Захист від перенапруг та радіоперешкод

Перенапруги становлять велику небезпеку для електричного обладнання електровоза: вони можуть спричинити пробій ізоляції. Розрізняють перенапруги комутаційні та атмосферні.

Комутаційні перенапруги виникають внаслідок вимкнення та включення електричних ланцюгів під навантаженням. Магнітні потоки, що швидко змінюються, викликані зміною струмів в перемикаються ланцюгах, наводять іноді небезпечні напруги в обмотках апаратів і машин.

Атмосферні перенапруги виникають за гроз; особливо великі вони, коли відбувається грозовий розряд поблизу електрифікованої дороги або за прямих ударів блискавки в контактну мережу. Після удару блискавки в контактній мережі утворюються хвилі перенапруги, що швидко переміщаються (зі швидкістю світла) вздовж неї. Звичайна захист при так швидко протікають процесах не встигає спрацювати. Тому на електровозах, тягових підстанціях та контактній мережі встановлюють розрядники. Вони першими приймають він удар хвилі перенапруги і відводять їх у землю.

На електровозах встановлюють вілітові розрядники (див. елемент Рр1 на рис. 79). При підвищенні напруги на його затисках понад встановлений повітряні проміжки, звані іскровими, пробиваються, і контактна мережа короткочасно з'єднується із землею. Іскрові проміжки послідовно включені з вілітовими дисками, опір яких обмежує струм, що проходить з контактної мережі в землю. Для швидкого гасіння електричної дуги, що виникає в іскрових проміжках, необхідно, щоб при збільшенні напруги зменшувався опір дисків. Цій вимогі відповідає віліт, що має нелінійний опір. Хвиля перенапруги швидко спадає, опір дисківзростає, отже, струм зменшується та електрична дуга гасне. Такі розрядники називають вілітовими. Їхні іскрові проміжки шунтовані високоомними резисторами, що забезпечують рівномірний розподіл напруги між іскровими проміжками.

Розрядники електровозів постійного та змінного струму розрізняються числом іскрових проміжків (відповідно два та сім послідовно з'єднаних комплектів по чотири проміжки у кожному, тобто всього 8 та 28 іскрових проміжків). Це визначає різне конструктивне виконання розрядників.

Розрядники захищають від перенапруг також ланцюга змінного струму, що живлять випрямлячі електровозів.

Перешкоди радіозв'язку на електрифікованих залізницях виникають внаслідок недостатньо щільного контакту між струмоприймачем та контактним проводом, поганої комутації електричних двигунів постійного струму. В останньому випадку відбувається іскріння щіток, виникає і гасне дуга у вимикачах та контакторах, що викликає появу струмів високої частоти. Ці струми генерують електромагнітні коливання, створюючи радіоперешкоди, особливо в діапазоні довгих та середніх хвиль.

За характером на приймачі розрізняють гладкі (безперервні) перешкоди і імпульсні.

Знижують рівень перешкод, насамперед підтримуючи у справності пристрої електропостачання та локомотиви. Інший шлях зниження його – збільшення опору струмам високої частоти. Для цього після струмоприймача локомотива включають фільтр (див. рис. 48), що складається з дроселя Др і конденсатора С. Конденсатор С з'єднаний однією обкладкою з дроселем, а інший з кузовом електровоза і, отже, із землею. Струми високої частоти, значно знижені внаслідок великого індуктивного опору дроселя, через конденсатор, що володіємалим ємнісним опором, що відводяться в землю.

Дросель і конденсатор утворюють контур, який налаштовують, підбираючи індуктивний і ємнісний опір таким чином, щоб у землю відводилися гармонійні складові тих частот, при яких найбільші перешкоди.