Различают опасные и мешающие влияния высоковольтных воздушных линий электропередачи на линии связи.
Опасное влияние происходит тогда, когда напряжение и токи, возникающие в цепях линии связи, могут создать опасность для жизни обслуживающего персонала и абонентов, повредить аппаратуру и приборы, быть причиной появления ложных сигналов в цепях телемеханики и сигнализации и т.п. Оно возникает при аварийном режиме работы (однофазные короткие замыкания и однофазные замыкания на землю) симметричных (трехфазная сеть с заземленный и изолированной нейтралями) и нормальном режиме работы несимметричных воздушных линий электропередачи (трехфазные и двухфазные линии с неодинаковыми параметрами проводов фаз; трехфазные сети, работающие в неполнофазном режиме).
Мешающее влияние происходит тогда, когда напряжения и токи, возникающие в цепях линии связи, создают в каналах связи помехи (шумы), затрудняющие их нормальную работу. Мешающее влияние воздушных линий электропередачи имеет место при нормальном режиме работы линии электропередачи.
В результате возникновения короны на проводах, частичных разрядов на изоляторах и деталях арматуры, искрения в контактах линейной арматуры и зажимах дистанционных распорок воздушные линии электропередачи оказывают мешающее влияние на радиосвязь, т.е. создают радиопомехи.
Коронный разряд на проводе сопровождается возникновением непрерывно повторяющихся импульсов, генерирующих колебания на частотах от 0,15 до 100 МГц. Это приводит к появлению на коронирующих проводах постоянного электромагнитного излучения. Высокочастотное паче, образующееся вокруг коронирующей линии, является источником постоянных помех, которые воздействуют на антенные радиоприемники и радиостанции, а также на высокочастотные каналы связи, организованные по проводам или тросам воздушных линий электропередачи. Наибольший уровень радиопомех наблюдается при частоте 1 МГц, которая и принимается в качестве расчетной. Радиоприем и передача высокочастотных сигналов считаются удовлетворительными, если полезный сигнал превышает помеху на 20 дБА (или напряжение сигнала превышает напряжение помехи в 15 раз) либо 26 дБА.
Измерение уровня помех производится на расстоянии 100 м от проекции крайнего провода на землю линии электропередачи напряжением 330...750 кВ.
Повышение напряженности электрического поля и увеличение радиуса провода приводит к усилению радиопомех. Повышение уровня радиопомех в результате увеличения радиуса провода объясняется ростом мощности импульсов, генерирующих высокочастотные колебания, которые на линиях с проводами большего радиуса оказываются (вследствие менее интенсивного спада напряженности поля по мере удаления от проводов линии) более мощными в месте проведения измерений, а именно на расстоянии 100 м от проекции крайнего провода на землю.
Для воздушных линий связи любой длины и для кабельных линий связи длиной до 40 км значение продольной ЭДС практически совпадает со значением напряжения относительно земли одного из концов линии связи при замыкании на землю другого конца. Если линия связи не только подвергается индуктивному влиянию воздушной линии электропередачи напряжением выше 1 кВ, но одновременно имеет место вынос потенциала Uх заземляющего контура электроустановок (см. выражение (3.5)), то суммарное напряжение на линии связи
Допустимые значения продольной ЭДС (по условиям ее опасного влияния), наводимой на проводах линий связи, зависят от времени отключения короткого замыкания на воздушной линии электропередачи с заземленной нейтралью и равны (при времени срабатывания релейной защиты 1,2 с ) 750 и 120 В для воздушных линий связи соответственно на деревянных и железобетонных (металлических) опорах; для воздушных линий электропередачи с изолированной нейтралью отмеченное значение продольной ЭДС не должно превышать 215 В.
Допустимые значения продольной ЭДС (по условиям ее мешающего влияния), наводимой на проводах линий связи, равны: для сетей с заземленной нейтралью, несимметричных линий и сетей с изолированной нейтралью в нормальном режиме - 60 и 36 В для линий связи, выполненных соответственно на деревянных и железобетонных (металлических) опорах. Допустимое значение 36 В относится также к жилам кабельных линий связи.
Опасность электрического влияния линии электропередачи на линии связи характеризуется значением разрядного тока i, который проходит через тело человека, коснувшегося провода изолированной двухпроводной цепи воздушной линии связи, подверженной влиянию линии электропередачи с изолированной нейтралью, при замыкании одной из фаз линии на землю.
Если значение ЭДС, определенное по формуле (6.8), окажется больше допустимого, то принимаются специальные меры защиты:
- на воздушных линиях электропередачи - монтаж проводящих заземленных тросов, ограничение токов короткого замыкания воздушной линии токоограничивающими реакторами, замена всей воздушной линии или отдельных ее участков кабельными линиями, уменьшение длины участков сближения за счет относа воздушных линий от линий связи, ограничение несимметричных режимов работы линии в сети с заземленной нейтралью, ограничение продолжительности однофазных коротких замыканий и замыканий на землю, применение покрытых проводов линии;
- на линиях связи - установка ограничителей перенапряжений между каждым проводом линии связи и землей, относ линии связи от воздушной линии электропередачи на большее расстояние, замена воздушных линий связи кабельными, дополнительное экранирование линий связи за счет подвески на опорах или прокладки в земле хорошо проводящих тросов, установка разделительных трансформаторов в телефонных цепях, разделяющих линию на гальванически не связанные участки, ЭДС в которых не превышает допустимых значений, включение в линии связи фильтров, препятствующих прохождению тока частотой 50 Гц.
Отметим, что при подвеске вместо двух стальных тросов двух проводящих сталеалюминиевых, соединенных по концам участка сближения перемычками из того же провода, создается петля для наведенного в тросах тока. В тросах на участке сближения с линией связи индуцируются ЭДС, равные по значению и противоположные по направлению. В результате в петле трос - трос циркулируют токи, имеющие направление, противоположное направлению тока в проводах линии электропередачи, т.е. электромагнитное поле токов в тросах частично компенсирует поле токов нагрузки в проводах линии электропередачи, что, в свою очередь, уменьшает электромагнитное влияние на расположенные вблизи линии связи. Если грозозащитные тросы воздушных линий электропередачи используются для высокочастотной связи, то в перемычки между ними включаются запирающие высокочастотные дроссели (рис. 2).
Рис. 2. Схема использования проводящих грозозащитных тросов для снижения наводимых напряжений в линии связи:
1 провода воздушной линии электропередачи; 2 - проводящие сталеалюминиевые тросы; 3 - перемычки: 4 - высокочастотный заградитель: 5 - провод линии связи; Lj - длина участка сближения с линией связи; т - ток в проводе фазы линии электропередачи; /т - ток в петле трос - трос
Допустимое напряжение, наводимое в цепях линии связи (междугородная, городская и внутрирайонная телефонная связь) при нормальной работе влияющей воздушной линии электропередачи, не должно превышать 1,5 мВ.
Напряжение, наводимое в телефонных линиях связи, определяется для эквивалентной частоты 800 Гц с учетом коэффициента чувствительности, лежащего в пределах 0,0013...0.01 и зависящего от типа и конструкции линии связи. Полученные значения напряжения в линиях связи не должны превосходить допустимые. В противном случае потребуется принятие специальных мер защиты, указанных выше.
Степень защиты персонала от прикосновения к токоведущим и движущимся частям и электрооборудования, заключенного в оболочку, от воздействия окружающей среды обозначается буквами IP (International Protection) и двумя цифрами, например IP21. Первая цифра (0,1,...6) обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями или приближения к ним и от соприкосновения с движущимися частями, а также степень защиты от попадания внутрь изделия твердых посторонних предметов (0 означает, что защита отсутствует). Вторая цифра (0,1,...,8) обозначает степень защиты изделия от попадания воды (0 означает, что отсутствует специальная защита).
