Правила строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей. Часть IV. Защита установок проводной связи и устройств радиотрансляционных сетей от опасных напряжений и токов, возникающих на воздушных линиях связи и радиофикации
(утв. ГНТУ Минсвязи СССР 08.05.1985)
Утверждено ГНТУ Минсвязи СССР 8 мая 1985 года
ПРАВИЛА СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕМОНТА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ
ЗАЩИТА УСТАНОВОК ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ И УСТРОЙСТВ РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ ОТ ОПАСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ СВЯЗИ И РАДИОФИКАЦИИ
Излагаются основные меры защиты устройств проводной связи и радиотрансляционных сетей от опасного влияния различных источников, сетей переменного и постоянного токов и грозовых разрядов. Приведены величины допустимых опасных и мешающих напряжений и токов в цепях связи.
Для инженерно-технического состава.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В целях унификации строительства и ремонта линейных сооружений разработаны единые «Правила строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей». Правила состоят из четырех частей:
Часть I - Строительство и ремонт воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей.
Часть II - Устройство мачтовых переходов.
Часть III — Строительство и ремонт стоечных и подземных линий и оборудование домов распределительной радиотрансляционной внутрирайонной связью.
Часть IV — Защита установок проводной связи и устройств радиотрансляционных сетей от опасных напряжений и токов, возникающих на воздушных линиях связи и радиофикации.
В связи с изданием пересмотренных ГОСТ 464-79 «Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления» и ГОСТ 5238-81 «Установки проводной связи. Схемы защиты от опасных напряжений и токов, возникающих на линиях» появилась необходимость переработки IV части Правил.
При переработке учтены замечания и предложения, поступившие от министерств союзных республик и предприятий связи.
В данном издании IV части Правил впервые освещен вопрос влияния воздушных линий электропередачи сверхвысокого напряжения (500, 750 кВ) на проводные линии связи (ЛС) и радиотрансляционные сети (РС). Изложены основные мероприятия по защите устройств проводной связи и радиотрансляционных сетей от опасного влияния различных источников (воздушные линии электропередачи (ВЛ), контактные сети электрифицированных железных дорог (ЭЖД) переменного и постоянного токов и грозовых разрядов).
Настоящими Правилами не предусматривается защита установок проводной связи и радиотрансляционных сетей от влияния ВЛ напряжением до 220 В. Безопасность обслуживающего персонала на участках сближения и пересечения с этими линиями обеспечивается соблюдением организационно-технических мероприятий, предусмотренных Правилами техники безопасности при работах на воздушных линиях связи и радиофикации (М.: Связь, 1975).
Данная IV часть Правил предназначена для проектных, строительных и эксплуатационных организаций Министерства связи СССР.
В процессе строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей должны выполняться все необходимые меры по технике безопасности, предусмотренные действующими правилами и руководствами.
Настоящая IV часть составлена сотрудниками ЦНИИС: Ершовой Н.Д. и вед. инженером КОНИИС Федорченко В.Ф. (§ 4.4 и гл. 8) под общим руководством Разумова Л.Д.
Текст второй редакции рассмотрен на согласительном совещании с участием представителей от ГУМТС, ГУТС, ГКРУ, ГСС и ЦНИЛОТ Министерства связи СССР.
1. ОПАСНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПРОВОДАХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ
1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ЗАЩИТЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ ОТ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
1.1.1. Опасным называется такое влияние на линейные сооружения связи и радиотрансляционные сети (РС), при котором на проводах или в подключенной аппаратуре возникают недопустимо высокие напряжения и токи, могущие нанести ущерб здоровью обслуживающего персонала и лиц, пользующихся связью или являющихся абонентами РС, а также вызвать повреждения или разрушения данного сооружения связи или РС.
1.1.2 Опасные напряжения на проводах воздушных линий связи (ЛС) и РС могут возникнуть от:
влияния трехфазных ВЛ и контактных сетей электрифицированных железных дорог переменного тока;
непосредственного касания проводов ЛС (РС) и проводов ВЛ или контактной сети трамваев, троллейбусов, ЭЖД.
1.1.3. Влияющей линией электропередачи с заземленной нейтралью называется ВЛ, в которой нейтрали трансформаторов или генераторов соединены с заземляющим устройством непосредственно или через аппараты, имеющие малые сопротивления.
1.1.4. Влияющей линией электропередачи с изолированной нейтралью называется ВЛ, в которой нейтрали трансформаторов (генераторов) не соединены с заземляющим устройством или присоединены к нему через аппараты, компенсирующие емкостный ток ВЛ, или же через аппараты с большим сопротивлением.
1.1.5. Зона, в которой напряженность электрического поля превышает 5 кВ/м (ГОСТ 12.1002-75), называется зоной повышенной опасности воздействия электрического поля на организм человека.
1.1.6. Зоной влияния называется зона, внутри которой на проводах ЛС и РС возникают напряжения и токи, превышающие допустимые. Границы зоны влияния определяются расчетом по Правилам защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияний линий электропередачи. Ч. I. — М.: Связь, 1969 и Ч. II. — М.: Связь, 1972.
1.1.7. Шириной сближения называется расстояние между ЛС (РС) и ВЛ, измеренное по прямой, перпендикулярной оси ВЛ. Параллельным участком сближения ЛС (РС) и ВЛ называется такое их взаимное расположение, при котором ширина сближения между ними остается постоянной или отличается по длине участка сближения от среднего значения не более чем на 10%.
1.1.8. Если ЛС (РС) и ВЛ проходят не параллельно, то ширина сближения внутри участка сближения будет равна средней геометрической величине наименьшего и наибольшего расстояния — эквивалентной ширине сближения, а сближение на участке называется косым.
1.1.9. Расчетной длиной участка косого сближения называется длина проекции ЛС (РС) на ось ВЛ в пределах этого участка.
1.1.10. Критическим расстоянием между ЛС (РС) и ВЛ называется наименьшая ширина параллельного сближения, при которой опасное влияние на ЛС (РС) находится в допустимых пределах и защитных мер по снижению этого влияния не требуется.
1.2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЖД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. НОРМЫ ДОПУСТИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ В ЦЕПЯХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РАДИОТРАНСЛЯЦИОННЫХ СЕТЕЙ ПРИ ОПАСНОМ ВЛИЯНИИ
1.2.1. Воздушные линии электропередачи и контактные сети ЭЖД оказывают электрическое и магнитное влияние, которое может создавать на проводах ЛС и РС посторонние опасные напряжения.
Индуцированные напряжения на проводах ЛС и РС достигают максимальных значений при аварийных режимах на ВЛ и контактных линиях ЭЖД переменного тока, т.е. во время замыкания проводов ВЛ с землей или контактного провода ЭЖД с рельсами. При опасном напряжении на проводах ЛС (РС) может быть повреждена включенная в линию аппаратура.
При прикосновении обслуживающего персонала или абонентов к проводам ЛС (РС), находящимся под индуцированным напряжением, через тело человека могут проходить токи, опасные для жизни или здоровья.
1.2.2. Степень опасности для жизни человека и для аппаратуры зависит от величин тока и напряжения, возникающих на линии, а также от длительности их действия.
1.2.3. При установлении допустимых величин опасных напряжений и токов принимаются во внимание продолжительность и условия их воздействия на людей и аппаратуру.
1.2.4. Кратковременные опасные напряжения и токи могут возникнуть в проводах ЛС (РС) на участках сближения с ВЛ при коротких замыканиях фазы на землю в трехфазных ВЛ с заземленной нейтралью, при коротких замыканиях контактной сети ЭЖД переменного и постоянного токов. Максимально возможное время действия опасных напряжений, индуцированных в ЛС (РС) при их сближении с ВЛ или контактной сетью ЭЖД, находится в пределах от 0,15 до 1,5 с, в зависимости от времени срабатывания отключающих автоматов на влияющей линии.
1.2.5. Длительно опасные напряжения и токи могут возникать при сближении ЛС (РС) с контактной сетью ЭЖД переменного тока, а также с трехфазными воздушными линиями электропередачи с изолированной нейтралью при коротком замыкании на землю одной из фаз.
1.2.6. Допустимые индуцированные ЭДС, напряжения и токи частотой 50 Гц в проводах ЛС (РС) определяются следующими критериями:
опасностью для обслуживающего персонала и лиц, пользующихся связью;
опасностью для линии и включенной в нее аппаратуры;
возможностями повреждений аппаратуры через цепь дистанционного питания (ДП) и возникновения помех в каналах связи из-за протекающего индуцированного тока через цепь ДП.
1.2.7. Согласно Правилам защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияний линий электропередачи (М.: Связь. — Ч. 1. — 1969) на проводах воздушных ЛС (РС), имеющих сближение с ВЛ с заземленной нейтралью или с контактной сетью ЭЖД переменного тока во время аварийного режима ВЛ или одностороннего режима питания (вынужденного) ЭЖД, допускаются наведенные продольные ЭДС, величины которых даны в табл. 1.1.
| Тип опоры | Норма допустимой ЭДС | |||||
| Длительно, ч | Кратковременно, с | |||||
| Менее 2 | Более 2 | 0,15 | 0,3 | 0,6 | 1,2 | |
| Деревянная, в том числе с железобетонными приставками | 120 | 60 | 2000 | 1500 | 1000 | 750 |
| Железобетонная или металлическая (в том числе стойки на крышах зданий) | 70 | 42 | 320 | 240 | 160 | 120 |
| Примечания. 1. Величина длительно допустимой ЭДС 42 В определена на основании ГОСТ 12.2.007.0-75 «Изделия электротехнические. Общие требования безопасности». | ||||||
| 2. Указанные в таблице величины допустимых продольных ЭДС должны быть уменьшены до значений, равных испытательному напряжению изоляции вводного оборудования аппаратуры, за вычетом напряжения дистанционного питания по отношению к земле, если эти значения окажутся меньше величин, приведенных в таблице, и отсутствуют устройства защиты вводного оборудования. | ||||||
1.2.8. Допустимые напряжения на проводах воздушных ЛС (РС) по отношению к земле и допустимые разрядные токи через тело человека при опасном влиянии ВЛ с изолированной нейтралью:
Тип опоры Допустимое Допустимый напряжение разрядный ток по отношению через тело к земле, В человека, мА
Деревянная и железобетонная, в том числе на крышах зданий . . . . . . . . . 200 10
Примечания. 1. Разрядный ток через тело человека до 10 мА, действующий в течение нескольких десятков секунд, вызывает в организме человека болезненные ощущения, при которых, однако, человек способен без посторонней помощи свободно оторвать руку от провода. При этом остающихся болезненных последствий не наблюдается.
Работать на линии, на которой разрядный ток от влияния ВЛ с изолированной нейтралью во время замыкания фазы на землю достигает 10 мА, можно только при соединении обоих проводов цепи с заземляющим устройством, сопротивление растеканию тока которого не более 30 Ом. Заземление проводов осуществляется через дренажные катушки при помощи заземляющих штанг. В этом случае не возникает перерыва в работе связи. Заземление проводов выполняется в следующей последовательности:
средняя точка дренажной катушки соединяется с заземлителем проводником сечением не менее 2,5 мм2;
проводники от заземляющей штанги или от линейных заземляемых проводов присоединяются к зажимам дренажной катушки;
после заземления проводов цепи отсутствие опасного напряжения на ЛС (РС) проверяется при помощи вольтметра.
Заземлять один провод цепи, оставив незаземленным другой, запрещается.
2. Предельно допустимая величина индуцированного напряжения 200 В по отношению к земле устанавливается такой, чтобы предотвратить срабатывание устанавливаемых на линии разрядников (Р-35 или Р-350), что позволяет передавать информацию по цепи.
1.2.9 Длительно допустимые продольные ЭДС в проводах РС, обусловленные обеспечением нормальной работы оборудования:
Линия РС Допустимая норма продольной ЭДС, В
Магистральный высоковольтный фидер между аппаратурой СВК-СГП . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Магистральный высоковольтный фидер между аппаратурой СВКЗ-СТПЗ . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Магистральный высоковольтный фидер между аппаратурой АВКТ-ТПО . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Магистральный высоковольтный фидер с аппаратурой АВК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Распределительный фидер между аппаратурой СТР-КРФ . . 12
Распределительный фидер с АЗФ при условии обязательного соблюдения правил техники безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
1.2.10. Все приведенные нормы опасных ЭДС относятся к суммарному магнитному и гальваническому влияниям.
1.2.11. Наибольшее магнитное влияние оказывают ВЛ с заземленной нейтралью при коротком замыкании фазы на землю, наибольшее электрическое влияние оказывают ВЛ с изолированной нейтралью при коротком замыкании фазы на землю. Наибольшие магнитное и гальваническое влияния оказывает контактная сеть ЭЖД переменного тока при вынужденном режиме питания, когда включается одна тяговая подстанция и всю нагрузку тягового участка длиной 50 — 60 км принимает на себя подстанция, смежная с выключенной. Поэтому меры по защите ЛС (РС) должны выбираться исходя из перечисленных режимов работы ВЛ и ЭЖД.
Контактная сеть ЭЖД постоянного тока оказывает на воздушные линии связи опасное гальваническое влияние при нормальном режиме работы тяговой сети, а также кратковременное опасное магнитное влияние на коротком замыкании контактного провода на землю.
1.2.12. В настоящее время постепенно вводится автотрансформаторная система питания ЭЖД переменного тока частотой 50 Гц с напряжением 2 x 25 кВ (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Схема трехпроводной тяговой сети с автотрансформаторами: \text{ТП}_{1} , \text{ТП}_{2} — тяговые подстанции; \text{АТ}_{1} — автотрансформаторы
В нормальном режиме работы тяговая сеть 2 x 25 кВ оказывает меньшее влияние на соседние линии связи, чем тяговая сеть ЭЖД переменного тока 1 x 25 кВ, но оно также зависит от условий сближения режима движения электропоездов, удельного сопротивления земли и других факторов.
1.3. ВЛИЯНИЕ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ
1.3.1. Во время грозовых разрядов на проводах воздушных линий возникают перенапряжения, которые при отсутствии надежной защиты могут вызвать повреждения аппаратуры и кабелей, включенных в эти ЛС. На проводах воздушных линий перенапряжения возникают как при прямых ударах молнии в них, так и при ударах молнии вблизи воздушных линий (индуцированные напряжения). Перенапряжения также опасны для жизни обслуживающего персонала или абонента.
1.3.2. При прямых ударах молнии в воздушные линии в месте удара возникают напряжения порядка нескольких миллионов вольт. При этом возможны разрушение опор и расплавление проводов в месте разряда молнии.
В среднем на 100 км ЛС (РС), проходящей по открытой местности, при 20 — 25 грозовых днях в году можно ожидать до 8 — 10 прямых ударов молнии непосредственно в ЛС (РС). Наблюдениями установлено, что молния ударяет преимущественно в одни и те же участки ЛС (РС).
Исследования, проведенные ЦНИИС по выяснению причин грозоизбирательности, показали, что места, подверженные частым ударам молнии, обладают некоторой повышенной электропроводностью воздуха, повышенной проводимостью земли или другими геофизическими особенностями.
1.3.3. Значительно чаще на ЛС (РС) наблюдаются индуцированные перенапряжения. В среднем на 100 км ЛС (РС) при 25 грозовых днях в году бывают сотни случаев возникновения индуцированных перенапряжений. Величина амплитуды напряжений:
Число случаев, % Напряжение, кВ 50 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 - 20 25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 и более
1.4. ОПАСНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ПРОВОДАХ ЛС (РС) ПРИ НЕПОСРЕДСТВЕННОМ КАСАНИИ С ПРОВОДАМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИЛОВОЙ СЕТИ
1.4.1. При соприкосновении проводов ЛС (РС) с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с проводами контактной сети трамвая, троллейбуса, ВЛ и ЭЖД в аппаратуре и проводах ЛС (СЛ) возникают опасные напряжения и токи.
1.4.2. При соприкосновении проводов ЛС (РС) с одним фазным проводом электрической сети напряжением 380/220 В в аппаратуре и линиях возникает напряжение 220 В, а при соприкосновении ЛС (РС) с двумя фазными проводами электрической сети напряжением 380 В в проводах ЛС (РС) появляются токи величиной в несколько ампер (в зависимости от сопротивления цепи, через которую замкнулась электрическая сеть).
1.4.3. При соприкосновении проводов ЛС (РС) с проводами контактной сети троллейбуса и трамвая в линии и аппаратуре появляется напряжение 500 — 600 В, а величина тока зависит от сопротивления цепи замыкания и может достигать 50 — 100 А.
1.4.4. При соприкосновении проводов ЛС (РС) с одним проводом ВЛ напряжением 6 — 10 кВ с изолированной нейтралью в аппаратуре и проводах ЛС (РС) возникает напряжение, равное фазному напряжению ВЛ (для ВЛ напряжением 6 кВ фазное напряжение равно 3,46 кВ, напряжением 10 кВ — 5,77 кВ). В разветвленной сети ВЛ величина емкостного тока при однофазном замыкании может достигать величин порядка 4 — 5 А.
1.4.5. При соприкосновений проводов ЛС (РС) с двумя проводами ВЛ и землей (при обрыве провода ВЛ и падении его на землю) в линии и аппаратуре появляется напряжение, равное линейному напряжению ВЛ. При этом возникает ток короткого замыкания, величина которого зависит от сопротивления цепи замыкания.
1.5. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ СВЕРХВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ (500, 750 кВ)
1.5.1. Помимо влияний ВЛ, рассмотренных в предыдущем разделе, ВЛ напряжением 500 и 750 кВ переменного тока создают в окружающем пространстве электрическое поле, которое может оказывать вредное воздействие на организм человека.
Допускаемая продолжительность пребывания персонала без средств защиты в электрическом поле различной напряженности согласно действующим Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок и Временным указаниям по защите персонала и сооружений связи и радиофикации на участках пересечения и сближения с линиями электропередачи 750 кВ, приведена ниже.
Напряженность электрического поля, Допустимая продолжительность кВ/м пребывания персонала в течение
суток в электрическом поле,
мин
5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Без ограничения
10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5.2. Зона повышенной опасности распространяется на полосу земли, ограниченную двумя параллельными линиями, отстоящими на расстоянии 20 м для ВЛ напряжением 500 кВ и на 30 м для ВЛ напряжением 750 кВ от проекции на землю крайних фазовых проводов.
1.5.3. При работах в зоне повышенной опасности должны быть приняты меры, исключающие возможность воздействия электрических разрядов на человека. Мероприятием, исключающим возможность воздействия электрических разрядов на человека с металлических частей машин и механизмов, нахождения в зоне повышенной опасности которого превышает время, указанное выше, является замена персонала или работа с применением средств защиты.
1.5.4. Пространство за пределами зоны повышенной опасности называется зоной влияния, и ее границы определяются расчетом в соответствии с Правилами защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи (М.: Связь — Ч. I. — 1969, Ч. II. — 1972).
1.6. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Постоянный ток сверхвысокого напряжения (400 — 1500 кВ) получается на электростанции путем преобразования трехфазного переменного тока промышленной частоты при помощи многофазных выпрямителей. Выпрямленный ток на выходе выпрямительного агрегата является пульсирующим, содержащим гармоники различных частот. Частоты гармоник тока в высоковольтной линии постоянного тока находятся в диапазоне от 0,3 до 150 кГц. Поскольку линии постоянного тока имеют рабочее напряжение между проводами от 400 кВ и выше, то гармоники напряжения в таких линиях имеют амплитуды в несколько тысяч вольт, а гармоники тока достигают нескольких десятков ампер (особенно в тональном диапазоне частот).
Гармоники от 10 кГц и выше оказывают мешающее влияние на каналы систем передачи соседних линий связи. Кроме того, линии сверхвысокого напряжения создают помехи в широком спектре частот из-за явлений «короны» и искрения в поврежденных изоляторах.
Для снижения влияющих напряжений и токов гармоник в диапазоне тональных частот на ВЛ постоянного тока включают высоковольтные реакторы и фильтры. Реакторы применяются преимущественно на кабельных линиях электропередачи, на ВЛ целесообразнее использовать сглаживающие фильтры.
Для подавления гармоник высокой частоты на преобразовательных подстанциях устанавливают специальные устройства, при оборудовании которых учитывают, что напряжения высокой частоты, генерируемые преобразователями и инверторами ВЛ постоянного тока, имеют уровень порядка 50 дБ.
2. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ВЛ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
2.1. МЕРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЙ ВЛ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЖД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
2.1.1. Для защиты от опасного магнитного и электрического влияний ВЛ и контактных сетей ЭЖД переменного тока:
относят ЛС (РС) от влияющей линии на расстояния, называемые критическими (см. п. 1.1.10), при которых наведенные опасные напряжения не превышают допустимых значений, приведенных в табл. 1.1;
включают между проводами ЛС (РС) и землей на участке сближения ЛС (РС) с ВЛ разрядники;
применяют на ЛС (РС) разделительные трансформаторы, дренажные катушки с заземленной средней точкой, запирающие и ограничивающие контуры (фильтры), коробки сопротивлений для снижения напряжений, обусловленных электрическим влиянием на цепи РС;
подвешивают на ВЛ заземленные тросы;
включают в контактные сети ЭЖД переменного тока отсасывающие трансформаторы;
частично или полностью на участке опасного сближения заменяют воздушные линии кабельными.
Выбор меры защиты в каждом конкретном случае определяется проектом защиты данной линии.
2.2. ОТНОС ЛС (РС) ОТ ВЛ И ЭЖД НА КРИТИЧЕСКИЕ РАССТОЯНИЯ
2.2.1. Относ ЛС (РС) на критические расстояния является наиболее эффективным мероприятием по защите аппаратуры и обслуживающего персонала от опасного влияния ВЛ контактных сетей ЭЖД.
2.2.2. Критические расстояния при выборе трасс ЛС (РС), строящихся вдоль ВЛ с заземленной нейтралью, определяются следующим образом:
а) по кривой зависимости тока короткого замыкания I ВЛ от расстояния вдоль линии электропередачи (этот график должен быть получен в организации, проектирующей или обслуживающей ВЛ), задаваясь различными токами x короткого замыкания, определяют максимум произведения I_{\text{КЗ}x}l_{x} , где I_{\text{КЗ}x} и l_{x} — ток короткого замыкания (КЗ) ВЛ и величина сближения ЛС (РС) с ВЛ, соответствующие точке x;
б) по номограмме, приведенной на рис. 2.1, исходя из величины допустимой индуцируемой ЭДС E (см. табл. 1.1) и значений I_{\text{КЗ}x} и l_{x} , соответствующих максимуму произведения I_{\text{КЗ}x}l_{x} , находят величину коэффициента взаимной индукции M;
в) по номограмме, приведенной на рис. 2.2, исходя из известного значения проводимости земли \gamma_{\text{з}} и коэффициента взаимной индукции M находят критическое расстояние a.
Рис. 2.1. Номограмма для определения коэффициента взаимной индукции
Рис. 2.2. Номограмма для определения критического расстояния между воздушной линией связи (РС) и воздушной линией электропередачи
2.2.3. Критические расстояния при выборе трассы линий связи или РС, строящихся вдоль ЭЖД переменного тока, определяются аналогично изложенному в п. 2.2.2, б), в) исходя из величины влияющего тока контактной сети при вынужденном режиме питания и величины сближения.
Пример. Между пунктами A и B (рис. 2.3) имеется трехфазная ВЛ с заземленной нейтралью и рабочим напряжением 220 кВ, питаемая с подстанции A (одностороннее питание). На участке сближения (между пунктами A и B) длиной 50 км необходимо построить воздушную линию связи. Требуется определить, на каком критическом расстоянии от ВЛ может быть построена воздушная ЛС, чтобы на проводах этой линии при коротком замыкании на ВЛ продольная ЭДС E не превышала 1 кВ, что соответствует времени отключения ВЛ 0,6 с. Удельная проводимость земли равна 50 мСм/м. Кривая тока короткого замыкания показана на рис. 2.3. Максимум произведения I_{\text{КЗ}x}l_{x} получается в конце участка сближения при I_{\text{КЗ}} = 3\text{кА} и l_{x} = 50\text{км} .
Рис. 2.3. К отделению критического расстояния между воздушной линией связи и ВЛ: ----- проектируемая воздушная линия связи
По номограмме рис. 2.1 находим коэффициент взаимной индукции, для чего проводим прямую линию через точки 1000 В и 50 км на шкалах E и l. Затем через точку пересечения этой прямой с линией I и точку 3000 на шкале I_{\text{КЗ}} проводим вторую прямую линию. Точка пересечения этой прямой со шкалой M дает значение коэффициента взаимной индукции M (в данном случае оно равно 20 мкГн/км). Затем по номограмме рис. 2.2 определяем критическое расстояние между воздушной линией связи и ВЛ. Для этого через точку 20 мкГн/км на шкале M и точку 50 на шкале \gamma_{\text{з}} проводим прямую линию. Точка пересечения этой прямой со шкалой a (1050 м) и является величиной критического расстояния.
Следовательно, вновь строящаяся линия связи на всей длине участка сближения в 50 км не должна располагаться ближе 1050 м от длины ВЛ с заземленной нейтралью, и тогда допустимое напряжение будет не больше 1 кВ.
2.2.4. При выборе трассы ЛС (РС) расстояние между ЛС или РС и ВЛ с заземленной нейтралью напряжения от 110 кВ и выше должно быть не меньше критических значений, приведенных в табл. 2.1.
Эти расстояния подсчитаны для наиболее часто встречающихся на практике значений токов короткого замыкания при частоте 50 Гц, изменяющихся от 10 кА в начале и до 3 кА в конце участка сближения длиной 50 км, и для характерных значений удельной проводимости земли без учета возможного наличия на участке сближения заземленных проводов (тросов, рельсов и т.д.).
Зная допустимую индуцируемую продольную ЭДС на проводах ЛС с деревянными опорами (750 — 2000 В) или на ЛС с железобетонными опорами и на стоечных линиях (120 — 320 В) (см. табл. 1.1), по табл. 2.1 определяется критическое расстояние для определенной длины участка сближения.
2.2.5. В табл. 2.2 приведены значения критических расстояний между ЛС (РС) и ЭЖД переменного тока для вынужденного режима работы тяговой сети при результирующем нагрузочном токе 500 А для однопутного участка и 800 А — для двухпутного.
2.2.6. При сближении ЛС (РС) с ВЛ с изолированной нейтралью критические расстояния определяются исходя из аварийного режима ВЛ (при заземлении одной фазы этой линии), когда возникает полностью неуравновешенное электрическое поле.
Критические расстояния между ВЛ с изолированной нейтралью и проводами ЛС (РС) определяются по указанным на стр. 6 нормам для напряжений и разрядных токов.
2.2.7. Величина среднего потенциала, В, возникающего на изолированном от земли проводе воздушной ЛС (РС) вследствие электрического влияния линии высокого напряжения при параллельной трассе сближения
U_{\text{Аэ}} = k_{1}U_{\text{л}} \frac{\overline{b}c}{a^{2} + b^{2} + c^{2}} s_{\text{э}}pq \frac{l_{\text{с}}}{l_{\text{г}.\text{н}}} , (2.1)
где U_{\text{л}} — линейное напряжение трехфазной ВЛ или напряжение контактной сети ЭЖД переменного тока, В;
k_{1} — коэффициент, учитывающий число и взаимное расположение влияющих проводов:
Тип влияющих высоковольтных линий Коэффициенты, учитывающие: взаимное характер расположение влияющей проводов k линии k 1 2
Трехфазная ВЛ с изолированной нейтралью при заземлении одного из фазовых проводов . . 0,25 1,45
Трехфазная ВЛ системы «два провода — земля» . . . . . . . . . . . . 0,32 1,85
Однофазная двухпроводная ВЛ при заземлении одного из проводов . . . . . . . . . . . . . 0,2 1,15
Однопутная ЭЖД с контактной сетью переменного тока без дополнительных влияющих проводов . . . . . . . . . . . . . . 0,4 2,3
То же, с одним дополнительным влияющим проводом . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5 3,0
То же, с двумя дополнительными влияющими проводами . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,6 3,7
Двухпутная ЭЖД с контактной сетью переменного тока без дополнительных проводов . . . . . . 0,6 3,6
То же, с одним дополнительным влияющим проводом . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,7 4,3
То же, с двумя дополнительными влияющими проводами . . . . . . . . . . . . . 0,8 4,7
b — средняя высота подвеса проводов влияющей линии;
c — средняя высота подвеса проводов ЛС (РС), м;
a — ширина сближения ЛС (РС) с ВЛ при параллельном сближении, м;
s_{\text{э}} — коэффициент экранирования соседних проводов ЛС, подвешенных на одних опорах (под заземленными следует понимать все провода, соединенные с землей через сопротивления при частоте 50 Гц не более 3 КОм), табл. 2.3;
l_{\text{г}.\text{н}} — длина гальванически неразделенного участка ЛС (гальванически неразделенным участком называют участок цепи, не содержащий усилителей, трансформаторов и других элементов, препятствующих прямому прохождению тока в проводах), км;
l_{\text{с}} — длина участка сближения в пределах гальванически неразделенного участка, км;
q = 0,7 — коэффициент экранирования сплошного ряда деревьев между ВЛ и ЛС при электрическом влиянии;
p = 0,7 — коэффициент экранирования заземленных проводов и тросов, подвешенных между влияющей линией и линией связи на отдельной линии или опорах ВЛ.
| Число заземленных проводов | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Среднее значение коэффициента экранирования sэ | 0,72 | 0,56 | 0,46 | 0,39 | 0,34 | 0,3 | 0,26 | 0,24 | 0,22 | 0,2 |
Зная допустимое индуктированное напряжение (равное 200 В), по формуле (2.1) можно определить критическое расстояние, м, между влияющей и подверженной влиянию линиями (при b = 8 м, c = 6 м и l_{0} = l_{\text{А}} ), a_{\text{кр}} = \sqrt{0,12k_{1}U_{\text{л}}s_{\text{э}} - 100} .
В табл. 2.4 приведены значений критических расстояний между трехфазной ВЛ с изолированной нейтралью при заземлении одного из фазовых проводов и линией связи, определенные исходя из допустимого напряжения 220 В.
| Uл, В | aкр, м | ||
| Без заземленных соседних проводов | Один заземленный провод sэ = 0,72 | Два заземленных соседних провода sэ = 0,56 | |
| 6600 | 10 | 6,5 | 3,5 |
| 10000 | 14 | 11 | 8 |
| 25000 | 25 | 21 | 18 |
| 35000 | 31 | 27 | 22 |
2.2.8. Опасность электрического влияния линий высокого напряжения характеризуется также разрядным током, проходящим через тело человека, прикоснувшегося к проводу линии связи.
Величина разрядного тока, мА, с провода, подверженного влиянию электрического поля ВЛ при параллельной трассе сближения
I_{\text{Аэ}} = k_{2}U_{\text{л}} \frac{bc}{a^{2} + b^{2} + c^{2}} \frac{l_{0}m_{1}}{2 + m + m_{1}} pq \cdot 10^{- 3} , (2.2)
где k_{2} — числовой коэффициент, учитывающий характер влияющей линии (см. стр. 15);
m_{1} — число изолированных проводов цепи, к которой прикасается человек ( m_{1} = 1,2,4 , если человек касается проводов однопроводной, двухпроводной и фантомной цепей соответственно);
m — число заземленных соседних проводов на данной линии связи.
Критические расстояния a_{\text{кр}} , м, между ЛС и ВЛ с различным линейным напряжением исходя из допустимого разрядного тока I_{\text{доп}} (b = 8 м, c = 6 м) определяются по формуле:
a_{\text{кр}} = \sqrt{\frac{48k_{2}U_{\text{л}}}{I_{\text{доп}}} \frac{l_{0}m_{1}}{2 + m + m_{1}} pq \cdot 10^{- 3} - 100} .
В табл. 2.5 приведены значения критических расстояний между трехфазной ВЛ с изолированной нейтралью с одним заземленным фазным проводом и линией связи с учетом безопасного для человека тока (10 мА).
2.3. ЗАЩИТА РАЗРЯДНИКАМИ
2.3.1. Для защиты воздушных и кабельных линий, телефонно-телеграфных станций, аппаратов абонентов применяются разрядники различных типов, включаемые между проводами и землей (ГОСТ 5238-81). Разрядное напряжение разрядников выбирается таким, чтобы при любой форме приложенного к разряднику напряжения оно было значительно меньше напряжения, способного повредить изоляцию защищаемого оборудования и кабельных вставок. Сопротивление заземлений разрядников должны соответствовать ГОСТ 464-79.
2.3.2. Для снижения напряжений на проводах ЛС, возникающих при коротком замыкании ВЛ, превышающих допустимые нормы табл. 1.1, в цепях с проводами из стали и цветных металлов используются разрядники типов Р-35, РБ-280, Р-63 (при отсутствии дистанционного питания) или типов Р-34, Р-64 (при использовании дистанционного питания напряжением до 450 В).
2.3.3. На линиях, уплотненных аппаратурой тонального телеграфирования, разрядники, перечисленные в п. 2.3.2, включаются в обмотки дренажных катушек (см. гл. 4).
2.3.4. Число разрядников и места их установки определяются специальным расчетом, приведенным в Правилах защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияния линий электропередачи, ч. I и II.
2.3.5. Общее число пунктов установки разрядников из-за усложнения эксплуатации должно быть ограничено. На длине усилительного участка уплотненной цепи можно установить разрядники не более чем на 15 пунктах, а на неуплотненной цепи — не более чем в 25 пунктах.
2.4. ЗАЩИТА ДРЕНАЖНЫМИ КАТУШКАМИ
2.4.1. Модернизированные дренажные катушки (ДКМ) предназначены для снижения индуктированных напряжений в цепях воздушных линий связи, подверженных влиянию ВЛ и ЭЖД переменного тока, ДКМ представляет собой обычную дренажную катушку (ДК) с включенным между средней точкой и земляной клеммой добавочным сопротивлением R_{\text{д}} порядка 3 — 5 кОм, так как непосредственное заземление средней точки может привести к возникновению большого тока от магнитного влияния при случайном или специальном заземлении проводов на некотором удалении от места включения ДКМ (рис. 2.4), в результате чего катушка выйдет из строя.
Рис. 2.4. Снижение опасного напряжения с помощью дренажных катушек: 1 — провод ВЛ или контактной сети ЭЖД; 2 — ЛС
2.4.2. Остаточное напряжение, В, обусловленное магнитным влиянием на проводах ЛС при включении двух ДКМ с добавочным сопротивлением (рис. 2.5)
U = E(R_{\text{з}} + R_{\text{д}} + 0,5R_{\text{др}})/[Zl + 2(R_{\text{з}} + R_{\text{д}} + 0,5R_{\text{др}})] , (2.3)
где Z = R + j\omega L — полное сопротивление одного километра цепи «два провода — земля», Ом/км;
R_{\text{з}} — сопротивление заземления ДКМ, Ом;
R — активное сопротивление цепи «два провода — земля» между пп. А и Б, Ом/км;
R_{\text{др}} = 1,8 — активное сопротивление полуобмоток дренажной катушки, Ом;
R_{\text{д}} = 2,5 - 5 — дополнительное сопротивление, км;
L — индуктивность проводов цепи, Гн/км;
l — длина участка между ДКМ, км;
E — продольная ЭДС, индуцируемая на проводах ЛС, В.
Рис. 2.5. Схема защиты ДКМ от воздействия грозовых перенапряжений
2.4.3. Остаточное напряжение, В, обусловленное электрическим влиянием при включении одной ДКМ на участке, подверженном влиянию U_{\text{ост}} = I_{\text{Аэ}}(R_{\text{з}} + R_{\text{д}} + 0,5R_{\text{др}}) , где I_{\text{Аэ}} определяется по формуле (2.2).
2.4.4. От воздействия грозовых перенапряжений ДКМ защищаются двумя искровыми разрядниками ИР-0,8 2, введенными в коробку ДКМ и четырьмя ИР-7,0 1, установленными на расстоянии 150 м по обе стороны от ДКМ (рис. 2.5) <*>.
<*> На всех рисунках (кроме оговоренных специально) размеры даются в метрах.
2.4.5. ДКМ применяются лишь в тех случаях, когда величина тока, протекающего через обмотки катушек, не превышает 1 А и по цепям связи не передается дистанционное питание.
Если величина индуцированного тока больше 1 А, то необходимы дополнительные меры по снижению продольной ЭДС (относ линии связи, подвеска заземленного троса или включение дополнительных сопротивлений в среднюю точку ДКМ).
2.4.6. В цепях радиотрансляционных сетей 1 вместо включения ДКМ для снижения напряжений, обусловленных электрическим влиянием, можно использовать одни резисторы R = 4,5 — 5 кОм, как показано на рис. 2.6, а <**>. Сопротивления размещаются в коробке. Величины этих сопротивлений должны быть тщательно подобраны, с тем чтобы коробка сопротивлений не вносила асимметрии, и не должны отличаться друг от друга больше чем на 0,1%. Общий вид такой коробки сопротивлений и ее крепление показаны на рис. 2.6, б, в.
<**> Размеры даются в миллиметрах.
На гальванически неразделенный участок длиной до 10 — 15 км достаточно установить одну коробку сопротивления.
Рис. 2.6. Принципиальная схема включения сопротивлений для снятия напряжений, обусловленных электрическим влиянием (а), коробка сопротивлений для устранения электростатического потенциала (б) и ее крепление (в): 1, 2 — резисторы ПЭВ-50К и ПЭВ-50 соответственно; 3 — корпус; 4 — крышка; 5 — клеммная коробка; 6 — прокладка; 7 — втулка, 8 — хомут
2.5. ЗАЩИТА РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ТРАНСФОРМАТОРАМИ
2.5.1. Для снижения опасной продольной ЭДС при магнитном влиянии ВЛ и контактной сети ЭЖД на проводах ЛС (РС) без дистанционного питания включаются разделительные трансформаторы с коэффициентом трансформации 1:1 (рис. 2.7). При помощи разделительных трансформаторов опасная продольная ЭДС между пп. А и Б с 2200 В снижается на каждом разделенном участке до 733 В.
Рис. 2.7. Схема включения разделительных трансформаторов для снижения опасного напряжения на ЛС (РС): а — без образования скрещивания; б — с образованием скрещивания
2.5.2. Разделительные трансформаторы по длине участка сближения должны включаться таким образом, чтобы опасная продольная ЭДС между трансформаторами не превышала допустимых величин (см. табл. 1.1). Установка разделительных трансформаторов производится с учетом скрещивание цепей связи.
Необходимое число разделительных трансформаторов, шт., по длине участка сближения n = (E - E_{\text{д}})/E_{\text{д}} , где E — индуцируемая опасная ЭДС, В; E_{\text{д}} — допустимое значение продольной ЭДС, В.
2.5.3. Коэффициент защитного действия разделительных трансформаторов от опасного влияния s = 1/(n + 1).
2.5.4. Для защиты разделительных трансформаторов 3 от опасных напряжений, возникающих на проводах ЛС (РС) при грозовых разрядах, устанавливаются искровые разрядники (ИР-10, ИР-0,3) по схеме рис. 2.8.
Рис. 2.8. Схема защиты разделительного трансформатора при помощи искровых разрядников
2.5.5. Для проведения измерений постоянным током или передачи дистанционного питания по схеме «провод — земля» на воздушных линиях в средние точки обмоток разделительных трансформаторов включается фильтр ( L_{1} = 1,5 - 2\text{Гн} ; L_{2} = 0,25\text{Гн} ; C = 40 мкФ) по схеме рис. 2.9.
Рис. 2.9. Схема включения разделительных трансформаторов с фильтрами
2.5.6. Для защиты уплотненных цепей используется разделительный трансформатор, смонтированный в общей металлической коробке совместно с разрядниками от грозовых перенапряжений, который носит название разделительного защитного устройства (РЗУ). Монтажная схема РЗУ дана на рис. 2.10. Чтобы избежать взаимного влияния между цепями, РЗУ устанавливают на стыках полных или укороченных секций скрещивания.
Рис. 2.10. Монтажная схема РЗУ: I — трансформатор из ДК; II — клеммная колодка
2.5.7 В качестве разделительных могут быть использованы трансформаторы:
на неуплотненных цепях ЛС — типа ДТН с коэффициентом трансформации 1:1;
на распределительных фидерах РС — фидерные мощностью 200 и 500 Вт, обмотки которых включаются по схеме рис. 2.11, а, б соответственно;
на абонентских линиях РС — абонентские, обмотки которых включаются по схеме рис. 2.12, или специально изготовленные разделительные (рис. 2.13).
Рис. 2.11. Включение фидерных трансформаторов в качестве разделительных: а — ТФУ-200 (мощность 200 Вт); б — ТФУ-500 (мощность 500 Вт)
Рис. 2.12. Включение абонентского трансформатора ТАМУ в качестве разделительного в абонентскую линию РС: АС — абонентская сторона; Л — линия
Рис. 2.13. Данные разделительных трансформаторов для фидерных линий (а), абонентских линий (б)
2.6. ЗАЩИТА ЗАЗЕМЛЕННЫМИ ТРОСАМИ
2.6.1. Для снижения индуцированных напряжений на проводах ЛС (РС) на опорах ВЛ и ЭЖД подвешивают тросы (медные, алюминиевые, сталеалюминиевые) и заземляют их. Если тросы на каждой опоре заземлены, то в них возникают токи, магнитное поле которых частично компенсирует магнитное поле влияющих токов. Вследствие этого опасное напряжение в проводах ЛС (РС) уменьшается; степень уменьшения характеризуется коэффициентом экранирующего действия s_{\text{т}} .
Ввиду того что тросы на каждой опоре ВЛ (ЭЖД) заземляются, можно с достаточной точностью реальный коэффициент экранирующего действия s_{\text{т}} приравнять к идеальному коэффициенту экранирующего действия s_{\text{т}.\text{и}} , значения которого приведены в табл. 2.6.
При изоляции тросов от опор (для специальных целей) экранирующее действие троса не учитывается, т.е. s_{\text{т}} = 1 .
2.6.2. При наличии рельсов однопутной или двухпутной железной дороги между линиями ВЛ и ЛС (РС) и их сближении необходимо при определении опасного влияния ВЛ учитывать защитное действие этих рельсов s_{\text{р}} :
Тип железнодорожного пути s_{\text{р}} при расстоянии от железнодорожного полотна до ВЛ или ПС, м:
до 50 50 - 100 <*> Неэлектрифицированный однопутный . . . . . . . 0,9 1 То же, двухпутный . . . . . . . . . . . . . . 0,8 0,9 Электрифицированный однопутный . . . . . . . . 0,56 0,8 То же, двухпутный . . . . . . . . . . . . . . 0,46 0,7
<*> При расстоянии между железнодорожными рельсами, ВЛ и ЛС больше 100 м с защитным эффектом рельсов не считаются.
2.6.3. При наличии заземленных тросов или рельсов ЭЖД критические расстояния между ЛС (РС) и ВЛ (ЭЖД), указанные в табл. 2.1 и 2.2, будут меньше. Критическое расстояние для таких случаев определяют путем расчета по формулам, приведенным в Правилах защиты устройств проводной связи, железнодорожной сигнализации и телемеханики от опасного и мешающего влияний линий электропередачи. Ч. I. — М.: Связь, 1969 и Ч. II. — М.: Связь, 1972.
2.7. ЗАЩИТА ОТСАСЫВАЮЩИМИ ТРАНСФОРМАТОРАМИ
2.7.1. При включении отсасывающих трансформаторов (ОТ) в контактную сеть ЭЖД можно в 4 — 10 раз уменьшить опасное напряжение. На рис. 2.14 приведена схема включения отсасывающих трансформаторов 2. Схема с проводом обратного тока 3 является наиболее эффективной.
Рис. 2.14. Включение отсасывающих трансформаторов, включенных по схеме с обратным проводом: 1 — ТП; 2 — отсасывающие трансформаторы; 3 — провод обратного тока; 4 — контактный провод; 5 — электровоз; 6 — рельсы
2.7.2. В табл. 2.7 приведены значения коэффициентов защитного действия отсасывающих трансформаторов, включенных по схеме с обратным проводом, в зависимости от длины сближения и расстояния между трансформаторами.
2.8. ЧАСТИЧНАЯ ИЛИ ПОЛНАЯ ЗАМЕНА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ КАБЕЛЬНЫМИ
2.8.1. Если по каким-либо причинам нельзя отнести ЛС на соответствующее расстояние от ВЛ или ЭЖД, то воздушные ЛС можно частично или полностью заменить кабельными.
2.8.2. Кабели, проложенные взамен ВЛС в непосредственной близости от полотна ЭЖД переменного тока, должны иметь металлические покровы, обладающие повышенным экранирующим действием (коэффициент экранирования оболочки и брони такого кабеля должен быть порядка 0,1 — 0,2 при частоте 50 Гц), например кабели в алюминиевой оболочке. Конкретные требования определяются расчетами при проектировании.
2.9. МЕРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВЛИЯНИЯ ВЛ И КОНТАКТНЫХ СЕТЕЙ ЭЖД ПОСТОЯННОГО ТОКА
Для защиты ЛС (РС) от опасного влияния ВЛ и контактной сети ЭЖД постоянного тока используют:
сглаживающие устройства (реакторы и сглаживающие фильтры), включаемые в ВЛ постоянного тока;
сглаживающие устройства, включаемые на тяговых подстанциях ЭЖД постоянного тока;
полный или частичный относ воздушной линии от полотна ЭЖД или ВЛ;
полную или частичную замену воздушной ЛС на кабельную;
вынос рабочих заземлений телеграфных цепей из зоны влияния;
применение компенсаторов посторонних напряжений в цепях дистанционного питания по схеме «провод — земля».
Выбор мер защиты от влияния контактных сетей ЭЖД постоянного тока в каждом конкретном случае определяется проектом по защите данной линии, составляемым в соответствии с Правилами защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока (М.: Транспорт, 1969).
3. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДАХ, ПЕРЕСЕЧЕНИИ И СБЛИЖЕНИИ С ВЛ И СОПРИКОСНОВЕНИЯХ ПРОВОДОВ ЛС (РС) С ВЛ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 600 В И КОНТАКТНОЙ СЕТЬЮ ЭЖД ПОСТОЯННОГО ТОКА
3.1. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДАХ
3.1.1. Защита устройств проводной связи и РС от опасных напряжений, возникающих на воздушных ЛС при грозовых разрядах, осуществляется с помощью искровых, газонаполненных, вентильных и угольных разрядников, которые включаются по схемам, приведенным в гл. 4, 5, 6 настоящих Правил, и обеспечивает снижение напряжений до безопасных величин.
3.1.2. Кабельные, вводные, угловые, контрольные, разрезные, переходные, мачтовые опоры линий связи (РС) для защиты от прямых ударов молнии оборудуются молниеотводами. Разрушенные разрядом молнии промежуточные опоры при их замене также оборудуют молниеотводами.
3.1.3. Для повышения эффективности защиты или для устранения помех, возникающих при работе разрядников, используют дренажные катушки, линейные трансформаторы, дроссели, конденсаторы, которые либо имеются в схеме устройств проводной связи (аппаратуры РС), либо включаются дополнительно.
3.1.4. Эффективность применяемых схем защиты зависит от заземляющих устройств, которые состоят из одного или нескольких электродов, уложенных в землю и присоединенных к разрядникам или молниеотводам. Тип заземлителя следует выбирать в зависимости от требуемой величины сопротивления заземления, удельного сопротивления грунта и степени высыхания (промерзания) грунта (см. гл. 7).
3.1.5. Меры по защите установок проводной связи и линейных опор от опасных напряжений, возникающих при грозовых разрядах на линиях междугородной и сельской телефонной связи, должны выполняться повсеместно, независимо от грозовой деятельности в данном районе.
3.1.6. Меры защиты стационарных устройств, узлов и линейных сооружений РС от опасных напряжений, возникающих при грозовых разрядах, должны осуществляться повсеместно, независимо от грозовой деятельности в данном районе, за исключением случаев, когда:
а) абонентские или фидерные линии подвешены на опорах электрической сети напряжением 380/220 В;
б) абонентские и фидерные линии РС на собственных опорах экранированы по всей длине (исключается установка разрядников ИР-7 через одну опору). Экранированными называются такие линии, у которых угол \alpha , образованный прямой, соединяющей вершины опор и крыш зданий (деревьев, телевизионных антенн и т.д.), и вертикалью, проходящей через эти экранирующие сооружения (деревья), составляет не более 30° (рис. 3.1).
Рис. 3.1. К определению зоны экранирования: 1 — защитная зона; 2 — вертикаль; 3 — линия, соединяющая вершины экранируемого сооружения (в данной случае дерева) и опоры РС; 4 — опора РС
3.2. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ЛС (РС) НА УЧАСТКАХ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ С ВЛ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В
3.2.1 Пересечение ВЛ с ЛС (РС) выполняется по одному из следующих вариантов:
неизолированными проводами ВЛ и изолированными проводами ЛС (РС);
неизолированными проводами ВЛ и подземным кабелем ЛС (РС) или кабелем ЛС (РС), подвешенным на столбах (опорах) или стойках;
неизолированными проводами ВЛ с повышенной механической прочностью и неизолированными проводами ЛС (РС);
изолированными проводами ВЛ и неизолированными проводами ЛС (РС);
подземным кабелем ВЛ и неизолированными проводами ЛС (РС).
3.2.2. Угол пересечения ВЛ с ЛС (РС) должен быть по возможности близок к 90°. В стесненных условиях (выступы зданий, скал, водная преграда, овраги) угол пересечения не нормируется.
3.2.3. Расстояние по вертикали от проводов ВЛ до проводов ЛС (РС) в пролете пересечения при наибольшей стреле провеса (наивысшая температура, обледенение проводов) должно быть не менее 1,25 м. Расстояние по вертикали от проводов ВЛ до проводов РС при пересечении на общей опоре должно быть не менее 1,5 м.
3.2.4. Место пересечения проводов ВЛ с проводами ЛС (РС) должно быть по возможности ближе к опоре ВЛ, но не менее 2 м от нее.
3.2.5. При пересечении изолированных проводов ЛС (РС) с неизолированными проводами ВЛ должны выполняться следующие условия:
пересечение ВЛ с ЛС должно выполняться только в пролете, пересечение ВЛ с РС может выполняться на общей опоре;
опоры ВЛ, ограничивающие пролет пересечения с ЛС магистральных и внутризоновых сетей и соединительными линиями СТС, должны быть анкерного типа. При пересечении остальных ЛС (РС) допускаются опоры ВЛ промежуточного типа, усиленные дополнительной приставкой или подкосом;
провода и кабели ЛС (РС) на участке пересечения должны иметь атмосферостойкую изоляцию с испытательным напряжением не менее 2 кВ. На линиях ГТС и СТС при числе проводов до десяти пролет пересечения допускается выполнять изолированными проводами типов ПСБАП, ПСБА (ТУ 16.505.177-70) или другими, удовлетворяющими указанным выше требованиям. При числе проводов на линии ГТС, СТС, равном и более десяти, пересечение следует выполнять подвесным (на стальном тросе) или подземным кабелем. На линиях МТС на пересечениях с ВЛ изолированные провода не применяются. На линиях РС можно применять изолированные провода типа ПРСП (ГОСТ 10254-75) или аналогичные;
провода ВЛ должны располагаться над проводами ЛС (РС). На опорах, ограничивающих пролет пересечения, провода ВЛ должны иметь двойное крепление. В исключительных случаях провода ВЛ напряжением 380/220 В и ниже допускается располагать под проводами стоечных ЛС (РС). При этом провода ЛС (РС) должны иметь двойное крепление;
сращивание проводов ВЛ, а также проводов ЛС (РС) в пролетах пересечения не допускается;
провода ВЛ должны быть многопроволочными с сечениями не менее 35 мм2 для алюминиевых проводов, 16 мм2 — для сталеалюминиевых и 25 мм2 — для стальных;
на опорах ЛС (РС) устанавливаются молниеотводы. В спуске молниеотводов на высоте 1,5 — 2 м оборудуется разрыв 50 мм (при отсутствии разрядников на опорах), а в оттяжке попользуется такелажный (орешковый) изолятор ГОСТ 13871-68 (ТУ 16528.655-70). Деревянной рейкой спуск закрывать не требуется. На опорах в железобетонных приставках разрыв молниеотвода делается на деревянной части опоры выше приставок на 100 — 150 мм.
3.2.6. При пересечении неизолированных проводов ЛС (РС) с неизолированными проводами ВЛ должны соблюдаться следующие требования:
пересечение проводов ВЛ с проводами ЛС (РС) должно выполняться только в пролете. Пересечение проводов ВЛ с абонентскими и фидерными линиями РС напряжением между проводами до 360 В допускается выполнять на опорах ВЛ;
опоры ВЛ, ограничивающие пролет пересечения, должны быть анкерного типа;
провода (стальные и из цветных металлов) ЛС должны иметь коэффициент запаса прочности на растяжение при наихудших метеорологических условиях данной местности (обледенение проводов или низкая температура) не менее 2,2;
провода ВЛ должны располагаться над проводами ЛС (РС). На опорах, ограничивающих пролет пересечения, провода ВЛ должны иметь двойное крепление. Провода ВЛ напряжением 380/220 В и ниже допускается располагать над проводами стоечных РС и ГТС. При этом провода РС и ГТС на стойках, ограничивающих пролет пересечения, должны иметь двойное крепление;
сращивание проводов ВЛ, а также проводов ЛС (РС) в пролетах пересечения не допускается. Провода ВЛ должны быть многопроволочными с сечением не менее 35 мм2 для алюминиевых и 25 мм2 — для сталеалюминиевых и стальных проводов;
на опорах, ограничивающих пролет пересечения, необходимо устанавливать молниеотводы.
3.2.7 При пересечении кабельных вставок ЛС (РС) с неизолированным проводом ВЛ должны выполняться следующие условия:
на линиях ГТС для подземных кабельных вставок используются кабели типов ТГ, ТПП, ТБ, а для воздушных кабельных вставок — типов ТГ, ТПП, \text{ТПП}_{\text{т}} ;
на соединительных линиях СТС для подземных и воздушных переходов применяются кабели типов КСПП, ТЗБ, ТГ, ТППЗ, ТЗАБП, МКСБ; на абонентских линиях — типов ТПП, \text{ТПП}_{\text{т}} , ТГ;
при пересечении подвесным кабелем по обеим сторонам пересечения на опорах устанавливаются кабельные ящики. Трос и кабельный ящик должны быть заземлены (R_{\text{э}} \leq 10\text{Ом}) ;
на линиях РС на участках пересечения применяются кабели типов МРМВ, МРМПЭ, МРМП, МРМПЭБ, ПРППМ. В пролете кабели подвешиваются с помощью стального заземленного провода диаметром 4 мм. Не допускается контакт между проводом, на котором подвешен кабель, и линейным проводом РС;
все кабельные вставки защищаются в соответствии с ГОСТ 5238-81 и ГОСТ 14857-76. Сопротивления заземлений должны соответствовать ГОСТ 464-79;
на кабельных опорах, ограничивающих пролет пересечения, устанавливаются молниеотводы, спуски которых подключаются к заземлениям кабельных опор. Спуски молниеотводов по всей длине закрываются деревянной рейкой (см. п. 8.2.9). Разрыв на спусках не делается;
провода ВЛ располагаются над подвесным кабелем ЛС (РС);
расстояние по горизонтали от основания кабельной опоры ЛС (РС) до проекции ближайшего провода ВЛ на горизонтальную плоскость не менее высоты опоры ВЛ;
металлические покровы подземной кабельной вставки с обоих концов заземляются. Контуры заземлений располагаются под проводами воздушной ЛС (РС) на расстоянии 2 — 3 м от кабельной опоры;
сращивание проводов ВЛ в пролете пересечения с подвесным кабелем ЛС (РВ) не допускается;
расстояние от подземных кабелей ЛС (РС) до заземлителя опоры (или до железобетонной опоры) ВЛ не менее 3 м в населенной местности и 10 м — в ненаселенной. Это расстояние может быть уменьшено до 2 и 5 соответственно при прокладке кабеля в стальной трубе либо закрытого швеллером или уголковой сталью по длине в обе стороны от опоры на расстояние не менее 3 м в населенной местности и 10 м — в ненаселенной.
3.2.8. Совместная подвеска на общих опорах проводов ВЛ и проводов (кабелей) ЛС, а также проводов вновь сооружаемых ВЛ и неизолированных проводов РС не допускается. На общих опорах допускается совместная подвеска проводов ВЛ и изолированных проводов или кабелей РС. При ремонте, реконструкции и сооружении взамен пришедших в негодность линий ВЛ с совместной подвеской неизолированных проводов РС, а также при замене подвешенных на опорах ВЛ обветшалых неизолированных проводов РС последние могут вновь заменяться неизолированными проводами. При этом должны соблюдаться следующие условия:
напряжение ВЛ не более 380/220 В;
номинальное напряжение между проводами РС не более 360 В;
расстояния от нижних проводов РС до земли, между цепями РС и их проводами соответствовать действующим Правилам строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных сетей;
провода ВЛ располагаются над проводами РС, при этом расстояние по вертикали от нижнего провода ВЛ до (верхнего провода или кабелей РС, независимо от их взаимного расположения, на опоре не менее 1,5 м, а в пролете не менее 1,25 м. При расположении проводов РС на кронштейнах это расстояние принимается от нижнего провода ВЛ, расположенного на той же стороне, что и провода РС.
3.2.9. Пересечение ЛС (РС) с контактными сетями наземного транспорта (трамвай, троллейбус и ЭЖД) должно выполняться в соответствии с ГОСТ 67-78.
3.3. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ЛС (РС) НА УЧАСТКАХ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ С ВЛ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В
3.3.1 Пересечение ВЛ с ЛС (РС) выполняется по одному из следующих вариантов:
неизолированными проводами ВЛ и подземным кабелем ЛС (РС);
подземным кабелем ВЛ (при напряжении до 35 кВ) и неизолированными проводами ЛС (РС);
неизолированными проводами ВЛ и неизолированными проводами ЛС (РС).
3.3.2 Пересечение ВЛ напряжением до 35 кВ с неизолированными проводами ЛС (РС) может выполняться, если:
невозможно проложить ни подземный кабель ЛС (РС), ни кабель ВЛ;
применение кабельной вставки в ЛС приведет к необходимости установки дополнительного или переноса ранее установленного усилительного пункта;
при применении кабельной вставки в РС общая длина кабельных вставок РС превысит допустимые значения;
на ВЛ до 35 кВ применены подвесные изоляторы и при этом ВЛ на участке пересечения с неизолированными проводами ЛС (РС) выполняется с повышенной механической прочностью проводов и опор.
3.3.3. Пересечение ВЛ напряжением 110 кВ и выше с ЛС (РС) должно быть выполнено проводами ВЛ и подземным кабелем ЛС (РС) или проводами ВЛ и неизолированными проводами ЛС (РС).
3.3.4. При пересечении ВЛ напряжением 110 кВ и выше с ЛС (РС) применять кабельные вставки в ЛС (РС) не следует, если при этом не будут нарушены нормы мешающего влияния ВЛ на РС, а:
применение кабельной вставки в ЛС приведет к необходимости установки дополнительного или переноса ранее установленного усилительного пункта;
общая длина кабельных вставок в РС превысит допустимые значения.
3.3.5. Пересечение проводов ВЛ с воздушными линиями городской телефонной связи не допускается; эти линии в пролете пересечения с проводами ВЛ должны выполняться только подземными кабелями.
3.3.6. В пролете пересечения ЛС (РС) с ВЛ, на которых предусматриваются каналы высокочастотной связи и телемеханики с аппаратурой, работающей в совпадающем спектре частот и имеющей мощность 10 Вт на один канал, ЛС (РС) должны быть выполнены кабельными вставками. Сведения о мощности аппаратуры предоставляются организацией, проектирующей или эксплуатирующей ВЛ. Длина кабельной вставки определяется по расчету мешающего влияния ВЧ-каналов ВЛ на каналы связи и трехпрограммного вещания (расчет влияния производится той организацией, которая проектирует или реконструирует ВЛ или ЛС (РС) последней). При этом расстояние по горизонтали от основания кабельной опоры ЛС (РС) до проекции крайнего провода ВЛ на горизонтальную плоскость должно быть не менее 100 м.
Если мощность высокочастотной аппаратуры, работающей в совпадающем спектре частот, находится в пределах от 5 до 10 Вт на один канал, то необходимость применения кабельной вставки определяется по расчету влияния. Если мощность высокочастотной аппаратуры ВЛ, работающей в совпадающем спектре частот, не превышает 5 Вт на один канал, то применение кабельной вставки по условиям мешающего влияния не требуется.
3.3.7. При пересечении ВЛ с подземным кабелем ЛС (РС) должны соблюдаться требования п. 3.2.6 и расстояния от заземлителя и подземной части опор ВЛ до подземного кабеля ЛС (РС) должны быть не менее приведенных в табл. 3.1. Угол пересечения не нормируется.
3.3.8. При пересечении подземного кабеля ВЛ напряжением до 35 кВ с неизолированными проводами ЛС (РС) угол пересечения подземного кабеля ВЛ с ЛС (РС) не нормируется и должны выполняться следующие требования:
расстояние от подземного кабеля ВЛ до незаземленной опоры ЛС (РС) не менее 2 м, а до заземленной опоры ЛС (РС) и ее заземлителя — не менее 10 м;
подземные кабельные вставки выполняются в соответствии с требованиями гл. II-4 и II-5-86 ПУЭ;
расстояние по горизонтали от основания кабельной опоры ВЛ неуплотненных, уплотненных в несовпадающем спектре частот и в совпадающем спектре частот в зависимости от мощности высокочастотной аппаратуры до проекции проводов ЛС (РС) выбирается в соответствии с требованиями, изложенными в п. 3.3.6.
3.3.9 При пересечении проводов ВЛ с неизолированными проводами ЛС (РС) должны выполняться следующие требования:
угол пересечения проводов ВЛ с проводами ЛС (РС) по возможности близок к 90°;
место пересечения выбирается возможно близким к опоре ВЛ. При этом расстояние по горизонтали от опор ВЛ до проводов ЛС (РС) не менее 7 м, а от опор ЛС (РС) до проекции ближайшего провода ВЛ — не менее 15 м;
опоры ВЛ, ограничивающие пролет пересечений с ЛС (РС), — анкерного типа, железобетонные, металлические или деревянные. При этом деревянные опоры усилены дополнительными приставками или подкосами. Пересечение ВЛ напряжением 35 кВ и выше с ЛС (РС) выполняется на промежуточных опорах при применении проводов на ВЛ сечением 120 мм2 и более;
провода ВЛ располагаются над проводами ЛС (РС). Провода ВЛ в пролете пересечения должны быть многопроволочными: сечением не менее 70 мм2 — алюминиевые, 35 мм2 — сталеалюминиевые и 25 мм2 — стальные;
провода и тросы ВЛ, а также провода ЛС (РС) не соединяются в пролете пересечения;
в пролете пересечений ВЛ и РС на опорах ВЛ применяются только подвесные изоляторы и глухие зажимы;
опоры ЛС (РС), ограничивающие пролет пересечения или смежные с ним и находящиеся на обочине дороги, защищаются от наезда транспорта с помощью рельсовых трубок или каменных надолб;
провода на опорах ЛС (РС), ограничивающие пролет пересечения с ВЛ, имеют двойное крепление (при траверсном профиле — только на верхней траверсе, при крюковом профиле — на двух верхних цепях);
на деревянных опорах, ограничивающих пролет пересечения, устанавливаются молниеотводы (см. п. 3.2.5).
3.3.10. На пересечениях ЛС (РС) министерства связи с ВЛ напряжением 3 — 10 кВ на опорах ЛС (РС) с двух сторон на каждую цепь верхней траверсы в процессе эксплуатации обязательна установка устройства защиты (УЗЛП) (см. п. 4.4.13). Это требование не распространяется на линии РС напряжением 240 В и выше. УЗЛП устанавливаются совместно с коробками каскадной защиты.
3.3.11. Меры защиты при опасном влиянии ВЛ на участках их пересечения с ЛС или на участках их параллельного пробега определяются в соответствии с действующими Правилами.
3.3.12. Пересечение ЛС (РС) с контактными сетями ЭЖД переменного тока должно выполняться подземным кабелем. Кабельные вставки на ЛС (РС) при пересечениях с ВЛ и контактными сетями ЭЖД должны быть защищены от опасных напряжений, возникающих при грозовых разрядах по схемам, указанным в гл. 4 - 6.
3.4. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ЛС (РС) НА УЧАСТКАХ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ И СБЛИЖЕНИЯ С ЛИНИЯМИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ 750 кВ
3.4.1. Пересечение ЛС (РС) с ВЛ допускается только подземным кабелем ЛС (РС).
3.4.2 При пересечении ВЛ с подземной кабельной вставкой должны соблюдаться следующие требования:
угол пересечения ЛС (РС) с ВЛ по возможности близок к 90°, но не менее 45°;
наименьшие расстояния от заземлителя и подземной части опор ВЛ до подземного кабеля ЛС (РС) не менее значений, приведенных в табл. 3.1;
заземление металлических покровов кабельной вставки с обоих концов;
прокладка кабеля для обеспечения благоприятных условий производства работ на пересечениях желательно не далее 100 м от опоры ВЛ с соблюдением норм табл. 3.1.
3.4.3. При сближении ЛС (РС) с ВЛ расстояния между проводами ВЛ и ЛС (РС) и мероприятия по защите от влияния определяются в соответствии с действующими Правилами. При этом наименьшие расстояния должны быть не менее 30 м, а при удельном сопротивлении земли более 500 Ом x м (в соответствии с данными табл. 3.1). Во всех случаях кабели должны прокладываться вне зоны повышенной опасности (см. п. 1.5.2).
3.4.4. Мероприятия по защите персонала при работе в зоне повышенной опасности перечислены во Временных указаниях по защите персонала и сооружений связи и радиофикации на участках пересечения с линиями электропередачи напряжением 750 кВ (М.: Связь, 1980) и Нормах и правилах по охране труда при работе на подстанциях и воздушных линиях электропередачи напряжением 400, 500, 750 кВ переменного тока промышленной частоты.
4. ЗАЩИТА УСТАНОВОК МЕЖДУГОРОДНОЙ ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
4.1. ВКЛЮЧЕНИЕ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ НА ПОДХОДЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ К СТАНЦИИ И УП
4.1.1. На подходах воздушных линий к междугородным телефонным станциям, усилительным пунктам и кабельным вставкам между проводами цепей и заземляющим устройством должны быть установлены искровые разрядники типов ИР-7, ИР-10, ИР-15, ИР-20 (каскадная защита) по ГОСТ 5238-81, на проводах из цветного металла:
подвешенных на первой и второй траверсах траверсного профиля и на первых четырех крюках крюкового профиля (рис. 4.1);
подвешенных на третьей и четвертой траверсах траверсного профиля и на всех крюках ниже четвертого крюкового профиля, а также на всех проводах стальных цепей независимо от их расположения (рис. 4.2).
Рис. 4.1. Схема защиты воздушных линий с проводами из цветных металлов на подходах к аппаратуре междугородных телефонных станций и усилительных пунктов (первая и вторая траверсы траверсного профиля и первые четыре крюка крюкового профиля): 1 — междугородная телефонно-телеграфная станция, УП, кабельная опора; 2 — воздушная линия связи
Рис. 4.2. Схема защиты цепей с проводами из цветных металлов, подвешенных на третьей и четвертой траверсах траверсного профиля, на всех крюках ниже четвертого крюкового профиля, а также на всех проводах стальных цепей на подходах воздушных линий к аппаратуре междугородных телефонных станций и усилительных пунктов: 1 — междугородная телефонно-телеграфная станция, УП, кабельная опора; 2 — воздушная линия связи
4.1.2. Величины сопротивлений заземлений для искровых разрядников в схемах рис. 4.1 и 4.2 должны быть в соответствии с п. 7.1.1.
4.1.3. Аппаратура промежуточных пунктов избирательной связи, включенная в провода воздушных линий, имеющих пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса, должна быть защищена предохранителями и разрядниками по схемам: рис. 4.3 - при воздушном, рис. 4.4 - при кабельном вводах.
Рис. 4.3. Схема защиты аппаратуры промежуточных пунктов избирательной связи, включенная в провода воздушных линий, имеющая пересечения с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса при воздушном вводе: 1 — воздушная линия связи; 2 — промежуточный пункт избирательной связи; 3 — воздушная линия связи
Рис. 4.4. Схема защиты аппаратуры промежуточных пунктов избирательной связи, включенная в провода воздушных линий, имеющая пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса при кабельном вводе: 1 — воздушная линия связи; 2 — вводная опора; 3 — кабельный ввод; 4 — промежуточный пункт избирательной связи
Если длина воздушных линий между пунктами избирательной связи менее 4 км, то включение искровых разрядников ИР-15 (см. схемы рис. 4.3 и 4.4) не требуется.
4.2. СХЕМЫ ЗАЩИТЫ НА ВВОДЕ ЦЕПЕЙ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ВЛ
4.2.1. Аппаратура междугородных телефонных станций и усилительных пунктов, подключенная к цепям воздушных линий связи, имеющим пересечения с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая или троллейбуса, должна быть защищена предохранителями и разрядниками:
при кабельном вводе длиной до 500 м уплотненных цепей с проводами из стали или цветных металлов — по схемам рис. 4.5;
при кабельном вводе длиной до 500 м неуплотненной цепи с проводами из стали — по схемам рис. 4.6;
при воздушном вводе цветной и уплотненных цепей из стали — по схемам рис. 4.7;
при воздушном вводе неуплотненной цепи с проводами из стали — по схемам рис. 4.8.
Рис. 4.5. Схема защиты аппаратуры междугородных телефонных станций и усилительных пунктов, включенной в воздушные линии связи при кабельном вводе длиной до 500 м неуплотненной цепи с проводами из стали или цветных металлов: 1 — междугородная телефонная станция, УП; 2 — кабельный ввод; 3 — кабельная опора; 4 — уплотненная цепь с проводами из цветных металлов или стали; СУС — стойка усилителя стационарная; СУЛ — стойка усилителя линейная; ДК — дренажная катушка; ЗК — защитная катушка
Рис. 4.6. Схема защиты аппаратуры междугородных телефонных станций и усилительных пунктов, включенной в воздушные линии связи при кабельном вводе до 500 м стальной неуплотненной цепи: 1 — междугородная телефонная станция, УП; 2 — кабельный ввод; 3 — кабельная опора; 4 — цепь воздушной линии со стальными проводами
Рис. 4.7. Схема защиты аппаратуры междугородных телефонных станций и усилительных пунктов, включенной в воздушные линии связи при воздушном вводе уплотненных цепей с проводами из стали и цветных металлов: 1 — междугородная телефонная станция, УП; 2 — цепь воздушной линии с проводами из стали или цветных металлов
Рис. 4.8. Схема защиты аппаратуры междугородных телефонных станций и усилительных пунктов, включенной в воздушные линии связи при воздушном вводе неуплотненной цепи с проводами из стали: 1 — междугородная телефонная станция; 2 — неуплотненная цепь воздушной линии с проводами из стали
4.2.2. Если длина кабельного ввода превышает 500 м, разрядники Р-35 (рис. 4.4) и Р-35 с дренажными катушками (рис. 4.5) на телефонных станциях и усилительных пунктах не включают.
4.2.3 Кабельные вставки на воздушных линиях должны быть защищены с обоих концов:
при уплотненных цепях с проводами из стали и цветных металлов — по схеме рис. 4.9;
при неуплотненной цепи с проводами из стали — по схеме рис. 4.10.
Рис. 4.9. Схема защиты кабельной вставки на воздушных линиях при уплотненных цепях с проводами из стали и цветных металлов: 1 — неуплотненная цепь из цветных проводов и уплотненная стальная цепь из стальных проводов воздушной линии; 2 — кабельная опора; 3 — кабельная вставка; 4 — кабельная опора; 5 — уплотненная цепь с проводами из стали или цветных металлов воздушной линии связи
Рис. 4.10. Схема защиты кабельной вставки на воздушных линиях при неуплотненной цепи с проводами из стали: 1, 5 — неуплотненная цепь воздушной линии с проводами из стали; 2, 4 — кабельная опора; 3 — кабельная вставка
4.2.4. Аппаратура уплотнения оконечных и промежуточных усилительных пунктов, включенная в воздушные линии связи и работающая при дистанционном питании напряжением 250 — 450 В, а также кабельные вставки на этих цепях должны быть защищены по схемам рис. 4.5, 4.7, 4.9 с заменой разрядников Р-35 на другие разрядники с напряжением погасания не менее 500 В (Р-64, РВ-1000, РВН-250 и др.).
4.2.5. Аппаратура телеграфных станций, включенная в однопроводные цепи воздушных линий связи, имеющие пересечения с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или контактными сетями трамвая и троллейбуса, должна быть защищена предохранителями: при воздушном вводе — по схеме рис. 4.11; при кабельном - рис. 4.12.
Рис. 4.11. Схема защиты аппаратуры телеграфных станций, включенной в однопроводные цепи воздушных линий связи, имеющих пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса при воздушном вводе: 1 — телеграфная станция; 2 — телеграфный провод
Рис. 4.12. Схема защиты аппаратуры телеграфных станций, включенной в однопроводные цепи воздушных линий связи, имеющих пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса при кабельном вводе: 1 — телеграфная станция; 2 — кабельный ввод; 3 — кабельная опора; 4 — телеграфный провод
4.2.6. Аппаратура телеграфной станции, находящейся в одном здании с междугородной телефонной станцией, присоединенная к средним точкам линейных трансформаторов телефонных цепей, должна быть защищена только предохранителями (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Схема защиты аппаратуры телеграфных станций, находящейся в одном здании с междугородной телефонной станцией, присоединенная к средним точкам линейных трансформаторов телефонных цепей: 1 — междугородная станция; 2 — телеграфная станция
4.2.7. Аппаратура телеграфных станций, включенная в соединительную воздушную линию, идущую в другое здание одного и того же населенного пункта и имеющую пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая или троллейбуса, должна быть защищена по схеме рис. 4.14.
Рис. 4.14. Схема защиты аппаратуры телеграфных станций, включенной в соединительную воздушную линию, идущую в другое здание одного населенного пункта: 1 — междугородная станция; 2 — воздушная соединительная линия; 3 — телеграфная станция
4.2.8. Запирающие катушки, установленные в третьих цепях параллельных линий, не заходящих в усилительные пункты, должны быть защищены искровыми разрядниками по схеме рис. 4.15.
Рис. 4.15. Схема защиты запирающих катушек, установленных в третьих цепях параллельных линий, не заходящих в усилительные пункты: 1 — воздушная линия; 2 — пункт установки запирающей катушки; 3 — воздушная линия
4.2.9. Аппаратура телеграфной станции, включенная в соединительную кабельную линию, идущую в другое здание одного и того же населенного пункта, должна быть защищена по схеме рис. 4.16.
Рис. 4.16. Схема защиты аппаратуры телеграфных станций, включенной в соединительную кабельную линию, идущую в другое здание одного населенного пункта:
а) 1 — междугородная телефонная станция; 2 — подземная кабельная линия; 3 — телеграфная линия;
б) 1 — междугородная телефонная станция; 2 — подвесная кабельная линия; 3 — телеграфная станция
Разрядники Р-350, указанные на рис. 4.11, 4.12, 4.14, 4.16 в случае их отсутствия могут быть заменены разрядниками Р-35 или Р-63 с использованием только одного промежутка.
4.2.10. Телефонные аппараты в пунктах служебной связи, включенные в провода воздушных линий, имеющих пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или с контактными сетями трамвая и троллейбуса, должны быть защищены предохранителями и разрядниками по схеме рис. 4.17.
Рис. 4.17. Схема защиты телефонных аппаратов в пунктах служебной связи, включенных в провода воздушных линий, имеющих пересечение с проводами электрической сети напряжением 380/220 В или контактными сетями трамвая и троллейбуса: 1 — воздушная линия; 2 — пункт служебной связи; 3 — воздушная линия
4.2.11. При отсутствии пересечений проводов воздушной линии связи с проводами линий электропередачи напряжением 380/220 В и сетями трамвая и троллейбуса предохранители СН-1,0 в схемах рис. 4.3 - 4.8, 4.17 могут быть исключены. В этом случае разрядники ИР-0,2 или ИР-0,3 должны быть перенесены на опору, смежную с вводной или кабельной опорой, расположенной на расстоянии не менее 50 м от воздушного ввода или кабельной опоры. Искровые разрядники, имеющиеся в шкафу кабельном междугородном (ШКМ), могут быть оставлены, однако установка дополнительных искровых разрядников на смежных опорах обязательна.
4.2.12. Аппаратура систем передачи В-3-3, В-12-3 и других, включенных в цепи воздушных линий связи, должна быть защищена:
на подходе воздушной линии — искровыми разрядниками по схеме рис. 4.1 на цепях из цветных металлов, рис. 4.2 - на цепях из стали;
на кабельной опоре — разрядниками и предохранителями по схеме рис. 4.5 на цепях из стали и цветных металлов;
на станции или в усилительном пункте — разрядником Р-4 или другим с напряжением пробоя 75 — 80 В и фильтрами верхних частот согласно схеме рис. 4.18, если необходимость их включения будет установлена по результатам эксплуатации аппаратуры.
Рис. 4.18. Схема защиты аппаратуры систем передачи В-3-3, В-12-3 и других, включенных в цепи воздушных линий связи на станции или в усилительном пункте: 1 — кабельный ввод; 2 — междугородная телефонная станция; Ф — фильтр верхней частоты; ЛУ — линейный усилитель
4.3. СХЕМЫ ЗАЩИТЫ НА ВВОДЕ ЦЕПЕЙ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ ПРИ НАЛИЧИИ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ВЛ
4.3.1. Меры защиты при наличии опасного влияния линий высокого напряжения определяются в соответствии с действующими Правилами.
4.3.2. При наличии повышенного опасного влияния линий электропередачи и контактных сетей ЭЖД в схемах защиты междугородной проводной связи на вводе воздушных линий (см. рис. 4.5 - 4.8) могут быть включены разрядники РБ-280 и предохранители ПН-15. Необходимость включения этих устройств защиты определяется расчетами при проектировании.
4.3.3. При опасном влиянии ВЛ или контактной сети ЭЖД в схемах защиты цепей при наличии дистанционного питания (источник питания И, см. п. 4.2.4) должны быть дополнительно включены защитные контуры (C = 40 мкФ, L = 3,5 Гн) или соответствующие фильтры, как показано на рис. 4.19, с заменой разрядников РВ-1000 на более мощные (например, Р-64).
Рис. 4.19. Схема защитного контура: 1 — междугородная телефонная станция, УП; 2 — воздушная линия связи
4.4. ВКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ
4.4.1. Разрядники Р-350, РВ-500 (РВ-1000, РВ-2000), ИР-0,3 или ИР-0,2 и предохранители СН-1,0-50 включаются в схемах защиты при помощи специальных держателей.
Монтажная схема включения искровых разрядников ИР-0,3 (ИР-0,2), газонаполненных разрядников Р-350, Р-35 и предохранителей СН-1,0-50 с дренажной и запирающей катушками (для уплотненной цепи) приведена на рис. 4.20.
Рис. 4.20. Монтажная схема включения искровых и газонаполненных разрядников совместно с предохранителями на вводе воздушных линий: а — с разрядником Р-35; б — с разрядником Р-350
4.4.2. Два двухэлектродных разрядника Р-350, включенные на одной цепи, можно заменить одним трехэлектродным разрядником Р-35 (рис. 4.21, а, б). Для включения трехэлектродного разрядника необходимо установить другой держатель, предназначенный для включения трехэлектродных разрядников Р-35.
Рис. 4.21. Разрядник Р-35: а — общий вид; б — включение в схемы защиты: 1 — междугородная телефонная станция, УП; 2 — цепь ВЛ со стальными проводами
4.4.3. На неуплотненных цепях многопроводных воздушных линий связи при наличии опасного влияния ВЛ разрядники РБ-280 устанавливают на опоре в специальных ящиках, как показано на схеме рис. 4.22.
Рис. 4.22. Установка ящика с разрядниками типа РБ-280 на опоре воздушной линии для неуплотненных цепей
Разрядники Р-35 взамен разрядников Р-350 устанавливают в тех же защитных устройствах с заменой держателей.
4.4.4. Для одной уплотненной цепи разрядники РБ-280 могут быть установлены в корпусе кабельного ящика ЯКГ емкостью 10 x 2 (ГОСТ 6753-77), где вместо бокса и плинта должны быть установлены фарфоровые патроны для электрических осветительных ламп накаливания, в которые включаются разрядники РБ-280.
4.4.5. При защите уплотненных цепей от опасных и мешающих напряжений и токов монтаж линейных согласовывающих устройств и элементов защиты производится в шкафах кабельных междугородных ШКМ (ГОСТ 12025-76).
Шкафы ШКМ устанавливаются около нижней части кабельной опоры в соответствии с рис. 18 — 23 Дополнений и изменений к Правилам строительства и ремонта воздушных линий связи и радиотрансляционных частей Ч. I и III. Электрический монтаж каждого шкафа должен соответствовать принципиальным электрическим схемам, закрепленным на внутренней стороне двери.
4.4.6. Монтажная схема включения разрядников РБ-280, искровых разрядников ИР-0,3, предохранителей ПН-15, дренажной и запирающей катушек для одной уплотненной цепи приведена на рис. 4.23.
Рис. 4.23. Схема включения разрядников РБ-280 и ИР-0,3, предохранителей ПН-15, дренажной и запирающей катушек на вводной кабельной опоре: I — уплотненная цепь ВЛ; II — линейное согласующее устройство или кабельный ящик; III — вводный кабель; IV — корпус кабельного ящика 10 x 2 с разрядниками РБ-280
4.4.7. Для включения искровых разрядников типа ИР-0,3 (ИР-0,2) в схемах защиты на станциях, а также на кабельных опорах следует применять держатели с искровым регулируемым разрядником. При отсутствии держателей с искровым регулируемым разрядником имеющиеся держатели для разрядников и предохранителей могут быть переделаны согласно рис. 4.24 <> и 4.25 <> (в металлической пластине 3 цоколя 2 против винта М4 — 1 надо рассверлить отверстие d = 10 мм и залить серой).
<*> Размеры на рис. 4.24 - 4.28 даются в миллиметрах.
Рис. 4.24. Переделка держателя к газонаполненным разрядникам Р-350 для включения разрядника ИР-0,3 (ИР-0,2): 1 — винт М4; 2 — держатель
Рис. 4.25. Переделка держателя предохранителя СН-1,0 для включения искрового разрядника ИР-0,3 (ИР-0,2, ИР-7 и ИР-10): 1 — держатель; 2 — винт М4; 3 — гайка
4.4.8. Для включения искровых разрядников типа ИР-0,3 (ИР-0,2) на опоре, смежной с кабельной, рекомендуется применять специальную коробку с четырьмя регулируемыми искровыми разрядниками (коробка каскадной защиты — ККЗ).
4.4.9. Коробка каскадной защиты (рис. 4.26, а, крышка на рис. не показана) обеспечивает возможность включения в нее четырех линейных проводов и одного провода для подключения заземления. Длина контактного винта обеспечивает установку искрового промежутка от 0,2 до 7 мм. Установка коробки ККЗ показана на рис. 4.26, б.
Рис. 4.26. Коробка каскадной защиты: а — общий вид; б — установка; 1 — болт заземления; 2 — токопровод из стальной проволоки, d = 4 — 5 мм
4.4.10. Электрическая схема УЗЛП, общий вид и установка показаны на рис. 4.27.
Рис. 4.27. Электрическая схема (а), общий вид (б) и установка (в) в УЗЛП
4.4.11. Искровые разрядники типов ИР-7, ИР-10, ИР-15 и ИР-20, имеющие между электродами воздушный промежуток соответственно 7, 10, 15 и 20 мм, могут быть установлены на воздушной линия с применением проволоки согласно схеме рис. 4.28. При траверсном профиле один конец куска линейной проволоки вяжут на изоляторе рессорной вязкой (рис. 4.28, а), а другой конец устанавливают под углом на расстоянии 7 — 20 мм от токоотвода, проложенного по деревянной траверсе и соединенного с заземлением. Если опора имеет стальные траверсы, то искровые разрядники устанавливают между концом куска проволоки и заземленной траверсой. Кроме того, для установки искровых разрядников типов ИР-7, ИР-10, ИР-15 и ИР-20 на подходах воздушных линий к станциям и УП могут применяться также коробки каскадной защиты. В этом случае воздушный промежуток между электродами целесообразно отрегулировать: для разрядников типа ИР-7 — 1 мм, а для разрядников типов ИР-10, ИР-15 и ИР-20 — 5 мм. При крюковом профиле искровые разрядники устанавливаются так, как показано на рис. 4.28, б.
Рис. 4.28. Устройство искровых разрядников при траверсном профиле (а); крюковом профиле (б): 1 — рессоры; 2 — провод, d = 4 мм, проложенный по деревянной траверсе и присоединенный к молниеотводу; 3 — токоотвод; 4, 5 — промежуточная и угловая опоры
4.4.12 При устройстве каскадной защиты на подходе воздушной линии к станции или УП следует:
опоры для устройства искровых разрядников выбирать на местности с учетом удельного сопротивления грунта, чтобы устройство заземления у опор с сопротивлением не более 20 Ом не вызывало значительных трудностей, а расстояния до станции или УП не выходили за пределы, указанные на схемах рис. 4.1 и 4.2;
токоотвод от искровых разрядников к заземлению прокладывать по опоре с применением стальной оцинкованной проволоки диаметром 4 — 5 мм.
4.4.13. Ввод проводов воздушной линии в защитные устройства, присоединение дренажных и запирающих катушек и соединение элементов защиты между собой следует выполнять:
а) на вводах, заходящих в промежуточные и оконечные усилительные пункты — всех цепей, включая уплотненные и из стали (неуплотненные), коаксиальным кабелем с атмосферостойким покрытием;
б) на прочих вводах и на кабельных вставках уплотненных цепей — коаксиальным кабелем с атмосферостойким покрытием, а неуплотненных — проводом марки ПР диаметром не менее 1,5 мм2 и ПРЖ диаметром не менее 2,5 мм2.
5. ЗАЩИТА УСТАНОВОК ПРОВОДНОЙ СВЯЗИ ГОРОДСКИХ И СЕЛЬСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ И СЕТЕЙ МЕСТНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
5.1. ВКЛЮЧЕНИЕ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДНИКОВ НА ПОДХОДЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ К СТАНЦИИ
5.1.1. На подходе воздушных линий сельской связи к телефонным станциям, а также к кабельным вводам и вставкам на каждой цепи должны быть включены разрядники (рис. 5.1). Если длина воздушной линии менее 2 км, включение разрядника типа ИР-15 не требуется.
Рис. 5.1. Схема защиты подхода воздушной линии сельской связи к телефонным станциям, к кабельным вводам и кабельным вставкам: 1 — телефонная станция, кабельная опора; 2 — воздушная линия связи
5.1.2. Искровые разрядники ИР-0,3, указанные на рис. 5.1, при наличии пересечения с проводами напряжением 380/220 В могут быть включены на станции или на кабельной опоре совместно с разрядниками УР-500 или Р-27 (рис. 5.2 и 5.3), при этом воздушный промежуток должен быть уменьшен до 0,2 мм.
Рис. 5.2. Схема защиты подхода воздушных линий связи (искровые разрядники включены на станции) при наличии пересечений с проводами напряжением 380/220 В: 1 — телефонная станция, кабельный ввод; 2 — кабельная опора; 3 — воздушная ЛС
Рис. 5.3. Схема защиты подхода воздушных линий связи (искровые разрядники включены на кабельной опоре) при наличии пересечений с проводами напряжением 380/220 В
5.1.3. Блокираторы 1, установленные на воздушных линиях сельской связи, должны быть защищены предохранителями и разрядниками (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Схема защиты блокираторов, установленных на воздушных линиях сельской связи: 1, 3 — воздушные линии; 2 — пункт установки блокиратора (сельсовет, правление колхоза); АЗУ-4 — абонентское защитное устройство
5.1.4. При отсутствии пересечений воздушной линии связи с электрическими сетями напряжением 380/220 В и с контактными сетями трамвая и троллейбуса предохранители типа СК-1,0 (СН-1,0) и разрядники типа ИР-0,2, указанные в схемах рис. 5.3 и 5.4, могут быть исключены.
5.2. СХЕМЫ ЗАЩИТЫ НА ВВОДЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ И КАБЕЛЕЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКОЙ ПРИ ОТСУТСТВИИ ОПАСНОГО ВЛИЯНИЯ ВЛ
5.2.1. Абонентские пункты, включенные в кабельные (с металлической оболочкой) подземные линии длиной не более 500 м, защите не подлежат.
5.2.2. Кабельные вставки на воздушных линиях сельской связи должны быть защищены по схеме рис. 5.5.
Рис. 5.5. Схема защиты кабельных вставок на воздушных линиях сельской связи: 1, 5 — воздушные линии; 2, 4 — кабельные опоры; 3 — кабельная вставка
5.2.3. На воздушных и смешанных линиях связи, имеющих пересечение с контактными проводами трамвая и троллейбуса, вводный кабель, абонентские пункты и абонентские комплекты телефонных станций, работающие на городских и сельских сетях, должны быть защищены разрядниками и предохранителями: при вводе воздушной линии связи — по схеме рис. 5.6; при наличии воздушной линии и при вводе на станцию подземным кабелем с заземленной металлической оболочкой — по схеме рис. 5.7; при наличии воздушной линии и при вводе на станцию подвесным кабелем — по схеме рис. 5.8.
Рис. 5.6. Схема защиты абонентских пунктов и абонентских комплектов телефонных станций, работающих на городских и сельских сетях воздушных и смешанных линий связи, имеющих пересечение с контактными проводами трамвая и троллейбуса при вводе воздушной линии: 1 — телефонная станция; 2 — воздушная линия; 3 — абонентский пункт
Рис. 5.7. Схема защиты абонентских пунктов и абонентских комплектов телефонных станций, работающих на городских и сельских сетях воздушных и смешанных линий связи, имеющих пересечение с контактными проводами трамвая и троллейбуса при наличии воздушной линии и при вводе на станцию подземным кабелем с заземленной металлической оболочкой: 1 — телефонная станция; 2 — кабельный ввод; 3 — кабельная опора; 4 — воздушная линия; 5 — абонентский пункт
Рис. 5.8. Схема защиты абонентских пунктов и абонентских комплектов телефонных станций, работающих на городских и сельских сетях воздушных и смешанных линиях связи, имеющих пересечение с контактными проводами трамвая и троллейбуса при наличии воздушной линии и при вводе на станцию подвесным кабелем: 1 — телефонная станция; 2 — подвесная кабельная линия; 3 — кабельная опора; 4 — воздушная линия; 5 — абонентский пункт
5.2.4. Кабельные вставки на воздушных линиях связи, имеющие пересечение с линиями электросвязи напряжением 380/220 В, с контактными сетями трамвая и троллейбуса, должны быть защищены предохранителями и разрядниками (см. рис. 5.5).
5.2.5. Два угольных разрядника типа УР-500 на кабельных опорах (см. рис. 5.5, 5.7, 5.8) могут быть заменены одним трехэлектродным разрядником Р-27, при этом разрядники типа ИР-0,2, имеющиеся в кабельных ящиках, могут быть оставлены (см. рис. 5.2).
5.2.6. Абонентские защитные устройства типов АЗУ-1 и АЗУ-2, подлежащие замене на АЗУ-4 или АЗУ-5, могут быть оставлены на ранее оборудованных абонентских пунктах.
5.2.7. Аппаратура соединительных линий межстанционной связи различных систем передачи с напряжением дистанционного электропитания НУП, не превышающим 60 В, должна быть защищена разрядниками и предохранителями:
включенная в кабельные линии (подземные и подвесные) с металлической и пластмассовой оболочками — по схеме рис. 5.9;
включенная в воздушные линии — по схеме рис. 4.6, на входе соединительной линии на станции и по схеме рис. 4.2 на подходе воздушной линии к станции или к кабельной опоре, при некаблированном вводе — по схеме рис. 4.8. При отсутствии пересечений (см. п. 5.1.4) предохранители из схемы рис. 4.6 и 4.8 могут быть исключены;
при напряжении дистанционного электропитания свыше 60 В (до 450 В) разрядники типа Р-35 (см. рис. 4.6, 4.8, 5.9) должны быть заменены на разрядники с более высокими напряжениями пробоя и погасания.
Рис. 5.9. Схема защиты аппаратуры соединительных линий межстанционной связи различных систем передачи с напряжением дистанционного электропитания НУП, не превышающим 60 В, включенная в кабельные линии (подземные и подвесные с металлической и пластмассовой оболочками): 1, 3 — телефонные станции; 2 — кабельная линия (подземная или подвесная)
5.2.8. Схемы и приборы защиты аппаратуры на транзисторах различных систем передачи сельской связи, которые должны включаться в трактах высокой и низкой частот, а также в цепи электропитания усилителей, определяют при разработке систем передачи и указывают в нормативно-технической документации.
5.2.9. В абонентских пунктах, включенных в телефонные станции АТСУ 50/200 М, при новом строительстве или развитии сельской телефонной сети, а также при замене в абонентских пунктах разрядников типа УР-500 на разрядники Р-27 должны быть установлены абонентские защитные устройства типа АЗУ-4 или АЗУ-5. В абонентских пунктах, оборудованных ранее защитными устройствами типа АЗУ-1 или АЗУ-2, последние могут находиться в эксплуатации до замены их на АЗУ-4 или АЗУ-5.
5.2.10. Металлическая оболочка, экран кабелей с пластмассовой оболочкой и трос подвесных кабелей сельской связи должны быть заземлены в начале и конце кабельной линии, а также через каждые 250 м в населенных пунктах и через 2 км между населенными пунктами.
5.3. СХЕМЫ ЗАЩИТЫ НА ВВОДЕ КАБЕЛЕЙ С ПЛАСТМАССОВОЙ ОБОЛОЧКОЙ
5.3.1. Абонентские комплекты на телефонных станциях и абонентские пункты городских телефонных сетей, включенные в кабели с пластмассовыми оболочками (как подземные, так и подвесные) и проложенные в крупных городах с разветвленной сетью металлических подземных коммуникаций, защите не подлежат независимо от вида питания станции.
5.3.2. При наличии участков кабельной линии, проложенной в открытой местности (например, подвесной кабель, подвешенный на столбовых опорах), при отсутствии каких-либо сооружений, расположенных ближе 100 м от них и экранирующих кабель от разрядов молнии, в кроссе телефонной станции и в абонентских пунктах должна быть предусмотрена защита по схеме рис. 5.10 (только для цепей кабельной линии, проходящей на участке, не экранированном от ударов молнии), где I — экран или металлическая оболочка.
Рис. 5.10. Схема защиты кросса телефонной станции и абонентских пунктов при наличии участков кабельной линии, проложенной в открытой местности, при отсутствии каких-либо сооружений, экранирующих кабель от разрядов молнии: 1 — телефонная станция; 2 — кабельная линия; 3 — абонентский пункт
5.3.3. Абонентские комплекты на телефонных станциях и абонентские пункты городских телефонных сетей, включенные в смешанные линии, состоящие из подземных или подвесных кабелей с пластмассовыми оболочками и воздушных линий, где на расстоянии до 10 м отсутствуют подземные металлические сооружения, должны быть защищены по схемам:
при воздушной линии и вводе в станцию подземным кабелем - рис. 5.7;
при воздушной линии и вводе в станцию подвесным кабелем - рис. 5.8.
При новом строительстве воздушных линий связи предохранители СК-1,0, установленные на кабельной опоре (см. рис. 5.7, 5.8), при наличии пересечений с проводами 220/380 В и отсутствии пересечений с контактными сетями трамвая и троллейбуса могут быть исключены.
5.3.4. Металлическая оболочка кабелей, экран кабелей с пластмассовыми оболочками и трос, встроенный в конструкцию кабеля, при подвеске на опорах столбовых и стоечных линий должны быть заземлены в начале и конце кабельной линии, а трос при подвеске кабелей должен быть заземлен через каждые 250 м. Значение сопротивления заземляющего устройства должно соответствовать ГОСТ 464-79.
5.3.5. При отсутствии пересечений воздушной линии связи с контактными проводами трамвая и троллейбуса, а также электрическими проводами напряжением 380/220 В предохранители СК-1,0, термические катушки ТК-0,8 (ТК-0,3) и разрядники ИР-0,2 (см. рис. 5.2 - 5.8) могут быть исключены.
6. ЗАЩИТА АБОНЕНТОВ И УСТАНОВОК ПРОВОДНОГО ВЕЩАНИЯ
6.1. ЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ, ПОДКЛЮЧЕННОГО К МАГИСТРАЛЬНЫМ ФИДЕРНЫМ ЛИНИЯМ
6.1.1. Выход усилительной станции и вход трансформаторной подстанции, блок-станции или устанавливаемого на линии фидерного трансформатора при напряжении фидерной линии от 340 до 480 В должны быть защищены от опасных напряжений при грозовых разрядах и опасных токов при касании проводов РС с проводами ВЛ разрядниками ИР-0,3, ИР-0,5, ИР-0,7 и предохранителями ПР-1 (рис. 6.1 и 6.2). При напряжении фидерной линии 960 В искровые разрядники ИР-0,3 должны быть заменены на разрядники ИР-0,5.
Рис. 6.1. Схема защиты входа трансформаторной подстанции при напряжении фидерной линии от 340 до 960 В: 1 — станция; 2, 8 — кабельные вводы; 3 — выводная опора; 4, 6 — опоры; 5 — воздушная стоечная или столбовая магистральная линия; 7 — оконечная опора; 9 — трансформаторная подстанция; I — повышающий (120/240/960 В); II — понижающий (960/240/120 В) трансформаторы
Рис. 6.2. Схема защиты выхода усилительной станции при напряжении фидерной линии от 340 до 960 В: 1 — выводная опора; 2, 4 — опоры; 3 — воздушная стоечная или столбовая линия; 5 — оконечная опора; I — повышающий (120/240/960 В); II — понижающий (960/240/120 В) трансформаторы
При включении в разрез фидерной линии корректирующих трансформаторов они должны быть защищены с обеих сторон воздушной линии искровыми разрядниками ИР-0,3, включенными на клеммах обмоток трансформаторов.
Сопротивление заземления разрядников должно соответствовать значениям, указанным в п. 7.1.1.
Примечания. 1. Транзисторная аппаратура станций должна быть защищена:
на выходе станций — согласно п. 6.1.1;
на станциях — низковольтными элементами защиты (диоды, стабилитроны и т.д.). Схемы и приборы защиты определяются (учитывая типы применяемых транзисторов и требуемые параметры усилителей) при разработке аппаратуры на транзисторах.
2. К станциям радиоузла относятся: опорные усилительные станции (ОУС), блок-станции (БС), усилительные подстанции (УП), фидерные трансформаторы (ФТ), трансформаторные подстанции (ТП) и станции радиоузла при централизованном построении сети.
6.1.2. На станциях радиоузла должно быть оборудовано заземление с сопротивлением не более 10 Ом или использовано заземление трансформаторной подстанции, если она расположена на территории этого предприятия, т.е. удалена не более чем на 20 м. К этому заземлению должны быть присоединены корпуса линейных трансформаторов, провод заземления для промежуточных стоек магистральной стоечной линии (см. рис. 6.1 и 6.2) и разрядники.
6.1.3. Через каждые 2 км провод заземления должен повторно заземляться, и сопротивление заземления должно соответствовать п. 7.1.1. Допускается устройство заземлений для каждой промежуточной стойки магистральной линии с сопротивлением заземления согласно п. 7.1.1.
6.1.4. Повышающие и понижающие трансформаторы, устанавливаемые на воздушной линии без кабельного ввода, должны быть защищены искровыми разрядниками ИР-0,3 и ИР-7,0 (см. рис. 6.2).
6.1.5. Понижающие трансформаторы, устанавливаемые на фидерных отводах магистральной линии, должны быть защищены искровыми разрядниками ИР-0,3 и ИР-7,0 со стороны воздушной линии (см. рис. 6.1 и 6.2).
6.1.6. Номинальный ток предохранителей ПР-1 должен быть на 50 — 80% больше значения тока, возникающего в фидерной линии при максимальной нагрузке.
6.2. ЗАЩИТА ОБОРУДОВАНИЯ С ВКЛЮЧЕННЫМИ ФИДЕРНЫМИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫМИ ЛИНИЯМИ РС
6.2.1. Выходы станции трансформаторных подстанций, питающих распределительные фидерные цепи с номинальным напряжением до 340 В, должны быть защищены разрядниками и предохранителями (рис. 6.3).
Примечания. 1. При напряжении 120 В включается разрядник Р-35 (там, где стоят разрядники Р-350, они могут быть оставлены до замены на Р-35).
2. При напряжении фидерной линии 240 и 340 В разрядники Р-35 (Р-350) заменяются на разрядники ИР-0,3; при напряжении 240 В вместо разрядника Р-35 или Р-350 должен быть включен разрядник Р-460.
3. При отсутствии кабельного ввода разрядник ИР-0,3 заменяется на разрядник ИР-7,0.
4. Ввод может быть осуществлен неэкранированным кабелем.
Рис. 6.3. Схема защиты выхода станций и входа трансформаторных подстанций, питающих распределительные фидерные цепи с номинальным напряжением 120 В: 1 — станция или трансформаторная подстанция; 2 — кабельный ввод; 3 — выводная опора; 4 — фидерная линия; I — понижающий трансформатор (960/240/120 В)
6.2.2. Сопротивление заземления станции и подключенных разрядников должно быть не более 10 Ом. Величина сопротивления заземления разрядников, удаленных от станции, включаемых на проводах воздушных линий, берется согласно данным п. 7.1.1.
6.2.3. Включение элементов защиты на выводной опоре и разрядников ИР-7,0 на расстоянии 150 — 200 м от выводной опоры не требуется, если на расстоянии до 200 м от опоры включен абонентский трансформатор. Если абонентский трансформатор расположен на расстоянии свыше 200 м от выводной опоры, то на ней должен быть установлен разрядник ИР-0,3, а при включении абонентского трансформатора на расстоянии свыше 300 м необходимо включить также разрядник ИР-7,0 (см. рис. 6.3).
6.2.4. Предохранители типа СН-1,0 при рабочем токе более 1 А должны быть заменены на другие предохранители с номинальным током, превышающим максимальный рабочий ток, протекающий по фидерной цепи, на 50 — 60% (предохранители типа ПР-1 и др.).
6.2.5. На фидерных цепях, экранированных по всей длине от ударов молнии различными сооружениями или близко расположенными деревьями, подключение искровых разрядников к проводам воздушной линии не требуется. В этом случае разрядники должны быть включены только на станции.
6.3. ЗАЩИТА АБОНЕНТОВ И ОБОРУДОВАНИЯ НА АБОНЕНТСКИХ ЛИНИЯХ
6.3.1. Для защиты абонентов и оборудования на столбовых и стоечных воздушных линиях должны быть подключены разрядники и предохранитель (рис. 6.4).
Рис. 6.4. Схема защиты абонентов и оборудования на столбовых и стоечных воздушных линиях: 1 — фидерная линия; 2 — абонентский трансформатор; 3 — абонентская линия; I — III — 1 - 3-я опоры; IV — разрядники трансформатора
6.3.2. Разрядники ИР-7,0 должны быть включены также на всех опорах, от которых имеются вводы в общественные здания и предприятия.
6.3.3. На абонентских линиях длиной не более 100 м включение разрядников ИР-0,3 и ИР-7,0 не требуется.
6.3.4. На участках столбовых линий, не имеющих отводов к абонентам, разрядники ИР-7,0 не устанавливаются.
6.3.5. На абонентских цепях, подвешенных на собственных опорах радиоузла, экранированных по всей длине деревьями или различными сооружениями, а также на цепях, подвешенных на опорах ВЛ напряжением 380/220 В или совместно с фидерными цепями РС, включение разрядников ИР-7,0 не требуется.
6.3.6. Если абонентская линия не имеет пересечений с линиями ВЛ напряжением 380/220 В, а также с контактными проводами трамвая и троллейбуса и не подвешена совместно на опорах ВЛ напряжением 380/220 В, то предохранитель СН-1,0, включенный во вторичную обмотку трансформатора, может быть исключен.
6.3.7. Абонентские вводы проводов РС в абонентские пункты должны выполняться на расстоянии не менее 1,5 м от ввода проводов ВЛ и не выше проводов ВЛ.
6.3.8. При включении высоковольтных абонентских трансформаторов на магистральных фидерных линиях (типа ТАВ-10) должны быть включены:
разрядники ИР-0,5 — к выводам обмоток высокого напряжения трансформатора;
разрядники ИР-0,3 — к выводам обмоток низкого напряжения.
6.3.9. Трансформаторы на абонентских кабельных линиях, подвешенных на опорах или проложенные в земле, при применении кабелей с изолированными оболочками должны быть защищены разрядниками ИР-0,3, присоединенными к выводам обмоток абонентских трансформаторов (рис. 6.4) без включения предохранителей.
6.3.10. Сопротивление заземления разрядников должно соответствовать п. 7.1.1.
6.4. ЗАЩИТА КАБЕЛЬНЫХ ВСТАВОК И КАТУШЕК ПУПИНИЗАЦИИ
6.4.1. Кабельные вставки и катушки пупинизации, которые могут быть включены в разрез воздушных и смешанных линий РС, должны быть защищены от опасных напряжений, возникающих при грозовых разрядах, разрядниками ИР-0,3 и ИР-7,0 (рис. 6.5). При напряжении фидерной линии 960 В разрядники ИР-0,3 заменяются на разрядники ИР-0,5. На линиях, экранированных по всей длине другими сооружениями, установка разрядников ИР-7,0 не требуется.
Рис. 6.5. Схема защиты кабельных, вставок (а) и катушек пупинизации (б), включенных в разрез воздушных и смешанных линий РС
6.4.2. При применении для кабельных вставок кабелей с металлической оболочкой или экранированных, металлические оболочки и экран должны быть заземлены в начале и в конце кабельной вставки. Сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом.
6.5. ЗАЩИТА АППАРАТУРЫ НА ВВОДЕ ПРИЕМНЫХ АНТЕНН
6.5.1. Аппаратура на вводе приемных антенн должна быть защищена от атмосферных перенапряжений разрядниками Р-350 и ИР-0,3 (рис. 6.6). Разрядники ИР-0,3 и Р-350 должны устанавливаться в помещении станции в закрытых коробах по возможности вблизи ввода антенн.
Рис. 6.6. Схема защиты аппаратуры на вводе приемных антенн
6.5.2. В качестве заземления для разрядников (рис. 6.6) используется заземление станции радиоузла.
6.5.3. Радиоприемники, в которые включается ввод от антенн для приема ультракоротких волн (УКВ), дополнительной защиты не требуют, так как антенны постоянно заземлены.
6.6. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЗАЩИТА НА ФИДЕРНЫХ ЦЕПЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ 480 — 960 В
6.6.1. На фидерных цепях с номинальным напряжением 480 — 960 В дополнительно устанавливается защитное устройство, автоматически выключающее питание фидерной цепи в случае ее повреждения (обрыв проводов, заземления и т.д.).
6.6.2. В качестве защитного могут быть применены устройства, обеспечивающие отключение питания фидерной цепи при ее повреждении и не вносящие заметных изменений в электрические параметры этой цепи. Для фидерных цепей промышленностью изготавливаются защитные устройства АЗФ. На магистральных цепях такое защитное устройство должно быть предусмотрено в шкафах СВК или аппаратуре АВКТ. Допустимые индуцируемые напряжения в фидерных цепях при включении АЗФ приведены на с. 7.
6.6.3. Для обеспечения устойчивости работы защитного устройства в условиях влияния со стороны ВЛ или контактной сети ЭЖД переменного тока применяются защитные фильтры, обеспечивающие нормальную работу АЗФ при наличии на проводах магистрального фидера длительно индуцированной продольной ЭДС до 250 В и кратковременно (1 — 2 с) индуцированной до 1000 Вэфф.
6.7. ВКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ
6.7.1. Разрядники Р-35, Р-350 и предохранители СН-1,0 (СК-1,0) должны включаться в цепи при помощи специальных держателей.
6.7.2. Для установки искровых разрядников типа ИР-0,3 в цепи с рабочим напряжением до 340 В могут использоваться коробки каскадной защиты или другие конструкции, имеющие искровые разрядники с регулируемыми воздушными промежутками.
6.7.3. Искровые разрядники ИР-0,5 на магистральных фидерах с напряжением 480, 960 В (рис. 6.1) устанавливаются на изоляторах с пробивной прочностью не менее 3 кВ.
6.7.4. Установка искровых разрядников ИР-7,0 на опорах и стойках фидерных и абонентских линий может выполняться согласно схеме рис. 4.28 или применением коробки каскадной защиты (см. рис. 4.26).
6.7.5. Разрядники Р-35, предохранители СН-1,0 и искровые разрядники ИР-0,3 устанавливаются в шкафах ШКМ (ГОСТ 12025-75).
7. ЗАЗЕМЛЕНИЕ
7.1. НОРМЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЙ
7.1.1. В зависимости от удельного сопротивления грунта величины сопротивлений заземляющих устройств искровых разрядников ИР-7, ИР-10, ИР-15 ИР-20 каскадной защиты, искровых разрядников ИР-0,2 и ИР-0,3 при установке их на опорах, смежных с кабельной опорой или станцией, молниеотводов, устанавливаемых на опорах воздушных линий, троса и металлических оболочек кабелей, подвешенных на опорах воздушных линий, должны быть не более значений, приведенных в табл. 7.1.
| Удельное сопротивление грунта, Ом·м | До 100 | Свыше 100 до 300 | Свыше 300 до 500 | Свыше 500 до 1000 | Свыше 1000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сопротивление заземляющего устройства, Ом, не более | 20 | 30 | 35 | 45 | 55 |
7.1.2. Сопротивления защитных заземляющих устройств для вводных, кабельных и других опор междугородных линий связи, на которых включаются искровые разрядники ИР-0,2 и ИР-0,3 или газонаполненные разрядники, должны быть не более значений, указанных в табл. 7.2.
| Удельное сопротивление грунта, Ом·м | До 100 | Свыше 100 до 300 | Свыше 300 до 500 | Свыше 500 до 1000 | Свыше 1000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сопротивление заземляющего устройства, Ом | 5 | 7 | 9 | 12 | 18 |
7.1.3. Сопротивление защитных заземляющих устройств для разрядников ИР-0,3, включаемых для защиты запирающих катушек в третьих цепях, также должны быть не более значений, указанных в табл. 7.1.
7.1.4. Сопротивление заземляющих устройств для угольных разрядников типа УР-500 или газонаполненных разрядников типа Р-27, устанавливаемых в кабельных ящиках на стыках проводов воздушных линий ГТС и СТС с кабельными линиями, а также для пунктов установки блокираторов, должны быть не более значений, указанных в табл. 7.3.
| Удельное сопротивление грунта, Ом·м | До 100 | Свыше 100 до 300 | Свыше 300 до 500 | Свыше 500 |
|---|---|---|---|---|
| Сопротивление заземляющих устройств, Ом | 10 | 15 | 20 | 25 |
7.1.5. Сопротивление линейных защитных заземляющих устройств на линиях радиотрансляционных узлов для искровых разрядников ИР-0,3, ИР-0,5 и ИР-7,0 (см. рис. 6.1 - 6.5) также должны быть не более значений, указанных в табл. 7.1.
7.1.6. Сопротивление линейных защитных заземляющих устройств для молниеотводов на опорах воздушных РС должны быть не более значений, приведенных в табл. 7.4.
| Удельное сопротивление грунта, Ом·м | До 100 | Свыше 100 до 300 | Свыше 300 до 500 | Свыше 500 до 1000 | Свыше 1000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сопротивление заземляющего устройства, Ом | 30 | 45 | 55 | 65 | 75 |
7.1.7. Сопротивления заземляющих устройств для абонентских пунктов (см. рис. 4.14, 5.1, 5.3 и 5.4), для понижающих трансформаторов таксофонных кабин и молниеотводов, устанавливаемых на опорах воздушных линий, также должны быть не более значений, указанных в табл. 7.4.
7.1.8. Нейтраль обмоток трансформаторов силовой трансформаторной подстанции и собственной электростанции, питающей оборудование предприятий связи или станцию радиотрансляционного узла, должна быть присоединена к защитному или рабочему защитному заземляющему устройству. При этом заземляющее устройство для указанного выше предприятия и для трансформаторной подстанции может быть общим, если трансформаторная подстанция расположена на территории этого предприятия.
Сопротивление защитного или рабочего защитного заземляющего устройства при удельном сопротивлении грунта до 100 Ом x м должно быть не более 2 Ом для установок напряжением 660/380 В; 4 Ом — напряжением 380/220 В и 8 Ом — напряжением 220/127 В. При удельном сопротивлении грунта \rho>100\text{Ом } \cdot \text{м} допускается повысить значение сопротивления заземляющего устройства в \rho/100 раз, но не более чем в десять раз.
7.1.9. Сопротивление защитного или рабочего защитного заземляющего устройства должно быть не более значений, указанных в п. 7.1.8 для усилительных станций и подстанций, а для трансформаторных подстанций звуковой частоты — не более 10 Ом.
7.1.10. В городской местности на домах с металлической кровлей вместо устройства заземления допускается соединение корпуса абонентского трансформатора и токоотвода от искровых разрядников с кровлей около стойки, если сопротивление заземления этой кровли не превышает значений, указанных в табл. 7.1.
7.1.11. При эксплуатации заземляющих устройств следует проверять их сопротивления с периодичностью: 2 раза в год — летом (в период наибольшего просыхания грунта) и зимой (в период наибольшего промерзания грунта) — на междугородных, городских и сельских телефонных станциях, телеграфных станциях, трансляционных, оконечных и абонентских пунктах; 1 раз в год — летом (в период наибольшего просыхания грунта) — на станциях и подстанциях радиотрансляционных узлов; 1 раз в год — перед началом грозового периода (апрель-май) — на воздушных линиях связи и радиотрансляционных сетей, у кабельных опор на которых установлены средства защиты, на абонентских пунктах телефонных и радиотрансляционных сетей.
7.2. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ
7.2.1. Заземляющее устройство (заземление) состоит из одного или нескольких металлических электродов (заземлителей), помещенных в почву на глубину от 0,7 (в южных районах, где грунт не промерзает глубже 0,5 м) до 1,5 м и соединенных между собой стальной шиной или проволокой. Стальные шины и проволока используются также для протяженных заземлителей.
Заземлитель характеризуется величиной сопротивления растеканию постоянного тока или тока промышленной частоты. Это сопротивление пропорционально удельному сопротивлению грунта и является функцией геометрических размеров и расположения заземлителя в грунте.
7.2.2. При проектировании и устройстве заземлений рекомендуется предварительно измерить удельное сопротивление грунта, в котором предполагается прокладывать заземление. Удельное сопротивление грунта измеряется либо методом четырех электродов, и потом по палеткам определяется действующее удельное сопротивление (при многослойном грунте), либо так называемым методом «пробного электрода». Для этого в грунт забивается вертикальный заземлитель (труба диаметром 40 — 50 мм или уголковая сталь 40 x 40 или 45 x 45 мм) длиной 2 — 2,5 м и измеряется его сопротивление (прибором М-416 или ИСЗ). Тогда действующее удельное сопротивление грунта \rho_{\text{д}} = 2\pi R_{0}l/ln(4l/d) , где R_{0} — измеренное сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом; l — длина заземлителя, м; d — диаметр трубы.
Если применяется уголковая сталь, вместо диаметра трубы в эту формулу следует подставить величину d_{\text{у}} = 0,95b , где b — ширина стороны уголка.
7.2.3 В зависимости от требуемой величины сопротивления заземления, Ом, рекомендуется применять:
при 30 Ом и более — протяженные заземлители;
от 15 до 30 Ом — вертикальные одиночные или многоэлектронные заземлители;
до 15 Ом — многоэлектродные или глубинные заземлители.
7.2.4. Во всех грунтах (кроме скалистых и вечномерзлых) с удельным сопротивлением до 200 Ом x м для устройства защитных, линейных защитных и измерительных, а также рабочих заземлений, соединенных с отрицательным полюсом источника питания, предусматривать электроды из круглой стали диаметром 12 мм и длиной 5 м по ГОСТ 2590-71.
7.2.5. Электроды из круглой стали вворачиваются в грунт при помощи приспособлений ПЗД-12 на базе бензодвигателя пилы «Дружба» или ПВЭ на базе электросверлилки.
7.2.6. Для контуров заземления из круглой стали в качестве соединительной полосы следует применять полосовую сталь сечением 40 x 4 мм (ГОСТ 103-76). Расстояние между электродами 5 м или, при технико-экономическом обосновании, 10 м.
7.2.7. Если запроектировано применение электродов из круглой стали, удельное сопротивление грунта определяется на глубине расположения электрода, т.е. 5 м.
7.2.8. Число электродов из круглой стали диаметром 12 мм в контуре в зависимости от нормируемой величины сопротивления заземления и удельного сопротивления грунта определяется расчетом.
7.2.9. В качестве вертикальных стержневых заземлителей длиной до 3 м используют уголковую сталь 40 x 40 x 4, 45 x 45 x 4, 50 x 50 x 4 мм и т.д. (рис. 7.1, а).
Рис. 7.1. Заземлитель вертикальный из угловой стали (а); протяженный вытянутый (б): 1 — стальная оцинкованная проволока, d = 4 — 5 мм; 2 — хомут из перевязочной проволоки, d = 2 мм; 3 — витки, которые надо пропаять или проварить; 4 — угловая сталь; 5 — токоотвод из стальной проволоки, d = 5 мм
Значения величин сопротивления одиночного стержневого заземлителя из уголковой стали 40 x 40 x 4 мм при длине заземлителя от 1 и 2 м, верхний конец которого заглублен на 0,7 м от поверхности земли, приведены в табл. 7.5.
7.2.10. В качестве протяженного заземлителя используется стальная оцинкованная проволока диаметром 4 — 5 мм и длиной до 12 м (рис. 7.1, б). Увеличение длины заземлителя свыше 12 м нецелесообразно, так как в этом случае сопротивление заземления уменьшается незначительно. Значения величин сопротивления протяженного заземлителя из проволоки диаметром 4 мм, уложенного на глубине 0,7 м, приведены в табл. 7.6.
| Длина заземлителя, м | Сопротивление заземлителя, Ом, при удельном сопротивлении грунта, Ом·м | ||||||||
| 10 | 25 | 50 | 80 | 100 | 200 | 300 | 500 | 1000 | |
| 4 | 3,6 | 7,8 | 18 | 29 | 21 | 69 | 110 | 170 | 370 |
| 8 | 2,0 | 5,0 | 10 | 16 | 20 | 40 | 60 | 100 | 200 |
| 12 | 1,4 | 3,0 | 7 | 11 | 15 | 29 | 45 | 70 | 130 |
7.2.11. Если при установке одиночного заземлителя не получается требуемая величина сопротивления заземления, то оборудуются многоэлектронные заземлителя (рис. 7.2).
Рис. 7.2. Многоэлектродные заземлители: а — из нескольких электродов угловой стали (или стальных труб); б — двухлучевой протяженный; в — трехлучевой протяженный; г — четырехлучевой протяженный; д — единичные электроды, расположенные по замкнутому кругу; 1 — проволока стальная, d = 4 — 5 мм; 2 — витки, которые надо проварить (8 шт.); 3 — проволока перевязочная, d = 2 мм; 4 — витки, которые следует проварить; 5 — витки перевязочной проволоки, которые надо проварить (25 шт.); 6 — стальная труба; 7 — опора
При устройстве заземлений из нескольких стержней последние в зависимости от местных условий могут быть забиты в один или несколько рядов либо в виде замкнутого контура (прямоугольника, круга). Чтобы уменьшить взаимное экранирование стержней, расстояние между ними должно быть не меньше удвоенной длины электрода. Расстояние между рядами должно быть не меньше половины длины одного ряда.
7.2.12. Если для получения требуемого сопротивления заземления необходимо забить в грунт больше 8 стержней, то используют заглубленные и глубинные заземлители длиной от 5 до 30 м, с тем чтобы достичь влагонасыщенных, хорошо проводящих слоев грунта.
7.2.13. Перед забивкой к каждой трубе заземления (стержню) приваривают проволоку диаметром 4 — 5 мм. Для этого на расстоянии 50 и 80 мм от конца трубы просверливают два сквозных отверстия. Наружную сторону стержня на длине 30 мм по обе стороны отверстия очищают, конец проволоки пропускают через верхнее отверстие в стержне и приваривают.
После забивки приваренные к стержням проволоки свивают, укладывают в канаву глубиной 0,7 — 1,2 м и выводят на поверхность земли около опоры или стены здания (см. рис. 7.2, а). На расстоянии 0,5 м от поверхности земли проволоки скрепляют хомутом из перевязочной проволоки и проваривают. Два конца проволоки прокладывают по опоре или по стене здания. Места сварки проводов со стержнями и между собой дважды покрывают асфальтовым лаком. Стержневые заземлители из уголков можно соединять стальной полосой, которая приваривается к каждому стержню.
7.2.14 Сопротивление, Ом, вертикального стержня
R = \frac{\rho}{2\pi l} ln \frac{4l(l + 2h)}{d(l + 4h)} ,
где \rho — удельное сопротивление грунта, Ом x м;
h — расстояние от поверхности земли до верхнего конца трубы, м;
Если заземлитель делается из уголка, вместо d следует подставлять величину 0,95b, где b — ширина полки уголка.
7.2.15. Общее сопротивление, Ом, многоэлектродного заземлителя R_{0} = R/n\eta , где R — сопротивление одиночного заземлителя, Ом; n — число заземлителей; \eta — коэффициент использования, учитывающий взаимное экранирование заземлителей.
7.2.16. Сопротивление заземления в виде вытянутой металлической полосы R = (\rho/\pi l)ln(1,5l \sqrt{bh}) , где l — длина заземлителя, м; b — ширина полосы, м; h — глубина прокладки полосы, м.
Сопротивление заземлителя в виде проволоки определяется по этой же формуле; в нее вместо b подставляют 2d, где d — диаметр проволоки.
7.2.17. Общее сопротивление нескольких вертикальных заземлителей одинакового сопротивления, соединенных параллельно с помощью горизонтальных заземлителей (полос или провода): R_{\text{общ}} = R_{1}R_{2}/(n\eta_{2}R_{1} + \eta_{1}R_{2}) , где R_{1} — сопротивление вертикального заземлителя (трубы или уголка), Ом; \eta_{1} — коэффициент использования протяженных заземлителей, которыми является соединительная шина или провод; \eta_{2} — коэффициент использования вертикальных заземлителей; n — число вертикальных заземлителей.
Коэффициенты использования \eta параллельно уложенных полосовых заземлителей (ширина полосы b = 20 — 40 мм, глубина заложения h = 30 — 100 см) приведены в табл. 7.7.
| Длина каждой полосы, м | Число параллельных полос | Расстояние между параллельными полосами, м | ||||
| 1,0 | 2,5 | 5,0 | 10,0 | 15,0 | ||
| 15 | 2 | 0,63 <*> | 0,75 <*> | 0,83 <*> | 0,92 <*> | 0,96 <*> |
| 5 | 0,37 | 0,49 | 0,60 | 0,73 | 0,79 | |
| 10 | 0,25 | 0,37 | 0,49 | 0,64 | 0,72 | |
| 20 | 0,16 | 0,27 | 0,39 | 0,57 | 0,64 | |
| 25 | 5 | 0,35 | 0,45 | 0,55 | 0,66 | 0,73 |
| 10 | 0,23 | 0,31 | 0,43 | 0,57 | 0,66 | |
| 20 | 0,14 | 0,23 | 0,33 | 0,47 | 0,57 | |
| 50 | 2 | 0,60 <*> | 0,69 <*> | 0,78 <*> | 0,88 <*> | 0,93 <*> |
| 5 | 0,33 | 0,40 | 0,48 | 0,58 | 0,65 | |
| 10 | 0,20 | 0,27 | 0,35 | 0,46 | 0,53 | |
| 20 | 0,12 | 0,19 | 0,25 | 0,36 | 0,44 | |
7.2.18. Приблизительно число одиночных заземлителей, необходимых для устройства многоэлектродного заземлителя (из уголковой стали или труб) n = R_{0}/0,8R , где R_{0} — сопротивление заземления одиночного заземлителя, Ом; R — требуемая величина сопротивления, Ом.
Коэффициент использования \eta заземлителей из труб или уголков, размещенных в ряд без учета влияния соединительной полосы, приведен в табл. 7.8.
Коэффициент использования \eta заземлителей из труб или уголков, размещенных по контуру без учета влияния полосы связи, приведен в табл. 7.9.
Коэффициенты использования \eta соединительной полосы в ряду из труб или уголков приведены в табл. 7.10.
| Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине a/l | \eta при числе труб (уголков) в ряду n | |||||||
| 4 | 5 | 8 | 10 | 20 | 30 | 50 | 65 | |
| 2 | 0,89 | 0,86 | 0,79 | 0,75 | 0,56 | 0,46 | 0,36 | 0,34 |
| 3 | 0,92 | 0,90 | 0,85 | 0,82 | 0,68 | 0,58 | 0,49 | 0,47 |
Коэффициент использования \eta соединительной полосы в контуре из труб и уголков приведены в табл. 7.11.
Коэффициенты использования \eta многолучевых заземлителей приведены в табл. 7.12.
7.2.19. В реальных условиях земля часто имеет многослойное строение, однако для практических расчетов достаточно представлять землю в виде двухслойной структуры. В этом случае сопротивление, Ом, вертикального заземлителя R = \frac{1}{2\pi[(h/\rho_{1}) + (l - h)/\rho_{2}]} ln \frac{4l}{d} , где \rho_{1} , \rho_{2} — удельное сопротивление верхнего и нижнего слоев, соответственно, Ом x м; h — глубина верхнего слоя, м; l — длина заземлителя, м; d — диаметр заземлителя, м.
7.2.20. На рис. 7.3 приведены номограммы для определения длины глубинного заземлителя, начинающегося от поверхности земли, по заданной величине его сопротивления и известным h, R, \rho_{1} и \rho_{2} .
Рис. 7.3. Номограмма для определения длины глубинного заземлителя
Порядок расчета следующий. Из точки на оси абсцисс, соответствующей толщине верхнего слоя h, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с соответствующей линией \rho_{2}/\rho_{1} . Из полученной точки проводят прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с соответствующей линией \rho_{2}/R в левой части графика. Опуская перпендикуляр из полученной точки на левую ветвь оси абсцисс, находят искомое значение длины глубинного заземлителя.
На рис. 7.3 ход вычислений показан штриховой линией: для h = 15 м, \rho_{1} = 500\text{Ом } \cdot \text{м} , \rho_{2} = 100\text{Ом } \cdot \text{м} , R = 20 Ом, определяем, что l = 18,5 м.
7.2.21. Заземлители необходимо располагать так, чтобы токоотводный провод занимал центральное место и был удален от крайних элементов заземлителя не более чем на 12 м. Если это условие невыполнимо, то делают несколько токоотводов. Если заземление устраивают для кабельного ящика, запирающей или дренажной катушки, то от заземлителей вдоль опоры прокладывают два токоотвода из проволоки диаметром 4 — 5 мм; один из них присоединяют к корпусу кабельного ящика или к заземляющему зажиму запирающей катушки, а другой прокладывают до вершины опоры.
7.2.22. Если расстояние между воздушной линией и магистральной кабельной линией меньше 1,5h (где h — высота опор линии) при \rho \leq 500\text{Ом } \cdot \text{м} или менее 25 м при \rho>500\text{Ом } \cdot \text{м} , то заземления для искровых разрядников ИР-7, ИР-10, ИР-15 и ИР-20 должны быть выносными и удалены от кабельной линии на расстояние не менее 25 м в соответствии с Руководством по защите междугородных подземных кабелей связи от ударов молнии (М.: Связь, 1975).
7.2.23. Для разрядников, расположенных внутри зданий, токоотводы от заземлителей прокладывают по стене до ввода в здание. Перед вводом в здание проводник от заземлителей припаивают к изолированному проводу сечением не менее 1,5 мм2 и через отдельное отверстие в стене проводят непосредственно к разрядникам. Молниеотвод, прокладываемый по стене здания, должен быть закрыт деревянной рейкой на высоту 2,5 м от уровня земли.
7.2.24. Металлическую оболочку и броню кабелей использовать в качестве заземления запрещается.
7.2.25. В качестве заземлителя абонентской аппаратуры СТС и защиты абонентов и оборудования на абонентских линиях могут быть использованы водопроводные трубы. В этом случае проводник присоединяют к водопроводной трубе в соответствии с рис. 7.4 <*>.
<*> Размеры даются в миллиметрах.
Рис. 7.4. Устройство заземления с использованием в качестве заземлителя водопроводной трубы: 1 — витки, которые следует спаять между собой с помощью хомутика; 2 — провод сечением не менее 1,5 мм2; 3 — болт М6 x 15; 4 — гайка; 5 — хомут; 6 — свинцовая прокладка; 7 — водопроводная труба
7.2.26. В качестве токоотвода и заземлителя могут быть использованы оттяжки опор, если их сопротивление удовлетворяет нормам, приведенным в § 7.1. При этом оттяжки должны располагаться от подземных кабелей на расстоянии не ближе 25 м.
7.2.27. Сопротивление заземления необходимо измерять сразу же после его устройства. После этого сопротивление заземления измеряют с периодичностью, приведенной в п. 7.1.11.
7.3. УСТРОЙСТВО ЗАЗЕМЛЕНИЙ В ГРУНТАХ С ВЫСОКИМ УДЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
7.3.1. При устройстве заземлений в грунтах с высоким удельным сопротивлением следует принимать во внимание, что основную роль в создании сопротивления растеканию тока играют близлежащие к заземлению слои грунта. Чтобы снизить сопротивление заземления, нужно уменьшить удельное сопротивление грунта лишь на небольшом расстоянии (1,5 — 2,5 м) вокруг заземлителя. В этом случае хорошего результата можно достигнуть, если обрабатывать грунт веществами, имеющими сравнительно высокую проводимость (уголь, глина).
7.3.2. В местностях, где над каменистым или песчаным грунтом имеется наносный слой с высокой проводимостью, который не промерзает на всю толщину в зимнее время, заземлители необходимо делать протяженными и располагать в непромерзающей части наносного слоя.
7.3.3. Если наносный слой земли с высокой проводимостью отсутствует или имеет небольшую величину (до 20 см), то снизить сопротивление заземления можно следующим образом. Для каждого стержневого заземлителя в грунте делают котлован радиусом 1,5 — 2,5 м и глубиной, равной длине забиваемого стержня плюс 0,8 м (рис. 7.5).
Рис. 7.5. Устройство заземления в грунте с высоким удельным сопротивлением: 1, 3 — насыпной и основной грунты; 2 — заземлитель
После установки заземлителя котлован заполняют грунтом с высокой удельной проводимостью и утрамбовывают его. При устройстве заземлений, состоящих из нескольких стержней, стержни соединяют после неполной засыпки котлована. В качестве грунта-заполнителя может быть применен любой грунт, имеющий удельное сопротивление в 5 — 10 раз меньше удельного сопротивления основного грунта. Если заземление устраивают в песчаном или каменистом грунте, то заполнителями могут быть глина, торф, чернозем, суглинок, шлак и т.п.
7.3.4. Снизить сопротивление заземлителя в грунтах с высоким удельным сопротивлением можно путем обработки этого грунта поваренной солью. На рис. 7.6 <*> показаны в разрезе устройства стержневого и протяженного заземлителей при обработке грунта поваренной солью.
<*> Размеры даются в миллиметрах.
Рис. 7.6. Устройство заземлителей 1 с искусственной обработкой грунта: а — стержневого; б — протяженного
Канаву со средним диаметром 0,8 м вокруг стержневого заземлителя наполняют солями или смесью измельченного грунта и поваренной соли. Соль берется из расчета 8 — 10 кг на каждый метр стержневого заземлителя. Точно так же канавки около протяженного заземлителя заполняют смесью грунта с поваренной солью из расчета 16 кг на каждый метр заземлителя (по 8 кг на метр с каждой стороны). При обработке почвы солью сопротивление заземлений снижается в несколько раз. Каждые два-три года обработку грунта солью повторяют.
7.3.5. В ряде случаев хорошего результата можно добиться путем устройства глубинных заземлителей длиной до 10 м, которые целесообразно выполнять из прутков диаметром 10 — 20 мм и погружать в землю неразрезанными, вворачивая их с помощью переносных вращательных станков (двигатель от бензопилы «Дружба», электродрель с редуктором и т.п.). Для облегчения вворачивания конец прутка специальным образом обрабатывают (рис. 7.7 <*>, а). Заземлители длиной от 10 до 15 м выполняют из секций длиной 1,5 — 2 м (рис. 7.7, б), которые забивают в грунт с помощью вибромолота ВМ-2.
<*> Размеры даются в миллиметрах.
Рис. 7.7. Глубинный заземлитель из прутка: а — конец прутка для заземлителя; б — секция заземлителя
Когда забита первая секция, к ней присоединяют вторую, процесс повторяют, и т.д. Соединение секций — сварное либо резьбовое. При сочленении внутрь высверленного отверстия заливают расплавленный свинец, который при забивке стержней растекается и обеспечивает хороший контакт между секциями.
Секция, погружаемая первой, имеет заостренный нижний конец, на верхний конец надевают колпачок, предохраняющий ее от расплющивания.
Если грунт каменистый или скальный, то установка глубинных заземлителей возможна лишь при предварительном бурении. Для этой цели используются бурильные агрегаты ОБУ-150 ЗИФ, СБУ-300 ЗИФ (на автомашинах), УТБ-50, АВВ-ТМ-100, БТС-50, БТС-100, БТС-150 (на тракторах), станок ударно-канатного бурения БУ-2ОМ и др.
7.3.6. При оборудовании заземлений в районах многолетней мерзлоты возникают большие трудности, обусловленные высоким удельным сопротивлением грунта, которое в десятки, сотни и даже тысячи раз больше сопротивления тех же пород в талом состоянии.
Из естественных сред наиболее благоприятными для размещения заземлителей являются:
непромерзающие и непересыхающие водоемы (пруды, реки, озера и т.д.);
талики в относительно тонкодисперсных отложениях;
хорошо проводящие рудные тела, угольные пласты и зоны тектонических нарушений;
некоторые типы мерзлых коренных пород (глинистые сланцы, кайнотипные эффузивы);
тонкодисперсные отложения с массивной криогенной структурой.
Неблагоприятны для заложения заземлителей водоемы, основным источником питания которых являются дождевые и талые воды снежников и ледников, талики в грубообмолочных породах ввиду их относительно высокого удельного сопротивления и его значительных сезонных вариаций.
Использование вышеперечисленных факторов при сооружении заземлителей является обязательным.
7.3.7. При устройстве заземлений в районах вечной мерзлоты по возможности надо использовать естественные заземлителя, в качестве которых могут служить существующие обсадные и водоподъемные трубы скважин, проложенные в земле, водопроводные трубы и другие металлические не прокрытые изоляцией трубопроводы (за исключением трубопроводов горючих жидкостей, а также горючих и взрывчатых газов), железобетонные фундаменты сооружений, металлические изолированные оболочки кабелей, металлические ограды, имеющие надежное соединение с землей, и т.п.
7.3.8. При наличии вблизи заземляемого объекта водоема любых геометрических размеров, рудной жилы, таликов в относительно тонкодисперсных отложениях и других мест с грунтом, имеющим значительно меньшее удельное сопротивление, чем в месте установки объекта, необходимо оборудовать выносное заземление. Длина соединительного провода до выносного защитного заземлителя не должна превышать 25 — 30 м, а при оборудовании рабочего заземления 500 — 800 м.
В качестве заземляющих электродов при устройстве выносных заземлений используются:
листы железа с минимальной площадью 0,75 м2 и толщиной 5 мм;
сетка размером 5 x 5 или 10 x 10, сваренная из стальных полос 40 x 4 мм с размером ячейки 400 x 400 мм;
стержневые электроды, выполненные из профильной стали или из труб длиной 1,5 — 2 м с минимальной площадью поперечного сечения 75 мм2 и толщиной стенок 4 мм.
7.3.9. На мощных мерзлых тонко- и среднедисперсных породах рекомендуется применять глубинные (трубчатые) заземлители с искусственной обработкой грунта (рис. 7.8).
Рис. 7.8. Глубинный трубчатый заземлитель: 1 — тело заземлителя (труба с перфорацией); 2 — тонкодисперсный грунт; 3 — полоса для вывода заземлителя; 4 — теплоизолятор; 5 — обсадная труба; 6 — пеновоздушная катушка; 7 — труба для заливки раствора; 8 — талые породы; 9 — мерзлые породы
Оптимальная длина рабочей части заземлителя 15 — 20 м, диаметр от 3/4 до 5» (0,019 — 0,13 м). Трубы малого диаметра до 1» (0,025 м) соединяются в параллельные плети и свариваются по длине в четырех-пяти местах.
Для повышения эффективности работы заземлителей нижнюю часть трубы на расстоянии 5 м необходимо перфорировать (сделать 20 — 25 отверстий диаметром 0,8 — 1,5 см на квадратный метр).
Внутрь тела заземлителя для постоянной эксплуатации вставляется труба-насадка длиной 2 — 3 м, которая имеет теплоизоляцию в нижней части (несколько слоев полиэтиленовой пленки, кабельный пластикат), предохраняющую от интенсивного промерзания грунта в верхней части скважины. Через трубу-насадку внутрь тела заземлителя заливают горячий раствор поваренной соли (25 — 40 кг на трубу) для оттаивания ледяных пропластов между фракциями породы в нижней части скважины. Нельзя заливать раствор между стенками скважины и перфорированной трубой, так как в этом случае возможны обвалы стенок скважины. В зависимости от категории мерзлого грунта и мощности ледяных включений и пустот в нижней части скважины требуется 100 — 150 л горячего раствора.
Пространство между стенками скважины и телом заземлителя заполняется смесью горячего соляного раствора (10 — 15%) с просеянными тонкодисперсными породами (гумусированные породы, мелкий песок, суглинки, глина).
Для избежания резкого увеличения сопротивления заземлителя перемешивание смеси и заполнение затрубного пространства следует производить при положительной температуре. Влажность смеси доводится до такой степени, при которой еще не теряется свойство сыпучести (должна образовываться творожистая масса, исключающая возможность прилипания к стенкам скважины). Засыпка верхней части скважины (1,5 — 2 м) от поверхности земли производится без засоления грунта сухими тонкодисперсными породами.
Бурение скважины для установки глубинного заземлителя производится до глубины, превышающей рабочую длину заземлителя на 1,5 — 2 м. При механическом бурении сыпучемерзлых грунтов обсадные трубы извлекаются только после засыпки тела заземлителя на 1/2 длины. Допускается в верхней части скважины оставлять обсадную трубу на длине примерно 3 — 5 м от поверхности земли.
Во избежание каверн и пустот в скважине должна производиться утрамбовка грунта в течение всего времени заполнения скважины грунтом.
Обработку солью следует повторять через каждые два-четыре года, а также при значительном увеличении сопротивления заземлителя в зимний период. Время работ по повторной солевой обработке — осенне-поздний период, до появления первых заморозков.
7.3.10. При мощных мерзлых горизонтах грубодисперсных пород и слабом снеговом покрове рекомендуется установка глубинных (трубчатых, ленточных, уголковых) заземлителей длиной 20 — 100 м в скважины, пробуренные через толщу многолетнемерзлого грунта до слоев земли с высокой проводимостью (рудные включения, межмерзлотные и подмерзлотные талые грунты и т.д.) без солевой обработки.
При бурении скважины необходимо периодически контролировать сопротивление растеканию тока опущенного в забой бурового снаряда, которое должно быть приблизительно равно сопротивлению заземлителя, установленного в скважине. При снижении сопротивления до заданной величины проходку можно прекратить.
7.3.11. Наиболее благоприятное время производства работ по установке заземлителей — сентябрь и первая половина октября, до появления первых заморозков.
7.3.12. При необходимости получения стабильной величины сопротивления заземления в районах многолетней мерзлоты заземлители целесообразно располагать в слое с постоянной температурой либо в поверхностном слое, но при этом применять меры по утеплению поверхности земли в местах расположения заземления. Для утепления поверхности рекомендуется засыпать площадь над контуром теплоизолирующими материалами (например, опилками) толщиной до 0,5 м. Площадку засыпают в конце осени, до наступления морозов. Весной настил обязательно снимают, чтобы земля могла прогреваться солнцем. Снежный покров поверх настила является дополнительный теплоизолирующим средством. Для задержания снега вокруг площадки устанавливают щиты.
7.3.13. Хорошие результаты при устройстве заземлений в районах вечной мерзлоты получаются при использовании в качестве заземлителей обсадных труб геологических скважин.
При устройстве глубинных заземлителей в районах многолетней мерзлоты обсадную трубу устанавливают лишь в самом начале скважины (на глубину деятельного слоя 3 — 3,5 м), а заземлитель выполняют из стальной полосы сечением 4 x 40 мм2, которую опускают в скважину с помощью груза в виде удлиненной болванки массой 40 — 50 кг, укрепленной на конце полосы (рис. 7.9). Саму скважину заполняют тонкодисперсной смесью глины с солью (10 — 15%). Влажность смеси доводится до такой степени, при которой еще не теряется свойство сыпучести. Заполнение скважины производится при положительной температуре.
Рис. 7.9. Заземлитель вертикальный ленточный: 1 — вечномерзлый грунт; 2 — деятельный слой; 3 — обсадная труба; 4 — стальная проволока или шина; 5 — скважина; 6 — груз
8. ЗАЩИТА ОПОР ОТ РАЗРУШЕНИЯ ПРИ ПРЯМЫХ УДАРАХ МОЛНИИ
8.1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
8.1.1. Для защиты опор воздушных линий связи и РС от разрушения при прямых ударах молнии применяются молниеотводы, состоящие из трех элементов: молниеприемника, непосредственно воспринимающего прямой удар молнии, токоотвода, соединяющего молниеприемник с заземлителем, и заземлителя, служащего для отвода тока молнии в землю.
8.1.2. В зависимости от вида молниеотводы разделяются на стержневые и тросовые.
Стержневые молниеотводы выполняются в виде вертикальных заземленных стержней, устанавливаемых на защищаемом сооружении или вблизи него. На воздушных линиях связи и РС стержневые молниеотводы большей частью выполняются из стальной проволоки диаметром 4 — 5 мм, прокладываемой по опорам воздушных линий.
Тросовые молниеотводы выполняются в виде тросов или стальных проводов диаметром 4 — 5 мм, подвешенных над защищаемым сооружением на столбах, стойках или деревьях. Расстояние от защищаемого сооружения до троса должно быть не менее 3 м.
8.1.3. Защитное действие молниеотвода характеризуется его зоной защиты, т.е. тем пространством, которое можно считать достаточно надежно защищенным от попадания молнии. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода представляет собой вертикальный конус, вершина которого совпадает с вершиной молниеотвода, а основанием служит окружность радиусом 1,5 высоты молниеотвода (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода: 1 — земля; 2 — граница зоны защиты; 3 — радиус зоны защиты на уровне h_{x} ; 4 — молниеотвод
Горизонтальное сечение зоны защиты на высоте h_{x} от земли представляет собой круг радиусом r_{x} , называемый радиусом защиты: r_{x} = h_{\text{а}}1,5(1 + h_{x}/h) , где h_{x} — высота сечения зоны защиты; h_{\text{а}} = h - h_{x} — активная высота молниеотвода; h — высота молниеотвода от поверхности земли.
8.2. ЗАЩИТА ДЕРЕВЯННЫХ ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ И РС ПРИ ПОМОЩИ МОЛНИЕОТВОДОВ
8.2.1 Защите от разрушения при прямых ударах молнии подлежат опоры:
водные, кабельные, контрольные, сложные, угловые и мачтовые;
промежуточные, поврежденные разрядами молнии, а также установленные взамен разрушенных разрядами молний;
на которых включаются искровые разрядники ИР-0,3, ИР-7, ИР-10, ИР-15, ИР-20, РБ-280;
на которых установлены газонаполненные разрядники для защиты от опасного влияния ВЛ;
установленные на участках пересечения воздушной линии связи (или РС) с ВЛ и контактной сетью ЭЖД.
Защита осуществляется устройством стержневых (линейных) молниеотводов, устанавливаемых непосредственно на опорах. Величина сопротивления заземления для опор без разрядников выбирается согласно табл. 7.4, а при установке на опоре соответствующих разрядников — по данным табл. 7.1 - 7.3.
8.2.2. Для устройства стержневого молниеотвода на деревянных опорах от их вершин прокладывают стальную проволоку 2 диаметром 4 — 5 мм (или две длины проволоки диаметром 3 мм) и прибивают к опоре скобами 1 из той же проволоки через каждые 300 мм (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Устройство молниеотводов на опорах воздушных линий: 1 — скоба; 2 — токоотвод из стальной проволоки, d = 4 — 5 мм; 3 — заземлитель
8.2.3. Для обеспечения безопасности обслуживающего линейного персонала, работающего на опорах, оборудованных молниеотводами на участке сближения и пересечения с ВЛ и контактной сетью ЭЖД, а также на угловых, мачтовых, промежуточных и переходных опорах (за исключением кабельных, вводных, контрольных и опор, где включаются разрядники ИР-0,3, ИР-7,0, ИР-10, ИР-15, ИР-20 и РБ-280), токоотводы должны иметь разрыв на высоте 1,5 +/- 0,2 м размером 50 мм. В месте разрыва проволоку к опоре прикрепляют скобами. Если опора имеет оттяжку, то на последней для изоляции ее от заземлителя используют орешковый изолятор типов ИТФ3 — ИТФ4 (в зависимости от вида оттяжки), который устанавливают на расстоянии 2500 мм от поверхности земли (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Устройство токоотвода с разрывом 50 мм и оттяжки к опоре с применением орешковых изоляторов: 1 — токоотвод; 2 — изолятор орешковый; 3 — разрыв (150 мм)
8.2.4. На тех деревянных опорах, на которых разрядники не устанавливают, т.е. на промежуточных, сложных, угловых и переходных, токоотвод выполняют согласно рис. 8.4, а. Стальная проволока на комлевой части опоры является заземлителем.
Рис. 8.4. Устройство молниеотводов на промежуточных, сложных, разрезных и угловых деревянных опорах (а): 1 — скоба; 2 — токоотвод из стальной проволоки, d = 4 — 5 мм; 3 — заземлитель; на деревянных опорах с железобетонными приставками при отсутствии на опорах разрядников (б): 1 — деревянная опора; 2 — хомут из стальной проволоки, d = 4 мм; 3 — железобетонная приставка; 4 — конец токоотвода
Примечание. В этом устройстве токоотводы также должны иметь разрыв 150 мм, как это показано на рис. 8.3.
8.2.5. Железобетонные опоры оборудуют молниеотводами только в том случае, если на них установлены газонаполненные разрядники Р-35, Р-350, РБ-280 или искровые разрядники ИР-0,3, ИР-7, ИР-10, ИР-15, ИР-20. Молниеотводы на опорах ПО, ПОН (ТУ 948-73) и других выполняют следующим способом. На торцах опоры обнажают один из арматурных стержней, к которому с обеих сторон приваривают проволоку диаметром 4 — 5 мм (или две длины проволоки диаметрам 3 мм), затем от верхней части арматуры опоры эту проволоку прокладывают по траверсам к искровым разрядникам или присоединяют к кабельному ящику. От нижней части арматуры опоры приваренную проволоку присоединяют к заземлению. Место присоединения проволоки к арматуре замазывают бетоном. На железобетонных опорах СНВ 25,0-7,5 (ТУ 45-1399-81) арматурные стержни для устройства молниеотводов на торцах опоры не обнажают, так как молниеотвод с заземляющими выпусками заложен в тело опоры. В вершине опоры длина заземляющего выпуска 300, в комле 2000 мм. Токоотвод и заземлитель на железобетонных опорах типа СНВ 2,50-7,5 при установке разрядников выполняют согласно п. 8.2.7 и в местах пересечения токоотводов, заземлителей с заземляющими выпусками производят сварку.
На всех остальных железобетонных опорах (разрезных, сложных, угловых, промежуточных) установка молниеотводов не требуется.
8.2.6. Молниеотводы на деревянных опорах с железобетонными приставками, на которых не установлены разрядники, устраивают согласно рис. 8.4, б, т.е. токоотвод прокладывают по деревянной опоре и заканчивают у нижнего хомута, крепящего опору и приставку, с заделкой токоотвода под хомут.
8.2.7. Токоотводы для разрядников ИР-7,0, ИР-10, ИР-15 и ИР-20 при крюковом профиле и расположении проводов с двух сторон опоры следует выполнять прокладкой двух токоотводов на опоре, не касаясь крюков, согласно рис. 8.5, а, а при траверсном профиле — прокладкой токоотводов по краю траверсы, не касаясь штырей и соединением их с токоотводом, прокладываемым по опоре при помощи скобок (рис. 8.5, б). Стальные траверсы на опорах должны быть соединены с токоотводом, прокладываемым по опоре.
Рис. 8.5. Устройство токоотвода для разрядников ИР-7,0, ИР-10, ИР-15 и ИР-20 при крюковом (а) и траверсном (б) профилях: 1 — токоотвод из стальной проволоки, d = 4 — 5 мм; 2 — место пересечения токоотводов, в котором надо забить скобу; 3 — заземлитель
8.2.8. При устройстве заземлений для стоек прокладка токоотводов может производиться непосредственно по крышам и стенам зданий. Токоотводы по крышам из легковоспламеняющихся материалов (солома, тростник и т.п.) следует прокладывать на расстоянии 10 — 15 см от поверхности крыши. На этом расстоянии от поверхности крыши должна быть укреплена доска (рейка, жердь), на которой на изоляторах и размещают токоотвод (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Устройство токоотвода на крыше из легковоспламеняющегося материала: 1 — оттяжка; 2 — штырь; 3 — изолятор ТФ; 4 — деревянная рейка; 5 — стальная проволока, d = 4 — 5 мм
Заземлители следует располагать на расстоянии не менее 0,5 — 0,8 м от фундамента здания и на расстоянии не менее 4 — 5 м от входа в здание или пешеходных дорог. Токоотводы следует прокладывать в свободных и доступных местах на расстоянии не менее 4 — 5 м от входа в здание или пешеходных дорог.
8.2.9. На кабельных, вводных, контрольных опорах и на опорах, на которых расположены искровые (ИР-0,3, ИР-7, ИР-10, ИР-15, ИР-20) и газонаполненные (Р-35, Р-350, РБ-280) разрядники, токоотводы (заземляющие спуски), не имеющие разрыва, должны быть закрыты по всей длине опоры деревянной рейкой (желобом), чтобы электромонтеры, работая на опоре, не могли коснуться непосредственно токоотвода «когтями» (рис. 8.7).
Рис. 8.7. Конструкция токоотвода для опор с разрядниками на воздушных линиях связи: I — хомутик; II — рейка
Примечание. Рейка II может быть цельной или составной из отрезков длиной 2 — 2,5 м, низ ее крепится к опоре двумя гвоздями.
Для защиты устройств проводной связи и радиотрансляционных сетей от возникновения в них опасных напряжений применяют разрядники, от больших токов — предохранители.
Разрядники, представляющие собой пару электродов, размещенных на определенном расстоянии друг от друга в открытом виде или в газонаполненном стеклянном или керамическом герметическом баллоне, включают между проводами линий связи и заземлением.
Разрядники характеризуются следующими параметрами:
статическое напряжение пробоя — значение медленно нарастающего напряжения, приложенного к электродам разрядника, при котором происходит электрический пробой. Скорость нарастания напряжения должна быть такова, чтобы не вызывать изменения величины статического напряжения пробоя;
импульсное (динамическое) напряжение пробоя — значение импульсного напряжения, приложенного к электродам разрядника, при котором происходит электрический пробой. За типовой испытательный импульс напряжения принимается импульс со скоростью нарастания фронта в 1 кВ/мкс. При увеличении скорости нарастания фронта импульса значение импульсного напряжения пробоя возрастает;
время горения — время, которое необходимо разряднику для возвращения в непроводящее состояние из-за воздействия на него тока сопровождения. Зависит от величин напряжения и тока сопровождения;
ток сопровождения — ток от источника дистанционного питания, протекающий через сработавший разрядник;
остаточное напряжение — напряжение на электродах разрядника в режиме протекания тока через разрядник. Зависит от величины тока через разрядник и его конструкции;
напряжение погасания — наибольшее постоянное напряжение, приложенное к зажимам разрядника, при котором можно ожидать погасания разрядника и возвращения его в непроводящее состояние после воздействия на разрядник импульса тока в конкретных условиях включения его в схему. Зависит от тока сопровождения и амплитуды импульса тока;
пропускная способность по переменному току — способность разрядника пропускать переменный ток определенной величины в течение определенного времени без механического повреждения и изменения параметров;
импульсная пропускная способность — способность разрядника пропускать определенное количество импульсов тока определенной формы и амплитуды без механического повреждения и изменения параметров;
межэлектродная емкость — емкость разрядника между его зажимами, измеренная в непроводящем состоянии;
сопротивление изоляции — сопротивление между зажимами разрядника, измеренное в непроводящем состоянии;
время восстановления — время, за которое разрядник восстанавливает свои электрические параметры после прекращения горения. Параметры основных разрядников, применяемых в сооружениях связи, приведены в табл. П.1. Необходимо отметить, что параметры разрядников зависят от температуры и относительной влажности окружающей среды, степени отвода тепла от разрядника, воздействия ионизирующих излучений и электрических полей.
Предохранитель СН-1,0 — трубчатый с ножевыми наконечниками, имеет плавкую вставку из двух спиралей (стальная проволока диаметром 0,4 мм по 14 — 15 витков), опаянных между собой легкоплавким сплавом.
Предохранитель СК-1,0 — трубчатый с коническими наконечниками, имеет такую же плавкую вставку, как СН-1,0.
Предохранитель СН-0,15 — трубчатый с ножевыми наконечниками, имеет плавкую вставку из двух спиралей из стальной проволоки.
Предохранитель СК-0,15 — трубчатый с коническим наконечником, имеет такую же плавкую вставку, как СН-0,15.
Предохранитель ПН-15 — трубчатый с ножевыми наконечниками, состоит из стеклянной трубки диаметром 7 мм, в которой помещена плавкая вставка из медной проволоки в виде прямой нити диаметром 0,31 мм.
Предохранитель ТК-0,25 (ТК-0,3) — термическая катушка, состоящая из латунного стержня и обмотки.
Предохранитель высоковольтный ВП-6 — трубчатый с коническими наконечниками. Диаметр фарфоровой трубки 25 мм, длина 110 мм, внутри которой помещена плавкая вставка из медной проволоки d = 0,2 мм. Плавкая вставка намотана на керамическом сердечнике диаметром 10 мм с расстоянием между витками 5 мм. Пространство между керамическим сердечником и патроном предохранителя заполнено кварцевым песком.
Данные, характеризующие предохранители, приведены в табл. П.2.
В схемах защиты уплотненных цепей для снижения помех в каналах связи включают дренажные катушки. При работе разрядников, включенных в цепях связи, происходит почти полное закорачивание проводов, приводящее к ухудшению качества телефонно-телеграфной связи. Кроме того, вследствие неодинаковых параметров двух разрядников, включенных в одной цепи, разрядники могут срабатывать неодновременно, в результате чего возникают уравнительные токи, создающие значительные помехи в каналах связи. При включении дренажных катушек закорачивания цепей связи не происходит и значительно уменьшается разница во времени срабатывания обоих разрядников. Вследствие этого помехи в каналах связи резко сокращаются.
Дренажные катушки состоят из двух одинаковых обмоток, помещенных на один кольцевой сердечник. Индуктивность каждой обмотки при частоте тока 800 Гц составляет 0,16 Гн, сопротивление обмоток постоянному току не превышает 2,8 Ом. Затухание, вносимое катушкой в линию, составляет: при частоте 0,8 кГц — 0,35 дБ; 5 кГц — 0,17 дБ; 150 кГц — 0,09 дБ. Асимметрия обеих половин обмоток должна быть при частоте 150 кГц не менее 60 дБ, при меньшей асимметрии дренажных катушек эффективность их действий уменьшается.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗАЗЕМЛИТЕЛЕЙ
Величина сопротивления заземлителя из угловой стали или трубчатого заземлителя, Ом, определяется приближенно по формуле
R = \frac{\rho}{2\pi l} ln \frac{4(l + 2h)l}{d(l + 4h)} , (1)
где \rho — удельное сопротивление грунта, Ом x м;
d — ширина наружной стенки угловой стали (или внешний диаметр трубы), м;
h — расстояние от поверхности земли до верхнего конца трубы, м.
Из формулы (1) следует, что увеличение h, т.е. глубины закопки заземлителя, мало сказывается на величине сопротивления заземления. Так, увеличение от 0,7 до 1,4 м (т.е. вдвое) дает уменьшение сопротивления заземления лишь на 2%. Увеличение целесообразно лишь в случаях, когда необходимо оборудовать заземление с большой стабильностью сопротивления заземления или достичь слоев с малым удельным сопротивлением грунта.
Поскольку внутренние поверхности угловой стали, применяемой в качестве заземлителя, меньше участвуют в растекании тока в земле ввиду их взаимного экранирования, то для более точного определения сопротивления заземления по формуле (1) следует вносить поправку. В этом случае вместо d следует подставлять d_{\text{э}} , т.е. эквивалентную ширину стенки угловой стали с учетом взаимного экранирования: d_{\text{э}} = 0,95b , где b — ширина полки. Например, для угловой стали 60 x 60 мм d_{\text{э}} = 0,95 \times 60 = 0,57\text{мм} . После подстановки в формулу (1) получим, что сопротивление заземления будет отличаться на 1,5%, если вместо d подставить d_{\text{э}} .
Сопротивление трубчатого заземлителя (или заземлителя из угловой стали), Ом, верхний конец которого остается над поверхностью земли (например, в случае устройства временных заземлителей)
R = \frac{\rho}{2\pi l} ln \frac{4l}{d} ,
где l — длина заземлителя, находящегося в земле, м.
Сопротивление протяженного вытянутого заземлителя, Ом, в виде металлической полосы
R = \frac{\rho}{\pi l} ln \frac{1,5l}{\sqrt{bh}} , (2)
где h — глубина прокладки полосы, м;
Сопротивление протяженного заземлителя, Ом, в виде вытянутой металлической проволоки, часто применяемой для устройства заземлений на линиях связи и РС
R = \frac{\rho}{\pi l} ln \frac{l}{\sqrt{dh}} , (3)
Формула (2) и (3) применимы при следующих условиях: l >> d, h >> d, h >> b и l >> b.
Диаметр проволочного заземления мало влияет на изменение величины сопротивления. Увеличение длины протяженного заземлителя более 10 — 12 м также мало влияет на его сопротивление. Исходя из этого рекомендуется применение протяженных заземлителей из стальной проволоки диаметром 4 — 5 мм и длиной до 12 м.
Сопротивление глубинного заземлителя, Ом, начинающегося от поверхности земли при двухслойном строении грунта
R = \frac{1}{2\pi[h/\rho_{1} + (l - h)/\rho_{2}]} ln \frac{4l}{d} .
Приближенное значение необходимой длины глубинного заземлителя l = h(1 - \rho_{2}/\rho_{1})/(1 - R_{2}/R_{1}) , где R_{2} = \rho_{2}ln(4l/d)/2\pi l ; R_{1} — сопротивление стержня длиной l, помещенного в грунт с сопротивлениями \rho_{2} и \rho_{1} соответственно.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ
