Исследование способов защиты микропроцессорной системы автоблокировки с тональными рельсовыми (стр. 3 из 3)

Четвертый вариант является просто отдельным случаем, когда модуль может иметь несколько входов, при этом у каждого из которых могут свои требования к фильтрам.

5.4 Размещение фильтров

Если рассмотреть расположение фильтров внутри шкафа, то, используя разбиение на блоки, их следует располагать в одном таком блоке.

Это делается для того, чтобы исключить влияние силовых блоков на информационные и фильтрующие.

5.5 Правила разводки цепей в блоках и платах

При разводке плат следует уделить внимание взаимному расположению элементов на плате. Это связано с тем, что они оказывают влияние друг на друга, изменяя параметры всего фильтра.

Сигнал со входа поступает на разрядники, затем на варисторы, конденсаторы и дроссель, а также на стабилитроны. После чего сигнал идёт на выход.

6 Правила разводки кабелей системы

Шкаф разбивается на блоки, при этом есть следующие блоки:

1) блок фильтров, в котором находятся только фильтры

2) блок питания, это силовой блок, внутри него также есть фильтрующие элементы

3) информационный блок, в него поступают сигналы с рельс.

6.1 Выбор кабелей

- Кабели системы должны быть обязательно экранированы, чтобы уменьшить влияние помех.

- Также необходимо стремиться к уменьшению их длины, что также ослабит наводки.

- Применение разъемов допустимо внутри блоков

- Применение разъёмов на корпусе, допустимо только в том случае, если они будут заизолированы и испытаны на соответствующее напряжение пробоя. На корпус будут происходить наводки. При этом разъёмы должны быть также экранированы, защищены от помех.

- Вывод кабелей из корпуса осуществляется через отверстия.

7 Заземление

Заземление— преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы. Качество заземления определяется значением сопротивления заземляющего устройства, которое можно снизить, увеличивая площадь заземлителей или проводимость среды— используя множество стержней, повышая содержание солей в земле ит.д. Электрическое сопротивление заземляющего устройства определяется требованиями ПУЭ.

В России требования к заземлению и его устройство регламентируются правилами устройства электроустановок (ПУЭ).

Защитное действие заземления основано на двух принципах:

· Уменьшение до безопасного значения разности потенциалов между заземляемым проводящим предметом и другими проводящими предметами, имеющими естественное заземление.

· Отвод тока утечки при контакте заземляемого проводящего предмета с фазным проводом. В правильно спроектированной системе появление тока утечки приводит к немедленному срабатыванию защитных устройств (устройств защитного отключения— УЗО).

Таким образом, заземление наиболее эффективно только в комплексе с использованием устройств защитного отключения. В этом случае при большинстве нарушений изоляции потенциал на заземленных предметах не превысит опасных величин. Более того, неисправный участок сети будет отключен в течение очень короткого времени (десятые ÷ сотые доли секунды— время срабатывания УЗО).

7.1 Виды заземления

Классификация типов систем заземления приводится в качестве основной из характеристик питающей электрической сети. ГОСТ Р 50571.2 рассматривает следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

Система TN-C

Система TN-C (фр.Terre-Neutre-Combine) предложена немецким концерном АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft) в 1913 году. Рабочий ноль и PE-проводник (Protection Earth) в этой системе совмещены в один провод. Самым большим недостатком была возможность появления фазного напряжения на корпусах электроустановок при аварийном обрыве нуля.

· Несмотря на это, на сегодняшний день можно встретить данную систему заземления в постройках стран бывшего СССР.

Система TN-S

На замену условно опасной системы TN-C в 1930-х была разработана система TN-S (фр.Terre-Neutre-Separe), рабочий и защитный ноль в которой разделялись прямо на подстанции, а заземлитель представлял собой довольно сложную конструкцию металлической арматуры. Таким образом, при обрыве рабочего нуля в середине линии, корпуса электроустановок не получали линейного напряжения. Позже такая система заземления позволила разработать дифференциальные автоматы и срабатывающие на утечку тока автоматы, способные почувствовать незначительный ток. Их работа и по сей день основывается на законах Кирхгофа, согласно которым текущий по фазному проводу ток должен быть численно равным текущему по рабочему нулю току.

· Также можно наблюдать систему TN-C-S, где разделение нулей происходит в середине линии, однако, в случае обрыва нулевого провода до точки разделения, корпуса окажутся под линейным напряжением, что будет представлять угрозу для жизни при касании.

Система TN-C-S

В системе TN-C-S трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с точкой заземления трансформаторной подстанции. Для обеспечения этой связи на участке трансформаторная подстанция— электроустановки здания применяется совмещенный нулевой защитный и рабочий проводник (PEN), в основной части электрической

Система TT

В системе TT трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь токоведущих частей с землёй. Все открытые проводящие части электроустановки здания имеют непосредственную связь с землёй через заземлитель, электрически не зависимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции.

Система IT

В системе IT нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части заземлены. Ток утечки на корпус или на землю в такой системе будет низким и не повлияет на условия работы присоединенного оборудования.

Система IT применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения, к которым предъявляются повышенные требования надежности и безопасности, например в больницах для аварийного электроснабжения и освещения.

7.2 Нормы заземления

8 Экономический эффект

Экономический эффект заключается в следующем:

- Меньше ремонтных работ, т.к. вероятность выхода аппаратуры из строя очень низка.

- Стабильность системы сводит к минимуму неполадки, а следовательно уменьшает сбои в расписании движения составов и увеличивает безопасность их передвижения.

- Оперативность управления составами и всей железнодорожной системой.

- Система исключает наводки в жилые районы и городские сети.

- Увеличение времени наработки на отказ, что позволяет производителю увеличить срок гарантийного обслуживания

Заключение

В результате выполнения исследовательской работы были изучены способы защиты микропроцессорных систем от молниевых разрядов на примере системы АБТЦМ-Ш.

Были изучены различные фильтры и выбран наиболее оптимальный из них.

Напряжение питания системы: переменное 220В

Напряжение питания фильтров: постоянное 24В

Частота сигналов: 25…1000Гц

Ток утечки фильтра: 1мА

Также были решены вопросы заземления, размещения, компоновки, разводки и т.д.

Система выгодна в экономическом плане. Несмотря на высокую стабильность, выход из строя всё-таки возможен, но в этом случае сгорит не вся система, а лишь фильтр, стоимость которого 0,06% от стоимости системы в целом.

Список литературы

1. ОАО «Российские железные дороги». Характеристики импульсных воздействий на системы ЖАТ. Временные нормы. Санкт-Петербург, 2007г.

2. Кравцов Ю.А.Системы железнодорожной автоматики и телемеханики. - М. «Транспорт» 1996г.

3. Горелов Г.В. Фомин А.Ф. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте. –М. «Транспорт» 2001г.