Понятие о гальваническом влиянии и способе его расчета
Гальванические влияния рассматриваются только для несимметричных цепей, использующих землю в качестве одного из проводов.
Это могут быть цепи дистанционного питания «провод-земля», однопроводные телеграфные цепи.
Обратный ток растекается по довольно большой поверхности и на достаточной глубине
* - линия, подверженная гальваническому влиянию.
- разность
гальванических напряжений
Если бы поля от
обратного тока в точках 1 и 2 были бы
одинаковы, то
.
Расчет производится по номограммам,
составленным для
.
Если
,
то масштаб увеличивают пропорционально
отношению токов.
и
зависят от координат x1,
y1 и x2,
y2.
Пусть x1 = 250 м
y1 = 10 м
x2 = 2500 м
y2 = 50 м
= 135 В
= 30 В
= 105 В
Если заземление однопроводной цепи отстоят на расстоянии 3000 м, то потенциалы земли определяют не относительно нагрузочного тока ТП, а относительно тока одного электровоза при однопутной дороге, и от тока двух электровозов – при двухпутной; при условии, что электровозы проходят мимо заземления (любого), т.е. или x1 = 0 или x2 = 0.
Практические формулы для расчета мешающих влияний
или
Должны рассчитываться отдельно для каждой частотной составляющей и отдельно для электрических и магнитных составляющих.
Рассмотрим пример:
Электровоз потребляет из контактной сети переменный ток 150 А, 27,5 кВ, 50 Гц.
Этот тяговый ток, протекая по контактному проводу и земле, создает множество гармонических составляющих со своим коэффициентом электромагнитной связи и .
Нарисуем спектр гармоник.
Третья гармоника:
Одиннадцатая
гармоника:
Но надо учитывать
и малые величины. Далее все составляющие
должны быть умножены на
,
а результат получается как среднеквадратичное
значение.
Образование гармоник происходит из-за преобразования однофазного тока 50 Гц. При тяге постоянным током гармонические составляющие создаются на ТП. В этом случае их частоты 300, 600, 900, 1200 и т.д. Гц.
Как учесть мешающие влияния?
Прежде всего надо знать каков спектр сигнала, передаваемого по линии и вести расчет в пределах рабочего спектра сигнала.
Наибольшие влияния на работу устройств автоматики и телемеханики будут оказывать гармоники низшего порядка – 50, 100, 150, 200, 250, 300 Гц.
А в устройствах диспетчерской централизации, где используют телефонный канал – от 300 до 3400 Гц.
Оценка мешающих влияний производится по акустическому воздействию (звуку).
Токи и напряжения разных частот, имея одинаковую мощность, оказывают разное акустическое влияние на ухо человека.
Эта кривая показывает как отдельные частотные составляющие воздействуют на человеческое ухо и называется псофометрической кривой.
На практике, за величину мешающих влияний принимается результирующее значение воздействия n гармоник с учетом коэффициента звукового или акустического воздействия напряжения каждой гармоники на систему «телефон-ухо» в полосе пропускания телефонного канала – это так называемое псофометрическое значение.
(109)
(300-3400) Гц – телефонный канал
pf – мощность акустического воздействия
Воздействие сигнала разных частот оценивается через эквивалентное напряжение частотой 800 Гц.
- акустическое
воздействие i-той гармоники
- акустическое
воздействие сигнала с f=800
Гц.
- коэффициент
акустического воздействия i-той
гармоники: показывает насколько сильнее
или слабее действует на ухо человека
i-тая гармоника по сравнению
с гармоникой 800 Гц одинаковой с ней
амплитуды.
На практике обычно
при расчете мешающего воздействия
заменяют напряжение или ток во влияющей
цепи эквивалентным действующим
напряжением (током) частотой 800 Гц, а
расчет мешающего действия в этом случае
производится только на частоте 800 Гц
(
).
Эквивалентное напряжение и ток можно получать используя форм-фактор.
(10.10)
ki – коэффициент, учитывающий вид нагрузки
Мешающие воздействия рассматриваются отдельно от фазных токов и тока нулевой последовательности.
Удельный вес каждой составляющей может быть разным.
Напряжение при влиянии трехфазной ЛЭП с заземленной нейтралью в нормальном режиме работы при a<50м можно рассчитывать по следующей формуле:
Если a>50м, то по формуле:
.