Первые влияют в основном на частоте 50 Гц и на высших гармониках, главным образом, в тональном диапазоне частот; вторые – за счет пульсирующих составляющих при выпрямлении тока преимущественно ртутными выпрямителями. Влияние гармонических составляющих распро­страняется на диапазон порядка 30 кГц и ухудшает качество трехканальных ВЧ систем передачи. Сравнивая агрессивное воздействие ЛЭП переменного и постоянного токов на ЛС, можно отметить, что первые действуют гораздо сильней, чем вторые и требуют относа ЛС на значительное расстояние.



Описание амплитудно-временных форм, воздействующих на аппаратуру связи и её узел электропитания импульсов перенапряжений и токов
Высоковольтные линии электропередачи

Наиболее распространёнными источниками мощных индустриальных электромагнитных помех являются высоковольтные линии электропередач (ЛЭП). Развитие энергетики немыслимо без постоянного увеличения производства электроэнергии и создания новых систем её распределения. Объединение электрических сетей в крупные энергетические системы, вплоть до Единой энергетической системы страны, приводит к созданию мощных линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. В настоящее время протяженность ЛЭП напряжением от 35 до 800 кВ составляет порядка 500000 км, из которых почти половина приходится на долю высоковольтных линий (ВЛ) от 220 до 300 кВ и около 5% на долю ВЛ 500 кВ и выше.

ЛЭП являясь составной частью энергетической системы, связывают электростанции с понижающими подстанциями. Наиболее распространённым видом высоковольтной ЛЭП являются воздушные линии, выполнение голыми проводами, подвешенными на изоляторах и смонтированными на опорах.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Линии электропередачи, как правил, начинаются и заканчиваются на подстанциях, оборудованных повышающими и понижающими трансформаторами. Трансформаторы трёхфазных электрических систем могут иметь различное соединение обмоток: треугольник-треугольник; треугольник-звезда и звезда-звезда. В зависимости от того, к какому типу соединения обмоток присоединена ЛЭП, различают:

симметричную линию электропередачи с изолированной нейтралью (соединение трансформатора звездой с изолированной нейтралью); симметричную линию с заземленной нейтралью (аналогично первой, но нейтраль наглухо заземлена); симметричную линию с компенсированной нейтралью (нейтральная точка соединения звездой трансформатора имеет связь с землёй через дугогасящую катушку); несимметричную ЛЭП (земля используется в качестве одного из рабочих проводов).

В зависимости от конструктивного использования ЛЭП и их электрических схем они будут оказывать различное влияние на окружающее пространство.

Высоковольтные линии электропередачи, находясь в рабочих и аварийных режимах, являются источниками МЭМП. Режим работы ЛЭП определяется ее электрическими характеристиками. Если эти характеристики не выходят за пределы, определяемые условиями эксплуатации ЛЭП и ее назначением, то такой режим является рабочим. Большое влияние на режимы работы ЛЭП оказывают перенапряжения, которые являются причиной повышения амплитуды наибольшего рабочего напряжения электрической сети и генерирования электромагнитных помех большой мощности даже в рабочих режимах ЛЭП.

Различают внутреннее и внешнее перенапряжения. Внутренние перенапряжения вызываются колебаниями электромагнитной энергии, запасённой в элементах электрической цепи или поступающей в нее от генераторов. В зависимости от условий возникновения и возможностей длительности воздействия различают коммутационные, квазистационарные и стационарные перенапряжения.

Наиболее неблагоприятным в смысле электромагнитного воздействия ЛЭП является ее однофазное КЗ, которое возможно только в системах с напряжением 110 кВ и выше.

Временная зависимость тока однофазного короткого замыкания ЛЭП определяется по формуле 3.1.

,

  (3.1)

где Iкз – ток короткого замыкания ЛЭП, равный по заданию 46 кА;

T – постоянная времени сети, принимающая значение 0,06 с;

f – частота сети, равная 50 Гц ().

На рисунке 3.1 показана временная зависимость тока однофазного короткого замыкания ЛЭП.

Рисунок 3.1 – Изменение во времени тока однофазного КЗ ЛЭП


Контактная сеть железных дорог

Близкой по своим помехосоздающим свойствам к ЛЭП является контактная сеть (КС) железных дорог. В нашей стране электрифицированные железные дороги работают на постоянном и однофазном переменном токе промышленной частоты. В зависимости от назначения для электрификации железных дорог постоянным током применяют напряжение от 600 до 800 В для городского транспорта (трамвай, метрополитен) и 3300 В для магистральных железных дорог. При электрификации железных дорог переменным током напряжение КС составляет 25 кВ.

Основными элементами электрифицированных железных дорог являются тяговые подстанции, контактная и рельсовая сети.

Контактная сеть представляет собой устройство, с помощью которого электрическая энергия от подстанции передаётся к локомотиву (электровозу). Она включает в себя: провода (контактный провод, несущий трос, усиливающие провода); поддерживающие конструкции – опоры, консоли, оттяжки; различные вспомогательные устройства.

Режимы работы КС имеют иного общего с режимами ЛЭП переменного и постоянного токов. Напряжение на шины тяговых подстанций КС постоянного тока подаётся от выпрямителей, преобразующих напряжение трёхфазного переменного тока в постоянный.

При питании электровозов переменно–постоянного тока от КС переменного тока в ней, также, как и в ЛЭП, имеющей связь с нагрузкой, содержащей выпрямительные элементы, трансформаторы и т. п. будут присутствовать помимо основной промышленной частоты гармоники от 0,1 до 150 кГц.

Особую опасность для РЭС представляет КС в аварийных режимах и в рабочих режимах при питании движущихся нагрузок (электровозов). На характер переходного процесса в КС основное влияние оказывает электродвигатель локомотива, характеристики которого в основном и определяют форму тока КС.

В нашем случае рассматривается контактная сеть переменного тока.

Временная зависимость тока КС переменного тока в режиме КЗ определяется по формуле 3.2.

(3.2)

где – ток КЗ в сети, равный по заданию 4 кА;

– постоянная времени КС, принимающая значение 0,07 с;

f – частота сети, равная 50 Гц.

На рисунке 3.2 показана временная зависимость тока КС переменного тока в режиме КЗ.

Рисунок 3.2 – Временная зависимость тока контактной сети переменного тока в режиме короткого замыкания


Грозовые разряды

       Грозовые разряды (молнии) – это наиболее распространённый источник мощных электромагнитных помех естественного происхождения. По приближенным подсчетам в земную поверхность ежесекундно ударяют около ста молний. На окружающие предметы, электротехнические сооружения, средства связи, РЭС, живую природу молнии оказывают неблагоприятные воздействия: электростатическое, электромагнитное, динамическое, термическое, биологическое. Удары молнии нередко приводят к гибели людей и наносят большой материальный ущерб.

       Молния представляет собой разновидность газового разряда при очень большой длине искры. Общая длина канала молнии достигает нескольких километров. Источником молнии является грозовое облако, несущее в себе скопление объёма положительных и отрицательных зарядов. Образование таких объемных зарядов различной полярности в облаке (поляризация облака) связано с конденсацией вследствие охлаждения водяных паров восходящих потоков теплого воздуха на положительных и отрицательных ионах (центрах конденсации) и разделения заряженных капелек влаги в облаке под действием интенсивных восходящих воздушных потоков.

       В природе различают три основных типа грозовых разрядов:

линейная молния – имеет вид узкой полосы между облаком и землей, между облаками или между отдельными скоплениями объёмных зарядов внутри облака; шаровая молния – ярко светящийся, подвижный, выпуклый, относительно устойчивый сгусток плазмы, возникающий и исчезающий по мало изученным в настоящее время причинам; тихие разряды – корона, возникающая в местах резкой неоднородности напряженности электрического поля на выступающих заземленных предметах в предгрозовой период и во время грозы[5].

Как показывают измерения, разрядный ток молнии представляет собой импульс с быстрым нарастанием тока от нуля до максимума (фронт волны) и сравнительно медленным спадом (хвост волны).

Временная зависимость тока молнии определяется по формуле 3.3.

,

(3.3)

где – это импульс с быстрым нарастанием тока от нуля до максимума, равный 7 мкс;

– это время от условного начала до момента, когда ток молнии на кривой спада становится равных половине своей амплитуды, равное 700 мкс;

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9