26
3.0. UTJECAJ STRUJA ELEKTROENERGETSKIH POSTROJENJA I VODVA NA TELEKOMUNIKACIJSKE VODOVE I KOVINSKE ELEMENTE Vrlo često na relativno malom međusobnom rastojanju koegzistiraju EE i TK vodovi te zbog opasnih ometajućih utjecaja EE vodova mogu na TK vodovima nastati ozbiljni problemi zbog smetni-šumova i induciranja velikih e.m.s. opasnih po ljude. Problemi postaju sve izrazitiji sa porastom veličine struje i napona u EE vodovima. Smjernice C.C.I.T.T. o zaštiti telekomunikacijskih vodova od utjecaja EE vodova ne određuju eksplicitno granice približavanja, nego se za svaki konkretan slučaj treba izvršiti proračun. Odstojanje do kojega treba razmatrati približavanje znatno zavisi od otpornosti tla. Na vrlo provodnim zemljištima i u velikim gradovima utjecaj se vrlo brzo smanjuje već poslije nekoliko stotina metara, dok na homogenom granitnom-kamenitom tlu utjecaj EE na TK vodove se može javiti i na nekoliko kilometara Postrojenja jake struje, dalekovodi i dr. su okružena jakim magnetskim poljima koja mogu u telekomunikacijskim zračnim ili kabelskim vodovima u njihovoj blizini izazvati oštećenja, prouzrokovati smetnje. Danas u svijetu jačaju tendencije, koje sve više zaoštravaju problematiku zaštite TK vodova od utjecaja elektroenergetskih (EE) postrojenja: EE postrojenja postaju sve jača (velike snage reda GW, visoki naponi reda nekoliko stotina KV, te velike struje reda KA, a pri dozemnom spoju još i znatno veće). TK postrojenja postaju sve osjetljivija (male otpremne i još manje prijamne snage, male otpremne i još manje prijamne struje, te mali otpremni i još manji prijamni naponi). I EE mreža i TK mreža postaju sve gušće, pa time postaje sve veća i njihova isprepletenost. 3.0.1 Vrste EE vodova Simetrični Simetrični vodovi imaju jednake primarne i sekundarne parametre. Ti vodovi uz uravnotežena opterećenja imaju po iznosu (modulu) jednake radne napone (struje), međusobno 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 (viši naponi) ili izoliranom (niži naponi) neutralnom točkom u normalnom pogonu. Nesimetrični Nesimetrični vodovi nemaju jednake primarne parametre. Naponi (struje) tih vodova nisu međusobno jednaki, niti fazno pomaknuti za 180°, odnosno 120°. Nesimetrični 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 elektrovučne na Ž 25 kV), te trofazni vodovi s uzemljenom ili izoliranom neutralnom točkom kada su u kvaru (dodir jedne ili dviju faza sa zemljom). Napomena: a. rezidualni - preostali b. homopolarni sustav - sustav triju struja koje teku u vodičima trofaznog sustava i imaju jednake intenzitete i fazne pomake. 3.0.2 Vrste utjecaja Postoje općenito tri moguće vrste utjecaja EE postrojenja na TK vodove s obzirom na mehanizam njihova djelovanja: - 3.1 -

3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 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 često na relativno malom međusobnom rastojanju koegzistiraju EE i TK vodovi te zbog opasnih ometajućih utjecaja EE vodova mogu na TK vodovima nastati ozbiljni problemi zbog smetni-šumova i induciranja velikih e.m.s. opasnih po ljude. Problemi postaju sve izrazitiji sa porastom veličine struje i napona u EE vodovima. Smjernice C.C.I.T.T. o zaštiti telekomunikacijskih vodova od utjecaja EE vodova ne određuju eksplicitno granice približavanja, nego se za svaki konkretan slučaj treba izvršiti proračun. Odstojanje do kojega treba razmatrati približavanje znatno zavisi od otpornosti tla. Na vrlo provodnim zemljištima i u velikim gradovima utjecaj se vrlo brzo smanjuje već poslije nekoliko stotina metara, dok na homogenom granitnom-kamenitom tlu utjecaj EE na TK vodove se može javiti i na nekoliko kilometara Postrojenja jake struje, dalekovodi i dr. su okružena jakim magnetskim poljima koja mogu u telekomunikacijskim zračnim ili kabelskim vodovima u njihovoj blizini izazvati oštećenja, prouzrokovati smetnje. Danas u svijetu jačaju tendencije, koje sve više zaoštravaju problematiku zaštite TK vodova od utjecaja elektroenergetskih (EE) postrojenja: − EE postrojenja postaju sve jača (velike snage reda GW, visoki naponi reda nekoliko stotina KV, te velike struje reda KA, a pri dozemnom spoju još i znatno veće). − TK postrojenja postaju sve osjetljivija (male otpremne i još manje prijamne snage, male otpremne i još manje prijamne struje, te mali otpremni i još manji prijamni naponi). − I EE mreža i TK mreža postaju sve gušće, pa time postaje sve veća i njihova isprepletenost. 3.0.1 Vrste EE vodova

Simetrični Simetrični vodovi imaju jednake primarne i sekundarne parametre. Ti vodovi uz uravnotežena opterećenja imaju po iznosu (modulu) jednake radne napone (struje), međusobno 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 (viši naponi) ili izoliranom (niži naponi) neutralnom točkom u normalnom pogonu.

Nesimetrični Nesimetrični vodovi nemaju jednake primarne parametre. Naponi (struje) tih vodova nisu međusobno jednaki, niti fazno pomaknuti za 180°, odnosno 120°. Nesimetrični 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 elektrovučne na Ž 25 kV), te trofazni vodovi s uzemljenom ili izoliranom neutralnom točkom kada su u kvaru (dodir jedne ili dviju faza sa zemljom). Napomena:

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

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

- 3.1 -

Page 2: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

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

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

a. opasnost za život osoba koje dodiruju vod ili uređaje priključene 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 šuma, a to je dvostruka vrijednost napona šuma na TK vodu uz završni otpor 600 Ω. Napon šuma je frekventno ponderiran napon smetnje, koji se mjeri tzv. psofometrom. Psofometar je elektronički voltmetar koji mjeri EMS šuma preko filtera, čija karakteristika prigušenja odgovara osjetljivosti ljudskog uha, tj. obavlja frekventno ponderiranje napona smetnje. Dopuštene vrijednosti EMS šuma iznose:

a. za kabelsku javnu TK mrežu 1 mV b. za zračnu javnu TK mrežu 5 mV c. za zračnu poslovnu mrežu 10 mV.

Smetnja za diskontinuirane signale (telegrafija i slično) definira se obično kao postotak od radne struje. Dopuštena struja smetnje ne smije biti veća od 5% radne struje. 3.0.5 Regulativa iz područja zaštite TK postrojenja od utjecaja EE postrojenja u nas Problematika utjecaja EE postrojenja na TK postrojenja uvijek je delikatna, pa se zato nastoji definirati odgovarajućim propisima, odnosno regulativom. Danas još uvijek vrijede dosta zastarjeli propisi Generalne direkcije PTT iz 1952. godine, koji se sastoje od dva dijela: 1. Naredba o mjerama za zaštitu vodova elektroveza od električnih vodova, u kojoj je definiran

postupak dobivanja suglasnosti za gradnju EE postrojenja 2. Tehnički propisi o zaštiti vodova elektroveza od električnih vodova. Ti se propisi sastoje

dalje od četiri dijela, i to: a) Zaštita vodova elektroveza od neposrednog ili posrednog dodira s električnim vodovima b) Zaštitne mjere pri približavanju i križanju vodova elektroveza s vodovima za električnu

vuču c) Zaštita vodova elektroveza od induktivnog utjecaja električnih vodova d) Zaštita vodova elektroveza od induktivnog utjecaja vodova električne vuče (izmjenične i

istosmjerne). Godine 1978. pri tadašnjem Zavodu za standardizaciju utemeljena je radna grupa od predstavnika svih zainteresiranih institucija sa zadatkom da izradi norme, koje će zamijeniti spomenutu Naredbu i Tehničke propise. Objavljeno je ukupno pet normi, i to: N.CO.101 Zaštita TK postrojenja od opasnog utjecaja EE postrojenja N.CO.102 Zaštita TK postrojenja od ometajućeg utjecaja EE postrojenja N.CO.103 Zaštita TK postrojenja od utjecaja postrojenja elektrovučne N.CO.104 Zaštita TK vodova pri uvođenju u EE postrojenja N.CO.105 Zaštita podzemnih kovinskih cjevovoda od utjecaja EE postrojenja. Što se tiče 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 -

Page 3: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

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 električni krug koji se sastoji od telekomunikacijskog voda i od zemlje kao povratnog vodič i u njemu inducira elektromotornu silu, koja može izazvati smetnje-šumove i oštećenja telekomunikacijskih uređaja. Induciranje e.m.s. u telekomunikacijskom vodu se može svesti na male veličine, ako se izvede pravilno preplitanje vodiča dalekovoda i ako kratki spojevi potječu samo od međufaznih spojeva. Međutim situacija je drugačija kada struja kvara sadrži nultu komponentu, što je uvijek slučaj kada dođe do zemljospoja na jednom ili na dva fazna vodiča, jer tada nulta komponenta protječe kroz zemlju i uzemljenje zvjezdišta i u telekomunikacijskim vodovima inducira e.m.s. utoliko veću ukoliko je amplituda nulte komponente struje veća i ukoliko je telekomunikacijski vod bliži energetskom vodi odnosno postrojenju. U slučaju jednopolnog zemljospoja u postrojenju ili na vodu velike struje koje tada teku kroz zemlju mogu da prouzrokuju induciranje opasnih napona na vodičima telekomunikacijskih vodova vođenih usporedo-paralelno sa elektroenergetskim vodovima ili su položeni u elektroenergetskim postrojenjima u njihovoj neposrednoj blizini. U TK vodu polaženom usporedo sa energetskim vodom, će se kod nastanka zemljospoja na elektroenergetskom vodu, u konturi koju čini TK vod sa tlom, inducirati e.m.s. , MEVeličinu inducirane e.m.s. u telekomunikacijskom vodu određuje veličina međusobna induktivnost

MEM po jedinici duljine dvaju spregnutih električnih strujnih krugova nastalih od

usporednih vodiča i povratnog puta kroz zemlju, koji su pod međusobnim utjecajem, prema (sl.3.1) i izrazu: 0)( IrlMMMjE CBAM ⋅⋅⋅++⋅−= ω (3.1) Ako su vodiči voda simetrično raspoređeni, tada su međuinduktivnosti jednaka, pa slijedi da je:

MMMM CBA (3.1a) = = =

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

0I

Nulta komponenta struje koja protječe kroz vodiče energetskog voda je: (3.1b) ZII =03Inducirana uzdužna e.m.s. u TK vodu u slučaju kada je usporedan sa EE vodom, iznosi:

ZM IrlMjE ⋅⋅⋅⋅−= ω (3.2)

Ova relacija daje približnu veličinu inducirane e.m.s. jer ne obuhvaća konduktivnu komponentu sprege uslijed zajedničkog 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) - dužina paralelnog vođenja, M (H) - uzajamna induktivnost elektroenergetskog „E“ i “TK“ vodiča po jedinici dužine usporedog vođenja,

fπω 2= - kružna učestalost, f - učestalost-frekvencija struje zemljospoja 50 Hz,

- 3.3 -

Page 4: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

r - redukcijski faktor iskazuje utjecaj drugih paralelnih vodiča, kao što su omotači kabela, zaštitni vodiči zračnih vodova, metalni cjevovodi, tračnice i drugi metalni uzemljeni dijelovi, njegova veličina može biti između 0 i 1.

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

U slučaju da se između EE i TK voda nalaze metalni elementi tada ukupan faktor redukcije zavisi od faktora redukcije elektroenergetskog voda ako ovaj ima zaštitni vodič, faktora redukcije kabele, ako je kabel sa metalnim zaštitnim plaštem uzemljenim na oba kraja i od faktora redukcije drugih metalnih instalacija kao na pr. željezničkih pruga i dr.

Međusobna induktivnost M je složena funkcija zavisna od više međusobnih utjecaja: rastojanja usporednih-paralelnih vodova, specifične otpornosti tla i učestalosti, Ona je manja za zemlje s dobrom vodljivosti, a veća pri lošijoj vodljivosti (na pr. kršu) Prema teoriji J.B.Carson i F.Pollaczek, Za prihvatljive praktične primjene možemo ju izračunati koristeći relaciju:

aD

aD

aaM ee ln

2ln

2ln

2 πμ

πμ

πμ

=′

+′

= (3.3)

U ovoj jednačini prvi član zbira odražava e.m.s. induciranu u vodiču telekomunikacijskog voda TK, dok drugi član odražava e.m.s. induciranu na površini tla.

ME

REOvdje su: ρ - srednja vrijednost specifične otpornost tla na dionici približavanja, a - rastojanje između usporednih vodiča, a′ - rastojanje između vodiča elektroenergetskog voda i projekcije telekomunikacijskog voda na površinu tla, μ - magnetska permeabilnost zraka i tla, , )/(104 7

0 mH−⋅=≈ πμμ

fDe

ρ658= - je rastojanje između provodnika i odgovarajućeg fiktivnog provodnika kojim se zamjenjuje

utjecaj povratnih struja u tlu. Za je: Hzf 50= ρρ 3,9350

658 ===eD (3.4)

U slučaju, kada EE vod i TK vod nisu usporedni nego se na dužini l TK vod koso približava EE vodu, na udaljenostima i tada je srednja geometrijska udaljenost: 1a 2a

21 aaa ⋅=

10,1 10 100 100010

100

1000

Med

usob

na in

dukt

ivno

st

M

(µH

/km

)

Udaljenost a (m)

1

2

3

Sl. 3 Međusobna induktivnost između smetanog i smetajučeg voda pri frekvenciji 50 Hz, u ovisnosti o

udaljenosti a (m), kao za različite ( )afM = ρ specifične otpornosti tla: 1.Dobro vodljivo tlo (stijena). 2. Srednje vodljivo tlo. 3. Slabo vodljivo tlo.

Vrlo je praktično veličinu magnetske indukcije izraziti krivuljama koji pokazuje veličinu

- 3.4 -

Page 5: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

međuinduktivnost M u funkcija udaljenosti a između vodova EE i TK, tj. kao: ( )afM = za razne specifične otpornosti tla ρ , kao na sl. 3.2 S obzirom na činjenicu da veličina međusobne magnetske indukcije M elektroenergetskog i telekomunikacijskog voda TK zavisi od tri veličine: a - rastojanje između usporednih vodiča, ρ - srednja vrijednost specifične otpornost tla na dionici približavanja, f - učestalost-frekvencija struje zemljospoja 50 Hz,

koje se mogu izraziti preko parametra x relacijom: ρfax 10= , (3.6)

slijedi da veličina magnetska indukcija može sada izraziti kao ( )xfM = funkcija parametra x, iskazana krivuljama 1, 2, 3 i 4 na dijagramu sl. 3.3.

100100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000 50000 100000

200

500

1000

2000

5000

10000

M1,

M2

10

20

50

100

200

500

10005002001005020105

0,05 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10

5

10

2

1

0,5

0,2

0,1

[]

X1

X2

X3, X4

M3 M4

[]

kmH

/μ[

]km

H/

μ

21

0,020,01

4

1

2

3

1000

kmH

Med

usob

na in

dukt

ivno

st (µ

H/k

m)

Med

usob

na in

dukt

ivno

st (µ

H/k

m)

[ ]m

[ ]x

Sl. 3.3 Međuinduktivnost M1, M2, M3, M4 EE i TK voda krive 1, 2, 3 i 4 iskazana u ovisnosti o parametru: X1, X2,

X3, X4

S obzirom na činjenicu, a to smo ranije spomenuli, da između paralelnih vodiča energetskih „E“ i telekomunikacijskih vodova „TK“ postoji izvjesna konduktivna sprega nastale uslijed zajedničkog povratnog puta struja kroz zemlju, zbog toga se na tlu na putu l uspostavlja e.m.s.

koja je jednaka: RE ZzR IrlRE ⋅⋅⋅−= (3.7) Otpornost tla između promatranih kontura vodiča može se izračunati na osnovu relacije: ZR

84

1 ωμπμ ⋅=⋅⋅= fRZ (3.8)

Rezultantna e.m.s. koja se uspostavlja u telekomunikacijskom vodiču je jednaka zbroju ovih e.m.s. (3.1) i (3.7):

mE

- 3.5 -

Page 6: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

( ) ZZZZZMRm IrMjRIrlMjIrlREEE ⋅⋅+−=⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅−=+= ωω )(

Zmm IrZE ⋅⋅−= (3.9)

Ovdje je, - je zajednička međusobna impedansa promatranih paralelno vođenih kola. mZ ( ) lzlMjRlMjlRZ mZZm ⋅=⋅⋅+=⋅⋅+⋅= ωω (3.10)

za i Hzf 50= 0μμ = je:

[ ] [ ] [ kmkmmRZ /0493,0/10493/104938

5021048

477

Ω=Ω⋅=Ω⋅=⋅⋅⋅

=⋅

= −−− ππωμ ]

[ ] [ ]kma

Dm

aD

j

aD

ja

Dj

aD

fja

DfjMjx

ee

ee

eem

/log1445,0/log101446

log3026,210450log3026,22104502

log3026,22

2ln2

2

7

77

Ω⋅=Ω⋅⋅=

=⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅=

=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=⋅=

−−

ππ

ππ

πμπ

πμπω

Na temelju prethodnog slijedi da je međusobna impedanca po jedinici dužine jednaka:

( ) [ ]kma

DjjxRz e

mZm /)log1445,00493,0( Ω+=+=

la

DjlzZ e

mm ⋅+=⋅= )log1445,00493,0( [ ]Ω (3.11)

Ako je jedan od krajeva telekomunikacijskih vodiča „TK“ u kontaktu sa tlom, tada se na drugom slobodnom kraju uspostavlja u odnosu na zemlju potencijalna razlika

dMRm EEEE =+= (3.12) koju se može premostiti dodirom sl. 3.1 i koja može biti dovoljno velika da prouzrokuje opasne električne udare (opasne po život) i oštećenja aparature. Sada suglasno s (3.9) i (3.12) možemo napisati da je njen apsolutni iznos jednak:

ZZMRd IrlMREEE ⋅⋅⋅+=+= 2222 )(ω (3.13) • Ako do dodira dođe van oblasti paralelnog vođenja, tada u tlu na mjestu dodira neće

postojati pad napona nastao uslijed protjecanja struje , pa će zbog toga u izrazu

(3.3) drugi član biti jednak nuli tj.

RE ZI

0ln2

=′a

De

πμ , suglasno ovome je međuinduktivnost:

aa

M′

= ln2πμ

, pa na osnovu ovoga i (3.9) slijedi da je inducirana e.m.s. u TK

vodu jednaka : )0(0 ZZMdm IrlMjEEE ⋅⋅⋅⋅⋅+−=+== ω

ZZd Irlaa

jE ⋅⋅⋅′

⋅⋅−= ln2πμω (3.14)

U većini slučajeva je pa se može zanemariti. MR EE << RE Kod brzog isključenja zemljospoja prema preporukama CCITT ( JUS N.CO.101, 102 i 103) e.m.s. ne bi trebala biti veća od V, pa na osnovu toga da mora biti može se odrediti granična dužina l

ME 430 VEE gM 430=≤

g paralelnog vođenja elektroenergetskih „E“ i telekomunikacijskih vodova „TK“ međusobnog rastojanja a, pri kojoj se neće inducirati e.m.s. biti veća od 430V. Granična dužina na osnovu (3.2) iznosi:

Z

gg IrM

El

⋅⋅⋅=ω

(3.15)

- 3.6 -

Page 7: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

3.2 NAČIN PRORAČUNA Postupak proračuna uzdužno induciranih e.m.s. u TK vodu se svodi na to da se razmatra samo dio TK voda unutar zone približavanja. Neka je kao na slici 3.4, TK vod označen kao „AH“ , a EE vod kao „XY“. Razmatrat ćemo samo segment TK voda od B do H. TK vod koji ima izlomljenu trasu možemo razdijeliti na pravolinijske segmente koji mogu biti usporedni s EE vodom ili da mu se koso približavaju ili da se pak križaju kao na segmentu EFG. Svaki od pravocrtnih dijelova BC, CD i DE projektiraju se na EE vod u bc, cd i de, a zatim se proračunavaju inducirane e.m.s. za svaku dionicu. Ukupna e.m.s. inducirana na vodu TK je jednaka zbroj pojedinačnih e.m.s. za svaki dio voda. Uzdužna inducirana e.m.s., izražena u (V), za slučaj usporednog voda dužine l je jednaka:

03IrlMjE ⋅⋅⋅⋅−= ω (3.18) Pošto elektroenergetski vod i telekomunikacijski vod obično nisu usporednih trasa, zona približavanja se pri proračunu mora podijeliti na više dionica tako da za svaku mora biti zadovoljen uvjet da je: max (a1, a2) ≤ 3 min(a1, a2).

A

B

CD E

F

GH

EE vod

TK vod

b c d e fgh

2 km

2 km

B

C

TK

b cEE

a1

a2l

Sl. 3.4

Ukupna inducirana e.m.s. se dobije kao algebarski zbroj e.m.s. induciranih po svakoj pojedinoj dionici BC, CD, DE, EF, FG, GH, iskazano općenito kao:

∑ ==

n

k kEE1

(3.17)

Pri ovome treba voditi računa o smjerovima e.m.s. obzirom da trasa neke dionice može ići u suprotnom smjeru, pa tada ima negativan predznak i potrebno ju je oduzeti od zbira ostalih, da bi dobili ukupni induciranu e.m.s.

kE

Točna veličina redukcijskog faktora r dobij se mjerenjem, proračunima ili iz dijagrama i tabela koje daje proizvođač kabela. Veličina specifične otpornosti tla se određuje mjerenjem na terenu. Primjer 3.1 Tako na primjer: u slučaju usporednog vođenja na rastojanju a=0,5m, ρ=100 Ωm, pri IZ =300 A i r=0,5, dopušteni granični napon je Eg , a inducirana e.m.s. ZM IrlMjE ⋅⋅⋅⋅⋅−= ω .

Izračunamo 12,110050105,010 ===

ρfax na osnovu ove vrijednosti iz dijagrama dobivamo

- 3.7 -

Page 8: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

da je međusobna induktivnost usporednih vodiča jednaka , na osnovu koje se može izračunati granična duljina usporednog vođenja vodiča.

)/(105,1 3 kmHM −⋅≈

kmlg 103005,0105,15014,32

4303 ≈

⋅⋅⋅⋅⋅⋅= −

3.3 Redukcijski faktor - r Struja kratkog spoja u vodovima visokog napona mogu kratkotrajno poprimiti vrijednosti od nekoliko tisuća ili desetina tisuća ampera. a paralelno protezanje kabela i visokonaponskog voda može biti od par metara do nekoliko kilometara, to inducirani naponi mogu dostići i znatne veličine. Taj utjecaj ćemo pokazati na jednom primjeru. Na primjer , kad struja kratkog spoja u vodu jake struje (na pr. u kontaktnom vodu električne željeznice) iznosi kAI K 3= , a međusobna udaljenost kmmHM /4,0= , (što prema dijagramu sa sl. 3.3 kriva 2), odgovara razmaku ma 100= između voda EE jake struje i telekomunikacijskog voda TK u srednje vodljivom zemljištu. Ako između EE voda i TK voda nema metalnih elemenata "K" koji bi utjecali na iznos inducirane e.m.s. tada je u izrazu (5.101) za induciranu e.m.s. je r=1, pa inducirani napon po jedinici duljine voda iznosi:

kmVkmHsAlrMIlEE /380)/(104,0)(502)(103/ 313 ≈⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==′ −−πω (3.18) Međutim ako se između EE i TK voda nalaze neki metalni elementi, tada je 1<r , pa kompenzacijski vod "K" svojim prisustvom smanjuje-reducira utjecaj struje EE voda na TK vod i time smanjenja ukupnu inducirane e.m.s. u TK vodu. Ovaj faktor r pokazuje smanjenje induktivnog utjecaja struje "EE" voda na "TK" vod kada se između njih postavi treći vodič (ili metalni element) "K", koji je uzemljen najmanje na krajevima dionice približavanja, a otpor tih uzemljenja je mali u odnosu na njegov uzdužni otpor . 2/RUZ

Veličina redukcijskog faktora ovisi o električnim karakteristikama trećeg vodiča "K", te o njegovu položaju u odnosu na vodiče, koji utječu jedan na drugi. Ukupan redukcijski faktora zavisi od redukcijskog faktora EE voda tj. da li ovaj ima zaštitni vodič ili ne, zavisi od faktora redukcije kabele, da li je kabel sa metalnim zaštitnim plaštem uzemljenim na oba kraja ili ne, kao i od faktora redukcije drugih metalnih instalacija, kao na pr. željezničkih pruga, metalnih cjevovoda i dr. Ako kabel ima plašt od dobro vodljivog materijala, tada plašt djeluje kao kompenzirajući vodič,

jer polje povratne struje koja se pojavljuje u plaštu umanjuje induciranu e.m.s. u zamki vodič-plašt. Ovo umanjene se može iskazati kao faktor redukcije:

KI

EEr r= (3.19)

gdje je: - inducirana e.m.s. između vodiča i plašta, a

rEE inducirana e.m.s. u

nezaštićenom vodiču. Pokazat ćemo utjecaj metalnih dijelova-vodiča „K“ položenih između EE i TK vodova usporedno-paralelno

- 3.8 -

Z

EE elektroenergetski

vod

I

a

a′

KI

l

TK telekomunikacijski

vod

K vod

l

2/UZR

2/UZR

Sl. 3.5

Page 9: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

sa elektroenergetskim „E“ i telekomunikacijskim vodom „TK“, na veličinu e.m.s. induciranu u telekomunikacijskom vodu „TK“.

mE

Neka je metalni vodič „K“ u tlu uzemljen na oba svoja kraja, pri tome treba znati da on može bit: metalni omotač kabela, cjevovod, tračnice i sl. Struja protjecanjem kroz elektroenergetski vod „E“ stvara oko njega magnetsko polje koje djeluje na vodič “K“ koje u njemu inducira e.m.s., koja će prouzročiti protjecanje struje kroz metalni vodič „K“.

ZI

KI

Iz uvjeta ravnoteže e.m.s. u zatvorenom električnom kolu može se odrediti struja koja teče kroz vodič „K“. U zatvorenom električnom kolu temeljem II. KZ je:

0=Σe , pa je: KKZEK IZIZ ⋅+⋅=0 , (3.20)

iz ovoga slijedi izraz za struju kroz metalni vod-element “K“:

ZK

EKK I

ZZI −= (3.21)

Ovdje su: EKZ - međusobna impedanca energetskog „E“ i metalnog vodiča „K“, Koja se može odrediti prema (5.108)

KZ - vlastita impedanca metalnog vodiča „K“.

KR - vlastita otpornost metalnog vodiča „K“. U slučaju da je metalni vodič ustvari plašt kabela, tada se iznosu međusobne impedanse mora pridružiti i ukupni otpor rasprostiranja uzemljenja sa po ½ na krajevima kabela, pošto su ovi zajednički za konturu koju sa zemljom čine vodič i plašt.

mZ

UZR UZR

U ovom slučaju, međusobna impedanca energetskog voda i plašta kabela-metalnog vodiča je:

UZmEK RZZ += (3.22) Vlastita impedanca metalnog vodiča „K“ kružnog presjeka je: KZ

lrDjlRRZ

k

eZKK ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅+⋅+= ln

2821

1 πμ

πμω (3.23)

Ovdje su: Kr - je polumjer vodiča „K“,

UZKVK RRR +=1 - ovdje predstavlja otpor vodiča "K" u kojoj je sadržana i prijelazna otpornost uzemljenja vodiča "K" na oba kraja. UZR

KVR - otpornost vodiča-plašta "K".

UZR - zbir otpornosti uzemljenja na oba kraja vodiča „K“. lRRR ZKK ⋅+= 1 - zbir otpornosti metalnog vodiča „K“ i prijelaznih otpora uzemljenja na oba

kraja plašta kabela. ZR - otpornost povratnog puta kroz zemlju po jedinici dužine, koju možemo odrediti prema:

( )kmfRZ /84

⋅=⋅⋅=

ωμπμ ,

[ ] [ ] [ kmkmmRZ /0493,0/10493/104938

5021048

477

Ω=Ω⋅=Ω⋅=⋅⋅⋅

=⋅

= −−− ππωμ ] (3.24)

U izrazu (3.23) za : KZ

- 3.9 -

Page 10: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

- prvi član pretstavlja vlastitu induktivnost nastalu od magnetskog toka koji se stvara unutar vodiča, - drugi član predstavlja vlastitu iduktivnost konture vodič-zemlja nastalu od vanjskog magne- tskog toka.

1μ i 2μ su magnetske permeabilnosti vodiča, zraka i tla.

fDe

ρ658= - je ekvivalentno rastojanje između provodnika i odgovarajućeg fiktivnog provodnika kojim teče

povratni tok struje u tlu. Ako je μμμ == 21 tada izraz (3.23) za dobiva oblik: KZ

lerDjRl

rDjRl

rDjRZ

k

eK

k

eK

k

eKK ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

⋅+=⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅+=⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅+= − 25,0

21 ln2

ln41

2ln

28 πμω

πμω

πμ

πμω

lrD

jRjXRZK

eKKKK ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛′

+=+= ln2πμ

ω (3.25)

Ako je: , gdje KKK rerr ⋅=⋅=′ − 78,025,0Kr′ predstavlja srednji geometrijski polumjer

cilindričnog vodiča polumjera i kada se uvrsti da su: Kr Hzf 50= i 0μμ = , tada se izraz (3.25) može napisati kao:

[ ]Ω′

⋅⋅+=k

eKK r

DljRZ log1445,0 (3.26)

Slijedi da je e.m.s. inducirana u konturi vod „K“ – tlo jednaka: KKTZETm IZIZE ⋅−⋅−= (3.27)

ETZ - međusobna impedanca energetskog „E“ i telekomunikacijskog voda „TK“,

KTZ - međusobna impedansa vodiča „K“ i telekomunikacijskog voda „TK“ Ove impedance možemo izračunati koristeći izraze (3.10) i (3.22). Ako u prethodnom izrazu struju izrazimo sa (3.21), slijedi da je: KI ZETm IrZE ⋅⋅−= , (3.28) Veličina utjecaja metalnog vodiča „K“ na iznos inducirane e.m.s. u telekomunikacijskom vodu

izražava se redukcijskim faktorom: KET

EKKT

ZZZZr⋅⋅

−=1 (3.29)

U slučaju da nema plašta, a to znači da nema "K" vodiča, znači da je pa iz (3.29) slijedi da je

=∝KZ1=r , što kazuje da nema nikakvog reduciranja utjecaja EE na TK vod.

Ovaj faktor ima niske vrijednosti kada je vodič „K“ vrlo blizu energetskom ili telekomunikacijskom kabelu, tada je: ETKT ZZ ≈ , EKK ZZ ≈ (3.30) U drugom slučaju je: ETEK ZZ ≈ , KTK ZZ ≈ (3.31) U slučaju da je vodič „K“ predstavlja vodljivi omotač energetskog kabela ili je pak zaštitni vodič zračnog elektroenergetskog voda, tada se temeljem izraza (3.29) i uvažavajući (3.30) da je

dobiva za redukcijski faktor relacija: ETKT ZZ ≈K

EKK

ZZZr −

= (3.32)

Za kabelski vod, kod kojeg su vodič i omotač vezani za ista uzemljenja na krajevima, a plašt je dovoljno tanak, može se zanemariti reaktansa nastala od magnetskog toka unutar plašta, relacije (3.23) postaje , (3.22) postaje lRRZ ZKK ⋅+= 1 UZEK RZ = , iz ovoga slijedi da je:

pUZZKEKK RRlRRZZ =−⋅+=− 1 (3.33)

- 3.10 -

Page 11: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

jednako otpornosti omotača-plašta kabela, a prema (3.25) je:

KKK

eZKK jXRl

rDjlRRZ +=⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛′

+⋅+= ln21 πμ

ω Ovdje je otpornost plašta kabela. pR

Na osnovu relacija (5.123), (5.124) i (5.114) za kabelski vod dobije se:

)( )( 221 lXlRR

Rr

KZK

p

⋅+⋅+= (3.34)

Ovdje je:

K

e

′K rDX ⋅

= ln2

0

πμω

(3.35)

[ ]kmrDX

K

eK /log1445,0 Ω

′= (3.35a)

Ovdje je: Kr′ - predstavlja srednji polumjer plašta kabela. Izraz (3.34) se može primijeniti za slučaj kabela, koji nemaju mehaničku zaštitu izvedenu od čeličnih traka. Radi dobrog zakriljavanja, tj. postizanja niskog faktora redukcije, treba otpornost plašta smanjiti, a njegovu induktivnost povećati. Mala otpornost i mala težina prednosti su aluminijskih plašteva. Induktivnost se može povećati omatanjem plašta čeličnim trakama. Primjenom traka od materijala kojemu se permeabilnost s jakošću

polja povećava može se smanjiti polje utjecaja u nepoželjnom području jakosti. Faktor redukcije za različne vrste plašteva (omotača) za telekomunikacijske kabele pri različitim, induciranim naponima prikazuje sl. 3.6

10 100 10000,01

0,10

1

Jakost polja E na mjestu kabela (V/km)

Redu

kcijs

ki fk

tor

r

2

3

6

5

4

1

Sl. 3.6 Faktor redukcije različitih kabelskih omotača za telekomunikacijske kabele promjera do 30 mm pri frekvenciji 50 Hz.

1. goli olovni omotač, 2. čelični valoviti omotač, 3. čelični omotač, 4. aluminijski omotač, 5. olovni omotač s čeličnom vrpcom, 6. aluminijski omotač s čeličnom vrpcom.

Primjer 3.2 - određivanja redukcijskog faktora za energetski kabel XHP 48: Tako na pr. za 11,6/20 kV kabel sa sintetičkom izolacijom tipa: XHP 48, presjeka vodiča 3x95 mm2, koji ima bakreni plašt presjeka sa srednjim polumjerom plašta , uzmemo li da je za ovaj slučaj specifična otpornost tla

216mmqP = mmrK 15≈( )mΩ= 50ρ , i neka je zbir otpornosti

metalnog vodiča „K“ i prijelaznih otpora uzemljenja na krajevima PK RR ≈1 -otpornosti plašta

kabela, tada je prema (5.103) 6585050658658 ===

fDe

ρ , a prema (3.35) je:

( )mX K Ω== 67,0015,0

658log1445,0 ,

ZR - je otpornost povratnog puta kroz zemlju po jedinici dužine, možemo je odrediti prema:

0493,08

50210484

1 7

=⋅⋅⋅⋅

=⋅

=⋅⋅=− ππωμπμ fRZ

- 3.11 -

Page 12: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

( )Ω≈=⋅== 11.1076,116

10000173,0P

Pp qlR ρ otpornost plašta kabela.

za [ kml

Rr PP /11,1 Ω== ], pa je prema (3.34) redukcijski faktor za kml 1= jednak:

)( )( )( )( )( )( 83,067,00493,011,1

11,12222222

1

=⋅+⋅+

=⋅+⋅+

=⋅+⋅+

=lllXlRR

R

lXlRR

Rr

KZP

p

KZK

p

U slučaju da je presjek plašta kabela tada je: redukcijski faktor . 225mmqP = 70,0=rU slučaju da je prijelazni otpor na mjestima uzemljenja plašta kabela za dužinu kabela

i presjeka plašta postiže se redukcijski faktor Ω=1UZR

kml 1= 216mmqP = 48,0=r , a za slučaj da je presjek plašta redukcijski faktor je: 225mmqP = 38,0=r . ______________________________________________________ Kod zračnih elektroenergetskih vodova redukcijski faktor r iskazuje veličinu utjecaja metalnog vodiča „K“ (metalni omotač kabela, cjevovod, tračnice i sl.3.7) na iznos inducirane e.m.s. , u telekomunikacijskom vodu.

mE

ZETm IrZE ⋅⋅−= (3.36) Zemljospojevi kod zračnih vodova uglavnom se događaju na stupovima, uzemljenja zaštitnog i faznog vodiča na krajevima su zajednička kao i kod kabela. Pa se u ovom slučaju, na osnovu relacija:

lMjRZ Zm ⋅⋅+= ω (3.37) UZmEK RZZ += (3.38)

lRRR ZKK ⋅+= 1 (3.38a)

lrDjlRRZ

k

eZKK ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅+⋅+= ln

2821

1 πμ

πμω (3.39)

dobiva relacija:

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

⋅−⋅+−⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

⋅+⋅+=−

4ln

24ln

200

1r

KZUZ

r

K

eZKEKK r

aljlRRrDjlRRZZ μ

πμωμ

πμω

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅

⋅+⋅=−

4ln

20 r

KZUEKK r

aljlRZZ μπμω (3.40)

Ovdje je: rμ -relativna magnetna permeabilnost zaštitnog vodiča, a

UZKZU RRlR −=⋅ 1 je omski otpor zaštitnog vodiča. a - je srednje geometrijsko rastojanje zaštitnog i faznog vodiča, za slučaj prepletanja vodiča je:

cba ddda ⋅⋅= , ovdje su d rastojanja zaštitnog vodiča od odgovarajućih faznih vodiča na jednoj od dionica prepletanja voda. S obzirom na relacije (3.32) i (3.40) može se redukcijski faktor r uslijed utjecaja zaštitnog vodiča izraziti kao:

( ) ( )

( ) ( )2

221

222

11,0log1445,0

11,0log1445,0

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+⋅+⋅+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+⋅+⋅

=

rK

eZK

rK

ZU

rDllRR

rallR

r

μ

μ (3.41)

- 3.12 -

Page 13: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Ovaj izraz, može se primijeniti na bilo koji uzemljeni metalni vodič. Ako je ovaj metalni vodič „K“ znatno bliži elektroenergetskom nego telekomunikacijskom vodu, važi relacija: , ETKT ZZ ≈ EKK ZZ ≈ (3.42) Ako posmatrani vodič „K“ nema zajedničko uzemljenje sa faznim vodičem koji je u kvaru, tada iz izraza za se izostavlja pa u brojniku relacije (3.41) treba zamijeniti sa EKZ UZR ZUR KR1

Ukupan faktor redukcije r zavisi od faktora redukcije elektroenergetskog voda ako ovaj ima zaštitni vodič, faktora redukcije kabele, ako je kabel sa metalnim zaštitnim plaštem uzemljenim na oba kraja i od faktora redukcije drugih metalnih instalacija kao na pr. željezničkih pruga i dr. Približno se može smatrati da je ukupni faktor redukcije jednak umnošku faktora redukcije svih

metalnih instalacija u zoni utjecaja: (3.43) ∏=

=n

iirr

1

Dakle ukupan redukcijski faktor XESxKuKi rrrrrrr ⋅⋅⋅⋅⋅= zavisi od proizvoda svih pojedinih utjecajnih redukcijskih faktora. Pa uzdužna inducirana e.m.s. jednaka

[ ]kmVrIME OkEe /0 ⋅⋅⋅=ω (3.44) Ovdje su:

EeM - međuinduktivnost između EE i TK voda

03IIOk = - struja zemljospoja mjerodavna za izračun uzdužnog induciranog napona

Kir -strujni redukcijski faktor od metalnog plašta i metalnog oklopa energetskog kabela

KUr - naponski redukcijski faktor od metalnog plašta i metalnog oklopa informacijskog TK kabela kabela.

Sr - redukcijski faktor zbog utjecaja tračnica

Er - redukcijski faktor zbog utjecaja zaštitnog užeta dalekovoda

Xr - redukcijski faktor od utjecaja susjednih cijevi, i drugih metalnih elemenata Strujni redukcijski faktor KirStrujni redukcijski faktor pokazuje stvarnu mjeru učinkovitosti oklapanja (zakriljenja) kabelskim plaštem. U slučaju zemljospoja, ukupna struja kvara dijeli se na dva dijela, pri tome jedan dio protječe kroz omotač-plašt kabela, dok drugi dio

Kir

OKI

OKI ′ teče kroz zemlju povratno zatvarajući strujni krug. Redukcijski faktor predstavlja omjer između povratne struje OKI ′ koja se vrača kroz zemlju i

ukupne struje kvara , iz ovoga slijedi da je: 03IIOK =OK

OKKi I

Ir′

= (3.45)

Krug kroz zemlju se sastoji od omskog otpora zemlje i od omskog otpora uzemljenja krajeva plašta kabela i od induktivnog otpora kruga kroz zemlju i induktivnog otpora od induktiviteta čeličnog opleta kabela. Omska otpornost kruga kroz zemlju je zanemarivo mala, također je i utjecaj kabelskog plašta kod energetskih kabela malen. U procjeni omjera utjecaja, radi pojednostavljenja se mora zanemariti otpor uzemljenja krajeva plašta. Za kabele bez čeličnog opleta, strujni redukcijski faktor, koji pokazuje utjecaj energetskog kabela "EE" na informacijski "TK" ili neki drugi metalni element "K", možemo iskazati relacijom:

222EM

MKi

LRRr

⋅+=

ω (3.46)

Ovdje su:

- 3.13 -

Page 14: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

MR - aktivna-jednosmjerna otpornost kabelskog plašta u [ ]km/Ω

EL - Induktivnost kruga kroz zemlju, otprilike [ ]kmH /202 3−⋅ U nakani postizanja povoljno niskog redukcijskog faktora, trebamo težiti k tome da je što niži omski otpor plašta kabela. Kod kabela sa opletom od namotanih čeličnih traka (najmanje u dva sloja), u gornjem izrazu u nazivniku je i induktivitet čeličnog opleta, koji moramo uzeti u obzir. Također treba uzeti u obzir da peremeabilitet čeličnog opleta nije stalna niti linearna veličina, nego zavisi od jačine magnetskog polja, stoga slijedi da se induktivitet kao nelinearna veličina mijenja sukladno promjeni magnetskog polja nastalog od toka struje zemljospoja. Zbog, u ovom slučaju, kompliciranog postupka izračuna redukcijskog faktora , proizvođači kabela daju dijagrame redukcijskih faktora u obliku krivulja iskazanih kao funkciju struje zemljospoja, za razne vanjske promjere plašta D, za debljine plašta d i za debljine čeličnog opleta B. (slike 3.8 i 3.13).

Kir

Kir

3.3.1 Naponski redukcijski faktor KurPovišeni napon između vodiča i plašta informacijskog kabela ugrožava izolaciju, budući da kroz vodič ne teče struja, napon u krugu vodič-plašt jednak je razlici napona, koju stvara e.m.s. u zemnom krugu uzrokovanu protokom struje kroz otpor plašta. Pri dovoljno dobrom uzemljenju, kada je otpor uzemljenja krajeva plašta mnogo manji od uzdužnog otpora plašta, napon između vodiča i plašta ravan je naponu između vodiča i zemlje. Naponski redukcijski faktor utjecajnog kabela definira se kroz omjer inducirane e.m.s. Kur 0E′ po jedinici dužine u kabelu sa uzemljenim plaštem i inducirane e.m.s. po jedinici dužine u kabelu bez plašta.

0E

0

0

EErKu′

= (3.47)

Redukcijski faktor će imat povoljnu veličinu samo u slučaju kada su otpori uzemljenja krajeva plašta mnogo manji u odnosu na uzdužni otpor plašta kabela na posmatranom dijelu l .

Kur

Ovakav slučaj je kod dugih dionica kada je plašt uzemljen, jer se plašt može promatrati kao prijelazno uzemljenje. Plašt kabela se može posmatrati kao prijelazno uzemljenje, kada je preko metalnog plašta ili oklopa-opleta postoji juteni plašt i ako je direktno položen u tlo. Metalni plašt sa dodatnom namotanom plastičnom folijom ili sa vanjskim plastičnim plaštem ostaje prema zemlji izoliran, pa zbog toga mora biti najmanje na oba kraja dobro uzemljen. Ako se kabel sastoji od više dionica koje su uzemljene na krajevima ili je uzemljavan unutar dionice na više mjesta, tada se u izračunu redukcijskog faktora mora primijeniti fiktivan vrijednost otpora metalnog plašta, koju možemo izračunati prema relaciji: MR′

e

eeeMM l

RRlRR 21 ++⋅=′ (3.48)

ovdje su: MR - istosmjerna otpornost metalnog plašta kabela u [ ]km/Ω

21, es RR - otpor uzemljenja na krajevima dionica kabela u[ ]Ω

el -razdaljina između točki uzemljavanja u [ ]km Za određivanje naponskog redukcijskog faktora važi kao i za strujni faktor

222EM

MKU

LRRr

⋅+=

ω (3.49)

- 3.14 -

Page 15: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Također za određivanje važe i dijagrami na slikama 111, 112 i 113. KurNa veličinu redukcijskog faktora kod kabela sa opletom od čelične trake od jačine uzdužnog električnog polja. [ ]kmVrrIME XKiOkEe /0 ⋅⋅⋅⋅=ω (3.50) gdje je s označen redukcijski faktor kompenzirajučeg voda koji se može naći između EE voda i TK voda, kao na sl.119, i određen je relacijom:

Xr

23

23

2

12

23133

223

LRM

MMLRrX ⋅+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅−+

ω (3.51)

ovdje su: 3R -kilometarska uzdužna otpornost kompezacijskog voda [ ]km/Ω

3L - induktivitet kola kompenzacijskog voda i zemlje u oko

[ ]km/mH[ ]kmmH /2

13M - međuinduktivnost između (1) i (3) odgovara u [ ] 13a km/Ω

23M - međuinduktivnost između (2) i (3) odgovara u 23a [ ]km/Ω

12M - međuinduktivnost između (1) i (2) odgovara u 12a [ ]km/Ω

Sl.3.7 Kompenzacijski vod između EE i TK voda-kabela

Veličinu međusobnog induktivnost u zavisnosti rastojanja možemo dobiti iz krivlja dijagrama na slici 3.2. U tablicama 3.1 i 3.2 su dani redukcijski faktori za zaštitna užad dalekovoda i za tračnice . Kod lošije specifične vodljivosti tla redukcijski faktori su povoljniji, dok su nepovoljniji kod bolje specifične vodljivosti tla.

Er Sr

Redukcijski faktor za tračnice vrijedi približno za utjecaj na kabel u neposrednoj blizini tračnica (rastojanje oko 5 m), Kod energetskih kabela su vrijednosti oko 20% više, ako prolazi u istom rovu sa ....smetajučim Redukcijsko djelovanje uzemljene zaštitne užadi ovisi o vrsti materijala od kojega je uže izrađeno, te o broju užadi. Vrijednosti redukcijskih faktora zaštitnog užeta za tehničke frekvencije daju se obično tablično.

Er

Tablica 3.1 Redukcijski faktor za različite zračne vodove sa različitim vrstama zaštitnog vodiča

Redukcijski faktor kod specifične otpornosti tla oko Er[ ]mΩ=100ρ

Vrsta zaštitnog vodiča

Presjek (mm2)

Otpor za istosmjernu struju (Ω/km)

Otpor za naizmjeničnu struju (Ω/km)

Redukcijski faktor r

300/50 0,093 0,10 0,61 240/40, (185/32)*

0,115 (0,145)

0,116 (0,15)

0,62 Uže aluminij-čelik prema DIN 48204 44/32 0,518 0,59 0,77

50 0,473 0,52 0,75 Uže od bronce 70 0,345 0,37 0,69 50 3,020 4,13 0,99 Uže od čelika 70 2,310 2,30 0,98 50 0,813 0,86 0,84

Uže čelik-bakar (40%) 70 0,586 0,61 0,78

- 3.15 -

Page 16: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Redukcijski faktor djelovanja tračnica u neposrednoj blizini TK vodova ovisi u znatnoj mjeri o prijelaznom otporu na spojevima tračnica. Ako se taj otpor može zanemariti u odnosu na uzdužni otpor tračnica tada za razne vrste pruga imamo redukcijske faktore u tablici.

Sr

Tablica 3.2 Redukcijski faktor za različite željezničke pruge Redukcijski faktor kod specifične otpornosti tla oko Sr [ ]mΩ=100ρ za veće otpore će faktor biti manji ili obrnuto.

Redukcijski faktor r

jedan kolosijek 0,8 Neelektrificirana pruga velike postaje, dva ili više kolosijeka 0,6 jedan ili dva kolosijeka 0,5 tri kolosijeka 0,35 Elektrificirana pruga velike postaje, četiri ili više kolosijeka

0,2

Red

ukci

oni f

akto

r r K

i i

r Ku

Debljina olovnog plašta D Sl. 3.8 Redukcijski faktor i za neoklopljeni kabel s olovnim plaštem debljine D (mm) Kir Kur

Debljina aluminijskog plašta d

Red

ukci

jski

fakt

or

r Ki i

r Ku

Sl. 3.9 Redukcijski faktor i za neoklopljeni kabel s glatkim aluminijskim plaštem Kir Kur debljine D (m

- 3.16 -

Page 17: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Debljina olovnog plašta D

Red

ukci

jski

fakt

or r

Ki i

r Ku

Sl. 3.10 Redukcijski faktor i za neoklopljeni kabel s glatkim aluminijskim plaštem Kir Kur debljine D (mm

Struja zemljospoja

Red

ukci

jski

fakt

or

r Ki

Sl. 3.11 Redukcijski faktor u ovisnosti od struje zemljospoja za kabel s olovnim plaštem i dva sloja čelične trake, D (mm) promjer preko olovnog plašta debljine d (mm), debljina čeličnog plašta B (mm).

Kir

(NKBA, NAKBA, NKBY, NAKBAY,

- 3.17 -

Page 18: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Red

ukci

jski

fakt

or

r Ki

Sl. 3.12 Redukcijski faktor u ovisnosti od struje zemljospoja za kabel s olovnim plaštem debljine Kir d (mm) D (mm) promjer preko olovnog plašta i s dva sloja čelične trake debljine plašta B (mm) po svakom od tri vodiča. (NEKBA, NAEKBA, NEKBY, NAEKBY

Red

ukci

jski

fakt

or

r Ki

Debljina olovnog plašta d

Slika 3.13 Redukcijski faktor za kabel sa olovnim plaštem i oklopljen 20% čeličnim opletom debljine 1,4 mm, promjer D je preko olovnog plašta u mm.

Kir

Jakost elektricnog polja

Red

ukci

oni f

akto

r

rKu

Slika 3.14 Redukcijski faktor za kabel sa glatkim aluminijskim plaštemu dva sloja namotane čelične trake, u ovisnosti od jačine električnog polja, promjer D je preko Al -plašta u mm, debljina Al-plašta d (mm), debljina čeličnog plašta B (mm).

Kur

- 3.18 -

Page 19: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

3.4 NAPON NA VODIČU TELEKOMUNIKACIJSKOG VODA POD UTJECAJEM UZEMLJENJA ELEKTROENERGETSKIH POSTROJENJA

Vodiči telekomunikacijskog kabela na određeni način su u kontaktu sa uzemljenjem postrojenja. Plašt i armatura kabela također su vezani za uzemljenjem postrojenja i uzemljeni su na drugom svom kraju, koji se nalazi van potencijalne zone uzemljivača postrojenja.

E

UUZ

E+UUZ

PI

KZI

R.Z.

Sl 3.14

3.4.1 Drugi kraj vodiča kabela nije uzemljen U slučaju da drugi kraj vodiča kabela nije uzemljen, tada će između ovoga kraja i okolnih uzemljenih dijelova pri zemljospojevima u elektroenergetskom postrojenju nastati potencijalne razlike koje se mogu premostiti dodirom. Ovu potencijalnu razliku možemo izraziti relacijom: EUE UU += , (3.52)

ovdje su: UU - napon na koji dolazi uzemljivač u odnosu na udaljeno tlo na nultom potencijalu („referentna zemlja“) ili,

kraće, “napon uzemljivača“ , koji iznosi:

ZUU IRU ⋅= , (3.53)

UR - je otpor rasprostiranja uzemljivača, a

ZI - je struja koja se odvodi u zemlju preko uzemljivača pri zemljospoju u mreži. E - je e.m.s. koja se pojavljuje u kolu vodič – zemlja telekomunikacijskog kabela uslijed protjecanja struje

kroz plašt. PI Ova e.m.s. se može izračunati temeljem relacije:

PTK IZE ⋅−= , (3.54)

pri čemu je: K

UP Z

UI = , s obzirom na prethodno slijedi da je:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅=

K

TKZUU Z

ZIRE 1 (3.56)

Izraz u zagradi predstavlja ustvari redukcijski r faktor kabela, što se vidi iz relacije:

KET

EKTK

ZZZZr⋅⋅

−=1 , pa je sada:

Napon koji se pojavljuje na neuzemljenom kraju plašta telekomunikacijskog voda i koji se može premostiti dodirom je:

ZUU IRrE ⋅⋅= (3.57)

ovdje su: EKZ - međusobna impedanca energetskog „E“ i metalnog vodiča „K“ , ovdje vodič „K“ može da

predstavlja metalni omotač kabela, cjevovod, tračnice i sl. 3.14.

- 3.19 -

Page 20: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

ETZ - međusobna impedanca energetskog „E“ i telekomunikacijskog voda „TK“,

KTZ - međusobna impedansa vodiča „K“ i telekomunikacijskog voda „TK“ Ove impedanse se mogu izračunati. Ovdje lMjRZ Zm ⋅⋅+= ω , predstavlja međusobnu impedancu posmatranih usporedno vođenih

kola i ona se može izračunati koristeći relaciju : la

DjZ em ⋅+= )log1445,00493,0( ,

Sada možemo iskazati međusobnu impedancu energetskog voda i usporednog metalnog vodiča, omotača kabela, cjevovod, tračnica i sl., kroz relaciju:

UZmEK RZZ += (3.58)

UZR - je zbirna otpornost uzemljenja na krajevima kabel,

KZ - je vlastita impedanca vodiča „K“

lrDjlRRZ

k

eZkK ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+++= ln

2221

1 πμ

πμω (3.59)

ovdje je: kR1 - otpornost vodiča „K“koja obuhvata i prijelazne otpore uzemljenja na krajevima.

ZR - otpornost povratnog puta kroz tle po jedinici dužine i iznosi: 84

1 ωμπμ ⋅=⋅⋅= fRZ (3.60)

U izrazu za prvi član u zagradi KZ lj ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛πμω2

1 je vlastita induktivnost vodiča nastala od toka koji

se stvara unutar vodiča, dok drugi član lrDj

k

e ⋅⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ln

22

πμω predstavlja vlastitu induktivnost

konture vodič – zemlja nastalu od vanjskog toka-fluksa vodiča. 1μ , 2μ - su magnetne permeabilnosti vodiča i zraka odnosno tla,

Kr - je polumjer vodiča,

eD - je ekvivalentno rastojanje do povratnog toka struje u tlo koje se računa prema relaciji:

ρ3,93=eD , (3.61)

kk rr ⋅= 78,0/ , (3.62) lRRR zkk += 1 , ako uvrstimo prethodno i ako je f=50 Hz, i 0μμ = , tada slijedi da je:

lrDljlRRZ

k

ezkK /1 log1445,0 ⋅⋅++= , (3.63)

e.m.s nastala u konturi telekomunikacijski vod – tlo će iznositi: KZKTZETm IZIZE ⋅−⋅−= , (3.64)

pa nakon uvođenja prethodnih relacija dobivamo da je: KZETm IrZE ⋅⋅−= (3.65)

- 3.20 -

Page 21: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

3.5. DOPUŠTENE VELIČINA UKUPNE INDUCIRANA E.M.S. U TK VODOVIMA U narednoj tablici su navedene veličine dopuštenih e.m.s. u telekomunikacijskim linijama u ovisnosti od vremena t trajanja zemljospoja. Granični napon 1200 V predstavlja 60% veličine standardnog (Ui =2,5 kV) ispitnog napona izolacije kabela prema zemlji. Inducirana e.m.s. ugrožava izolaciju instalacija prema tlu i dovodi do pojave opasnih napona dodira, koji ne smije biti veći od dopuštenog. Najnepovoljniji je slučaj kada je jedan kraj instalacije uzemljen a drugi nije. Na neuzemljenom kraju tada nastaje potencijalna razlika prema zemlji koja je jednaka ukupnoj induciranoj e.m.s. E. U slučaju kada su oba kraja instalacije neuzemljena potencijalne razlika prema tlu na njenim krajevima mogu imati različite veličine, u zavisnosti od kapaciteta i odvodnosti instalacija prema tlu. U najpovoljnijem, u ovom slučaju potencijalne razlike krajeva prema tlu mogu iznositi po E/2 na oba kraja. U donjoj tablici ćemo dati dopuštene veličine induciranih e.m.s. u telekomunikacijskim vodovima. Tablica 3.3 Elektroenergetski vodovi „E“ Telekomunikacijski vodovi „TK“ Dopuštena efektivna veličina e.m.s.

u (V) Kratkotrajni utjecaj

a) nadzemni vod 430 b) podzemni vod 430

Naznačeni napon veći od 1kV, 0,2 s < t ≤0,5 s c) podzemni kabelski vodovi čija su

kola završena razdvojenim transformatorima

1200

a) nadzemni vod 630 b) podzemni vod 430

Vodovi visoke pogonske sigurnosti t≤ 0,2 s c) podzemni kabelski vodovi čija su

kola završena razdvojenim transformatorima

1200

Trajni utjecaj a) nadzemni i podzemni kabelski vodovi čiji krajevi nisu zaključeni razdvojenim transformatorima

65*

Naznačeni napon veći od 1 kV

b) nadzemni i podzemni kabelski vodovi čiji su krajevi zaključeni razdvojnim transformatorima

150*

*) Ove granične veličine se odnose, isključivo, na zaštitu osoba i ne može se smatrati graničnom veličinom koja ne izaziva nikakve smetnje u sustavu signalizacije. U slučaju nesimetričnog sustava signalizacije u odnosu na zemlju takve smetnje se mogu pojaviti i pri znatno manjim naponima.

Proračun opasnosti od induktivnog utjecaja Uzdužna inducirana EMS se obavlja obično za udaljenosti:

• do 1 km, ako je ρ < 500 Ωm

• do 2 km, ako je ρ > 500 Ωm

• do 3 km, ako je ρ > 3000 Ωm

- 3.21 -

Page 22: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Primjer: 3.3 U blizini 110 kV voda EE će bit položen jedan informacijski kabel TK, treba izračunati induciranu e.m.s. u TK vodu pri nastanku zemljospoja na EE vodu. zvjezdišta mreža 110 kV je direktno uzemljeno, frekvencija je f=50 Hz. Zaštitno uže dalekovoda je presjeka q=50 mm2 , izrađeno od bronce, pa prema tablici 3.1 za ovakav vodič redukcijski faktor iznosi: r=0,75. Struja zemljospoja u blizini napojne stanice iznosi: kAIIZ 33 0 =⋅= . Duljina paralelnog vođenja voda TK sa EE vodom je: kml 10= . Razmak između informacijskog TK i elektroenergetskog voda EE je: .50ma = Specfični otpor tla je: mΩ= 50ρ . Iz dijagramu na sl.3 za razmak a=50 m i specifičnu otpornost tala ρ=50 Ωm koristeći krivu 2 očitavamo odgovarajuću međuinduktivnost koja iznosi: M=0,533 mH/km. Kako je predviđeno da informacijski kabel TK ima olovni omotač vanjskog promjera D=20mm debljine olovnog plašta d=1,2 mm, tada će za ovakav kabel prema sl. 111 redukcijski faktor biti jednak: r=0,97. Apsolutnu veličinu inducirane e.m.s. u kabelu ćemo izračunati koristeći relaciju (3.2), pa je: VIrlME OKM 489097,074,01041010533,05014,32 33 =⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅= −ω U ovom slučaju, u informacijskom kabelu će se inducirati e.m.s. veličine 4890 V, koja je znatno veća od ispitnog napona izolacije kabela (vodič-plašt) koja je 2000 V. Ako u elektroenergetskom vodu zaštita djeluje na isključenje kvara u vremenu t≤ 0,2 s tada se smije u TK vodu inducirat e.m.s. koja ne smije biti veća od 1200 V , a to je 60% ispitnog napona TK voda. Vidimo da redukcijski faktor izabranog kabela TK ne zadovoljava u pogledu smanjenja inducirne e.m.s. do veličine ≤1200 V, da bi udovoljili ovom zahtjevu, tada ukupni redukcijski faktor mora biti: 245,04890/1200 ==irIz slike 3.9 je jasno, da se kabelom sa Al-plaštem bez čeličnog oklopa ne može postići zahtijevani redukcijski faktor. Zato u ovom slučaju moramo izabrati kabel sa čeličnim oklopom kao kompenzirajučim vodom K koji se nalazi između elektroenergetskog EE i telekomunikacijskog TK voda-kabela, pri čemu će jačina električnog polja po jedinici duljine biti:

[ ]kmVrIME KiOkEe /50475,04535,03140 =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=ω

Sad za ovu veličinu električnog polja koristeći dijagrame na slici 3.14, za kabel sa Al-plaštem promjera 20mm, debljine plašta d=1,0 mm i s dva sloja namotane čelične trake debljine B=0,5 mm očitavamo redukcijski faktor 24,0=ir , sa kojim će biti udovoljeno zahtjevu, da inducirana e.m.s. bude ≤1200 V. Primjer 3.4: informacioni kabel u blizini energetskog elektrovučnog kabela Jedan 20 kV kabel prolazi u neposrednoj blizini skupa kabela za napajanje elektrovučne željeznica. Najveća dopuštena e.m.s. inducirana od utjecaj elektrovučnih vodova je ≤1200 V. Mreža 20 kV je uzemljena. Energetski kabel 11,6/20 kV NEKBA 3x50 mm2 svaka žila kabela oklopljena je olovnim plaštem vanjskog promjera D=21 mm. Struja dvostrukog zemljospoja 3 kA. Dužina usporednog vođenja l=5 km. Odstojanje energetskog i telekomunikacijskog kabela je a=1m. Specifični otpor tla ρ=50 Ωm.

- 3.22 -

Page 23: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Za rastojanje vodova od a=1m i specifičnu otpornost tla [ ]mΩ= 50ρ , koristeći krivu 2 iz dijagrama na sl.3.1, određujemo međuinduktivitet između EE i TK veličine: M=1,3 mH/km. Predviđeno je da informacijski kabel bude s Al plaštem vanjskog promjera D=30 mm debljine d= 1,2 mm i sa oklopom od namotane čelične trake debljine 2x0,5 mm. Sada ćemo za planiranu vrstu energetskog kabela i struju zemljospoja od 3 kA koristeći dijagrame na slici 3.12 odrediti redukcijski faktor, koji iznosi r=0,7. Redukcijski faktor tračnica od 0,5 ćemo povisiti za 20%, jer se oba kabela prolaze u tijesnom susjedstvu, pa će biti . 6,0=XrNakon što smo odredili redukcijske faktore možemo izračunati porast električnog polja po jedinici dužine voda TK.

[ ]kmVrrIME XKiOkEe /5156,07,033,13140 =⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅=ω ovdje su:

EeM - međuinduktivnost između EE i TK voda

03IIOk = - struja zemljospoja mjerodavna za izračun uzdužnog induciranog napona

Kir -strujni redukcijski faktor od metalnog plašta i metalnog oklopa energetskog kabela

KUr - naponski redukcijski faktor od metalnog plašta i metalnog oklopa informacijskog TK kabela kabela.

Sr - redukcijski faktor zbog utjecaja tračnica

Er - redukcijski faktor zbog utjecaja zaštitnog užeta dalekovoda

Xr - redukcijski faktor od utjecaja susjednih cijevi, i drugih metalnih elemenata Za ovu veličinu električnog polja ćemo iz dijagrama na slike 3.14 za predviđeni informacijski kabel odrediti redukcijski faktor od 16,0=r . Sad ukupna uzdužna inducirana e.m.s. sa =⋅⋅= xKuKi rrrr iznosi

[ ]VrlEE KuiK 41016,055150 =⋅⋅=⋅⋅= Ova veličina induciranog napona nalazi daleko ispod dopuštene granice od 1200 V. Također dodatno osiguranje od otjecanja nije potrebno, jer je inducirani napon ispod mjerodavne granice od 430 V. 3.6 Zaštita TK vodova od štetnih utjecaja 3.6.1. Opće mjere: navesti ćemo opće mjere zaštite od utjecaja EE postrojenja.

1. U slučaju opasnih i ometajućih utjecaja svih vrsta (galvanski, induktivni i kapacitivni) treba težiti sljedećem:

• razmak između TK i EE trase - što veći; • duljina paralelnog vođenja TK i EE voda - što manja; • vrlo pažljivo određivanje trase, i u slučaju potrebe - korekcija.

2. U slučaju opasnih utjecaja svih vrsta treba na TK vodu na prikladnim mjestima označiti postojanje opasnosti propisanom oznakom (isprekidana izlomljena strelica crvene boje) kao upozorenje neupućenim. Stručno osoblje koje održava TK vod pod utjecajem mora obvezno koristiti sredstva osobne zaštite (izolacijske rukavice, obuću, alat i sl.).

3. U slučaju ometajućih utjecaja svih vrsta vrlo je važno izmjeriti simetričnost TK voda i, koliko je to moguće, poboljšati je.

3.6.2. Zaštita od galvanskog utjecaja 2.a. Zaštita zračnih TK vodova 2.a.1. Pri paralelnom vođenju

- 3.23 -

Page 24: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

najmanji horizontalni razmak vodiča u pravilu visina višeg uporišta + 3 m, odnosno u naseljenim mjestima:

• za < 250 V >1 m • za > 250 V > 4 m • od voda električne vuče > 2 m

2.a.2. Pri križanjima

• križanje u rasponu • EE vodovi u pravilu iznad TK vodova (jer su deblji, a time i čvršći), iznimno u

naseljenim mjestima za napone do 250 V mogu biti i ispod, s tim da je razmak barem 1 m, a EE vod izoliran

• stup TK linije što dalje od EE linije, a nikako ne manje od 5 m • stup EE linije što bliže TK liniji, ali ne manje od 2 m • na uporištima TK linije s obje strane križanja - gromobrani (otpor < 25 Ω) • vertikalni razmak pri najnepovoljnijim uvjetima (+ 40oC ili -5oC, s dodatnim teretom

od leda ili snijega): za vodove elektroprijenosa: • do 250 V ... 1 m • 1 KV ... 2 m • 1-35 KV ... 2,5 m • 35-110 KV ... 3,0 m • 110-150 KV .. 3,5 m • iznad 150 KV … 4,0 m

za vodiče elektrovučne:

• 2,0 m (zaštitne žice paralelno s pravcem voda elektrovučne 50 cm iznad njega, ne manje od 3 zaštitne žice, od kojih jedna iznad TK voda, a druge dvije s obje strane na razmaku 50 cm)

• EE vodovi moraju imati na križanju smanjeni raspon, te biti bez nastavaka i dvostruko zavješeni

• kut križanja između 45 i 90o. 2.b. Zaštita kabelskih TK vodova 2.b.1. Pri paralelnom vođenju – najmanji horizontalni razmak između TK i EE kabela:

• za < 10 KV > 0,5 m • za > 10 KV > 1 m bez zaštite • 0,5 < d < 1 m sa zaštitom

Napomena: Zaštita se sastoji od uvlačenja EE kabela u željeznu cijev, a TK kabela u betonsku cijev. – najmanji horizontalni razmak između uporišta EE linije i TK kabela mora biti:

• za 110 KV > 10 m • za 220 KV > 15 m • za 400 KV > 25 m

2.b.2. Pri križanjima – najmanji vertikalni razmak između TK i EE kabela:

• za < 250 V > 0,3 m • za > 250 V > 0,5 m bez zaštite • 0,3 < h < 0,5 m sa zaštitom

- 3.24 -

Page 25: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

Napomena: Zaštita je ista kao i pri paralelnom vođenju, samo su zaštitne cijevi duljine 2-3 m. – kut križanja između 45o i 90o

3.6.3. Zaštita od induktivnog utjecaja 3.a. Zaštitne mjere na EE vodovima Za smanjenje opasnog utjecaja koriste se:

• simetrično opterećenje vodova • transpozicija (upredanje) vodova • smanjenje struje u režimu normalnog rada i u režimu kratkog spoja • skraćenje vremena struje kratkog spoja (brzi rastavljači, manje od 1 s) • primjena zaštitnog užeta s boljim redukcijskim faktorom • primjena odsisnih transformatora, koji prisiljavaju povratnu struju da sva teče po

tračnicama, čime se povećava njihovo ekranirajuće djelovanje • zamjena zračnog EE voda kabelskim.

Za smanjenje ometajućeg utjecaja koriste se ove mjere: • smanjenje snage kojom upravljaju tiristori • ugradnja rezonantnih filtera za eliminiranje harmonike.

3.b. Zaštita zračnih TK vodova 3.b.1. Pri paralelnom vođenju Za smanjenje opasnih utjecaja koriste se sljedeće mjere:

• ugradnja u TK vodove odvodnika prenapona kojim se TK vod dijeli u više dionica, u kojima inducirana EMS ne prelazi dopuštenu vrijednost;

• ugradnja u TK vodove razdvojnih separacijskih transformatora kojima se TK vod dijeli u više dionica, u kojima opet inducirana EMS ne prelazi dopuštenu vrijednost;

• ugradnja u TK vodove uzemljujućih prigušnih svitaka; • zamjena zračnih TK vodova kabelskim.

Za smanjenje ometajućih utjecaja koriste se ove mjere:

• prijelaz sa NF na VF rad; • primjena kompandora; • povećanje razine korisnog signala; • zamjena zračnih TK vodova kabelskim.

3.b.2. Pri križanjima Kut između TK trase i EE trase treba biti što bliži 90o, jer je u tom slučaju međuinduktivitet između vodova jednak 0, a time i induktivni utjecaj EE vodova najmanji. 3.c. Zaštita kabelskih TK vodova 3.c.1. Pri paralelnom vođenju- za smanjenje opasnih utjecaja koriste se sljedeće mjere:

• ugradnja u TK vodove odvodnika prenapona; • ugradnja u TK vodove razdvojnih transformatora; • ugradnja na TK kabel redukcijskih transformatora u kojih je na primarni namotaj

priključen kovinski plašt TK kabela, a na sekundarne namotaje vodovi u tom kabelu. Na taj se način u TK vodovima EMS inducirane zbog vanjskih utjecaja kompenziraju s EMS induciranom od kabelskog plašta preko redukcijskog transformatora. Konačni učinak odgovara smanjenju redukcijskog faktora kabela. U tom slučaju radi se o pasivnoj zaštiti;

• ugradnja na TK kabel neutralizirajućih transformatora, u kojih je na primarni namotaj priključen tzv. pilotski vodič, a na sekundarne namotaje TK vodovi u kabelu. EMS inducirana u pilotskom vodiču pojačava se u posebnom pojačalu i zatim transformira u

- 3.25 -

Page 26: 3.0 Utjecaj Struja Elektroenergetskih Postrojenja i Vodva Na Telekomunikacijske Vodove

TK vodove, gdje neutralizira EMS inducirane zbog vanjskih utjecaja. U tom slučaju radi se o aktivnoj zaštiti (ARS – njemački Aktive Reduktionsschutzeinrichtung);

• polaganje paralelno s TK kabelom uzemljenog tzv. kompenzacijskog vodiča; • primjena TK kabela s boljim redukcijskim faktorom; • zamjena žičnog sustava prijenosa optičkim ili bežičnim (radio).

Za smanjenje smetajućih utjecaja koriste se ove mjere:

• prijelaz sa NF na VF rad; • primjena kompandora; • povećanje razine korisnog signala; • primjena TK kabela s boljim redukcijskim faktorom; • zamjena žičnog sustava prijenosa optičkim ili bežičnim (radio).

3.c.2. Pri križanjima Kao i kod zračne TK linije kut između trase TK kabela i EE trase treba biti što bliži 90o, da bi međuinduktivitet a time i induktivni utjecaj EE vodova bili što manji. 3.6.4. Zaštita od kapacitivnog utjecaja 4.a. Zaštitne mjere na EE vodovima Osim povećanja razmaka i smanjenja duljine približavanja, jedna od najefikasnijih mjera je sniženje napona na EE vodu. 4.b. Zaštita zračnih TK vodova Za smanjenje opasnih kapacitivnih utjecaja koriste se sljedeće mjere:

• ugradnja u TK vodove odvodnika prenapona; • ugradnja u TK vodove uzemljujućih prigušnih svitaka; • zamjena zračnih TK vodova podzemnim.

3.6.5. Zaštita pri uvođenju u EE postrojenja 5.a. Slučajevi TK vodovi koji se polažu u blizini EE postrojenja štite se u sljedećim slučajevima:

• kada dolaze iz bezopasnog sektora i završavaju u sektoru visokog napona; • kada izlaze iz sektora visokog napona i završavaju u bezopasnom sektoru; • kada prolaze kroz sektor visokog napona.

5.b. Opće mjere

• svi TK kabeli koji se uvode u sektor visokog napona moraju biti podzemni, a oni koji samo prolaze mogu biti ili podzemni ili zračni;

• u sektoru visokog napona TK kabeli moraju imati vanjski plašt od plastičnih masa, a uvlače se u cijevi također od plastičnih masa;

• ormari s kućištem od plastičnih masa, a ako su kovinski, moraju se uzemljiti; • upozorenje “pažnja, visoki napon”.

5.c. Tipovi zaštite

• Uz < 430 V - ne treba posebna zaštita; • Uz < 1200 V - primjena odvodnika prenapona i eventualno strujnih osigurača ; • Uz < 4 KV - primjena serijskog induktiviteta, odvodnika prenapona i eventualno strujnih

osigurača; • Uz < 18 KV - primjena razdvojnih transformatora, te eventualno odvodnika prenapona i

strujnih osigurača.

- 3.26 -