- ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ВЛИЯНИИ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА ЛИНИИ СЛАБОГО ТОКА
а) Общие сведения
При сближении линий электропередачи с линиями слабого тока (телефон, телеграф, сигнализация и пр.) в последних, вследствие электромагнитной и электростатической индукции, возможно возникновение токов и напряжений недопустимой величины, представляющих опасность не только для приборов, приключенных к проводам слабого тока, но и для жизни людей, их обслуживающих.
В зависимости от характера и степени явлений влияния разделяются на опасные и мешающие.
Опасными влияниями линий электропередачи называются такие, при которых индуктированные в цепях слабого тока напряжения и токи могут достигнуть величин, опасных для жизни, или могут причинить вред здоровью лиц, обслуживающих и пользующихся установками слабого тока; повредить аппараты, приключенные к проводам слабого тока; вызвать пожар в помещениях, где размещены установки слабого тока; вызвать ложные сигналы в установках железнодорожной блокировки и пр.
Опасные влияния возникают в случае какого-либо нарушения нормальной работы линии электропередачи.
Мешающими влияниями называются такие, при которых индуктированные в цепях слабого тока напряжения и токи могут нарушить нормальную работу установок связи: шумы в телефонных цепях, ухудшающие слышимость, искажения в работе телеграфа и пр.
Мешающие влияния возникают в результате воздействия линии электропередачи при нормальном ее режиме.
Степень влияния, которому подвергаются линии слабого тока, находится в зависимости от мощности электрической энергии, передаваемой по линии электропередачи, напряжения, расстояния между линией электропередачи и линией слабого тока и длины, на протяжении которой линия слабого тока подвергается влиянию.
Сближением между линией электропередачи и линиями слабого тока называется такое взаимное расположение обеих линий, при котором могут возникнуть в линиях слабого тока напряжения, являющиеся источником мешающих и опасных влияний.
Участком параллельного сближения называется такой, при котором расстояние между линиями меняется не более, чем на 5% от среднеарифметического расстояния.
В случае пересечения линии электропередачи с линией слабого тока под углом 90° и близким к нему влияние линии электропередачи ничтожно, но с уменьшением угла пересечения степень влияния возрастает и доходит до очень больших величин в случае малых углов пересечения. Поэтому нормами воспрещается пересечение линиями электропередачи линий слабого тока под углами меньше 30°.
Для телефонных проводов опасность влияния определяется по формуле:
где F— отвлеченная величина, показывающая степень опасности влияния, которая не должна превышать 10;
l — длина сближения, км;
z— число проводов на телефонной линии;
γ — коэффициент, определяемый по формуле
где U — междуфазовое напряжение в в;
а — расстояние между обеими линиями в м;
b — средняя высота опор линии электропередачи в м;
с — средняя высота столбов телефонной линии в м;
р — 0,75 при наличии вдоль линии заземленного троса;
q — 0,7 при сомкнутом ряде деревьев в непосредственной близости от проводов высокого напряжения;
r — 0,7 при сомкнутом ряде деревьев в непосредственной близости от телефонной линии.
Мешающее влияние определяется по формуле:
где S— отвлеченная величина, показывающая степень мешающего влияния, которая не должна превышать 30;
δ — наименьшее расстояние между проводами линии электропередачи.
Значение одинаковых обозначений то же, что и в предыдущей формуле.
Продольной электродвижущей силой называется электродвижущая сила, индуктированная в проводе слабого тока переменным магнитным полем, создаваемым основной волной тока влияющей линии.
Величина напряжения, индуктирующегося в проводах слабого тока, или продольная электродвижущая сила определяется по формуле
где IК — сила тока короткого замыкания в линии электропередачи в а;
l — длина сближения;
— величина, определяющаяся в зависимости от расстояния а между линиями из табл. 14.
Таблица 14
В результате подсчета продольной электродвижущей силы при электростатическом влиянии и величины тока при электромагнитном влиянии, а также после выявления влияющих токов в линиях электропередачи при их нормальной работе и при аварийных режимах выясняется характер и объем необходимых защитных мероприятий.
Защитные мероприятия по характеру влияния разделяются на 1) мероприятия от опасных влияний и 2) мероприятия от мешающих влияний.
Кроме того, различаются мероприятия, применяемые на линиях электропередачи и на линиях слабого тока.
б) Защита линий слабого тока от опасных влияний
Для телефонных, телеграфных и сигнализационных цепей наибольшей допускаемой величиной продольного напряжения является 750 в.
Если напряжение превосходит этот предел, его величина должна быть снижена.
Наиболее рациональным мероприятием по снижению индуктивного (наведенного) напряжения является установка на линиях слабого тока разрядников, чаще всего бариевых. В этом случае напряжение нигде не должно превосходить 500 в относительно земли.
в) Защита линий слабого тока от мешающих влияний
Мероприятия, применяемые на линиях слабого тока
Защитным мероприятием от мешающих влияний для однопроводных телефонных цепей является переустройство их на двухпроводные или относ их от высоковольтных линий.
Защитными мерами на двухпроводных телефонных линиях являются:
- Обеспечение симметрии подвески проводов, что достигается транспозицией или скрещиванием проводов через определенные промежутки линии.
- Перекладка проводов с крюков на траверсы с уменьшением расстояния между проводами каждой телефонной цепи.
- Включение в телефонные цепи специальных усилителей.
Фиг. 12. Нормальная схема транспозиции проводов.
На телеграфных цепях применяются специальные резонансные шунты и фильтры.
Во всех случаях защиты может применяться уборка линий слабого тока в кабель, являющаяся вполне достаточной защитой от влияния проводов линии электропередачи.
При установке защитных разрядников на линиях слабого тока обычно применяется следующий метод.
В первую очередь устанавливают разрядники по концам участков сближения; но, если при этом напряжение относительно земли все же превосходит 500 в, добавляются новые разрядники до тех пор, пока напряжение не снизится до 500 в.
Мощность разрядников определяется величиной разрядного тока, который пропускает через себя разрядник при срабатывании.
Величина разрядного тока в свою очередь зависит от величины наведенного напряжения в разряднике и сопротивления заземления.
Обычно при расчетах падение напряжения на разрядник принимается равным 30—40 в, сопротивление заземления — 5 ом, а результирующее сопротивление проводов слабого тока определяется в каждом отдельном случае с учетом числа подвешенных проводов на опоре.
Мероприятия, применяемые на линии электропередачи
Электростатическое влияние линий электропередачи на провода линии слабого тока зависит от размещения проводов линии электропередачи на опорах, расстояния между проводами линии электропередачи и ют расстояния между осями линии электропередачи и линии слабого тока.
Для снижения влияния на провода линий слабого тока на линиях электропередачи делается транспозиция проводов.
Фиг. 13. Схема транспозиции без скрещивания в месте примыкания двух циклов.
Транспозиция проводов выполняется таким образом, чтобы каждый провод линии электропередачи занимал на участках трассы равной длины все положения остальных проводов.
Участок линии, на котором каждый провод трижды меняет свое место в одном и том же направлении перемещения, называется «длиной полного цикла транспозиции» (фиг. 12).
Длина полного цикла транспозиции, в соответствии с действующими в СССР нормами, принимается равной:
- на линиях с треугольным расположением проводов — 48 км и
- на линиях с другим расположением проводов — 24 км.
Транспозиция производится на одноцепных и двухцепных линиях 110 кВ, и выше.
В целях сокращения числа транспозиционных опор, скрещивания проводов в точке соединения двух соседних циклов транспозиции обычно не делают (фиг. 13).
При прохождении линии электропередачи по населенным местам в целях уменьшения влияния проводов высокого напряжения на провода слабого тока во время атмосферных разрядов и коротких замыканий иногда на линиях электропередачи подвешиваются токопроводящие тросы (медь, бронза, сталеалюминий и др.), которые одновременно используются как грозозащитные для линий электропередачи.
Подробные сведения по вопросу о влияниях линий электропередачи на линии слабого тока изложены в «Правилах ограждения сооружений связи и сигнализации от вредного действия установок сильного тока» (Госэнергоиздат, 1944 г.).