1. Основные сведения об электромагнитной совместимости электрифицированных железных дорог и смежных линий связи

Электрифицированные железные дороги оказывают на линии связи влияния, которые по природе их воздействия являются электромагнитными влияниями.

При исследовании влияний принято рассматривать воздействие сложного электромагнитного поля тяговой сети отдельно для электрической и магнитной его составляющих, а также гальванические влияния.

Электрические влияния, обусловленные электрической составляющей электромагнитного поля, возникают за счет существования емкостных связей между отдельными элементами и линиями (влияющей линией — тяговой сетью; линией, подверженной влиянию — линией связи);

Магнитные влияния, обусловленные магнитной составляющей электромагнитного поля, возникают за счет существования взаимных индуктивных связей между отдельными элементами и линиями;

Гальванические влияния обусловлены токами и напряжениями во влияющей цепи через гальваническую связь со смежной, подверженной влиянию, цепью. Магнитные влияния возникают при прохождении по тяговой сети либо переменной составляющей тока, которая вызывается пульсирующим напряжением статических преобразователей тяговых подстанций и пульсирующим током импульсных преобразователей подвижного состава электрифицированной железной дороги постоянного тока, либо переменным током тяговой сети дороги переменного тока. Магнитному влиянию подвержены как воздушные, так и кабельные линии связи. Гальванические влияния возникают при протекании в земле тяговых токов. Гальваническому влиянию подвержены цепи, использующие в качестве обратного провода землю.

При расчете влияний от системы постоянного тока следует учитывать только магнитные влияния, от системы переменного тока — электрические и магнитные влияния.

По степени и характеру воздействия на устройства связи влияния могут быть опасными и мешающими.

По определению /1/ влияние называется опасным, если напряжения и токи создают опасность для здоровья обслуживающего персонала и абонентов, пользующихся связью, или могут повредить аппараты и приборы, включенные в эти цепи, привести к ложным срабатываниям систем безопасности, работающих от соответствующих каналов связи, с угрозой для жизни людей.

Влияние называется мешающим, когда в телефонных цепях появляются напряжения, нарушающие нормальное действие связи, а в телеграфных цепях возникают токи, приводящие к искажению передачи.

Напряжения и токи, возникающие в линии связи от посторонних источников, в отличие от полезных напряжений и токов, несущих информацию, называют помехами. На воздушные и кабельные линии связи оказывают воздействие тяговые сети электрифицированных железных дорог как переменного, так и постоянного тока.

За допустимые величины опасных напряжений и токов условно принимают те наибольшие значения этих величин, при которых на линиях и аппаратуре связи не применяют каких-либо специальных мер защиты. При установлении допустимых величин опасных напряжений и токов принимаются во внимание время и условия их воздействия на аппаратуру, а также конструктивные особенности линии связи.

Кратковременные опасные напряжения и токи могут возникнуть в цепях связи, имеющих сближение с тяговой сетью железных дорог переменного тока, при коротких замыканиях в тяговой сети. Время действия опасных напряжений, индуцированных в линии связи при их сближении с тяговой сетью, находятся в пределах от 0,15 до 1,5 секунды.

Длительные опасные напряжения и токи могут возникать при сближении линии связи с тяговой сетью дорог переменного тока при вынужденных режимах работы системы электроснабжения. Вынужденным режимом называется режим, когда одна из тяговых подстанций выключается из работы, и всю нагрузку делят оставшиеся в работе смежные подстанции. Такой режим может длиться до двух часов. Эксперименты показывают, что эффект воздействия посторонних напряжений на организм человека и изоляцию аппаратуры в значительной степени зависит от длительности действия, поэтому и допустимые значения напряжений в перечисленных условиях очевидно будут различной величины в зависимости от времени действия: чем короче промежуток времени воздействия электрического напряжения на организм человека или изоляцию аппаратуры и линий, тем больше величина напряжения может быть допущена на проводах связи.

Допустимые посторонние ЭДС, напряжения и токи частотой 50 Гц определяются тремя критериями: опасностью для обслуживающего персонала, для линий и включенной в них аппаратуры и возможностью возникновения помех в каналах связи. Определяемые каждым из этих критериев величины допустимых ЭДС напряжений и токов совершенно различны. Кроме того, в разных странах существуют различные методы определения указанных величин на основе одного и того же критерия. Подавляющее большинство стран с очень небольшими изменениями придерживаются норм допустимых ЭДС, установленных Директивами по защите линий связи от вредных воздействий электрических линий, выпускаемыми Международным комитетом по телефонии и телеграфии (МКТТ). Согласно указанным директивам длительно индуцируемая ЭДС на длине гальванически неразделённого участка цепи воздушной линии не должна превышать 60 В (гальванически неразделенным участком называют участок цепи, не содержащий усилителей, трансформаторов и других элементов, препятствующих прямому прохождению тока в проводах).

Строго обоснованных норм допустимых токов и напряжений в зависимости от характера и времени их действия на организм человека с учетом различных условий, в которых может находиться человек на линии связи или на оконечных и промежуточных станциях устройств связи, не установлено. В указанных Директивах МКТТ приводится в качестве допустимой нормы переменного тока, проходящего кратковременно (0,5—1,5 с) через тело человека, величина 15 мА. Специальные меры по защите персонала и абонентов применяются в случаях, если при заземлении провода на противоположном конце в линии относительно земли возникают напряжения, превышающие приведенных в табл. 1.

Таблица 1