Нормы при влиянии грозовых разрядов

 

На вновь проектируемых междугородных кабельных линиях связи защитные мероприятия следует предусматривать на тех участках, где ожидаемая плотность повреждений (ожидаемое число опасных ударов молнии) превышает норму. Для симметричных и коаксиальных кабе­лей допустимая плотность повреждений указана в табл. 4.21, а для оптических кабелей в табл. 4.22.

 

 

Таблица 4.21

 

При проектировании оптических линий связи необходимо преду­сматривать использование ОК, имеющих категорию по молнии стойкости не ниже приведенных в табл. 4.23, в зависимости от назначения ОК и условий прокладки. Таблица 4.22

Таблица 4.23

 

В этом случае при прокладке ОК на открытой местности защитные меры могут потребоваться крайне редко, только в районах с высоким удельным сопротивлением грунта и повышенной грозовой деятельно­стью, что определяется расчетом.

На существующих оптических кабельных линиях связи защитные мероприятия осуществляются на тех участках, где произошли повреж­дения от ударов молнии. Длина защищаемого участка определяется условиями местности (протяженностью возвышенности или участка с повышенным удельным сопротивлением грунта и т. п.), однако она должна быть не менее 100 м в каждую сторону от места повреждения. В этих случаях необходимо предусматривать прокладку защитных проводов в соответствии с требованиями защиты.

Работы по оборудованию защитных мер должны осуществляться сразу после устранения повреждения от грозового воздействия.

 

МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

 

Защитить междугородные линии связи от ударов молнии можно следующими способами: путем прокладки специальных грозо стойких кабелей с повышенной проводимостью оболочки (кабели с алюминиевой оболочкой, кабе­ли типа МКСЭБ, МКСАБп, КМЭБ и др.);

• с помощью проложенных в земле параллельно кабелю медных, би­металлических или стальных оцинкованных проводов, шин и тросов;

• с помощью заземлителей, подключенных в определенных точках к металлическим покровам кабеля;

• с помощью разрядников, включенных между жилами и оболочкой кабеля в муфтах;

• с помощью действующей воздушной линии связи, проходящей па­раллельно кабелю и оборудованной искровыми промежутками с выносными заземлителями.

Выбор той или иной защитной меры или комплекса защитных мер устанавливается проектной или эксплуатирующей организацией исхо­дя из экономической целесообразности на основании нормативных указаний.

Тросы, проложенные в земле над кабелями, выполняют следующие функции:

• уменьшают вероятность попадания прямых ударов молнии в ка­бель;

• отводят часть тока молнии в землю и, следовательно, уменьшают ток в металлической оболочке кабеля;

• в случае прямых ударов молнии уменьшают влияние тепловых и механических воздействий на кабель. Это очень важно для коак­сиальных кабелей, поскольку они чрезвычайно чувствительны к деформации, которая может возникнуть в случае появления этих воздействий вблизи кабеля;

• эффективно понижают градиенты потенциалов в земле.

Определение коррозионного состояния мер защиты производится визуально. При обнаружении участков троса и заземлений, в сильной степени поврежденных коррозией (что сопровождается резким увели­чением переходного сопротивления троса и заземлений, по отноше­нию к земле), необходима замена поврежденных участков троса и электродов заземления.

 

ЗАЩИТА КАБЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ПОДЗЕМНЫХ ПРОВОДОВ (ТРОСОВ)

 

Защитное действие проложенных в земле проводов или тросов ха­рактеризуется коэффициентом тока в оболочке кабеля ц, показываю­щим отношение тока молнии в оболочке кабеля при наличии троса к току молнии при отсутствии троса. Этот коэффициент для одного медного или биметаллического провода рассчитывается по формуле:

(4.70)

где

r_кт - расстояние между кабелем и защитными тросами, мм;

d_т - диаметр защитного троса, мм;

d_к - внешний диаметр оболочки кабеля, мм.

На рис. 4.14 приведены зависимости коэффициента тока в оболочке кабеля от диаметра защитного провода. При прокладке од­ного биметаллического провода (кривая 1), одного стального (кривая 2), двух биметаллических проводов с расстоянием между ними 0,6 м (кривая 3) и двух стальных проводов (кривая 4), также с расстоянием между ними 0,6 м. Для всех кривых величина г =0,4 м.

Рис. 4.14. 1 - для провода БСМ; 2 - для стального провода;

3 - для двух проводов БСМ при расстоянии между ними 0,6 м;

4 - для двух стальных проводов при расстоянии между ними 0,6 м

 

На рис. 4.15 построены зависимости коэффициента тока в оболочке кабеля от расстояния между кабелем и защитным прово­дом, выполненным в виде биметаллического или стального троса, а на рис. 4.16 от расстояния между защитными проводами (для двух за­щитных проводов ПС-70).

 

Рис. 4.15. 1 - для провода ПС - 70; 2 - для провода БСМ - 4 мм; 3 для провода БСМ - 5 мм

Рис. 4.16. Расстояние между кабелем и плоскостью защитных проводов: 1 - 0,3 м; 2 - 0,4 м; 3 0,6 м

 

Расчет защиты тросами производится следующим образом. Если плотность повреждений на данном участке превышает допустимое значение, то в качестве защитной меры может быть выбран один за­щитный провод (трос). Для оценки эффективности действия защитно­го провода подсчитывается коэффициент тока в оболочке кабеля g. По графику на рис. 4.13 определяется плотность повреждений кабеля п после прокладки защитного провода, при этом вместо сопротивления внешних защитных покровов кабеля R берется величина:

(4.71)

Если найденная величина плотности повреждений меньше допус­тимой, то для защиты достаточно одного защитного провода. Если больше допустимой, то следует взять два защитных провода, после чего опять находится плотность повреждений кабеля с двумя защит­ными проводами и т. д.

Коэффициент тока двух биметаллических проводов при симмет­ричном расположении защитных проводов относительно кабеля нахо­дится из формулы:

(4.72)

где

Гтт - расстояние между защитными тросами (проводами), остальные

обозначения те же, что и в формуле (4.70).

Для еще большего увеличения защитного действия возможно при­менение трех или более защитных проводов. В табл. 4.24 приведены значения коэффициента тока в оболочке кабеля для встречающихся на практике случаев. Таблица рассчитана для случая, когда расстояние между кабелем и плоскостью защитных проводов равно расстоянию между защитными проводами. Небольшие отклонения от расчетных величин несущественно скажутся на величине коэффициента.

Если кабель проложен на открытой местности и по условиям рас­чета выбран один защитный провод, последний прокладывается пред­почтительно над кабелем.

При прокладке двух и трех защитных проводов последние следует располагать симметрично над кабелем с расстоянием между проводами от 2,0 м при ручной прокладке и до 1,2 м при механизированной про­кладке. Предпочтительны следующие расстояния между двумя соседни­ми проводами: при двух защитных проводах - 2,0 м, а при трех - 0,6 м.

Защитные провода и тросы прокладываются при механизированной прокладке примерно на половине глубины прокладки кабеля, но не менее 0,3 м от поверхности земли (за исключением скального грунта).

 

Таблица 4.24

При прокладке в скальном грунте защитные провода (тросы) про­кладываются на одной глубине с кабелем.

Если кабель прокладывается вдоль леса (аллеи деревьев) либо вдоль воздушной линии связи или линии электропередачи, и необхо­димо проложить грозозащитный трос, то трос прокладывается между кабелем и лесом на расстоянии от 2 до нескольких метров от кабеля.

Защита оптических линий связи от ударов молнии может быть осуществлена следующими способами:

• путем прокладки полностью неметаллических ОК;

• путем прокладки ОК повышенной молнии стойкости;

• с помощью проложенных в земле параллельно ОК защитных про­водов (тросов).

Выбор той или иной защитной меры или комплекса защитных мер устанавливается проектной или эксплуатирующей организацией, ис­ходя из экономической целесообразности на основании нормативных указаний.

 

Защита оптических кабелей с помощью подземных проводов (тросов)

 

Защитное действие проложенных в земле проводов характеризует­ся коэффициентом защитного действия S_пр, показывающим отношение плотности повреждений ОК при наличии защитного провода к плот­ности повреждений при его отсутствии.

В табл. 4.25 приведены коэффициенты защитного действия одного и двух проводов типа ПС-70 для различных значений удельного со­противления грунта и расстояния между проводами. Коэффициенты получены при прокладке защитных проводов на глубине 0,4 м от по­верхности земли. Значения в табл. 4.25 приведены для расстояния ме­жду кабелем и тросом (при защите одним тросом) и между кабелем и плоскостью защитных проводов (при защите двумя тросами) равном 0,5 м.

Таблица 4.25

Расчет защиты ОК от ударов молний производится следующим об­разом. Если плотность повреждений ОК на данном участке превышает допустимое значение, то в качестве защитной меры может быть вы­бран один защитный провод.

Ожидаемая плотность повреждений кабеля после прокладки одного защитного провода находится умножением коэффициента защитного действия, определяемого из табл. 4.25, на ожидаемое число поврежде­ний ОК при отсутствии провода.

Если найденная величина числа повреждений меньше или равна допустимой, то для защиты достаточно одного защитного провода. Ес­ли больше, то следует взять два защитных провода, после чего опять находится плотность повреждений ОК с двумя защитными проводами.

Защиту оптического кабеля с помощью более двух проводов не следует предусматривать. 4.9.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

Определить опасное магнитное влияние линий электропередачи переменного тока (частота 50 Гц) на цепи кабелей связи и необ­ходимость в защитных мероприятиях, при следующих исходных дан­ных:

• кабель МКСБ 4x4x1,2;

• эквивалентная длина участков сближения (рис.4.1) £эк₁=1км, £эк₂=0,5 км, £экз=0,6км, £эк₄=0,7км, £эк₅= 0,9км, £эк₆=1 км;

• ширина сближения между ВЛ и ЛС по отдельным участкам: a₁₌80 м, а₂₌150 м, а₃₌350 м, а₄ =120 м, а₅₌ 300 м, а₆=100 м, а₇=210м, a₈=450м;

• ток короткого замыкания ВЛ- 1_кз = 3000 А;

• удельная проводимость земли -Qз=10-10^-3 См/м;

• сопротивление металлических покровов кабеля постоянному то­ку – R₀=2,16 Ом/км;

• индуктивность внешних металлических покровов кабеля связи — L =5-10^-3 Гн/км;

• система передачи К-60п с дистанционным питанием усилителей постоянным током по системе "провод —провод ".

Решение.

Для решения этой задачи сначала определим эквивалентную шири­ну сближения для каждого участка. На первом, втором и шестом уча­стке сближения воспользуемся выражением (4.4), на третьем, четвертом и пятом участке - выражением (4.2):

Определим по номограмме (см. рис. 4.2) значение модуля коэффи­циента взаимной индуктивности между однопроводными цепями ВЛ и ЛС (на частоте 50 Гц) для а=10-10^-3 См/м и умножим каждое значе­ние на эквивалентные длины участков сближения £эк_i. Результаты занесем в таблицу.

 

Суммарное значение магнитного влияния будет равно:

Определим модуль идеального значения коэффициента экраниро­вания внешних металлических покровов исходя из выражения (4.6):

Определим продольную ЭДС, создающую опасное магнитное влияние высоковольтной линии переменного тока, из формулы (4.5):

Для кабеля МКСБ 4x4х1,2 электрическая прочность изоляции между жилами и оболочкой U_исп=1800 В [13], а напряжение ДП = 475 В [14]. Находим из табл. 4.3 значение величины допустимой продольной ЭДС:

Ответ: Опасное магнитное влияние линий электропередачи пере­менного тока на цепи кабелей связи составляет 1229 В, что не превы­шает норм, поэтому относ трассы выполнять не требуется2. Определить опасное гальваническое влияние линий электропере­дачи переменного тока на цепи кабелей связи и выяснить необходи­мость в защитных мероприятиях, при следующих данных:

• кабель МКСБ 4x4x1,2;

• а₁=100 м, а₂ =200 м;

• £ = 10 км (рис. 4.3);

• ток короткого замыкания ВЛ-I_кз—20 кА;

• удельная проводимость земли Q₃ =1*10^-3 См/м;

• сопротивление металлических покровов кабеля постоянному току R₀=2,16 Ом/км;

. L=5*10^-3Гн/км;

• R₃₁ = R_3ә = 5 Ом;

• система передачи К-60п-4 с дистанционным питанием усилителей постоянным током по системе "провод - провод ".

 

Решение.

Вначале определим модуль реального КЗД металлических покро­вов из выражения (4.11):

 

Определим знаение модуля коэффициента распространения токов в земле ұ по формуле (4.10)

Опасное гальваническое влияние линий электропередачи перемен­ного тока на цепи кабелей связи определяется из выражения (4.11)

 

Полученное значение показывает, что опасное гальваническое влияние линий электропередачи переменного тока на цепи кабеля МКСБ 4x4x1,2, работающего с системой передачи К-60П-4, составляет 1230 В, что выше допустимого значения (см. табл. 4.6), поэтому требу­ется относ трассы.

Согласно табл.6, норма при системе передачи К-60П-4 при системе ДП "провод - провод " составляет 75 В. Норма на металлических по­кровах будет равна (4.13):

 

Определим критическую ширину участка сближения из выражения (4.12):

Ответ: опасное гальваническое влияние линий электропередачи переменного тока на цепи кабелей связи составляет 1225 В, что выше допустимого значения. Трассу следует отнести на 1518 м.

 

3. Определить опасное магнитное влияние электрифицированной железной дороги переменного тока (частота 50 Гц) на цепи кабель­ных линий связи в вынужденном режиме при следующих исходных данных:

. кабель МКСБ 4x4x1,2;

• эквивалентная длина участков сближения (см. рис.1) (£эк₁ =1 км, £эк₂=0,5 км, £эк_{3 =} 0,6км, £эк₄ = 0,7км, £эк₅ = 0,9 км, £эк₆ = 1 км;

• ширина сближения между эл.ж.д. и ЛС по отдельным участкам: a₁=80 м, а₂ =150 м, а₃ =350 м, а₄ =120 м, а₅ = 300 м, а₆ =100 м, а₇ =210 м, а₈ =450 м;

• удельная проводимость земли Q₃ =1*10^-3 См/м;

• сопротивление металлических покровов кабеля постоянному току ~ Rз=2,16 Ом/км;

•индуктивность внешних металлических покровов кабеля связи
. L=5-W³ Гн/км;

• система передачи К-60 п с дистанционным питанием усилителей постоянным током по системе "провод - провод ",

• двух путная железная дорога;

• число электровозов в пределах плеча питания ~ 4 (т-4);

• тип подвески М-95 + МФ-100 (табл. 4.1);

• расстояние от места расположения тяговой подстанции до нача­ла участка, подверженного влиянию £н=5 км;

• длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме £т=30км.

Решение.

Вначале определим эквивалентную ширину сближения для каждо­го участка. На первом, втором и шестом участке сближения восполь­зуемся выражением (4.4), на третьем, четвертом и пятом участке - вы­ражением (4.2):

 

Определим по номограмме (см. рис. 4.2) значение модуля коэффи­циента взаимной индуктивности между однопроводными цепями эл.ж.д. и ЛС (на частоте 50 Гц) для a = Q₃ =1*10^-3 См/м и умножим каждое значение на эквивалентные длины участков сближения £₁-. Результаты занесем в таблицу.

 

Суммарное значение магнитного влияния будет равно:

Определим модуль идеального значения коэффициента экраниро­вания внешних металлических покровов исходя из выражения (4.6):

Учитывая, что удельное сопротивление земли, это обратная вели­чина удельной проводимости земли, определим Собщ используя табл. 4.10:

Для определения эквивалентного влияющего тока при вынужден­ном режиме работы тяговой сети – 1_экв вначале находим значение чис­ленного коэффициента к_т, а затем результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети – 1_рез.

Численный коэффициент К_т определяем из выражения (4.17), пред­варительно рассчитав эквивалентную длину сближения линии связи, подверженной влиянию с тяговой сетью:

Тогда

Результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети 1_рез определим из формулы (4.16), используя табл. 4.1:

Эквивалентный влияющий ток при вынужденном режиме работы тяговой сети 1экв находим из формулы (4.15):

Определим опасное напряжение при магнитном влиянии электри­фицированных железных дорог переменного тока для вынужденного режима U_м по формуле (4.14), учитывая, что коэффициент формы кри­вой влияющего тока тяговой сети при расчете влияний на кабельные жилы Кф=1:

Полученный результат сравним с нормами для вынужденного ре­жима (табл. 4.6):

Так как полученное значение U_м превышает норму, вычислим эк­вивалентную критическую ширину участка сближения (при магнитном влиянии). Для этого вначале определим критический эквива­лентный модуль коэффициента взаимной индукции (по аналогии с (4.7) и (4.8)), используя формулу (4.14):

Затем, используя номограмму на рис.4.2, по значениям оп­ределяем эквивалентную критическую ширину участка сближения.

Величина эквивалентной критической ширины участка сближения составляет 420 м.

Ответ: Требуется относ трассы на а_экв = 420 м.

 

4. Определить мешающее влияние электрифицированной железной дороги переменного тока (частота 800 Гц) на каналы тональной час­тоты кабелей связи при следующих исходных данных:

. кабель МКСБ 4x4x1,2;

• эквивалентная длина участков сближения (см. рис.1) (£эк₁ =1 км, £эк₂=0,5 км, £эк_{3 =} 0,6км, £эк₄ = 0,7км, £эк₅ = 0,9 км, £эк₆ = 1 км;

• ширина сближения между эл.ж.д. и ЛС по отдельным участкам: a₁=80 м, а₂ =150 м, а₃ =350 м, а₄ =120 м, а₅ = 300 м, а₆ =100 м, а₇ =210 м, а₈ =450 м;

• удельная проводимость земли Q₃ =1*10^-3 См/м;

• сопротивление металлических покровов кабеля постоянному току ~ Rз=2,16 Ом/км;

•индуктивность внешних металлических покровов кабеля связи
. L=5-10^-3 Гн/км;

• Двух путная железная дорога;

• число электровозов в пределах плеча питания - 3 (т- 3);

• результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при
вынужденном режиме работы тяговой сети 1_рез = 300 А.

Решение.

Вначале определим эквивалентную ширину сближения для каждо­го участка. На первом, втором и шестом участках сближения восполь­зуемся выражением (4.4), на третьем, четвертом и пятом участках выражением (4.2):

Определим по номограмме (см. рис. 4.5) значение модуля коэффи­циента взаимной индуктивности между однопроводными цепями

эл.ж.д. и ЛС (на частоте 800 Гц) для Q₃ =1*10^-3 См/м и умножим ка­ждое значение на эквивалентные длины участков сближения.

Ре­зультаты занесем в таблицу.

Суммарное значение магнитного влияния будет равно:

Определим модуль идеального значения коэффициента экраниро­вания внешних металлических покровов исходя из выражения (4.6):

Учитывая, что удельное сопротивление земли это обратная величи­на удельной проводимости земли, определим С используя табл. 4.10:

Находим псофометрическое значение влияющего тока по формуле (4.22), предварительно определив коэффициенты К, и К_т из графиков рис.4.6:

Рассчитаем эквивалентную длину сближения линии связи с тяговой сетью:

Сравним полученный результат с нормами в табл. 4.14. Напряже­ние шума меньше нормы 1,5 мВ, поэтому нет необходимости прини­мать меры защиты.

Ответ: Напряжение шума меньше нормы 1,5 мВ, поэтому нет не­обходимости принимать меры защиты.

5. Определить мешающее влияние линий электропередачи 500 кВ переменного тока на каналы тональной частоты кабелей связи при следующих исходных данных:

. кабель МКСБ 4x4x1,2;

• эквивалентная длина участков сближения (см. рис.1) (£эк₁ =1 км, £эк₂=0,5 км, £эк_{3 =} 0,6км, £эк₄ = 0,7км, £эк₅ = 0,9 км, £эк₆ = 1 км;

• ширина сближения между эл.ж.д. и ЛС по отдельным участкам: a₁=80 м, а₂ =150 м, а₃ =350 м, а₄ =120 м, а₅ = 300 м, а₆ =100 м, а₇ =210 м, а₈ =450 м;

• удельная проводимость земли Q₃ =1*10^-3 См/м;

• сопротивление металлических покровов кабеля постоянному току ~ Rз=2,16 Ом/км;

•индуктивность внешних металлических покровов кабеля связи
. L=5-10^-3 Гн/км;

• значение псофометрического фазовое

• значение псофометрического тока нулевой последовательности

Решение.

Вначале определим эквивалентную ширину сближения для каждо­го участка. На первом, втором и шестом участках сближения восполь­зуемся выражением (4.4), на третьем, четвертом и пятом участках -выражением (4.2):

Определим по номограмме (см. рис. 4.5) значение модуля коэффи­циента взаимной индуктивности между однопроводными цепями ВЛ

и ЛС (на частоте 800 Гц) для Q₃ =1*10^-3 См/м; и умножим каждое зна­чение на эквивалентные длины участков сближения. Результаты

занесем в таблицу.

Суммарное значение магнитного влияния будет равно:

Рассчитаем эквивалентную длину сближения линии связи с ВЛ:

Найдем эквивалентный модуль коэффициента взаимной индукции по формуле (4.21)

Находим эквивалентный коэффициент взаимной индукции трех­фазной ВЛ из формулы (4.29), определив вначале составляющие, по­лученные по формуле (4.30). Для этого определим по номограмме (см. рис. 4.5) значение модуля коэффициента взаимной индуктивности ме­жду цепями ВЛ и ЛС (на частоте 800 Гц) для аз= 10-10 " См/м. Полу­ченные параметры, необходимые для дальнейших расчетов, занесем в таблицу.

Эквивалентный коэффициент взаимной индукции трехфазной ВЛ определяем из формулы (4.29):

Определим модуль идеального значения коэффициента экраниро­вания внешних металлических покровов исходя из выражения (4.6):

Учитывая, что удельное сопротивление земли, это обратная вели­чина удельной проводимости, определим S_общ используя табл. 4.7 и параметры формулы (4.26):

Определим коэффициент распространения цепи провод - земля ис­пользуя выражение (4.24):

Из выражения (4.26) определим составляющую напряжения помех, обусловленную влиянием псофометрического тока нулевой последо­вательности вследствие асимметрии жил телефонной цепи:

Из выражения (4.28) определим составляющую напряжения помех, обусловленную влиянием псофометрического фазного тока ВЛ вслед­ствие асимметрии жил телефонной цепи:

Определим напряжение помех по формуле (4.25):

Сравним по табл. 4.14 полученное значение с действующими нор­мами на тональные каналы междугородных линий.

Ответ: U_м = 1,1 мкВ.

Полученные результаты меньше допустимых норм, поэтому нет необходимости проводить защитные мероприятия.

6. Определить плотность повреждения кабеля связи от грозовых разрядов и выбрать меры защиты при следующих исходных данных:

. кабель МКСБ 7x4;

• удельное сопротивление земли р = 1000 Ом-м;

• место прокладки Орел - Брянск;

Решение.

Обычно кабель МКСБ 7x4 работает по двух кабельной системе свя­зи, тогда, используя табл. 4.16, определим общее сопротивление внеш­них защитных покровов постоянному току параллельно соединенных кабелей:

Используя карту на рис. 4.12, находим, что средняя продолжитель­ность гроз в районе прокладки кабельной трассы равна 60 ч (Т=60 ч).

Для дальнейших расчетов используем кривые на рис. 4.13. Однако полученное значение п=0,15 характерно для кабеля с U_пр=3000 В и со средней продолжительностью гроз в районе прокладки кабельной трассы Т=36 ч. Поэтому воспользуемся выражением (4.64) и табл. 4.16:

Сравним с нормами в табл. 4.21 (п=0,1), полученное значение превы­шает норму, поэтому требуются защитные мероприятия. В качестве меры защиты выбираем прокладку биметаллического троса диаметром 5 мм.

Оценим эффективность тросовой защиты.

Из рис. 4.14 найдем, что для биметаллического троса с d=5 мм коэффициент тока Г=0,63.

Определим сопротивление металлических покровов с учетом ко­эффициента тока из выражения (4.71):

Из графика на рис. 4.13 находим, что при Т=36 ч и U_пр=3000 В ве­роятная плотность повреждения п=0,075.

Пересчитаем полученное значение для Т=60 ч и Uпр=3800 В

Сравниваем с нормами в табл. 4.21 (п=0,1). Полученное значение не превышает норму, и поэтому принятые защитные мероприятия в виде прокладки биметаллического троса диаметром 5 мм достаточны.

Ответ: плотность повреждения кабеля связи МКСБ 7x4 после при­нятия защитных мероприятий в виде прокладки биметаллического троса диаметром 5 мм составила 0,099, что соответствует нормам.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

К разделу "Расчет опасного влияния высоковольтных линий передачи на цепи связи"

П-1. Рассчитать опасное магнитное влияние на кабель связи типа МКСАШп 4x4x1,2 при параллельном сближении с высоковольтной ли­нией ПО кВ переменного тока; ширина сближения 800 м, длина сбли­жения 11 км, ток короткого замыкания 8 кА, система передачи К-60 п, дистанционное питание усилителей постоянным током по системе "про­вод - провод", удельное сопротивление земли 400 Ом-м.

П-2. Рассчитать опасное магнитное и гальваническое влияние на кабель КМБ-4 при параллельном сближении с высоковольтной линией 220 кВ переменного тока; длина сближения 5 км, ширина сближения 600 м, ток короткого замыкания 8 кА, система передачи К-1920, Е_доп =260 В, удельное сопротивление земли 600 Ом-м.

П-3. Определить опасное гальваническое влияние энерго подстан­ции при пересечении высоковольтной линии 500 кВ переменного тока под углом 90° с кабелем КМБ-4; ток короткого замыкания 19 кА, рас­стояние от энерго подстанции до кабеля 600 м, удельное сопротивле­ние земли 1500 Ом-м, Е_доп =2000 В.

П-4. Определить опасное гальваническое влияние высоковольтной линии 500 кВ переменного тока на оптический кабель типа ОКЛАК-01 при их пересечении на расстоянии 400 м от энерго подстанции; ток ко­роткого замыкания 15 кА, удельное сопротивление земли 2000 Ом-м; R₃₁=R₃₂= 5 Ом; R₀= 6 Ом/км; L=5*10^-3 Гн/км; Uн= 10 кВ.

П-5. Определить опасное гальваническое влияние на кабель типа ОЗКГ-01 высоковольтной линии 500 кВ переменного тока на парал­лельном участке сближения, длина параллельного сближения 750 м, ток короткого замыкания 12 кА, удельное сопротивление земли 1000 Ом-м; R₃₁ =1 R₃₂= 5 Ом; R₀= 6 Ом/км; L=5*10^-3 Гн/км; U_н = 10 кВ.

П-6. Определить критическую ширину участка сближения оптиче­ского кабеля типа ОКЛБ при магнитном влиянии высоковольтной ли­нии 500 кВ переменного тока; длина параллельного сближения 30 км, удельное сопротивление земли 1000 Ом-м, U_н= 10 кВ.

П-7. Определить критическую ширину участка сближения кабеля типа МКСАШп 4x4x1,2 при магнитном влиянии высоковольтной ли­нии 220 кВ переменного тока; удельное сопротивление земли 400 Ом-м., длина параллельного сближения 13 км, система передачи ИКМ-120,Е_доп=150В.

П-8. Определить критическую ширину участка сближения кабеля типа МКТ-4 при магнитном влиянии высоковольтной линии 500 кВ переменного тока; длина параллельного сближения 10 км, удельное сопротивление земли 6000 Ом-м, система передачи (К-1020Р), норма Е_доп=200 В.

П-9. Рассчитать максимально допустимое число регенерационных пунктов (исходя из условия нормальной работы дистанционного пита­ния) на линии связи, построенной на оптическом кабеле ОКЛБ при сближении с высоковольтной линией ПО кВ переменного тока, если длина РГУ - 100 км, ток короткого замыкания 10 кА, удельное сопро­тивление земли 500 Ом-м, ширина сближения 600 м.

К разделу "Расчет опасного влияния электрифицированных железных дорог"

П-10. Рассчитать опасное магнитное влияние на оптический кабель ОКЛБ-02-03/3,5-4/4 при параллельном сближении с электрифицированной железной дорогой переменного тока на длине 17 км и ширине сближения 700 м; удельное сопротивление земли составляет 900 Ом-м, двух путная эл.ж.д, тип подвески М-95 + МФ-100, £ =0 км, £ _т =30 км, т= 5, R₀ =50 Ом/км; L=2-10³ Гн/км.

П-11. Рассчитать опасное магнитное и гальваническое влияние в аварийном и вынужденном режиме на кабель типа КМА-4 на парал­лельном участке сближения с электрифицированной железной дорогой переменного тока, длина параллельного сближения 6 км, ширина сближения 400 м, ток короткого замыкания 7 кА, ток вынужденного режима 1,5 кА, удельное сопротивление земли 300 Ом-м, эл.ж.д. –двух путная, тип подвески М-95 + МФ-100,£_н =0 км, £_т =25 км, т=4, R_о= 3 Ом/км; L= 2*10 ^-3 Гн/ км; R₃₁ = 4 Ом; R₃₂ =10 Ом.

П-12. Рассчитать опасное магнитное и гальваническое влияние электрифицированной железной дороги на оптический кабель типа ОКЗБ-02 при их параллельном сближении, ширина сближения 300 м, длина сближения 18 км, ток короткого замыкания 6 кА, ток вынуж­денного режима 1,3 кА, удельное сопротивление земли 800 Ом-м, эл.ж.д. – двух путная, тип подвески М-95 + МФ-100, £_п =0 км, £_т =30 км, m=3, R₀=50 Ом/км; L=2-10 Гн/ км; R₃₁= 5 Ом; R₃₂ =5 Ом.

П-13. Определить опасное влияние на кабель МКСАШп 4x4x1,2 электрифицированной железной дороги переменного тока с напряже­нием в контактной сети 25 кВ; вынужденный режим, эл.ж.д. –двух путная, тип подвески ПБСМ70+МФ100, число электровозов ме­жду тяговыми подстанциями - 3, ток нагрузки - 1100 А, длина парал­лельного сближения - 7 км, ширина сближения - 200 м, удельное со­противление земли 300 Ом-м; £_н=0 км, £_т =30 км,; L=210³ Гн/ км; R₃₁=5 Ом; R₃₂ =5 Ом.

К разделу " Мешающее влияние высоковольтных линий и электрифицированных железных дорог "

П-14. Определить мешающее влияние высоковольтной линии 110 кВ переменного тока на тональные каналы кабеля МКССШп 4x4x1,2 на параллельном участке сближения; ширина сближения 930 м, длина сближения 10 км, удельное сопротивление земли 700 Ом-м; R₀=3 Ом/км; L=2*10^-3 Гн/ км; 1_фпс =0,6 А, 1_опс=0,04 А.

П-15. Определить мешающее влияние на тональные каналы кабеля МКСАШп 4x4х1,2 электрифицированной железной дороги переменного тока на параллельном участке сближения; ширина сближения 400 м, длина сближения 8 км, удельное сопротивление земли 200 Ом-м, эл.ж.д. – двух путная, пт=4, £_э = 5 км, Ro=0,5 Ом/км; В=2*10^-3Гн/км; 1_рет = 10 А.

П-16. Определить мешающее влияние на тональные каналы кабеля КМБ-4 высоковольтной линии 500 кВ переменного тока на параллельном участке сближения; ширина сближения 300 м, длина сближения 6 км, удельное сопротивление земли 300 Ом-м; Ro=0,3 Ом\км; L=2*10^-3 Гн/ км; 1_фпс=3,0А,!_опс=1,0А.

К разделу "Воздействие грозовых разрядов"

П-17. Определить плотность повреждений токами молний кабеля МКСБ 4x4x1,2 при организации связи по двух кабельной системе; удельное сопротивление грунта 800 Ом-м, средняя продолжительность гроз - 45 ч в год, электрическая прочность изоляции 3800 В.

П-18. Найти плотность повреждений токами молний кабеля КМБ-4, проложенного в земле с удельным сопротивлением 400 Ом-м, при средней продолжительности гроз - 60 ч в год.

П-19. Рассчитать плотность повреждений токами молний кабеля МКСАБп 4x4x1,2 при организации связи по двух кабельной системе; удельное сопротивление земли 300 Ом-м, средняя продолжительность гроз - 30 ч в год.

П-20. Определить плотность повреждений токами молний кабеля МКССШп 4x4x1,2 при организации связи по двух кабельной системе; удельное сопротивление земли 200 Омм, средняя продолжительность гроз - 20 ч в год.

П-21. Определить плотность повреждений токами молний оптиче­ского кабеля типа ОКЛБ-02; удельное сопротивление земли 800 Омм; средняя продолжительность гроз 40 ч в год, электрическая прочность изоляции 20 кВ, сопротивление внешних металлических покровов 60 Ом/км.

П-22. Определить плотность повреждений токами молний оптиче­ского кабеля типа ОМЗКГ-02 с 4 медными жилами; удельное сопро­тивление земли 700 Омм; средняя продолжительность гроз - 25 ч в год, электрическая прочность изоляции 20 кВ, сопротивление внеш­них металлических покровов 30 Ом/км.

П-23. Определить варианты тросовой защиты от ударов молний ка­беля типа КМБ-4 при плотности повреждения - 0,35 и удельном со­противлении земли 900 Омм.

П-24. Определить варианты тросовой защиты от ударов молний ка­беля типа МКССШп 4x4x1,2 при организации связи по двухкабельной системе; удельное сопротивление земли 3000 Ом-м, плотность повре­ждений-0,3.

П-25. Определить варианты тросовой защиты от ударов молний оп­тического кабеля типа ОМЗКГ-02, если плотность повреждения 0,4, а эквивалентное удельное сопротивление грунта 2000 Ом-м, электри­ческая прочность изоляции 20 кВ, сопротивление внешних металличе­ских покровов 30 Ом/км.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гроднев И. И., Верник СМ., Кочановский Л. Н. Линии связи. -М.: Радио и св