Часть 4. Защита установок проводной связи и устройств радиотрансляционных сетей от опасных напряжений и токов, возникающих на воздушных линиях связи и радиофикации


МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ СОЮЗА ССР

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ

 

ПРАВИЛА СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

ЧАСТЬ IV

ЗАЩИТА УСТАНОВОК ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ И УСТРОЙСТВ РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ ОТ ОПАСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ СВЯЗИ И РАДИОФИКАЦИИ

 

 

ИЗДАТЕЛЬСТВО «СВЯЗЬ»

МОСКВА 1971

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

В целях унификации строительства и ремонта линейных сооружений разработаны единые «Правила строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей». Правила состоят из четырех частей:

часть I - «Строительство и ремонт воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей» (Связьиздат, 1960);

часть II - «Устройство мачтовых переходов» (Связьиздат, 1960);

часть III - «Строительство и ремонт стоечных и подземных линий и оборудование домов распределительной радиотрансляционной и телефонной внутрирайонной связи» (Связьиздат, 1960);

часть IV - «Защита установок проводной связи и устройств радиотрансляционных сетей от опасных напряжений и токов, возникающих на воздушных линиях связи и радиофикации» (Связьиздат, 1962).

В связи с пересмотром ГОСТ на защиту установок проводной связи (ГОСТ 5238-66) и заземления (ГОСТ 464-68), а также в связи с изданием «Правил защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи» (ч. I, изд-во «Связь», 1969) произведена необходимая переработка IV части Правил. При переработке рассмотрены все замечания и предложения, поступившие от министерств союзных республик, предприятий связи и отдельных работников связи и радиотрансляционных сетей. В этой части Правил рассматриваются основные меры защиты устройств проводной связи и радиотрансляционных сетей от опасного влияния различных источников (влияния ВЛ, эл. ж. д. переменного тока и грозы).

Замечания по Правилам следует направлять по адресу: Москва, ул. Горького, 7, Министерство связи СССР.

Главное управление линейно-кабельных и радиорелейных

сооружений связи

Главное радиоуправление

Главное управление

городской и сельской

телефонной связи

Центральный

научно-исследовательский

институт связи

1. ОПАСНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПРОВОДАХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ

1.1. Источники опасных напряжений. Некоторые понятия и определения

1.1.1. Опасные напряжения на проводах воздушных линий связи (ЛС) и радиотрансляционных сетей (PC) могут возникнуть от:

- влияния трехфазных высоковольтных воздушных линий электропередачи (ВЛ) и контактных сетей электрических железных дорог переменного тока (эл. ж. д.);

- влияния грозовых разрядов;

- непосредственного касания проводов ЛС и PC с проводами ВЛ, контактной сетью трамваев, троллейбусов, эл. ж. д. постоянного и переменного токов, проводами осветительных сетей 380/220 в.

1.1.2. Опасным влиянием называется такое влияние, при котором напряжения и токи, возникающие в цепях ЛС (PC), могут создавать:

а) опасность для жизни обслуживающего персонала и абонентов ЛС (PC);

б) повреждения аппаратуры и приборов, включенных в цепи ЛС, ведущие к простоям связи;

в) ложные сигналы железнодорожной сигнализации и телемеханики, приводящие к авариям на железной дороге.

1.1.3. Влияющей линией с заземленной нейтралью называется высоковольтная линия в энергосистеме, в которой нейтрали трансформаторов или генераторов соединены с заземляющим устройством непосредственно или через аппараты, имеющие малые сопротивления.

1.1.4. Влияющей линией с изолированной нейтралью называется высоковольтная линия в энергосистеме, в которой нейтрали трансформаторов (генераторов) не соединены с заземляющим устройством или присоединены к нему через аппараты, компенсирующие емкостный ток в ней, или же через аппараты с большим сопротивлением.

1.1.5. Сближением между ВЛ и ЛС (PC) называется такое их взаимное расположение, при котором ЛС находится в зоне опасного или мешающего влияния ВЛ.

1.1.6. Шириной сближения между ВЛ и ЛС называется кратчайшее расстояние между проводами этих линий.

1.1.7. Параллельным участком сближения ВЛ и ЛС называется такое их взаимное расположение, при котором ширина сближения между ними остается постоянной или отличается по длине участка сближения от среднего значения не более чем на 10 %. Если это условие не выполняется, то участок сближения называется косым. Для косого участка сближения определяется эквивалентная ширина сближения.

1.1.8. Расчетной длиной участка косого сближения называется длина проекции ЛС на ось ВЛ в пределах этого участка.

1.1.9. Критическим расстоянием между ВЛ и ЛС называется такая ширина параллельного сближения, при которой опасное влияние на ЛС (при аварийном режиме работы ВЛ) находится в допустимых пределах и защитных мер по снижению этого влияния не требуется.

1.2. Индуктивное влияние высоковольтных воздушных линий электропередач и контактных сетей электрических железных дорог переменного тока

1.2.1. Высоковольтные линии электропередачи и контактны сети эл. ж. д. оказывают электрическое и магнитное влияния, создавая на расположенных вблизи проводах ЛС и PC посторонние напряжения.

Индуктированные напряжения на проводах ЛС и PC достигают максимальных значений при аварийных режимах на ВЛ и линиях эл. ж. д. переменного тока, т.е. во время короткого замыкания проводов ВЛ с землей или контактного провода эл. ж. д. с рельсами и землей. В случае касания обслуживающим персоналом или абонентами проводов связи, подверженных индуктивному влиянию ВЛ и эл. ж. д., через тело человека могут проходить токи больших величин, опасные для жизни или для здоровья. При опасном напряжении на проводах связи включенная в линию аппаратура может повреждаться.

1.2.2. Степень опасности для аппаратуры и для жизни человека зависит от величины возникающего на линии напряжения и тока, а также от длительности протекания тока.

На проводах ЛС и PC можно допустить наведенные напряжения тем большей величины, чем меньше будет промежуток времени существования этого напряжения.

1.2.3. Как правило, токи короткого замыкания благодаря срабатыванию автоматической защиты на подстанциях ВЛ и контактных сетях эл. ж. д. протекают по проводам в течение непродолжительного времени (0,15 - 1,2 сек). При таком времени можно допустить на проводах ЛС и PC сравнительно большое значение напряжения.

Допустимые значения этих напряжений различны для линий с деревянными опорами и для линий с железобетонными опорами, так как эти опоры имеют неодинаковое сопротивление по отношению к земле. Допустимые напряжения, кратковременно возникающие на ЛС и линиях PC с железобетонными опорами, должны быть значительно меньше напряжений, которые могут быть допущены на линиях с деревянными опорами.

1.2.4. Напряжения, индуктируемые на проводах ЛС и PC в продолжение всего времени эксплуатации влияющих линий, значительно более опасны для организма человека и для аппаратуры. Поэтому величина таких напряжений должна быть намного меньше по сравнению с кратковременными напряжениями.

1.2.5. Согласно «Правилам защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи» (ч. I, изд-во «Связь», 1969) на проводах воздушных линий связи (PC), имеющих сближения с ВЛ с заземленной нейтралью и с контактной сетью эл. ж. д., во время аварийного режима влияющих линий допускаются наведенные продольные напряжения величиной, указанной в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Допустимые продольные напряжения на проводах воздушных ЛС и PC при опасном влиянии ВЛ и эл. ж. д.

Наименование воздушной линии

Допустимые продольные напряжения E, в, при влиянии

ВЛ с заземленной нейтралью при времени срабатывания системы защиты t, сек

эл. ж. д. при нормальном и вынужденном режимах

0,15

0,3

0,6

1,2

Линии с деревянными опорами и железобетонными приставками

2000

1500

1000

750

60

Линии с железобетонными опорами и стоечные линии

320

240

160

120

36

Примечание. Время t срабатывания системы защиты на подстанциях и питающей ВЛ может быть получено в управлении электросистемы данного района.

1.2.6. Допустимые напряжения на проводах воздушных ЛС и PC по отношению к земле и допустимые разрядные токи через тело человека при опасном влиянии ВЛ с изолированной нейтралью приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Допустимые напряжения на проводах ЛС и PC по отношению к земле и допустимые токи через тело человека

Наименование воздушной линии

Допустимое напряжение по отношению к земле, в

Допустимый разрядный ток через тело человека, ма

Линия с деревянными и железобетонными опорами

200

10

Примечания: 1. Разрядный ток через тело человека величиной до 10 ма, действующий в течение нескольких десятков секунд, вызывает в организме человека болезненные ощущения, при которых, однако, человек способен без посторонней помощи свободно оторвать руку от провода связи. При этом оставшихся болезненных последствий не наблюдается.

Работать на линии, на которой разрядный ток от влияния ВЛ с изолированной нейтралью во время замыкания фазы на землю достигает 10 ма, допускается только при условии соединений проводов цепи с заземляющим устройством, сопротивление растеканию тока которого не более 30 ом. Заземление проводов осуществляется через дренажные катушки при помощи заземляющих штанг. В этом случае не возникает перерыва в работе связи. Заземление проводов выполняется в следующей последовательности:

а) средняя точка дренажной катушки соединяется при помощи проводника сечением не менее 2,5 мм2 с заземлителем;

б) проводники от заземляющей штанги или от линейных заземляемых проводов присоединяются к зажимам дренажной катушки;

в) после заземления проводов цепи убеждаются при помощи вольтметра в отсутствии опасного напряжения (на ЛС или PC с деревянными опорами величина опасного напряжения должна быть не более 60 в, а на железобетонных опорах или на земле - не более 36 в).

Заземлять один провод цепи, оставив незаземленным другой, запрещается.

2. Предельно допустимое индуктированное напряжение 200 в на проводах связи по отношению к земле принято потому, что при этой величине постороннего напряжения на каждом проводе исследуемой цепи не срабатывают установленные на линии газонаполненные разрядники (Р-350) и, следовательно, нормальная работа цепи не нарушается во все время повреждения ВЛ (оно может длиться до 2 ч и более). При таких посторонних напряжениях возможно только повышение шума раза в два против нормы, что допускается на время до 2 ч.

1.2.7. Высоковольтная линия электропередачи с заземленной нейтралью при коротком замыкании фазы на землю оказывает наибольшее магнитное влияние. Линия электропередачи с изолированной нейтралью при коротком замыкании фазы на землю оказывает наибольшее электрическое влияние.

Контактная сеть эл. ж. д. переменного тока оказывает наибольшее влияние (магнитное) при одностороннем (так называемом «вынужденном») режиме питания, когда выключается одна тяговая подстанция и всю нагрузку тягового участка длиной 50 ÷ 60 км принимает на себя подстанция, смежная с выключенной. Поэтому меры по защите ЛС и линий PC должны выбираться, исходя из перечисленных режимов работы ВЛ и эл. ж. д.

1.3. Влияние грозовых разрядов

1.3.1. Во время грозовых разрядов на проводах воздушных линий возникают перенапряжения, которые могут явиться причиной (при отсутствии надежной защиты) повреждения аппаратуры и кабелей, включенных в воздушные линии. Перенапряжения опасны также для жизни (здоровья) обслуживающего персонала или абонентов.

На проводах воздушных линий перенапряжения возникают как при прямых разрядах молнии в воздушные линии, так и при разрядах молнии вблизи воздушных линий (индуктированные перенапряжения).

1.3.2. При прямых разрядах (ударах) молнии в воздушные линии в месте удара возникают напряжения порядка нескольких миллионов вольт. При этом возможно разрушение опор и расплавление проводов в месте разряда молнии.

В среднем на 100 км воздушной линии, проходящей по открытой местности, при 20 - 25 грозовых днях в году можно ожидать до 8 - 10 прямых ударов молнии непосредственно в воздушную линию связи или радиотрансляционную сеть.

1.3.3. Значительно чаще на воздушных линиях наблюдаются индуктированные перенапряжения. В среднем на 100 км воздушной линии связи при 25 грозовых днях в году бывают сотни случаев возникновения индуктированных перенапряжений. Величина амплитуды перенапряжения для 50 % случаев достигает 5 ÷ 10 кв, для 25 % случаев - 20 кв, для 15 % случаев - 50 кв, для 8 % случаев - 100 кв и для 2 % случаев - 200 кв и больше.

1.4. Опасные напряжения на проводах ЛС и PC при непосредственном касании с проводами электрической силовой сети

1.4.1. При соприкосновении проводов ЛС и PC с проводами электрической сети напряжением 380/220 в или с проводами контактной сети трамвая, троллейбуса, ВЛ и эл. ж. д. в аппаратуре и проводах линии связи возникают опасные напряжения и токи.

1.4.2. При соприкосновении проводов ЛС с одним фазным проводом электрической сети напряжением 380/220 в в аппаратуре и линиях возникает напряжение 220 в, а при соприкосновении ЛС с двумя фазными проводами электрической сети напряжением 380 в в проводах ЛС возникают токи величиной в несколько ампер и даже десятков ампер (в зависимости от сопротивления цепи, через которую замкнулась электрическая сеть).