Расчет влияния внешних импульсных воздействий на устройства связи и меры защиты (стр. 2 )

Рисунок 1.3 – Кабель СБПБ (1 – токонесущая жила; 2 – изоляция; 3 – поясная изоляция;  4 – оболочка; 5 – броня.)

Кабели ТПП применяются для эксплуатации в местных телефонных городских сетях. Отдельная пара проводов в кабеле имеет слабую скрутку. Частотный диапазон проводимости кабеля соответствует категории 2. Кабель ТПП выпускается комплектацией в 5, 10, 20, 30, 50, 100, 200, 400, 600 пар. Поперечное сечение кабеля ТПП изображено на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Кабель ТПП (1 – защитный покров, 2 – подушка, 3 – оболочка, 4 – экран,  5 – поясная изоляция, 6 – гидрофобный заполнитель, 7 – изоляция, 8 – токонесущая жила)

Волновод — искусственный или естественный направляющий канал, в котором может распространяться волна. При этом поток мощности, переносимый волной, сосредоточен внутри этого канала или в области пространства, непосредственно примыкающей к каналу. В качестве направляющей линии на ЖД используется биметаллический провод. Поперечное сечение волновода изображено на рисунке 1.5.        

Рисунок 1.5 – Волновод (1 – несущая сердцевина, 2 – проводящий слой)

Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования или электрическая линия, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока.

Как мы видим на вышележащей схеме плана станции, ЛЭП со значением напряжения 110 кВ расположена на более удаленном расстоянии от зданий ДСП, ТП и КТП, чем ЛЭП со значением напряжения 10 кВ. Такое конструктивное решение необходимо для того, что максимально минимизировать влияние данной линии на работу оборудования связи. Именно по этой же причине магистральный кабель расположен ближе всего к зданию ДСП, так как в нем рабочие токи и напряжения на порядки ниже, чем в ЛЭП. Расстояния между станционными и линейными объектами отображены в таблице 1.

Таблица 1 – Расстояния между станционными и линейными объектами

Обозначение на схеме плана станции	Величина, м
а1	10
а2	30
а3	20
а4	490
а5	470
а6	480
а	500
авв	1

2  Характеристика основных источников влияния на узел связи

Линии электропередачи (ВЛ) оказывают на линии проводной связи влияния, которые обусловлены различными механизмами взаимодействия и при определенном взаимном расположении между линиями электропередачи и связи могут достигать значе­ния, представляющие опасность для обслуживающего персонала и превышающие электрическую прочность кабеля связи и вводных устройств аппаратуры уплотнения.

Влияние за счет индуктивной связи обусловлено прохождени­ем части или всего переменного тока ВЛ по цепи провод-земля. Это может иметь место, например, при несимметричной нагрузке трехфазных ВЛ, при работе ВЛ по системе два провода-земля, при однофазных или двухфазных замыканиях ВЛ на землю. Магнит­ному влиянию подвержены все линии проводной связи, как воз­душные, так и кабельные.

Влияние за счет емкостной связи обусловлено наличием вокруг проводной ВЛ электрического поля. Провода линий связи (ЛС), находящиеся в зоне действия поля, оказываются под воздействием потенциала этого поля. Электрическому влиянию подвержены провода воздушных линий связи, а также кабельные линии связи, выполненные кабелем без металлических оболочек, подвешенным на опорах или стойках.

Влияние через гальваническую связь (полное сопротивление связи) обусловлено протеканием в земле силовых токов. Гальва­ническому влиянию подвержены заземленные металлические оболочки кабелей и цепи воздушных и кабельных ЛС, использую­щих землю в качестве обратного провода.

Расчет продольных ЭДС в проводах связи при аварийном ре­жиме ВЛ с заземленной нейтралью производят для наиболее не­благоприятного случая положения точек короткого замыкания, изменяя места их расположения по длине сближения.

При расчете продольной ЭДС рассматривают короткое замы­кание ВЛ из графика в самой неблагоприятной точке, т. е. случай, когда влияние будет наибольшим. Обычно это соответствует ко­роткому замыканию в начале или конце сближения.

Экранирование. При расчетах уровней влияния ВЛ и ЛС необ­ходимо учитывать экранирующее действие различных металли­ческих коммуникаций, расположенных в зоне влияния и соеди­ненных с землей. К таким коммуникациям могут быть отнесены железнодорожные рельсы, трубопроводы, оболочки силовых кабе­лей и кабелей связи, тоннели и коллекторы, грозозащитные тросы ВЛ и т. д.

Экранирующее действие зависит от собственного сопротивле­ния экрана, расположения его относительно ВЛ и ЛС, условий за­земления, удельного сопротивления земли, а для экранов с магнитными материалами – также от продольной ЭДС, наводимой в экране влияющим током.

Мероприятия по защите от опасного влияния. Если по техничес­ким и экономическим или эксплуатационным соображениям ока­зывается невозможным или нецелесообразным выбрать трассу проектируемой ВЛ или ЛС таким образом, чтобы индуктируемые в проводах ЛС напряжения не превышали допустимых значений, применяют специальные меры защиты.

К мерам защиты на ВЛ относятся:

применение хорошо проводящих заземленных грозозащит­ных тросов, а также специальных проводников, проложенных в земле; частичное разземление нейтралей трансформаторов высоко­вольтной сети, обеспечивающее снижение токов короткого замы­кания ВЛ; применение на ВЛ с изолированной нейтралью аппаратуры для контроля состояния изоляции фазовых проводов по отношению к земле или перекоса фазных напряжений, обеспечивающей скорей­шее обнаружение и устранение электрического влияния ВЛ на ЛС; частичное или полное каблирование ВЛ на городских участ­ках; использование быстродействующей защиты, ускоряющей от­ключение поврежденной ВЛ с заземленной нейтралью.

К специальным мерам защиты на ЛС относятся:

включение специальных разрядников между каждым прово­дом и землей. Для воздушных ЛС, как правило, общее количество разрядников на 100 км ЛС не должно превышать дли уплотненной цепи 15 шт., для неуплотненной цепи – 25 шт. Допустимое коли­чество разрядников ограничивается эксплуатационными собра­ниями и поэтому по соглашению между заинтересованными сторонами допускается в исключительных случаях установка большего количества разрядников. Защита разрядниками цепей полуавтоматической блокировки и цепей фидерных линий про­водного вещания не допускается; включение разделительных трансформаторов в телефонные цепи без дистанционного питания и разделительных трансформа­торов с защитными контурами при наличии дистанционного пи­тания; включение дренажных катушек или дросселей с заземленной средней точкой в телефонные цепи без дистанционного питания и дренажных катушек с резонансными заземляющими контурами в телефонные цепи с дистанционным питанием; частичное или полное каблирование ЛС; замена железобетонных или металлических опор ЛС на дере­вянные (в том числе с железобетонными приставками) в пределах усилительного участка ЛС, на котором имеются опасные сближе­ния с ВЛ; по соглашению заинтересованных сторон введение высоко­вольтного режима обслуживания ЛС; включение редукционных трансформаторов; замена кабеля связи на кабель с повышенным защитным дей­ствием и др.

Защита цепей ЛС с помощью редукционных трансформаторов.

Одной из мер защиты линий связи от опасного и мешающего вли­яния линий высокого напряжения являются применение редук­ционных трансформаторов (РТ).

Применение редукционных трансформаторов в ряде случаев дает значительный экономический эффект по сравнению с други­ми мерами защиты.

Редукционный трансформатор представляет собой два О-образных магнитопровода из электротехнической стали Э-320 (тол­щина пластин 0,35 мм), на которых размещена обмотка.

Роль первичной обмотки трансформатора выполняет оболочка (внешний проводник) кабеля, роль вторичной обмотки — жилы (внутренний проводник) кабеля. На магнитопроводе трансформа­тора размещены одновременно две одинаковые обмотки, выпол­ненные кабелем в целях защиты с помощью одного трансформа­тора сразу двух кабелей при двухкабельной системе связи. При однокабельной системе связи обмотки этого трансформатора включаются последовательно.

Трансформатор размещен в стальном герметичном корпусе, покрытом антикоррозийной краской. Для ввода защищаемого ка­беля в корпусе предусмотрены специальные отверстия.

Принцип действия РТ заключается в следующем.

Первичная обмотка включается в разрез металлических покро­вов кабеля, которые заземляются по концам защищаемого участ­ка, вторичная обмотка — в разрез жил кабеля. При протекании тока в цепи металлические покровы — земля и, следовательно, в первичной обмотке во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, на­правление которой противоположно ЭДС, индуцированной в жи­лах кабеля от влияния линий высокого напряжения. Таким обра­зом, суммарная ЭДС в жилах кабеля уменьшается[2].

Описание амплитудно-временных форм, импульсов перенапряжений и токов, воздействующих на аппаратуру связи и её узел питания Влияние короткого замыкания в ЛЭП 110кВ

(3.1)

где Тс – постоянная времени, 0,06 с;

щ – циклическая частота питающей сети, 314,16 рад/с,

Iкз – ток короткого замыкания в ЛЭП, 12 кА.