Источниками внешних электромагнитных влияний на сооружения связи являются: атмосферное электричество (гроза); линии электропередачи (ЛЭП); электрифицированные железные дороги, радиостанции (PC); индустриальные помехи (бытовые электроаппараты, городской транспорт), магнитные бури и другие. Линии электропередачи и электрифицированные железные дороги часто объединяются термином высоковольтные линии (ВЛ).
Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать напряжения и токи:
- опасные, при которых появляются большие напряжения и токи, угрожающие жизни обслуживающего персонала и абонентов или приводящие к повреждению аппаратуры и линейных сооружений. Опасными считаются: напряжение более 36 В, ток более 15 мА;
- мешающие, при которых возникают помехи, шумы, искажения, приводящие к нарушению нормальной работы средств связи. Мешающими считаются: напряжение 1 - 2 мВ, ток 2 мА.
Внешние влияния подразделяются также на длительные и кратковременные. Границей раздела между ними является время t = 1 с.
Спектр частот внешних источников, как правило, имеет широкую полосу. Амплитуда влияющих напряжений и токов, исходящих от внешних источников, зависит от мощности установки и места расположения ее по отношению к линии связи. Наиболее распространенными источниками мешающих влияний являются линии электропередачи, контактные сети электрифицированных железных дорог, радиостанции. Источниками опасных влияний служат, главным образом, атмосферное электричество и высоковольтные линии, особенно при аварийном режиме.
По характеру воздействия различают следующие виды внешних влияний:
- электрические, обусловленные действием электрического поля;
- магнитные, возникающие за счет действия магнитного поля;
- гальванические, появляющиеся вследствие наличия в земле блуждающих токов; последние создаются высоковольтными линиями, использующими землю в качестве обратного проводника.
Под действием блуждающих токов на оболочках кабелей связи появляется напряжение и в цепях связи возникает влияние. Особенно велико гальваническое влияние при аварийных режимах высоковольтных линий и в местах электростанций. Кроме того, металлические оболочки кабелей разрушаются под действием блуждающих токов и электрохимических процессов в грунте. Такое явление называется коррозией. Для ограждения линий и аппаратуры от вредного воздействия всех этих факторов применяются специальные меры защиты.
Опасному воздействию атмосферного электричества подвержены как воздушные, так и кабельные линии связи.
Вероятное число повреждений кабелей от ударов молнии характеризуется плотностью повреждений, под которой понимается общее число отказов в связи, отнесенных к 100 км трассы кабельной линии в год. Ее можно определить по формуле (3.1):

n = (N - 100) / KL, (3.1)

где N - общее число повреждений, равное числу опасных ударов молнии;
К - период, за который произошло повреждений N, лет;
L - длина трассы, км.
Установлено, что в течение грозового периода в районах с грозодеятельностью 20 - 25 дней в году на каждые 100 км трассы приходится восемь - десять случаев прямого удара молнии в линию связи.
Опасность повреждений кабельной линии существенно зависит от состояния грунта и проводимости кабельной оболочки. В грунтах с большим сопротивлением (песке, скале, глине, грунте и других) и при больших сопротивлениях оболочки опасность повреждения кабеля возрастает. Грозоповреждаемость кабелей в алюминиевой оболочке, имеющей малое сопротивление, существенно меньше, чем в свинцовой и стальной оболочках.
Высокое напряжение на проводах линий связи при грозовых разрядах появляется или вследствие индукции от разряда облака в землю, или в результате непосредственного разряда в линию связи (прямой удар). Чаще молнией поражаются наиболее высокие наземные предметы. Однако молния может ударить и в ровную поверхность земли, устремляясь в область большей электропроводности почвы. Если грунт, в который заложен подземный кабель, имеет большое удельное сопротивление, то разряды молнии, реагируя на наличие в почве хорошо проводящих металлических оболочек кабеля, ударяют в поверхность земли над этим кабелем. Чаще всего повреждения подземных кабелей наблюдаются в грунтах с большим сопротивлением (каменистых, гранитных, песчаных и тому подобных).
Провода воздушной линии связи при прямом ударе молнии под действием больших токов могут расплавиться на одном или нескольких пролетах, а деревянные опоры под действием быстро повышающегося давления испаряющейся влаги расщепляются, линейные изоляторы от сильного нагрева пробиваются или разрушаются. Иногда от одного удара молнии разрушается несколько опор. Ток молнии распространяется по земле во все стороны, и если поблизости находится кабель, то большая часть тока может пройти в его металлическую оболочку. Между местом удара молнии и кабелем могут возникнуть большие напряжения и образоваться электрическая дуга, достигающая 30 м, а иногда и больше.
Повреждения кабеля от токов молнии весьма разнообразны: так, от сильного нагрева расплавляется свинцовая оболочка, сгорает джутовая оплетка, обгорает изоляция, расплавляются жилы кабеля и так далее. Под действием внешних сил, образующихся от давления паров влаги грунта и газов, возникающих при сгорании джутовой оплетки, образуются вмятины па оболочке, прогибы кабеля, разрывы ленточной брони и тому подобное. Вследствие больших индуктированных напряжений, возникающих между жилами и оболочкой кабеля, пробивается изоляция жил.
Повреждения в подземном кабеле могут возникнуть от токов молнии, попадаемых в кабель через корни близко растущих деревьев. Воздушные кабели подвержены действию токов молнии, попавших в кабельные опоры или в воздушные провода.
При прохождении кабеля вблизи лесных массивов вероятность повреждения существенно меняется, так как деревья по краю леса будут принимать на себя удары молнии с некоторой полосы, прилегающей к лесу. Поэтому число повреждений кабелей с металлической оболочкой, проложенных непосредственно по краю леса, в несколько раз превышает число повреждений кабелей, проложенных на открытой местности. В то же время кабель, находящийся на некотором оптимальном расстоянии от леса, будет защищаться последним, поэтому число повреждений в данном случае не превышает 5% по сравнению с кабелем, проложенным по открытой местности, при прочих равных условиях.
Оптимальное расстояние, м, приближенно определяют по следующим формулам (3.2):

l≈1,5h (при h≈10); l≈1,25h (при h≈20); l=h (при h≈30), (3.2)

где h - средняя высота деревьев края леса, м.
На участках кабельной линии, где расчетное вероятное число повреждений от ударов молнии больше допустимого, проводят следующие мероприятия: применение грозостойких кабелей, то есть кабелей с повышенной проводимостью оболочки (алюминий) и повышенной электрической прочностью изоляции,включение в муфтах малогабаритных разрядников и прокладка грозозащитных тросов.
Электроэнергия может передаваться по линиям электропередачи переменного и постоянного токов. Напряжения ЛЭП переменного тока: 3,3; 6,6; 11; 35; 220; 500 и 750 кВ. Напряжения ЛЭП постоянного тока: 400; 500; 600; 800; 1000 кВ. Разрабатываются ЛЭП на 1500 кВ.
Линии электропередачи переменного тока используют, как правило, трехфазный ток. Режимы работы: 1) симметричный с изолированной нейтралью или с заземленной нейтралью; 2) несимметричный по схеме «два провода - земля».
Линии с изолированной нейтралью применяются при напряжениях не свыше 35 кВ. При больших напряжениях, исходя из техники безопасности, нейтрали обязательно заземляются.
Влияния, оказываемые ЛЭП на линии связи, могут быть электрическими и магнитными. В зависимости от режима работы ЛЭП преобладает то или иное влияние. Симметричные системы обладают высоким потенциалом и создают большие электрические воздействия (U→E). Несимметричные системы (с заземленной фазой) в аварийном режиме имеют большой уравнительный ток и являются источником сильных магнитных воздействий (I→H). Заземленные ЛЭП оказывают гальваническое влияние.
На линии связи воздействуют как ЛЭП переменного тока, так и постоянного. Первые влияют в основном на частоте 50 Гц и на высших гармониках, главным образом, в тональном диапазоне частот; вторые - за счет пульсирующих составляющих при выпрямлении тока преимущественно ртутными выпрямителями. Влияние гармонических составляющих распространяется на диапазон порядка 30 кГц и ухудшает качество трех канальных ВЧ систем передачи.
Сравнивая агрессивное воздействие ЛЭП переменного и постоянного токов на линии связи, можно отметить, что первые действуют гораздо сильней, чем вторые, и требуют относа линий связи на значительное расстояние. По диапазону частот наиболее вредное воздействие оказывают ЛЭП постоянного тока.
При рассмотрении влияний на цепи связи различают нормальный, вынужденный и аварийный режимы работы высоковольтных линий.
Под нормальным понимается такой режим, при котором линия работает постоянно. Вынужденный режим - это тот, при котором линия вынуждена работать определенный промежуток времени в режиме, отличающемся от нормального. Аварийный режим возникает при нарушении нормальной работы высоковольтной линии, например, при обрыве и заземлении провода одной из фаз трехфазной линии с заземленной нейтралью. При заземлении одной из фаз линии с изолированной нейтралью возникает неуравновешенное напряжение, равное 1,73 линейного напряжения.
Влияющий ток, замыкающийся на каждой паре проводов высоковольтной линии, принято называть током прямой последовательности, а замыкающийся в цепи «провод - земля» - током нулевой последовательности. Наибольшее влияние на линию связи оказывают токи нулевой последовательности.
Контактные сети магистральных и пригородных электрифицированных железных дорог, трамвая, троллейбуса также оказывают влияние на линии связи. Напряжения в контактных сетях постоянного тока: трамваи и троллейбусы 0,6 кВ, пригородная электрифицированная железная дорога 1,65 кВ, магистральная электрифицированная железная дорога 3,3 кВ. Напряжения в сетях переменного тока магистральных электрифицированных железных дорог 25 кВ.
Электрифицированный транспорт представляет собой однопроводную несимметричную систему с использованием земли (рельсов) в качестве обратного провода, в которой протекает сильный неуравновешенный ток и возникает сильное магнитное влияние (I→H). Ток в контактных сетях электрифицированных железных дорог может достигать нескольких сотен ампер.
Электрифицированный транспорт является источником и опасного и мешающего влияний на линиях связи. Наряду с магнитным существует гальваническое влияние.
Электрифицированные железные дороги переменного тока влияют в основном на частоте 50 Гц и в диапазоне тональных частот; электрифицированные железные дороги постоянного тока за счет появления высших гармонических составляющих при выпрямлении тока действуют как в тональном, так и в высокочастотном диапазонах (до 30 кГц).
Для безопасности обслуживающего персонала и лиц, пользующихся средствами связи, а также для предохранения от повреждений аппаратуры и линий связи и обеспечения необходимого качества передач установлены нормы допустимых величин опасных и мешающих напряжений и токов. При этом принимаются во внимание время и условия воздействия опасных напряжений и токов на людей и аппаратуру. Влияния при аварийных режимах бывают кратковременными, так как они исчезают с отключением повреждений линии. Кроме того, аварии на линиях высокого напряжения сравнительно редки.
В случае длительного влияния, которое имеет место при вынужденном режиме работы симметричных и несимметричных линий, а также при нормальном режиме работы несимметричных линий существует большая вероятность опасных воздействий. Вследствие этого приняты более низкие допустимые напряжения, наводимые в проводах связи.
Под испытательным напряжением U_исп понимается напряжение, принятое для данного типа кабеля при испытании изоляции жил по отношению к экрану или металлической оболочке кабеля. В настоящее время для кабелей связи нормированы следующие значения U_исп, В: междугородные кабели: симметричные - 1800, коаксиальные - 3000, городские кабели - 1000; сельские кабели - 2000.
При передаче по кабельным цепям напряжения дистанционного питания U_дп допустимая величина наведенного напряжения снижается.
Допустимая продольная ЭДС на проводах кабельной линии связи на длине гальванически неразделенного участка ЛС при влиянии несимметричных ВЛ должна быть не более 36 В в условиях нормального режима и 70 В в условиях вынужденного режима менее 2 ч.
Опасность поражения человека электрическим током зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются: величина тока, протекающего через тело человека, продолжительность действия тока, пути прохождения тока по телу человека, индивидуальные свойства организма. При установлении допустимых норм обычно исходят из величины тока, при котором человек может самостоятельно освободиться от захвата токонесущего провода. Согласно правилу защиты устройств связи от опасного влияния линий электропередачи разрядный ток, проходящий через тело человека, который коснулся провода линии связи, подверженного влиянию линии с изолированной нейтралью, при замыкании фазового провода на землю не должен превышать 10 мА. При этом напряжение проводов линии связи по отношению к земле допускается не более 200 В действ.
Нормой допустимого мешающего напряжения на цепи являются:
- для ВЧ каналов - 1,1 мВ один усилительный участок в точке с относительным уровнем полезного сигнала на входе усилителя - 7 дБ ( - 0,8 Нп);
- для телефонных каналов ТЧ - 2,1 мВ на длину канала связи, имеющего сближение с высоковольтной линией 400 км при относительном уровне полезного сигнала на зажимах оконечной станции или станции переприема - 7 дБ (-0,8 Нп).