Rambler's Top100
Статьи ИКС № 2 2005
С. А. СОКОЛОВ  01 февраля 2005

Новый метод оценки подверженности линий связи ударам молнии и расчета грозозащиты

Действующее с 01.01.1975 «Руководство по защите подземных кабелей связи от ударов молнии» содержит графики вероятного числа повреждений кабеля, по которым, зная удельное сопротивление грунта, интенсивность грозодеятельности, характеристики кабеля и некоторые параметры окружающей обстановки, можно определить ожидаемое количество повреждений кабеля молнией и рассчитать требуемый уровень защиты. Аналогичная методика принята и в соответствующем документе МККТТ (с 1993 г. это сектор телекоммуникаций Международного союза электросвязи – МСЭ-Т) по грозозащите кабелей связи. Она весьма трудоемкая, так как требует учета большого числа факторов, касающихся строения земли и кабеля. Некоторые из них определяются с невысокой точностью, а то и вовсе приблизительно, что снижает ценность полученного результата. Особенности территорий, где проложены кабели, также вносят существенные коррективы в методику расчета. На пример, в районах вечной мерзлоты грунт имеет четко выраженное двухслойное строение: оттаивающий деятельный слой, в котором протекают токи молнии, и вечномерзлый слой, где температура отрицательная, а электропроводимость ничтожная. Своя специфика и у областей с развитой инфраструктурой, где довольно много содержащих металл сооружений (различных трубопроводов, кабелей, металлических проводов и конструкций), экранирующих зданий и т. п.

Рекомендация К. 46 МСЭ-Т* учитывает многие из этих особенностей: она устанавливает алгоритм действий по защите линий связи, имеющих металлические симметричные жилы, от перенапряжений и сверхтоков, наводимых в линии при разрядах молнии. Порядок действий по защите, обусловленный подверженностью линий связи воздействию близких разрядов молнии, включает соединение кабельных оболочек и установку защитных устройств (ЗУ).Для облегчения расчетов эта рекомендация вводит новые, легко определяемые коэффициенты: коэффициент воздействия, коэффициент среды, коэффициент прокладки –и известные ранее коэффициенты экранирования кабеля с заземленной и незаземленной оболочкой. В Рекомендации К. 46 МСЭ-Т даны их упрощенные формулы.

Коэффициент воздействия Кх определяется уровнем грозодеятельности (количеством дней с грозой в году) и удельным сопротивлением грунта.

Коэффициент среды Кe равен нулю для области, не подверженной грозовым воздействиям, и единице – для области, подверженной грозовым воздействиям. Он рассчитывается с учетом типичных особенностей региона, которые могут быть классифицированы следующим образом:
  • городская территория с высокими строениями (свыше 6 этажей): Кe = 0;
  • городская территория со зданиями средней высоты (от 3 до 6 этажей): Кe =0, 1;
  • пригородная зона малоэтажной застройки (один-два этажа): Кe = 0, 5;
  • сельская местность без сооружений (плоская поверхность): Кe = 1, 0.
В случае, если область застроена не полностью, значение Кe должно быть скорректировано с помощью коэффициента застройки Ф, равного единице для области, полностью застроенной зданиями, и нулю – для области без сооружений. Например, для типичной старой пригородной области, где большая часть земли занята домами, коэффициент среды Кe = 0, 5. Однако, если это новый пригород, где половина территории еще не застроена (т. е. Ф =0, 5), коэффициент Кe = 0, 75.

Таким образом, при проектировании и строительстве линий связи на основании рекомендации К. 46 МСЭ-Т городские районы следует считать зонами, не подверженными грозовым воздействиям, а сельские – подверженными воздействию.

Коэффициент прокладки Кi позволяет учитывать уменьшение зависимости между разрядом молнии и коммуникационной линией при подземной прокладке по сравнению с воздушной установкой: для воздушной установки Кi = 1, для подземной линии Кi = 0, 5 (на основании МЭК 61663-2).

Коэффициент экранирования в общем случае является функцией сопротивления оболочки (экрана) кабеля постоянному току, а также конфигурации и значения сопротивления заземления, подключенного к оболочке. Полагая, что оболочка соединена с землей по крайней мере в двух точках, а сопротивление заземления – порядка десятков ом, коэффициент экранирования с запасом может быть принят Кse = 0, 5.

Для того чтобы рассчитать подверженность участка наведенным волнам от молнии и определить необходимость защиты, вводится понятие условной длины участка (секции). В качестве основной (опорной) секции принимается участок линии длиной 1 км, выполненной из неэкранированного кабеля (Кs = 1), который подвешен в воздухе (Кi =1). Среднее значение удельного сопротивления земли равно 400 Ом. м, уровень грозодеятельности – 50 дней с грозой в году (Кх = 1), кабель установлен в городской зоне (Кe=0, 1). Условная длина такой опорной секции равна ее реальной длине (1 км). В произвольном случае эта длина последовательно умножается на коэффициенты воздействия, среды и экранирования. Для одной и той же реальной длины условная длина может меняться, если изменяется подверженность кабеля наведению грозовых разрядов. Например, если воздушный кабель проложить под землей, его условная длина уменьшится вдвое. Иными словами, при прочих равных условиях подземный кабель имеет вдвое большую реальную длину по сравнению с воздушным при одном и том же уровне наведенных волн грозового происхождения. Если линия состоит из n кабельных секций с различными параметрами, условная длина вычисляется как сумма условных длин всех секций линии.

МЭК 61663-2 определяет, что установка ЗУ в опорной точке, муфте или разветвлении сокращает условную длину до величины, равной произведению условной длины и коэффициента защитного действия Кp защитного устройства. Для ЗУ, согласованного с электрической прочностью оборудования и установленного в соответствии с рекомендациями К. 27 и К. 31 МСЭ-Т, МЭК 61663-2 предлагает значение Кp= 0, 01. Рекомендация К. 46 полагает Кp = 0 как упрощенное приближение к критерию МЭК 61663-2, что приводит к тому же самому результату в большинстве практических случаев. Предельные значения величин, полученные при этом условии, основываются на МЭК 61663-2 и устанавливаются на основе технических и экономических аспектов. В зависимости от необходимого уровня надежности линий, стоимости ремонта и полевых работ оператор может установить эти пределы в соответствии с местными условиями.

Для обеспечения адекватной защиты линий связи с использованием Рекомендации К. 46 МСЭ-Т кабели и оборудование должны отвечать определенным критериям и удовлетворять импульсным испытаниям в соответствии с другими рекомендациями серии К:

Если оборудование или кабель не соответствует данным требованиям, следует использовать дополнительное защитное устройство, соответствующее Рекомендации К. 12 МСЭ-Т в случае газонаполненных разрядников или Рекомендации К. 28 МСЭ-Т, если ЗУ полупроводниковые.

Минимальное напряжение пробоя ЗУ на постоянном токе должно быть больше, чем максимальное ожидаемое рабочее напряжение линии, как по отношению к земле, так и между оконечными клеммами (последнее в случае трехэлектродных устройств). В некоторых типах оборудования напряжение вызовов может добавляться к напряжению питания на постоянном токе. Вследствие возможных отклонений напряжения линии и/или наличия индуцированного напряжения промышленной частоты в линии резерв безопасности должен быть обеспечен между максимальным напряжением линии и минимальным напряжением пробоя ЗУ на постоянном токе.



Максимальное импульсное напряжение пробоя ЗУ требуется согласовать с уровнем сопротивляемости защищаемой линии.

Тексты рекомендаций МСЭ-Т на английском, французском и испанском языках можно найти в Интернете по адресу:www.itu.int/ITU-T.



* О защите линий и установок связи от внешних электромагнитных воздействий с использованием рекомендаций МСЭ-Т серии К см. также «ИКС» № 3’2004, с. 76–77.

МСЭ сообщает

Тамперская конвенция о выделении телекоммуникационных ресурсов во время чрезвычайных ситуаций вступила в силу 8 января 2005 г. после ее ратификации30 странами. Принятая 18. 06. 1998на Межправительственной конференции по связи в случае чрезвычайных ситуаций (ICET-98, Тампере, Финляндия), конвенция направлена на упрощение доступа к спасательной технике сотрудникам гуманитарных миссий. Договор позволяет исключить регулятивные барьеры, затрудняющие импорт и быструю установку телекоммуникационного оборудования, защитить привилегии, неприкосновенность и льготы для лиц, оказывающих помощь в случае бедствий. В конвенции определены неправительственные организации, сотрудники которых получат эти привилегии, работая в гуманитарных организациях при ООН.

***


Главная тема 5-го Ежегодного всемирного симпозиума МСЭ по выработке норм (GSR) (Женева, 13декабря 2004 г. ) – лицензирование. На форуме были определены оптимальные подходы к продвижению дешевой широкополосной связи и организации доступа в Интернет. Переход сектора ИКТ от «простой старой телефонной службы» к передаче речи, данных и мультимедиа требует внесения корректив в национальные системы лицензирования: они должны способствовать развитию конкуренции между провайдерами услуг, использующими различные технологические платформы. В новом издании ежегодно публикуемых МСЭ «Направлений реформы электросвязи» (2004 г. )отмечена тенденция к утверждению единых режимов лицензирования и снижению требований, предъявляемых к провайдерам услуг при лицензировании, что позволит им предоставлять любые сервисы на базе любой технологии. Достижение договоренности относительно рекомендаций по широкополосному доступу важно для обеспечения к 2015 г. Глобальной связи – как это сформулировано в Плане действий, утвержденном на Всемирном саммите информационного общества (WSIS, Женева, 2003 г. ).

***


Участники Всемирной ассамблее и по стандартизации телекоммуникацийWTSA-2004 (World Telecommunication Standardization Assembly, Флорианополис, Бразилия, 7–14октября 2004 г. ) обсуждали факторы, которые окажут влияние на развитие ИКТ следующего поколения: Интернет, NGN, компьютерная безопасность. На основании сделанных выводов был пересмотрен план работы сектора стандартизации электросвязи МСЭ (МСЭ-T) по подготовке рекомендаций. В результате объединения направлений деятельности исследовательских комиссий МСЭ-T объем проводимых исследований увеличился, а количество тем сократилось на 15%.

В начале октября прошлого года во Флорианополисе прошел также Симпозиум МСЭ по кибербезопасности, участники которого обратились кМСЭ с призывом интенсифицировать работу над стандартами безопасности, причем учитывать все аспекты компьютерной безопасности – технический, политический, нормативный –еще на стадии разработки, а не при возникновении проблемы.

Сегодня число абонентов мобильных сетей в мире намного превосходит число пользователей ПК: 593 млн. ПК, или 9, 97 на 100 человек, против1, 340 млрд. мобильных телефонов, или 21, 91 на 100 человек (отчет МСЭ «World TelecommunicationIndicators»). В условиях усилившегося дублирования мобильными телефонами функций ПК мобильные сети становятся все более уязвимыми. На симпозиуме анализировались угрозы компьютерной безопасности и опыт борьбы с ними.

Российскую Федерацию на симпозиуме представлял председатель исполкома АДЭ А. С. Кремер. Он считает, что следует консолидировать усилия в области кибер безопасности на уровне не отдельных государств, а всего сообщества. Примером такого сотрудничества может служить утверждение Ассамблеей WTSA-04 рекомендаций по противодействию спаму. За основу документа был взят предложенный Россией Меморандум о противодействии распространению вредоносных программ (вирусов) и несанкционированных рекламных рассылок (спама). Следующий международный симпозиум по кибербезопасности состоится 29марта 2005 г. в Москве в рамках конференции АДЭ.

***


7-я международная выставка МСЭ ТЕЛЕКОМ АЗИЯ (ITU TELECOM ASIA2004, Пусан, Республика Корея, сентябрь 2004 г. ) проходила под слоганом «Азия возглавляет движение в будущее», справедливость которого подтверждают данные МСЭ. Согласно отчету о развитии электросвязи в Азиатско-Тихоокеанском регионе(АТР), в 2004 г. из десяти ведущих мировых экономик, использующих широкополосную связь, четыре базировались в АТР (охват широкополосной связью в Корее – 23, 3%, Гонконге –18%, Тайване – 13, 4%, Японии –11, 7%); на 11-м месте Сингапур(10, 1%). За период с 2000 по2003 г. число фиксированных линий выросло на 14% (в других регионах не более 9%), число абонентов мобильной связи – на 31%, до 560 млн., число пользователей Интернета – на38%, до 255 млн. (в Северной Америке на 18%, до 227 млн., в странах Европы/СНГ на 20%, до 191 млн.).

Азиатский успех стал результатом азиатской стратегии, основой которой является взвешенный подход государств АТР к конкуренции. Операторы мобильных сетей, запустившие услуги IMT-2000, были избавлены от огромной платы за лицензию, с чем столкнулись их западные коллеги, и могли сами выбирать систему технологии IMT-2000.

Однако в АТР, где имеют место экономики не только с максимальным, но и с минимальным уровнем развития связи, сохраняется стратификация: в2004 г. общее распространение телефонии в экономиках с низким доходом составило 22, 6% против139, 4% для экономик с более высокими доходами.

В отчете по мобильному Интернету отмечается, что в октябре 2003 г. АТР преодолел символическую отметку в 1 млрд. абонентов связи, а до конца десятилетия к абонентам сетей региона добавится, вероятно, еще 1 млрд пользователей ИКТ, причем большинство из них будет подключаться к Web посредством радиосвязи. «Сеть фиксированных линий растет слишком медленно для того, чтобы удовлетворять растущие потребности региона в широкополосной связи, особенно в сельских районах, – объясняет один из авторов отчета Т. Келли, начальник отдела стратегии и политики МСЭ. – Но сегодняшние сотовые сети мобильной связи не готовы предоставлять высокоскоростной доступ в Интернет». В развитых странах технологии мобильного Интернета станут дополнением к существующим сетям, а не заменой им.

***


На Симпозиуме по электронному правительству и интернет протоколу Региона арабских стран в Дубае (ОАЭ), организованном МСЭ совместно с корпорацией Etisalat, обсуждались перспективы реализации электронного правительства в этом регионе, а также политические аспекты управления адресамиInternet DNS (Domain Name System) и IP. На симпозиуме были подготовлены материалы для II этапа WSIS, который состоится в Тунисе 16–18 ноября2005 г.

Подробнее см. www.miks.ru/news. Подготовлено по пресс-релизам МСЭ: www.itu.int/newsroom .

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Поделиться: