Устройство защиты кабельной линии связи Советский патент 1992 года по МПК H04B3/28 

VI -N СО О О ON

Изобретение относится к технике проводной связи и может быть использовано при прокладке кабел.ей в зонах актив/ ////// /7 . ъ О / If / // / 4 О О 6 ной грозодеятельности. Цель изобретения - повышение эффективности защиты кабелей связи от грозовых разрядов. При ударе молнии в проводник 3 или вблизи него большая часть ударов попаедет в трое 2, проводник . 3. заземл.итель 4. В результате кабель 1 защищен от прямых ударов и уменьшается число его повреждений-, а расстояние Ь от троса до кабеля позволяет избежать возникновения дуги между ними, при этом b р(1 4-ctga) -(d+c)ctga, , где а V/, а 1; р удельное сопротивление земли, бил.. / //// / / 4 О I - кабель I 2, - кабель 2 3- первым ТРОС 4- второй трос

ери г. I

Изобретение относится к технике связи может быть использовано при прокладке абелей в зоне активной грозодеятельно- ти.

Для защиты кабелей связи от грозовых разрядов в зоне активной грозодеятельно- ти над кабелем или над кабелями проклаываются грозозащитные тросы (фиг.1), оторые уменьшают вероятность попадания лрямых ударов молнии в кабель, отвоят часть тока молнии в землю и уменьшают ток в металлической оболочке кабеля, эффективно понижают градиенты потенциа- лов в земле.

Известны устройства защиты со скре- щенными грозозащитными тросами, проложенными над кабелями (фиг.2).

. Известно также устоойство с одним тросом, проложенным над кабелем по синусоиде, ось которой совпадает с осью кабеля. Грозозащитный трос проложен над кабелем в горизонтальной плоскости по синусоиде, амплитуда которой относительно оси составляет г а /р , где р- удельное сопротивление земли: длина шага составляет I/2 кабеля связи, над которым проложен трос. При этом ось синусоиды расположена строго над кабелем, где а 1.

Ма фиг.З представлена схема данного устройства.

Устройство содержит кабель 1 связи, трос 2, проложенный в горизонтальной плоскости по синусоиде с амплитудой 3 относительно оси г а у/ЗЛ где р - удельное сопротивление земли, а длина шага 4 составляет 1/2 кабеля связи, над которым проложен трос, при этом ось синусоиды расположена строго над кабелем, где I - стандартный отрезок кабельной линии, выпускаемый промышленностью.

Устройство работает следующим образом.

При ударе молнии в землю вблизи кабеля большая часть ударов попадает в трос 2 и в результате кабель 1 связи защищается от прямых ударову/i уменьшается число повреждений кабеля 1 связи. Вследствие прокладки троса в горизонтальной плоскости по синусоиде, амплитуда 3 которой относительно оси составляет а Ур где р - удель- ное сопротивление земли, а шаг 4 составляет I/2 кабеля, над которым проложен трос.

Однако вследствие прокладки троса над кабелем и малым расстоянием между ними возможны прорывы прямых ударов молнии в кабель и большие индуктированные перенапряжения в кабеле.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (фиг.4), которое содержит кабель связи 1, грозозащитный трос 2, проложенный на половине глубины прокладки кабеля связи, При прямых ударах молнии в трос 2 ток растекается по тросу 2 и часть - по кабелю 1.

Однако при ударе рядом с тросом 2

большая часть тока течет по кабелю, и возможно его повреждение. Отсюда - низкая эффективность грозозащиты при перехвате токов молнии вследствие малых расстояний между кабелем и тросом.

Цель изобретения - повышение эффективности грозозащиты кабелей связи от грозовых разрядов.

Поставленная цель достигается тем. что грозозащитный трос через интервалы I, определ-яемые длиной защищаемого кабеля, соединяется с проводником, имеющим наземную часть высотой Р, ломаный профиль которой состоит из вертикального участка длиной С, наклонного в сторону защищаемого кабеля с углом наклона «относительно уровня земли и верхнего вертикального длиной d, и подземную часть, состоящую из вертикального и горизонтального участков, причем горизонтальная часть проводника

направлена в противоположную сторону от защищаемого кабеля, при этом грозозащитный трос расположен на глубине равной половине глубины прокладки кабеля и на расстоянии b от него, где

b р(1 + ctg a) - (d + c)ctg;

Р a Yp при a 1 ,

где р - удельное сопротивление земли;

d и с - длина вертикальных участков над поверхностью земли.

Известно, что радиус зоны защиты вертикального молниеотвода равен гх 1,6Р, где Р - высота молниеотвода вертикального над поверхностью земли. Поэтому зона защиты между кабелем и тросом для наклонного проводника равна: b р(Р), где Р 0,22 к

Vp1

в этом случае увеличивается рйсстоя- ние между кабелем и тросом при достаточно низких проводниках, расположенных под углом а к поверхности земли с наклоном в сторону защищаемого кабеля. В этом случае

можно избежать прямого удара молнии в кабель и попадания тока молнии в кабель через дугу.

На фиг.5 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг.6 - конструкция проводника, вариант.

Устройство содержит кабель связи 1, трос 2, проложенный на расстоянии от кабе- ля по горизонтали и на половине глубины прокладки кабеля 1, проводник 3, выведенный на поверхность, имеющий вертикальный участок над поверхностью С, наклонный под углом а к поверхности зем- ли и в сторону кабеля 1, и вертикальный участок длиной d с общей высотой Р, зазем- литель 4, соединенный с проводником 3 и с горизонтальным тросом 2 в одной точке 5. Расстояние между проводниками З.чвыве- денными на поверхность, составляет шаг, равный I кабеля, над которым проложен трос:

Устройство работает следующим образом,

При ударе молнии в проводник 3 над землей или в землю вблизи кабеля 1 большая часть ударов попадает в трос 2. При этом наличие проводника 3 над землей, троса 2 в землю и заземлителя 4, соединен- ных вместе, приводит к тому, что большинство ударов попадает в трос 2 и заземлитель 4 и не попадает в кабель 1, расстояние b позволяет избежать возникновение дуги между тросом 2 и кабелем 1.

Так как расстояние между проводниками 3, выведенными на поверхность, составляет стандартную длину I защищаемого кабеля, равную строительной длине, т.е. 0,8-1 км, то на протяжении прокладки тро- сов по всей длине можно полностью избежать падения через дугу токов молнии в кабель.

При прокладке одного троса коэффициент тока определяется выражением;

п

2 гкт dT

i о Гкт -L i 2 Гкт In 2 -г- -Нп -77-

ОтОк

где dr и d« - диаметры троса и кабеля;

Гкт расстояние между тросом и кабелем.

При увеличении гкт и при неизменных dT; di коэффициент тока уменьшается.

Применение предлагаемого устройства позволяет сократить затраты на защиту от ударов молнии и увеличить эффект защиты кабельной магистрали.

Формула изобретения

Устройство защиты кабельной линии связи, содержащее грозозащитный трос, расположенный в земле выше уровня защищаемого кабеля, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты кабелей связи от грозовых разрядов, грозозащитный трос через интервалы I, определяемые длиной защищаемого кабеля, соединяется с проводником,-имеющим наземную часть высотой Р, ломаный профиль которой состоит из вертикального участка длиной С, накло нного в сторону защищаемого кабеля с углом наклона относительно уровня земли и верхнего вертикального длиной d, и подземную часть, состоящую из вертикального и горизонтального участков, причем горизонтальная часть проводника направлена в противоположную сторону от защищаемого кабеля, при этом грозозащитный трос расположен на глубине, равной половине глубины прокладки кабеля и на расстоянии b от него, где

b Р(1 + ctg a}- (d + c)ctg a ;

Р а Vp при а 1; р- удельное сопротивление земли; end -длина вертикальных участков над поверхностью земли.

1- кабель I

2- кабель Л

3- первый трос А - второй трос

Фиг. а

Фиг. 3

5- WHICT скрещивания тросов

6- изоляция тросов - шланг

7- пункт скрещивания кабелей

8- третий трос

I - кабель 2, трос

з -t«o,«insf

4 - стандартный отрезок кабельной линии, sbinvc- клемый промышленностью

//V/V/V /

///// /////////////

f 6

-77/////

/У ////// t

r

К

Фиг. 5

Фиг. 4

f//

////

K/a

65

I- кабель связи 2.-ТРОС

3 - ПРОВОДНИК над землей 4-Заземлите ль 5-место соединения

Фиг б

I- кабель связи 3. - ТРОС

3- ПРОВОДНИК. землей

4- заземлитель

5- место соединения