1.7 Расчет опасных и мешающих влияний на цепи, расположенные в кабеле
1.7.1 При электротяге переменного тока опасные влияния на кабельные линии связи возникают при коротком замыкании контактного провода на землю или рельс и при вынужденном режиме. Расчет опасных влияний производится на частоте рабочего тока 50 Гц. С условием заземления жилы кабеля на противоположном конце.
Расчет ведем в вынужденном режиме контактной сети. Так как длина усилительного участка кабельной цепи короче 40 км при воздушной линии любой длины, то при параллельной трассе сближения величину наведенного напряжения в цепях связи определим по формуле:
(1.4)
где
– круговая
частота влияющего тока,
рад/с;
– эквивалентный
влияющий ток при вынужденном режиме
работы контактной сети, А;
– длина
участка сближения, км;
– общий
коэффициент экранирования;
– коэффициент
взаимной индукции, Гн/км.
При расчете принимаем 1р = 18,5 км.
=
(1.5)
где – коэффициент экранирующего действия металлической оболочки кабеля;
– коэффициент экранирующего действия заземленного тросса;
– коэффициент экранирующего действия рельсов.
(1.6)
где а – ширина сближения, м;
– проводимость
грунта, мСм/м;
– частота
влияющего тока, Гц.
При расчете принимаем δ = 8 .
Эквивалентный ток – ток в контактной сети, одинаковый на всей длине сближения, который индуктирует в жиле кабеля напряжение, аналогичное возникающему при ступенчатом распределении токов в тяговой сети:
(1.7)
где
– результирующий ток плеча питания в
вынужденном режиме, А;
– коэффициент,
характеризующий увеличение эквивалентного
тока в зависимости от количества поездов,
одновременно находящихся в пределах
плеча питания.
(1.8)
где m – количество электровозов в пределах плеча питания ;
– максимальная
потеря напряжения в тяговой сети, В;
и
– соответственно активное и реактивное
сопротивление тяговой сети, Ом/км;
– длинна
плеча питания при вынужденном режиме;
cosφ – коэффициент мощности электровоза .
При
расчете принимаем: m
= 5;
=
47 км;
Величина зависит от длины плеча питания. При = 47 км (длина участка А-Д), = 8500 В.
Для наиболее часто применяемой подвески проводов для двухпутного участка = 0,11 Ом/км, = 0,26 Ом/км.
Коэффициент определим по формуле:
(1.9)
где
–
расстояние от тяговой подстанции до
начала участка, подверженного влиянию,
км.
При расчете принимаем: = 17 км (А-В).
Подставим числовые значения в формулы:
Если ширина сближения а = 5 м, тогда:
Подставив в (1.5) значения = 0,9; = 0,58; = 0,45 получим:
=
=
0,235;
Полученное
значение наведенного напряжения 
,
а допустимое значение опасного напряжения
в проводах линий связи в вынужденном
режиме составляет 36 В, следовательно
ширина сближения а = 5м не удовлетворяет
требуемым условиям.
Рассчитаем
величину опасного влияния
при
ширине сближения a
= 40 м:
Полученное
значение 
1.7.2 Расчет величины мешающего напряжения (псофометрического значения напряжения шума) производим при нормальном режиме работы контактной сети.
Величину напряжения шума с учетом воздействия гармоник можно определить по формуле:
(1.10)
где k – порядковый номер гармонических составляющих тягового тока;
– среднеквадратичное
значение напряжения на ближнем (дальнем)
конце одиночного провода (кабельной
жилы) в подверженном влиянию двухпроводной
цепи, мВ;
– коэффициент
чувствительности двухпроводной цепи
к помехам для к-й гармонической
составляющей тягового тока;
– коэффициент
акустического воздействия к-й гармонической
составляющей тягового тока .
Для (1150Гц/50Гц = 23) 23-й гармоники =0,00095; =1,03.
Для короткой цепи, длина которой укладывается в пределах плеча одностороннего питания значение вычисляется по формуле:
(1.11)
где
– ток гармонической составляющей в
контактной сети, А;
– круговая
частота определяющей 23-й гармоники
тягового тока.
При расчете принимаем: = 1 А
– коэффициент
взаимной индукции на частоте 23-й
гармоники, определяется по формуле:
Гн/км,
(1.12)
где f – частота влияющего тока 21-й гармоники, Гц.
При расчете принимаем: f = 1150 Гц.
Норма мешающего влияния составляет 1,5 мВ. Полученная величина результирующего напряжения не превышает допустимые нормы .