Меню

Защита линий связи опасных напряжений

Защита кабелей связи

Кабели связи, проложенные вблизи высоковольтных ЛЭП и железных дорог любого типа, а также наличие участков кабельных трасс, проложенных в районах опасных в грозовом отношении или в грунтах с различной коррозионной активностью, требуют проведения мер по защите от воздействия коррозионных процессов, электромагнитных излучений и ударов молнии.

Защита от коррозии

В результате электрохимических процессов, протекающих в металлических оболочках кабелей связи, проложенных под землей, происходит их постепенное разрушение. Коррозия может быть вызвана блуждающими токами или грунтовыми водами, являющимися по своей сути электролитом из-за растворенных в них минеральных солей и органических соединений. Вне зависимости от природы возникновения коррозионных процессов они являются виной повреждения кабеля связи.

Основной причиной возникновения в грунтах блуждающих токов является железнодорожный транспорт. Это происходит из-за утечек тягового тока, вызванных недостаточной изоляции путевого оборудования от земли и несовершенством системы энергоснабжения транспорта. Наибольшую опасность для кабелей представляет близость трассы к трамвайным путям, поскольку для его движения используется постоянный ток. Коррозионная активность почвенных вод зависит от их температуры и плотности растворенных минеральных солей.

Защита кабельных линий связи от коррозионного разрушения оболочки осуществляется посредством установки:

  • электрического дренажа;
  • катодных станций
  • протекторов.

Электрический дренаж

Для обустройства электрического дренажа используется изолированный одножильный кабель, один конец которого подключается к металлической оболочке кабеля, а второй через систему реле, трансформаторов, рубильников и измерительных приборов – к одному из рельсов. Дренажное устройство отводит блуждающие токи из зон с высоким потенциалом обратно к источнику, вызвавшему утечку, и отключает всю систему, если полярность дренируемого тока изменяется.

Катодная станция

Требования и нормы по защите кабелей связи регламентируют установку катодных станций в тех случаях, когда использование дренажей является нецелесообразным или отсутствует возможность их обустройства. Функции катодной станции выполняет выпрямитель переменного тока, положительный вывод которого подключается к анодному заземлению, а отрицательный – к металлической оболочке кабеля. Таким образом, положительный заряд через катодное заземление уходит через землю на оболочку кабеля, а с нее возвращается на выпрямляющее устройство.

Протекторы

Два вида защиты, описанных выше, используются для борьбы с коррозионными процессами, вызванными блуждающими токами. Для предотвращения разрушений оболочки кабеля, возникающих в результате почвенной коррозии, используются протекторы. В качестве протекторов используются стержни, отлитые из магнийсодержащего сплава, который имеет более низкий электрический потенциал, чем свинцовая оболочка кабеля. Благодаря этому ток будет стекать в землю. Установка протекторов производится в грунт рядом с кабелем.

Защита от грозовых разрядов

Необходимость применения защитных мер, а также разработка конкретных защитных мероприятий регламентируется проектом на прокладку кабельной линии.

Защита подземных кабелей связи

Молниезащита кабелей, проложенных под землей осуществляется благодаря:

  • использованию кабелей, устойчивых к грозовым разрядам;
  • применению совместной прокладки кабелей и заземляющих канатов (оцинкованных проводов);
  • установки специальных муфт с разрядниками;
  • прокладки грозоперехватывающих тросов вокруг отдельно стоящих высоких деревьев и опор линий связи.

Защита воздушных линий связи

От воздействия грозовых разрядов воздушные линии защищают посредством:

  • установки молниеотводов на деревянные опоры;
  • параллельной подвески на опорах неизолированных проводов;
  • заземления металлической оболочки кабеля и несущего троса с обеих сторон.

Защита от электромагнитных явлений

Внешние электромагнитные поля, вызванные атмосферным электричеством, магнитными бурями, индустриальными помехами, базовыми станциями сотовой связи или другими причинами способны генерировать в кабелях связи помехи и искажения.

Чтобы минимизировать или полностью избавиться от воздействия наведенных электромагнитных искажений, необходимо выявить факторы их вызывающие и, по возможности, провести следующие мероприятия:

  • обеспечить максимальное расстояние между кабельной линией и источником помех;
  • использовать для прокладки линий связи экранированные кабели;
  • выполнить экранировку силовых кабелей с помощью защитных плетенок;
  • провести мероприятия по экранировке источника помех;
  • ограничить длину параллельной прокладки силовых и слаботочных кабелей и обеспечить их заземление.
Читайте также:  Зачем нужно повышать напряжение для лэп

Следует помнить, что максимальная защита кабелей связи будет достигнута при комплексном использовании перечисленных методов.

Источник



Меры защиты на линиях связи

Основные меры защиты на линиях связи от опасных и мешающих влияний: применение кабелей связи с оболочками, имеющими повышенный экранирующий эффект; включение разрядников и предохранителей; включение редукционных трансформаторов; прокладка вдоль кабеля металлических тросов.

Экранирование кабелей связи. Экранирование является одной из основных мер защиты от опасных и мешающих влияний. Металлические оболочки (экраны) полностью защищают кабельные цепи связи от внешних электрических полей и частично снижают влияние магнитных полей. Физическая сущность экранирования металлической оболочки кабеля основана на создании индуцированными линиями высокого напряжения токов в оболочке встречного магнитного поля, которое частично компенсирует основное влияющее поле. Эффективность экранирования кабельных экранов оценивается коэффициентом экранирования, который в диапазоне низких частот называют коэффициентом защитного действия (КЗД). Применительно к влиянию ЛВН на кабели связи в диапазоне низких частот КЗД определяется как отношение ЭДС, наводимой в жилах кабеля при наличии экрана, к наводимой ЭДС при отсутствии экрана. Различают идеальный и реальный КЗД. Идеальный КЗД соответствует идеальному заземлению, а реальный — конечному значению сопротивления заземления. Для тонального диапазона частот идеальный КЗД.

где R0 oб − активное сопротивление экранирующих покровов кабеля постоянному току; L − полная индуктивность экранирующих покровов.

Из формулы (7.9) видно, что для уменьшения КЗД (улучшения экранирования) необходимо уменьшать активное сопротивление и повышать индуктивность экранирующих покровов. Для обеспечения надежного экранирования необходимо строго выполнять нормы на величину сопротивления заземления экранов, так как чем меньше сопротивление заземления, тем лучше экранирование.

Следует отметить, что такую же физическую основу имеет и экранирование рельсов железных дорог, грозозащитного троса ЛЭП, различного рода трубопроводов, которые на участках сближения ЛВН и линий связи проходят параллельно.

Существующие конструкции кабелей ГТС со свинцовыми оболочками (кабели ТГ, ТБ) и полиэтиленовыми оболочками с ленточными алюминиевыми экранами (кабели ТПП, ТПЛБ) имеют сравнительно большие КЗД на частоте 50 Гц: для небронированных кабелей S = 0,99. 0,6, а для бронированных S = 0,96. 0,3. Следовательно, эти кабели не всегда обеспечивают высокую защищенность от опасных напряжений и токов в зоне повышенного электромагнитного влияния. Существенно снизить (улучшить КЗД кабелей связи можно заменой свинцовых оболочек алюминиевыми (КЗД уменьшается в 7. 8 раз). Поэтому для зон повышенного электромагнитного влияния ЛВН рекомендуется использовать кабели связи с алюминиевыми оболочками. В настоящее время на ГТС для организации протяженных межстанционных соединительных линий широко используют высокочастотный кабель МКСАШп-4х4-1,2. Для кабрирования телефонных узлов в местах скопления большого количества ЛВН (например, на территории мощных электростанций) и для организации низкочастотных межстанционных соединительных линий в зоне повышенного влияния целесообразно использовать специально выпускаемые для таких целей кабели, имеющие алюминиевую оболочку и броню, защищенные полиэтиленовым шлангом.

Защита с помощью разрядников и предохранителей. На телефонных сетях для защиты от опасных напряжений и токов аппаратуры АТС, телефонных аппаратов абонентов и кабелей связи широкое применение находят разрядники и предохранители. На городских телефонных сетях разрядники и предохранители устанавливают на кроссах, которые являются на телефонных станциях местом соединения линейных и станционных кабелей. На кроссе обеспечивается возможность подключения к абонентским и соединительным линиям с целью проведения измерений и проверок в сторону линии и в сторону станции при определении места повреждения.

Читайте также:  Изометрическое напряжение конечности для чего

Для защиты от высоких напряжений, возникающих на линии связи, между проводом и землей включают разрядник. Защитная функция разрядника заключается в полном или частичном преобразовании энергии электрического поля наведенной волны, опасной своим высоким потенциалом, в энергию магнитного поля с низким напряжением относительно земли. Основными рабочими элементами разрядника являются электроды, отделенные друг от друга искровым промежутком.

Рисунок 7 3 − Защитное действие разрядника

При возникновении на разряднике высокого напряжения частотой 50 Гц или импульсного напряжения при грозовых разрядах с амплитудой, превышающей напряжение его зажигания, происходит пробой искрового промежутка (рис. 7.3). Тогда через разрядник потечет разрядный ток

где UП − амплитуда падающей волны; ZB − волновое сопротивление цепи «провод-земля»; Rpаз − сопротивление разрядника; RЗ − сопротивление заземления.

Практически , поэтому

При отекании разрядного тока наведенное напряжение уменьшается до величины падения напряжения на разряднике и заземлителе:

Отсюда следует, что защитное действие разрядника возрастает с уменьшением сопротивления заземления. Поэтому очень важным условием надежной работы разрядников является строгое соблюдение норм на сопротивление заземления. На сетях ГТС используют в основном угольные двухэлектродные разрядники типа УР-500 с номинальным напряжением зажигания 500 В и газонаполненные трехэлектродные разрядники типа Р-27 с номинальным напряжением зажигания 350 В.

Для защиты оборудования и обслуживающего персонала АТС от опасных токов на абонентских линиях в разрыв проводов связи включают предохранители. Предохранители бывают линейные и станционные. Линейные предохранители типа СН-1 (спиральные с ножевыми контактами) и СК (спиральные с коническими контактами) рассчитаны на величину тока 1 А. Станционными предохранителями являются термические катушки, устанавливаемые на кроссе. Термические катушки рассчитаны на ток 0,25 А (ТК-0,25) и 0,3 А(ТК-0,3). Они отключают оборудование станции от проводов линии связи в случае сообщения последних с проводами электросети с напряжением ниже напряжения зажигания установленных разрядников. Термокатушки являются предохранителями многократного действия.

Электрическая защита в кроссе и абонентских пунктах необходима при подземной прокладке кабеля на открытой местности, при подвеске кабеля, в случае использования смешанных линий, состоящих из кабеля и воздушной линии. Следует отметить, что в связи с использованием на ГТС кроссового оборудования импортных поставок и внедрением квазиэлектронных и электронных АТС электрическая защита на основе угольных разрядников и термокатушек подлежит замене на более совершенные устройства защиты. Вместо угольных разрядников и предохранителей применение двухэлектродных миниатюрных газонаполненных разрядников с напряжением зажигания 90, 240 и 350 В. Эти разрядники имеют замыкатели в виде плавких шайб, колец или пружинных контактов, которые обеспечивают в аварийных ситуациях замыкание проводов связи на землю.

По сравнению с электромеханическими, квазиэлектронные и электронные АТС более чувствительны к внешним перенапряжениям. Поэтому для этих АТС может предусматриваться дополнительная, так называемая вторичная ступень защиты, которая реализуется непосредственно в оборудовании АТС.

Защита от магнитного влияния ЛВН с помощью редукционных (компенсирующих) трансформаторов (PT). Включение PT позволяет снизить (улучшить) величину коэффициента защитного действия металлической оболочки кабеля связи. На ГТС наиболее целесообразно использовать РТ в местах сближения с ЛВН высокочастотных межстанционных соединительных линий. Снижение КЗД достигается за счет повышения индуктивной связи между металлической оболочкой и жилами кабеля путем включения в линию PT с коэффициентом трансформации, равным единице. Первичная обмотка трансформатора из медного провода включается в разрыв оболочки, а вторичная обмотка выполняется из сердечника того же кабеля, что и защищаемый, но со снятой оболочкой. Сечение провода первичной обмотки выбирается не меньше эквивалентного сечения металлической оболочки.

Читайте также:  Что защищает технику от перепадов напряжения

Источник

Защита линий связи опасных напряжений

3.5.1. Возможными источниками опасных напряжений и токов для линейных сооружений являются:

— провода электросети напряжением до 1000 В и контактные сети городского наземного электротранспорта при сообщении их с проводами линий связи;

— линии электропередачи напряжением выше 1000 В (до 35 кВ) при электрическом их влиянии на воздушные линии связи или сообщении их с проводами линий связи;

— линии электропередачи напряжением от 110 кВ и выше при магнитном и гальваническом влиянии на линейные сооружения связи;

— контактные сети магистральных и пригородных электрифицированных железных дорог постоянного и переменного токов при электрическом, магнитном и гальваническом влияниях на линейные сооружения связи;

— грозовые разряды при электромагнитном влиянии и прямых ударах молнии.

3.5.2. Указания по защите линейных сооружений местных сетей связи от опасных напряжений и токов приведены в «Руководстве по строительству линейных сооружений местных сетей связи» (М.: АООТ «ССКТБ-Т0МАСС», 1995).

3.5.3. Защита от опасных напряжений и токов при пересечениях проводов воздушной линии связи проводов электросети напряжением до 1000 В или контактных проводов наземного электротранспорта осуществляется посредством:

— включения предохранителей и разрядников на вводах цепей и кабельных вставках;

— подвески проводов, покрытых атмосферостойкой изоляцией (в пролете пересечения), испытательное напряжение которых должно быть не менее 2 кВ и коэффициент запаса прочности на растяжение при наибольших расчетных нагрузках — не менее 1,5;

— замены воздушных цепей связи на участках пересечения подземным кабелем или воздушным кабелем, подвешенным на стальном канате;

— установки на опорах линии связи, ограничивающих пролет пересечения, молниеотводов и оборудовании в спуске молниеотводов на высоте (1,5 — 0,2) и разрывов длиной 50 мм;

— устройством пересечения возможно ближе к опоре электросети, но не менее 2 м от самой опоры;

— установки двойных креплений проводов на опорах, ограничивающих пролет, для высоковольтной линии при расположении проводов линии связи под проводами высоковольтной линии, или для стоечной линии при расположении проводов стоечной линии над проводами линии напряжением 380/220 В;

— оборудования пролета пересечения таким образом, чтобы расстояние по вертикали между пересекаемыми проводами при наибольших стрелах провеса было не менее 1,25 м.

3.5.4. Пересечения воздушных линий местных сетей связи (ЛС) с высоковольтными линиями напряжением 1000 В и выше, а также с контактными сетями наземного электротранспорта должны выполняться подземными кабелями, прокладываемыми в асбестоцементных или других неметаллических трубах.

Воздушный переход разрешается в исключительных случаях как временный вариант или когда нельзя по каким-либо причинам оборудовать подземный кабельный переход.

3.5.5. Воздушные пересечения допускаются с электрифицированными железными дорогами постоянного тока при числе проводов линий ГТС не более восьми, а с контактными сетями трамваев и троллейбусов — при числе не более 16.

Пересечение контактных сетей трамваев и троллейбусов допускается также воздушным кабелем.

3.5.6. Работы на воздушных пересечениях должны производиться при отключенной и заземленной на месте производства работ контактной сети.

Работы на пересечениях должны производиться при обязательном присутствии представителя службы дистанции (района) контактной сети.

3.5.7. Устройство и ремонт подземного пересечения ЛС контактных сетей наземного электротранспорта можно производить без отключения напряжения в контактной сети.

Источник