§ 72. Защита цепей ДП по системе «провод—земля» от гальванического влияния
Цепи ДП по системе «провод-земля» на воздушных и кабельных линиях связи подвержены гальваническому влиянию со стороны ЛЭП и тяговых сетей электрических железных дорог, работающих на постоянном токе. Это влияние выражается в том, что между заземлениями ОУП и НУП возникают значительные разности потенциалов, обусловливающие появление в цепях ДП постоянных токов, постепенно или скачкообразно изменяющих значение и полярность и тем самым влияющих на ток ДП.
Для защиты от этого влияния в цепь ДП включается специальный полупроводниковый компенсатор посторонних э. д. с. типа ПК-70/0,3-2, который поддерживает неизменное значение тока ДП при значительных изменениях разности потенциалов между заземлениями цепи ДП. Компенсатор размещается на специальной плате и выполняется в виде отдельных блоков, которые могут включаться в цепь ДП последовательно в количестве от одного до четырех. Каждый блок может компенсировать изменение посторонней э. д. с. в пределах ±18 В. Четыре блока могут компенсировать э. д. с. ±72 В. Поскольку в описываемом компенсаторе происходит добавочное падение напряжения, то источник ДП должен его пополнить, для чего напряжение этого источника соответственно повышается.
Рис. 142. Схема включения компенсатора ПК-70/0,3-2 в цепь ДП
Максимальный ток, который может пропустить компенсатор, составляет 0,3 А. Ток ДП проходит через резистор R1 (рис. 142) и транзистор Т1 и поступает в линию. Между заземлениями А и Б возникает вредная разность потенциалов ±ΔЕ обусловленная гальваническим влиянием земляных токов. Если эта разность увеличится и направление ее будет совпадать с направлением э. д. с. источника ДП, то ток в цепи ДП также возрастет. При этом увеличится падение напряжения на резисторе R1, что приведет к возрастанию отрицательного смещения на транзисторе Т3 и тока через него.
Транзистор Т3 является усилителем для составного транзистора Т1—Т2, вследствие чего смещение на составном транзисторе уменьшится. От этого сопротивление составного транзистора возрастет, и увеличение тока ДП будет ограниченно. Если разность ΔЕ уменьшится, то работа схемы будет проходить в обратном порядке. Таким образом, описываемый компенсатор работает как стабилизатор тока ДП, в котором транзисторы Т1 и Т2 выполняют роль автоматически регулируемых переменных резисторов.
Заземляющие устройства в цепях ДП постоянным током по системе «провод—земля» подвергаются постепенной коррозии, так как они представляют собой электроды в своеобразной протяженной электролитической ванне, образованной влажной почвой. Хотя плотность тока ДП на заземлителях ОУП и НУП очень мала и процесс коррозии протекает медленно, все же заземления необходимо периодически проверять и в случае увеличения их сопротивлений подновлять, добавляя к ним новые заземляющие элементы.
§ 73. Расчет цепей дистанционного питания
Рассмотрим способы расчета цепей ДП на постоянном токе, так как лишь такая система ДП применяется на линиях связи железных дорог. При расчете можно вычислить напряжение источника тока ДП в вольтах, необходимое для обеспечения питания всех НУП при заданной схеме, или определить число НУП, которые можно включить в цепь ДП при заданном напряжении источника тока.
Схема, при которой в цепь ДП включается только один НУП (см. рис. 135, в).
Структура цепи ДП на усилительных участках и сопротивление станционных устройств на различных НУП неодинаковы. Отличаются по своей структуре и цепи ДП разных НУП. Практически же напряжение U0 определяется для той цепи ДП, которая имеет наибольшее сопротивление, и принимается затем для всех остальных. В те цепи, где это напряжение слишком велико, включаются необходимые добавочные резисторы.
Расчет требуемого напряжения U0, которое нужно подавать с ОУП в цепь ДП для обеспечения питания /г-го НУП, производится по формуле
Индексы при т, р и Rн соответствуют номеру НУП, для которого берутся эти величины. Падение напряжения на заземлителе от общего тока ДП принимается: на ОУП — не более 12 В; на НУП — не более 12 В при грунтах с удельным сопротивлением до 100 Ом · м и не более 36 В при грунтах с удельным сопротивлением более 100 Ом · м.
Схема последовательного включения нагрузок НУП в цепь ДП (см. рис. 135, б).
Структура цепи ДП на участках линии и сопротивление станционных устройств на различных НУП одинаковы. Кроме того, при наличии на кабельной линии нескольких цепей ДП эти цепи одинаковы по своей структуре. Сопротивления линейных цепей в современной полупроводниковой аппаратуре уплотнения разнятся незначительно потому, что контейнеры с НУП зарывают в землю на одинаковых расстояниях друг от друга. При ламповой аппаратуре уплотнения, устанавливаемой в специально построенных зданиях на железнодорожных станциях, в расчет можно принять среднее значение. Поэтому расчет напряжения источника ДП делается одинаковым для всех цепей.
Напряжение источника тока ДП
где Un — напряжение на полезной нагрузке НУП, В.
При последовательной схеме включения нагрузок НУП ток на всех участках цепи ДП одинаков. Равны между собой и напряжения на каждом НУП.
Этот прогрессивный и эффективный способ дистанционного питания устройств многоканальной связи применяется все более широко для всех вновь разрабатываемых ВЧ систем передачи независимо от их мощности и дальности действия.
§ 74. Электропитание промежуточных пунктов цепей избирательной связи
Промежуточные пункты (аппараты) цепей избирательной (например, поездной диспетчерской) связи устанавливаются на всех железнодорожных станциях и приспосабливаются для питания от местных батарей, состоящих из 3—4 сухих гальванических элементов емкостью 100—150 А · ч. Поскольку таких аппаратов на транспорте очень много, а элементы приходится заменять новыми часто, то общее потребление элементов и связанные с ним эксплуатационные расходы значительны.
Для сокращения этих расходов конструкторское бюро Главного управления сигнализации и связи МПС разработало универсальное электропитающее устройство промпунктов избирательной связи УП-6 (рис. 143), которое устанавливается на станциях, где имеется сеть переменного тока с напряжением 120 или 220 В, и дополняется резервной батареей из 3—4 сухих элементов. Оно содержит выпрямитель В со сглаживающим фильтром Ф, развивающий на выходе постоянное напряжение 6 В при максимальном токе нагрузки до 200 мА. При нормальной работе устройства реле Р находится под током и контактами p1, р2 подключает цепь питания промпункта к выпрямителю В. С прекращением подачи тока из сети реле Р отпускает якорь и цепь питания промпункта переключается на батарею Б. После возобновления подачи тока из сети реле Р вновь притягивает якорь и переключает питание на выпрямитель.
Транзисторный генератор Г создает переменный ток с частотой 800 Гц и служит для посылки сигнала контроля вызова. Цепь его питания замыкается внутри промпункта ПТВ. При питании старых промпунктов селекторной связи, требующих для себя лишь 4,5 В, шунт сопротивления снимается.
Рис. 143. Функциональная схема электропитающего устройства УП-6
Несмотря на применение резервных батарей, новые питающие устройства обеспечивают значительную экономию сухих элементов, так как резервные батареи используются редко и ненадолго.