电力输电对有铜线光缆的电磁危害与防护

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　　摘要：为了给光缆线路的施工和设计提供参考，论文研究与分析了电力输电系统的工作状态以及故障状态对铜线光缆所产生的电磁影响及危害。为确保铜线光缆通信线路能够安全、通畅运行，文章还提出了相应的防护措施。
　　关键词：防护；纵电动势；光缆线路；电力输电
　　中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
　　引言
　　随着我国社会经济和科学技术的不断发展，现代信息传输的主要手段之一就是光缆线路。光缆由塑料外皮、塑料保护套管、以及如头发般细的玻璃丝——光导纤维组成。光纤按照一定方式构成的缆心为光缆。在信息化高度发达的信息化社会，各种信息网络的传播工具离不开光缆，光缆一旦阻断或遭到破坏，就会给各个部门带来巨大损失，严重的会导致业务瘫痪。光缆其结构包括铜线型、有金属构件无铜线型、无金属型。光是一种电磁波，在不同的物质中，光的传播速度不同，相同波长光的折射角度在不同的物质中是不同的，而光纤通信的形成基于光的反射、折射原理。光纤的特点：采用光纤通信可安全用于易爆、易燃的场所，因其不带电；利用光纤进行传输，其体积小、重量轻；光纤具有很宽的通频带等等。文章主要针对铜线型光缆线路受电力输电的影响进行分析。当与变电站或发电厂的接地网、交流电气铁道、高压电力线铜线型光缆线路相接近时，铜线型光缆线路就会受到电位升高或者电磁感应所带来的干扰，电磁感应会直接危害到光缆内部的金属构件、铜线回路、铜线。光缆线路受到电力输电的影响可以从两个方面来看，第一是工作状态，第二是短期故障状态对铜线产生的影响。光缆通信受电力输电的干扰主要是指铜线回路受到光缆内铜线所产生的纵电动势的干扰。
　　电力输电所产生的电磁危害
　　将发电厂发出的电能通过输电系统，进行相邻电网的电能互送，或输送到负荷中心，形成统一电网。
　　1.1当高压电力线非常接近于光缆通信线路时，在金属护套和光缆铜线上，若电力线路产生短路故障，铜线光缆内部的铜线这时也处于远供回路状态，则铜线上的纵电动势可按照如下公式进行计算。≤，在公式中，为远供电压；为处于中继段的直流试验电压；是铜线上纵电动势。假设远供电压为，铜线上的容许纵电动势则≤，表明其短期影响未超过。若因不平衡电流通过磁耦合，电力线路短路，可以通过如下公式来计算金属护套以及光缆铜线上所产生的纵电动势：，公式中，是铜线回路与电力线路平均互感系数；是综合屏数系数；是影响电流；是在电力线路中，接近段光缆的平行长度；是电力线路的电流频率；是光缆铜线感应作用下的纵电动势。，公式中，为电力线与光缆的隔距；、是汉克尔函数的虚部和实部。设短路电流，影响电流则为，而的电力线路短路电流是，综合屏数系数若为，纵电动势的不同情况可计算如表1所示。
　　表1光缆线路纵电动势受不同电力线路短路影响
　　
　　
　　由以上分析得知，①土壤电阻率越大，光缆线路所受的影响也越大；②电力线路与光缆线路其间距越小，所产生的影响就越大；③在电力线路中，光缆线路的平行长度越大，所产生的影响则越大。这些因素都是导致铜线光缆线路纵电动势所受电力线路短路的影响。为了减小对光缆线路产生的影响，在电力输电处于工作状态时，建议采用小电流高电压传输方式。
　　1.2铜线光缆线路受交流电气接触网干扰
　　采用公式来计算感应纵电动势。高压电力线路短路电流要远高于交流电气铁道接触网短期故障电流，我们所要顾虑的不是短期危害，而是要计算工作状态下金属护套和光缆铜线所受的纵电动势。在设计光缆线路时，应考虑到光缆线路与交流电气网线路平行长度超过二十公里时，尽管光缆线路受到交流电气网影响小，但是还是会超出光缆铜线的纵电动势范围。
　　铜线光缆的防护
　　在分析了电力输电线路对光缆线路造成的影响后，针对采用铜线光缆线路进行设备连接、施工以及设计时，可预先采取相应的防护措施，以有效防止铜线光缆受到电力输电产生的电磁危害。
　　2.1保护滤波器的接入
　　滤波器是用来消除干扰的电气部件，它能够消除或者减小谐波对电力系统产生影响。滤波器就是有效滤除特定频率频点频率的电路。滤波器的作用是消除特定频率或者得到特定频率。滤波器是有电容器和电感器组成的网路，滤波器能分开混合的交直流电流。控制外来干扰，限制其进入用电设备，与此同时限制了向电网传播的线路电磁干扰，这就是低通电源滤波器的功能。较为常见的保护滤波电路主要是由差模滤波电路以及共模滤波电路构成。
　　2.2保护器的安装
　　最严重的自然灾害之一为雷电灾害，雷电灾害给人类造成的财产损失与人员伤亡不计其数，而在电力系统中，雷电会对电力设备和系统造成严重的损害，因此，防护雷电灾害，保证电子信息系统的正常运行势在必得。保护器，是电子设备雷电防护中不可或缺的装置，又称电涌保护器。将信号传输线、电力线的瞬时过点电压控制在系统或者设备所能承受的范围内，使系统或者设备不受损坏，这就是电涌保护器的作用。电涌保护器采用了限压、分流等方式，控制雷电过电压，通常，保护器由气体放电管或半导体以及氧化锌压敏电阻构成。按照其用途，可分为信号线路和电源线路。在对进行安装时，需要协调多级能量；在与设备之间搭建等电位连接；防止产生感应回路，对设备的导体进行标记；对在设备终端引起额外电压降的导线进行标记；确定放电电流路径。由于变频设备和大容量设备在供电系统工程中的使用，内部浪涌问题逐渐产生，供电电源电压都有着各自的允许范围，特殊情况下，电压冲击会造成设备电源的全部或部分损害，而采用了保护器后，可避免这类事故的产生。通过光缆系统远供方式，向中继机以定电流串联、直流、高压等方式供电。为有效抑制电力系统短路所导致的瞬时电位提升，可将电涌保护器接入光缆铜线的远供系统中。
　　2.3减小平行走向长度
　　当电力系统产生短路故障时，要升高地电位，电力系统接地网与光缆线路十分相近，计算电位公式如下：，公式中，是地网距离光缆的等效半径距离；是地网接地电阻；是通过地网的短路电流；则是光缆周围的地电位。通过该公式，继而得出。通过公式，能够对强电设施与光缆线路的隔距数据进行估算。
　　结束语
　　因电力系统所产生的故障导致通信系统中断会带来巨大损失，严重的情况还会对人的生命造成威胁。人们只有充分了解电力输电对铜线光缆的影响与危害后，才能够预先采取相应的对策，确保通信系统的正常运行。
　　
　　参考文献
　　[1]马大明，许久良，马勇. RFID与影像地图技术在光缆线路维护管理中的应用[J].互联网天地，2013(1).
　　[2]原徐杰，张俊喜，季献武，肖嵘，马行驰，蒋俊，吕小增，竺欢. 电力输电杆塔用镀锌钢在污染环境中的腐蚀行为研究[J].腐蚀科学与防护技术，2013(1).
　　[3]杨汉元. 关于110kv以下电力输电线路设计技术要点分析[J].北京电力高等专科学校学报自然科学版，2012(1).
　　[4]陈晓燕，吴静. 电子元件质量保证的校准系统—分规范—电力输电线用光缆[J].光纤光缆传输技术，2011(1).
　　[5]钟成.光缆通信建设的技术分析报告——ADSS光缆的挂点安全隐患分析[J].光通信,2010(3).
　　[6]韩本帅,任万荣,肖立恒.智能变电站光缆联接方式优化研究[J].电工技术,2013(2).

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