для кабеля с периодически зазем. условие l?3U-Cl/(drpCo(i.

На рис. 251 приведена форма нн лочкоГ) и жилой К8бе-1я в месте входа

В процессе распространения волны ее трансформация по форме и затухание по километр пробе:

оболочкой должно выполняться

фован!

г между обо-

1и в оболочку.

ения во кабелю происходит итуде. В среднем на каждый амплитуда волны нидуцироваиного напряжения уменьшается

I- При этом увеличиваются . фяжения.

тительаостъ фроь

н длительность импуль-

Увеличение удельного сопротав-лення земли приводит к возрастанию

индуцировааного напряжения в кабеле и уменьшению затухания его В0.1НЫ при пробеге. Наличие изоляции оболочки кабеля от земли влечет as собой значительное увеличение напряжения в нем по сравнению с кабелем, имеющим хороший коитаит защитной металлической оболочки с землей. Наличие у кабели изолирующего шланга аквивалентно почве, окружающей кабель с p,=Mo/2C<,oRw-Заземлекне мета.1лической оболочки благоприятно сказывается на снижение величины индуцированного в кабеле напряжения.

Нарушение изоляции кабеля в месте входе тока молнии, в этом случае жила в е входа тока молнии оказывается замкнутой на оболочку и ток молнии бу-дат растекаться в разные стюны от места его входа по обо-ючке и жиле.

в кабеле между его жвлой и оболочкой,

Рис. 2.21. Форма индуцироианного напряжения между оболочкой и жилой ПКЛС в месте входа тока молнии в ее оболочку без нарушения изоляции кабеля

Тогда

X,t)F{a X, t)\.

(2.31)

2 t a.ax\

где F (K. jf, t) = exp (- at) y= j exp (1= - d~.

обоэнач Напряже1а[е i л=0 (/жсб-О, за

1Я coOTBercTBiw npi

пь кабеля различно I иа пряжение между оболочкой удаления от точии входа тока молнии возрастает до чания, а в дальнейшем незначительно уменьшаете! кабеля.

Напряжение между оболочкой и жилой кабеля достигает

изменяется следующим образом; при жилой кабеля по мере )его максимального зка-а большом протяжении

) ыаксиму-

а при

In 1/

ДЛЯ кабеля с непрерывно заземленной

оболочкой;

для кабеля с полностью изо.чированпой оболочкой;

для кабеля с периодически заземленной оболочкой.

П0Л1

ксныуиу. ряспреде-

Наиболее удален максимум напряжения в кабеле i ной защитной оболочкой. Причем напряжение, близкое

лено на большой протяженности кабеля.

Прямое воздействие токон молннн на ПКЛС приводит не только к возникновению в них перенапряжений, приводящих к нарушениям и.юляции кабеля, но и к механическим и термическим повреждеш1ЯМ его защитной оболочки (возникновениям вмятин, сплю]г[иванию кабеля, прогораниям оболочке кабеля или полному его перегоранию).

Практически важным является определение ожидаемого числа прямых ударов молнии в трассу ПКЛС, приводящих к повреждению кабеля. В случае прокледии кабеля по открытой местности полное омидаемое чисчо повреждений кабели от прямых ударов молнии

Л= 0.067н,/, ( jk. (2.32)

где я, число грозовых часов за год для дайной местности; i -длина участка кабеля, км; ? -коэффициент, заансящнн от удельного сопротив ли р, (9=2,5-10-3 =3,6-]0- , A-i.

при р,<500 Ом-м и /j=15-10-s при рз>1000 Ом-м); А=

Зешп

Рис, 252. К определен ческого в-ишиня токов растекрния молнии на ПКЛС

рового зазеилнтеля (рис. 252). то жи.той кабеля в точке, которая бЛ1

Гальваническое ванвние. Если удар иолвнн в землю гроисиодиг на расстояниях от трассы ПКЛС, бо,тьших. чем рясстоннис перетрытпн электртческой дугой МОЛНИЙ и аемде, то подземный кабель подвержен гальваническому влиянию токов растекания молнии и связанных с ними повышенных потенциалов.

Если представить влияние на хорошо зазвмлеьшый кабель искровой зоны

воздействие возбужденного полуша-разкссть поте)1ииалов между оболочкой и те всего иахояится К месту удара молннн.

. (/)= ехр (-Я/) 2

f exp(t=T. (2.33)

]-2u,o,o

,e ,=0,6... 0.8 - коэффи!

Выражение (2 33) справедл1[В0 для глубин закладки кабеля /Гк<:5 м. При ом большим значениям pi соответствуют большие значении Аг.

Форма индуцированного в кабеле напряжения соответствует приведенной на рнс. 2.21.

Электромагнитное влияние. Подземные кабельные линии связи подвержены индукционному влиянию облачных (внутриоблачных) разрядов и влиянию ГЭМИ грозовых разрядов облако -земля в дальней зоне-излучения.

Индукционное влияние. Ввиду экранирующего эффекта земли ПКЛС подвержены только магнитному влиянию канала молнии облачного разряда, магнитное поле которого охватывает параллельный каналу молнии участок кабеля (рнс. 2.23) и индуцирует в нем продольную ЭДС.

Зепля

yyjy/ / ,\/ / / у / / / , .f / . J. J J J /\. V

Рнс. 2.23. К определению индукционного влияния облачных разрядов иа ПКЛС

Напряжение между жилой и заземленной оболочкой кабеля на участке длиной /м, подверженном влиянию канала молнии, при условии, что узм<1 (где Ys - коэффициент распространения электромагнитной волны в цепи оболочка- земля ), в зависимости от /со

об = 0,5/ЪЛ, ,/ /Zoo , (2,34)

где Мк м к - коэффициент взаимной индуктивности между каналом молнии и оболочкой кабеля, Гн/м; Zcb к - сопротивление связи оболочки кабеля (см. табл. 2.21), Ом/м; Zoo - продольное полное сопротивление цепи оболочка - зе.мля , Ом/м.

Если учесть, что спектр частот облачных разрядов значительно выше, че.\1 облако - земля, то полное продольное сопротивление цепи оболочка - земля можно принять Zo6/o)Lo6 (где Lt - индуктивность единицы длины оболочки кабеля, Гн/м).

Тогда Д.ЧЯ кабеля, имеющего тонкую защитную оболочку, для которой С!сб<6об (где -толщина защитной оболочки, а боб-эквивалентная глубина проникновения тока в оболочку кабеля), .можно принять Zc.bk~/?o6o. и напряжение в кабеле

ж со (0 =

(2.35)

где 7?об о - сопротивление единицы длины оболочки кабеля при постоянном токе, Ом/м; Mkmk~.Uo/4:t при <:/ /м, Гн/м.

В этом случае форма паводки в ПКЛС повторяет форму Тока молнии.

В л и я н и е ГЭМИ. ПКЛС, как и ВЛС в дальней (волновой) зоне излучения молнии, подвержены влиянию вертикально поляризованной электромагнитной волны.

Пусть волна электромагнитного поля Етпх ехр(-аг) падает на поверхность земли п направлении, определяемо.м углом возвышения я)? под азимутальным углом ff: к направлению трассы кабеля (рис. 2.24).

алрале 1/е падешя долнь/

Возд1/х

Зепля

Рис. 2.24. К оирслеле-нию влияния ГЗМИ на ПКЛС

Если глубина прокладки кабеля невелика по сравнению с толщиной скпп-слоя полей ГЭМИ в почве, то воздействующая на кабель напряженность электрического поля на глубине его залегания принимается такой же, как и иа поверхности земли. Тогда ток, наведенный в оболочке ПКЛС, находящейся в хорошем контакте с .землей, рассчитывают, исходя из представления о кабеле как о линии передачи, вдоль которой распространяется компонента подземного электр?1ческого поля, параллельная трассе кабеля

l.r, it) Icj е.хр (- а/) - \ ехр i-z-) d-,

К о

(2.36)

где /о

IQ6 -. / Н

пи:х COS Ф

В процессе распространения волны напряженности электрического поля ГЭМИ в земле высокочастотные составляющие его спектра поглощаются, в результате чего ток в оболочке кабеля в основном будет содержать низкочастотные составляющие. Приняв Zcekoco, напряжение

ж об

ехр(-

\ ехр(т2)а-, (2.37)

где Ro&Q - сопротивление оболочки кабеля при постоянном токе, Ом/.\1, /к - длина участка кабеля, подверженного влиянию ГЭМИ, м.

Форма индуцированного в кабеле напряжения соответствует приведенной на рнс. 2.21.

2.4. МЕЖБЛОЧНЫЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

Как правило, в качестве межблочных линий связи (МБЛС) радиоэлектронных средств выступают электрически короткие проводные и кабельные линии связи (рис. 2.25), у которых линейные размеры (длина) много меньше длины

7* 99

Параметры ожидаемых грозовых перенапряжений в ПКЛС

Таблица 2.20. Максимальные амплитудно-временные характеристики волн

перенапряжения в ПКЛС при воздействии грозовых разрядов

облако-земля

CP

со fs

о о :

ее с.)

га с рз к

СГ) U

Форма

Характеристики

Амплитудные

Време5!ные

Кабель с непрерывно заземленной оболочкой

Кабель с полностью ванной оболочкой

изолиро-

max

0.24/д;/?об01С

Кабель с периодически заземленной оболочкой

- max 0,24/д;?обоК-н

У/.-об зД + 1 сжоб(/?ж-обо)

Тп,= 1,21 Тиь t,iK = 6TH

Кабель с непрерывно заземленной оболочкой

тт=1,21 ti, тик = 6тн1

Кабель с непрерывно заземленной оболочкой

f/r .;. 0.36-10£,n.r/?o6

тт=-1.21тк, тик = 6тк1

Примечание. т -длительность импульса тока в канале молнии; thi - длительность импульса воздействующего ГЭМИ.

>

77777777777777777777777?

7777.

77777777777777777777777777/

>(5

У7777777777777777777777777

Рис. 2.25. Основные типы простейпшх 1МБЛС:

а - несимметричная; б - несимметричная экранированная; е - коаксиальная кабельная; г - триаксиальна кабельная; 5 - симметричная двухпроводная: е - симметричная двухпроводная скрученная; ж - сим.мегричная скрученная с защитным экраном; з -симметричная скрученная с двумя защитными экранами

волны основной составляющей в спектре наводки. Вследствие этого переходные процессы в таких линиях происходят с малы.м затухание.м {уЛг.<.\) и характеризуются отсутствием в них волн напряжения и тока.

Виды грозового влияния на МБЛС

Межблочные линии связи в основном подвержены воздействию непосредственно токов молнии при пря.мом поражении РЭС молнией, электромагнитному влиянию грозовых разрядов, гальваническому влиянию токов растекания молнии в земле и вторичному влиянию грозовых помех через соседние цепи.

Воздействие токов молнии. Как правило, прямому воздействию токов молнии подвержены кабельные МБЛС, по защитным оболочкам которых могут протекать стекающие в землю токи .молнии, при прямом поражении молнией РЭС.

Для оценок влияния на кабельные МБЛС токов, протекающих по их оболочкам (рис. 2.26), важнейшим пара.метром является полное сопротивление связи zcb (Ом/м), которое количественно связывает падение напряжения на единице длины кабеля, возникающее иа внутренней поверхности его оболочки, с током, протекающим по внешней ее стороне.