книги из ГПНТБ / Быховский Я.Л. Высокочастотная связь в энергосистемах

Для расчета емкости С можно применять приближен­ ную формулу

где 5 — расстояние между фазами, см; гэ — эквивалент­ ный радиус расщепленной фазы, см;

для т = 2,3

для т > 3

В последней формуле г0Ку> — радиус окружности, в ко­ торую вписан многоугольник, образованный проводами расщепленной фазы,

Для определения разности уровней помех Ар двух ВЛ

42

с в. ч. помехами, воздействующими на приемные устрой­ ства аппаратуры связи по этим проводам, обусловливает также толе радиопомех, мешающих радиоприему около

лимий электропередачи.

Вцелях обеспечения удовлетворительных условий радиоприема составлены нормы предельно допустимых индустриальных радиопомех, в которых указаны предель­ ные значения уровня поля радиопомех в микровольтах,

Для линий электропередачи 35—330 кв уровень поля радиопомех установлен для расстояния 50 м от трассы (считая от проекции на землю крайнего провода линии)

43

и не должен 'превышать 100 мкв в диапазоне 0,15— 0,5 мгц: 50 мкв в диапазоне 0,5—2,5 мгц; 20 мкв в диа­ пазоне 2,5—20 мгц; 10 мкв в диапазоне 20—150 мгц.

Для линий напряжением 500 кв и выше указанные величины установлены для расстояния 100 м.

При получении экспериментальных данных об уров­ нях радио-помех от короны на ВЛ для разработки инже­ нерной методики расчета необходим статистический ма­ териал, охватывающий разброс величин, обусловливае­ мый различными факторами.

Исследования и расчет помех сводятся к следующему. Накапливается материал в виде протоколов измерений, охватывающих значительное количество действующих В Л напряжением 110—500 кв и самые разные климати­ ческие п 'географические районы страны. Протоколы из­ мерении представляют собой частотные характеристики радиопомех, измеренные в конкретный -момент на кон­ кретной ВЛ и расстоянии -примерно 100 или 50 м от ее трассы, а также так называемые профили радиопомех — поперечные или продольные, т. е. амплитудные характе­ ристики радиопомех на одной определенной частоте (ча­ ще всего 1 Мгц) при движении измерительного прибора вдоль ВЛ или в направлении, перпендикулярном -к ее трассе.

На основе частотных характеристик радиопомех мож­ но составить вполне четкое -представление о характере зависимости уровней радиопомех от частоты, по профи­ лям обрисовать картину убывания уровня помех с удале­ нием от их источника. В этом случае наибольший инте­ рес представляют поперечные .профили, поскольку они позволяют практически сравнить расчетные уровни ра­ диопомех с действующими нормами, устанавливающими допустимые уровни мешающих сигналов на определен­ ных .расстояниях от трасс ВЛ.

Для одних и тех же ВЛ должен быть накоплен ком­ плект протоколов, отражающих результаты многократ­ ных измерений, проводившихся в разное время суток, разное время года, при наличии или отсутствии осадков и т. д.

Данные комплекта протоколов частотных характери­ стик подвергаются статистической обработке или усред­ нению для наиболее характерных частот радиодиапазо­ на, например 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 Мгц, после чего усред­ ненные данные наносятся на график зависимости уров-

44

ней (или 'напряжения) помех от некоторой относительной величины, содержащей в себе как бы характеристику исходных данных о рассматриваемой ВЛ. В качестве такой величины принято отношение расчетного 'Гради­ ента потенциала Е на поверхности провода к величине б£о — произведению начального градиента короны и от­ носительной плотности воздуха, определяемой его тем­ пературой и атмосферным давлением.

Точки, наносимые на график зависимости Unov =

— f ( з7Г~у> п о мере их накопления выявляют картину

хода некоторой основной кривой и границ разброса усредненных значений радиопомех.

Аналогичная работа проводится для построения графиков в. ч. помех. Для определения статистики уров­ ней этих помех накапливается большое количество про­ токолов измерений, представляющих собой частотные ха­ рактеристики помех в диапазоне 30—300 кгц, полосе приема 1 или 2 кгц, измеренные избирательными изме­ рителями уровней, применяемыми в в. ч. связи, на выхо­ дах соответствующих в. ч. трактов по ВЛ. Границы раз­ броса уровней от средних кривых дают общую картину пределов ожидаемых значений; более точное представ­ ление о количественном влиянии отдельных внешних факторов дают коэффициенты пересчета, приведенные

45

Согласно этой таблице напряжение помех при дожде уве­

диопомех дает возможность очень подробной констата­ ции колебаний уровнен помех от конкретных ВЛ, что представляет интерес главным образом при наличии

46

осадков, гроз, пыльных бурь и других атмосферных экс­ цессов, отри которых влияющий фактор (уровень осадков и пр.) явно выражен и, поскольку его воздействие по­ давляет все остальные влияния, может сопоставляться с наблюдаемой величиной радиопомех. Колебания, обу­ словливаемые каждым .более слабо влияющим факто­ ром, как, например, изменением относительной влажно­ сти или температуры -воздуха, атмооферного давления, интенсивности или направления ветра и т. д., выделить путем непрерывной записи очень трудно, поскольку, как уже .говорилось, эти факторы всегда действуют совокуп­ но. Поэтому такие данные рассматриваются как коле­ бания уровней радиопомех в хорошую погоду и исполь­ зуются для выявления вероятностных характеристик их распределения що времени для конкретных ВЛ.

Длительные регистрации уровней помех охватывают на сегодняшний день довольно ограниченное .количество ВЛ. Необходимость обеспечения аппаратуры электропи­ танием на переменном токе ограничивает выбор точек установки. В [Л. 30] приведены данные измерений на семи ВЛ Советского Союза. На основе полученного ма­ териала авторами сделаны выводы о возможных значе­ ниях радиопомех в различных условиях.

Большое количество данных отдельных ВЛ, накоплен­ ных путем непрерывной записи в течение длительных пе­ риодов времени, требует автоматической обработки, ко­ торая позволяет определить эмпирические значения инте­ гральных распределений величин радиопомех, превышаю­

а также сделан вывод о существовании линейной зави­ симости приращения уровней радиопомех от увеличения напряженности электрического поля вокруг провода ВЛ

илогарифмической зависимости приращения уровня по­ мех от увеличения диаметра проводов.

Вкачестве характеристики, позволяющей судить как

овозможных уровнях радиопомех от отдельных ВЛ, так

иоб их длительности, принимается годовое распределе­ ние этих уровней, определяемое в соответствии с данны­ ми о распределении рассматриваемых (категорий погоды в течение года для местности, в которой располагается

47

трасса проектируемой ВЛ. Годовой .график 'распределе­ ния строится на основе интегральных кривых распреде­ ления радиопомех для разной погоды и может .быть определен как вероятность превышения радиопомехами некоторого уровня за год для совокупности разных погод [Л. 30]. При этом интересны в основном превышения допустимых уровней помех, определенных нормами на радиопомехи. Следует отметить, что статистический под­ ход к уровням радиопомех заложен п в «Нормах», но как 'бы в зачаточной форме: так, в них оговорено, что превышение допустимых уровней (Возможно не более чем в течение 5% времени (т. е. 440 ч в год).

Сравнение данных расчета, выполненного .по обоим методам для девяти ВЛ напряжением 220—500 кв, при­ ведено в табл. 4-5.

* Измеренная величина.

Как следует из табл. 4-5, соотношение радиопомех от разных ВЛ в обоих сопоставляемых случаях сохраняет­ ся: в делом результаты, полученные по методу [Л. 30], ниже данных (Л. 28] на величину около 5 дб (1,7 раз по напряжению), что, помимо прочего, также отражает тен­ денцию к установке менее жестких норм на радиопо­ мехи.

При исследованиях, выполнявшихся в лаборатории высоковольтных сетей ВНИИЭ под руководством канди-

48

дата техн. наук Н. П. Емельянова, была отмечена не­ точность определения «годового распределения» помех, принятого в [Л. 30]: имелись в виду помехи, отнесенные к «среднему году», т. е. к среднегодовым погодным усло­ виям за 5 лет. Это в предельном случае означало пре­

ми». Реальное распределенне помех в конкретном году при этом, .несомненно, может иметь характер значитель­ но более 'неблагоприятный, чем это предполагалось

в[Л. 30]. Отсюда следует, что оценка средних уровней помех за многолетний период должна проводиться с диф­ ференциацией более коротких отрезков времени. Напри­ мер, предлагается для будущего пересмотра «Норм» и соответственно для определения помех от будущих ВЛ исходить из «среднемесячных» данных с учетом средне­ месячных 'метеорологических условий вдоль проектируе­ мой трассы за несколько лет лишь в течение осенне-лет- нето периода, поскольку в остальное время года помехи,

вцелом, меньше.

Вэтой работе дается рекомендация целесообразно­ сти нормирования помех «по дождю», т, е. предлагает­ ся исходными считать наиболее тяжелые условия, что позволит унифицировать требования к уровням радио­ помех от ВЛ и сведет к минимуму сбор потребной метео­ рологической информации. При этом также отмечается необходимость уточнения указанных в [Л. 30] прираще­

измерениями», поскольку последние обеспечат необходи­ мую гибкость измерениям на конкретных ВЛ, а также позволят охватить необходимое для подлинной стати­ стики количество ВЛ. Так, например, при записях на контрольной частоте измерений могли бы при помощи переносных приборов уточняться контрольные точки ча­ стотных характеристик, контрольные точки поперечных или продольных профилей и т. д. Статистика поперечных профилей в разных районах страны могла бы предоста­ вить зесьма интересный материал о влиянии проводимо-

помех спадает более круто, чем в хорошую погоду, что, несомненно, должно учитываться в случае нормирования «по дождю». Продольные профили радиопомех т а к ж е представляют практический интерес, поскольку наличие на ВЛ «неоднородностей» (например, транспозиций) вы­ зывает перераспределение волновых составляющих ра­ диопомех, влияя тем самым на характер их распростра­ нения.

«Кратковременные» измерения, ' П р о в о д и в ш и е с я ранее, позволили заметить, что уровни радиопомех от ВЛ с рас­ щепленными проводами менее подвержены влиянию осадков, чем уровни радиопомех от ВЛ с иераощепленными проводами. Это положение, требующее статистиче­

го напряжения, выполняемых, как травило, с расщеплен­ ной фазой. Накопление «большой статистики» в течение ближайших нескольких лет ляжет в основу будущих ста­ тистических норм « а радиопомехи от ВЛ, дифференци­ рованных по классам напряжений и конструкциям ВЛ, а также по климатическим районам прохождения их трасс.

Переход к напряжениям электропередач 750 и 1 150/ш уже сегодня ставит вопрос о рациональном выборе кон­ струкции фазы таких ВЛ с точки зрения ожидаемых ве­ личин радиопомех и помех в. ч. каналам связи от короны на их проводах. Располагая рассмотренными ме­ тодами инженерного расчета, мы можем дать некоторые предварительные рекомендации по этому вопросу.

При расчетах уровней помех по методике, показанной

условий, производя пересчет по верхним значениям ко­ эффициентов.

50

таблице показаны уровни помех от ВЛ 500 кв со стан­

1 150 кб с различной конструкцией фазы, а также уровни в. 'Ч. помех на частоте 100 кгц в полосе приема 2 кгц от тех же В Л.

Из табл. 4-6 видно, что в засушливых или дождливых районах страны наиболее подходящими 'были бы вари­ анты ВЛ 5, 4 и 2. Как отмечается в [Л. 30], увеличение междуфазного расстояния до 21—22 м повысило бы на­ дежность работы этих ВЛ с точки зрения их помех ра­ диоприему, а также позволило 'бы применять вариант 3. Интересно отметить, что приведенная для ВЛ 4 в [Л. 30] расчетная величина среднего уровня радиопомех на рас­ стоянии 50 м от В Л, равная 23 дб (200 ' мкв) в хорошую погоду, очень близко согласуется с полученной нами ве­ личиной 8,8 мкв на расстоянии 100 м от той же В Л. Это расстояние выбрано для расчета радиопомех с учетом известной оговорки в «Нормах», предусматривающей именно такое удаление от ВЛ сверхвысоких напряжений в качестве 'границ «полосы отчуждения» и зоны нор­ мального радиоприема.

менее желателен: радиопомехи в этом случае будут не­

тым спад кривой поперечного профиля радиопомех.

На основании изложенного можно сделать следую­ щие краткие выводы:

1. Существующие на сегодняшний день практические методы расчета уровней помех радиоприему и в. ч. связи по ВЛ позволяют получить .предварительные величины средних уровней ожидаемых помех от проектируемых ВЛ высоких н сверхвысоких напряжений с удовлетворитель­ ной степенью точности.

2. Как показывает сравнение, результаты расчета по обоим рассмотренным методам — методу «кратковремен­ ных измерений» и методу «статистическому» — близки.

3. Будущие исследования должны дать представле­ ние о реальных пределах разброса помех, определяемых