где Тф[г-начальное ; проводимость земли, См/м; Л.-, - в1 ли, м; / - длине пробега волны, i

е напряжение

(2.29)

[ости фронта волны, нкс; ов -удельная а подвеса провода над поверхностью зен- j г-я -волновое сопротивление ВЛС, Оц, взаимодевствие воли перенлефяжения с входными цепями РЭС (табл. 2.14). I Для количествеиной оценки процессов иа нагрузках входных цепей РЭС I при воздействии набегающих с ВЛС волн перепаирнжений (рис. 2.19, а) исполь- 1 зуют схему замещения (рнс. 2.19,6), е которой ЭДС источника равна удвоенно- [ му напряжению падающей волны, внутреннее сопротивление i волновому сопротивлению линии z и к источнику подклк нагруэЕШ Z .

Если Z =Z(p) записать в операторной форме, то изобр, на сопротивлении нагрузки

и,(р) - 2(7, (р) Z (р)/2 (р) -г г. ]

где U\{p)-изображение напряжения падающей волны.

2.3. ПОДЗЕМНЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

Подземные кабельные линии связи как коаксиальные системы

Нвиболее распространенными типами иодэемньсх кабельных линий связи (ПКЛС) являются, симметричные кабе.чи с одной или несколькими защитными металлическими обо.10чками поверх которых может находиться или отсутство-нетъ дополнительный с.чой изоляции от земли; н реже - коаксиальные кабели с защитной метал-чической оболочкой. Как Видно, любой нз используемых типов ПКЛС представляет собой коакспальнуго систему, состоящую из одного и.щ несколы(Нк центральных проводников (жил кабеля) и. как правило, одного или двух защитных экранов (мeтaлJ]Ичecкиx оболочек), охватывающих жилы кабеля.

При грозовых воздействиях в ПКЛС возникают и распространяются на большие расстояиия волны перенапряжения. При этом, как и и случае с ВЛС, прн оценках грозовых воздействий на РЭС по трактам ПКЛС пренебрегают асимметрией жил качя, ряссиагривая их пучок как единый проводинн, который с защитной оболочкой образует простейшую коаксиальную систему.

При оценках грозовых воздействий иа ПКЛС сначала определяют уровни распредслскки тока н металлической защитной оболочке или оболочках, если ик несколько, а затем сиязанные с ними перенапряжения, возникающие в системе не doc редственно воздействуют иа

-жила - защитная оболочка , которые у входные цепи РЭС

Параметры, характеризующие ПКЛС ; параметры ПКЛС. У простейшей коаксиальной

, находящейся в земле (рис. 2.20), выделяют три основные вида несимметричных цепей: . мета.члическая оболочка-земля . *жкаа -сболочка> и (жкаа -зем.чя .

Цепь воБолочка -земля (табл. 2.1Б). С электрической точки зрения цепь представляет собой одиопроводиую линию с возвратом тока через землю. Такая линия обладает: актнвиым сопротпв-чением Ц,л (Оы/и); индуктие-иосгью Uf, (Ги/ы): емкостью Cat, (Ф/м) и ороводимостью Сов (См/ы). tjpw

Рис. 2-20. К определению параметров ПКЛС

этом полное сопротивление металлической защитной оболочки 2 6=flt.6+/(oti-e, а naнaя прок)днмосгь-Увб=С-*+У<)Сов.

Для кабелей, ие имеющих поверх наружной металлической защитной оболочки нзоляш(и (пластмассовой оболочки), емкость по отношению к земле близка к нулю и полностью шунтируется активной проводимостью цепи. Для таких кабелей УЕб=С<,б=1/Кге ЕВ, где /? (,6 - переходное сопротивление кежду металлической оболочкой кабеля и землей (Ом/м).

Длн кабеля с Hapj-жной пластмассовой оболочкой, обладающей высоким сопротивлением и малыми диэлектрическими потерими, Соб-ыСов и Yot*i<oCaa.

Полное сопротивление цепи оболочка-земля* состоит из двух составляющих: внутреннего сопротивления мвгв.члической оболочки (поверхностного сопротивления Zocr) и внешнего сопротивления Zb-

Таким образом: Zc6=Zo6 nH-ZK .

Цепь ежита -оболочк8 .Полное сопротивление этой цепн (таб.п. 217) представляется в виде суммы внутреннего сопротивлепня жилы кабеля Z . внутреннего сопротивления металлической оболочки г бвн и инешне-го сонропшлення jwL , обуслои.ченного элежпроводниковоВ индуктивностью;

Цепь (жил а -земля . Первичные параметры цепн жила - земля (табл- 2.18) определяют через первичные параметры цепи *жила - оболочка .

Вт<ч1ичиые параметры. Вторичными параметрами передачи ПКЛС являются: волновое сопротивлепие кабеля ziZ/Y и коэффициент распространения электромагнитных волн по кабелю \v~\Zy. где Z -полное продольное сопротивление единицы длины кабеля; У - полная поперечная проводимость единицы д.чины кабеля (табл. 2.19).

Полное продольное сопротивнение в общем случае состоит из трех составляющих: полного внутреннего сопротивления земли Z в , полного внутреннего Сопротивления кабетя Zhb и реактивного сопротивленки изолирующего зазора г .

Полная поперечная проводимость обычно состоит из емкостной проводиме-сти пзояяцни Ун. соединенной последовательно с ноляой проводимостью земли У*

Таблица 2.15. Первичные параметры цепи металлическая оболочка-земля

Поверхностное сопротивление, Ом/м омическое сопротивление сплош-тюй оболочки, Ом/м

омическое сопротивление ленточной оболочки, Ом/м

индуктивность ленточной оболочки, Гн/м

Zo6 п=/?об n+ycoLo6 п;

2г Гср об п - д2л ,

1.5г:а,/7, 7

Вненшее сопротивление, Ом/м

об в -

/ 0,86

об в -

Переходное сопротивление между металлической оболочкой и землей, Ом/.м

пср п

1 1,12

Полная проводимость, См/м

Уоб = /(0

. 10

Активная проводимость, См/м

Goc=ojtg6

181п(г /Г2)

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: Roc о - сопротивление оболочки кабеля при постояино.м токе, 0.м/.м; - удельная проводимость материала оболочки кабеля, См/м; г, и Гг - наружный и внутренний радиусы металлической оболочки кабеля, м; Ьэ= -(пЬД)/аэ; -число лент; Ь -толщина одной ленты, м; аэ-а+/; а - ширина ленты, м; Д - зазор между витками ленты (в случае перекрытия Д имеет знак минус), м; Гср= {г,-ьг2)/2; .ил - относительная магнитная про1нщаемость металла ленты; f - частота тока молнии, Гц; h,i - глубина закладки кабеля, м; Оз -удельная проводимость земли, См/м; г=у2гср/к; еи-относительная диэлектрическая проницаемость материала изолянионпой оболочки кабеля от земли (см. табл. 2.16); Ig 6-тангенс угла диэлектрических потерь в изоляционной оболочке кабеля (см. табл. 2.16); г -наружный радиус изоляционной оболочки, м.

Таблица 2.16. tg6 кабельных изоляционных материалов и их относительная

диэлектрическая проницаемость ен

Таблица 2.17. Первичные параметры цепи жила-оболочка

Параметр

Аналитическое выражение

Полное внутреннее сопротивление жилы, Ом/м:

омическое сопротивление, Ом/м

индуктивность, Гн/м

Rx+}(iiL

ж вя

ЮЧу (й)

ен = 0,5.10-й,(6)

Полное внутреннее сопротивление металлической оболочки, Ом/м:

омическое сопротивление сплои!-ной оболочки, Ом/м

омическое сопротивление ленточной оболочки, Ом/м

индуктивность ленточной оболочки, Гн/м

Zo6 вн - Ro6 BJ r/(oLo6 вн об ен = к. (/--гр

вненп1яя межпроводннковая индуктивность, Гн/м

об = 2 1п

\ Г2

Емкость цепи, Ф/м

об ~

£ 10

18In iri/r)

Проводимость цепи, См/м

Примечай и е. (б) и (б) - коэффициенты, учитывающие поверхностный эффект (см. табл. 2.7); Гж - радиус жилы кабеля, м; остальные обозначения соответствуют принятым в табл. 2.15.

Е параметры цепн жила-земля

Активное сопротивление, Ом/м Индуктивность, Гн/м

Емкость. Ф/ы

Проводимость, См/м

Аналнтнчесьое вы ражей

i?s=-10- - сопротивление потерь в земле, Ом/м io6B - виешння индуктивность оболочки кабеля, Гн/м Соб - емкость между оболочкой и зем.1еЯ. Ф/м СЕв=1 ?ггров - проводимость между оболочкой и землей, См/м

Полное продольное сопротивление единицы длины кабели, Ом/м.

полное внутреннее сонро-тизлеике aew.ih

Полная поперечна мость едини1Ш дл1

1 проводимость i

v.=v=/2.

примечание. В таб.таце приняты следуюдше оСозначения: вг -эквива-нтная глубина проникновения электромагаитного поля в землю, м; у -коэффициент распространения элеитромвгнитнсго поля в земле, м- ; Тс>-1,781; боб -эквивалентная г.лубнна проникновения тока в оболочку кабеля, M;dob -

Виды грозового влияния на ПКЛС

Подземные кабельные линии связи подзержены воздейстиню непосредствен-токов молнии прн прямом поражении молнией кабеля: гальвактескому влп-ию токов растекания молнии в земле и электромагнитному влиинию грозо-[x разрядов.

Воздействие токов молнии. Прямое поражение молнией ПКЛС наблюдается тогда, когда трасса ее прокладки пересекает образующиеся при стекании токов мо.-;[1ин В зеы.то искровую или стримерную зоны таб.1. 1.17). В этом случае в землю между кабелем н местом сгека[[ия тока молни[ образуется электрическая дуга, по которой ток молнии попадает иепосредственио в ПКЛС.

Прямой удар молнии в Tpaccv кабеля с металлической оболочкой вызывает появление напряжения в симметричном кабеле между защитной оболочкой и жилами и между жилами, а в коаксиальном кабеле между центральной жилой и оболочкой, выпо.1кнющей роль внешнего проводника KoaKcna.ibHoft пары.

При этом характерны два случая:

ток молвнн. попадая в кабель, ие вызывает партиения изо-тиции между

защитной оболочкой и жилами (жилой) и. растекаясь по оболочке, индуцирует в жиле кабеля тока и разность потенциалов между оболочкой и жилой;

при попаданви точа молнии в кабель происходит пробой изоляции между обапочкой и жилой, часть тока молнии попедаег в жилу кабе.тя, вызывая появление в нем перенапряжений.

Растекание тока молнии по оболочке кабеля без нарушения изоляции кабеля. В этом случае напряжение между оболочкой и жилой в месте входа тока молнии / ,еяр{-аО в оболочку кабеля

об0 = оехр(-й0 ( expjd-. (2.30)

Здесь i!d=lKRc6o!i2ia{a,+au)). где /м-амплитуда тока молнии, А; о - параметр, определяющий спад импульса тока молнии, с-; ijceu - сопротивление оболочки кабеля при постоитиом токе. Ом/м; а, и a-j-коэффициенты, учигы-; электрические параметры кабеля, которые заансят от его типа и npit-

для кабеля, металлическая оболочка которого находится в ие-посредстееином контакте с землей;

я кабеля с полной изоляцией занштной металлическсжобо-

для кабеля с изоляцией металлической оболочки, которая ге-

I / д риоднческн через расстояние i заземлека посредством зазем-I/ ii лителей с сопротиеленнем

аг=УСкоб(/?обоН-/? ); р, -удельное сопро [ емкость металлической оболочки кабели по отп : обо/ючке кабеля. Ф/м; I и оболочки кабеля, Ом/м; / ,.г. - иидvктин ля, Гн/м.

Выражение (2.30) справедливо прн следукших допутт максимальные граничные частоты спектра тока молв

Ш8гь 20... 25 кГц;

длительность импульса тока молнии при Тф<Ги

200 250 мкс;

Оы-ъ

.6 -

< ие должны превы-: должна превышать

В Виду малой асимметрии жил напряжение между жилами симметрично то кабе,чя мало по сравнению с напряжением между жилами и защитной оболочкой.