Устройство для защиты подземных кабелей от грозовых разрядов

(51)4 Н 05 Г 3 02 ВСГ"1"Т"Р ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРП ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1) 11375921) 4101609/24-212) 13,05.866) 23,01.88, Бюп. У 31) Омский институт инженеров жсзнодорожного транспорта2) В.К. Сарайкин и И.М. Разумов3) 621.319.74(088,8)6) Автррское свидетельство СССР1137592, кл. Н 05 Г 3/02, 198." 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОДЗЕМ 1 Х 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 БО.Ц 68999 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 ослабляется,ил.1368999 30 35 ляется. Таким образом, реализация предлагаемого решения позволяет значительно повысить надежность защиты. Формула и з о б р е т е н и я 45 повреждения. Устройство для защиты подземныхкабелей 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 прово дящего дисперсного материала, расположенным на кабеле, состоящим на 70- 757 по объему из крупнодисперсной твердой фазы и имеющим толщину, равную 8-10 диаметрам кабеля. Изобретение относится к техникезащиты объектов от разрядов атмосферного электричества, может быть использовано при сооружении подземныхкабельных линий различного назначения, в частности кабелей связи и является усовершенствованием устройствапо авт.св. 11 1137592,Цель изобретения - повышение надежности защиты за счет уменьшениятермических 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 10- 70 ммЭтот 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. 5 10 15 О 25 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 203-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 70-757. Увеличение процентного содержания твердой фрак 1 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, которая 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 термическое воздействие тока молнии на металлические покровы кабеля ослаб