоконтроль исправности;

- достаточная надежность.

Чувствительность УЗО – способность реагировать на незначительные изменения входной величины – оказывает непосредственное влияние на степень безопасности.

Высокочувствительные устройства позволяют задавать уставку, обеспечивающую безопасность прикосновения человека к фазе. Однако они, как правило, сложны конструктивно и дороги. Под уставкой в данном случае понимается заданное значение входного сигнала, при котором УЗО срабатывает.

Время отключения – интервал времени с момента возникновения аварийной ситуации до момента прекращения тока во всех полюсах выключателя, равный времени действия прибора УЗО t_П и времени действия выключателя t_В:

(4.2)

Время действия прибора УЗО t_П – период с момента возникновения аварийной ситуации до подачи сигнала на срабатывание выключателя – в основном зависит от конструкции и свойств датчика и других элементов прибора. Например, при наличии контактов и подвижных частей t_П значительно увеличивается. Как правило, t_П находится в пределах 0,02-0,05 с.

Время действия выключателя t_В, а точнее – полное время отключения выключателя, в свою очередь имеет две составляющие: собственное время отключения t_С.В, то есть промежуток времени с момента подачи сигнала на отключающую катушку до начала размыкания контактов выключателя t_r. Следовательно,

(4.3)

У выключателей с рабочим напряжением до 1000 В t_С.В обычно превышает t_r. Например, у автоматов t_С.В = 0,2…0,5 с, а t_r ≈ 0,05 с. Однако у быстродействующих автоматов собственное время отключения меньше (t_С.В = 0,01…0,02 с), и соответственно полное время отключения сокращается (t_В = 0,06…0,07 с).

Чем меньше время отключения, тем большую степень безопасности обеспечивает УЗО при и тех же условиях, так как опасность воздействия тока снижается с уменьшением времени его прохождения через тело человека. Существующие конструкции приборов и аппаратов, используемых в схемах защитного отключения, обеспечивают время отключения t_ОТКЛ = 0,05…0,2 с.

Селективность – избирательность действия УЗО – выражается в способности отключать от сети лишь поврежденный элемент установки, то есть элемент, в котором возникла опасность поражения человека током. Это очень важное свойство защитного отключения, поскольку из-за неселективности вместе с поврежденными элементами может отключаться и исправное оборудование.

Самоконтроль – способность реагировать на неисправности в собственной схеме путем отключения защищаемого объекта от питающей сети – является желательным для всех типов защитно-отключающих устройств. Самоконтроль исправности необходим для схем УЗО, которые применяются взамен заземления или зануления, иначе при отсутствии заземления (зануления) и неисправности УЗО замыкание на корпус останется незамеченным и создаст реальную опасность поражения человека током.

Надежность УЗО характеризуется постоянной готовностью к срабатыванию, способностью реагировать во всех случаях нарушения нормального режима работы защищаемого объекта с возникновением опасности поражения током и, наконец, способностью не действовать во всех других случаях нарушения режима.

Соответственно надежность должна быть достаточно высокой, так как отказы УЗО могут повлечь опасные для людей условия или сопровождаться беспричинными отключениями работающего оборудования.

4.1.3 Типы устройств защитного отключения

Возникновение условий, при которых возникает опасность поражения человека током, обусловливается изменением проводимости фаз сети относительно земли. В результате этого могут модифицироваться и другие электрические параметры установки, например, потенциал корпуса, напряжение фаз относительно земли, ток, стекающий в землю, напряжение нулевой последовательности. Очевидно, что степень опасности поражения человека током во многом зависит от этих параметров. Следовательно, любой из них может служить входной величиной для устройства защитного отключения.

Указанные возможности используются в практике создания УЗО, которые в зависимости от принятых для них входных величин условно делятся на следующие типы, реагирующие на:

- потенциал корпуса электроустановки;

- ток замыкания на землю;

- напряжение нулевой последовательности;

- ток нулевой последовательности;

- напряжение фазы относительно земли;

- оперативный ток.

Существуют и комбинированные устройства, реагирующие на несколько входных величин.

В качестве УЗО для проектируемого лабораторного стенда для исследования электрических параметров реле ИВГ-Ц была выбрана схема, реагирующая на потенциал корпуса.

4.2 Устройства, реагирующие на потенциал корпуса

Устройства данного типа ликвидируют опасность поражения людей током при возникновении на заземленном или зануленном корпусе повышенного потенциала. Обычно такие УЗО являются дополнительной мерой защиты к заземлению и занулению.

Принцип действия устройства заключается в быстром отключении от сети поврежденного оборудования, если возникший на его корпусе потенциал φ_К окажется выше потенциала φ_К.ДОП, при которым напряжение прикосновения к корпусу имеет наибольшее длительно допустимое значение U_ПР.ДОП.

Принципиальная схема применяемого устройства защитного отключения показана на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема УЗО, реагирующая на потенциал корпуса

Датчиком в данной схеме служит реле максимального напряжения РН, включенное между корпусом электроустановки и нулевым проводником. При замыкании фазы Ф на корпус реле сработает, вызвав перегорание предохранителя ПР за счет тока короткого замыкания, и, следовательно, отключение потребителя от сети. Эта схема схожа со схемой зануления, однако в данном случае благодаря наличию реле провод, который является как бы зануляющим, имеет незначительное сечение, в то время как ток короткого замыкания, вызывающий перегорание предохранителя, достигает большого значения.

В данном случае уставкой, обеспечивающей безопасность прикосновения к корпусу поврежденной установки, является потенциал φ_К.ДОП, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого U_ПР.ДОП:

_(4.4)

Выразим φ_УСТ через известное (заданное) U_ПР.ДОП. С учетом того, что

(4.5)

выражение для уставки примет вид

(7.3)

где ₁ и ₂ – коэффициенты напряжения прикосновения.

Если в момент прикосновения к корпусу опора человека находится вне поля растекания тока с защитного заземления и при этом сопротивление основания, на котором он стоит, невелико, то необходимо принять ₁=₂=1.

В таком случае уставка φ_УСТ≤ U_ПР.ДОП.

Согласно ГОСТ 12.1.038-82 [17] предельно допустимое значение напряжения прикосновения для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам составляет не более 2 В (или 0,3 мА) для сетей переменного тока частотой 50 Гц при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановки. Значения U_ПР.ДОП и I_ПР.ДОП при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в таблице 4.2. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в таблице 4.2, соответствуют отпускающим, то есть не вызывающим при прохождении через тело человека тока непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, которой человек прикоснулся к токоведущей части электроустановки.

Таблица 4.2 – Предельно допустимые значения U_ПР.ДОП и I_ПР.ДОП при продолжительности воздействия тока t

Тогда в качестве реле максимального напряжения можно использоваться реле НЛ-6А-1. Данный тип реле позволяет установить уставку от 15 до 235 В, а время срабатывания составляет не более 0,09 с. Такое время соответствует U_ПР.ДОП = 340 В и I_ПР.ДОП = 0,4 А (согласно таблице 4.2). Так как напряжение сети составляет 220 В, то данное реле обеспечит безопасность человека, контактирующего с корпусом электроустановки при замыкании фазы на этот корпус. Напряжение уставки следует принять минимальным для реле НЛ-6А-1 – 15 В.

Заключение

Анализ состояния рельсовых цепей на железных дорогах Российской Федерации показывает, что общее количество неисправностей и отказов плавно снижается. Положительные результаты достигаются за счет внедрения современных систем диагностики и мониторинга систем автоматики и телемеханики. Однако основные причины отказов рельсовых цепей остаются прежними: неисправности изолирующих стыков, стыковых соединителей, закорачивание рельсовой линии. Особое внимание следует уделить отказам, причины которых не были установлены, обусловленные двумя основными причинами: короткой длительностью отказа и недостаточной квалификацией обслуживающего персонала.

Целью дипломного проекта было создание учебно-лабораторного комплекса обучающих программ для подготовки специалистов по обслуживанию и эксплуатации систем ЖАТ. Внедрение результатов, полученных в процессе выполнения дипломного проекта, должны способствать обеспечению более качественного образовательного процесса.

Комплекс позволяет рассчитать основные режимы работы кодовой рельсовой цепи с частотой сигнального тока 25 Гц и фазочувствительной рельсовой цепи для участков с автономной тягой с реле типа ДСШ-16, ознакомиться с эксплуатационно-техническими характеристиками аппаратуры данных цепей, а также провести анализ.

Входящий в комплекс учебно-лабораторный стенд предназначен для исследования работы микропроцессорного импульсного путевого приемника типа ИВГ-Ц, что способствует практическому ознакомлению с современной микропроцессорной аппаратурой рельсовой цепи.

Так же комплекс включает в себя перечень тестовых заданий для проверки знаний учащихся по дисциплине «Рельсовые цепи». Теоретические сведения, предоставляемые программой расчета основных режимов работы рельсовых цепей, способствуют успешному выполнению заданий, а, следовательно, лучшему усвоению полученной информации.

Такой подход к организации образовательного процесса, построенного на работе с учебно-лабораторными комплексами, призван повысить его качество. Это способствует достижению главной задачи проекта – подготовка высококвалифицированных специалистов в области железнодорожного транспорта.

Список используемых источников

1. О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года [Текст]: Распоряжение Правительства РФ от 17.06.2008 № 877-р.

2. Аркатов, В.С. Рельсовые цепи. Анализ работы и техническое обслуживание [Текст] / В.С. Аркатов, Ю.А. Кравцов, Б.М. Степенский. - М.: Транспорт, 1990. - 295с.

3. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2011 году [Текст] / ПКТБ ЦШ ОАО «РЖД». – М., 2011.

4. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2012 году [Текст] / ПКТБ ЦШ ОАО «РЖД». – М., 2012.

5. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2013 году [Текст] / ПКТБ ЦШ ОАО «РЖД». – М., 2013.

6. Анализ состояния безопасности движения поездов, надежности работы систем и устройств ЖАТ в хозяйстве автоматики и телемеханики в 2014 году [Текст] / ПКТБ ЦШ ОАО «РЖД». – М., 2014.

7. Балуев, Н.Н. Использовать потенциальные возможности современных технологий / Н.Н. Балуев // Евразия Вести. – 2011. - № 1 (28). – С. 10.

8. Сороко, В.И. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики [Текст] / В.И. Сороко, Е.Н. Розенберг: справочник: в 2 кн. Кн.1. 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000. – 960 с.

9. Сороко, В.И. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики [Текст] / В.И. Сороко, Е.Н. Розенберг: справочник: в 2 кн. Кн.2. . 3-е изд. - М.: НПФ «ПЛАНЕТА», 2000. – 1008 с.

10. Устройство защиты от перенапряжений УЗП1-500 (ОПН 0,4/0,26/10/500 УХЛ2) [Текст]: рук. по эксплуатации / ООО НПК «Энергоблок». – Новосибирск, 2005.

11. Рельсовые цепи магистральных железных дорог [Текст]: справочник / В.С. Аркатов [и др.].- 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд. «ООО Миссия-М», 2006. – 496 с.

12. Станционные фазочувствителные рельсовые цепи переменного тока 25 Гц с реле ДСШ-16, кодируемые током АЛС 50 Гц, при автономной тяге [Текст]: нормаль / МПС Гипротранссигналсвязь. – СПб., 1992.

13. Реле импульсное путевое ИВГ-Ц [Текст]: рук. по эксплуатации / ООО «Стальэнерго». – М., 2003.

14. Лебедев, П. Опрос: средняя зарплата российского разработчика - 83,8 тыс. руб. [Электронный ресурс] / П. Лебедев // Cnews Analytics. – 2012. - Режим доступа: www.cnews.ru/articles/opros_srednyaya_zarplata_rossijskogo

15. Производственный календарь на 2016 год [Электронный ресурс] / АО «Консультант Плюс».- Режим доступа: www.consultant.ru/law/ref/calendar/proizvodstvennye/.

16. Долин, П.А. Основы техники безопасности в электроустановках [Текст] / П.А. Долин.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 442 с.

17. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов [Текст] : ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. – Введ. 1983-07-01. – М. : Изд-во стандартов, 1987. – 7 с.

112

Характеристики

Список файлов ВКР