Устройство для защиты подземных кабелей от грозовых разрядов

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 05 F 3 02

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1) 1137592

1) 4101609/24-21

2) 13,05.86

6) 23,01.88, Бюп. Ф 3

1) Омский институт инженеров жсзнодорожного транспорта

2) В.К. Сарайкин и И.М. Разумов

3) 621.319.74(088.8)

6) Автррское свидетельство СССР

1137592, кл. Н 05 Г 3/02, 198.".

4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМ1Х КАБЕЛЕЙ ОТ ГРОЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

7) Изобретение может быть испольвано при сооружении подземных кальных линий разли ейных назначений. ль изобретения — повышение надежсти защиты. Между кабелем (К) 4 и редующимися экранирующими слоями 1

„„ЯО„„И68999 А 2 проводящего дисперсного материала и слоями 2 грунта размещен слой 3 проводящего дисперсного материала, содержащего 70-757 крупноцисперсной твердой фазы. Толщина слоя 3 равна

8-10 диаметрам К 4. Наличие слоя 3 проводящего дисперсного материала позволяет снизить производимое током молнии давление на металлические покровы К 4. Наличие значительных по объему газовых включений в слое грунта, прилегающем к металлическим покрсвам К 4, приводит к снижению плотности тока в дуге в процессе разряпа и ветвлению канала цуги с образованием нескольких катодных зон. В результате этого термическое воздействие тока молнии на К 4 ослабляет1

1368999

35 ляется.

45 повреждения.

Устройство для защиты подземных кабелей от грозовых разрядов по авт. св. М 1137592, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности защиты за счет уменьшения термических и механических повреждений кабеля при грозовом разряде, оно снабжено дополнительным слоем прово55 дящего дисперсного материала, расположенным на кабеле, состоящим на 7075Х по объему из крупнодисперсной твердой фазы и имеющим толщину, равную 8-10 диаметрам кабеля.

Изобретение относится к технике защиты объектов от разрядов атмосферного электричества, может быть использовано при сооружении подземных кабельных линий различного назначения, в частности кабелей связи и является усовершенствованием устройства по авт.св. Н- 1137592.

Цель изобретения — повышение надежности защиты за счет уменьшения термических и механических повреждений кабеля при грозовом разряде, На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из экранирующих слоев 1 проводящего дисперсного материала, чередующихся со слоями 2 грунта, обладающего значительно (в 104 раз) большим удельным сопротивлением, и дополнительного слоя 3 проводящего дисперсного материала с крупнодисперсной твердой фазой, расположенного непосредственно на кабеле 4.

Размеры частиц твердой фазы в дополнительном слое 3 составляют 1070 мм ° Этот слой имеет примерно такое же электрическое сопротивление, что и другие экранирующие слои.

Устройство работает следующим образом.

При разряде молнии выделяющиеся в месте привязки разряда заряды растекаются в почву. При этом благодаря повышенной проводимости экранирующих слоев эти заряды стекают главным образом по ним. Из-за больших величин зарядов и токов возникают перенапряжения, которые частично передаются на кабели, что вызывает возникновение механических напряжений и повреждений, а при выделении значительной части э"нергии разряда в непосредственной близости от кабеля — тепловые

Анализ случаев повреждения подземных кабелей прямыми ударами молнии показывает, что в месте контакта тока молнии с кабелем наблюдается оплавление и смятие металлических покровов кабеля, разрыв ленточной брони и др. Механические повреждения возникают в результате перехода в газообразное состояние имеющейся в прилегающем к кабелю грунте воды и битумной пропитки джута, что приводит к резкому повышению давления. с>

?О

Расположение кабеля в проводящем крупнодисперсном материале позволяет снизить производимое током молнии давление на металлические покровы кабеля.

Лабораторные измерения давления дуги тока молнии на металлические покровы кабелей, проложенных в песке

157.-ной влажности, черноземе и глине

20Х-ной влажности, показали, что давление в этих грунтах в 10-32 раза больше, чем давление дуги на покровы кабеля, проложенного в крупнодисперсном материале с объемным содержанием твердой фракции 70-751. Увеличение процентного содержания твердой фрак1 ии ведет к росту давления дуги, уменьшение — к увеличению размера твердых фракций, что может вызвать деформацию оболочки кабеля. Экспериментально установлена оптимальная толщина дополнительного экранирующего слоя, <оторая равна 8-10 диаметрам кабеля.

Уменьшение толщины слоя ведет к росту давления дуги, а дальнейшее увеличение становится не эффективным.

Эксперименты показали, что наличие значительных по объему газовых включений в слое грунта, прилегающем к металлическим покровам кабеля, приводит к снижению плотности тока в дуге в процессе разряда и ветвлению канала дуги с образованием нескольких катодных зон. В результате этого тер— мическое воздействие тока молнии на металлические покровы кабеля ослабТаким образом, реализация предлагаемого решения позволяет значительно повысить надежность защиты.

Фор мул аизобретения