熊萬洲，趙遠濤，萬龍弋，張青海

(1.中南電力設計院，武漢市430071;2.武漢東湖學院，武漢市430212)

0 引言

直流輸電線路對市話通信系統(tǒng)(HYA電纜接入)的影響主要包含:通信線路及終端設備的安全、維護人員的人身安全、通信傳輸質量的安全，對于危險影響、干擾影響的允許值，各部門界定該限值的差異較大。為確保市話通信系統(tǒng)設備和人身安全，提高通信傳輸質量、降低防護費用、便于工程協(xié)調，統(tǒng)一輸電線路影響市話通信系統(tǒng)的危險影響、干擾影響允許值非常必要。

市話通信系統(tǒng)是接近用戶的部分，由銅芯雙絞線市話通信電纜連接交換設備、接入網設備相關部分和總配線架、終端設備等組成。多年來，我國市話通信系統(tǒng)使用的設備材料、技術指標不斷改進，基本已與國際接軌，通信行業(yè)根據國際電信聯(lián)盟(international tele-communications union，ITU)的相應標準，制定了多項新的技術要求和規(guī)范。

1 危險影響允許值

危險影響指電信線路遭受直流輸電線路感應產生的電壓和電流，足以危害電信運行維護人員的生命安全;損壞電信線路或設備;引起構筑物火災以及鐵路信號設備誤動而危及行車安全。目前各行業(yè)的技術規(guī)范新老版本交叉重疊、表述方式及觀點存在差異，使得各設計、運行單位認識不盡統(tǒng)一。

1.1 人身安全

(1)交流輸電線路故障時電信維護工作人員的人身安全電壓允許值，一直處在不斷的修訂之中，我國電力行業(yè)標準最近一次修訂［2］是根據ITU-T規(guī)范K.33 －1996［1］進行，新版 ITU-T 規(guī)范 K.68—2008 又明確了該允許值，指出輸電線路故障持續(xù)時間的安全電壓允許值見表1［3］。

表1 人身安全電壓允許值Tab.1 Allowable voltage value for personal safety

(2)直流輸電線路故障時，文獻［4］最先提出了人身安全電壓允許值為3 kV，電力行業(yè)標準接受了這一建議［5-6］。

1.2 終端設備安全

市話通信系統(tǒng)終端設備過電壓允許值取決于終端保護設備的耐受性。為了防止過電壓與過電流的危險影響，市話通信系統(tǒng)終端設備安裝有2級保護，第1級指用于轉移進入設備的過強傳播能量的措施及物理裝置，第2級安裝在設備內特別設計的保護裝置［7-9］。

文獻［3，10］指出輸電線路故障持續(xù)時間的安全電壓允許值見表2，文獻［2］也采用了隨故障持續(xù)時間不同而變化的允許值。

表2 ITU-T K.53設備安全電壓允許值Tab.2 Allowable voltage value of ITU-T K.53 safety

1.3 市話電纜安全

在市話通信系統(tǒng)中，大部分采用銅芯聚烯烴絕緣擋潮層聚烯烴護套作為市內通信電纜，HYA系列電纜導體與屏蔽絕緣電氣強度、直流試驗電壓Ud需達到式(1)要求［11-12］:

(1)交流輸電線路故障狀態(tài)下，電信電纜芯線上的磁感應電動勢E應符合式(2)規(guī)定［2］:

根據式(1)、(2)可得:

(2)直流輸電線路故障狀態(tài)下，E應符合式(4)規(guī)定［6］:

根據式(1)、(4)可得

1.4 綜合考慮允許值

由以上分析可知:(1)允許值與輸電線持續(xù)故障時間的相關性較大;(2)針對不同對象表述，允許值數據相差較大。由于輸電線持續(xù)故障時間t≤0.2 s，綜合考慮選取較低的值，即1 030 V作為交流輸電線對市話通信系統(tǒng)危險影響的允許值。

1 030 V是交流有效值，對于直流輸電線路而言，計算的感應電壓為峰值，則允許值為(即1 456 V)作為直流輸電線路對市話通信系統(tǒng)危險影響的允許值。

2 電話噪聲的允許值

2.1 ITU國際標準

(1)文獻［13］中指出:連接電話用戶的電話局到國際電話交換局的一個或幾個部分的線路，受全部電力線路磁場和電場感應產生的雜音電動勢不應超過1 mV，這是用戶話機通話時在線路終端的值，這個值是假設電信裝置安裝在盡可能完全對地平衡的回路里，符合最新的技術標準;通信線路的縱向變換損耗為60 dB，敏感系數λ=1‰［13］。在規(guī)定通信線路雜音干擾電動勢允許值的同時，也規(guī)定了通信線路必須滿足的要求。

(2)文獻［10］中規(guī)定，在電信線路的任何終端，一對芯線的2條導線之間的長期允許感應噪聲電壓為 0.5 mV［10］。

(3)文獻［3］中規(guī)定:由于干擾結構中所有施加感應為電力設備在正常工作條件下共同產生，感應電信設備線對2條線間的感應噪音電壓在任何終端處均為0.5 mV，該電壓將降低感應電信設備的話音質量［3］。

(4)文獻［14］中規(guī)定:行政部門普遍使用噪聲計加權進行噪聲測量，由全部電力線影響連接客戶中繼線到內部交換機所產生的噪聲雜音計電壓不超過0.5 mV，這個值為客戶終端測量值［14］。

(5)在以上ITU-T導則和建議中，雜音允許值早期規(guī)定為1 mV，近期規(guī)定為0.5 mV;在規(guī)定雜音允許值的同時，指出電信設備之間的失衡—縱向變換損耗，必須符合文獻［15］的要求。

2.2 國家標準及文件

(1)文獻［16］中規(guī)定:通過電力線的磁感應或靜電感應，在用戶話機線路端產生的雜音縱電動勢，在國際通話時應不超過1 mV［16］。由于該規(guī)定的應用條件是“在國際通話時”，因此在實際工程中很難界定和評估，基本沒有執(zhí)行力度。

(2)我國在20世紀90年代前，通信線路及通信技術發(fā)展不平衡，雖然在《通信線路遭受強電線路干擾影響的允許值》(送審稿)中規(guī)定:對于全國各大區(qū)、省(自治區(qū)、直轄市)、地區(qū)(市)以及沿海特區(qū)和開放城市的電話回路，感應雜音計電動勢允許值為1 mV。但這個標準最終未能獲得批準。

(3)文獻［17］是個原則性的聯(lián)合文件，在當前的工程建設協(xié)調中還發(fā)揮著一定作用，其中規(guī)定:一般電話回路內(主要指架空明線)由各種干擾線路感應而引起的雜音電動勢總和不應超過4.5 mV［17］。但文獻［17］至今沒有新版本。

2.3 通信行業(yè)標準

(1)文獻［18］中規(guī)定:當強電線路正常運行時電纜線路遭受電磁耦合影響值不大于1 mV(在話機端上測量)［18］。

(2)文獻［19］中規(guī)定:強電設施與通信線路接近時，對于電纜線路中的音頻業(yè)務回路(通信線路維護人員的使用的音頻電話回路)，產生的干擾雜音計電壓值不宜超過 3.5 mV［19］。

2.4 電力行業(yè)標準

(1)文獻［2］按市話和農話及使用性質(由于架空明線基本拆除，表述方式發(fā)生了一定變化)，規(guī)定縣電話局至縣及以上電話局的電話回路噪聲計電動勢允許值為 4.5 mV［2］。

(2)文獻［20］考慮到隨著電信網絡技術的發(fā)展，普遍采用了“本地電話網”的概念，取消了以前的通信線路級別及地域的劃分，在表述方式上進行了一些調整，比文獻［2］對允許值的規(guī)定更加嚴格。文獻［20］中指出，本地電話網的電話回路音頻雙線電話回路的雜音電動勢允許值為4.5 mV。

目前對本地電話網的電話回路噪聲計電動勢采用4.5 mV的允許值，依然是進行輸電線路設計的主要依據。

2.5 近期研究成果及文獻

(1)文獻［21］按電話回路性質對雜音電動勢允許值進行了表述:長途電話為1.0 mV;本地電話為4.5 mV。

(2)文獻［22］中提出:新時期、新條件下電話回路雜音電動勢水平不超過2 mV。

(3)文獻［25］根據目前我國電力線路走廊通道與通信線路相對位置關系的普遍情況，探討了將4.5 mV允許值標準提高到1.0 mV、放寬直流濾波性能指標或取消濾波器、工程協(xié)調等技術經濟比較問題。

研究結論表明:如果放寬直流濾波性能指標(等效干擾電流Ieq限制為2 200～3 500 mA)，同時提高干擾影響雜音電動勢的控制標準(1.0 mV)，計算分析表明，需改造的通信線路條數明顯增加，電力建設項目的改造費用也明顯增加［26-27］。

(4)文獻［28］中指出:我國人口眾多，電力和通信行業(yè)發(fā)展較快，高壓電力系統(tǒng)與通信系統(tǒng)鄰近的可能性更大，為降低工程造價，同時保證通信系統(tǒng)的質量，對于公用電話回路音頻干擾限值，建議雜音電動勢小于1～2 mV。

2.6 與國際接軌的預期

上述分析表明，我國電話雜音允許值不僅數值相差大，且對名稱表述(噪聲計電動勢、噪聲計電壓)也不相同。

早在編制文獻［29］時，就對干擾影響允許值與國際接軌進行了預期，在條文說明中強調:如果敏感系數達到1‰、噪聲計電動勢允許值為1 mV與敏感系數為4‰、噪聲計電動勢允許值為4.5 mV基本是對等的;當電信設備、電信線路達到“盡可能對地完全平衡，符合最新式設備的要求”時，與國際標準1 mV接軌比較容易;但必須注意到，對架空電信明線，特別是敏感系數為5‰～6‰的架空農話線要求與國際標準接軌則困難較大［29］。2006年修訂該行業(yè)標準時，又強調了該觀點［2］。

目前我國架空電信明線全部淘汰，必須兼顧通信系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的利益，恰當地選取能被各方所接受的干擾影響雜音電動勢的控制值。除技術經濟分析外，與各行業(yè)主管部門認知程度、產業(yè)經營政策有關，還需行政審批許可，是個復雜長遠的問題。

2.7 干擾影響標準的修訂建議

為推進電力行業(yè)標準的修訂編制工作，對該允許值提出以下新的表述方式。

音頻雙線電話回路噪聲計電動勢允許值應符合下列規(guī)定:

(1)基本噪聲計電動勢允許值為2 mV。

(2)考慮電話回路縱向變換損耗性能的噪聲計電動勢值見表3。

表3 電話回路噪聲計電動勢允許值Tab.3 Allowable value of electromotive force of noise meter in telephone circuit

3 結語

我國地域廣闊、人口密集，各地電信建設水平參差不齊，確定直流輸電線路影響市話通信系統(tǒng)允許值，必須總結以往工程設計規(guī)范和運營實施狀況，參考國際最新、最先進標準及科技研究成果，同時要考慮我國目前通信網絡設備和線路抗干擾能力所能達到的技術水平，以達到確保市話通信系統(tǒng)設備及人身安全、降低防護費用、便于工程協(xié)調的目的。本文主要提出了下列2點建議:

(1)對市話通信系統(tǒng)危險影響電壓(或縱電動勢)允許值，采用1 456 V(峰值);

(2)對音頻雙線電話回路的干擾影響，基本噪聲計電動勢允許值應小于2 mV。

該建議值雖然比目前電力行業(yè)標準［2-20］嚴格，但較ITU-T標準寬松，這樣取值符合我國國情，可供工程設計及規(guī)程編制參考。

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