3. Защита кабелей от влияния линий высокого напряжения.

На участках кабельной линии, где расчетное вероятное число повреждений от ударов молнии больше допустимого, осуществляется определенные мероприятия по защите. К основным мерам защиты подземных кабелей от повреждений ударами молнии относятся:

- рациональный выбор трассы;

- использование грозостойких кабелей (с повышенной изоляцией между оболочкой и жилами, а также с повышенной проводимостью металлических покровов);

- прокладка параллельно кабелю подземных защитных медных, биметаллических или стальных заземленных проводов;

- включение малогабаритных разрядников между жилами и оболочкой;

- соединение оболочки и брони кабеля со специальными контурами заземлений;

- использование существующей воздушной линии связи, проходящей параллельно кабелю и оборудованной искровыми разрядниками с вынесенными заземлениями.

а). Защита кабелей от влияния линий высокого напряжения.

Защита кабелей связи от опасных и мешающих влияний высоковольтных линий и электрофицированных железных дорог предусматривается в случаях, когда кратковременно или длительно индуктируемые продольные ЭДС в жилах кабеля на участке сближения с влияющей линией превышают допустимые значения, что определяется расчетом при проектировании КЛС.

Защищенность кабеля от ЛЭП и электрофицированных железных дорог характеризуется величиной коэффициента защитного действия (КЗД) металлических покровов:

К_зд = Е_ж/Е_мп,

где Е_ж – ЭДС индуктируемая в жилах кабеля; Е_мп – ЭДС индуктируемая в его металлических покровах.

К_зд хорошо заземленной оболочки называют идеальным, в остальных случаях – реальным. Наилучшим экранирующим действием металлических покровов обладают кабели в алюминиевой оболочке и с бронепокровом из стали с высокой магнитной проницаемостью. Обеспечение защитного действия металлических покровов достигается путем их заземления.

Для защиты КЛС от влияния ЛЭП и электрофицированных железных дорог применяют:

- кабели с повышенным экранирующим действием металлических покровов;

- разрядники для защиты от кратковременного влияния ЛЭП;

- экранирующие заземленные провода;

- редукционные трансформаторы;

- защитные фильтры в цепях дистанционного питания.

в). Прокладка защитных проводов.

Защитное действие проложенных в земле проводов характеризуется коэффициентом тока в оболочке кабеля, показывающим отношение тока молнии в оболочке кабеля при наличии защитного провода к току при отсутствии такого провода:

k_i = І_об.з / І_об,

где І_об.з – ток молнии в оболочке кабеля при наличии защитного провода, І_об – ток молнии в оболочке кабеля при отсутствии защитного провода.

Количество защитных проводов определяется специальным расчетом в процессе разработке проекта.

Основным типом защитного провода является ПС-70 сечением 70 мм², состоящий из отдельных стальных оцинкованных проволок диаметром 1,8 мм. Наружный диаметр провода ПС-70 равен 9,4 мм.

Основным типом защитного провода от влияния ЛЭП и электрофицированных железных дорог является медный провод марки М-50 сечением

50 мм².

При осуществлении защиты кабеля от ударов молнии с помощью металлических проводов необходимо руководствоваться следующими положениями:

- если расчетная длина защитных проводов составляет не менее 0,75 длины усилительного участка, защите подлежит весь участок; при расчетной длине защиты, равной или меньше 0,5 длины усилительного участка, прокладку защитных проводов следует производить на длине, превышающей расчетную на 10%;

- если кабель прокладывается по открытой местности и по условиям расчета защищается одним проводом, последний прокладывают над кабелем (рис. 2, а);

Рис. 2. Прокладка защитных проводов над кабелем:

а – одного; б – двух; в - трех

- при прокладке двух или трех защитных проводов их располагают симметрично над кабелем с расстоянием между проводами от 0,4 до 1.2 м (в каждом конкретном случае это расстояние должно быть постоянным). При двух проводах предпочтительно расстояние между ними 0,8 м, при трех – 0,5 м (рис. 2, б, в). На открытой местности защитные провода прокладываются примерно на половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,4 м от поверхности земли. В скальных грунтах на открытой местности защиту осуществляют двумя проводами ПС-70 по обе стороны от защищаемого кабеля. Глубина прокладки – 0,3-0,4 м.

При защите кабелей, проложенных вдоль опушки леса (аллеи деревьев), провод прокладывают между кабелем и лесом на расстоянии 2-5 м от кабеля.

При прокладке нескольких кабелей, расположенных на расстоянии не более 1,2 м друг от друга, и защите их одним защитным проводом последний располагают посередине между крайними кабелями. В случае прокладки двух и более проводов их располагают над кабелями так, чтобы расстояние между крайними проводами было не менее расстояния между крайними кабелями. Защита кабелей, проложенных на расстоянии от 1,2 до 2,5 м друг от друга, должна быть общей, однако расчет производится отдельно для каждого кабеля. Если согласно расчету необходимо проложить два грозозащитных провода, последние прокладывают с внешней стороны каждого кабеля.

Диаметр защитных проводов выбирают в соответствии с расчетом, но должен быть не менее 4 мм. Стальные защитные провода должны быть оцинкованы, не требующие дополнительной защиты от коррозии. На каждом участке защитные провода отводятся под прямым углом в сторону на 15 м от кабеля при удельном сопротивлении грунта до 100 Ом ·м, на 30 м при удельном сопротивлении от 101 до 500 Ом ·м, на 50 м при сопротивлении от 501 до 1000 Ом ·м и на 100 м при сопротивлении более 1000 Ом ·м.

Защиту кабелей, проложенных на антенном поле, осуществляют с помощью двух проводов ПС-70 или двух биметаллических проводов диаметром 4 мм, прокладываемых на расстоянии 0,8 м друг от друга симметрично относительно кабеля. Глубина прокладки проводов – 0,4 м.

При прокладке кабеля на расстоянии ближе 1,5h (но не менее 25 м) от отдельно растущих деревьев или опор воздушных линий связи и высоковольтных линий электропередачи (при высоте опор 6 м и более) необходимо между кабелем и деревом или опорой прокладывать стальную шину (провод) сечением 70 мм² или медный провод сечением 12 мм² (рис. 3, а).

Рис. 3. Перехват токов молнии, попавших в дерево: а – проводом

проложенным между кабелем и деревом; б- кольцеобразной защитной шиной

(b =2, если l ≤ 10 м; b =5 м, если 5 < l < 10 м; b = 10 м, если l ≤ 5 м.)

Концы шин заземляют. Вместо двух заземлений можно сделать одно так, как показано на рисунке 3,б