RU1783600C - Устройство дл обнаружени обрыва в т говой сети - Google Patents

Abstract

Использование: подземный электровозный транспорт. Сущность изобретени : сеть разделена на участки заданной длины с контактным проводом и рельсовыми пут ми, питаемые от т говой подстанции на отрезке от изол тора до изол тора. Каждый из участков оборудован элементом контрол  напр жени  с соответствующими контактами , установленными в конце участка, двум  световыми Сигнализаторами и четырьм  звуковыми сигнализаторами, расположенными в начале и конце участка. При большой прот женности контактной сети дл  нормального функционировани  предусматриваетс  перед местом подключени  каждого подпитывающего кабел  включени  в рассечку контактного провода силового выпр мител  с направлением выпр млени  тока от Т гоЪой подстанции в сеть. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в т говых сет х пониженного напр жени  до 1000 В, например в т говых сет х подземного железнодорожного транспорта.

Известно устройство контактной сети на переменном токе, прин тое в качестве аналога, включающее в себ  источник переменного тока, подключаемый через аппарат защиты к т говой сети одной фазой к контактному проводу, другой фазой к рельсовому пути, питающие и отсасывающие кабели, при этом электровозы оборудуютс  однофазными асинхронными конденсаторными двигател ми.

Известно устройство контактной сети на посто нном токе, нашедшее исключит- тельное практическое применение на подземном железнодорожном транспо ртб.

также прин тое в качестве аналога, включа- себ  т говую подстанцию с выпр мительным устройством и аппаратом защиты, подключаемую к т говой сети с помощью питающего кабел  положительным полюсом к контактному проводу, отрицательным полюсом к рельсовому пути, усиливающие и отсасывающие кабели, при этом электровозы оборудуютс  электродвигате л ми посто нного тока с последовательные возбуждением.

Однако в устройствах обоих аналоге-. имеетс  общий недостаток - отсут зтвие кон трол  обрыва контактного провода, что в случае, когда оборванный провод не имеет контакта с рельсовым путем и не создает достаточного дл  срабатывани  аппаратуры защиты тока короткого замыкани  или тока утечки, остаетс  незамеченным, оборванV

со

СО О

о

о

V

ный провод  вл етс  источником повышенной опасности дл  человека и приводит к просто м оборудовани  откатки, так как обнаружение обрыва происходит лишь при приближении к нему машиниста электропоезда .

Известно также устройство дл  защиты от обрыва проводов т говой сети, подключенных к шипам питани  т говой подстанции электрифицированной железной дороги, наиболее близкое по своей сущности к данному изобретению и прин тое за прототип, содержащее заземл ющие элементы опор, на которых через изол торы и кронштейны подвешены провода т говой сети, с рельсами, подключенными к другой шине питани  т говой подстанции, блок контрол  и сигнализации, датчики контрол  состо ни  т говой сети, установленные на каждой опоре, датчик определени  места короткого замыкани , расположенный на подстанции, вход которого соединен с шиной питани  т говой подстанции, а выходы подключены, соответственно, к входу блока контрол  и сигнализации и к каждому из проводов т говой сети, вход датчика контрол  состо ни  проводов т говой сети соединен с каждым из указанных проводов, а выход указанного датчика подключен к заземл ющему проводу, причем датчик контрол  состо ни  проводов выполнен в виде установленной над проводами металлической штанги, один конец которой жестко закреплен на опоре и соединен с заземл ющим проводом, а на другом конце указанной штанги установлен в одной плоскости с проводами улавливатель, состо щий из двух металлических планок, расположенных под углом друг к другу.

Однако прототип, сущность которого состоит в том, что при обрыве усиливающего или питающего провода воздушной линии за счет отключени  гирл нды изол торов из-за одностороннего т жени  на ближайшей опоре обеспечиваетс  контакт этого провода с заземленным датчиком определени  места короткого замыкани  и протекание по этому проводу тока короткого замыкани , а на подстанции датчик определени  места короткого замыкани  определ ет по наличию тока короткого замыкани , какой из отход щих проводов поврежден, о чем и сигнализирует светом и звуком блок контрол  и сигнализации, имеет следующие недостатки , не позвол ющие применить соответствующее устройство в подземной т говой сети шахт:

устройство применимо лишь дл  проводов воздушных линий, подвешенных на гир- л ндах изол торов. В т говой сети

подземного железнодорожного транспорта напр жением 380 В или в исключительных случа х 600 В питающие или усиливающие провода выполнены кабелем, а конструкци 

креплени  контактного провода исключает возможность применени  устройства по прототипу дл  обнаружени  его обрыва.

Датчики определени  места короткого замыкани  способны на подстанции лишь

0 определить по принципу максимальной токовой защиты в каком из проводов после искусственного создани  короткого замыкани , протекает ток короткого замыкани . Они в принципе не способны указать место

5 короткого замыкани  в смысле рассто ни  от подстанции до него, тем более создание искусственного короткого замыкани  в подземной сети по принципу прототипа невозможно .

0 Датчики контрол  состо ни  т говой сети в прототипе представл ют собой заземленные металлические конструкции, предназначенные дл  обеспечени  заземлени  соприкасающегос  с ними провода, и

5 они не в состо нии контролировать или сигнализировать обрыв контактного провода. В услови х т говой сети подземного железнодорожного транспорта, когда сеть выполн етс  в виде кольца, нет достаточной

0 видимости по трассе и освещенности, рас- сто ние от контактного провода до головки рельсы составл ет всего 1,8 м, а его защита от утечки отсутствует, улучшение условий безопасности человека, перемещающегос 

5 вдоль трассы, заключаетс  в предупреждении его о наличии обрыва при приближении к месту повреждени .

Очевидно, что устройство прототипа не обеспечивает решение этой задачи.

0 Цель изобретени  - расширение области применени  устройства дл  т говых сетей с пониженным напр жением и повышение эффективности путем обеспечени  возможности обнаружени  поврежденного участка

5 при обрыве контактного провода.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве, содержащем элементы контрол  напр жени , включенные между рельсом и токонесущим проводом на отдельных

0 участках т говой сети, световые и звуковые сигнализаторы, элементы контрол  напр жени  выполнены в виде реле с замкнутым и разомкнутым контактами, и сигнализаторы рассредоточены по участкам т говой се5 ти с размещением в начале каждого участка первого светового, первого звукового и третьего светового сигнализаторов, а в конце - второго светового, второго звукового и четвертого светового сигнализаторов, при отом размыкающий контакт каждого реле

включен в цепь св зи с т говой сетью первого и второго световых, первого и второго звуковых сигнализаторов, а замыкающий контакт - в цепь св зи с нею третьего и четвертого .световых сигнализаторов, а до- полнительный (замкнутый или разомкнутый ) контакт каждого реле включен в цепь дистанционного контрол  состо ни  участков т говой сети.

На фиг. 1 представлена схема выполне- ни  устройства на отрезке т говой сети с выделением трех контролируемых участков; на фиг. 2 - схема т говой сети большой прот женности с секционированными участками и показано применение предлагаемого тех- нического решени  на секционированных участках этой сети.

Представленна  на фиг. 1 схема позвол ет осуществл ть контроль обрыва контактного провода на заданном отрезке т говой сети от источника питани  до конечного изол тора или до изол тора ближайшего секционного выключател  и содержит р д выделенных участков заданной длины li (на фиг. 1 - три участка I, II и III) контактного провода 1 и рельсового пути 2, питаемых от т говой подстанции 3 на отрезке от изол тора 4-1 до изол тора 4-2, каждый из которых оборудован: элементами контрол  напр жени  5.1-5.3 с соответствующими их контактами, установленными в конце участка; первыми 6.1-6.3 и вторыми 7.1-7.3 световыми сигнализаторами, установленными, соответственно, в начале и в конце участка; первыми 8.1-8.3 и вторыми 9.1-9.3 звуковы- ми сигнализаторами, установленными, соответственно в начале и в конце участка; третьими 10.1 -10.3 и четвертым 11.1-11.3 световыми сигнализаторами, установленными , соответственно, в начале и в конце участка.

При этом осуществл ютс  следующие электрические соединени  на каждом из выделенных участков.

Элементы контрол  напр жени  под- ключаютс  между контактным проводом в точке контрол  и рельсовым путем.

Первые 6 и вторые 7 световые сигнализаторы соедин ютс  между собой последовательно (см. схему) или параллельно (на схеме не показано).

Соответственно первые 8 и вторые 9 звуковые сигнализаторы между собой, а третьи 10 и четвертые 11 световые сигнализаторы между собой соедин ютс  последо- вательно (см. схему) или параллельно (на схеме не показано). Последовательное соединение указанных элементов предпочтительнее , так как экономит провод, улучшает согласование напр жений элементов и контактной сети, позвол ет контролировать целостность соединительных цепей. Номинальные напр жени  элементов выбираютс  исход  из напр жени  сети, схемы их соединени , При необходимости согласование может осуществл тьс  увеличением числа последовательно соединенных приборов в каждом элементе (например, число ламп в каждом световом сигнализаторе) или последовательным включением в цепь добавочных сопротивлений (резисторов).

Цепи первых и вторых световых и звуковых сигнализаторов каждого участка включаютс  между собой параллельно и подключаютс  к контактному проводу в начале участка через аппарат защиты, например , предохранитель (на схеме не показано), а через размыкающие контакты 5,1.1., 5.2,1 и 5.3.1 - к рельсовому пути в конце соответствующего участка. Цепи третьих и четвертых световых сигнализаторов подключаютс  к контактному проводу в начале участка через аппарат защиты, например предохранитель (на схеме не показано ), а через замыкающие контакты 5.1.2, 5.2.2 и 5.3.2 - к рельсовому пути в конце соответствующего участка.

Длина каждого участка li принимаетс , исход  из соображений удобства эксплуатации и обеспечени  достаточной надежности контрол , например по 100 м.

Очевидно, что с уменьшением длины выделенных участков улучшаетс  контроль, так как происходит больша  локализаци  места повреждени , но возрастает затраты на осуществление контрол .

Устройство работает следующим образом . В номинальном состо нии сети (напр жение на сеть подано, контактный провод не поврежден) все чувствительные элементы контрол  напр жени , например промежуточное реле, наход тс  под напр жением и их замыкающие контакты замкнуты, а размыкающие контакты разомкнуты. При этом первые и вторые световые и звуковые сигнализаторы всех участков обесточены, а третьи 10 и четвертые 11 световые сигнализаторы подключены на напр жение контактной сети и сигнализируют, например на табло соответственно в начале и в конце участка, об исправности системы контрол  на данном участке (и наличии напр жени  в контактной сети), например подписью Нормальна  работа, текст которой может быть прочитан только при подходе к данному участку (в его начале или конце) извне.

При повреждении-обрыве контактного провода на ка.ком-либо из участков (см. фигЛ - обрыв провода на II участке) все элементы контрол , наход щиес  от источника питани  за местом обрыва (на фиг. 1 - элементы 5.2 и 5.3) обесточиваютс . При этом их замыкающие контакты размыкаютс , отключа  третьи и четвертые световые сигнализаторы всех последующих участков, начина  с поврежденного (на схеме - участков II и III), а размыкающие контакты замыкаютс . В результате приход т в действие светова  и звукова  сигнализации лишь поврежденного участка. Например, при обрыве провода на участке II включаетс  первый 8.2 и второй 9.2 звуковые сигнализаторы этого участка, а также первый 6.2 и второй 7.2 световые сигнализаторы, включа  подсветку ограничивающих поврежденный участок II световых табло с соответствующей надписью, Обрыв контактного провода, текст которой может быть прочитан также только при подходе к данному (поврежденному ) участку в его начале и конце извне.

Таким образом световые сигнализаторы устанавливаютс  на границе двух смежных участков на двухстороннем табло, причем приборы, относ щиес  к данному участку, устанавливаютс  на одной и той же стороне, а высвечиваемые ими надписи должны наблюдатьс  при подходе извне к тому из смежных участков, состо ние которого они контролируют.

На предыдущих.поврежденных участках (по схеме - участок I) система находитс  в исходном состо нии. На последующих за поврежденным участках (на схеме - участок III) система полностью обесточена, так как отсутствует питание контактного провода ввиду его обрыва, и одновременное отсутствие свечени  надписей Нормальна  работа и Обрыв контактного провода и звуковой сигнализации свидетельствует о том, что повреждение имеет место на одном из предыдущих относительно данного участков .

При наличии на горизонте системы дистанционного контрол  или автоматизированной системы контрол  и сбора информации подключение к ее входам дополнительных замыкающих (как на схеме) или размыкающих контактов 5.1.3, 5.2.3 и 5.3.3 элементов контрол  напр жени  обеспечит немедленную фиксацию обрыва контактного провода и определение номера поврежденного участка.

Известно (2, с. 340-342), что при большой прот женности т говых подстанций, изолируют друг от друга, а в пределах такой изолированной сети она разбиваетс  с помощью изол торов и секционных выключателей на отдельные фидерные зоны, питание которых осуществл етс  дополнительными питающими кабел ми. Кроме того , дл  компенсации падени  напр жени  в контактной сети могут быть проложены дополнительно усиливающие кабели.

В этом случае дл  обеспечени  нормального функционировани  предлагаемого устройства в т говой сети на посто нном токе предусматриваетс  перед точкой подключени  каждого подпитывающего кабел  (счита  от т говой подстанции) включение в

0 рассечку контактного провода, устраиваемую с помощью изол тора, силового выпр мител  с направлением выпр млени  тока от т говой подстанции в сеть. Наличие такого выпр мител  обеспечивает запирание

5 подпитки от дополнительных и усиливающих кабелей элементов контрол  напр жени  фидерной зоны контактной сети, в конце которой установлен данный выпр митель .

0 На фиг. 2 показана схема применени  предлагаемого технического решени  дл  прот женной контактной сети, секционированной на фидерные зоны и имеющей подпитывающие кабели. Схема содержит

5 т говую подстанцию 3, от которой через выключатели 12,1 и 12.2 осуществлено питание соответственно левого и правого крыла т говой сети, а через подпитывающий кабель 13 и выключатель 12.3 осуществлена

0 подпитка удаленных участков правого крыла сети, которое с помощью секционных выключателей 12.4,12.5,12.6 и соответствующих им изол торов 4.3, 4,4 и 4.5 разделена на I и II зоны и ответвление.

5 Дл  исключени  обратной подпитки I зоны от дополнительного кабел  13 в конце этой зоны в рассечку контактного провода включен выпр митель 14.

Кажда  из зон и ответвление оборуду0 ютс  системами контрол  с входными точками подключени  А и В и С, соответственно, в начале и в конце зоны выполненными в соответствии с фиг. 1, дл  чего на них выдел етс  желаемое количество контролируе5 мых участков.

В т говых сет х на переменном токе с электроприводом в системе переменно-посто нного тока и конденсаторными преобразовательными установками на электровозах

0 усиливающие (подпиточные) кабели не требуютс , и предлагаемое техническое решение полностью применимо к этим сет м.

Таким образом, за вл емое техническое решение обеспечивает действенный

5 контроль целостности контактного провода т говой сети.

Эффективность от применени  предлагаемого технического решени  имеет два аспекта: социальна  эффективность, обусловленна  повышением безопасности и

снижением электротравматизма на горизонте , экономическа  эффективность, обусловленна  возможностью немедленного обнаружени  места повреждени  и быстро- го его устранени , что повысит производи- тельность труда за счет сокращени  простоев оборудовани  на врем  обнаружени  и оповещени  об обрыве.

Фо рмул а изо б ретен и 

1. Устройство дл  обнаружени  обрыва в т говой сети подземного железнодорожного транспорта, содержащее элементы контрол  напр жени , включенные между рельсом и токонесущим проводом на от- дельных участках т говой сети, световые и звуковые сигнализаторы, отличающее- с   тем, что, с целью расширени  области применени  дл  т говых сетей с пониженным напр жением и повышени  эффектив- ности путем обеспечени  возможности

обнаружени  поврежденного участка, элементы контрол  напр жени  выполнены в виде реле с замкнутым и разомкнутым контактами , а сигнализаторы рассредоточены по участкам т говой сети с размещенным в начале каждого участка первого светового, первого звукового и третьего светового сигнализаторов , а в конце - второго светового, второго звукового и четвертого светового сигнализаторов, при этом размыкающий контакт каждого реле включен вчепь св зи с т говой сетью первого и второго световых, первого и вторШго звуковыУ сигнализаторов , а амыкающий контакт - в цепь св зи с нею третьего и четвертого световых сигнализаторов .-.,„-«2 . Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что каждое реле снабжено дополнительным замыкающим контактом, включенным в цепь дистанционного контрол  состо ни  участков т говой сети.