Параметры экранированной цепи

 

L_Э<L_НЭ

Из-за компенсации магнитного поля в межпроводниковом пространстве у экранированной цепи уменьшается.

 

 

 

В отличие от кабельных симметричных цепей в ВЛС нет заметного искажения электромагнитного поля за счет взаимодействия полей соседних проводников, т.е. для ВЛС выполняется условие

r-радиус проводников.

Для таких условий система уравнений Максвелла будет иметь вид:

 

для соотношения

Проводимость изоляции ВЛС существенно зависит от погодных условий, при этом составляющей проводимости изоляции на постоянном токе пренебречь уже нельзя.

Расчетные эмпирические формулы:

С_Т0- величина обратная сопротивлению изоляции

С_Т0=10^-8См/км для сухой погоды

N=5*10^-11

С_Т0=5*10^-8См/км для сырой погоды

Таким образом ВЛС используется для передачи только ограниченного спектра частот, так как проводники ВЛС стальные и на частотах более 100-150 кГц резко возрастает активное сопротивление из-за поверхностного эффекта.

Кроме того параметры передачи ВЛС существенно зависят от погодных условий.

 

Основные зависимости первичных параметров передачи симметричных цепей.

 

Зависимость от частоты первичных параметров:

 

 

Зависимость первичных параметров от диаметра проводников:

Т.к сечение увеличивается то R уменьшается, но с некоторого диаметра резко увеличивается эффект близости и потери в соседних проводниках, поэтому R начинает возрастать.

Емкость возрастает из-за сближения проводников.

Проводимость возрастает из-за увеличения емкости.

Индуктивность уменьшается за счет уменьшения межпроводниковой индуктивности, т.к. уменьшается площадь между проводниками, охватываемая магнитным потоком.

 

 

Температурная зависимость первичных параметров

 

Вывод: Наиболее существенным изменениям в реальном диапазоне температур подвержено активное сопротивление. Увеличение активного сопротивления с ростом температуры связано с тем, что возрастает хаотическое движение атомов в узлах кристаллической решетки металла и увеличиваются тепловые потери из-за соударения электронов при протекании тока в проводнике.

 

- медь,

- алюминий

-сталь

- бумага,

- стерофлекс

 

Для симметричных цепей справедливы те же самые формулы, что и для коаксиальных цепей, однако в ряде случаев удобнее выражать вторичные параметры симметричных цепей через конструктивные размеры, и параметры проводников и изоляции.

При этом для медных симметрических цепей:

                 -скорость в цепи

 

Лекция №14

 

Одна из важных проблем – увеличение дальности связи без дополнительного расхода цветных металлов. Для этого совершенствуют аппаратуру, увеличивая ее энергетический потенциал и стараются уменьшить затухание цепей линий связи.

Как известно вторичные параметры передачи затухания полностью определяются величиной первичных параметров передачи, причем затухание цепи или собственное затухание цепи a определяется как сумма затуханий

на частоте свыше 30 кГц.

Соотношение между потерями в металле и диэлектрике обычно как 90 к 10%; в высокочастотных коаксиальных цепях как 95 к 5%, поэтому основные усилия по уменьшению затухания следует прилагать к продольным параметрам проводников цепи R и L.

Пусть    тогда выражение для затухания цепи:

Из уравнения однородной линии -затухание на постоянном токе; пусть

 при x=1, т.е. при 

RC=LG-“требование минимального затухания”

В реальных цепях х>1, т.к. RC>>LG, особенно в кабельных цепях с большой емкостью.

- соответствует условию равенства RC=LG

Для симметричных цепей условие минимального затухания автоматически начинает выполняться с ростом частоты до 200-600 кГц

-вторая половина рабочего диапазона, поэтому возникает необходимость искусственного увеличения индуктивности цепи на более низких частотах, с тем, чтобы обеспечить минимальное затухание во всем рабочем диапазоне частот. Практически это единственная мера уменьшения затухания без увеличения диаметра токопроводящих жил.

Метод пупинизации

При данном методе в цепь включают последовательно пупинизированные катушки на расстоянии S (шаг пупинизации 0,3-1,75км).

предельная частота пупинизации

За счет уменьшения затухания пупинизированной цепи можно увеличить длину усилительного участка до 70-100 км.

Недостатки пупинизации:

1) Большие габариты катушек за счет большого магнитопровода.

2) Из-за увеличения индуктивности уменьшается скорость передачи, поэтому при дальности свыше 1000 км возникают существенные искажения.

3) На частотах близких к f₀ резко возрастает затухание и теряются все преимущества. Поэтому пупинизированные цепи имеют ограниченный частотный рабочий диапазон по которому могут работать системы 24-48 канальные, поэтому данный метод широко используется на ведомственных сетях МПС, где мало каналов и большие расстояния.

Существуют и другие методы искусственного повышения индуктивности.

 

Метод крарупизации.

Данный метод состоит в том, что на жилы из меди наматывается провод из стали или пермолая.

Габариты цепи и кабеля увеличиваются, возрастают затраты.

 

Биметаллизация

Создаются биметаллизированные проводники у которых поверх слоя меди напыляют слой железа 10-20мкм. Стараются использовать материал Fe с наибольшей магнитной проницаемостью m.