11.1.8. Расчет опасного электрического влияния

Влияние высоковольтных линий (ЛЭП, эл. ж. д.) на ЛС может быть определено по аналогии с взаимным влиянием между цепями связи (см. гл. 6) через параметры электрической и магнитной связей:

; , (11.3)

где и - соответственно ток и ЭДС, наводимые в цепи связи; - ток и напряжение во влияющей цепи (ЛЭП, эл. ж. д.). Активные составляющие (g и r) применительно к рассматриваемым процессам можно не учитывать.

Опасные электрические напряжения могут возникать в воздушных ЛС из-за влияния ЛЭП с изолированной нейтралью при заземлении одной из фаз, а также в других случаях появления неуравновешенных напряжений на ЛЭП. При внешнем влиянии ВВЛ на ЛС необходимо определить потенциал проводника ЛС относительно земли.

Электростатическое поле земли может быть представлено в виде зеркального отображения, влияющего провода (рис. 11.10). Результирующий потенциал проводника ЛС относительно земли определяется в виде суммы потенциалов влияющего провода ВВЛ и зеркального отражения земли:

Рис. 10.11. К расчету электростатического влияния	Рис. 11.11. Параллельное (а) и косое (б) сближения ВВЛ с ЛС

, (11.4)

где q - заряд влияющего провода; при т. е. когда проводник связи находится на земле, его потенциал равен нулю: .

Решая данную задачу через потенциальные коэффициенты для трехфазной ЛЭП и двухпроводной ЛС, получаем формулу расчета электрического влияния. Потенциал проводника ЛС относительно земли за счет электрического влияния, В;

, (11.5)

где - напряжение ЛЭП в нормальном режиме работы (в случае аварийного режима при заземлении одной из фаз величина возрастает в =1,103 раза);- экранирующее действие соседних проводов связи, среднее значение которого принимается 0,10; значенияа, б, с даны на рис. 10.10. Анализируя эту формулу, видим, что электрическое влияние возрастает с увеличением габаритов линии (высоты, подвески проводов б и с) и уменьшается при разносе линий (а).

Данная формула справедлива, если ЛЭП и ЛС проходят параллельно. В реальных условиях часто имеют место сложная трасса сближения и косое взаимное расположение трасс ЛЭП и ЛС (рис. 11.11). В этом случае участок сближения разбивают на несколько эквивалентных параллельных участков, определяют влияние на каждом участке по эквивалентным расстояниям и затем суммируют вое эти влияния.

Длина эквивалентного участка выбирается таким образом, чтобы отношение максимальной ширины сближения к минимальной по концам участка не превышало трех, т. е. ,и т.д. Эквивалентная ширина сближения определяется как средняя геометрическая величина:;.

При сложной трассе сближения расчет электрического влияния можно производить по формуле

, (11.6)

где - длина расчетного участка;- общая длина сближения.

11.1.9. Расчет опасного магнитного влияния

Опасные магнитные влияния создают несимметричные системы (ЛЭП, эл. ж. д.) как в нормальном, так и аварийном режиме их работы, а также симметричные системы (ЛЭП) в аварийном режиме. Магнитным воздействиям подвержены и кабельные и воздушные линии.

Рис. 11.12. К расчёту магнитного влияния.

Продольная ЭДС в линиях связи за счет магнитного поля (рис. 11.12) может быть определена по формуле

. (11.7)

Здесь — влияющий ток;l — длина участка сближения; S_K — коэффициент экранирования кабельной линии; S_T — коэффициент экранирования троса, рельсов (0,4... 0,6); т — магнитная связь между ВВЛ и ЛС, определяемая по формуле, Гн/км,

, (11.8)

где ;— магнитная проницаемость и проводимость земли; а — расстояние между ВВЛ и ЛС.

В случае сложной трассы сближения продольная ЭДС рассчитывается по эквивалентным участкам сближения и затем производится суммирование:

. (11.9)

Из приведенных формул видно, что влияние растет с увеличением длины линии, силы и частоты влияющего тока. Расчет опасного влияния обычно производится при 50 Гц, а мешающего — при 800 Гц.

Рис. 11.13. Продольная ЭДС в ЛС при различных режимах использования линии: а — полная изоляция от земли; б — заземление с одной стороны; в — заземление с обеих сторон.

Для облегчения расчетов в практике пользуются номограммами, позволяющими по известным значениям полосы сближения и удельной проводимости земли определить т на частотах 50 и 800 Гц (рис. 11.13 и 11.14). В зависимости от режима работы линии связи наводимая продольная ЭДС будет иметь различные значения по длине. На рис. 11.13 показан характер изменения ЭДС вдоль ЛС при изолированных и заземленных ее концах. Наибольшую опасность для обслуживающего персонала и устройств связи представляет случай, показанный на рис. 11.13, б, так как здесь на изолированном конце будет действовать полная индуцированная ЭДС.

При определении влияний и выборе средств защиты необходимо суммировать все виды влияний; для кабельных линий — магнитное и гальваническое, для воздушных линий — электрическое и магнитное.