Расчет влияния внешних импульсных воздействий на устройства связи и меры защиты (стр. 3 )

Временная форма тока короткого замыкания в ЛЭП изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Временная форма сигнала i1(t)

Влияние короткого замыкания постоянной контактной сети

(3.1)

где Т – постоянная времени, 0,07 мс;

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

Iкз – ток короткого замыкания в ЛЭП, 3,7 кА.

Временная форма тока короткого замыкания в КС изображена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Временная форма сигнала i2(t)

Влияние грозового разряда

(3.2)

где Imax – ток молнии, 49 кА;

ф1 – фронт импульса молнии, 7 мкс;

ф2 – спад импульса молнии, 700 мкс.

Временная форма тока молнии в логарифмическом масштабе изображена на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Временная форма сигнала i3(t)

Расчет спектров воздействующих импульсов

Спектры токов короткого замыкания в КС, ЛЭП и тока молнии изображены на рисунках 4.1 – 4.3.

Рисунок 4.1 – Спектр тока короткого замыкания в ЛЭП

Рисунок 4.2 – Спектр тока короткого замыкания в КС

Рисунок 4.3 – Спектр тока молнии

По выше приведенным рисункам можно сделать вывод, что спектры токов короткого замыкания в КС и ЛЭП имеют резкий скачок на частоте 50 Гц. Это частота промышленной сети. Также было доказано, что спектр тока молнии очень широк.

Расчёт контура заземления здания ДСП Определяем расчётное значение удельного сопротивления грунта

Для расчёта значения удельного сопротивления грунта в месте устройства заземления с учётом повышающего коэффициента К воспользуемся формулой (5.1):

,

(5.1)

где –  коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления земли в течение года в зависимости от климатической зоны, типа, длины и глубины заложения заземлителей, равный 1,7 (выбирается в таблице [14] в методическом указании);

– удельное сопротивление грунта, полученное непосредственным изменением. В нашем случае оно равно .

Выбираем форму и размеры искусственных вертикальных электродов-заземлителей

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя рассчитывается по формуле:

(5.2)

где – расчётное значение удельного сопротивления грунта;

– длина вертикального электрода-заземлителя, 3 м;

– диаметр заземлителя, м;

t – глубина заложения заземлителя, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя:

(5.3)

где – глубина заложения полосы, 0,8 м.

Так как мы используем в качестве электродов угловую сталь, то её эквивалентный диаметр будет рассчитываться так:

(5.4)

где b – ширина полки уголка, равная 0,04 м.

Определяем число вертикальных заземлителей

Полученное значение R0 сравниваем с наибольшим допустимым значением заземляющей конструкции RЗУMAX, равное 4 Ом. Так как R0>RЗУMAX, то определяем число вертикальных заземлителей. Сначала находим приближенное число заземлителей по формуле:

(5.5)

Затем определяем количество заземлителей с учётом коэффициента использования по формуле:

(5.6)

где – коэффициент использования вертикальных заземлителей (без учёта влияния соединительной полосы), 0,65 (выбирается в таблице в методическом указании). 

Определяем длину соединительной полосы (горизонтальный проводник)

Для определения длины горизонтального проводника при расположении заземлителей в ряд воспользуемся следующей формулой:

(5.7)

где а –  расстояние между вертикальными электродами-заземлителями, 3 м.

Определяем сопротивление растеканию тока горизонтальной полосы

Для расчёта сопротивления растеканию тока горизонтальной полосы (без учёта экранирования между полосой и заземлителями) будем использовать формулу (5.8):

(5.8)

где d`экв –  эквивалентный диаметр горизонтального проводника.

(5.9)

где bп  –  ширина соединительной полосы, равная 60 мм.

Определяем сопротивление растеканию полосы с учётом коэффициента использования по формуле:

(5.10)

где – коэффициент использования соединительной полосы, учитывающий экранирова-ние между полосой и заземлителем, равный 0,72 (выбирается в таблице [14] в методическом указании).

Определяем результирующее сопротивление растеканию группового заземлителя

Результирующее сопротивление растеканию группового заземлителя рассчитывается по следующей формуле:

(5.11)

где , Ом.

Полученное значение RЗУ сравниваем с наибольшим допустимым значением  RЗУMAX= 4 Ом. RЗУ<RЗУMAX, следовательно, заземляющее устройство для здания ДСП, состоящее из 8 угловых вертикальных элементов, расположенных в ряд и соединенных горизонтальным элементом, выбрано правильно.

6 Расчёт совместных влияний аварийных режимов контактной сети, ЛЭП и воздействия молнии на узел связи

6.1 Общие сведения

На работу кабельных и воздушных линий связи (ЛС) могут оказывать неблаговременные воздействия посторонние источники влияния, к которым относятся : атмосферное электричество, линии электропередачи, контактные сети электрифицированных железных дорог (эл. Ж. д) передающие радиостанции.

Указанные внешние источники помех могут создавать в цепях ЛС опасные и мешающие влияния.

Опасным влиянием называется такое влияние, при котором напряжения и токи, возникающие в цепях ЛС, вызывают разрушение и повреждение станционной аппаратуры, линейных сооружений, а также создают опасность для обслуживающего персонала.

Мешающим влиянием называется такое влияние, при котором в цепях связи появляются напряжения и токи, ведущие к нарушению нормальной работы связи (появление посторонних шумов, искажение передачи и т. п.).

Наиболее распространенными источниками мешающих влияний являются линии электропередачи, контактные сети эл. Ж. д., радиостанции. Источниками опасных влияний служат, главным образом, атмосферное электричество и высоковольтные линии (ВЛ), особенно при аварийном режиме.