Wpływ otoczenia na transmisję radiową

W dobie intensywnego rozwoju elektroniki, informatyki i telekomunikacji łączność radiowa stała się niezastąpionym narzędziem wspomagającym pracę zespołów utrzymania ruchu elektroenergetycznego. Większość stacji elektroenergetycznych, a w szczególności GPZ-y, są wyposażone w terminale abonenckie trankingowej sieci łączności bezprzewodowej. Wiszące na słupach SN anteny rozłączników radiowych świadczą o coraz szerszym wykorzystaniu technik telekomunikacyjnych w służbie elektroenergetyki. Łączność radiowa pozwala przede wszystkim zaoszczędzić czas. Skraca się czas wyłączenia linii spod napięcia oraz usunięcia awarii. Możliwość natychmiastowego połączenia pomiędzy dyspozytorami w RDR-ach i ODR-ach a zespołami pogotowia energetycznego znacznie usprawniła ich pracę. Zmniejszają się zatem straty związane z przerwami w dostawie energii elektrycznej do odbiorcy.

Radiotelefony pozwalają prowadzić zarówno korespondencję głosową, jak i transmisję danych. Ich lokalizacja w pobliżu urządzeń elektroenergetycznych pociąga jednak za sobą pewne niebezpieczeństwa. Są to oczywiście zagrożenia czysto techniczne, związane z możliwością wadliwej pracy systemu trankingowego, do braku łączności w ogóle.

Główną przyczyną tego typu zagrożeń jest sama lokalizacja terminala w miejscu o bardzo dużych natężeniach pola elektromagnetycznego. Silne pole powoduje podniesienie się poziomu tzw. tła, czyli obniżenie czułości części odbiorczej terminala, co w połączeniu z jego pracą np. na granicy zasięgu stacji bazowej może w pewnych warunkach propagacyjnych uniemożliwić nawiązanie łączności bądź powodować zrywanie prowadzonej transmisji.

Wysokie napięcia, szczególnie w GPZ-ach, gdzie dodatkowo natężenia przepływających prądów są stosunkowo duże, powoduje znaczne ryzyko powstawania zakłóceń radioelektrycznych, negatywnie wpływających na prowadzenie korespondencji.

Powstawanie zakłóceń radioelektrycznych jest przy wysokich napięciach i przepływie dużych mocy zależne od kilku przyczyn. Głównymi z nich są iskrzenia i snopienia na osprzęcie. Niedokładny montaż i powstające w jego wyniku luzy w połączeniach, stanowiące dla przepływu prądu zarówno przerwy, jak i pojemności gromadzące ładunek elektryczny, powodują iskrzenia, które ze względu na pojemnościowy charakter mikrośrodowiska osprzętowego generują zakłócenia radioelektryczne o częstotliwościach dochodzących do setek MHz. Odległości od anteny radiotelefonu takich źródeł zakłóceń w stacjach elektroenergetycznych nie przekraczają zwykle 100 m, a jeżeli zdarzy się, że zakłócenia występują w kanale radiowym wykorzystywanym przez terminal, to mogą one wyeliminować taki kanał z pracy.

Inną ważną przyczyną powstawania widma zakłóceń są uloty na izolatorach. Powodują one mniejszy poziom zakłóceń niż iskrzenia, mogą jednak niekorzystnie wpływać na pracę radiotelefonów.

Przy wysokich natężeniach pola elektrycznego może także wystąpić gromadzenie się ładunku na metalowych, nieuziemionych elementach wyposażenia stacji, takich jak szafki, drzwi, rynny i metalowe ogrodzenia. Ładunek rozładowuje się zwykle sam skokowo, lecz zdarzają się sytuacje, że iskrzenia występują w sposób cykliczny w odstępach mikrosekundowych. Widmo częstotliwości zakłóceń przy tego typu iskrzeniach jest identyczne jak w przypadku snopienia na osprzęcie, moc generowanych zakłóceń mniejsza lecz powierzchnia ich emisji bardzo duża (np. ogrodzenie stacji), w związku z czym dużo większy jest wpływ na pracę części odbiorczej radiotelefonu.

Źródłem zakłóceń są również czynności łączeniowe, lecz czas ich trwania i częstotliwość występowania klasyfikuje je jako nieszkodliwe dla pracy systemów radiokomunikacyjnych.

Szczególnie szkodliwy wpływ na widmo częstotliwości radiowych mają elementy osprzętu o wymiarach do kilku centymetrów. Pojawiające się na nich iskrzenia mogą być przyczyną zakłóceń o bardzo dużym poziomie, ze względu na występujące przy małych wymiarach rezonanse. Przy rezonansie moc generowanych zakłóceń może wzrosnąć nawet kilkunastokrotnie.

Aby zapewnić prawidłową, niezakłóconą pracę urządzeń radiokomunikacyjnych, należy przede wszystkim stosować się do poniższych zaleceń:

  • instalacja radiotelefonu powinna być wykonana zgodnie z zasadami sztuki radiotechnicznej, tzn.:
    • radiotelefon powinien być połączony z fiderem i anteną za pomocą odpowiednich złączy; złącza na kablach powinny być zaprawione precyzyjnie, połączenie elementów toru antenowego wykonane w stopniu zapewniającym dostateczne połączenie zarówno mechaniczne, jak i galwaniczne,
    • urządzenie z torem antenowym powinno być uziemione, przy czym należy zastosować linkę uziemiającą grubszą od linki określonej przepisami; prądy wysokiej częstotliwości (zakłócenia radioelektryczne) rozpływają się jedynie po powierzchni przewodu, a nie przez cały jego przekrój, w związku z czym wymagana jest duża średnica linki,
    • obudowa zasilacza powinna być ekranowana i uziemiona,
  • radiotelefon należy umieścić możliwie jak najdalej od urządzeń wysokiego napięcia,
  • należy pamiętać (w miarę możliwości) o usunięciu wadliwych połączeń na osprzęcie sieci elektroenergetycznej i ewentualnym wypełnieniu przerw i otworów technologicznych w osprzęcie pastą przewodzącą,
  • należy połączyć galwanicznie sąsiadujące ze sobą, lecz nieuziemione metalowe elementy wyposażenia, takie jak drzwi, metalowe szafki, metalowe parapety – w celu uniknięcia samoistnego wyrównywania ładunków.

Źródłem zakłóceń mogących mieć wpływ na pracę systemu łączności radiowej mogą być również wszelkiego rodzaju iskrzenia komutacyjne pochodzące od sprzętu pomocniczego.

W GPZ-ach ich źródłem są przede wszystkim wentylatory do chłodzenia transformatorów. Fizycznie nie da się wyeliminować takich źródeł zakłóceń, ale można zmniejszyć ich wpływ na łączność radiową poprzez prawidłowe zainstalowanie i uziemienie radiotelefonu.

Należy pamiętać również o tym, że źle zaprawione złącza w torze antenowym urządzenia radiokomunikacyjnego mogą być przyczyną tworzenia się interferencji i intermodulacji pomiędzy sygnałami roboczymi dochodzącymi do anteny odbiorczej a zakłóceniami radioelektrycznymi, zarówno indukowanymi w całym torze antenowym, jak i sygnałami zakłóceń na zaciskach zasilających radiotelefon.

System łączności bezprzewodowej jest ważnym narzędziem wspomagającym pracę służb ruchowych w elektroenergetyce. Zakłócenia jego pracy mogą w pewnym stopniu szkodliwie wpływać na pracę całej sieci elektroenergetycznej. Poprzez brak możliwości porozumiewania się czy też sterowania odłącznikami wydłuża się czas usunięcia ewentualnych awarii oraz rozłączeń ruchowych. Bezawaryjna praca systemu radiokomunikacyjnego w głównej mierze zależy od użytkownika, który ma wiedzę na temat zagrożeń pływających na jego funkcjonowanie oraz potrafi im zapobiegać.

MACIEJ SKORASZEWSKI, Biuro PTPiREE

Czytaj dalej