^ Влияние радиостанций на линии связи

Источниками внешних влияний на цепи связи являются линии электропередачи (ЛЭП), электрифицированные железные дороги (ЭЖД), мощные радиостанции (РС), атмосферное электричество, индустриальные помехи, электрифицированный городской транспорт и др..
Электромагнитное влияющее поле в общем случае может содержать как поперечные ( и ), так и продольные ( и ) компоненты. Влияния поперечного электромагнитного поля проявляются при асимметрии проводников в поперечном сечении кабеля. Влияние продольного поля проявляется при продольной омической асимметрии проводников, а также при ёмкостной асимметрии цепей относительно оболочки (рис. 9. 1). При внешних влияниях преобладает влияние продольных компонент.

Рис. 9. 1 – Влияние за счёт поперечного а) и продольного б) полей
При внешних влияниях источники полей, как правило, находятся на достаточном удалении от цепей связи ( ).
В этом случае влияния определяются также различием постоянных составляющих отдельных участков цепи, и влияния возникают в цепи «проводник – земля» (оболочка).
Для внешних влияний характерны:

- разные длины влияющих, подверженных влиянию и третьих цепей;

- малое затухание источников влияний (ВВЛ, ЭЖД).

Различают следующие виды внешних влияний (рис. 9. 2):

- электрическое, обусловленное действием электрической составляющей поля;

- магнитное, обусловленное действием магнитной составляющей поля;

- гальваническое, появляющееся вследствие наличия в земле блуждающих токов; эти токи создаются ВВЛ, использующими землю в качестве обратного провода, заземлителями.

Рис. 9. 2 – Виды внешних влияний: E – электрическое, H – магнитное, I – гальваническое; ВЛ- высоковольтная линия, ЛС – линия связи

По степени интенсивности влияния делятся на опасные и мешающие.
^ Опасные влияния угрожают жизни обслуживающего персонала и могут привести к повреждению аппаратуры. Опасным считается напряжение и ток .
Мешающие влияния приводят к появлению помех, шумов, искажений, нарушению нормальной работы средств связи; мешающими считаются напряжение , ток .
Внешние влияния подразделяются на длительные ( с) и кратковременные ( с).
Действия внешних источников бывают как постоянными, так и случайными.
Внешние влияния, в зависимости от их природы, действуют как на металлические кабели, так и на оптические.

^ Влияние атмосферного электричества
Опасному влиянию атмосферного электричества подвергаются как воздушные, так и кабельные линии связи. На территории Украины грозы наблюдаются повсеместно, число грозовых дней в году в отдельны районах в среднем достигает 25 – 30.
Вероятное число повреждений кабелей молнией характеризуется плотностью повреждений – общим числом отказов в связи, отнесённых к 100 км. трассы кабельной линии в год и определяется формулой

где N – общее число опасных попаданий молнии в кабель; K – период, за который произошло N повреждений, лет; L – длина трассы, км.
Опасность повреждения кабельной линии зависит от состояния грунта и проводимости оболочки кабеля. Опасность повреждения кабеля возрастает в грунтах с большим сопротивлением (песке, глине и др. ) и при больших сопротивлениях оболочки. Опасность повреждения кабеля с алюминиевой оболочкой меньше, чем со стальной. На оптические кабели, имеющие металлические оболочки и металлические броневые покровы, атмосферное электричество действует также, как и на обычные кабели. Оптические кабели имеют чаще всего гофрированные алюминиевые оболочки, что снижает вероятность повреждения этих кабелей атмосферным электричеством.
Молния – электрический разряд через воздух. Путь, образованный разрядом атмосферного электричества, называется каналом молнии. Канал молнии имеет примерно следующие параметры:

- напряжение до В;

- ток в канале до 20 – 30 кА;

- длительность удара 0, 3 – 0, 5 с;

- основная частота колебаний 5 – 10 кГц;

- длина канала молнии 2 – 3 км;

- температура в канале до .

На проводах воздушных линий связи вследствие электростатической индукции при грозовых разрядах возникает высокое напряжение, что представляет опасность для станционной аппаратуры. При прямом попадании молнии в ВЛС могут расплавиться её провода, опоры же при прямом попадании молнии разрушаются. Для защиты ВЛС от атмосферного электричества применяется каскадная защита, молниеотводы.
Повреждения кабеля от попадания молнии следующие:

- расплавление свинцовый оболочки под действием высокой температуры;

- обгорание изоляции, внешних неметаллических покровов;

- расплавление жил кабеля;

- разрушение внешней металлической оболочки на расстоянии до 10 м от места прямого попадания молнии, образование вмятин, прогибов вследствие расширения образовавшихся от горения газов;

- пробой изоляции кабеля.

Молнией чаще поражаются высокие наземные предметы, поэтому кабель прокладывается на расстоянии от кромки леса или от одиноко стоящих деревьев. При попадании молнии в дерево возникают значительные токи, которые могут попасть через корни деревьев на кабель (рис. 9. 3).

Рис. 9. 3 – Действие молнии на кабель: а) непосредственное попадание; б) через дерево

Для уменьшения опасного воздействия атмосферного электричества на ЛС проводятся следующие мероприятия:

- применение грозостойких кабелей с повышенной проводимостью оболочки (алюминиевой, медной) и с повышенной изоляцией;

- включение в монтажных муфтах малогабаритных разрядников;

- применение грозозащитных тросов, которые прокладываются над кабелем;

- на волоконно–оптических линиях связи целесообразно применение ОК, не содержащих металлических элементов;

- на станционных сооружениях устанавливаются молниеотводы, вертикальные вводы и аппаратура защищаются также разрядниками.

^ Влияние радиостанций на линии связи

Радиостанции оказывают мешающее влияние на высокочастотные каналы связи, если их рабочие частоты совпадают с диапазоном ВЧ систем.
На ЛС оказывают непосредственное влияние радиостанции длинноволнового (30 – 300 кГц) и средневолнового (300 – 3000 кГц) диапазонов. Больше всего подвержены влиянию радиостанций вертикальные провода – вводы цепей в станцию. Наиболее мощными являются радиостанции, работающие на большие расстояния.
Степень мешающего влияния радиостанций зависит от следующих факторов:

- излучаемой радиостанцией мощности;

- взаимного расположения ЛС и радиостанции;

- проводимости земли.
Радиостанции создают вертикальную составляющую электромагнитного поля (рис. 9. 4) затухающую по закону, мВ/м:

где P – мощность излучения радиопередатчика; - волновое число для свободного пространства; F – коэффициент ослабления поля за счёт земли; r – расстояние от радиостанции до линии, км.
За счёт конечной проводимости земли появляется горизонтальная составляющая (рис. 9. 4) поля, мВ/м:

,
где - длина волны, м; - проводимость земли, См/м.
Этой составляющей определяются помехи в линии связи. Мешающее влияние увеличивается при увеличении частоты и уменьшении проводимости земли. Наибольшее влияние возникает в кабелях, проложенных в грунтах с высоким сопротивлением (глина, пески, скальные грунты). Грунты с высокой проводимостью экранируют в некоторой степени горизонтальную составляющую электрического поля.
Взаимное расположение ЛС и радиостанции существенно сказывается на интенсивности влияния. Это расположение характеризуется углом взаимного расположения (рис. 9. 5). В этом случае справедливо .

Рис. 9.. 5 – Влияние радиостанций на ЛС при различных длинах линии
При перпендикулярном расположении ЛС относительно направления распространения поля радиостанции влияние минимально, максимальное влияние возникает при совпадении трассы ЛС и направления распространения волны передатчика радиостанции.
Из рисунка 9. 6 следует, что существует для зоны влияния. В зоне I, с увеличением r увеличивается, соответственно увеличиваются влияния. Во второй зоне при увеличении расстояния r влияния уменьшается. Максимальное влияние возникает при .
Зона действия радиостанции на симметричный кабель составляет 3, 5 – 8 км. в зависимости от материала оболочки, на коаксиальный - до 3, 5 км, на оптический кабель радиостанция, естественно, не действует. На ВЛС зона влияния радиостанции составляет 500 – 1000 км.

12 3 4 5 Следующая ⇒