12.3 Защита оптических кабелей связи с металлическими элементами от опасных влияний линий электропередачи (лэп)

При коротком замыкании на линиях электропередачи, имеющих сближение и пересечение с волоконно-оптическим кабелем, на металлической оболочке индуктируются продольные ЭДС, которые могут привести к перерыву связи в случае пробоя внешней полиэтиленовой оболочки. Пробой может сопровождаться повреждением или недопустимым изменением свойств оптического волокна.

Максимальная допустимая величина индуктируемой ЭДС определяется наименьшим по величине испытательным напряжением для изоляции металлических оболочек по отношению к земле, установленным техническими условиями на кабели (с применением мероприятий по технике безопасности).

Испытательное напряжение между металлической оболочкой и землей равно 10 кВ по переменному току и 20 кВ - по постоянному.

Индуктируемая ЭДС нормируется на длине гальванически неразделенного участка металлического покрова кабеля, т.е. участка на длине которого металлический покров не прерывается и не содержит каких-либо элементов, препятствующих прохождению электрического тока вдоль металлического покрова.

Допустимая величина индуктируемой продольной ЭДС, при которой не требуется применение мероприятий по технике безопасности, составляет: Таблица 12.3 - Допустимая величина индуктируемой продольной ЭДС

Волоконно-оптические кабели подвержены магнитному и гальваническому влиянию ЛЭП с заземленной нейтралью при коротком замыкании провода на землю. В этой связи с допустимыми величинами необходимо сравнивать расчетные величины индуктируемых продольных ЭДС при совместном (магнитном и гальваническом) влиянии ЛЭП в режиме короткого замыкания.

Расчет ЭДС, индуктируемых на металлических покровах волоконно-оптического кабеля при магнитном влиянии ЛЭП, не отличается от расчета ЭДС, индуктируемых на оболочках металлического кабеля и выполняется в соответствии с «Правилами защиты устройств подводной связи железнодорожной сигнализации и телемеханизации от опасного и мешающего влияний линий электропередачи», ч.1, 1969 г.

Расчет гальванического влияния сводится к определению потенциалов точек земли, примыкающих к полиэтиленовой оболочке (а через нее приложенных к внешнему металлическому покрову ВОК), которые создаются влияющим током, поступающим в землю через заземляющее устройство подстанции ЛЭП при коротком замыкании фазы на землю.

Величина потенциала Uг точки М земли, создаваемого влияющим током, поступающим в землю через заземляющее устройство подстанции ЛЭП, в общем виде определяется по формуле:

В (12.1)

где Uгм - потенциал точки М без учета защитного действия соседних подземных металлических сооружений;

Uг - коэффициент защитного действия соседних подземных металлических сооружений от гальванического влияния (приложение 4).

При этом учитываются имеющиеся подземные металлические сооружения, которые имеют непосредственный контакт с землей: тросы (например, ПС-70), кабели с наружным джутовым покрытием или голые освинцованные и т.п.

Суммарное напряжение на металлических покровах ВОК, подверженного совместному магнитному и гальваническому влиянию ЛЭП.

Uрез = Uгм + Uг , В, (12.2)

где Uм - напряжение, индуктируемое в результате магнитного влияния на металлической оболочке кабеля (совпадающие по величине с продольной ЭДС) в точке кабеля, расположенной против точки М земли, для которой определяется потенциал в результате гальванического влияния, В;

Uгм - величина потенциала точки М земли, примыкающей к точке на металлическом покрове кабеля, для которой определяется магнитное влияние.

К мерам защиты, которые могут быть применены как на ОК первого типа, так и на ОК второго типа относятся:

• прокладка кабеля на таком расстоянии от ЛЭП, при котором индуктируемые в ОК напряжения и продольные ЭДС не превышают допустимых значений;

• прокладка заземленных хорошо проводящих тросов;

• применение кабелей с повышенной электрической прочностью наружного полиэтиленового шланга; требования к электрической прочности наружного шланга могут быть определены в процессе проектирования, ОК с повышенной электрической прочностью могут быть изготовлены по специальному заказу;

• включение разрядников между металлическими покровами и землей по концам участка сближения для защиты от кратковременного влияния ЛЭП в аварийном режиме.

На кабелях первого типа помимо указанных выше в качестве меры защиты может применяться разделение покровов по длине.

Разделение металлических покровов по длине с помощью разделительных защитных устройств (РЗУ) позволяет уменьшить индуктируемую в них ЭДС, а следовательно, и напряжение, пропорционально уменьшению расстояния между смежными пунктами включения РЗУ.

Если n - количество равномерно включенных РЗУ на длине подверженного влиянию ГНУ, то коэффициент защитного действия этих устройств

(12.3)

В качестве разделительного устройства рекомендуется включать контрольно-измерительный пункт второго типа (КИП-2), на клеммный щиток которого выводятся металлические покровы смежных разделительных участков и остаются на изоляции.

Места установки КИП-2 определяются необходимостью защиты ОК от магнитного влияния. Заземляющее устройство у КИП не оборудуется. При необходимости измерения сопротивления изоляции наружного шланга используется переносной заземлитель - штырь.

Выводы металлических покровов ОК до зажимов на щитке КИП должны осуществляться изолированными проводами, испытательное напряжение которых должно быть не ниже испытательного напряжения

изоляции наружного полиэтиленового шланга. Если таких проводов нет, то можно использовать провода с любой изоляцией, заключив их в полиэтиленовые трубки.

При монтаже разделительных муфт и выводов от металлических покровов необходимо следить за сохранностью изоляции как на муфтах, так и на проводах внутри столбика КИП.

При оборудовании КИП следует учитывать «Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи» (министерство связи РФ-АООТ«ССКТБ-ТОМАСС», М., 1995г.).

Разделение металлических покровов на кабелях первого типа должно быть выполнено таким образом, чтобы индуктируемое напряжение на каждом отдельном участке не превышало величин, приведенных в таблице 40.3, а если это технически или экономически не выгодно, то не более 1000 В.

Величина 1000 В определяется требованиями техники безопасности. При более высоких напряжениях эти требования значительно усложняются.

Чтобы не ухудшать защиту от ударов молнии за счет включения РЭУ, на участках их установки следует дополнительно применять тросовую защиту в виде прокладки одного троса. Если по условиям защиты от ударов молнии прокладка троса требуется независимо от включения РЭУ, от следует проложить второй трос (больше двух тросов не прокладывать).

На кабелях второго типа помимо указанных выше необходимо в качестве меры защиты обеспечить защитное действие металлических покровов путем оборудования заземлений. На участках повышенной грозоопасности следует пользоваться другими средствами защиты от влияния ЛВН или усиливать грозозащиту тросами. На участках с низкой грозоопасностью (удельное сопротивление земли меньше 100 Ом*м, колическтво грозовых часов менее 10 в год) усиление грозозащиты не требуется.

При пересечении кабеля с ЛЭП расстояние от него до ближайшего электрода, заземляющего контура опоры ЛЭП должно быть не менее величин, приведенных в таблице 12.4.

Таблица 12.4 - Минимально допустимые расстояния между ОК и ближайшим электродом заземляющего контура опоры ЛЭП (или железобетонной и металлической опорой)

Указанные в таблице 12.1 расстояния относятся к ненаселенной местности.

В населенной местности при напряжении ЛЭП до 35 кВ расстояние до ближайшего электрода заземляющего контура опоры (или до железобетонной или металлической опоры) должно быть не менее 3 м, а до незаземленной деревянной опоры (или деревянной опоры с железобетонными вставками) - не менее 2 м.

При прохождении ОК около опоры ЛЭП с напряжением 110 кВ и выше на расстояниях, меньших указанных в таблице 40.4 для защиты от токов короткого замыкания ЛЭП необходимо покрыть ОК швеллером или уголковой сталью. Металлические покровы ОК со швеллером или стальным уголком не соединять.

Вместо швеллера или уголка можно прокладывать кабель в полиэтиленовой трубе закрытой с обеих сторон от попадания земли. Можно также использовать два троса ПС-70, прокладываемые симметрично на расстоянии не более 0,5 м от кабеля. Тросы должны быть продлены с обеих сторон пересечения под углом 45° к трассе кабеля в сторону опоры ЛЭП и заземлены на сопротивления 20 ... 30 Ом. Соотношения между длиной отвода I и сопротивлением R заземления приведены в таблице 12.5

Таблица 12.5 - Длина отвода и пересечения заземлителей тросов на пересечении с ЛЭП> 110кВ.