11.2.5. Экранирующие тросы

Радикальным средством защиты кабелей связи от воздействия высоковольтных линий (ЛЭП, эл. ж. д.), грозы и PC является применение экранирующих оболочек. Они полностью локализуют электростатическое влияние и существенно снижают магнитное влияние (см. 10.1.2).

Наряду с экранирующими оболочками защитное действие оказывают также тросы, подвешиваемые на линиях (влияющих и подверженных влиянию), и рельсовые пути эл ж. д.

Принцип экранирующего действия троса и рельса виден из рис. 11.24. При прохождении по ВВЛ тока в тросе и в ЛС индуцируются соответственно токи и. .

В свою очередь, ток наводит в линии связи ток, который находится в противофазе с током и уменьшает его: .

Таким образом, влияние при наличии троса () меньше, чем без троса (). Эффективность использования троса тем выше, чем меньше его сопротивление и лучше он заземлен.

Экранирующее действие троса имеет порядок 0,5...0,6, а рельсов — 0,4...0,5.Суммарное экранирующее действие кабельной оболочки S_o, троса S_T и рельсов S_p опреде­ляется в виде S = S_O S_T S_P

11.2.6. Редукционные и отсасывающие трансформаторы

Редукционные трансформаторы (РТ) являются эффективным средством защиты от влияния высоковольтных линий (ЛЭП и эл. ж. д.). Первичная I и вторичная II обмотки РТ имеют одинаковое число витков и намотаны на замкнутый железный сердечник. Первичная обмотка включается в разрез металлического покрова (оболочку, броню, экран) защищаемого кабеля 1—1, а вторичная — в разрез жил кабеля 2—2 (рис. 10.25). Первичная обмотка РТ обычно выполняется из медного изолированного проводника, поперечное сечение которого не меньше общего эквивалентного поперечного сечения металлического покрова кабеля. Вторичная обмотка представляет собой пучок изолированных друг от друга жил, по конструкции одинаковых с жилами защищаемого кабеля.

Принцип действия РТ ясен из рис. 11.25. Ток высоковольтной линии индуцирует ЭДС и токи в жилах кабеля () и оболочке (). Ток в оболочкев свою очередь через редукционный трансформатор наводит в жилах кабеля дополнительный ток, противоположно направленный по отношению к токам влияния в жилах кабеля.

Рис. 11.25. Редукционный трансформатор.

Рис. 11.26. Принцип действия редукционного трансформатора: 1 — ВВЛ; 2 — кабель.

Таким образом, за счет РТ ток помех в кабеле снижается на величину тока трансформации: .

Экранирующий эффект (S) РТ зависит от их числа: при од­ном РТ S = 0,3; при двух — 0,2; при трех — 0,15. Без РТ величи­на S составляет 0,8 ... 0,9. Отсюда следует, что наличие одного РТ дает снижение помех в 3 раза, а при трех РТ помехи снижаются в 6 раз. Дальнейшее увеличение числа РТ не дает су­щественной выгоды.

Экранирующий эффект РТ может быть определен по формуле

, (10.21)

где— экранирующее действие кабельной оболочки (0,8... 0,9);п — число РТ; — сопротивление первичной обмотки РТ, Ом; — сопротивление кабельной оболочки, Ом;I — длина линии, км.

Конструктивно РТ выполнен в виде металлического герметичного ящика и устанавливается в земле на глубине прокладки кабеля. Масса РТ 100 ... 500 кг.

Отсасывающие трансформаторы (ОТ) используются для уменьшения магнитного влияния контактной сети эл. ж. д. переменного тока. Первичная обмотка трансформаторной подстанции (ТП) включается последовательно в контактный провод, вторичная обмотка — либо в отдельный, обратный провод, подвешиваемый на опорах контактной сети, либо последовательно в рельсы (рис. 11.27). Ток контактной сети, протекая по первичной обмотке индуцирует во вторичной обмотке почти противоположно направленный ток.

Рис. 11.27. Схема включения отсасывающего трансформатора с обратным проводом (а) и без него (б); включение сглаживающих устройств (в): 1 — обратный провод; 2 — контактный провод; 3 — рельсы.

Благодаря этому ток, возникающий в обратном проводе, индуцирует в подверженных влиянию цепях связи токи противоположного знака, и тем самым результирующее влияние снижается. При включении вторичной обмотки в рельсы ток значительно возрастает, что приводит к увеличению защитного действия рельсов.

Для сглаживания пульсации напряжения на эл. ж. д. постоянного тока используются реакторы с резонансными контурами, которые включаются на подстанциях по схеме, показанной на рис. 11.27, в. Реактор состоит из соединенных последовательно витков медного провода, укрепленных в бетонных стойках. Активное сопротивление реактора во избежание больших потерь электрической энергии должно быть как можно меньше, индуктивное — больше. Резонансные контуры настраиваются в резонанс на соответствующие гармоники пульсирующего напряжения и замыкают накоротко цепи прохождения токов этих гармоник.