2. Классификация источников электромагнитного излучения.

Источники помех чрезвычайно разнообразны. По сути дела каждое изменение напряжения или тока в любой электрической цепи и сопутствующее ему изменение напряженности электрического и магнитного полей могут рассматриваться как потенциальный источник помех.

По характеру протекания процесса во времени различают помехи гармонические, импульсные и шумы.

• По месту расположения источника помех различают помехи собственные и внешние.

• Собственной является помеха, источник которой является частью рассматриваемого ЦТС, а внешней - помеха, источник который не является частью рассматриваемого ЦТС.

К собственным помехам можно отнести шумы, индуцированные помехи и помехи от рассогласования.

Шум - флуктуационный процесс, обусловленный дискретной природой электрического тока и представляющий собой последовательность очень коротких импульсов, проявляющихся хаотически в большом количестве.

Индуцированная помеха - помеха, возникающая вследствие непредусмотренной схемой и конструкцией рассматриваемого объекта передачи по паразитным связям напряжения, тока, заряда или магнитного потока помехи в рассматриваемую часть объекта.

Помеха от рассогласования представляет собой нежелательный переходный процесс в рассматриваемой электрической цепи объекта, содержащей участки с распределенными и сосредоточенными параметрами, возникающей вследствие рассогласования между неоднородными участниками.

К внешним помехам можно отнести промышленные (индустриальные), от радиопередающих средств, атмосферные (в т.ч. разряды молний) и космические. Внешние помехи ЦТС безотносительно к первоисточнику их возникновения подразделяют на внешние индуцированные помехи, помехи из сети питания, из внешних линий связи и помехи от разряда электростатических зарядов.

Помехи из сети питания переменного тока в свою очередь можно подразделить на импульсные и длительные помехи.

Длительные помехи делятся на провалы, перенапряжения и искажения формы синусоиды.

Импульсные помехи в сети питания по виду воздействия можно подразделить на симметричные и несимметричные.

• Напряжение симметричных помех приложено между проводами питающей сети, а несимметричных - между проводом и землей.

Провал напряжения в сети переменного тока - помеха, в течение действия которой значение амплитуды напряжения в сети в каждом полупериоде частоты переменного тока превышает регламентированное максимально допустимое значение.

3. Общая характеристика влияний электрических железных дорог

Под влиянием далее будем понимать процесс (или состояние) такого типа, при котором в некоторых устройствах будут появляться дополнительные напряжения и токи за счет перекачки части электрической энергии из других устройств. При этом внешними влияниями назовем влияния на низковольтные цепи со стороны высоковольтных (или сильноточных) цепей, а взаимными - влияния от соседних цепей одной или однотипной линии.

По механизму влияния различают три вида:

• электрическое влияние

• магнитное влияние

• гальваническое влияние

Электрическое влияние

появляется за счет электрического поля влияющей линии (контактной сети) или, по-другому, за счет емкостной связи между линиями 

Контактную сеть и смежный провод можно рассматривать как обкладки конденсатора емкостью C₁ l, где C₁ – емкость между смежной линией и контактной сетью на 1 км длины системы, l - длина системы, км. Вместе со вторым конденсатором с обкладками смежная линия – земля емкостью  C₀ l  этот конденсатор образует емкостный делитель, определяющий напряжение электрического влияния на смежной линии

Uэ не зависит от длины системы, если смежная линия находится полностью в зоне влияния. Наличие утечки по изоляции смежной линии R_из приводит к тому, что при строго постоянном напряжении влияющей линии электрическое влияние отсутствует. Система электрической тяги постоянного тока в нормальном режиме оказывает влияние на смежные линии только из-за пульсаций выпрямленного напряжения.

Магнитное влияние

обусловлено наведением ЭДС в замкнутых контурах при пересечении их переменным магнитным полем.

Ток, протекающий в контактной сети, создает магнитное поле в окружающем пространстве. В контуре смежный провод – земля переменным магнитным полем наводится ЭДС, величина которой определяется законом электромагнитной индукции по выражению  

для синусоидальных токов 

E₂=-jωФ , где Ф - магнитный поток под смежной линией в воздухе и в земле

Можно говорить о существовании воздушного трансформатора, первичная обмотка которого образована контактной сетью и землей, а вторичная обмотка – это контур смежная линия – земля. Наибольшее магнитное влияние создается контактной сетью при системе 1х25 кВ. При электротяге постоянного тока магнитное влияние обусловлено только пульсациями тока в контактной сети, а строго постоянный ток создает постоянное магнитное поле, от которого ЭДС не возникает. Система тяги 2х25 кВ занимает промежуточное положение по степени опасности магнитного влияния

Гальваническое влияние

возникает за счет токов, протекающих в земле, на объектах, имеющих заземления.

Кроме того, различные виды влияний подразделяют по значениям наводимых напряжений, то есть по силе воздействия, на опасные и мешающие влияния.

Опасные влияния могут вызвать поражения людей электрическим током или привести к повреждениям аппаратуры или пожарам,

а мешающие влияния, которые меньше по величине и только снижают устойчивость работы линий связи или телемеханики, нарушают нормальную их работу и действуют как помехи.

В связи со сказанным введены еще несколько понятий и определений. Так, сближением между ЭЖД и смежными линиями называют такое взаимное их расположение, при котором в цепях этих линий могут возникать опасные и мешающие напряжения и токи, то есть смежные линии находятся в зоне влияния ЭЖД.

Длиной сближения называют длину той части смежной линии, которая находится в зоне влияния тяговой сети ЭЖД.

Шириной сближения называется кратчайшее расстояние между осью железной дороги и проводами смежной линии.

Влияющие линии могут быть разделены на четыре основные группы.

Наиболее важной группой влияющих линий с профессиональной точки зрения являются провода тяговой сети и линии, расположенные на опорах контактной сети.

Это тяговая сеть электрифицированной железной дороги постоянного и переменного тока. Наибольшее влияние оказывает тяговая сеть переменного тока 1х25 кВ, являющаяся полностью несимметричной цепью и характеризуемая токами в сотни ампер.

Влияние тяговой сети 2х25 кВ в несколько раз меньше, а тяговая сеть постоянного тока оказывает влияние только из-за пульсаций выпрямленного напряжения. Выпрямители и инверторы на тяговых подстанциях или на ЭПС определяют наличие высших гармоник в напряжении и токе тяговой сети. Поскольку рассматриваются линии, прокладываемые вблизи железной дороги, то влияние тяговой сети обычно самое значительное из возможных видов влияния. Далее чаще всего речь будет идти о влиянии именно тяговой сети на смежные линии.

Если земля используется в качестве одного из рабочих проводов и по земле протекает полный рабочий ток цепи, то влияние на смежную линию будет наибольшим.

Из линий, расположенных на опорах контактной сети или на отдельных опорах, значительное влияние оказывают линии систем ДПР и ПР.