Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Линии электропередачи 345 кВ и выше

Радио- и телевизионные помехи - Линии электропередачи 345 кВ и выше

Оглавление
Линии электропередачи 345 кВ и выше
Исследовательский центр УВН
Коронный разряд на ЛЭП
Потери на корону
Влияние состояния поверхности проводов и атмосферных условий на корону
Оценка эффектов короны на однофазной линии
Импульсная корона
Радио- и телевизионные помехи
Проектирование конструкций проводов с учетом радиопомех
Генерация радиопомех на линиях
Проектные материалы по радиопомехам
Проектные данные по телевизионным помехам от линий
Радиопомехи от подстанций
Ограничение радиопомех
Акустический шум
Оценка неприятных ощущений от акустического шума
Конструкция провода и акустический шум
Генерация шума проводами
Данные для расчета акустического шума от ВЛ
Акустический шум от короны
Способы уменьшения акустического шума
Корреляция между шумом, радиопомехами и потерями на корону
Потери на корону
Потери на корону при плохой погоде
Определение потерь на корону
Потери на корону при сильном дожде
Сравнение потерь на корону с активными потерями
Линейная изоляция на напряжение промышленной частоты
Обследование загрязнений
Испытание загрязнений
Исследования загрязнений по программе УВН
Механизм поверхностного пробоя загрязненной изоляции
Расчет изоляции при загрязнениях
Линейная изоляция при коммутационных перенапряжениях
Техника испытаний поверхностного пробоя коммутационным импульсом
Пробивные напряжения стержневых промежутков коммутационным импульсом
50%-ное напряжение промежутка «окно в опоре»
50%-ное напряжение гирлянд изоляторов при коммутационных перенапряжениях
Расстояния до заземленных объектов в центре пролета по условиям коммутационных перенапряжений
50%-ное напряжение при коммутационных перенапряжениях и выбор подстанционной изоляции
Приведение данных поверхностного пробоя к стандартным условиям
Влияние конструкции промежутка на пробивное напряжение при коммутационных перенапряжениях
Влияние влажности; приведение к стандартным условиям
Влияние относительной плотности воздуха на пробивное напряжение
Влияние дождя на пробивное напряжение
Изоляция параллельных промежутков
Приложения 1
Электростатическое влияние
Влияние электрического тока на людей и животных
Оценка токов и напряжений для автомобилей
Поведение людей и животных в сильном электрическом поле
Воспламенение горючего
Электростатическая индукция на параллельных проводах
Электростатическое поле на подстанции
Выбор воздушных промежутков для линий УВН и СВН
Список литературы

КОМБЕР, ДЖУЭТТ
гл. ВВЕДЕНИЕ
Одним из проявлений коронного разряда на линиях электропередачи являются радиопомехи. Как уже говорилось, процесс коронного разряда является пульсирующим, он приводит к возникновению импульсов тока и напряжения вблизи проводов. Времена нарастания и спада этих импульсов составляют сотни микросекунд с частотой повторения около мегагерца. Из этого следует, что частотный спектр этих импульсов покрывает значительную часть полосы радиочастот. Электромагнитное поле, обусловленное коронным разрядом, может поэтому вызывать помехи в работе каналов или устройств связи в широком диапазоне частот. Другими словами, корона на линиях передачи может являться источником радиопомех.
Теоретически радиошумы от линий электропередачи могут создавать помехи любой системе радиосвязи. В зависимости от таких факторов, как расстояние от линии передачи до приемного устройства системы связи, ориентации приемной антенны, конструкции линии передачи и погодных условий, уровень помех может либо не оказывать влияния на прием полезной информации, либо сделать его неразборчивым, либо частично ухудшить. Ниже рассматривается, какой уровень радиопомех может вызвать нарушение в работе устройств связи и будет ли проектируемая линия создавать такой уровень радиопомех.
3.2. КРИТЕРИЙ НОРМИРОВАНИЯ РАДИОПОМЕХ
С точки зрения экономики невозможно сооружать воздушные линии электропередачи СВН и УВН с проводами столь больших диаметров, что корона на них не сможет возникнуть ни при каких погодных условиях. Следовательно, каждая линия должна рассматриваться как источник радиопомех, которые необходимо нормировать. Для конкретной линии электропередачи это, однако, невозможно сделать без учета фона местности и мощности сигнала станции. Например, линия электропередачи, которая может считаться источником значительных шумов для пригородной зоны с низким уровнем естественного шума или для района с низким уровнем полезного сигнала, может считаться источником малых шумов в зоне высокого уровня сигнала или на фоне высокого уровня шумов, характерных для городского или индустриального района. Поэтому логично при оценке уровня помех использовать не абсолютное значение напряженности поля радиопомех, а относительное значение отношения сигнал/помеха.

Для оценки мешающего влияния радиопомех, создаваемых рассматриваемой линией, необходимо отдельно определить напряженность поля принимаемого сигнала и напряженность поля радиопомех. Затем после вычисления отношения сигнал/помеха встает задача установления отношения, которое определяет границу между приемлемыми и неприемлемыми условиями приема сигналов.
Здесь рассматриваются наиболее общие вопросы помехоустойчивости: влияние помех на системы с амплитудной модуляцией и телевизионного вещания. Результаты рассмотрения, однако, могут быть использованы при оценке влияния шумов линии на работу любых устройств связи.
Отношение сигнал/ помеха. Понятие «отношение сигнал/помеха» означает отношение напряженности поля сигнала к напряженности поля шумов, измеренных в одном и том же месте с помощью одного и того же прибора. Например, с помощью антенны и измерителя радиопомех с квазипиковым детектором измерены сигнал с уровнем 5 мВ/м и уровень шумов 500 мкВ/м. Тогда отношение сигнал/помеха

(3.2.1) или


(3.2.2)
Уровни сигнала и шумов выражаются обычно в децибелах по отношению к 1 мкВ/м; в этом случае отношение с/п получается путем вычитания уровня шумов
(п) из уровня сигнала (с), что видно из следующих выражений:
Тогда, как и ранее,
с/п=с—и=20 дБ.                                         (3.2.3)
Критерий нормирования радиопомех. Оценка качества радиоприема является делом субъективным. Два радиослушателя могут оценить условия одного и того же приема совершенно различно, если даже отношение сигнал/помеха одинаково. Различные исследователи рассматривали эту проблему и дали статистическую оценку влияния этого отношения на качество приема. Начиная с 1940 г. делались попытки дать принципиальную оценку эффективности измерителей радиопомех независимо от источника этих помех. Позднее исследования концентрировались главным образом на радиопомехах, создаваемых линиями электропередачи, и проводились измерителями с квазипиковыми детекторами, которые соответствовали стандартам того времени.
Все исследователи отмечали определенную связь между отношением сигнал/помеха, измеренным прибором с квазипиковым детектором, и качеством приема. Основываясь на экспериментах с линиями электропередачи, создающими значительный шум, Комитет IEEE [3.9] опубликовал данные зависимости качества приема от отношения сигнал/помеха (квазипик), которая дает достаточно хорошую оценку влияния радиопомех от линий электропередачи на качество радиоприема в системах амплитудной модуляции. Эта кривая приведена на рис. 3.2.1, причем значение отношения сигнал/помеха выражено в децибелах, а не в долях единиц, как в [3.9]. Приемлемое отношение сигнал/помеха (с точки зрения удовлетворительного приема) определено в Докладе Федеральной комиссии связи равным 29,5 дБ (измерено измерителем радиошумов RCA 312—прибором, соответствующим стандартам на измерители радиошумов 1950 г.). При переходе к современным стандартам указанное значение будет соответствовать 24 дБ, что по кривой на рис. 3.2.1 соответствует качеству приема, среднему между «довольно удовлетворительным» и «хорошим». Если можно допустить качество приема ниже «удовлетворительного», то отношение сигнал/помеха можно принять меньшим 24 дБ.

Рис. 3.2.1. Зависимость качества приема амплитудно-модулированных сигналов от отношения сигнал/помеха, измеренного прибором с квазипиковым детектором.
Л5 — очень хорошее; В4 — хорошее, фон ненавязчивый; СЗ — довольно удовлетворительное, фон очень заметный; D2 — фон очевидный, но речь легко понять; Е1 — речь можно понять при большой сосредоточенности; F0 — речь неразборчива.
Это, однако, не может полностью служить критерием качества приема. На местности сила принимаемого сигнала может меняться в широких пределах, и существует определенная вероятность того, что уровень принимаемого сигнала будет настолько низок, что улучшение конструкции линии может оказаться с этой точки зрения нецелесообразным. Поэтому обычной практикой является измерение мощности радиовещательного сигнала вдоль границы предполагаемой полосы отчуждения еще до проектирования линии. Как правило, при таком подходе рассматриваются сигналы лишь от тех радиовещательных станций, в зону действия которых попадает место измерения. Правила FCC следующим образом определяют три зоны действия станции:
первичная зона (уверенного приема) —область, в которой интенсивность прямых волн намного превышает уровень помех;
вторичная зона — область приема отраженных волн, интенсивность которых намного выше уровня помех;
промежуточная зона — область, в которой интенсивность прямых волн соизмерима с уровнем помех.
Днем преимущественно принимаются прямые волны. В сумерки и темные часы суток возрастает значимость отраженных волн.
В пределах вторичной зоны интенсивность принимаемого сигнала подвержена значительным флюктуациям.
Эта зона находится на довольно значительном расстоянии от станции и отделена от первичной зоны областью, называемой промежуточной. Здесь интенсивность прямых и отраженных волн одинакова, в результате чего их взаимная интерференция может приводить к значительным флюктуациям интенсивности принимаемого сигнала.
Поскольку во вторичной и в промежуточной зонах прием оказывается не совсем уверенным, объективная оценка работы станции может основываться только на измерениях в первичной зоне.
Радиовещательные сигналы в первичной зоне могут быть измерены или оценены с помощью специальной схемы или при помощи специальных 'кривых, как предусмотрено в правилах FCC.
В соответствии с материалами Института радиоинженеров, FCC и Национальной ассоциации радиовещателей устанавливаются следующие стандартные значения напряженности поля полезного сигнала, рассматриваемые как необходимые для надежного приема в первичной зоне:
в деловой части города 10—50 мВ/м (80—94 дБ относительно 1 мкВ/м);
в жилом районе города 2—10 мВ/м (66—80 дБ относительно 1 мкВ/м);
в сельских районах 0,1—0,5 мВ/м (40—54 дБ относительно 1 мкВ/м).
Таким образом, для правильной оценки влияния проектируемой линии на радиоприем необходимо рассмотреть вид территории, через которую она проходит, измерить или оценить интенсивность сигнала и, наконец, используя, например, критерий 24 дБ для отношения сигнал/помеха, определить, какая доля этих сигналов не может быть успешно принята при наличии помех от линии. Только после этого может быть сделана достаточно точная оценка мешающего влияния радиопомех линии на устройства связи.
Определение абсолютного уровня радиопомех от линии передачи зависит от многих факторов, из которых далеко не последними являются погодные условия. Таким образом, проблема определения радиопомех и оценка их мешающего влияния должны основываться на данных статистики.
Критерий нормирования телевизионных помех. Несмотря на то что вопрос о телевизионных помехах был поставлен давно, до настоящего времени он остается практически не исследованным. До недавнего времени единственным источником телевизионных помех была линейная арматура.
Возможность сравнительно быстрого определения мест коронирования и принятия достаточно простых мер для его устранения явилась причиной того, что этими помехами не занимались. С повышением напряжения линий появляется новая причина возникновения телевизионных помех — коронирование самих проводов. В данном случае источники уже не локализованы, а распределены, и, если линия построена, положение уже не может быть исправлено так же легко и с минимальными затратами. Из-за того, что внимание к этой проблеме было привлечено относительно недавно, до настоящего времени опубликовано очень мало данных как по вопросу о возможных значениях помех от линий, так и по влиянию этих помех на телевизионный прием.
Одной из главных проблем в изучении телевизионных помех является проблема измерительных устройств. Квазипиковый детектор измерителя радиошумов был разработан специально для измерения радиопомех, и возможность его использования для оценки существенно отличных от них телевизионных помех находится под вопросом.
Пиковый детектор реагирует только на большие импульсы короны, в то время как значительные помехи на телевизионном экране могут создаваться сравнительно слабыми импульсами. Чувствительность детектора, измеряющего средние значения напряженности поля, часто бывает настолько слабой, что надежные измерения оказываются невозможны. Кроме того, полоса пропускания измерителя радиошумов далеко не совпадает с полосой телевизионного приемника (стандарты ANSI определяют на уровне 6 дБ полосу пропускания в 100— 140 кГц в диапазоне частот 20—400 мГц, перекрывающих телевизионные каналы 2—13, в то время как полоса телевизионного приемника составляет примерно 3 мГц). Тем не менее различные исследователи пытались установить связи между качеством видения и отношением сигнал/помеха, используя стандартный измеритель радиошумов. Было показано, что для импульсных помех с низкой частотой следования импульсов удовлетворительная связь между видеопомехами и отношением сигнал/помеха может быть получена с помощью детектора, измеряющего средние значения напряженности поля. Для помех от разрядных промежутков более или менее надежную связь между уровнем телевизионных помех и отношением сигнал/помеха дает пиковый, а для помех от гирлянд изоляторов — квазипиковый детектор [3. 11]. Для исследований телевизионных помех от короны на проводах были использованы пиковый и «средний» детекторы [3. 12]. Эти примеры характеризуют предпринимавшиеся попытки 'количественной оценки приемлемого значения телевизионных помех.

Рис. 3.2.2. Схема, используемая для оценки телевизионных помех от короны на линиях электропередачи.
1 — телевизионная установка; 2 — смеситель; 3 — измеритель телевизионных помех; Мь М2 — регулируемые полные сопротивления; А\, А2— аттенюаторы. 0—99 дБ; Su S2, S3 — переключатели с общей осью.

Схема, используемая для исследования телевизионных помех на Испытательном центре УВН, представлена на рис. 3.2.2. Телевизионный сигнал второго канала подается с видеорегистратора, в то время как помеха на входе принимается с дипольной антенны, находящейся вблизи опытной линии. Сигнал и помеха могут быть ослаблены и измерены отдельно друг от друга до поступления их в смеситель и на входную антенну телевизионной установки.
На основе результатов этих испытаний было выведено соотношение между качеством приема и отношением сигнал/помеха и построена кривая на рис, 3.2.3, действительная для максимальных значений напряженности поля помех, пересчитанных на полосу пропускания 3 МГц.

Рис. 3.2.3. Зависимость качества телевизионного приема от отношения сигнал/помеха, измеренного прибором с пиковым детектором.
А5 — порог отличной видимости; В4 — незначительные помехи, прием очень хороший; СЗ — помехи очевидны, прием удовлетворительный; D2 — помехи совершенно очевидны, раздражают; Е1 — интенсивные помехи, сильно раздражают; F0 — неприемлемые помехи, неудовлетворительный прием.
Разумный критерий проектирования будет соответствовать качеству приема лучшему, чем СЗ («удовлетворительный прием»). Отношение сигнал/помеха, измеренное пиковым детектором и отнесенное к полосе 3 мГц, для этого критерия составляет 17 дБ. Чтобы привести этот уровень к полосе пропускания измерителя ТВП, необходимо выполнить соответствующую коррекцию применительно к случайной помехе. Эта помеха пропорциональна корню квадратному из полосы пропускания. Например, для полосы 150 кГц коррекция составит 13 дБ (201og v3/0,15), и С3 будет теперь соответствовать отношению сигнал/помеха, равному 30.
На рис. 3.2.4 показано влияние на качество телевизионного приема помех от короны на проводе при различных значениях отношения сигнал/помеха. Следует заметить, что источником помех, изображенных на этом рисунке, является однофазная линия. Для низких значений отношения сигнал/помеха характерны две полосы интерференции. Они соответствуют шуму от короны, образующемуся в каждом полупериоде напряжения 60 Гц, причем более широкая полоса вызвана шумом положительного полупериода. При высоких отношениях сигнал/помеха будет сказываться помеха, создаваемая лишь в положительный полупериод. Для помехи от трехфазной линии характерны три отчетливые полосы. Они расположены одинаково, но имеют разную интенсивность в связи с различием условий образования короны на средней и крайних фазах и неодинаковыми расстояниями от антенны до каждой из фаз.
Влияние помех от короны на проводах на телевизионный прием
Рис. 3.2.4. Влияние помех от короны на проводах на телевизионный прием (канал 2).
а — с/п=35 дБ; б — с/п = 25 дБ; в — с/п=15 дБ; г — с/п=5 дБ; <5 — с/п=5 дБ; е — с/п=20 дБ.
На экране полосы медленно перемещаются вверх из-за различия частот импульсов короны (60 Гц) и вертикальной развертки телевизионной передачи (59, 94 Гц).
Достаточно высокий уровень помех, создаваемых положительными и отрицательными полупериодами, приводит к возникновению всех шести полос, которые частично перекрывают друг друга и могут полностью покрыть телевизионный экран. Несмотря на то что внешнее проявление однофазной интерференции отличается от трехфазной, разница в уровнях помех незначительна и кривая оценки качества приема (рис. 3.2.3) может быть применена в обоих случаях.
Исследования влияния интерференции на систему цветного телевидения [3.12J показали, что цветной прием по сравнению с черно-белым более чувствителен к случайным помехам, чем к импульсным, хотя и в незначительной степени.
Уровень телевизионного сигнала меняется в зависимости от расстояния до передатчика. При этом, однако, Правила FCC устанавливают, что минимальная интенсивность поля, которая должна быть обеспечена, составляет 74 дБ для каналов 2—6, 77 дБ для каналов 7—13 и 80 дБ для каналов 14—83. Таким образом, если в качестве критерия проектирования используется критерий «удовлетворительного приема», уровень помех, отнесенных к полосе 3 мГц, не должен превышать 57 дБ. Для отдельных случаев напряженность поля сигнала может быть измерена или оценена исходя из специальных карт уровней сигналов, имеющихся в распоряжении телевизионных широковещательных станций.



 
« Ликвидация аварий в главных схемах станций и подстанций   М 416 измеритель сопротивления заземления »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.