Нормы допустимых опасных и мешающих влияний

Для обеспечения безопасности людей, обслуживающих устройства автомати­ки, телемеханики и связи, а также пользующихся этими устройствами, для предохранения аппаратуры, включенной в цепи, и обеспе­чения нормальной эксплуатации устройств установлены предель­но допустимые значения (ПДЗ) опасных и мешающих токов и на­пряжений, которые могут возникать на цепях линий различного назначения.

Предельно допустимые значения опасных для человека токов.Исследования показывают, что основными факторами, влияющими на степень поражения человека электрическим током промышленной частоты, являются значение тока, проходящего через его тело, продолжительность его действия и путь прохождения тока по телу человека, а также индивидуальные особенности организма.

Установлено также, что ток до 2 мА, проходящий через тело че­ловека, не оказывает заметного действия, и его можно считать безо­пасным. Увеличение значения тока вызывает у человека дрожание пальцев рук, сокращение мускулов, боли и судороги, а при токе, превышающем 10 мА, создается опасность для жизни. Поэтому опас­ным током для человека, прикоснувшегося к проводу, находяще­муся под постоянно действующим индуцированным напряжением (как, например, при вынужденном режиме тяговой сети перемен­ного тока), принято считать ток, превышающий 10 мА. При крат­ковременном прохождении тока через тело человека опасность пора­жения снижается пропорционально времени действия тока.

Значения ПДЗ опасных напряжений устанавливают с точки зрения опасности для жизни человека и опасности пробоя изоля­ции кабелей и устройств, включенных в цепи. Допустимые напря­жения в случае опасности для человека определяют в зависимости от допустимого тока и общего сопротивления цепи между проводом и землей, образующегося в момент прикосновения человека к прово­ду. Это сопротивление обусловлено сопротивлением тела человека и переходными сопротивлениями между проводом и телом человека, телом человека и землей. Сопротивление тела человека в основном зависит от состояния его кожного покрова.

Допустимые значения опасных напряжений для кабелей и вводного обо­рудования, включенного в цепи, определяют с учетом электрической прочности их изоляции, старения изоляции под воздействием по­стороннего напряжения и других факторов. Действующие ПДЗ опасных напряжений при влиянии тяговых сетей (ТС) переменного тока на цепи воздушных и кабельных линий связи устанавливаются Правилами защиты [21] и приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Линии связи	Допустимое напряжение. В,
При коротком замыкании на землю и времени отключения ТС,	При вынужденном режиме ТС и гальваническом влиянии ­
0,1 с	0,15 с	0,3 с 0,6	0,6 с
Воздушная с деревянными опорами, в том числе с железобетонными приставками	_
Кабельная местной и магистральной связи, в том числе волоконно-оптическая с металлическими жилами и воздушная с железобетонными или металлическими опорами

Если эти значения могут быть превышены, то применяют специальные меры по защите обслуживающего персонала и технике безопасности, а допустимые значения длительно и кратковременно допустимых ЭДС частотой 50 Гц в высокочастотных кабелях и линиях местной сети находят по формулам, приведенным в табл. 3.3. Из таблицы видно, что допустимые напряжения определяются рабочим (длительно допустимым) напряжением U_раб для используемого кабеля или вводного оборудования, а также испытательным напряжением изоляции жил кабеля U_исп по отношению к земле. Эти данные приводятся в технических условиях на кабель (вводное оборудование). При дистанционном питании промежуточных усилителей (регенераторов) учитывается напряжение дистанционного питания U_дп и схема его включения, которые зависят от типа используемого оборудования. Требования к вводному оборудованию и допустимые наведенные напряжения приводятся в ОСТ 32.146-2000 «Аппаратура железнодорожной автоматики телемеханики и связи» с учетом рекомендаций Международного союза электросвязи МСЭ-Т серии «К».

Таблица 3.3

Схема передачи дистанционного питания (ДП) усилителей	Допустимые напряжения, В, при режиме работы ТС
вынужденном, плавки гололеда	короткого замыкания
Без дистанционного питания (ДП) в кабеле «Провод – земля» постоянным током «Провод – провод» постоянным током с заземленной средней точкой цепи ДП «Провод – провод» переменным током с заземленной средней точкой цепи ДП	Uраб Uраб – (Uдп/Ö2) Uраб – (Uдп/2Ö2)   Uраб – (Uдп/2)	0,6 Uисп 0,6 Uисп - (Uдп/Ö2) 0,6 Uисп - (Uдп/2Ö2)   0,6 Uисп - (Uдп/2)

Примечание: если в схеме дистанционного питания средняя точка цепи ДП не заземлена, то допустимые напряжения определяются по формулам для схемы «провод – земля».

Допустимые значения мешающих влияний для телефонных ка­налов низкой частоты. При влиянии ВЛ и тяговых сетей электри­фицированных железных дорог на цепях воздушных и кабельных линий возникают напряжения и токи различных частот, так как во влияющих линиях всегда действуют гармонические составляющие напряжения и тока. Эти индуцированные напряжения и токи вызывают в телефонных каналах низкой частоты появление шумов, которые могут нарушить нор­мальную работу цепей связи.

Человек при помощи телефона воспринимает одни и те же на­пряжения различных частот неодинаково. Поэтому оценить шум, состоящий из гармонических составляющих с различными частотами в вольтах, если он измерен обычным вольтметром, невозможно. Чтобы проанализировать воздействие токов различных частот, принято сравнивать их акустическое воздействие с акустическим воздействием тока та­кой же амплитуды, но частотой 800 Гц. В технике связи эта частота является расчетной для каналов низкой частоты.

Отношение акустичес­кого воздействия тока в телефоне с частотой F к акустическому воз­действию такого же тока частотой 800 Гц называют коэффициентом акустического воздействия р_f .

Следовательно, для определе­ния полного индуцированного на­пряжения шума U_шнеобходимо най­ти индуцированное напряжение каждой гармонической составляю­щей U_fi , умножить на соответ­ствующие коэффициенты акусти­ческого воздействия и сложить по квадратичному закону. Тогда

Напряжение U_шназывают псофометрическим напряжением. Таким образом, псофометрическое напряжение - это такое напряжение частотой 800 Гц, которое, действуя в телефон­ной цепи вместо индуцированных напряжений с различными ча­стотами, оказывает одинаковое с ними мешающее действие. Псо­фометрическое напряжение измеряют прибором - псофометром. Он состоит из вольтметра и специального фильтра, который включается перед вольтметром и пропускает сигналы различных частот пропорцио­нально их восприятию человеческим ухом.

Нормы шума в телефонных каналах низкой частоты приводятся в милливольтах псофометрического напряжения (мВ псоф). Действующие ПДЗ шума для ряда цепей связи приведены в табл. 3.4. Приведенные значения ПДЗ действительны при волновом сопротив­лении линии 600 Ом. Если цепь имеет другое волновое сопротивле­ние и эта цепь замкнута на согласованную нагрузку, то норму напряжения шума определяют, умножая уста­новленные значения на коэффициент

k_ш = Ö|Z_в|/600 ,

где | Z_в | — модуль волнового сопротивления цепи, Ом (при частоте 800 Гц).

Таблица 3.4

Цепь связи	ПДЗ шума, мВ псоф	Длина сближения, к которой отнесена норма	Точка цепи, к которой отнесена норма
Магистральной и зоновой сети	1,5	Усилительный участок	Вход усилителя или междугородного коммутатора при относительном уровне полезного сигнала минус 6, 95 дБ
Местной сети (городской и сельской)	1,5	От абонента до абонента или от абонента до междугородной телефонной станции (МТС)	Линейные зажимы телефонного аппарата
Канал служебной связи систем передачи	1,45	830 км	Зажимы телефонного аппарата на стойке служебной связи
Групповой канал низкой частоты МПС	1,0	Участок избирательной связи	Линейные зажимы телефонного аппарата или коммутатора

Для электрифицированных участков эти нормы разделяются (с учетом суммирования по квадратичному закону): 0,8 от нормы напряжения шума от­носится к контактным сетям железных дорог, высоковольтным линиям автоблоки­ровки и продольного электроснабжения; 0,6 — к линиям сильного тока других ведомств.