7. АНТЕННЫЕ УСТРОЙСТВА ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ АППАРАТУРЫ К ЛИНИЯМ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
При организации каналов связи по проводам силовых линий иногда возникает необходимость подключения аппарата, установленного в поле. Это может быть сигнализатор гололеда, передвижной телефонный в. ч. пост на автомашине ремонтной бригады или в. ч. пост на ремонтной базе, оборудованной вне территории подстанции. Применение в этих случаях описанных выше схем присоединения усложняет условия эксплуатации линии электропередачи ввиду необходимости периодических ревизий конденсатора и замены в нем масла. Кроме того, на линии отсутствуют защитные устройства от атмосферных перенапряжений, что ухудшает условия работы конденсатора и снижает надежность линии.
По указанным выше причинам в. ч. аппараты вне территории подстанций подключаются к проводам ВЛ, как правило, через антенны. Обычно антенной служит небольшой, изолируемый от общей длины отрезок стального грозозащитного троса. При отсутствии на ВЛ грозозащитного троса, а также в тех случаях, когда на тросе производится плавка гололеда электрическим током, в качестве антенны используется провод, подвешиваемый на деревянных опорах, или переносные антенны, изолированный провод которых разматывается на земле под проводами высокого напряжения. Если подвеска троса на данной линии проектом не предусматривается, а переходное затухание между антенной и проводами ВЛ должно быть небольшим, имеет смысл поставить несколько опор с тросостойками, подвесить на них трос, использовав его в качестве антенны. Целесообразность такого решения проверяется при выполнении проекта линии электропередачи.
Рис. 2-21. Схема антенного устройства присоединения в. ч. аппаратуры с разомкнутым концом. 1 — участок грозозащитного троса; 2 — провода линии электропередачи; 3 — изоляторы; 4 — искровой промежуток; 5 — заземляющая катушка индуктивностью 1 мгн; 6 — вилитовый разрядник на 6 кВ; 7 — в. ч. кабель; 8 — в. ч. аппаратура; 9 — заземляющий нож; 10 — опоры линии электропередачи.
Длина антенны должна составлять от 1/8 до 1/4 длины волны, на которой осуществляется связь. На практике применяются две схемы антенного присоединения — с заземленным и разомкнутым концом. При использовании в качестве антенны грозозащитного троса предпочтительнее схема с разомкнутым концом, поскольку она обеспечивает меньшее переходное затухание между антенной и проводами линии электропередачи, а также облегчает согласование входных сопротивлений и защиту устройства присоединения при коротких замыканиях. Схема антенного устройства присоединения с разомкнутым концом показана на рис. 2-21.
Для снятия статического потенциала с антенны используется катушка с индуктивностью около 1 мгн. При этом затухание, вносимое катушкой в канал связи, составляет 0,02—0,03 неп. Катушка шунтируется вилитовым разрядником на 4—6 кВ.
Схема антенного устройства присоединения с заземленным концом показана на рис. 2-22. Конденсатор между открытым концом антенны и согласовывающим трансформатором служит для компенсации индуктивной составляющей входного сопротивления антенны на частоте канала и для защиты трансформатора во время короткого замыкания на линии. Испытательное напряжение конденсатора должно быть выше напряжения, индуктируемого в антенне при однофазных коротких замыканиях линии электропередачи. Для большинства встречающихся на практике случаев оно должно быть в пределах 3—5 кВ. Вилитовый разрядник должен пробиваться лишь при атмосферных перенапряжениях (а не при коротких замыканиях).
Рис. 2-22. Схема антенного устройства присоединения в. ч. аппаратуры с заземленным концом.
1 — участок грозозащитного троса; 2 — провода линии электропередачи; 3 — изоляторы; 4 — искровой промежуток; 5 — конденсатор связи емкостью от 400 до 1 000 пф; 6 — согласовывающий трансформатор; 7 — вилитовый разрядник на 2 кВ; 8 — в. ч кабель; 9 — в. ч. аппаратура; 10 — заземляющий нож; 11 — опоры линии электропередачи.
Входное сопротивление антенны с разомкнутым концом составляет около 40— 75 Ом; при подключении к ней в. ч. поста с входным сопротивлением 100 Ом согласовывающие устройства могут не применяться.
Входное сопротивление антенны с заземленным концом может колебаться в широких пределах: от 100 до 800 Ом в зависимости от длины антенны и частоты передачи. Поэтому в случае ее применения необходимо включить между конденсатором и в. ч. постом согласовывающий трансформатор или автотрансформатор.
Если антенное устройство используется для присоединения дуплексных двухчастотных в. ч. постов, то выбор длины антенны и компенсация реактивной составляющей входного сопротивления антенны осуществляются для частоты передатчика. На эту же частоту рассчитывается и согласовывающий трансформатор. При этом на частоте приемника будет наблюдаться несогласованность входных сопротивлений антенны и приемного фильтра. Однако при этом отношение уровня полезного сигнала к помехе на входе приемника не изменится, а чувствительность у приемников современных в. ч. постов достаточно высока, чтобы обеспечить нормальную работу канала в условиях пониженного уровня полезного сигнала.
Так как антенное устройство присоединения имеет электромагнитную связь со всеми проводами линии электропередачи, то для получения наибольшей дальности связи необходимо располагать антенну асимметрично по отношению к силовым проводам. При вертикальном или треугольном расположении проводов ВЛ это условие будет выполнено автоматически. При горизонтальном расположении проводов в качестве антенны необходимо использовать только один грозозащитный трос. Если в качестве антенны используется специальный провод, подвешиваемый на отдельных опорах, он должен располагаться с одной стороны ВЛ, а не под проводами. Развертывая под линией переносную антенну, следует располагать ее со смещением относительно средней фазы линии.
Переходное затухание антенны может колебаться весьма значительно. Для практических расчетов каналов связи переходное затухание антенны с разомкнутым концом может быть принято равным 2 неп, антенны с заземленным концом — 2,5 неп, отдельной стационарной антенны — 3,5 неп.
