ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОЛН ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ НА ФИЛЬТР ПРИСОЕДИНЕНИЯ, ВЧ КАБЕЛЬ И АППАРАТУРУ УПЛОТНЕНИЯ
Волны перенапряжения, возникающие на проводах линии электропередачи при коммутационных переключениях, коротких замыканиях на линиях или шинах подстанций, от атмосферных разрядов и других причин, воздействуют на элементы системы присоединения и на линейные цепи аппаратуры уплотнения. Воздействие волн перенапряжения может вызвать повреждения элементов ФП и аппаратуры уплотнения. В некоторых случаях они могут вызвать пробой изоляции ВЧ кабеля. При всех случаях перенапряжений на проводах ВЛ на входе аппаратуры уплотнения: возникают электрические помехи.
Для защиты от перенапряжений и уменьшения уровня: импульсных помех между нижней обкладкой каждого из; конденсаторов связи и землей включается разрядник. Этот разрядник пробивается па фронте волны, воздействующей на конденсатор связи, и ограничивает амплитуду перенапряжения на входе схемы присоединения. Поэтому чем: меньше пробивное напряжение разрядника, тем меньше амплитуда перенапряжений в системе присоединения и меньше уровень импульсных помех в канале связи.
Минимально допустимое значение пробивного напряжения разрядника определяется требованием погасания дуги в разряднике после его пробоя от воздействия импульсной волны. Дуга в разряднике может поддерживаться напряжением передаваемых ВЧ сигналов. Для того чтобы дуга в разряднике надежно погасала после окончания импульса перенапряжения, необходимо, чтобы пробивное напряжение разрядника было по меньшей мере в 2 раза больше амплитуды сопровождающего напряжения высокой частоты. Если принять входное сопротивление ВЛ чисто активным, то амплитуда напряжения между нижней обкладкой конденсатора связи и землей (в точках подключения разрядника) при однофазном присоединении определится как
(7.24)
где Р — мощность ВЧ сигнала на входе линейного тракта; rвх — входное сопротивление этого тракта; хкс=1/ωСкс — реактивное сопротивление КС на частоте сигнала.
Минимально допустимое значение пробивного напряжения разрядника определяется как
(7.25)
где Umax — амплитуда выходного напряжения каждого из передатчиков, работающих через данную схему присоединения.
Исследования перенапряжений в устройствах присоединения проводились во ВНИИЭ [8]. На основании этих исследований были сделаны следующие выводы:
амплитуда напряжения помех на выходе ВЧ кабеля при воздействии на конденсатор связи единичной волны напряжения при разомкнутом конце кабеля значительно выше, чем при нагрузке кабеля на согласованное сопротивление. Характерные осциллограммы напряжения на выходе кабеля показаны на рис. 7.4;
амплитуда напряжения помех на выходе ВЧ кабеля прямо пропорциональна ширине полосы ФП. Этот вывод в данном случае не очевиден, так как электрические характеристики ФП искажены работой разрядника;
амплитуда перенапряжений на выходе кабеля тем больше, чем больше емкость конденсатора связи;
напряжение помех возрастает при увеличении пробивного напряжения разрядника. Однако напряжение помех растет несколько медленнее роста пробивного напряжения разрядника, что объясняется тем, что увеличение пробивного напряжения разрядника достигается увеличением числа последовательно включенных искровых промежутков,
а при этом уменьшается коэффициент импульса разрядника;
характер помех и их амплитуда не изменяются после введения в разрядник нелинейного (вилитового) сопротивления.
Рис. 7.4. Характерные осциллограммы напряжения на выходе ВЧ кабеля при воздействии на КС одного импульса напряжения:
а—при согласованной нагрузке кабеля; б — при разомкнутом конце кабеля
Защита ФП, кабеля и аппаратуры уплотнения от перенапряжений может обеспечиваться разрядником, в котором последовательно с искровым промежутком нет нелинейного сопротивления, так как после пробоя промежутка проходящий через него сопровождающий ток очень мал.
Однако при воздействии на разрядник длительной серии импульсов общее время, в течение которого разрядник пробит и канал связи закорочен, может оказаться настолько большим, что вызовет срыв в приеме блокирующего сигнала релейной ВЧ защиты. По этой причине в ФП устанавливаются разрядники вентильного типа, так же как в ВЧ заградителях.
