Задача № 3

Определить ЭДС в проводе воздушной линии связи, проходящей параллельно контактной сети участка с электротягой переменного тока и обусловленную ее магнитным и электрическим влияниями. Исходные данные представлены в табл. 8. Вариант выбирается по последней цифре шифра студента.

Таблица 7

Вариант	Ширина сближения , м	Проводимость земли , См/м	Ток в контакной сети , А	Длина сближения , км	Высота подвеса линии связи , м	Количество заземленных проводов на линии связи
0	55	0,1	250	15	2,5	2
1	150	0,2	350	12	3,0	3
2	75	0,5	450	10	3,5	2
3	65	2	150	11	4,0	3
4	455	60	285	9	4,5	2
5	205	100	455	8	5,0	3
6	225	150	360	4	5,5	2
7	550	200	320	7	3,0	3
8	1000	300	450	18	4,0	2
9	850	400	420	20	5,0	3

Методические указания к решению задачи № 3

Из электротехники известно, что вокруг каждого проводника (например, контактной сети или линии электропередач), по которому протекает переменный ток частотой , возникает переменное магнитное поле той же частоты. Если в это поле поместить другой проводник (например, линию связи), то нем возникнет по закону электромагнитной индукции переменная ЭДС, отстающая от тока, протекающего в проводнике, на .

При этом продольную ЕДС , возникающую в линии связи можно определить по формуле

,

Где - круговая частота влияющего тока, А; , =50 Гц;

- взаимная индуктивность между влияющим (контактная сеть) и подверженным (воздушная линия связи) проводами, Гн/км. Определяется в соответствии исходными данными и номограммой, представленной на рис. 1;

- ток во влияющем проводнике (контактной сети), А;

- длина сближения, км;

0,5 – коэффициент, учитывающий экранирующий эффект рельсов.

В задаче представить расчетную схему для определения магнитного влияния контактной сети на линию связи.

Определить величину взаимной емкости между проводом воздушной линии связи и контактной сетью

,

где - расстояние между линиями (по горизонтали), м;

- высота подвеса контактной сети над землей, м; ориентировочно= 7 м.

- высота подвеса линии связи над землей, м;

- количество заземленных проводов на линии связи.

Рис.1. Расчетная схема для определения емкости между проводами

Определить по закону электрической индукции величину потенциала, который будет индуцироваться в линии связи

,

где - номинальное напряжением в контактной сети переменного тока, = 25 кВ;

- емкость между проводом воздушной линии связи и землей, = 6 нФ/км.

Рис.2. Номограмма для определения взаимной индуктивности между однопроводными цепями при частоте 50 Гц

По результатам расчета определить вид влияния (опасное или мешающее) контактной сети переменного тока на воздушную линию связи.

Нормы опасных влияний установлены с таким расчетом, чтобы была гарантирована безопасность лиц, обслуживающих устройства автоматики, телемеханики и связи и пользующихся ими, чтобы исключалась возможность повреждения устройств автоматики, телемеханики и связи (пробой изоляции жил кабелей, повреждения аппаратуры, включенной в цепи связи)

В соответствии с установленными нормами напряжение, индуцированное в проводах (кабелях) линиях связи, по отношению к земле не должно превышать 60 В в воздушных линиях связи с деревянными опорами, 36 В – воздушных линиях связи с железобетонными опорами кабельных линиях при работе системы тягового электроснабжения в нормальном и вынужденном режимах. Вынужденный режим работы – это такой режим работы тяговой подстанции, когда одна из подстанций выключена и ее нагрузку питают одна или две смежные с ней подстанции.

Средством защиты линий связи от опасных и мешающих влияний является замена воздушных линий на кабельные с высоким защитным действием кабельной оболочки. Если при замене воздушной линии кабельной, ЭДС, индуцированная в жилах кабеля превышает норму, то устройства подключаются через изолирующий трансформатор.

Также для защиты цепей связи используют разделительные трансформаторы, линии связи относят подальше от железнодорожного полотна, уменьшают длину сближения участков линии связи с железной дорогой, включают резонансные контура.