高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的影響原理分析

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正文：

0 引言

當(dāng)信號(hào)電纜接近高壓電纜時(shí)，高壓電纜會(huì)對(duì)信號(hào)電纜產(chǎn)生影響，從受干擾的角度來看，干擾過程為輻射耦合，其中靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)相互影響[1]。

1.1 靜電感應(yīng)影響

當(dāng)強(qiáng)電線路和通信線路接近時(shí)，強(qiáng)電線路和通信線路之間存在著電容，通信線路和大地之間也存在著電容，所以在通信線路上的靜電感應(yīng)電壓實(shí)際上是通過與強(qiáng)電線路之間的電容來耦合而產(chǎn)生的，因此也稱為電耦合或容性耦合。

高壓電纜敷設(shè)在地下電力電纜隧道中，信號(hào)電纜敷設(shè)在地下管道中，因此高壓電纜對(duì)地電壓所形成的電場(chǎng)會(huì)對(duì)信號(hào)電纜產(chǎn)生靜電感應(yīng)影響。當(dāng)高壓電纜帶正電時(shí)，臨近的信號(hào)電纜或通信設(shè)備將感應(yīng)負(fù)電荷，其正電荷泄露于地，從而使信號(hào)電纜具有很高的負(fù)電壓，只要把弱電系統(tǒng)的設(shè)備外殼接地，便可使設(shè)備外殼對(duì)地保持零電位。在實(shí)際工程中，信號(hào)電纜的金屬護(hù)套應(yīng)接地，因此在信號(hào)電纜芯線上不會(huì)受到地下高壓電纜的影響產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓。同時(shí)，信號(hào)設(shè)備室中的信號(hào)設(shè)備都是良好接地的，也可以有效消除靜電感應(yīng)影響，不會(huì)產(chǎn)生靜電感應(yīng)電壓。

因此，在針對(duì)地下高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜及信號(hào)設(shè)備的影響進(jìn)行研究時(shí)，不需要考慮高壓電纜的電壓帶來的靜電感應(yīng)影響。

1.2 電磁感應(yīng)影響

當(dāng)信號(hào)電纜和高壓電纜鄰近敷設(shè)時(shí)，由于地下高壓電纜中有交變電流通過，產(chǎn)生了交變磁場(chǎng)，使高壓電纜與信號(hào)電纜之間存在耦合電感，信號(hào)電纜在這個(gè)交變磁場(chǎng)內(nèi)不斷切割磁力線，因此信號(hào)電纜上會(huì)產(chǎn)生磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)，有可能對(duì)信號(hào)電纜的傳輸或安全造成影響。信號(hào)電纜上產(chǎn)生的磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)與高壓電纜的正常運(yùn)行電流、短路故障電流、屏蔽系數(shù)、信號(hào)電纜的金屬護(hù)套直徑以及它們之間的距離等有關(guān)。

因此，在針對(duì)高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜及信號(hào)設(shè)備的影響進(jìn)行研究時(shí)，需著重研究高壓電纜的交變電流帶來的電磁感應(yīng)影響。

2 高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的電磁感應(yīng)影響分析

高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的電磁感應(yīng)影響可以分為兩類，干擾影響和危險(xiǎn)影響。干擾影響是信號(hào)電纜遭受高壓電纜線路電感應(yīng)和磁感應(yīng)產(chǎn)生的電壓和電流足以影響電信回路的正常運(yùn)行,如傳輸質(zhì)量降低、信號(hào)失真等。

危險(xiǎn)影響是信號(hào)電纜遭受高壓電纜線路電感應(yīng)和磁感應(yīng)產(chǎn)生的電壓和電流足以危害電信運(yùn)行維護(hù)人員的生命安全；損壞電信線路或設(shè)備等。

因此，在分析高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的電磁感應(yīng)影響時(shí)，應(yīng)根據(jù)地下高壓電纜流過的電流是正常運(yùn)行電流或短路故障電流，將該影響分為干擾影響和危險(xiǎn)影響兩類進(jìn)行分析。

3 高壓電纜故障分析

電力電纜發(fā)生故障時(shí)，主要有以下四種形式：三相短路、兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路。

三相短路時(shí)，由于被短路的三相阻抗相等，三相電流和電壓是對(duì)稱的，對(duì)外界產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)相互抵消，因此，在信號(hào)電纜上產(chǎn)生的縱向感應(yīng)電勢(shì)較小。其余幾種類型的短路，破壞了三相對(duì)稱結(jié)構(gòu)，不平衡電流所產(chǎn)生的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的信號(hào)系統(tǒng)將產(chǎn)生干擾。

電力系統(tǒng)各種短路故障中，單項(xiàng)短路占大多數(shù)，約為總短路故障數(shù)的65%[2]。

因此，當(dāng)電力電纜正常運(yùn)行時(shí)，信號(hào)電纜的電感應(yīng)很小，遠(yuǎn)小于規(guī)程允許值，不會(huì)對(duì)信號(hào)電纜造成干擾影響。當(dāng)電力電纜不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)會(huì)對(duì)信號(hào)電纜產(chǎn)生電磁感應(yīng)影響，僅計(jì)算電力電纜單相短路時(shí)信號(hào)電纜上的磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)，以評(píng)估電力電纜發(fā)生故障時(shí)最大可能的危險(xiǎn)影響。

4 規(guī)程要求

GB 6830-86《電信線路遭受強(qiáng)電線路危險(xiǎn)影響的容許值》中規(guī)定，強(qiáng)電線路故障狀態(tài)時(shí)，信號(hào)電纜上的縱電動(dòng)勢(shì)容許值為650V，強(qiáng)電線路正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，信號(hào)電纜上的縱電動(dòng)勢(shì)容許值為60V[3]。

DL/T 5033-2006《輸電線路對(duì)電信線路危險(xiǎn)和干擾影響防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程》中規(guī)定，在輸電線路故障狀態(tài)下，信號(hào)電纜上的磁感應(yīng)電壓，允許值為650V[4]。

5 結(jié)論

本文介紹了高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜產(chǎn)生靜電感應(yīng)影響與電磁感應(yīng)影響的原理，并通過分析得出以下結(jié)論：

（1）針對(duì)高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜及信號(hào)設(shè)備的影響進(jìn)行研究時(shí)，不需要考慮高壓電纜的電壓帶來的靜電感應(yīng)影響，而需要考慮高壓電纜的交變電流帶來的電磁感應(yīng)影響。

（2）高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的產(chǎn)生的電磁感應(yīng)影響，需要根據(jù)高壓電纜流過電流的類型分為干擾影響和危險(xiǎn)影響。

（3）對(duì)于高壓電纜工程與信號(hào)電纜臨近建設(shè)的情況，應(yīng)首先評(píng)估高壓電纜對(duì)信號(hào)電纜的影響，以保障電纜路徑方案滿足規(guī)程要求。

（4）計(jì)算電力電纜單相短路故障時(shí)信號(hào)電纜上的磁感應(yīng)縱電動(dòng)勢(shì)，以評(píng)估電力電纜發(fā)生故障時(shí)最大可能的危險(xiǎn)影響。