Особенности расчета влияния на цепи автоматики, телемеханики и связи

Напряжения и токи магнитного влияния определяют без учета или с учетом волновых процессов в зависимости от вида линии, подвер­женной влиянию (воздушная или кабельная), ее длины, условий сближения и частоты тока. Формулы для определения индуцированных напряжений и токов с учетом волновых процессов можно получить, если поставлены конкретные условия задачи. При сближении линий автоматики, телемеханики и связи с ВЛ и тяговыми сетями чаще всего приходится проверять возможность появления опасных напряжений, а также мешающих напряжений в двухпроводных цепях. Для решения этих задач, как известно, необходимо вычислять напряжение, индуци­рованное на конце изолированного провода при заземленном дру­гом его конце (для определения опасного влияния), и индуциро­ванное напряжение на конце изолированного на двух концах провода для определения мешающего влияния в двухпроводной цепи). Формулы для определения индуцированных напряжений и токов с учетом волновых процессов представлены в следующих источниках [1,3].

В литературе [1,2,3] приводятся формулы для практических расчетов влияний ВЛ и контактных сетей в различных режимах их работы. В этих формулах некоторые величины, являющиеся в условиях конкретного расчета постоянными, включаются в числовые коэффициенты (расчетная частота тока, коэффициент перехода от фазового напряжения к линейному и др.). Вводятся в расчетные формулы также коэффициенты экранирования заземленных проводов, металлических оболочек кабеля, рельсов и т. д. Теоретически определить значения ряда величин, входящих в расчетные формулы, невозможно, поэтому в инструктивных материалах по защите линий автоматики, телемеханики и связи приводятся режимы работы влияющих цепей, принимаемые при расчетах опас­ных и мешающих влияний; методика расчетов влияний; методика нахождения коэффициентов связи, коэффициентов экранирования металлических защитных покровов кабелей и т. д., а также другие сведения, необходимые или облегчающие выполнение расчетов, технические требования к обслуживанию линий. Правила [21] обяза­тельны для работников, имеющих отношение к проектированию, строительству и эксплуатации линий.

Некоторые положения из этих правил приводятся ниже.

Опасное электрическое влияние на цепи воздушных линий связи рассчитывают только при сближении с симметричными ВЛ с изо­лированной нейтралью в режиме заземления одной фазы и с несим­метричными ВЛ и тяговыми сетями переменного тока, находящими­ся в нормальном режиме работы.

Опасное магнитное влияние рассчитывают для воздушных и ка­бельных линий в случае сближения: с симметричными ВЛ с зазем­ленной нейтралью, полагая, что одна из фаз заземлена; с несим­метричными ВЛ при заземлении фазы и нормальном режиме работы; с тяговыми сетями переменного тока при заземлении тяговой сети и вынужденном режиме ее работы и с симметричными ВЛ с изолированной нейтралью при заземлении двух фаз, если на линии связи имеются однопроводные цепи полуавтоматической блокировки с блок-меха­низмами.

Значение индуцированного напряжения относительно земли или индуцированной продольной э. д. с. на гальванически неразде­ленных проводах воздушных линий любой длины и жилах кабелей длиной до 40 км определяют без учета волновых процессов. Ес­ли длина кабельной линии превышает 40 км, расчеты производят с учетом волновых процессов.

Для вынужденного режима работы тяговой сети влияния определяют при всех практически возможных вариантах выключения тяговых подстанций. Значение влияющего тока не одинаково по длине плеча питания и зависит от числа нахо­дящихся на плече электровозов. Поэтому реальный влияющий ток принято в расчетах заменять эквивалентным, под которым подра­зумевается ток, одинаковый по всей длине сближения и оказываю­щий такое же влияние, как и действительный, имеющий ступенча­тый характер изменения вдоль плеча питания.

При сближении с несимметричными ВЛ, в том числе и с тяговы­ми сетями переменного, тока, кроме индуктивного, возможно галь­ваническое влияние. В этом случае опасное напряжение

U_мг =(U_г² + U_м²)^1/2 ,

где: U_г ,U_м - напряжения магнитного и гальвани­ческого влияний соответственно.

Мешающее влияние ВЛ и тяговых сетей на телефонные каналы низкой частоты можно рассчитывать несколькими методами. Для наиболее точного расчета псофометрического напряжения сначала следует установить частоты и значения амплитуд напряжений и токов гармонических составляющих, действующих во влияющей линии. Затем определить индуцированные напряжения от влияния каждой гармоники, лежащей в тональном спектре, умножить полу­ченные значения на соответствующие коэффициенты акустического воздействия и сложить по квадратичному закону. Такой метод рас­чета по гармоническим составляющим сложен, так как требует зна­ния амплитуд гармоник напряжения и тока во влияющей линии и расчета по каждой гармонике отдельно.

Значительно проще, однако менее точно, можно определить зна­чение индуцированного псофометрического напряжения, если влияющие напряжение и ток со всеми гармониками заменить экви­валентным по действию на телефонные цепи напряжением или током частотой 800 Гц. Мешающее влияние в этом случае рассчитывают только на одной частоте. Эквивалентное влияющее напряжение U_э или ток I_э могут быть определены как произведение псофометрических значений напряжения U_пс или тока I_пс, действующих во влияющей цепи, на поправочный коэффициент k_п, учитывающий со­став гармонических составляющих, расстояние между линиями, час­тотную зависимость величин, входящих в расчетные формулы, другие факторы. Таким образом, U_э = U_пс k_п.

Значения U_пс и I_пс могут быть вычислены по формулам:

где U_fi ; I_fi – эффективное значение i-й гармонической составляющей влия­ющего напряжения и тока соответственно;

p_fi – коэффициент акустического воздействия i-й гармоники на частоте f .