3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Embed Size (px)

Text of 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

  • 3.0. UTJECAJ STRUJA ELEKTROENERGETSKIH POSTROJENJA I VODVA NA TELEKOMUNIKACIJSKE VODOVE I KOVINSKE ELEMENTE

    Vrlo esto na relativno malom meusobnom rastojanju koegzistiraju EE i TK vodovi te zbog opasnih ometajuih utjecaja EE vodova mogu na TK vodovima nastati ozbiljni problemi zbog smetni-umova i induciranja velikih e.m.s. opasnih po ljude. Problemi postaju sve izrazitiji sa porastom veliine struje i napona u EE vodovima. Smjernice C.C.I.T.T. o zatiti telekomunikacijskih vodova od utjecaja EE vodova ne odreuju eksplicitno granice pribliavanja, nego se za svaki konkretan sluaj treba izvriti proraun. Odstojanje do kojega treba razmatrati pribliavanje znatno zavisi od otpornosti tla. Na vrlo provodnim zemljitima i u velikim gradovima utjecaj se vrlo brzo smanjuje ve poslije nekoliko stotina metara, dok na homogenom granitnom-kamenitom tlu utjecaj EE na TK vodove se moe javiti i na nekoliko kilometara Postrojenja jake struje, dalekovodi i dr. su okruena jakim magnetskim poljima koja mogu u telekomunikacijskim zranim ili kabelskim vodovima u njihovoj blizini izazvati oteenja, prouzrokovati smetnje. Danas u svijetu jaaju tendencije, koje sve vie zaotravaju problematiku zatite TK vodova od utjecaja elektroenergetskih (EE) postrojenja: EE postrojenja postaju sve jaa (velike snage reda GW, visoki naponi reda nekoliko stotina KV, te velike struje reda KA, a pri dozemnom spoju jo i znatno vee). TK postrojenja postaju sve osjetljivija (male otpremne i jo manje prijamne snage, male otpremne i jo manje prijamne struje, te mali otpremni i jo manji prijamni naponi). I EE mrea i TK mrea postaju sve gue, pa time postaje sve vea i njihova isprepletenost. 3.0.1 Vrste EE vodova

    Simetrini Simetrini vodovi imaju jednake primarne i sekundarne parametre. Ti vodovi uz uravnoteena optereenja imaju po iznosu (modulu) jednake radne napone (struje), meusobno fazno pomaknute za 180 kod monofaznih, odnosno 120 kod trofaznih sustava. Nemaju rezidualne napone prema zemlji, niti homopolarne struje koje teku u zemlju. Takvi su trofazni vodovi s uzemljenom (vii naponi) ili izoliranom (nii naponi) neutralnom tokom u normalnom pogonu.

    Nesimetrini Nesimetrini vodovi nemaju jednake primarne parametre. Naponi (struje) tih vodova nisu meusobno jednaki, niti fazno pomaknuti za 180, odnosno 120. Nesimetrini vodovi imaju rezidualne napone prema zemlji i homopolarne struje koje teku u zemlju. Takvi su monofazni vodovi sa zemljom kao povratnim vodom (npr. kontaktni vodovi elektrovune na 25 kV), te trofazni vodovi s uzemljenom ili izoliranom neutralnom tokom kada su u kvaru (dodir jedne ili dviju faza sa zemljom). Napomena:

    a. rezidualni - preostali b. homopolarni sustav - sustav triju struja koje teku u vodiima trofaznog sustava i imaju

    jednake intenzitete i fazne pomake. 3.0.2 Vrste utjecaja Postoje openito tri mogue vrste utjecaja EE postrojenja na TK vodove s obzirom na mehanizam njihova djelovanja:

    - 3.1 -

  • a. galvanski (izravni dodir); b. induktivni (magnetsko polje); c. kapacitivni (elektrino polje).

    3.0.3 Posljedice utjecaja Posljedice utjecaja EE postrojenja na TK vodove dijele se u dvije osnovne skupine:

    a. opasnost za ivot osoba koje dodiruju vod ili ureaje prikljuene na njih, te za b. integritet TK postrojenja i njihovih dijelova; c. smetnja, tj. smanjenje kvalitete prijenosa informacija.

    3.0.4 Smetnje Smetnja za kontinuirane signale definirana je elektromotornom silom uma, a to je dvostruka vrijednost napona uma na TK vodu uz zavrni otpor 600 . Napon uma je frekventno ponderiran napon smetnje, koji se mjeri tzv. psofometrom. Psofometar je elektroniki voltmetar koji mjeri EMS uma preko filtera, ija karakteristika priguenja odgovara osjetljivosti ljudskog uha, tj. obavlja frekventno ponderiranje napona smetnje. Doputene vrijednosti EMS uma iznose:

    a. za kabelsku javnu TK mreu 1 mV b. za zranu javnu TK mreu 5 mV c. za zranu poslovnu mreu 10 mV.

    Smetnja za diskontinuirane signale (telegrafija i slino) definira se obino kao postotak od radne struje. Doputena struja smetnje ne smije biti vea od 5% radne struje. 3.0.5 Regulativa iz podruja zatite TK postrojenja od utjecaja EE postrojenja u nas Problematika utjecaja EE postrojenja na TK postrojenja uvijek je delikatna, pa se zato nastoji definirati odgovarajuim propisima, odnosno regulativom. Danas jo uvijek vrijede dosta zastarjeli propisi Generalne direkcije PTT iz 1952. godine, koji se sastoje od dva dijela: 1. Naredba o mjerama za zatitu vodova elektroveza od elektrinih vodova, u kojoj je definiran

    postupak dobivanja suglasnosti za gradnju EE postrojenja 2. Tehniki propisi o zatiti vodova elektroveza od elektrinih vodova. Ti se propisi sastoje

    dalje od etiri dijela, i to: a) Zatita vodova elektroveza od neposrednog ili posrednog dodira s elektrinim vodovima b) Zatitne mjere pri pribliavanju i krianju vodova elektroveza s vodovima za elektrinu

    vuu c) Zatita vodova elektroveza od induktivnog utjecaja elektrinih vodova d) Zatita vodova elektroveza od induktivnog utjecaja vodova elektrine vue (izmjenine i

    istosmjerne). Godine 1978. pri tadanjem Zavodu za standardizaciju utemeljena je radna grupa od predstavnika svih zainteresiranih institucija sa zadatkom da izradi norme, koje e zamijeniti spomenutu Naredbu i Tehnike propise. Objavljeno je ukupno pet normi, i to: N.CO.101 Zatita TK postrojenja od opasnog utjecaja EE postrojenja N.CO.102 Zatita TK postrojenja od ometajueg utjecaja EE postrojenja N.CO.103 Zatita TK postrojenja od utjecaja postrojenja elektrovune N.CO.104 Zatita TK vodova pri uvoenju u EE postrojenja N.CO.105 Zatita podzemnih kovinskih cjevovoda od utjecaja EE postrojenja. to se tie postupka dobivanja suglasnosti za gradnju EE postrojenja koji je bio definiran u spomenutoj Naredbi njega bi trebalo regulirati posebnim sporazumom, koji bi sklopili svi zainteresirani.

    - 3.2 -

  • 3.1 UTJECAJ ELEKTROENERGETSKIH NA TELEKOMUNIKACIJSKE VODOVE Ukoliko je trofazni vod za prijenos snage izveden u blizini telekomunikacijskog voda i ako je sa ovim usporedan na izvjesnoj duljini, tada ukupni fluks koji proizvodi energetski vod prolazi kroz elektrini krug koji se sastoji od telekomunikacijskog voda i od zemlje kao povratnog vodi i u njemu inducira elektromotornu silu, koja moe izazvati smetnje-umove i oteenja telekomunikacijskih ureaja. Induciranje e.m.s. u telekomunikacijskom vodu se moe svesti na male veliine, ako se izvede pravilno preplitanje vodia dalekovoda i ako kratki spojevi potjeu samo od meufaznih spojeva. Meutim situacija je drugaija kada struja kvara sadri nultu komponentu, to je uvijek sluaj kada doe do zemljospoja na jednom ili na dva fazna vodia, jer tada nulta komponenta protjee kroz zemlju i uzemljenje zvjezdita i u telekomunikacijskim vodovima inducira e.m.s. utoliko veu ukoliko je amplituda nulte komponente struje vea i ukoliko je telekomunikacijski vod blii energetskom vodi odnosno postrojenju. U sluaju jednopolnog zemljospoja u postrojenju ili na vodu velike struje koje tada teku kroz zemlju mogu da prouzrokuju induciranje opasnih napona na vodiima telekomunikacijskih vodova voenih usporedo-paralelno sa elektroenergetskim vodovima ili su poloeni u elektroenergetskim postrojenjima u njihovoj neposrednoj blizini. U TK vodu polaenom usporedo sa energetskim vodom, e se kod nastanka zemljospoja na elektroenergetskom vodu, u konturi koju ini TK vod sa tlom, inducirati e.m.s. , MEVeliinu inducirane e.m.s. u telekomunikacijskom vodu odreuje veliina meusobna induktivnost

    MEM po jedinici duljine dvaju spregnutih elektrinih strujnih krugova nastalih od

    usporednih vodia i povratnog puta kroz zemlju, koji su pod meusobnim utjecajem, prema (sl.3.1) i izrazu: 0)( IrlMMMjE CBAM ++= (3.1) Ako su vodii voda simetrino rasporeeni, tada su meuinduktivnosti jednaka, pa slijedi da je:

    MMMM CBA (3.1a) = = =

    Pri odreivanju struje pretpostavlja se da se zemljospoja dogodio na takvom mjestu da inducirana e.m.s. ima najvei iznos.

    0I

    Nulta komponenta struje koja protjee kroz vodie energetskog voda je: (3.1b) ZII =03Inducirana uzduna e.m.s. u TK vodu u sluaju kada je usporedan sa EE vodom, iznosi:

    ZM IrlMjE = (3.2)

    Ova relacija daje priblinu veliinu inducirane e.m.s. jer ne obuhvaa konduktivnu komponentu sprege uslijed zajednikog povratnog puta struje kroz tlo. Ova

    komponenta je zanemarivo mala u odnosu na induktivnu komponentu

    EdEd=ER+EM

    TK vod

    ZI

    ZI

    EE vod

    Sl.3.1

    Ovdje su: ZI (A) - struja zemljospoja,

    l (m) - duina paralelnog voenja, M (H) - uzajamna induktivnost elektroenergetskog E i TK vodia po jedinici duine usporedog voenja,

    f 2= - kruna uestalost, f - uestalost-frekvencija struje zemljospoja 50 Hz,

    - 3.3 -

  • r - redukcijski faktor iskazuje utjecaj drugih paralelnih vodia, kao to su omotai kabela, zatitni vodii zranih vodova, metalni cjevovodi, tranice i drugi metalni uzemljeni dijelovi, njegova veliina moe biti izmeu 0 i 1.

    Ako izmeu EE voda i TK voda nema metalnih elemenata koji bi utjecali na iznos inducirane e.m.s. tada je r=1.

    U sluaju da se izmeu EE i TK voda nalaze metalni elementi tada ukupan faktor redukcije zavisi od faktora redukcije elektroenergetskog voda ako ovaj ima zatitni vodi, faktora redukcije kabele, ako je kabel sa metalnim zatitnim platem uzemljenim na oba kraja i od faktora redukcije drugih metalnih instalacija kao na pr. eljeznikih pruga i dr.

    Meusobna induktivnost M je sloena funkcija zavisna od vie meusobnih utjecaja: rastojanja usporednih-paralelnih vodova, specifine otpornosti tla i uestalosti, Ona je manja za zemlje s dobrom vodljivosti, a vea pri loijoj vodljivosti (na pr. kru) Prema teoriji J.B.Carson i F.Pollaczek, Za prihvatljive praktine primjene moemo ju izraunati k