Руководящий документ отрасли РД 45.083-99 "Рекомендации по обеспечению стойкости аппаратурных комплексов объектов проводной электросвязи к воздействию дестабилизирующих факторов" (утв. письмом Минсвязи России от 7 декабря 1999 г. N 7481)

Руководящий документ отрасли РД 45.083-99
"Рекомендации по обеспечению стойкости аппаратурных комплексов объектов проводной электросвязи к воздействию дестабилизирующих факторов"
(утв. письмом Минсвязи России от 7 декабря 1999 г. N 7481)

Дата введения 1 яваря 2000 г.
Введен впервые

1 Область применения

Настоящий руководящий документ отрасли содержит рекомендации по обеспечению стойкости аппаратуры проводной связи систем передачи ВСС России, размещаемой на объектах кабельных линий передачи, к воздействию дестабилизирующих факторов в виде электромагнитных полей грозы, радиопередающих устройств, линий электропередачи, а также от воздействия ионизирующих излучений, вызванных работой промышленных установок, авариями на атомных электростанциях и другими источниками. Рекомендации составлены по итогам проведенных исследований и расчетных оценок стойкости отдельных видов оборудования связи к различным видам дестабилизирующих факторов и комплексному их воздействию.

Данные рекомендации предназначены для использования при проектировании новых и эксплуатации существующих объектов кабельных систем передачи, а также при проведении их модернизации.

2 Перечень сокращений

ВДФ - внешний дестабилизирующий фактор

ВЛ - высоковольтная линия

ВСС - взаимоувязанная сеть связи

ВЭМИ - вторичный электромагнитный импульс

ВОК - волоконно-оптический кабель

ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи

ДП - дистанционное питание

ИИ - ионизирующее излучение

КС ЖД - контактная сеть железных дорог

ЛАЦ - линейно-аппаратный цех

ЛЭП - линия электропередачи

МСЭ-Т - международный союз электросвязи - телеграфия, телефония

МЭК - международная электротехническая комиссия

НУП - необслуживаемый усилительный пункт

НРП - необслуживаемый регенерационный пункт

ОП - оконечный пункт

ОРП - обслуживаемый регенерационный пункт

ОУП - обслуживаемый усилительный пункт

ПЦИ - плезиохронная цифровая иерархия

РЗМ - радиоактивное заражение местности

РЛС - радиолокационная станция

РПУ - радиопередающее устройство

СМП - сеть магистральная первичная

СЦИ - синхронная цифровая иерархия

ТЗ - техническое задание

ТРС - токораспределительная сеть

ТУ - технические условия

ЭДС - электродвижущая сила

ЭМ - электромагнитный

ЭМИ - электромагнитный импульс

ЭПУ - электропитающее устройство

3 Рекомендации по выбору типов сооружений объектов связи, работающих в условиях воздействия мощных гармонических электромагнитных полей, электромагнитных импульсных полей молнии и ионизирующих излучений

3.1 Технические сооружения проводных средств связи относятся к двум группам:

первая группа	-	сооружения, в которых размещаются узлы связи, оконечные и обслуживаемые усилительные (регенерационные) пункты (ОП, ОУП, ОРП);
вторая группа	-	цистерны и контейнеры, в которых размещаются необслуживаемые усилительные и регенерационные пункты (НУП и НРП).

3.2 Сооружения первой группы, в которых размещаются узлы связи и обслуживаемые усилительные (регенерационные) пункты представляют собой здания четырех типов:

1) бетонные здания с покрытием из железобетона;

2) здания с покрытием, стенами и фундаментом из железобетона;

3) здания с покрытием, стенами и фундаментом из железобетона, в качестве экранирующего слоя применён фольгоизол;

4) кирпичные здания.

3.2.1 У зданий первого типа отсутствует фундаментная плита, стены выполнены из бетонных блоков без армирования (сетки), а покрытия - из армированного металлической сеткой монолитного бетона. Эти здания характеризуются тем, что основная их часть почти целиком заглублена в землю. Бетонные стены находятся во влажной среде, что, наряду, с проложенными вдоль стен здания кабельростами определяет их экранирующие свойства. Железобетонные плиты покрытий имеют один слой металлической сетки с размерами ячейки 0,25 м и диаметром прутка, равным 0,016 и 0,012 м.

В таблице 1 приведены коэффициенты экранирования электромагнитных полей ЭМИ молнии зданиями первого типа.

Таблица 1 Коэффициенты экранирования зданий первого типа при воздействии ЭМИ молнии

Размер ячейки, м	Диаметр прутка, м	Коэффициенты экранирования Кн, Ке, дБ
0,25	0,012	24
0,25	0,016	25

Примечания

1 Кн и Ке - коэффициенты экранирования по магнитной и электрическим составляющим поля не зависят от типоразмеров здания.

2 Временные параметры импульсных электромагнитных полей внутри здания не изменяются по сравнению с параметрами внешних воздействующих полей (приложение В).

3.2.2 Здания второго типа, имеющие фундаментную плиту, стены и покрытие из железобетона, характеризуются тем, что арматура в них образует замкнутый сетчатый экран в форме параллелепипеда и экранирующие свойства этого типа зданий выше, чем предыдущего. Обязательным условием для принадлежности здания ко второму типу является гальваническое соединение арматуры стен, фундаментных плит и покрытий. Отсутствие гальванического соединения названных частей арматуры здания приводит к тому, что арматура здания не образует сплошной сетчатый экран и здание по своим экранирующим свойствам, даже при наличии железобетонных стен и фундаментной плиты, относится к зданиям первого типа. Типовые конструкции зданий второго типа содержат арматуру из металлической двухслойной сетки с размерами ячеек 0,150x0,150 м. Диаметр прутка в покрытии 0,022 м, в стенах 0,012-0,016 м. Значения коэффициента экранирования для типовых размеров рассматриваемых зданий приведены в таблице 2.

Таблица 2 Коэффициенты экранирования зданий второго типа при воздействии ЭМИ Молнии

Размеры здания, м	Коэффициенты экранирования, Кн, Ке, дБ
32х30х7	55
57x41x6	58
57x50x6	56

Примечания

1 Кн и Ке - коэффициенты экранирования по магнитной и электрическим составляющим поля.

2 Временные параметры импульсных электромагнитных полей внутри здания не изменяются по сравнению с параметрами внешних воздействующих полей (приложение В).

3.2.3 Для рассмотренных зданий первой группы указанные в таблицах 1 и 2 коэффициенты ослабления внешних полей ЭМИ достигаются при оборудовании окон и дверей зданий рамами с металлической сеткой (размеры ячейки сетки не должны превышать размеры ячеек арматуры). В случае зданий второго типа этой группы сетка должна быть гальванически связана с арматурой стен.

3.2.4 Здания третьего типа, имеющие покрытие, стены и фундамент из железобетона, характеризуются тем, что в них в качестве дополнительного экранирующего слоя применён фольгоизол - материал, представляющий собой металлическую фольгу толщиной 0,2-0,5 мм, и образующий сплошной металлический экран. В таблице 3 приводятся значения коэффициента экранирования (Кн) магнитной составляющей воздействующих полей ЭМИ молнии для зданий оборудованных экраном из фольгоизола. Коэффициент экранирования электрических составляющих воздействующих полей зданиями этого типа на два-три порядка выше коэффициента экранирования магнитной составляющей.

Таблица 3 Эффективность экранирования зданий с экраном из фольгоизола при воздействии ЭМИ молнии

Размеры здания, м	Коэффициент экранирования Кн, дБ
57x41x6	50

Приводимые в таблице 3 значения коэффициентов экранирования получены при условии, что окна здания закрыты металлической сеткой с ячейками не более 5x5 мм, соединенной гальванически с фольгоизолом, а само покрытие из фольгоизола не имеет щелей. Толщина фольги, применяемой для оборудования зданий, колеблется в пределах 0,2-0,5 мм. В таблице 3 приводятся расчетные данные для минимальной толщины фольги.

3.2.5 На сети ВСС России встречается небольшое количество кирпичных зданий, которые отнесены к четвертому типу. Ослабление импульсных электромагнитных полей молнии этим типом зданий не превышает 4 дБ как по магнитной, так и по электрической составляющим воздействующего поля.

3.2.6 Защитные свойства сооружений связи первой группы при воздействии электромагнитных полей гармонического характера зависят от частоты. В таблице 4 приведены значения коэффициентов экранирования для зданий первой группы. Для зданий первого, второго и четвертого типов коэффициенты экранирования приведены по магнитной и электрической составляющим поля. Для зданий третьего типа коэффициент экранирования приведен только для магнитной составляющей поля, так как электрическая составляющая поля ослабляется на 2-3 порядка сильнее магнитной. Здания четвертой группы (кирпичные здания) электромагнитные поля гармонического характера практически не ослабляют.

Для зданий первого и второго типа с ростом частоты коэффициенты экранирования уменьшаются.

Таблица 4 Коэффициенты экранирования гармонических электромагнитных полей зданиями первой группы

Частота МГц		Тип здания
	1	2	3	4
	Коэффициент ослабления, дБ
0,1		30	30	0
10		35	45	0
400		40	80	4
1000		45	95	4

Примечание - Для зданий первого типа меньшие значения коэффициента экранирования соответствуют диаметру прутка арматуры d=0,012.

3.3 Технические сооружения проводных средств связи второй группы представляют собой цистерны и контейнеры - в которых размещаются необслуживаемые усилительные и регенерационные пункты. Эти сооружения характеризуются тем, что аппаратура в них помещается в сплошной экран, причем толщина экрана доходит до 10 мм для цистерны. Эти сооружения помещаются в грунт на глубину от 0,5 м до 1,5 м. В таблице 5 приведены значения коэффициентов экранирования магнитной составляющей поля ЭМИ для типовой цистерны и контейнера, применяемых в качестве сооружений связи на необслуживаемых усилительных (регенерационных) пунктах на объектах ВСС.

Таблица 5 Эффективность экранирования цистерн и контейнеров НУП и НРП при воздействии ЭМИ молнии

	Размеры, м	Толщина стали, мм	Коэффициент экранирования Кн, дБ
Цистерна	R=0,365; 1=1	6	45
Контейнер	0,6x0,5x0,8	3	35

Примечание - R - радиус цистерны; 1 - длина цистерны.

3.4 Защита аппаратуры связи при воздействии ионизирующих излучений предусматривается в том случае, если уровни внешних воздействий ИИ, при которых планируется функционирование объекта связи, превышают уровни стойкости аппаратуры. Уровни стойкости аппаратуры связи приводятся в ТУ. Уровни стойкости аппаратуры в соответствии с [1] приведены в приложении Г. Защита аппаратуры связи от воздействия ионизирующих излучений может быть обеспечена ослаблением ионизирующих излучений слоями защитных материалов из бетона, кирпича или грунта. В таблице 6 приведены коэффициенты ослабления ионизирующих излучений различными материалами, применяемыми при строительстве объектов связи.

Металлические экраны толщиной до 10-15 мм практически не ослабляют уровни ионизирующих излучений.

Таблица 6 Коэффициенты ослабления ионизирующих излучений

Материал	Толщина защитного слоя, см	Коэффициенты ослабления, раз
		потока быстрых нейтронов	дозы мгновенного гамма-излучения
Бетон	25	7,5	5,8
Кирпич	25	5,3	4,2
Грунт	50	18,3	9,4
Грунт	100	183,8	36,9

3.5 Для защиты аппаратуры ВСС, расположенной на узлах связи и обслуживаемых усилительных пунктах, от воздействия электромагнитных полей наиболее предпочтительны здания второго типа, относящиеся к первой группе, возведенные целиком из армированного бетона с гальваническими связями между арматурой стен, пола и покрытия. Эти здания ослабляют воздействующие поля ЭМИ молнии на дБ. Применение таких сооружений облегчает решение общей задачи по обеспечению стойкости аппаратуры к воздействию электромагнитных полей, а также к комплексному воздействию различных видов ВДФ, в том числе и ионизирующих излучений.

3.6 При применении в качестве сооружений связи зданий первого типа, относящихся к первой группе, т.е. не имеющих цельного металлического каркаса (здания первого типа с покрытием из железобетона, заглубленных в землю), для обеспечения защиты аппаратурного комплекса от воздействия полей ЭМИ молнии необходимо проведение полного объема мероприятий, оговариваемых в настоящих рекомендациях.

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

3.9 Сооружения связи второй группы, имеющие сплошные металлические экраны - цистерны, контейнеры и здания, покрытые фольгоизолом - обеспечивают еще большее ослабление полей ЭМИ молнии по сравнению со зданиями из железобетона. Здания, оборудованные экраном их фольгоизола, обеспечивают эффективное ослабление полей ЭМИ молнии внутри своего объема. Поэтому аппаратурные комплексы, помещенные в такие здания практически не требуют дополнительных мероприятий по обеспечению стойкости к воздействию электромагнитных полей.

3.7 Применение в качестве сооружений связи зданий, оборудованных сплошным металлическим экраном (фольгоизолом) дает хорошие результаты только в том случае, если не планируется работа объекта при воздействии ионизирующих излучений. В случае необходимости использования объекта связи при воздействии импульсных ИИ, аппаратура связи, расположенная в таких зданиях подвергается воздействию внутреннего электромагнитного импульса (ВЭМИ), создающегося внутри объекта связи при взаимодействии импульсного гамма-излучения с металлическим экраном из фольгоизола.

3.8 Обеспечение стойкости аппаратуры связи к воздействию ИИ достигается обеспечением воздействия на аппаратуру, размещенную в сооружении связи, дозы гамма-излучения, на которую аппаратура должна быть рассчитана при проектировании. Дозы гамма-излучения согласно [1] приведены в приложении Г. Если уровни гамма-излучения вне объекта связи превышают уровни ИИ допустимые для аппаратуры, то необходимо ослаблять уровень гамма-излучения в соответствии с таблицей 6. Применение в качестве сооружения связи здания, оборудованного сплошным металлическим экраном из фольгоизола, может привести к появлению опасных полей ВЭМИ внутри сооружения связи, воздействующих на станционные кабели связи. Наводимые на них напряжения, прикладываются ко входам аппаратуры. Рекомендации по защите аппаратуры от этого вида воздействия приведены в разделе 8.

4 Рекомендации по защите оборудования систем передачи ВСС от непосредственного воздействия электромагнитных полей

4.1 Непосредственное воздействие электромагнитных полей на аппаратуру связи вызвано воздействием на внутристоечный и внутриблочный монтаж аппаратуры (печатные платы, соединительные провода) электромагнитных полей, проникающих внутрь стойки или блока аппаратуры. Стойкость аппаратуры средств связи к непосредственному воздействию электромагнитных полей, зависит от свойств электрорадиоэлементов, входящих в состав аппаратуры, а также от свойств металлических корпусов стоек и блоков, в которых размещается аппаратура.

4.2 В таблице 7 приведены расчетные данные коэффициентов экранирования типовых стоек, выполненных в виде металлических конструкций с размерами 2,6x0,6x0,225 и 2,6x0,12x0,225 м, шкафов/стоек с размерами 2,2x0,6x0,6 и 2,2х0,6х0,3 м (евроконструкция) [6], а также типовых блоков с размерами 0,225x0,125x0,06 м и 0,500x0,400x0,280 м, применяемых в аппаратуре систем передачи, при воздействии ЭМИ молнии. В той же таблице приведены значения напряжений, наводимых на внутристоечном монтаже аппаратуры и ее платах (внутри типового блока) в случае размещения аппаратуры в зданиях первого типа и при условии, что контур, на котором магнитная составляющая поля наводит ЭДС, ограничен размерами рассматриваемой стойки или блока, а параметры внешнего воздействующего ЭМИ молнии соответствуют приведенным в приложении В.

4.3 Для обеспечения защиты аппаратуры систем передачи от непосредственного воздействия электромагнитных полей необходимо, чтобы наведенная в контуре ЭДС была меньше импульсной электропрочности элементов схемы. Если аппаратура установлена в зданиях первого, второго и третьего типа и размещается в типовых стойках и блоках, рассмотренных в 4.2, то ее защита от непосредственного воздействия электромагнитных полей молнии обеспечивается при условии, что конструктивные элементы этих стоек и блоков (стенки, панели и т.д.) прилегают друг к другу с зазорами не более 0,5-1,0 мм.

Таблица 7 Экранирование внешних полей ЭМИ молнии корпусами стоек и блоков

Вид экранирующего объема и его размеры, м	Толщина стального листа, мм	Sк,	Кн, дБ	Uимп , В
Стойка с размерами 2,6x0,6x0,22	1,0	1,56	20	0,5
Стойка с размерами 2,6x0,12x0,22	1,0	0,57	26	0,2
шкаф ETSI 2,2х0,6х0,3	1,0	1,32	24	0,1
шкаф ETSI 2,2x0,6х0,6	1,0	1,32	26	0,06
Кожух аппаратуры 0,225x0,125х0,06	0,5	0,04	5	0,015
Блок ETSI 0,500x0,450х0,280	0,5	0,22	13	0,15

Примечание - Sк - площадь контура, в котором рассчитывается напряжение наводки;

Uимп - наведенная ЭДС в контуре;

Кн - коэффициент экранирования магнитной

составляющей воздействующих полей ЭМИ молнии.

4.4 Допускается размещать аппаратуру в стойках, не имеющих сплошного экрана, но при условии заключения всех отдельных ее блоков в металлические корпуса и кожуха, в этом случае стоечные кабели являются продолжением станционных соединительных линий и учитываются при выборе допустимой длины соединительных кабелей в станционном монтаже аппаратурного комплекса.

4.5 Для обеспечения защиты аппаратуры систем передачи от непосредственного воздействия гармонических электромагнитных полей необходимо, чтобы воздействующее внешнее электромагнитное поле было ослаблено до допустимой для аппаратуры величины, определяемой таблицей 2 приложения Г. Ослабление внешнего гармонического электромагнитного поля сооружением связи находится по таблице 4 раздела 3. По этой же таблице проводится выбор соответствующего сооружения связи при новом строительстве. Возможные уровни наиболее вероятных внешних полей радиочастотных излучений приведены в таблице 2 приложения В.

5 Рекомендации по выбору типов кабелей и параметров их прокладки для междустоечных соединений аппаратуры связи на объектах кабельных систем передачи ВСС России

5.1 Для прокладки внутристанционных соединительных линий в узлах связи и обслуживаемых усилительных пунктах, к аппаратуре которых предъявляются требования по стойкости к воздействию импульсных и гармонических электромагнитных полей, необходимо применять кабели, имеющие экранирующую оболочку. В качестве станционных соединительных линий на указанных объектах связи рекомендуется применять экранированные кабели, типы которых приведены в таблице 8.

5.2 Напряжения, наводимые электромагнитными полями на станционных соединительных линиях, зависят от типа кабеля, который применен в качестве соединительной линии, его длины, условий прокладки над стойками с аппаратурой и экранирующих свойств зданий, в которых аппаратура располагается. При типовом устройстве кабельной разводки прокладка станционных соединительных линий, на объектах связи, осуществляется по кабельростам на высоте 0,3-0,5 м над поверхностью стоек.

5.3 Напряжения наводок импульсных электромагнитных полей различного происхождения, рассчитанные для различных длин кабелей и типов конструкций зданий, оговоренных в разделе 3 рекомендаций, с учетом типовых условий прокладки кабелей в ЛАЦ, перечисленных выше, приведены в таблице 9.

Таблица 8 Типы кабелей, рекомендуемые для применения в сооружениях связи

Тип кабеля	Вид кабеля	Волновое сопротивл., Ом
РК-75-4-16	коаксиальный	75
КГКО	коаксиальный	75
КГКС	коаксиальный	75
КГКЭ	коаксиальный	75
КГКСЭ	коаксиальный	75
РК-75-3-15	коаксиальный	75
КСКЭМ	коаксиальный	75
КСКЭ	коаксиальный	75
КСКСПЭ; КСКПЭП	коаксиальный	75
КМС-1	симметричный	150
КМС-2	симметричный	150
ТСВ-5*2*0,4	многожильный	-
ТСВ-10*2*0,4	многожильный	-

Таблица 9 Напряжения наводок на станционные кабели импульсных электромагнитных полей молнии

Марка кабеля	Тип зда- ния	Напряжения наводок В, при длине кабеля, м						Допустимая длина кабеля, м
		3	5	10	30	60	100
РК75-4-16, КГКО	1	8,0	17,5	51	222	510	880	7
	2	0,1	0,25	0,65	2,8	6,4	11	100
	3	-	-	-	0,3	0,65	1,1	100
	4	100	220	640	2800	6400	11000	0,5
РК75-3-15, КГКЭ	1	4	9	27	120	270	490	10
	2	-	0,11	0,33	1,5	3,4	6,1	100
	3	-	-	-	0,15	0,35	0,6	100
	4	50	110	330	1500	3400	6100	2,0
КСКЭМ, КСКПЭ	1	5	11	30	135	400	730	10
	2	-	0,13	0,37	1,7	4,0	7,3	100
	3	-	-	-	0,17	0,5	0,8	100
	4	60	130	370	1700	4000	7300	1,5
КСКЭ	1	3,0	7,2	20	95	215	390	12
	2	-	-	0,26	1,2	2,7	4,9	100
	3	-	-	-	0,12	0,27	0,5	100
	4	38	90	260	1200	2700	4900	2,5
КМС-1	1	14	40	65	250	500	920	30
	2	0,5	1,4	2,3	9	18	32	100
	3	-	0,15	0,3	0,9	2	4	100
	4	170	490	800	3100	6200	11500	4
КМС-2	1	20	40	80	280	650	1000	25
	2	0,7	1,4	2,8	10,0	22,5	35	100
	3	-	0,2	0,4	1,0	2,5	4	100
	4	240	500	1000	3500	8000	12500	3
ТСВ	1	35	50	90	360	720	1150	28
	2	1,3	1,8	2,8	13	26	40	100
	3	0,1	0,2	0,4	1,5	3	4,5	100
	4	450	650	1100	4500	9000	14500	2

5.4 Выбор типа и длины кабеля для станционной соединительной линии проводится исходя из данных приведенных в таблице 9 и данных по импульсной электропрочности входов аппаратуры. При этом должен быть выбран тип сооружения связи по требуемым экранирующим свойствам. В этой же таблице приведены допустимые длины кабелей для аппаратуры, которая по импульсной электропрочности станционных входов удовлетворяет требованиям [1].

Параметры внешних воздействующих импульсных электромагнитных полей молнии приведены в приложении В.

5.5 Входы электропитания стоек аппаратуры соединяются с электропитающими устройствами через токораспределительную сеть (ТРС). При типовом исполнении ТРС представляет собой токораспределительную линию с магистральным и рядовым участками. Магистральный участок имеет вертикальную и горизонтальную части, выполненные шинами с сечением 10x100 мм. Рядовой участок также имеет горизонтальную часть, выполненную шинами сечением 5x60 мм и вертикальную часть длиной около 0,5 м, выполненную кабелем типа АПВ или АНРГ.

5.6 Напряжения, воздействующие на входы питания стоек аппаратурного комплекса, формируются наводками полей ЭМИ на всей длине ТРС. Из-за малого омического сопротивления и сильного рассогласования с нагрузками на высоких частотах, наводимые напряжения имеют характер затухающих колебаний с малым декрементом затухания. Вертикальная часть магистрального участка ТРС применяется для проводки токов электропитания между этажами здания. Напряжения, наводимые полями ЭМИ на эту часть ТРС определяются вертикальной составляющей напряженности электрического поля воздействующего электромагнитного импульса. При отсутствии у ТРС вертикальной составляющей части магистрального участка наводимое напряжение на всей ТРС значительно уменьшается (в два-три раза, в зависимости от длины вертикальной части).

5.7 Для уменьшения наводок на ТРС длину вертикальных участков магистральной части ТРС следует выбирать минимальной длины и помещать эти участки в экранированные шахты, применяя для этих целей стальные трубы диаметром более 0,5 м. Коэффициент ослабления полей ЭМИ в экранированной шахте достигает величины более 30 дБ и наводимые на ТРС напряжения при этом практически определяются горизонтальными ее частями.

5.8 В таблице 10 приведены амплитудные значения импульсных напряжений, наводимых на входах ЭПУ и входах питания аппаратуры при воздействии импульсных электромагнитных полей молнии на ТРС различной длины без учета наводок на вертикальную часть магистрального участка. Амплитуды напряжения наводок приведены для ТРС, находящихся в зданиях трех типов, перечисленных в разделе 1 настоящих рекомендаций. В той же таблице приведены значения длин ТРС, которые допустимы для аппаратуры, удовлетворяющей требованиям [1] (приложение Г).

5.9 Аппаратура, помещенная в здания первого типа, нуждается в дополнительной защите входов электропитания даже если она соответствует требованиям [1] (приложение Г).

5.10 Аппаратурные комплексы, помещенные в здания второго и третьего типа, составленные из аппаратуры, удовлетворяющей требованиям [1], допускают длину ТРС до 60 м в зданиях второго типа и до 100 м в зданиях третьего типа.

Таблица 10 Амплитуды напряжений, наводимых полем ЭМИ молнии на ТРС

Тип здания	Нагрузка ТРС	Амплитуда напряжения наводки кВ, при длине прокладки ТРС, м			Допустимая длина ТРС, м
		10	30	60
1	ЭПУ	6,3	7,2	8,5	60
	Пит. ап-ры	2,6	3,0	4,2	60
2	ЭПУ	0,63	0,8	0,85	60
	Ап-ра	0,3	0,3	0,5	60
3	ЭПУ	0,063	0,08	0,1	100
	Ап-ра	0,03	0,03	0,05	100

Примечание - Допустимая длина ТРС в зданиях первого типа приведена при условии дополнительного ослабления наведенных ЭМИ молнии на ТРС напряжений на 20 дБ в соответствии с рекомендациями раздела 7.

6 Рекомендации по защите аппаратуры кабельных систем передачи ВСС от воздействия перенапряжений, наводимых ЭМИ молнии на магистральных кабелях

6.1 Импульсные напряжения, наводимые на магистральных кабелях при воздействии электромагнитных полей, зависят от коэффициента защитного действия используемого линейного кабеля, проводимости грунта в котором проложен кабель, длины расчетного кабельного участка. При длине гальванически неразделенного участка кабеля более 20 км напряжения, наводимые в магистральных кабелях, не зависят от длины кабеля.

6.2 На рисунках 1 и 2 приведены расчетные величины напряжений, наводимых в магистральных кабелях длиной свыше 20 км при воздействии ЭМИ молнии. Амплитуда наводимого в кабеле импульсного напряжения определяется по приведенным графикам в зависимости от типа проложенного кабеля и проводимости грунта. Форма наведенных импульсов напряжения при длине кабеля более 20 км принимается равной 10/700 мкс (по уровню 0,5 от амплитуды импульса) для любого типа кабеля.

6.3 Импульсная электропрочность линейных входов аппаратуры проводной связи и входов аппаратуры дистанционного питания определяется устройствами защиты от воздействия грозовых перенапряжений. Для вновь разрабатываемой аппаратуры устройства защиты линейных входов и входов дистанционного питания должны обеспечивать работоспособность аппаратуры при воздействии импульсов перенапряжения с амплитудой 5 кВ и формой импульса 10/700 мкс (в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т [2], том 9, К.17).

Для аппаратуры связи, разработанной до 1980 года, устройства защиты обеспечивают ее работоспособность при воздействии импульсов перенапряжения с амплитудой 3,5 кВ и формой 50/200 мкс.

Величины импульсной электропрочности линейных входов отечественной аппаратуры, применяемой на объектах кабельных систем передачи приводятся в таблице 11. Данные по импульсной электропрочности линейных входов зарубежных систем передачи приведены в приложении А.

Таблица 11 Импульсная электропрочность линейных входов отечественной аппаратуры проводных систем передачи

Тип аппаратуры	Максимально допустимое напряжение на линейных входах, кВ	Форма импульсных напряжений, мкс
К-5400	5,0	10/700
К-3600	3,5	50/200
К-1920П	3,5	50/200
VLT-1920	3,5	50/200
К-60П	3,5	50/200
ИКМ-480, ИКМ-480С	5,0	10/700
ИКМ-480х2	5,0	10/700
ИКМ-120У	5,0	10/700
ИКМ 1920х2	5,0	10/700

6.4 Определение стойкости линейных входов аппаратуры к воздействию напряжений, наводимых на магистральном кабеле, проводится сравнением напряжения Uxx, полученным из графиков на рисунках 1 и 2, с импульсной электропрочностью линейного входа аппаратуры, приведенной в приложении А и таблице 11. Тип аппаратуры, марка кабеля, условия прокладки кабеля в грунте являются исходными данными для указанной оценки.

6.5 Возможность пробоя в магистральном кабеле при воздействии ЭМИ молнии проверяется сравнением величин импульсных напряжений, наведенных на кабелях (найденные из графиков, представленных на рисунках 1, 2), с данными по электропрочности кабелей, которые приведены в таблице 12. Пробой в магистральном кабеле приводит к тому, что импульс перенапряжения на линейном входе аппаратуры может иметь очень короткий фронт (до 0,1 мкс), и, как следствие, запаздывание срабатывания устройств защиты и проникновение импульсных перенапряжений на чувствительные элементы.

6.6 Если расчетное значение Uxx превышает допустимую величину импульсной электропрочности линейного входа аппаратуры или электрическую прочность магистрального кабеля, то необходимо принять меры по снижению наводимого на магистральном кабеле напряжения с помощью прокладки защитных тросов в соответствии с рекомендациями [3]. При этом следует иметь в виду, что применение одного троса ПС-70 снижает напряжение в кабеле на 20% и 15% соответственно для однокабельной и двухкабельной линии (коэффициент экранирования троса 0,8 и 0,85). Для двух тросов коэффициент экранирования соответственно равен 0,65 и 0,75.

Тросы надлежит располагать вблизи кабеля (не далее 1-1,5 м), причем при защите двумя тросами их следует располагать по обе стороны от кабеля.

Таблица 12 Электропрочность магистральных кабелей связи

Марка кабеля	Uисп, В	Uисп, В (0,5 атм.)	Uдп, В	Uххдоп, В	Ркр, Ом.м
МКСБ-4х4	2000	2300	490	1810	350
МКСАБ-4х4	2000	2300	490	1810	4000
МКСАШп-4х4	2000	2300	490	1810	1800
МКСБ-7х4	2000	2300	490	1810	300
КМБ-4 (КП)	3000	3500	1000	2500	8500
КМБ-4 (СЖ)	2000	2300	250	2050	10000
КМАБ-4 (КП)	3000	3500	1000	2500	10000
КМАБ94 (СЖ)	2000	2300	250	2050	10000
МКТСБ-4 (КП)	2000	2500	1000	1500	4500
МКТСБ-4 (СЖ)	2000	2300	430	1870	450
МКТАБ-4 (КП)	2000	2500	1000	1500	10000
МКТАБ-4 (СЖ)	2000	2300	430	1870	10000
ЗКАШП-1х4	2000	-	450	1550	1800
ЗКАБП-1х4	2000	-	450	1550	2400
ВКПАП	3000	-	250	2750	350
ВКПАБп	3000	-	250	2750	900

Примечания:

1 Uисп - испытательное постоянное напряжение между жилой кабеля и его оболочкой;

2 Uисп(0,5 атм.) - испытательное постоянное напряжение между жилой кабеля и его оболочкой при избыточном давлении в кабеле 0,5 атм.;

3 Uдп - напряжение дистанционного питания;

4 Uххдоп - максимально допустимое напряжение наводки в кабеле с учетом напряжения дистанционного питания;

5 Ом м - величина критического значения удельного сопротивления земли.

В приведенной таблице даны максимально допустимые величины наводимых напряжений в кабелях с учетом возможных максимальных значений напряжения дистанционного питания на жилах кабеля в различных системах передачи. В этой же таблице указаны значения критических (максимальных) величин удельного сопротивления грунта ( Ом.м), при которых в соответствующих типах кабелей наводимые напряжения не превысят допустимой величины.

6.7 При практической реализации защиты аппаратуры от перенапряжений, наводимых в магистральных кабелях необходимо осуществить ряд мероприятий, в результате выполнения которых, значительно уменьшается вероятность пробоев в линиях связи. Эти мероприятия состоят из:

перевода системы ДП по симметричным кабелям на схему "кабель-кабель";

шунтирования изолирующих муфт конденсаторами;

выполнения всех требований по соединению оболочек кабелей с внешним контуром заземления на подходах к объектам связи и на вводах кабелей в помещения объектов связи, а также требований по устройству заземлений оболочек кабелей на вводах в НУП и ОУП.

6.8 В проектных документах должны быть предусмотрены требования по эксплуатации кабелей связи в соответствии с действующими нормативными документами и дополнительно к этому следует предусмотреть:

периодический контроль электрической прочности изоляции жил кабелей (после каждого грозового сезона);

постоянный контроль сопротивления изоляции жил кабелей (на системах передачи, где такие устройства контроля имеются).

6.9 В процессе эксплуатации кабельной линии следует выявлять и устранять причины появления радиопомех или переходного влияния между кабелями, т.к. это обычно обусловлено увеличением асимметрии цепей или неисправностями в системе заземлений. Такие повреждения на линии могут приводить к увеличению наводимых напряжений в кабеле при воздействии полей ЭМИ молнии.

6.10 Для защиты кабелей связи от непосредственных ударов молнии следует применять рекомендации, изложенные в [3].

6.11 Применение на линиях связи оптических кабелей с металлическими жилами для дистанционного питания требует предусмотрения мероприятий по обеспечению стойкости аппаратуры к воздействию импульсных перенапряжений, наведенных на этих жилах. Стойкость аппаратуры оптических линий связи к воздействию напряжений, наводимых на металлических жилах волоконнооптических кабелей должна быть обеспечена в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т К.17 (приложение А). Напряжения, наводимые на металлических жилах оптических кабелей, должны быть ниже стойкости соответствующих входов аппаратуры. Допустимый уровень напряжений, наводимых ЭМИ молнии на жилах дистанционного питания оптических кабелей обеспечивается применением мероприятий в соответствии с рекомендациями, приведенными в [5].

7 Рекомендации по увеличению стойкости аппаратуры на объектах кабельных систем передачи ВСС к воздействию электромагнитных полей

7.1 Стойкость аппаратуры объектов СМП ВСС к воздействию дестабилизирующих факторов определяется сохранением ее работоспособности во время и после воздействия.

Работоспособность аппаратуры определяется способностью обеспечивать передачу сигналов с заданными искажениями. Это условие выполняется если аппаратура, входящая в состав объекта связи, по своим параметрам, определяющим передачу сигналов, удовлетворяет "Основным положениям развития ВСС РФ до 2005 года" и Рекомендациям МСЭ-Т, которые отражаются в ТУ на аппаратуру.

7.2 Аппаратура необслуживаемых усилительных пунктов располагается на объектах связи, представляющих собой цистерны и контейнеры. Для цистерн и контейнеров типовых размеров данные по коэффициентам экранирования приведены в разделе 3 настоящих рекомендаций при воздействии внешних электромагнитных полей с параметрами, приведенными в приложении В.

7.2.1 Амплитуда магнитной составляющей поля внутри цистерны и контейнера уменьшается более чем на 35 дБ при воздействии различных видов ЭМИ полей, что при выбранных критериях работоспособности аппаратуры, обеспечивает ее стойкость к воздействию внешних электромагнитных полей, имеющих параметры, приведенные в приложении В.

7.2.2 Для аппаратурного комплекса НУП, расположенного в цистерне или контейнере, находящихся в грунте, воздействие электромагнитных полей с параметрами, приведенными в приложении Д, проявляется только через наводки на магистральные кабели. Рекомендации по оценке и увеличению стойкости аппаратуры от воздействия ЭМИ полей через наводки на линейные кабели приведены в разделе 6 настоящих рекомендаций.

7.3 Оценка стойкости аппаратуры узла связи или обслуживаемого усилительного пункта проводится с учетом того, что электромагнитные поля воздействуют на аппаратуру проводной связи по нескольким путям. Оценка стойкости аппаратуры на объекте связи к воздействию электромагнитных полей оценивается отдельно по каждому из следующих путей воздействия:

наводок на магистральные кабели;

непосредственного воздействия ЭМИ полей на аппаратуру;

наводок на станционные соединительные кабели.

7.4 Рекомендации по оценке стойкости аппаратурного комплекса узла связи к воздействию наводок ЭМИ молнии на линейные кабели приводятся в разделе 6 настоящих рекомендаций.

7.5 Рекомендации по оценке непосредственного воздействия полей ЭМИ на аппаратуру приведены в разделе 4 настоящих рекомендаций.

7.6 Стойкость аппаратурного комплекса к воздействию напряжений, наводимых ЭМ полями на станционных соединительных линиях, зависит от импульсной электропрочности станционных входов аппаратуры и напряжений наводок на станционных кабелях. Обеспечение защиты аппаратуры от воздействия полей ЭМИ по данному пути заключается в том, чтобы наводки на станционных соединительных линиях не превысили импульсную электропрочность соответствующих входов аппаратуры.

7.6.1 Оценка стойкости аппаратуры к воздействиям наводок ЭМИ полей на станционные кабели проводится в следующей последовательности:

определяется тип здания, в котором расположен подлежащий рассмотрению комплекс аппаратуры;

составляется перечень аппаратуры и определяется ее соответствие требованиям, приведенным в [1] (таблица 4, приложение Г);

для вновь проектируемого аппаратурного комплекса проводится предварительное проектирование расстановки стоек с аппаратурой в ЛАЦ и выбор марок соединительных кабелей;

для существующих аппаратурных комплексов составляется перечень соединительных линий и их длин;

далее проводится сопоставление данных таблиц раздела 5, содержащих сведения по наводимым на станционных кабелях напряжениям, с данными по импульсной электропрочности станционных входов аппаратуры систем передачи, размещаемых на рассматриваемом объекте связи.

7.6.2 Справочные данные по импульсной электропрочности входов аппаратуры цифровых систем передачи, применяемых на СМП ВСС, приведены в приложении А. Для аппаратуры, которая удовлетворяет требованиям [1] (приложение А), справочные данные по названным параметрам приведены для четырех различных типов входов аппаратуры в приложении Г, таблица 4.

7.6.3 Напряжения, наводимые ЭМ полями на станционные соединительные линии, выполняемые кабелями различных марок, рекомендуемых для применения на объектах СМП ВСС, приведены в таблицах раздела 5. Там же приведены допустимые длины соединительных кабелей указанных марок в случае их применения для соединения стоек аппаратуры, удовлетворяющей требованиям по импульсной электропрочности станционных входов, приведенным в [1]. Допустимые длины кабелей даны для аппаратуры, размещаемой в зданиях трех типов, перечисленных в разделе 3 настоящих рекомендаций.

7.6.4 Для соединительных линий, на которых наводимые на кабелях напряжения превышают импульсную электропрочность входов аппаратуры, необходимо провести следующие мероприятия:

уменьшить длину соединительного кабеля путем перестановки стоек, которые данный кабель соединяет;

выбрать другой тип соединительного кабеля по таблицам раздела 5;

применить дополнительное экранирование данного кабеля с помощью металлических рукавов, труб, оплеток, используя данные по вносимому этими экранами ослаблению наводок на соединительные линии, приведенные в таблице 13;

применить для уменьшения наводок экранирование здания фольгоизолом.

7.6.5 В случае вновь проектируемого объекта связи для размещения аппаратурного комплекса желательно применять здания второго типа, вносящие ослабление воздействующих полей ЭМИ на 30 дБ больше, чем здания первого типа (параметры ослабления полей ЭМИ типовыми конструкциями наиболее часто встречающихся зданий приведены в таблицах 1, 2, 3 настоящих рекомендаций).

7.6.6 При проектировании узлов связи в зданиях первого типа, уменьшение длины соединительной линии можно осуществить рациональным расположением стоек с аппаратурой, так чтобы соединительные линии, связывающие наиболее чувствительные к перенапряжениям входы аппаратуры, имели бы наименьшую длину.

Таблица 13 Ослабление ЭМ полей дополнительными экранами

Вид экрана	Степень ослабления ЭМИ, дБ
Гибкий рукав (оплетка)	10
Экранирующий короб	20
Сплошная металлическая труба	30

7.7 Для оценки стойкости аппаратуры к воздействию импульсных напряжений на входы электропитания необходимо сопоставить амплитуды наводимых на ТРС напряжений (приведенных в таблице 10 в зависимости от длины ТРС и типа здания, в котором расположен аппаратурный комплекс) с импульсной электропрочностью этих входов, приведенной в таблице 1, приложения А.

7.7.1 Для аппаратуры, импульсная электропрочность которой, по входам питания, соответствует [1], требуемая стойкость к воздействию ЭМ полей достигается размещением аппаратуры в зданиях второго и третьего типов (таблица 10).

7.7.2 В случае применения ТРС, наводимые амплитуды напряжений на которой превышают импульсную электропрочность питающих входов стоек аппаратурных комплексов, необходимо провести следующие мероприятия:

применить экранирование ТРС с помощью металлических рукавов, используя данные по вносимому ослаблению наводок, приведенные в таблице 13;

применить для уменьшения наводок экранирование здания фольгоизолом;

применить дополнительные устройства защиты, устанавливаемые на питающих входах аппаратуры.

7.8 При разработке мероприятий по увеличению стойкости комплекса аппаратуры к воздействию ЭМ полей в случае, когда обеспечение стойкости аппаратуры может достигаться с помощью различных мероприятий, следует выбирать те из них, которые требуют меньших материальных и временных затрат.

7.9 Воздействие на линии и аппаратуру связи ЭМ полей частотой 50 Гц проявляются наведенными в линиях связи напряжениями и токами, величины которых могут представлять опасность как для линейных сооружений, так и для подключенной к кабелям аппаратуры связи. Кратковременные опасные напряжения и токи могут возникать в цепях связи, имеющих сближения с линиями высокого напряжения при коротких замыканиях фазы на землю в трехфазных высоковольтных линиях с заземленной нейтралью, при коротких замыканиях контактной сети электрических железных дорог.

7.9.1 Время действия опасных напряжений, индуцированных в линиях связи при их сближении с ВЛ, находится в пределах от 0,15 до 1,5 с. Длительные опасные напряжения и токи могут возникать при сближении линий связи с полностью несимметричными ВЛ (трехфазные ВЛ системы "два провода - земля", электрических железных дорог переменного и постоянного токов), а также с трехфазными ВЛ с изолированной нейтралью при коротком замыкании на землю одной из фаз.

7.9.2 Для оценки стойкости аппаратуры линий связи к воздействию ЭМ полей 50 Гц и определения величин допустимых посторонних ЭДС предлагается пользоваться рекомендациями, приведенными в [4]. Ряд типовых вопросов по обеспечению стойкости аппаратуры и линий связи к воздействию электромагнитных полей частотой 50 Гц изложен в рекомендациях МСЭ-Т том 9, К.1 - К.25 [2].

7.9.3 Проектирование объекта связи вблизи ВЛ или контактной сети железных дорог должно вестись с учетом разработанных и рекомендованных МСЭ-Т серии К рекомендаций по методам, мерам и устройствам защиты от воздействий напряжений и токов 50 Гц, обеспечивающих сохранение работоспособности оборудования и аппаратуры объекта связи.

В таблице 1 приложения Ж приведены данные в рекомендациях МСЭ-Т случаи влияния полей 50 Гц, объекты влияния и подверженные влиянию линии связи с допустимым количественным значением для аппаратуры величин напряжений, избыточных токов.

7.10 Обеспечение стойкости аппаратуры от воздействия токов затекания с металлопокровов линейных кабелей достигается применением заземлений металлопокровов при вводе кабеля в техздание. При этом конструкция заземления должна обеспечивать сопротивление току затекания не более 5-7 Ом в диапазоне частот от 0 до 10 МГц. Пример возможной конструкции, обеспечивающей требуемые величины сопротивления, приведен в приложении Е.

8 Рекомендации по защите аппаратуры связи на объектах кабельных систем передачи ВСС от комплексного воздействия электромагнитных полей и ионизирующих излучений

8.1 При комплексном воздействии различных видов электромагнитных полей проводится сопоставление защитных мероприятий для каждого воздействия и выбираются те мероприятия, которые обеспечивают стойкость аппаратуры от наиболее опасного электромагнитного воздействия.

8.2 При одновременном воздействии полей с частотой 50 Гц и импульсных полей ЭМИ специальных мер защиты аппаратуры проводить нет необходимости если меры обеспечения защиты в отдельности приняты как от влияния полей 50 Гц, так и от влияния импульсных электромагнитных полей.

8.3 При комплексном воздействии ионизирующих излучений и электромагнитных полей защитные мероприятия сводятся к обеспечению стойкости аппаратуры от каждого воздействия отдельно. При этом следует учитывать, что некоторые мероприятия по обеспечению стойкости аппаратуры к воздействию электромагнитных полей могут повлиять на стойкость аппаратуры к воздействию ИИ.

В случае воздействия импульсных гамма излучений на аппаратуру связи, необходимо учитывать воздействие ВЭМИ, возникающих в замкнутых объемах.

8.4 Для стандартных стоек и контейнеров аппаратуры, подверженных воздействию гамма излучений с уровнями, приведенными в приложении Г, уровни полей ВЭМИ приведены в таблице 14.

8.5 Для обеспечения стойкости аппаратуры к воздействию ВЭМИ необходимо монтаж межблочных соединений в стойках аппаратуры выполнять экранированными проводами и кабелями. В противном случае уровней электромагнитных полей вполне достаточно, чтобы наводка на станционных входах аппаратуры стала опасной для чувствительных элементов схем.

8.6 В случае применения в качестве экранирующих элементов здания объекта связи фольгоизола, станционные входы аппаратуры подвергаются воздействию наводок ВЭМИ на станционные кабели. Уровни наводимых напряжений на станционные соединительные линии сравнимы с уровнями наводок от ЭМИ молнии. При этом для обеспечения стойкости аппаратуры к воздействию ВЭМИ необходимо провести весь комплекс мероприятий, изложенных в разделах 4, 5, 7 настоящих рекомендаций.

При комплексном воздействии ИИ и ЭМИ молнии применение для экранирования здания сплошного экрана из любого материала не рекомендуется и защиту от воздействия электромагнитных полей следует проводить с помощью других мероприятий, изложенных в настоящих рекомендациях.

Таблица 14 Уровни ВЭМИ в типовых узлах аппаратуры

Корпус	, В/м	, А/м
Здание с покрытием из фольгоизола 57х57 м	1200	12
Контейнер К3600 0,54х0,65 м	13,2	0,13
Стойка 2,6х0,6 м	18,6	0,19

8.7 Воздействие ИИ, а следовательно и ВЭМИ на аппаратуру можно уменьшать путем ослабления внешнего гамма излучения при помощи применения защитных экранов из различных материалов. Эффективность поглощения гамма излучения различными материалами приведена в таблице 6 раздела 3.