Расчет опасного магнитного влияния ЛЭП на симметричные цепи кабеля.

На работу кабельных линий связи оказывает влияние ряд посторонних источников: линии электропередачи (ЛЭП). Контактные сети электрифицированных железных дорог, атмосферное электричество (удары молний), передающие радиостанции. Указанные источники создают в цепях кабельных линий опасные и мешающие влияния.

Необходимо оценить то опасное влияние, которое создает ЛЭП на симметричные цепи, находящиеся в сердечнике бронированного кабеля.

Рассматриваемая ЛЭП представляет собой трехфазную линию передачи с заземленной нейтралью. Она работает на переменном токе с частотой f=50 Гц. Опасное влияние возникает при нарушении нормального режима работы ЛЭП, например при заземлении провода одной из фаз в точке на конце регенерационного участка. В этом случае в ЛЭП возникает ток короткого замыкания I, достигающий больших значений и оказывающий на линию связи опасное магнитное влияние.

Трасса сближения, показанная на рис. 10.1 состоит из трех участков, длиной

l1=6 км;

l2=7 км;

l3=7 км;

и шириной сближения между ЛЭП и ЛС

a1=100 м;

а2=130 м;

а3=90 м.

Продольная ЭДС, индуцируемая в симметричных цепях кабеля связи определяется по формуле, в В

, (10.1)

где рад/с;

I - ток короткого замыкания ЛЭП в конце регенерационного участка, А;

m - коэффициент взаимной индукции между ЛЭП и линией связи, Гн/км;

l - длина участка сближения, км;

Sт - коэффициент экранирования заземленного защитного троса ЛЭП. Согласно заданию Sт=0,38;

Sк - коэффициент экранирования оболочки кабеля.

Определим величину продольной ЭДС для участка длиной l1. Для этого предположим, что длина этого участка l=1км и Sк=1. По формуле (10.1) определим километрическую ЭДС Еoi, в В/км на этом участке.

Рис. 10.1. Схема взаимного расположения ЛЭП и ЛС на участке сближения.

Коэффициент взаимной индукции m можно определить по формуле, в Гн/км

, (10.2)

где k - коэффициент вихревых токов, в 1/м

,

где Гн/м - абсолютная магнитная проницаемость грунта.

sгр - удельная проводимость грунта, в См/км

, (10.3)

где rгр - проводимость грунта, согласно заданию rгр=0,8 кОм м.

См/м.

аэкв - эквивалентная ширина сближения, в м

. (10.4)

Для участка длиной l1 ширина сближения а1=100 м; а2=130 м.

м.

Коэффициент вихревых токов

1/м.

Коэффициент взаимной индукции для участка l1

Гн/км.

Километрическая ЭДС для участка l1

В/км.

Затем, по табл. 6 [4] определим коэффициент экранирования оболочки троса Sк для рассчитываемого кабеля. В нашем случае Sк=0,25.

После этого определим продольную ЭДС для участка сближения l1 по формуле, в В

(10.5)

В.

Определим километрическую ЭДС на участке сближения длиной l2.

Для участка длиной l2 ширина сближения а1=130 м; а2=90 м.

м.

Коэффициент взаимной индукции для участка l2

Гн/км.

Километрическая ЭДС для участка l2

В/км.

Коэффициент экранирования оболочки кабеля в данном случае

Sк=0,27.

Продольная ЭДС для участка l2

В.

Определим километрическую ЭДС на участке сближения длиной l3.

Для участка длиной l3 ширина сближения а1=90 м; а2=110 м.

м.

Коэффициент взаимной индукции для участка l3

Гн/км.

Километрическая ЭДС для участка l3

В/км.

Коэффициент экранирования оболочки кабеля в данном случае

Sк=0,27.

Продольная ЭДС для участка l3

В.

Продольная ЭДС, индуцируемая в симметричных цепях кабеля на всем участке косого сближения

В (10.6)

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала, а также для предохранения от повреждений аппаратуры и линий связи установлены нормы допустимых величин для опасного влияния. Влияния при аварийных режимах бывают кратковременными, так как они исчезают с автоматическим отключением поврежденной линии в течение 0,15...1,2с.

По этой причине для этого вида влияния приняты относительно высокие допустимые напряжения. Так, для кабельной линии с дистанционным питанием усилителей по системе “провод - провод” переменным током с заземленной средней точкой источника питания, в В

. (10.7)

В курсовом проекте следует принять напряжение дистанционного питания

В.

Согласно варианту задания

кВ.

В.

Поскольку в результате расчетов получено, что , то необходимо предусмотреть дополнительные мероприятия по снижению опасных влияний ЛЭП на линии связи.

Мероприятия по защите кабельной магистрали от внешних влияний будут описаны в разделе 12.