книги / Междугородные кабельные линии связи

В результате электромагнитного влияния внешнего источника в цепях междугородного кабеля возникают перенапряжения. Они становятся опасными, если величины их достигают значения, соиз­ меримого с электрической прочностью изоляции жил кабеля или изоляции оборудования оконечных и усилительных пунктов ка­ бельной магистрали. Опасными они могут быть и для обслуживаю­ щего персонала, который может подвергаться электрическому удару при внезапном соприкосновении с проводящей частью ка­ бельной цепи. Перенапряжение возникает обычно между какой-ли­ бо жилой и землёй при частоте тока 50 гц.

Влияющее напряжение становится мешающим, если величина его соизмерима с напряжением сигнала связи, передаваемого по какому-нибудь каналу рассматриваемой цепи, и если частота влия­ ющего напряжения полностью или частично совпадает со спектром этого канала. Мешающее напряжение обычно возникает между жилами рабочей пары.

Если влияющее напряжение создаёт на металлической оболоч­ ке кабеля положительные потенциалы по отношению к земле, то оно является вредным вследствие коррозии металлических оболо­ чек. Обычно положительные потенциалы на оболочках кабеля по­ являются от установок постоянного тока — эл. ж. д. и городских трамваев.

В соответствии с указанными разделениями источников влия­ ния и возникающих напряжений можно на первый план выдвинуть и рассмотреть три вида влияния на междугородный кабель: элек­ трическое влияние грозовых разрядов, магнитное влияние ВЛ и кон­ тактных сетей эл. ж. д. переменного тока в режиме короткого за­ мыкания и гальваническое влияние магнитных бурь и установок постоянного тока электрифицированного транспорта.

9.2. ЗАЩИТА МЕЖДУГОРОДНЫХ КАБЕЛЕЙ ОТ УДАРОВ МОЛНИИ

При ударе молнии ток распространяется от места удара по зем­ ле во все стороны. При наличии поблизости от этого места подзем­ ного кабеля большая часть тока молнии может пройти в оболочку кабеля (рис. 9.1 и 9.2). При протекании тока в земле между местом

бели защищают от тока молнии с помощью медных или стальных тросов, проложенных в земле над защищаемым кабелем (рис. 9.4). Указанные мероприятия применяют в отдельности или совместно в зависимости от местных условий и значения кабельной линии.

Через каждые 200 м устанавливаются дополнительные опоры с заземлителями, соединёнными с проводами накоротко (рис. 9.5). Заземлитель должен находиться от кабеля на расстоянии не менее 25—30 м.

полудугой. Глубина прокладки троса — около 80 см.

9.3.ЗА Щ И ТА КА БЕЛЬН Ы Х ЦЕПЕЙ ОТ ВЛИЯНИЯ ВЛ

ИКОНТАКТНЫ Х СЕТЕЙ ЭЛ. Ж -Д . П ЕРЕМ ЕН Н О ГО ТОКА

Линии электропередачи могут быть, симметричными и несим­ метричными (рис. 9.6). Несимметричные линии оказывают магнит­ ное влияние на кабели связи при нормальной работе и особенно при

Рис. 9.6. Системы линий электропередачи:

а) симметричны е системы, б ) несимметричны е системы

считается 36 в и выше. Если на линии имеется один или несколько участков сближения с ВЛ или с эл. ж. д., то обслуживающий персо­ нал в процессе эксплуатации кабеля должен строго соблюдать пра­ вила по технике безопасности.

Мешающее напряжение в любом телефонном канале связи яв­ ляется допустимым, если его эквивалентная величина не превосхо­

Величина |Л450| берётся из номограммы на рис. 9.8 в зависимо­ сти от удельной проводимости земли а и эквивалентного расстояния между взаимовлияющими линиями аэ (точка пересечения прямой, соединяющей ахи а2). Ток короткого замыкания обычно указывает­

ся в техническом паспорте, составляемом на каждую контактную или высоковольтную линию.

Величина мешающего напряжения в телефонном канале тональ­

ных токов. Например, магнитные бури больше всего проявляются на Урале. Падение напряжения в этой зоне достигает 5 в на 1 км.

На кабельных магистралях все цепи изолированы от земли, за исключением некоторых цепей для дистанционного электропитания. Поэтому кабельные цепи, по которым происходит передача сигна­ лов связи, не подвергаются воздействию магнитных бурь. Что ка­ сается цепей дистанционного электропитания НУП, работающих по системе провод—земля, то они подвержены воздействию магнитных бурь. Между точками заземления на участке дистанционного элект­ ропитания могут наводиться посторонние напряжения, достигающие70— 80 в. Частота этих напряжений низкая, несколько периодов в-, минуту. В результате перенапряжения могут перегорать электрон­ ные лампы усилителей, установленных на НУП.

Рис. 9.9. Р астекание тока в зем ле вблизи рельсов эл. ж . д .

Контактные сети эл. ж .д . постоянного тока на отдельных участ­ ках кабельной трассы создают также падение напряжения вслед­ ствие того, что обратные токи протекают не только по рельсам, НО' и по прилегающим к ним зонам земли (блуждающие токи). На рис. 9.9 показана примерная картина растекания блуждающих то­ ков в земле при питании контактной сети напряжением постоянноготока. В случае совпадения участков электропитания контактной се­ ти и дистанционного электропитания НУП на кабеле связи падение напряжения между заземлёнными точками А а Б может достигатьвеличины около 70 в при коротком замыкании в контактной сети. А это так же, как магнитная буря, может угрожать работе усили­ теля.

Контактные сети эл. ж. д. постоянного тока могут оказывать ме­ шающее действие на цепи связи подобно тому, как на эти цепи ока­ зывают влияние несимметричные системы ВЛ или контактные сети эл. ж. д. переменного тока. Кроме того, проникающая в цепи дистан­ ционного электропитания гальваническим путём продольная эдс со­ держит гармонические составляющие, обусловленные, главным об­ разом, выпрямительными устройствами на подстанциях электротя­ ги. Следовательно, в цепях связи с заземлёнными средними точка­ ми создаётся суммарное напряжение, состоящее из слагающей, по-

-Лученной за счёт гальванического влияния через средние точки, и слагающей, полученной за счёт магнитного влияния. Цепи, не имею­ щие заземлённых средних точек, подвергаются только магнитному влиянию.

Для ограничения указанных выше влияний магнитных бурь и эл .ж .д . постоянного тока рекомендуется отказаться от системы ди ­ станционного электропитания провод—земля и переходить на систе­ му провод—провод. Несмотря на то, что в этом случае сокращается расстояние между обслуживаемыми усилительными пунктами, ме­ роприятие оправдывается тем, что гальванические влияния пол­

ностью устраняются и значи­ тельно уменьшается, как мы увидим ниже, электролитиче­ ская коррозия.

В тех случаях, когда будет установлено, что переход на систему провод— провод эконо­ мически невыгоден, можно ре­ комендовать применение полу­ проводникового компенсатора посторонних эдс, возникающих в цепи дистанционного элек­ тропитания.

Схема такого компенсатора показана на рис. 9.10. Работа этой схемы основана на стабилиза­ ции тока в цепи питания. При наличии посторонних эдс в цепи питания может измениться ток, однако благодаря контролирующей цепочке с транзистором Те произойдёт мгновенное изменение по­ тенциалов на базах Т2 и Т4, вследствие чего сопротивление регули­

рующего транзистора Г4 изменится так, что действие посторонней эдс полностью нейтрализуется. Ток в цепи питания практически останется неизменным. Колебание тока с компенсатором посторон­

них эдс может быть доведено до минимальных размеров, порядка

±г%.

Каждый такой компенсатор даёт возможность нейтрализовать постороннюю эдс порядка 18 в. В практике строительства и эксплуа­ тации кабельных магистралей на усилительном участке длиной 40 км наблюдается наибольшая посторонняя эдс, около 70 в, следо­ вательно, для её компенсации требуется включить последовательно четыре компенсатора.

Для устранения мешающего действия эл. ж. д. постоянного тока рекомендуется также способ относа трассы кабеля связи от полотна дороги. Расчёт магнитного влияния в этом случае и величины уда ­ ления от полотна эл .ж .д . может быть произведён по ф-лам (9.2) и (9.3). При этом коэффициент формы кривой должен быть взят не­ сколько больше, чем при влиянии переменного тока; обычно прини­ мают =0,02. А если в техническом паспорте контактной сети ука­ зан коэффициент Р [ > 0,02, то следует требовать от управления ж е­