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.