Лабораторная работаНаправляющие системы связиГод: 2024ПГУТИ: Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
👁 14💼 0

Готовая лабораторная работа: расчёт электромагнитных влияний на кабель

Загружена: 23.02.2026 09:33

Исследование влияния ЛЭП и молний на электрический кабель связи. Выполнены расчёты наведённой продольной ЭДС для кабелей МКСАБпШп-4х4 и МКСАБп-4х4 при разных ρ, ширине/длине сближения и токах КЗ. Практическая ценность — рекомендации по грозостойкости и защите ЭКС.

Содержание

Практическая работа по дисциплине: «Направляющие системы связи»

РАСЧЕТ ВНЕШНИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВЛИЯНИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ СВЯЗИ

Цель работы:
Закрепление и углубление знаний, полученных студентами при изучении направляющих систем электросвязи; исследование влияния линии электропередачи (ЛЭП) и молнии на электрический кабель связи (ЭКС), а также мер защиты ЭКС от перечисленных внешних влияний.

1. Изучение основ теории внешних влияний:

Пользуясь приложением учебно-методической разработки, были изучены основные аспекты теории внешних электромагнитных влияний:

источники внешних электромагнитных влияний;

отличие опасных влияний от мешающих;

наиболее распространенные методы защиты от опасных и мешающих влияний на ЭКС.

2. Прохождение входного тестирования для контроля остаточных знаний.

3. Выбор исходных данных для проведения исследования:

Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 -- Исходные данные

Сумма двух последних цифр номера зачетной книжки	Маркировка первого кабеля	Маркировка второго кабеля
6	МКСАБпШп-4х4	МКСАБп-4х4
Эскизы поперечного сечения исследуемых кабелей с указанием всех конструктивных элементов и применяемых материалов представлены на рисунке 1 и 2.

4. Исследование внешнего электромагнитного влияния ЛЭП на ЭКС:

4.1. Характеристики кабелей представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 -- Характеристики первого кабеля

Маркировка кабеля	Сопротивление металлических покровов R, Ом/км	Максимально допустимое импульсное напряжение Uдоп_макс, В	КЗД (f=50 Гц) металлических покровов Sоб	Внешний диаметр кабеля по металлическим покровам, мм
МКСАБпШп-4х4	0,36	3500	0,15	21,6
МКСАБп-4х4	0,36	3500	0,11	21,2
4.2. Исследование влияния удельного сопротивления грунта на значение продольной ЭДС, наведенной в оболочке кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 2. Построить график зависимости наведенной ЭДС от удельного сопротивления грунта E(ρ) для двух исследуемых кабелей.

4.3. Исследование влияния ширины участка сближения линии связи с ЛЭП на значение продольной ЭДС, наведенной в оболочке кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 3. Построить график зависимости наведенной ЭДС от ширины участка сближения линии связи с ЛЭП для двух исследуемых кабелей.

4.4. Исследование влияния длины участка сближения линии связи с ЛЭП на значение продольной ЭДС, наведенной в оболочке кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 4. Построить график зависимости наведенной ЭДС от длины участка сближения линии связи с ЛЭП для двух исследуемых кабелей.

4.5. Исследование влияния тока короткого замыкания ЛЭП на значение продольной ЭДС, наведенной в оболочке кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 5. Построить график зависимости наведенной ЭДС от тока короткого замыкания ЛЭП для двух исследуемых кабелей.

5. Исследование внешнего электромагнитного влияния молнии на ЭКС:

5.1. Характеристики кабелей представлены в таблице 1.1.

5.2. Исследование влияния удельного сопротивления грунта на грозостойкость кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 6. Построить график зависимости количества повреждений кабеля от удельного сопротивления грунта для двух исследуемых кабелей.

5.3. Исследование влияния грозовой активности на грозостойкость кабеля.

Результаты исследования представить в таблице 7. Построить график зависимости количества повреждений кабеля от среднего числа грозочасов для двух исследуемых кабелей.

Выводы по результатам сравнительного анализа стойкости двух исследуемых кабелей к внешнему электромагнитному влиянию молнии на ЭКС.

Подробное описание

📘 О чем эта работа

Лабораторная посвящена расчету внешних электромагнитных влияний на электрический кабель связи (ЭКС). Объект исследования — два кабеля марки МКСАБпШп-4х4 и МКСАБп-4х4; предмет — продольная наведённая ЭДС в металлической оболочке при воздействии линии электропередачи (ЛЭП) и молний.

📚 Что внутри

Документ содержит набор таблиц, графиков и численных расчётов, подробно иллюстрирующих зависимость наведённой ЭДС и количества повреждений от ключевых параметров:

  • Таблицы характеристик кабелей: сопротивление металлических покровов R=0,36 Ом/км, максимально допустимое импульсное напряжение Uдоп_макс=3500 В, внешние диаметры 21,6 мм и 21,2 мм.
  • Таблица зависимостей E(ρ): значения наведённой продольной ЭДС для удельного сопротивления грунта ρ = 20, 50, 100, 500, 1000, 3000 Ом·м (например, для МКСАБпШп-4х4 E = 9,0; 22,3; 44,1; 202,0; 369,0; 840,0 В).
  • Таблицы E(a), E(l) и E(Iкз): зависимости от ширины участка сближения (a=1–5 км), длины участка (l=1–5 км) и тока короткого замыкания (Iкз до ~10 кА). Примеры: при a=1 км E=442 В (МКСАБпШп-4х4), при l=5 км E=2214 В, при Iкз=10 кА E≈2212 В.
  • Оценка грозостойкости: таблицы числа повреждений на 100 км трассы при разных ρ и среднем числе грозочасов; показано практически нулевое количество повреждений для заданных параметров и использование тросов ПС-70 как вариант защиты.
  • Графики (рис.1–6) визуализируют зависимости E(ρ), E(a), E(l), E(Iкз) и N(ρ), N(n) для сравнения двух кабелей.

📊 Для кого подходит

Материал полезен студентам телекоммуникационных и электротехнических направлений, инженерам по проектированию кабельных линий связи и специалистам по метрологии и защите линий от внешних электромагнитных воздействий.

✨ Особенности

Работа содержит готовые числовые расчёты и таблицы с реальными примерами влияния параметров трассы: удельное сопротивление грунта, геометрия сближения с ЛЭП, токи КЗ. Присутствуют практические выводы по снижению уровня наведённой ЭДС и оценке грозостойкости, указаны типичные значения и пороговые уровни (Uдоп_макс = 3500 В).

❓ Частые вопросы

Подойдет ли для моего ВУЗа?
Структура соответствует требованиям лабораторных работ по дисциплине 'Направляющие системы связи' и включает цель, таблицы, расчёты и выводы.

Можно адаптировать?
Да. Числовые таблицы и графики легко пересчитываются под другие исходные данные (другие кабели, иные значения ρ, ширина/длина сближения или токи КЗ).

Выводы (конкретно из работы)

  • С увеличением ρ растёт наведённая продольная ЭДС; при больших ρ зависимость приближается к линейной.
  • Увеличение ширины участка сближения приводит к экспоненциальному снижению E.
  • Увеличение длины участка сближения и тока КЗ вызывает линейное увеличение E.
  • Число повреждений от молний экспоненциально растёт с ρ, но при рассмотренных параметрах исследуемые кабели показали высокую грозостойкость (N≈0 для ряда условий).

Эти конкретные численные результаты и графики позволяют применять материал при проектировании маршрутов кабельных линий и выборе мер защиты (заземления, использование тросов ПС-70 и пр.).