SPAI OCHRONNIKI LINIOWE TYPU OL3 KATOWICE. PRO-SERW s.c. SOSNOWIEC DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA SPÓŁDZIELNIA PRACY AUTOMATYKÓW I INFORMATYKÓW

SPAI KATOWICE PRO-SERW s.c. SOSNOWIEC SPÓŁDZIELNIA PRACY AUTOMATYKÓW I INFORMATYKÓW 40-696 KATOWICE, ul. Asnyka 32 tel/fax. (32) 710 22 39 www.spai.com.pl e-mail: spai@spai.com.pl ul. Lipowa 11, 41-200 SOSNOWIEC, tel/fax (32) 269 81 18, tel. (32) 291 68 41, e-mail: proserw.sc@gmail.com www.proserwsc.pl OCHRONNIKI LINIOWE TYPU OL3 DOKUMENTACJA TECHNICZNO-RUCHOWA Nazwa dokumentu Str. Rys Data Zastępuje Opracował Sprawdził Wyd DTR OL3 26 15 20.12.2000 J.Ostrowski L.Hanak 2

SPIS TREŚCI 1. WSTĘP 2. DANE TECHNICZNE 2.1. Przeznaczenie ochronnika OL3 2.2. Zasada działania 2.3. Budowa ochronnika 2.4. Parametry elektryczne ochronnika 2.5. Odmiany wykonań 2.5.1.Ochronnik liniowy OL3-12 2.5.2.Ochronnik liniowy OL3-8 2.6. Stosowanie ochronnika OL3 w obiektach w strefie oddziaływania trakcji elektrycznej PKP 2.6.1.Wstęp 2.6.2.Urządzenia w strefie bezpośredniego oddziaływania trakcji 3kV 2.6.3.Urządzenia poza strefą bezpośredniego odziaływania trakcji 3kV 3. INSTALOWANIE 3.1. Montaż ochronników OL3 w ssp COB63A 3.2. Montaż ochronników OL3 w ssp SPA-1 3.3. Montaż ochronników OL3 w ssp SPA-2 4. INSTRUKCJA UTRZYMANIA 4.1. Konserwacja 4.2. Usterki 5. INFORMACJE DODATKOWE OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 2

SPIS RYSUNKÓW Rys. 1. Ochronnik OL3 - schematy ideowe kanałów ochronnnych Rys. 2. Ochronnik OL3-12 - widok i wymiary gabarytowe Rys. 3. Ochronnik OL3-12 - schemat ideowy. Rys. 4. Ochronnk OL3-8 - widok i wymiary gabarytowe Rys. 5. Ochronnik OL3-8 - schemat ideowy. Rys. 6. Rozmieszczenie czujników w typowej ssp Rys. 7. Zabudowa zespołu ochronników OL3 w SA ssp COB63A Rys. 8. Zabudowa zespołu ochronników OL3 w SA ssp SPA-1 Rys. 9. Zabudowa zespołu ochronników OL3 w SA ssp SPA-2 Rys. 10. Listwy przyłączeniowe z zespołem ochronników OL-3 do ssp COB63A Rys.11. Płyta z zespołem ochronników OL3 do ssp SPA-1 i SPA-2 Rys. 12. Przykład podłączenia zespołu ochronników w ssp COB63A (1 tor) Rys. 13. Przykład podłączenia zespołu ochronników w ssp COB63A (2 tory) Rys. 14. Przykład podłączenia zespołu ochronników w ssp SPA (1 tor) Rys. 15. Przykład podłączenia zespołu ochronników w ssp SPA (2 tory) OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 3

1. WSTĘP Niniejsza DTR jest przeznaczona dla użytkowników ochronników liniowych OL3. Zawiera ona dane techniczno-eksploatacyjne oraz wskazówki niezbędne dla poznania zasady funkcjonowania i sposobu eksploatacji ochronnika. Podano w niej również przykłady montażu ochronnika w określonych typach urządzeń SSP. 2. DANE TECHNICZNE 2.1. Przeznaczenie ochronnika Ochronniki liniowe OL3 mają za zadanie wyeliminowanie oddziaływania wyładowań atmosferycznych i innych rodzajów przepięć powstających w czujnikach CTI oraz kablach łączących czujniki z elektroniką czujników w szafie aparatowej ssp. Ochronniki OL3 umożliwiają również gaszenie przepięć w obwodach 24V DC pod warunkiem nie przekraczania maksymalnego prądu roboczego ochronnika (4A). W ssp mogą podlegać ochronie obwody kontroli kabla lub obwody urządzenia kontroli ssp na posterunku ruchu (powtarzacza). W zależności od charakteru chronionego obwodu dokonuje się wyboru jednego z dwóch wykonań ochronnika. Wykonania różnią się ilością chronionych żył sygnałowych i sposobem podłączenia elementów ochronnych do żył. 2.2. Zasada działania (rys. 1) W ochronniku liniowym OL3 zastosowano dwustopniowy układ ograniczania przepięć (rys.1). Pierwszą barierę zabezpieczającą obwód tworzy odgromnik gazowy typu CG75L (lub jego odpowiednik) przyłączony pomiędzy chroniony przewód, a przewód uziemiający. Działanie odgromnika polega na powstaniu (w chwili wystąpienia przepięcia o znacznej amplitudzie i energii) wyładowania łukowego w jego komorze, pomiędzy elektrodami. Napięcie na elektrodach obniża się wówczas do ok. 20V. Energia impulsu przepięcia wytracana jest głównie przez nagrzewanie przewodów odprowadzających prąd zwarciowy z przewodu sygnałowego do ziemi. Następnym elementem zespołu jest dławik, którego działanie polega na łagodzeniu czoła fali przepięciowej. Tworzy on (wraz z warystorem włączonym na wyjściu ochronnika) dzielnik napięcia. Na wejście układu elektronicznego podawane jest napięcie ograniczone do napięcia charakterystycznego warystora 14N390K, około 39V (wartość szczytowa) t.j. wartości bezpiecznej dla układów wejściowych paneli elektroniki czujników CTI np. ECT5. Energia przepięcia zamieniana jest w warystorze na ciepło. OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 4

2.3. Budowa ochronnika (rys. 2, rys. 4) Elementy tworzące ochronnik umieszczono w obudowie z niepalnego tworzywa sztucznego, zapewniającej izolację części przewodzących od otoczenia. Obudowa posiada zaczepy umożliwiające montaż ochronnika na profilowanej listwie typu TS35. Odgromniki, dławiki, warystory oraz zaciski wejściowe i wyjściowe wlutowane są do płytki z laminatu o pogrubionej warstwie miedzi. Jako zaciski wejściowe i wyjściowe użyto jednotorowych złączek klatkowych produkcji WAGO. Złączki klatkowe charakteryzują się szybkim montażem i pewnym stykiem nawet podczas eksploatacji w warunkach silnych drgań mechanicznych. Kolejność czynności przy mocowaniu przewodu do złączki typu WAGO przedstawiona jest na rys. 2 lub rys 4. Klatki złączek WAGO używanych w ochronnikach OL3 należy otwierać płaskim śrubokrętem o szerokości maksymalnej 3mm. Z końcówek przewodów należy ściągnąć izolację na długości 4mm. 2.4. Parametry elektryczne ochronnika 1. Napięcie pracy maksymalne- obwody zmiennoprądowe (głowice CTI-3) 24V AC 2. Napięcie pracy maksymalne - obwody stałoprądowe DC 30V DC 3. Prąd maksymalny w obwodach DC 4A 4. Impulsowe maks. napięcie zadziałania odgromnika (100V/ms) 400 V 5. Max. powtarzalny prąd wyładowania (zwarcia) odgromnika (8/20(is) 10kA 6. Napięcie zwarcia (łuku) odgromnika 20V 7. Napięcie charakterystyczne warystora 39V -10% 8. Maksymalny impulsowy prąd warystora (8/20ns) 1kA 2.5. Odmiany wykonań W zależności od rodzaju chronionych sygnałów oraz sposobu zasilania chronionych obwodów (jedna wspólna masa układu np. wspólny minus, kilka obwodów z niezależnymi masami) stosuje się odpowiedni sposób dołączania obwodów na wejścia ochronnika i dobór odpowiedniego wykonania. OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 5

2.5.1. Ochronnik liniowy OL3-12 (rys. 1, rys. 3) Ochronnik OL3-12 stosowany jest do ochrony wejść paneli elektroniki czujnika CTI-3 w samoczynnej sygnalizacji przejazdowej. Sygnały z czujnika doprowadzane są do szafy aparatowej trzema przewodami, które przechodzą przez ochronnik. W ochronniku OL3-12 odgromniki gazowe przyłączone są z jednej strony do poszczególnych przewodów z czujników, a z drugiej strony do uziemienia. Wysoka oporność wejściowa i duże wzmocnienie układów formowania impulsów z czujników CTI, nie pozwala dołączyć warystorów (tworzących drugi stopień ochrony) do uziomu. Z tego względu warystory włączone są pomiędzy przewody sygnałowe (b, c) i przewód masy (GND) czujnika. 2.5.2. Ochronnik liniowy OL3-8 (rys. 1, rys. 5) Ochronnik OL3-8 przeznaczony jest do ochrony par przewodów (maksymalnie 4 pary) o dowolnych źródłach zasilania i opornościach wejściowych urządzeń chronionych do 10kΩ. Amplituda sygnałów zmiennych i napięć stałych nie powinna przekraczać 30V. Wartość skuteczna prądu w obwodzie nie powinna przekraczać 4A. W ochronniku OL3-8 odgromniki gazowe przyłączone są do poszczególnych przewodów każdej z par z jednej strony, a z drugiej strony do uziemienia. Warystory tworzące drugi stopień ochrony włączone są między przewody każdej pary. 2.6. Stosowanie ochronnika OL3 w obiektach w strefie oddziaływania trakcji elektrycznej PKP 2.6.1. Wstęp Dla urządzeń elektrycznych znajdujących się w strefie oddziaływania trakcji elektrycznej PKP obowiązują zaostrzone normy wykonywania sieci zasilającej i zapewniania ochrony przeciwporażeniowej. Przez tę strefę rozumie się obszar, w którym w czasie normalnej pracy lub w wyniku usterek urządzeń trakcji elektrycznej 3kV, mogą wystąpić napięcia dotykowe przekraczające wartość napięcia bezpiecznego, bądź występuje przepływ prądów błądzących pochodzących z trakcyjnej sieci powrotnej. Na obszarze tym zakazane jest używanie do zasilania urządzeń układu sieciowego TN, a przy wykonywaniu uziemień obowiązują szczególne zasady i wymagania. W ramach tego obszaru wyróżnia się strefę bezpośredniego oddziaływania trakcji elektrycznej, w której mogą wystąpić niebezpieczne napięcia dotykowe w wyniku zerwania i opadnięcia przewodów sieci jezdnej lub zasilacza napowietrznego, bądź OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 6

w wyniku uszkodzenia izolacji. Zazwyczaj strefę tę wyznacza pas o szerokości 5m z każdej strony zelektryfikowanego toru kolejowego lub zasilacza, licząc od osi toru lub osi konstrukcji wsporczej zasilacza. 2.6.2. Urządzenia w strefie bezpośredniego oddziaływania trakcji 3kV Dla zapewnienia wyłączalności zwarć doziemnych w obwodach 3 kv prądu stałego trakcji PKP, wykonuje się bezpośrednie uszynienia konstrukcji urządzeń elektrycznych znajdujących się w strefie bezpośredniego oddziaływania trakcji. Konstrukcje uszyniane nie mogą być uziemiane i powinny posiadać rezystancję względem ziemi co najmniej 20Ω. Zasada ta dotyczy również szaf zasilających i aparatowych ssp. Dlatego przy zastosowaniu ochronników OL3 w tej strefie, nie wolno łączyć ich zacisków PE z konstrukcją urządzenia (szafy, kontenera), gdyż połączony z uszynieniem ochronnik mógłby w pewnych okolicznościach przenieść na urządzenia niebezpieczne napięcia od toru. W tej sytuacji warunki skutecznej ochrony przed przepięciami mogą być zapewnione na dwa sposoby: należy wykonać dodatkowy uziom umiejscowiony - jeśli to możliwie - poza strefą bezpośredniego oddziaływania trakcji. Uziom ten należy wprowadzić do szafy i dołączyć do zacisków PE przewodem (linką) w izolacji, a same zaciski zaopatrzyć w osłony uniemożliwiające przypadkowe dotknięcie - uszynienie szafy pozostaje bez zmian. uszynienie należy dołączyć do szafy poprzez iskiernik, natomiast szafę należy uziemić, a zaciski PE ochronników dołączyć do głównej śruby uziemiającej lub do listwy uziemień szafy. W obu przypadkach oporność uziomów powinna mniejsza od 10Ω. 2.6.3. Urządzenia poza strefą bezpośredniego oddziaływania trakcji Urządzenia znajdujące się w strefie oddziaływania trakcji, ale poza strefą jej bezpośredniego oddziaływania mogą być i są najczęściej uziemiane. Zaciski PE ochronników zabudowanych w szafach lub kontenerach powinny w tym przypadku być dołączone do głównego zacisku uziemiającego (jak najbliżej uziomu). Oporność uziomu powinna być mniejsza od 10Ω. OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 7

3. INSTALOWANIE Użycie ochronnika OL3 wymaga mechanicznego zamontowania listwy montażowej TS35 (na której mocuje się ochronniki) oraz rozpięcia chronionych obwodów z dołączeniem odpowiednich przewodów do zacisków wejściowych i wyjściowych ochronnika. Dla ułatwienia przeprowadzenia montażu systemu zabezpieczeń odgromowych w szafach aparatowych samoczynnych sygnalizacji przejazdowych z czujnikami CTI-3, PRO- SERW Sosnowiec wykonuje kompletne zespoły odgromowe dla typowych konfiguracji ssp COB63A, SPA-1 i SPA-2. Zespół taki występuje pod nazwą ZOL (np. ZOL/SPA/1T - oznacza zespół ochrony odgromowej dla ssp SPA jednotorowej. Poniżej podano przykłady montażu ochronników OL3 w najczęściej stosowanych typach urządzeń ssp. 3.1. Montaż ochronników OL3 w ssp COB63A (rys 7, rys 10, rys 12, rys13) W ssp typu COB63A sygnały z czujników CTI-3 są wzmacniane i formowane przez układy elektroniczne na panelach ECT-5/2 (linia jednotorowa) oraz ECT-5/1 (linia dwutorowa). Ochrona przeciwprzepięciowa obejmuje przewody czujników włączających, wyłączających, parę przewodów do urządzenia kontrolnego na posterunku ruchu (powtarzacza) i przewody pętli kontroli kabla. Czynności montażowe: w szafie aparatowej - poniżej listwy VL - przykręcić listwę montażową TS35 o długości 500mm bezpośrednio do ścianki szafy (wkrętami do drewna Φ5 i dł. 20mm) na listwie zabudować ochronniki OL3 ( 2 x OL3-12 i 2 x OL3-8 dla lini dwutorowej; 1 x OL3-12 i 2 x OL3-8 dla lini jednotorowej wykonać odpowiednie połączenia pomiędzy głowicami kablowymi, a zaciskami wejściowymi w ochronnikach OL3 (przy wykonywaniu tych połączeń można zlikwidować zbędne listwy pośrednie z głowicami kablowymi włącznie) wykonać połączenia zacisków wyjściowych ochronników z zaciskami listwy LZ płyty montażowej PM paneli elektroniki ECT5 oraz zaciskami śrubowymi VL (powtarzacz, pętla kontroli kabla) wykonać połączenie zbiorczego zacisku PE na profilu TS35 z uziomem Montaż ochronników powinien być zakończony sprawdzeniem oporności uziomu i stanu OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 8

jego połączenia z szafą. W przypadku szaf uszynionych należy wybudować uziom i wykonać jego podłączenie zgodnie z uwagami zawartymi w pkt. 2.6.2. 3.2. Montaż ochronników OL3 w ssp SPA-1 (rys 8, rys 11, rys 14, rys 15) W ssp typu SPA-1 sygnały z czujników CTI-3 są wzmacniane i formowane na panelach elektronicznych typu CTI-301K (czujniki włączające) i CTI-301T (czujniki wyłączające). Każdy z tych paneli obsługuje jeden czujnik, ma własne zasilanie odizolowane galwanicznie od pozostałych. Ochrona w ssp SPA-1 obejmuje czujniki włączające, wyłączające, 2 pary przewodów do powtarzacza na posterunku ruchu oraz pętle kontroli kabla. Na płycie ZOL/SPA znajduje się także ochronnik sieciowy OS3C/N zapewniający ochronę od przepięć w sieci zasilającej 230V/50Hz (opis ochronnika sieciowego OS3C/N zawarty jest w osobnej DTR). Zabudowa ochronników w szafie aparatowej ssp SPA-1 jest bardzo kłopotliwa, ze względu na brak miejsca. Z tego względu zaleca się stosowanie - opisanego poniżej - typowego rozwiązania przygotowanego przez PRO-SERW Sosnowiec. Czynności montażowe: odłączyć zasilanie sieciowe (LZ182, LZ183) w stojaku aparatowym EBH-24101 należy zdemontować istniejące odgromniki liniowe oraz odgromniki zaworowe w miejsce zdemontowanych odgromników zabudować odpowiednią wersję zespołu ochronników ZOL/SPA żyły czujników CTI-3 przełożyć z istniejących listew LZ na odpowiednie zaciski wejściowe ochronników liniowych OL3. Przewody poprowadzić kanałami kablowymi znajdującymi się na płycie ochronników. pary przewodów do powtarzacza przełożyć z zacisków LZ120 - LZ123 na zaciski wejściowe ochronnika liniowego wykonać okablowanie łączące wyjścia ochronników liniowych z istniejącymi listwami LZ wykonać połączenie wyjścia ochronnika sieciowego OS3C z zaciskami LZ182, LZ183 listwy LZ dołączyć zasilanie sieciowe do ochronnika sieciowego OS3C OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 9

Przewody sieciowe 230V do wejść i z wyjść ochronnika OS3C prowadzić na zewnątrz kanałów kablowych. połączyć śrubę zbiorczą uziemień PE na płycie z uziomem. Montaż ochronników powinien być zakończony sprawdzeniem oporności uziomu i stanu jego połączenia z szafą. W przypadku szaf uszynionych należy wybudować uziom i wykonać jego podłączenie zgodnie z uwagami zawartymi w pkt.2.6.2. 3.3. Montaż ochronników OL3 w ssp SPA-2 (rys. 9, rys 11, rys 14, rys 15) W ssp typu SPA-2, sygnały z czujników CTI-3 są wzmacniane i formowane na panelach elektronicznych typu CTI-302K (czujniki włączające) i CTI-302S (czujniki wyłączające). Konstrukcja ssp SPA-2 uniemożliwia wyizolowanie poszczególnych czujników i stąd przewody GND wszystkich czujników jednego układu są połączone w szafie aparatowej z minusem odpowiedniej baterii. Ochrona w tej ssp obejmuje czujniki włączające, wyłączające, parę przewodów do powtarzacza oraz obwody pętli kontroli kabla. W zespole ochronników ZOL/SPA znajduje się także ochronnik sieciowy OS3C zapewniający ochronę od przepięć w sieci zasilającej 230V/50Hz. Czynności montażowe: w szafie aparatowej zabudować płytę zespołu ochronników ZOL/SPA przykręcając ją od tyłu do płyty nośnej istniejących listew zaciskowych LZ, cztery otwory pod śruby mocujące (M6) należy wywiercić tak, aby śruby znalazły się pomiędzy listwami LZ przełożyć odpowiednie żyły kabli terenowych (łączących czujniki z szafą aparatową) z fabrycznych listew LZ na listwy zaciskowe ochronników, zaciski wyjściowe ochronników połączyć z odpowiednimi zaciskami LZ na fabrycznej płycie zaciskowej, przewody poprowadzić kanałami kablowymi znajdującymi się na płycie ochronników z puszki zasilania 230V/50Hz doprowadzić napięcie sieci na wejście ochronnika sieciowego OS3C, napięcie chronione zza ochronnika doprowadzić na pozostałe dwa zaciski puszki i dalej poprzez istniejący bezpiecznik do aparatury, istniejące odgromniki zaworowe O z mogą pozostać, jednak pod warunkiem, że będą dołączone do sieci przed ochronnikiem OS3C OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 10

Przewody sieciowe 230V do wejść i z wyjść ochronnika OS3C prowadzić na zewnątrz kanałów kablowych. parę przewodów w kablu do powtarzacza, przełożyć z LZ159.160 na odpowiednie zaciski listwy zaciskowej zespołu ochronników, natomiast zaciski wyjściowe odpowiedniego ochronnika zespołu podłączyć dwoma przewodami do zacisków LZ159,160. 4. INSTRUKCJA UTRZYMANIA 4.1. Konserwacja Ochronniki OL3 nie wymagają bieżących zabiegów konserwacyjnych. Wyjątkiem jest okresowa legalizacja instalacji uziomowej. Uziom sprawdza się przez pomiar rezystancji do ziemi i oględziny stanu połączeń. 4.2. Usterki. W pewnych skrajnych przypadkach, przepięcia w sieci kablowej (przy doziemieniu żył kablowych lub czujników) mogą doprowadzić do trwałej usterki elementów gaszących ochronnika (odgromniki, warystory). Ponieważ taka usterka prowadzi najczęściej do zwarcia elementów, jej skutkiem będzie brak sygnału w obwodzie, w którym pracuje uszkodzony kanał ochronnika. Dla przywrócenia działania urządzeń należy wyjąć uszkodzony ochronnik i zastąpić go zapasowym. Jeżeli służby utrzymania, nie posiadają zapasowego ochronnika - na czas naprawy - mogą połączyć przewody dochodzące do wejść, z przewodami dochodzącymi do wyjść ochronnika, poprzez złączki jednotorowe przystosowane do montażu na profilu TS35 (np. złączki klatkowe produkcji WAGO). 5. INFORMACJE DODATKOWE Ochronniki OL3 można stosować również do zabezpieczania innych urządzeń srk. Przy wyborze jednego z dwóch wykonań ochronnika należy kierować się sposobem podłączenia warystorów do żył sygnałowych. Producent przygotowuje jeszcze jedną odmianę ochronnika OL3, w której zarówno odgromniki jak i warystory przyłączone są z jednej strony do uziomu, a zdrugiej do żył sygnałowych, tworząc ochronę 8-miu niezależnych kanałów. Producent zastrzega sobie również prawo do wprowadzania zmian konstrukcyjnych i technologicznych polepszających jakość ochronnika. OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 11

OL3.DOC PRO-SERW SOSNOWIEC 12