Защита электрических цепей ЭПС — предотвращает повреждение электрооборудования при возникновении аварийных режимов — КЗ, перенапряжений, пробоев изоляции и др.
На ЭПС постоянного тока защита силовых и вспомогательные цепей от тока КЗ осуществляется быстродействующими выключателями (БВ), отключающими цепи от контактной сети. В норм, режимах работы ЭПС при нагрузках, не превышающих уставку выключателя, его якорь притянут к полюсам электромагнита. В случае КЗ сила тока в силовой цепи и в размагничивающей катушке БВ увеличивается, магнитный поток в якоре уменьшается, силовые контакты, замыкающие цепь, размыкаются под действием пружин. На электровозах для защиты электрических цепей ЭПС от токов КЗ в режиме рекуперативного торможения применяются быстродействующие контакторы.
Тяговые электродвигатели от круговых огней и перебросов дуги по коллектору защищаются с помощью реле перегрузки, включённых в цепь каждого двигателя, которые срабатывают, когда сила тока двигателя превысит уставку реле. В случае нарушения изоляции в силовой цепи срабатывает дифференциальное реле, отключающее БВ. Предусмотрены также защиты вспомогательные цепей от тока КЗ плавкими предохранителями (например, на электровозах ВЛ8, ВЛ83), от повышения напряжения на токоприёмнике св. 4 кВ в режиме рекуперативного торможения и от значительного его снижения.
На ЭПС переменного тока защита силовых и вспомогательных цепей от тока КЗ производится воздушным главным выключателем (ГВ), отключающим цепи от контактной сети. Собств. время срабатывания ГВ — 0,04—0,05 с. Отключение ГВ происходит в случае размыкания цепи удерживающей катушки или при поступлении импульса на отключающую катушку ГВ от дифференциальной защиты. Размыкание контактов ГВ и гашение электрическое дуги осуществляются под действием сжатого воздуха. На электровозах (напр . “ВЛ60”) для защиты вспомогательные цепей от тока КЗ установлены плавкие предохранители. В цепь каждого тягового двигателя, как и на ЭПС постоянного тока, включены реле перегрузки, отключающие ГВ.
Для ограничения коммутационных перенапряжений гл. контакты ГВ шунтированы нелинейным резистором, а вторичные обмотки тягового трансформатора — цепями RC. На электровозах переменного тока дифференциальная защита при меняется для отключения выпрямит, установок при сквозном пробое плеча, а также в случае КЗ в цепях вторичной обмотки трансформатора. Защита выпрямительно-инверторных преобразователей на электровозах переменного тока с рекуперативным торможением (ВЛ 80р и ВЛ85) при возникновении КЗ и «опрокидывании» инвертора осуществляется БВ, а защита от пробоя изоляции — реле перегрузки, отключающим ГВ.
На электровозах ВЛ80Т и ВЛ80С имеется специальная защита, связанная с применением реостатного торможения. На электропоездах с тяговыми двигателями пульсирующего тока выпрямитель защищён от пробоя вентилей и перегрузок быстродействующими контакторами. Для ограничения силы тока КЗ через вентили на входе выпрямителя установлены токоограничивающие реакторы. В защитах часто используются электронные элементы, обладающие низкой инерционностью.
Силовая цепь ЭПС переменного тока со стороны вторичной обмотки тягового трансформатора не имеет соединения с землёй. При этом нарушение изоляции в одной точке цепи не приводит к аварийному режиму, однако нарушение изоляции с замыканием на корпус в двух точках может привести к КЗ через землю. Для исключения этого аварийного режима предусмотрена «земляная» защита, реле которой отключает ГВ при замыкании на корпус в любой точке силовой цепи. На ЭПС переменного тока (электровозах ВЛ60К) предусмотрены генераторная защита (в случае переброса огня по коллектору у одного из параллельно включённых тяговых двигателей); защита групповых переключателей от замедл. вращения кулачкового вала; защита вспомогательные асинхронных электродвигателей с помощью тепловых реле.
На ЭПС переменного и постоянного тока предусмотрены также защиты электрических цепей ЭПС при нарушении режимов охлаждения оборудования; защиты электрических цепей управления и освещения от КЗ плавкими предохранителями и автоматическими выключателями; защиты электрических цепей от боксования и юза. Защита цепей и оборудования от атм. перенапряжений производится высоковольтными вилитовыми разрядниками или ограничителями перенапряжений (керамическими резисторами). При срабатывании любого из аппаратов защиты подаётся соответствующий сигнал на пульт управления ЭПС.
