44

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ПЕРМСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

ЗАЩИТА ЛИНИЙ СВЯЗИ

ОТ ВНЕШНИХ ВЛИЯНИЙ И КОРРОЗИИ

(линейные сооружения связи)

учебное пособие

Пермь, 2006

Автор – А. П. Яковлев, преподаватель Пермского

радиотехнического колледжа

Рецензент: Г. Г. Басов, преподаватель Пермского

радиотехнического колледжа, к.т.н., доцент.

В данном учебном пособии изложен материал раздела «Источники внешних влияний и меры защиты» дисциплины «Линейные сооружения связи». Описываются влияния на кабельные линии связи атмосферного электричества, высоковольтных линий электропередачи, мощных радиостанций, а также коррозии сооружений связи и предпринимаемые меры для их защиты.

Пособие предназначено для студентов средних специальных учебных заведений (колледжей), изучающих дисциплины по электросвязи. В настоящее время литература для подготовки специалистов среднего профессионального образования по современным системам передачи и линейным сооружениям связи отсутствует. Существующие разрозненные источники специальной литературы и количество их экземпляров не могут обеспечить качественную подготовку таких специалистов для Пермского края.

Материал может быть использован для руководителей строительно-монтажных организаций связи (?), обучения и повышения квалификации специалистов (?)…,т.д.

Содержание

Введение ……………………………………………………………… 2

1. Источники опасных и мешающих влияний ………………… 3

   1. Влияние атмосферного электричества ………………... 4

   2. Влияние высоковольтных линий электропередачи …... 4

2. Основные меры защиты от опасных и мешающих влияний ... 6

   1. Определение вероятного числа повреждений

от ударов молнии ……………………………………….. 6

2. Условия, при которых необходима защита кабелей

от ударов молнии ……………………………………….. 7

3. Защита кабелей от влияния линий высокого напряжения …… 8

   1. Защита кабелей от влияния линий

высокого напряжения …………………………………… 9

2. Прокладка защитных проводов …………………………. 9

1. Защита кабелей связи от ударов молнии с помощью

существующей воздушной линии связи ………………………. 12

5. Защита кабелей редукционными трансформаторами

и разрядниками ………………………………………………….. 14

6. Основные виды коррозии и их характеристика ………………. 16

6.1. Оборудование контрольно-измерительных пунктов

и методы защиты от коррозии …………………………… 18

7. Одновременная защита кабелей от ударов молнии,

электромагнитных влияний и коррозии ………………………. 24

8. Заземляющие устройства ………………………………………. 26

8.1. Конструкция заземлителей, ввод в здания и НУП ……… 28

9. Контрольные вопросы по разделу …………………………….. 32

Содержание………………………………………………………… 33

1. Источники опасных и мешающих влияний.

Нормальная работа кабельных линий и каналов связи зависит от степени влияния на них внешних источников электромагнитных полей. К основным источникам влияния относятся грозовые разряды (атмосферное электричество), линии электропередачи, электрофицированные железные дороги и радиостанции.

На практике различают два вида влияний: мешающие и опасные.

Мешающими называются влияния, в результате которых нарушается нормальное действие каналов связи – искажается передача, прослушиваются посторонние шумы и т.д.

Опасными называются влияния, которые могут привести к разрушениям или повреждениям линейных и станционных сооружений и создают опасность для обслуживающего персонала.

Источниками опасного влияния являются грозовые разряды и высоковольтные линии электропередачи, в том числе контактные сети электрофицированных железных дорог. Наиболее распространенными источниками мешающего влияния являются линии электропередачи, контактные сети и радиостанции.

а). Влияние атмосферного электричества.

При мощных грозовых разрядах, достигающих миллион вольт, токи молнии, попадая в кабель, разрушают отдельные элементы его конструкции. Повреждения междугородных кабелей связи от ударов молнии следует считать наиболее опасными (по длительности простоев каналов связи) по сравнению с любыми другими видами повреждений. Устранение таких повреждений связано с выполнением большого объема электрических измерений (для определения очагов повреждений), перемонтажом существующих и устройством дополнительных муфт, заменой значительного количества кабеля, большими затратами труда и материальных средств.

Повреждения в кабеле возникают как при прямом ударе молнии непосредственно в кабель, так и при ударах в землю, деревья, опоры линий электропередачи или связи, находящиеся вблизи кабеля (обычно на расстоянии 10 - 15, а иногда и до 70 м). При ударе молнии на некотором расстоянии от кабеля возникает электрическая дуга по направлению к кабелю, при этом чем больше амплитуда тока, тем с большего расстояния может возникнуть дуга. Повреждения в кабеле возникают не при каждом ударе молнии. Опасным называют такой удар молнии, при котором возникающее напряжение превышает по амплитуде пробивное напряжение кабеля в одной или нескольких точках.

Количество повреждений, возникающих на подземных кабелях от ударов молнии, и масштаб разрушений зависят от следующих факторов:

- интенсивности грозовой деятельности в районе прокладки кабеля ( среднегодовая продолжительность гроз в часах);

- конструкции кабеля, электрической проводимости и механической прочности оболочки, экрана и брони, электрической прочности изоляции между оболочкой кабеля и жилами, а также между ними;

- удельного сопротивления и влажности грунта, в котором проложен кабель (при прокладке кабеля в каменистых и песчаных грунтах число повреждений значительно больше, чем при прокладке в глине, черноземе и т.д.);

- геологического строения и рельефа местности в районе прокладки кабеля;

- наличие вблизи кабеля деревьев, опор линий связи и электропередачи и т.д.

Если в кабель попал ток молнии, то могут возникнуть следующие повреждения: пробой изоляции между жилами, а также между жилами и оболочкой или экраном; расплавление, обрыв и короткое замыкание жил; расплавление металлической оболочки. Эти повреждения являются наиболее многочисленными и обычно образуются в местах с ослабленной изоляцией. Кроме того, могут произойти расплавление оболочки, разрыв ленточной брони, сгорание пряжи, обугливание бумажных лент поясной изоляции, пробой внешнего изолирующего покрова (шланга); образование продолговатых вмятин на оболочке кабеля глубиной до 15 мм; пробой изоляции в катушках индуктивности и намагничивание их сердечников; пробой симметрирующих конденсаторов.

Область распространения очагов повреждений колеблется от нескольких сотен метров до десятков километров в каждую сторону от места удара молнии в кабель.

б). Влияние высоковольтных линий электропередачи.

При прохождении электрического тока по высоковольтным линиям или контактным сетям электрофицированных железных дорог вокруг токонесущих проводов этих систем образуется электромагнитное поле. В соответствии с законом электромагнитной индукции в проводах линии связи, находящейся в зоне действия электромагнитного поля, индуцируются опасные и мешающие напряжения и токи. Кроме влияний, вызванных явлением индукции, на линиях связи могут иметь место гальванические влияния. Источниками гальванического влияния являются контактные сети железных дорог, а также воздушные линии связи, у которых в качестве одного из рабочих проводов (несимметричные линии) используется земля. Кроме того, гальваническое влияние проявляется на линиях связи, где дистанционное питание осуществляется по схеме «провод-земля». Гальваническое влияние определяется величиной блуждающих токов, протекающих в земле.

Степень влияния зависит от целого ряда факторов. Главными являются: мощность и режим работы линий электропередачи ЛЭП); конструкция кабеля; расположение ЛЭП и линии связи относительно друг друга. При сближении линии связи и ЛЭП в проводах линии связи могут возникнуть опасные и мешающие напряжения и токи. Сближение может быть параллельным и косым. Угол пересечения ЛЭП с линией связи должен составлять, как правило, 90, а в отдельных случаях не менее 45 градусов. Чем меньше ширина сближения, тем сильнее степень влияния электромагнитного поля на линию связи и тем больше индуктируемая ЭДС в проводах линии связи.

При сближении ЛЭП и линии связи продольные ЭДС, индуктируемые на каждом отрезке провода линии связи, складываются, т.е. чем больше длина участка сближения, тем больше суммарная величина индуктируемой продольной ЭДС. Это положение относится к гальванически неразделенному участку цепи, т.е. к такому отрезку линии, между концами которой не включены трансформаторы, усилители и фильтры.

Степень опасности определяется величиной напряжения, индуктируемого на жилах кабеля по отношению к земле. Установлено, что напряжение на участке кабеля (длиной до 40 км), подверженного влиянию, максимально на концах и равно половине продольной ЭДС, а в середине участка равно нулю (рис. 1, а).

Рис. 1. Изменение индуктируемого напряжения на жилах вдоль кабеля

по отношению к земле: а – при изолированных жилах; б – при заземлении

жил на одном конце: 1 – при R_з = 0; 2 – при R_з ≠ 0

Если на одном конце участка жилы заземлены, то при малом сопротивлении заземления R_з напряжение по отношению к земле на другом конце участка равно полной индуктированной ЭДС (рис.1, б), что представляет собой наиболее опасный случай для обслуживающего персонала. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, предохранения линейных и станционных сооружений от повреждений и получения высокого качества связи величины опасных и мешающих влияний должны соответствовать установленным нормам.

На линиях связи, в том числе кабельных, проходящих в зоне действия радиостанций, мешающие влияния возникают в тех случаях, когда частоты излучаемой радиостанцией электромагнитной энергии совпадают с диапазоном частот кабельных или воздушных систем передачи. Степень мешающего действия определяется мощностью радиостанции, конструкцией кабеля, расстоянием между станцией и линией связи, а также расположением отдельных ее элементов (больше всего подвержены влиянию вертикальные провода, например вводы в усилительные пункты, снижения на кабельных опорах и т.д.).