Магнитные помехи

Электрические помехи

Воздействие внешних помех на симметричные цепи

 

Электрические помехи от ЛЭП или ЭЖД могут возникнуть в изолированных от земли проводах ВЛС. Однако при наличии гальванической связи с землей проводов ВЛС и сравнительно большом расстоянии между источником помех и ВЛС электрическими помехами можно пренебречь. На кабельные линии связи (КЛС) за счет экранирующего действия металлической влагозащитной оболочки или экранов КЛС, а также земли для кабелей подземной прокладки электрические помехи не оказывают влияния.

 

Большую опасность для ЛС представляют магнитные влияния. Опасные магнитные влияния создают линии ЭЖД в нормальном и ЛЭП в аварийном режимах. В проводах ЛС идущих параллельно проводу с большими помехонесущими токами I_п возникает за счет магнитного поля продольная ЭДС

, (5.4)

где w - круговая частота помехонесущего тока,

m – коэффициент взаимной индукции (магнитная связь),

S_k – коэффициент экранирования металлической влагозащитной оболочки для магнитного поля,

S_T – коэффициент экранирования тросов и (или) рельсов (S_T=0.4-0.6).

При отсутствии тросов и рельсов надо принять S_T=1.

Для коэффициента взаимной индукции между однопроводной влияющей линией и проводником кабеля проложенного в земле справедливо

, (5.5)

где а – расстояние между параллельными проводами ЛЭП и КЛС,

- коэффициент вихревых токов для земли,

m_з и s_з – абсолютная магнитная проницаемость и проводимость Земли, соответственно.

Зависимость коэффициента взаимной индуктивности от расстояния между влияющей и подверженной влиянию линиями показана на рис. 5.11.

а)	б)

Рис.5.11. Зависимости коэффициента взаимной индуктивности от расстояния между цепями на частоте 50 Гц (а) и 800 Гц (б)

 

В случае сложной трассы она разбивается на отдельные участки (рис.5.12). Причем выделяются участки длиной l₁ , где влияющая и подверженная влиянию линии идут параллельно на расстоянии а₀ и а₃ . Участки косого сближения разбиваются на отдельные участки с минимальным а₁ и максимальным сближением а₂. Длина 1 участка косого сближения определяетсяиз условия а₂ / а₁<3, а в качестве среднего сближения для 1 участка принимают величину . Для 2 участка косого сближения среднее сближение будет равно Продольная ЭДС помех на протяженном участке определяется как сумма ЭДС на N отдельных участках сближения

(5.6)

Рис. 5.12. Схема трассы влияющей и подверженной влиянию линии.

 

Магнитные помехи возрастают с увеличением частоты w, помехонесущего тока I_п, длины сближения l и с уменьшением сближения а_э. Однако надо иметь в виду, что с увеличением частоты w уменьшаются коэффициент магнитной индукции m, коэффициент экранирования кабеля S_k, S_T – коэффициент экранирования тросов или рельсов. В связи с этим магнитное влияние в целом с увеличением частоты для КЛС уменьшается, а для ВЛС может даже возрастать.

Расчет опасных влияний от ЛЭП обычно проводится для частоты f=50 Гц для аварийных режимов работы ЛЭП. В качестве помехонесущего тока в аварийном режиме выбирают ток короткого замыкания на землю, который можно оценить, зная напряжение на проводе относительно земли U_ф, удельное сопротивление провода R₀ на единицу длины и расстояние от подстанции l_x до короткого замыкания.

. (5.7)

Для расчета продольной ЭДС, возникающей в цепи кабеля связи при коротком замыкании фазного провода ЛЭП необходимо учитывать конкретную схему влияний. На рис.5.13 приведена упрощенная схема взаимного расположения ЛЭП и кабеля связи. Трасса ЛЭП в схеме представлена прямой линией, а трасса кабеля отрезками прямых линий. Предполагается, что ЛЭП передает энергию вдоль оси l графика зависимости тока короткого замыкания от расстояния, а короткое замыкание произошло на расстоянии l_x от передающей подстанции. Участок трассы, на котором возникают наведенные помехи, можно разделить на два длиной l₁ с шириной сближения а₁ и длиной l_x- l₁ с эквивалентной шириной сближения . Расчет продольной ЭДС для данного примера может быть проведен по выражению (5.6).

Рис. 5.13. К расчету параметров ЭДС в кабельных цепях при КЗ на ЛЭП.

 

Расчет мешающих влияний ЛЭП и ЭЖД проводится для частоты 0.8-1 кГц (телефонный канал). Если частота тока помех отличается от 1 кГц, то при оценке шума пользуются его псофометрическим значением, т.е. учитывают особенности слуха человека, его относительную чувствительность к звукам различных частот. Измеренные значения шума на определенной частоте умножаются на псофометрический коэффициент для этой частоты. Существуют измерители шума, в которых установлен специальный фильтр с амплитудно-частотной характеристикой соответствующий чувствительности человеческого уха. Выходной сигнал этого прибора называют псофометрическим значением шума. Эти расчеты представляют интерес для однопроводных цепей, использующихся для передачи телефонных сигналов. В настоящее время такие цепи практически не используются.