Wysłany: 09-06-2011, 09:39 Prąd powrotny w szynach dlaczego nie kopie?
Sytuacja jest taka, jedzie pociąg i pobiera z sieci 3kV, które zwraca potem do sieci szynami. Jak on przejedzie to dopóki nie wyjedzie poza pewien odcinek torów to przez szyny idzie prąd. Teraz jak on przejedzie to ja stanę nogą na szynie którą płynie prąd, ale mnie nie kopie, dlaczego ?? A gdzieś wyczytałem, że jak by były przecięte kable łączące szyny na łączeniach to mogło by kopnąć. To prawda czy bajka ?
Nie znam się za bardzo na elektryce, to znaczy wiem tyle co z fizyki, co to jest V i A i tak dalej, ale głębiej w to nie wchodziłem nigdy, więc nie wiem jak to działa a jestem ciekaw.
To, że szyną płynie prąd, nie jest niebezpieczne. Aby "kopało" - tzn. by przez Ciebie płynął prąd, musi być różnica potencjałów. Szyna ma potencjał 0, więc nic Ci nie grozi, dopóty, dopóki nie złapiesz czegoś o innym potencjale, np. przewodu trakcyjnego. Przez konstrukcję wagonu też płynie prąd, dajmy na to ogrzewczy. I nic się nie dzieje - co innego, gdybyś złapał element grzejny grzejnika i metalową część wagonu. Wtedy się sfajczysz.
Z tym przecięciem kabli łączących to może być prawda - szyna mogłaby nie mieć już potencjału "0" a śmiertelnie niebezpieczne 3000 (pochodzące z aparatury lokomotywy). A więc byłoby napięcie i..
A gdzieś wyczytałem, że jak by były przecięte kable łączące szyny na łączeniach to mogło by kopnąć
To prawda. Szczególnie ucięcie przewodów powrotnych do podstacji może być niebezpieczne, bo wtedy szyny nie będą już na potencjale zero, a jak wjedzie jakiś elektryk na ten odizolowany odcinek, to może się na szynach pojawić nawet potencjał wysoki (w zależności od tego, jaka będzie rezystancja między szynami a szyną minusową w podstacji - a jak utniesz przewody, to ta rezystancja będzie wysoka (przerwa)...
Hmm czyli jak u nas złomiarze kradną co się da, to jeśli człowiek musi gdzieś przejść przez tory i robi to po przejechaniu jakiegoś pociągu, to lepiej nie stawać na szynę...
Zawsze lepiej nie stawać na szynę.
W sumie na BHP powiedzą ci, żeby przechodząc przez tory - nie stawać na szyny i podkłady (bo śliskie, powód możliwości porażenia się pomija w sumie).
Generalnie szyna jakieś tam połączenie z ziemią ma, ale może być ono po prostu za słabe.
Z innej beczki, z tego co ja słyszałem, że jak wykolei się pociąg elektryczny lub tramwaj, to nie należy z niego wsiadać, wysiadać właśnie z tego samego powodu - napięcie na wagonie, bo normalnie, prąd płynie, do ziemi(jak pociąg stoi normalnie na szynach), człowiek dotknie z ziemi nic się nie stanie(szyny potencjał zero), jak się wykolei pociąg, to jak człowiek dotknie, to wtedy go porazi. Dlatego w takich akcjach najpierw odcina się zasilanie, a potem wysadza się ludzi.
Osobiście widziałem kiedyś przed ET41 ciągnącym powoli węglarkę na rozruchu 2 x 300...400A sypiące się iskry z łączenia między szynami. Snop był tak na 0,5m. To było jadąc z "Ziemowita" do Mysłowic Kosztowy.
Kilkanaście lat temu....
Tymczasem u nas w moim metrze kiedyś na jednym odcinku zaświecała się kontrolka od hamulców u maszynisty podczas jazdy, w wielu różnych jednostkach w tym samy miejscu na szlaku. Odcinek na estakadze. Okazało się, że zepsuło się połaczenie powrotne i różnica napięcia szyn między ostatnim (8) wagonem a pierwszym była wystarczająca by zasygnalizować nieprawdziwą sytuację w pierwszym. Napięcie sterujące to 40V. Czyli wystarczy 0,01 ohm rezystancji by przy 400A dać 40V i fałszywe wskazania na wielokrotnym sterowaniu.
Szyny przy stawaniu na nich stopami nie "kopią" ponieważ ich potencjał jest zbliżony do potencjału ziemi (aczkolwiek nie są uziemione). Maksymalna dopuszczalna różnica potencjałów między szynami a ziemią wynosi 120V. Pilnuje tego urządzenie TUZZ (tyrystorowe urządzenie ziemnozwarciowe), znajdujące się na każdej podstacji trakcyjnej i w części kabin sekcyjnych. Gdy różnica potencjałów między szynami a uziemieniem podstacji przekroczy 120V to następuje doziemienie szyn przez tyrystory w celu obniżenia ich potencjału względem ziemi (choć wiąże się to z przepływem prądów błądzących). W tym czasie mierzona jest wartość prądu doziemienia - gdy będzie ona zbyt duża to nastąpi wyłączenie całej podstacji. Potencjał szyn względem ziemi może wzrosnąć w przypadku uszkodzenia połączeń powrotnych (od szyn do celki minusowej na podstacji) bądź ale także czasem w przypadku zwarć w taborze bądź na sieci trakcyjnej - prąd zwarciowy osiąga wartość rzędu 15-20kA).
A jednak całe "bezpieczeństwo" sieci zasadza się na tym, że nie należy za dużo łazić po torach.
Szyny są uziemione. Nie punktowo, ale "dzięki" i "niechcący" przez to, że mają dużą długość i powierzchnię styku z ziemią (głównie przez podkłady - przekładki izolacyjne to ściema, szczególnie kiedy już przybiorą brunatny kolor od opiłków i popada. Kilometry szyn dają rezystancję przejścia szyna-ziemia na poziomie dziesiątych części oma. Dlatego szyna zazwyczaj nie ma wysokiego potencjału względem gruntu bezpośrednio do niej przyległego. Część potencjału rozkłada się już w samym gruncie, w sposób, który często przedstawia się jako tzw. stożek potencjału - to ta wirtualna krzywa wykładnicza, którą straszą uświadamiając młodych elektryków o napięciu krokowym.
Największe różnice potencjałów między szyną a ziemią występują w obrębie pobierającej prąd lokomotywy (strefa anodowa - szyna ma potencjał dodatni) i w obrębie podstacji (strefa katodowa - szyna ma potencjał ujemny). Mowa tu o potencjałach względem "ziem lokalnych" w ww. strefach. Pojęcia te tracą znaczenie, kiedy szyny stanowią dobre przewodniki między lokiem i podstacją - wówczas zwierają te lokalne strefy i mamy jedną "ziemię" w zasadzie prądowi obojetną.
Owszem, nawet wówczas szyna ma jakiś potencjał względem gruntu, ale stożek potencjału jest znacznie bardziej płaski, ponieważ - tak na chłopski rozum - prąd, nawet jeśli ucieknie do ziemi, to zgodnie z zasadą szukania przezeń najlepszego przejścia, będzie się starał powrócić do szyny i uczyni to wzdłuż toru i tam nie wywoła różnicy potencjałów ( tuż obok jest zwarcie w postaci szyny), zaś niewielka różnica potencjałów, patrząc w poprzek torowiska, czyli np. między dwoma podeszwami kogoś podchodzącego z boku, raczej mu ogumienia nie spali.
Jazda zaczyna się, kiedy szyny w którymś miejscu stracą swą ciągłość. Do wspomnianych dwóch stref dochodzą wówczas dwie następne, w okolicach przerwy. I tutaj może być niebezpiecznie, szczególnie kiedy oderwany od podstacji kawałek toru jest krótki (np. druga przerwa gdzieś dalej), bo przecież znajdujący się na nim lok musi pobrać swoje setki amper (więc mechanik ładuje do pieca dopóty, np. dopóki nie ruszy), a te muszą na krótkim odcinku spłynąć do ziemi po to, by kawałek dalej wrócić do szyn. I wówczas szukanie najlepszej drogi zmusza prąd do "rozłażenia się" także na boki - w okolicy przerwy tworzą się dwa, zachodzące na siebie, stożki potencjału o wysokości czubków zdolnych już nieźle połaskotać w (czasie) kroku.
Oczywiście, niebagatelne znaczenie ma tutaj również zasilanie dwustronne trakcji.
Wniosek: wszystko zależy od rezystancji przejścia podeszw. Zazwyczaj jest ona duża i wraz ze stożkiem potencjału zabezpieczają na ogół - tj. kiedy nie ma braków w sieci powrotnej i krótkich wyizolowanych odcinków toru - przed napięciem, mogącym zabić człowieka, jeśli ten ma zasięg tylko swoich kończyn.
Inaczej wygląda sytuacja podczas pracy przy dźwigu kolejowym lub drezynie mającej takie wyposażenie. Metalowe ramię "wynosi" potencjał szyny, czyli czubek stożka potencjału, daleko w bok, w okolice jego podstawy. W momencie uchwycenia np. metalowej liny, które zazwyczaj robi się zdecydowanie, po to, aby przytrzymać obracający się, przenoszony ciężar, można niestety tak już pozostać jeśli palce zacisną się wokół tego zawiesia.
Kiedyś to widziałem - wymiana rozjazdu na jednotorówce (przerwa w torze), w głowicy stacji węzłowej (a na niej, w innych kierunkach normalny ruch). Dźwig wyrywa stary rozjazd po kawałku, a drogowcy układają je na boku. W czasie opuszczania przęsła, gościu chwyta za linę, żeby trochę uspokoić bujający się ciężar. W tym momencie wywraca się, ale przez moment jeszcze trzyma linę i lata w powietrzu razem z rozjazdem. Odpada dopiero po chwili.
Prawdopodobnie to, że przęsło było dość mocno rozhuśtane i oderwało go od ziemi, uratowało mu życie. Prąd zacisnął mu rękę na linie i gdyby tak pozostał stojąc, mógłby zginąć.
Było to po deszczu - trawa nie zdążyła obeschnąć i buty miał mokre. Nie założył też rękawic.
Rezystancja przejścia skóry jest niewielka i dlatego równie niebezpieczne jest dotknięcie szyn po obu stronach przerwy. Z tego względu, bardzo narażeni na kopnięcie są - i najczęściej nie zdają sobie z tego sprawy - drogowcy (co za naród - mają gorzej niż saperzy) wymieniający szynę, szczególnie na linii jednotorowej, jesli przedtem nie zrobią tzw. obejść.
Sytuacja, którą sfilmował Jerry nie stanowi już raczej zagrożenia - wytopiony kawałek stali stworzył przejście i obniżył różnicę potencjałów wokół pęknietego łubka. Taki sam efekt da iskra, która przeskoczy przez niewielką przerwę, ale ta - podtrzymywana dużym prądem - potrafi wypalić niezły kawałek szyn, zanim zgaśnie.
TUZZ, o którym badworm, owszem zadziała poprawnie, ale tylko, kiedy przerwa w obwodzie powrotnym powstanie w obrębie lub najbliższym sąsiedztwie podstacji. Poza tym, zabezpiecza tylko kawałek toru, który pozostanie z nią połączony.
Szyny są uziemione. Nie punktowo, ale "dzięki" i "niechcący" przez to, że mają dużą długość i powierzchnię styku z ziemią (głównie przez podkłady - przekładki izolacyjne to ściema, szczególnie kiedy już przybiorą brunatny kolor od opiłków i popada. Kilometry szyn dają rezystancję przejścia szyna-ziemia na poziomie dziesiątych części oma. Dlatego szyna zazwyczaj nie ma wysokiego potencjału względem gruntu bezpośrednio do niej przyległego.
Częściowo można się z tym zgodzić ale tylko częściowo, traktując jako swoiste uproszczenie. Owszem, może i rezystancja szyna-ziemia jest mała ale pamiętaj, że od jakiegoś konkretnego miejsca o tak małej rezystancji do podstacji mogą być kilometry gruntu o niewiadomej rezystancji. Prawidłowa droga powrotna ma zaś generalnie stałą i bardzo małą wartość. Im więcej prądu trakcyjnego zasuwa ziemią zamiast szynami i kablami powrotnymi tym wyższe będzie napięciem między biegunem minusowym na podstacji a jej uziomem a na to napięcie reaguje TUZZ. Po przekroczeniu 105V (120V dla rezerwowego układu kontroli) doziemia on szynę minusową. Jeśli prąd płynący po doziemieniu osiągnie wartość około 500-600A to następuje wyłączenie podstacji. Niski potencjał szyn względem ziemi wynika nie tyle z małej rezystancji przejścia między nimi co z rozkładu potencjałów - sieć powrotna ma dużo większy przekrój niż sieć górna więc potencjał szyn względem ziemi jest dużo niższy. Dla porównania, dla sieci trolejbusowej ze względu na identyczną konstrukcję i parametry obu biegunów podaje się czasem, że napięcie na niej wynosi nie 600(660)V lecz +/-300(330)V względem ziemi choć oczywiście nie ma tam żadnego symetrycznego napięcia i środka połączonego z ziemią.
Sam sobie odpowiedz, czy wobec Rd dużo, dużo mniejszej od Rp, jednakowy przekrój drutów ma tu jakieś znaczenie dla istotnego zachwiania symetrii zasilania trakcji trolejbusowej względem ziemi.
Nie możesz pisać nowych tematów Nie możesz odpowiadać w tematach Nie możesz zmieniać swoich postów Nie możesz usuwać swoich postów Nie możesz głosować w ankietach Nie możesz załączać plików na tym forum Możesz ściągać załączniki na tym forum
FORUM@INFOKOLEJ.PL
