TRAKCJA ELEKTRYCZNA

SIEĆ TRAKCYJNA

ZABEZPIECZENIA

USZYNIENIA
  Wszystkie konstrukcje wsporcze, które podtrzymują przewody pod napięciem ze względów bezpieczeństwa muszą być uszyniane. Mogło by się bowiem zdarzyć, że w wyniku uszkodzenia izolacji głównej (przebicie izolatora) konstrukcja wsporcza znalazła by się pod potencjałem sieci jezdnej. Dotkniecie takiej konstrukcji groziłoby porażeniem. W związku z tym wszystkie elementy, które w normalnych warunkach nie są pod napięciem, do których przymocowane są wyciągi sieci będące pod napięciem są uszyniane. Uszynianie polega na połączeniu konstrukcji z szynami za pomocą dodatkowych przewodów lub prętów.

  Słupy stalowe uszynia się za pomocą stalowego pręta o przekroju 70 mm², lub jeśli odległość od konstrukcji do szyny przekracza 5 m to uszynienie wykonuje się linką miedzianą o przekroju 50 mm². Linkę lub pręt jednym końcem spawa się do konstrukcji wsporczej, a drugim do szyny. Pręt uszyniający lub linka muszą być otoczone powłoką izolacyjną, aby nie stanowiły ucieczki dla prądów błądzących.
  Słupy żelbetowe mają zbyt dużą rezystancję aby uszyniać je w taki sposób jak słupy stalowe. Początkowo uszynienie było wykonane w taki sposób, że wewnątrz słupa znajdował się pręt, do którego podłączone były uchwyty izolatora ukośnika i odciągu, a w dolnej części przymocowany był pręt, który łączył go z szynami. Rozwiązanie to w praktyce okazało się szkodliwe dla konstrukcji słupa, ponieważ prądy błądzące przepływały przez pręt, zbrojenie słupa i spływały do ziemi powodując korozję zbrojenia. Obecnie uszynienie wygląda w ten sposób, że na zewnątrz słupa prowadzi się pręt, do którego przymocowane są wszystkie elementy, które mają być uszyniane, tj. wspornik izolatora ukośnika, wspornik izolatora odciągu, odgromnik, skrzynka napędu odłącznika, konstrukcja wsporcza odłącznika, a dolna część prętu połączona jest z prętem uszyniającym, który połączony jest z szyną.

  W większości przypadków stosuje się uszynienia indywidualne, jednak w niektórych przypadkach nie można stosować uszynień indywidualnych i stosuje się uszynienia grupowe. Polega to na tym, że określona ilość konstrukcji wsporczych jest ze sobą połączona, a następnie całość łączy się w jednym miejscu z szyną. Uszynienia grupowe wykonuje się podziemnie lub napowietrznie. W pierwszym rozwiązaniu słupy połączone są ze sobą przewodem zaizolowanym, ułożonym w ziemi. W drugim przypadku konstrukcje wsporcze łączy się przewodem (stalowo-aluminiowy o przekroju 70 mm²), który podwieszony jest do dodatkowej konstrukcji wsporczej na słupie trakcyjnym. Jeżeli uszynieniu grupowemu podziemnemu podlegają więcej niż trzy konstrukcje wsporcze to łączy się je z szynami podwójnie.

  Na liniach z samoczynną blokadą liniową uszynianie wygląda nieco inaczej z uwagi na pracę urządzeń sterowania ruchem kolejowym. W przypadku uszyniania grupowego przewód łączący konstrukcje łączy się ze środkiem co drugiego dławika. Łączenie z każdym dławikiem jest niemożliwe z uwagi na pracę urządzeń sterowania (zwierane by były odstępy). Jeśli blokada liniowa jest dwutokowa to uszynianie indywidualne wygląda w ten sposób, że uszynia się tylko jeden tok, jeśli blokada jest jednotokowa to uszynia się tor przewodzący prąd trakcyjny.

  Konstrukcje kładek i wiaduktów uszynia się za pomocą iskiernika. Iskiernik składa się z dwóch elektrod i części izolacyjnej. Całość znajduje się w obudowie metalowej. Jedna elektroda połączona jest z szynami, a druga z konstrukcją wiaduktu lub kładki. W normalnych warunkach obwód uszynienia jest przerwany, dzięki temu prądy trakcyjne nie mają możliwości przepływu na konstrukcję obiektu, w przypadku uszkodzenia izolacji napięcie pojawia się na elektrodzie iskiernika połączonej z wiaduktem i następuje przebicie warstwy izolacyjnej. W ten sposób zwierany jest obwód uszynienia.


OCHRONA PRZEPIĘCIOWA
  Dość niebezpiecznym zjawiskiem jakie występować może w aparatach i urządzeniach elektrycznych jest przepięcie. Przepięcie może być wywołane czynnościami łączeniowymi w taborze (przepięcie łączeniowe) lub zwarciem (przepięcie zwarciowe). Przepięcia te zwykle są neutralizowane przez urządzenia ochronne znajdujące się w taborze. Znacznie bardziej niebezpieczne są przepięcia atmosferyczne. Wartość przepięcia zwykle przekracza wytrzymałość dielektryczną izolatorów (90 kV) i powoduje przeskoki. Samo przepięcie oprócz przeskoku nie powoduje uszkodzenia ponieważ trwa zbyt krótko, jednak w następstwie zapalenie się łuku elektrycznego płynie prąd następczy, który może spowodować uszkodzenie izolatora. Zabezpieczenia na podstacji nie wystarczają, dlatego też stosuje się ochronę przepięciową.

  W sieci trakcyjnej ochrona ta jest spełniana przez odgromniki rożkowe. Odgromniki rożkowe montuje się na słupach trakcyjnych w odległości co około 1200 - 1300 m oraz na wejściach do podstacji trakcyjnych w celu ochrony urządzeń i aparatów znajdujących się na podstacji. Wartość napięcia zadziałania zależy od odległości między rożkami i dla typowego odgromnika stosowanego na PKP z odległością między rożkami 10 mm wartość statycznego napięcia zadziałania wynosi 12 kV. W wyniku pojawienia się napięcia zbliżonego do tej wartości następuje przeskok iskry między elektrodami i sprowadzenie ładunku do ziemi. Prąd następczy zostaje wyłączony przez wyłączniki w podstacji trakcyjnej i kabinie. Wartość napięcia zadziałania zależy przede wszystkim od warunków atmosferycznych. Podczas pory deszczowej i wilgotnej napięcie to może być niższe, a podczas pory suchej wyższe.
Odgromniki rożkowe wykonuje się jako jedno lub dwuprzerwowe. Odgromniki dwuprzerwowe zmniejszają ryzyko zapłonu w wyniku siadania ptaków lub spływania kropel deszczu.


  Oprócz odgromników rożkowych stosuje się również odgromniki zaworowe, które składają się z iskiernika z magnesem oraz stosu zmiennooporowego. Charakterystyka tego stosu jest nieliniowa, jego rezystancja zmniejsza się wraz ze wzrostem napięcia na zaciskach co jest cechą porządaną. W normalnym stanie, tzn. przy napięciu sieci odgromnik stanowi przerwę, natomiast z chwilą pojawienia się przepięcia następuje przeskok na iskierniku. Zaczyna płynąć prąd o dużym natężeniu, rezystancja stosu maleje. Fala przepięciowa zostaje sprowadzona do ziemi, po czym zaczyna płynąć prąd następczy, którego wartość jest mniejsza od prądu fali. Rezystancja stosu wzrasta, zmniejsza się prąd, który dodatkowo jest wypychany z iskiernika przez magnes trwały. Ułatwia to zgaszenie łuku na iskierniku i przerwanie obwodu.


  Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej o odgromnikach zobacz tutaj.

ZASADY KONSTRUKCJI SIECI JEZDNEJ | ELEMENTY KONSTRUKCJI I OSPRZĘT | SPOSOBY ZAWIESZANIA SIECI KOTWIENIA PRZEWODÓW | SEKCJONOWANIE | ROZJAZDY SIECIOWE | PUNKT ZASILAJĄCY IZOLACJA PODŁUŻNA | KONSTRUKCJE SPECJALNE | SIEĆ POWROTNA | PRĄDY BŁĄDZĄCE | DANE TECHNICZNE

Poniżej znajdują się odnośniki do poszczególnych zagadnień związanych z trakcją elektryczną:

SIEĆ TRAKCYJNA | OGÓLNE INFORMACJE | SYSTEMY ZASILANIA | SILNIKI TRAKCYJNE | PODSTACJE TRAKCYJNE AUTOMATYKA I STEROWANIE | ELEKTRYFIKACJA I EKSPLOATACJA | HAMOWANIE ELEKTRYCZNE