Глава 11. Защита сооружений связи от внешних влияний и коррозии

11.1. Теория влияния

11.1.1. Физическая сущность и источники электромагнитного влияния на цепи связи

Источниками внешних электромагнитных влияний на цепи связи являются линии электропередачи, электрифицированные железные дороги (эл. ж. д.), мощные радиостанции (РС), атмосферное электричество, индустриальные помехи, электрифицированный городской транспорт и т. д.

Электромагнитное поле помех в общем виде может содержать все компоненты - как поперечные (и), так и продольные (и). Поперечное электромагнитное поле, силовые линии которого расположены в плоскости, перпендикулярной направлению передачи сигналов, проявляется при асимметрии в расположении проводников в поперечном сечении кабеля. Продольное электромагнитное поле связано с наличием индуктивности и конечной проводимости металла проводников и проявляется при продольной асимметрии проводников между собой, а также проводников относительно земли (оболочка - земля). Поперечные компоненты поля превалируют в процес­сах взаимных влияний между цепями связи; продольные компоненты обусловливают мешающее воздействие посторонних источников влияний.

Рис. 11.1. Электромагнитное влияние за счет полей: а — поперечного; б — продольного.	Рис. 11.2. Виды внешних влияний: Е - электрическое; Н - магнитное; I — гальваническое.

Взаимные влияния проявляются (рис. 11.1, а) в цепях, находящихся в непосредственной близости друг от друга (), и помехи обусловлены поперечной асимметрией в расположении проводников влияющей и подверженной влиянию цепей(). Здесь действует поперечное электромагнитное поле, создающее ток помех .

При внешних влияниях (рис. 11.1, б) источники помех, как правило, находятся далеко от цепей связи () и разница в расстояниях между проводниками ничтожна, т. е. влияние за счет поперечной асимметрии проводников фактически отсутствует (I_пп= 0). В этом случае сказываются продольное электромагнитное поле и продольная асимметрия, обусловленная разницей коэффициентов распространения , и волновых сопротивлений , проводников 3, 4 относительно земли, и проявляется влияние через землю (оболочку кабеля).

11.1.2. Виды и классификация внешних влиянии

Для внешних электромагнитных влияний высоковольтных линий на линии связи характерны следующие особенности: во-первых. практическое отсутствие влияния за счет поперечной асимметрии в расположении проводников, свойственной процессу взаимных влияний; во-вторых, определяющая роль влияний за счет продольной асимметрии цепей проводник - земля (оболочка) и, в-третьих, возможность пренебречь активными составляющими электромагнитных связей (иr):

Кроме того, для внешних источников влияния характерно следующее:

разные длины влияющих, подверженных влиянию и третьих цепей;

пренебрежимо малое затухание высоковольтных линий по сравнению с линиями связи, подверженными влиянию;

необходимость учета искажения электромагнитного поля за счет других электропроводящих предметов, таких как грозозащитные тросы, железнодорожные рельсы, рядом расположенные провода и кабели, деревья и др.

Различают следующие виды внешних влияний (рис. 11.2):

электрические, обусловленные действием электрического поля;

магнитные, возникающие за счет действия магнитного поля;

гальванические, появляющиеся вследствие наличия в земле блуждающих токов; последние создаются высоковольтными линиями, использующими землю в качестве обратного проводника. Под действием блуждающих токов на оболочках кабелей связи появляется напряжение, и в цепях связи возникает влияние. Особенно велико гальваническое влияние при аварийных режимах высоковольтных линий и в местах электростанций.

Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать напряжения и токи:

опасные, при которых появляются большие напряжения и токи, угрожающие жизни обслуживающего персонала и абонентов или приводящие к повреждению аппаратуры и линейных сооружений. Опасными считаются: напряжение U >36 В, ток I >15мА;

мешающие, при которых возникают помехи, шумы, искажения, приводящие к нарушению нормальной работы средств связи. Мешающими считаются: напряжение U1...2 мВ, ток I1 мА.

Внешние влияния подразделяются также на длительные и кратковременные. Границей раздела между ними является время t =1 с.

Действие внешних источников бывает постоянным или случайным. Время действия колеблется; в широких пределах: от долей секунды (молния) до непрерывной длительности. Спектр частот внешних источников, как правило, имеет широкую полосу. Амплитуда влияющих напряжений и токов, исходящих от внешних источников, зависит от мощности установки и места расположения ее по отношению к линии связи.

Источниками внешних электромагнитных влияний на сооружения связи являются: атмосферное электричество (гроза); ЛЭП; эл. ж. д.; РС, причем атмосферное электричество и ЛЭП, особенно в аварийном режиме, оказывают опасное влияние, а эл. ж. д., ЛЭП, РС - мешающее влияние. Влияние оказывают также индустриальные помехи (бытовые электроаппараты, городской транспорт), магнитные бури и др. Кроме того, металлические оболочки кабелей подвержены коррозии, т. е. разрушению под действием блуждающих токов и электрохимических процессов в грунте.

Линии электропередачи называют высоковольтными линиями (ВВЛ).