Лекция 1. Общие сведения

При обсуждении вопросов электромагнитной совместимости электротехнических устройств друг с другом приходится говорить о влиянии отдельных цепей или устройств на другие цепи или устройства. Под влиянием далее будем понимать процесс (или состояние) такого типа, при котором в некоторых устройствах будут появляться дополнительные напряжения и токи за счет перекачки части электрической энергии из других устройств. При этом внешними влияниями назовем влияния на низковольтные цепи со стороны высоковольтных (или сильноточных) цепей, а взаимными - влияния от соседних цепей одной или однотипной линии. Так, внешними будут влияния со стороны тяговой сети на линии связи, а взаимными - влияния друг на друга разных пар многопроводной линии связи.

Электрифицированные железные дороги переменного тока (системы 25 или 2Х25 кВ с линейными автотрансформаторами) могут оказывать на линии проводной связи и проводного вещания магнитное, электрическое и гальваническое влияния.

Магнитное влияние обусловлено прохождением по тяговой сети переменного электрического тока. Магнитному влиянию подвержены все линии проводной связи и приводного вещания как воздушные, так и кабельные.

Электрическое влияние обусловлено наличием в тяговой сети переменного электрического напряжения. Электрическому влиянию подвержены воздушные линии и воздушные кабельные линии, выполненные кабелем без металлической оболочки.

Гальваническое влияние обусловлено протеканием в земле тяговых токов. Гальваническому влиянию подвержены заземленные металлические оболочки кабелей и цепи, использующие в качестве обратного провода землю. Гальваническое влияние следует учитывать также при наличии лишь одного заземления в любой точке цепи.

По степени и характеру воздействия различают влияния опасные и мешающие. Влияние называют опасным, если напряжения и токи, возникающие в цепях проводной связи и проводного вещания, создают опасность для обслуживающего персонала и абонентов, пользующихся связью, или могут повредить аппараты и приборы, включенные в эти цепи. Влияние называют мешающим, когда в каналах связи и проводного вещания возникают помехи, нарушающие их нормальное действие.

Влияние электрифицированной железной дороги на цепи проводной связи и проводного вещания зависит от схемы питания и нагрузочного режима работы тяговой сети, параметров тяговой сети и высоковольтной линии внешнего электроснабжения, параметров оборудования тяговых подстанций и электроподвижных составов, длины и ширины сближения тяговой сети и линии связи, параметров линии связи, восприимчивости цепей связи к помехам, взаимного расположения всех элементов тяговой сети по отношению к цепям проводной связи и проводного вещания.

Следует различать две схемы питания тяговой сети:

- схему одностороннего питания (рисунок 1), при которой участок тяговой сети АВ длиной _т (плечо питания) получает питание на всей протяженности с одной стороны от тяговой подстанции ТП;

- схему двустороннего питания (рисунок 2) при которой участок тяговой сети АВ, состоящей из плеча АС длиной _т ¹ и плеча СВ, длиной _т2 ,соединяемых постом секционирования ПС, нормально получает питание с двух сторон (А и В) от тяговых подстанций ТП; при этом нагрузочные токи I₁ и I ₂ сдвинуты пространственно примерно на 180°. На рис. 1.1 и 1.2 АТ – автотрансформаторы.

Рисунок 1 - Схемы одностороннего питания тяговой сети при электрификации по системам 25 кВ (а) и 2х25 кВ (б).

Рисунок 2 - Схемы двустороннего питания тяговой сети при электрификации по системам 25 кВ (а) и 2х25 кВ (б)

Кроме того, следует различать три режима работы тяговой сети:

- нормальный режим, при котором все тяговые подстанции ТП подключены согласно принятым схемам питания (см. рисунок 1 и 2);

- вынужденный режим, при котором одна из тяговых подстанций внезапно (как правило, не более чем на 2 ч) отключается и ее нагрузку принимает одна или две смежные подстанции, что влечет за собой изменение принятой схемы питания тяговой сети на рассматриваемом участке. При этом в системе электрификации 2х25 кВ предусматривается отключение одного автотрансформатора АТ, если он автоматически не заменяется другим в течение 1 с;

- режим короткого замыкания — аварийный режим, при котором контактная сеть замыкается на землю (рельсы).

Сближением между электрифицированной железной дорогой и линиями проводной связи и проводного вещания называют такое их взаимное расположение, при котором в цепях этих линий могут возникнуть опасные и мешающие напряжения и токи. В этом случае принято считать, что линии проводной связи и проводного вещания находятся в зоне влияния электрифицированной железной дороги.

Длиной сближения называют длину той части цепи связи или проводного вещания, которая находится в зоне влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог.

Шириной сближения электрифицированной железной дороги с линией проводной связи или проводного вещания является кратчайшее расстояние между осью дороги и проводами линии связи или вещания. Если это расстояние менее 10 м, то шириной сближения следует считать расстояние от контактной сети (как при системе электрификации 25 кВ, так и при системе электрификации 2х25 кВ) до линии связи или вещания.

Параллельным сближением линий называют такое их взаимное расположение, при котором ширина сближения по всему участку остается постоянной или отличается от своего среднего значения не более чем на 10 %. Если это условие не выполняется, то сближение называют косым.

Длина участка косого сближения равна длине проекции линии связи на ось полотна железной дороги. На криволинейных участках железных дорог длиной сближения следует считать полную длину линии связи, находящуюся внутри этого участка.

Шириной участка косого сближения является средняя геометрическая величина а из расстояний, измеренных в начале а₁ и конце а₂ участка косого сближения (а = ). При делении трассы линии связи на отдельные участки сближений необходимо соблюдать правило: расстояния между линиями в начале и конце участка косого сближения не должны отличаться более чем в 3 раза.

Сложной трассой сближения называют трассу, состоящую из участков параллельного и косого сближений.

При определении значений опасного и мешающего влияний цепи проводной связи и проводного вещания разбивают на расчетные участки. Расчетными являются гальванически неразделенные участки.

Гальванически неразделенным называют участок цепи, не содержащий усилителей, трансформаторов и других элементов, препятствующих прямому прохождению переменного тока в проводах. В сетях городской, сельской и железнодорожной внутристанционной телефонной связи к расчетным участкам относятся расстояния от абонента до абонента при системе МБ, от абонента до телефонной станции при системах ЦБ и АТС. Соединительные линии между телефонными станциями следует рассматривать как самостоятельные расчетные участки. На цепях дистанционного питания в случае применения резонансных контуров, включаемых на землю и настроенных на частоту 50 Гц, за расчетный принимают участок, ограниченный двумя смежными пунктами включения контуров.

Исходные данные по влияющим токам, схемам внешнего и тягового электроснабжения, а также удельному сопротивлению земли, необходимые для расчетов опасного и мешающего влияний тяговой сети на устройства связи и проводного вещания, предоставляются организацией, разрабатывающей проекты электрификации железной дороги.