21677

Взаимные влияния между цепями связи, телемеханики и меры защиты

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Первичные параметры влияния на цепи связи в воздушных линиях связи; 3. Первичные параметры ЭМ влияния между цепями симметричных кабелей связи; 4. Причины взаимного влияния между цепями связей и основные параметрыпервичные и вторичные параметры влияния Качество и дальность связи обуславливаются не столько собственным затуханием цепей сколько мешающими взаимными влияниями между соседними цепями которые проявляются в виде переходного разговора или шума.

Русский

2013-08-03

307.5 KB

64 чел.

Лекция № 15 Взаимные влияния между цепями связи, телемеханики и меры защиты

 Вопросы:

1. Причины взаимного влияния между цепями связей и основные параметры;

2. Первичные параметры влияния на цепи связи в воздушных линиях связи;

3. Первичные параметры ЭМ влияния между цепями симметричных кабелей связи;

4. Частотные зависимости ЭМ связей.

Причины взаимного влияния между цепями связей и основные параметры(первичные и вторичные параметры влияния)

Качество и дальность связи обуславливаются не столько собственным затуханием цепей, сколько мешающими взаимными влияниями между соседними цепями, которые проявляются в виде переходного разговора или шума.

Переход энергии с одной цепи на другую обусловлен ЭМ взаимодействием между ними и может быть условно представлен в виде суммарного действия электрического и магнитного полей.

Электрическое и магнитное влияние между цепями характеризуется:

с12 - электрической  и  m12 - магнитной связями.

Потери энергии в цепи характеризуются активными составляющими электрической  g12  и магнитной  r12  связями.

Величины  r12 ,  g12 , с12  и  m12  называются первичными параметрами влияния.

Величина переходного затухания А, характеризующая затухание токов влияния при переходе с первой цепи на вторую, называется вторичным параметром влияния.

2.Первичные параметры влияния на цепи связи в воздушных линиях связи

На в.л.с. провода расположены сравнительно далеко друг от друга, поэтому активными составляющими связей  r12  и  g12  можно пренебречь и учитывать лишь реактивные составляющие

,  См/км;

,  Ом/км.

где  - коэффициент ёмкостной связи,  Ф/км;

     - коэффициент индуктивной связи,  Гн/км.

Значения коэффициентов ёмкостной  и индуктивной  связи будут зависеть в основном от расстояний между проводами цепей (рис.1.). Из решения уравнений Максвелла получим коэффициент ёмкостной связи:

.

Коэффициент индуктивной связи определяется как взаимная индуктивность между двумя петлями (цепями):

,

где r - радиус проводов;

     ,  ,  - расстояния между проводами (рис.1).

При рассмотрении взаимных влияний между цепями всегда учитывают совместное электрическое и магнитное влияния.

Токи электрического и магнитного влияний на ближнем конце имеют одинаковое направление, а на дальнем  -  противоположное.

Следовательно, коэффициент ЭМ связи при влиянии на ближнем конце  равен сумме, а на дальнем  - разности коэффициентов ёмкостной и индуктивной связи.

Для учёта совместного действия  и  их приводят к одинаковым единицам размерности.

При переводе в единицы «ёмкости»(в данном случае проводимости):

;

,

но   и  .

Выразим в единицах «ёмкости» коэффициент магнитной связи:

.

Откуда в единицах «ёмкости»  выражается  .

На ближнем конце токи электрического и магнитного влияний складываются, а на дальнем вычитаются. Поэтому, учитывая, что   и :

  и   ,

где Zв1 и Zв2 - волновое сопротивление влияющей цепи и цепи, подверженной влиянию.

Для цепей с медными проводами  от .

- практически не зависит от частоты. Они зависят от расстояния между проводами.

3. Первичные параметры ЭМ влияния между цепями симметричных кабелей связи

В кабеле наличие изоляции, небольшие расстояния между жилами, их несимметричное взаимное расположение и с металлическими защитными покровами создают дополнительные связи между цепями. Эти причины увеличивают влияние за счёт потерь в диэлектрике и металле.

Как известно, электрические связи между цепями определяются по формуле:

,

а магнитные связи:

Эквивалентные схемы электрической и магнитной связей между цепями показаны на рис.2(а,б).

На рис.2 показаны две цепи:

жила 1-2 -

влияющая  - цепь 1;

жила  3-4  - подверженная влиянию  - цепь 2.

-частичные ёмкости;

- частичные проводимости;

- частичные индуктивности;

   - частичные сопротивления.

Связь между цепями будет отсутствовать, если электрический мост будет сбалансированным.

Рассмотрим природу и характер действия электрических и магнитных связей между цепями.

Емкостная связь.  С12  является результатом асимметрии частичных ёмкостей между жилами влияющей и подверженной влиянию цепей (рис.2а). Частичные ёмкости  образуют так называемый мост. Если мост симметричен и находится в уравновешенном состоянии, то перехода энергии из цепи 1 в цепь 2 не будет.

Условием симметрии моста является равенство:

.

Связь между цепями будет осуществляться, если мост неуравновешен. Эта связь является причиной возникновения мешающих влияний между цепями связи и называется ёмкостной связью:

.                           (1)

Индуктивная связь   по аналогии может быть представлена мостом частичных индуктивностей, имеющих трансформаторную связь (рис. 2,б). Здесь имеем дело с магнитными потоками. Условием симметрии моста является выражение:

.

Коэффициент индуктивной связи характеризует асимметрию моста и соответственно степень перехода энергии из цепи 1 в цепь 2, т. е. будет наблюдаться мешающее влияние одной цепи на другую:

.                                       (2)

Активная составляющая электрической связи g12  обусловлена асимметрией потерь энергии в диэлектрике. В этом случае плечи моста представляют собой эквивалентные потери энергии в диэлектрике, окружающем кабельные жилы,  (рис. 2,а).

Если по жилам кабеля протекает переменный ток, то диэлектрик вносит потери, пропорциональные проводимости изоляции

                                   .

Если диэлектрик неоднороден по своим электрическим свойствам, или толщина изоляции жил различна, или кабель деформирован в разных местах и т. д. , то частичные проводники диэлектриков

 будут  неодинаковы. Это нарушает симметрию моста и создаёт условия для взаимного перехода энергии между цепями. Активная составляющая электрической связи:

             .                                      (3)

Активная составляющая магнитной связи r12,  или так называемая активная связь, обусловлена вихревыми токами. При прохождении переменного тока по цепи кабеля в соседних жилах за счёт переменного магнитного поля наводятся вихревые токи, вызывающие дополнительные потери энергии в цепи передачи. Аналогичные потери имеют место в экране, свинцовой, алюминиевой оболочке и других металлических частях кабеля.

Несимметричность расположения жил одной цепи относительно жил другой цепи и металлических оболочек кабеля, а также применение жил различного диаметра и электрических свойств приводят к асимметрии потерь на вихревых токи, что проявляется в виде расстройки моста связей  (рис. 2,б). В результате создаётся асимметрия активных потерь энергии, характеризуемая связью

          .                                    (4)

Величина активной связи тем больше, чем больше различаются жилы по активному сопротивлению и потерям энергии на вихревые токи в соседней цепи, экране, оболочке и других металлических частях кабеля.

Активная составляющая электрической связи обуславливается асимметрией потерь в диэлектрике, а активная составляющая магнитной связи  -  асимметрией потерь в металле.

Величины  называются первичными параметрами влияния.

Величина переходного затухания А, характеризующая затухание токов влияния при переходе с 1-ой цепи на вторую называется вторичными параметрами влияния.

Как уже указывалось ранее, при взаимных влияниях всегда учитывают совместное действие электрического и магнитного полей и поэтому необходимо рассматривать отдельно влияние на ближнем и дальнем концах.

Коэффициенты электромагнитной связи между цепями в кабеле на ближнем  и дальнем  концах определяются:

на ближнем

,  См/км;

на дальнем

,  См/км.

Эти коэффициенты зависят от частоты.

Рассмотрим зависимость электромагнитной связи от частоты.

4.Частотные зависимости электромагнитных связей

 В кабельных цепях необходимо учитывать все четыре первичных параметра влияния, причем в зависимости от частоты соотношение и удельная значимость их меняется.

Примерное соотношение отдельных связей в строительных длинах при разных частотах  от общей величины связи представлено на рисунке 3.

Из графика следует:

В области НЧ (тональный спектр) доминируют емкостные связи , другие составляющие связей в этом диапазоне можно не учитывать;

С возрастанием частоты увеличивается удельная значимость магнитного влияния и, уже начиная примерно с 35 кГц, индуктивные связи становятся равными емкостным       ;

Активные связи  и , практически равные нулю на низких частотах  и при постоянном токе, в области ВЧ существенно возрастают, В среднем соотношение активных и реактивных составляющих равно ;  ;

Индуктивные и ёмкостные связи в кабелях соотносятся как: . Для кабелей со звездной скруткой  Ом , т.е.  Гн/Ф. Поэтому, если известны величины  (которая обычно нормируется в ТУ  на кабели связи), то легко определить и величину . Так если  пФ на строительную длину кабеля, то  нГн.

 При ВЧ передаче по кабелям необходимо считаться со всеми составляющими связей. В области НЧ достаточно учитывать лишь ёмкостную связь, а с остальными можно не считаться.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65139. МОНЕТЫ СОЛХАТА 239.5 KB
  На протяжении длительного времени (со второй половины ХIII века и до распада Золотой Орды в ХV веке) город Крым являлся административным и торговым центром крымского наместничества. Согласно нумизматическим данным город...
65140. НОВГОРОД-СЕВЕРСКАЯ МОНЕТА ДМИТРИЯ ОЛЬГЕРДОВИЧА 76 KB
  Одна из монет клада автором публикации была отнесена к раннему типу монет Владимира Ольгердовича. Это определение было принято литовскими нумизматами а единственный экземпляр этой монеты издан как первый тип монеты...
65141. Новое в изучении Новгород-северских подражаний джучидским дирхемам третей четверти XIV века 104.5 KB
  Целью настоящей работы является поиск критериев надежного определения монет – подражаний денгам Мухаммеда Буляка (чекан Орды 772,773 и 777 годы хиджры), чеканенных на территории Новгород-Северского княжества в 1370-1380-е годы.
65142. НОВЫЙ ТИП СЕРЕБРЯНЫХ МОНЕТ УЗБЕКА, ЧЕКАНЕННЫХ В БУЛГАРЕ 53.5 KB
  Хромов 25 октября 2001 года Обрабатывая анонимные и анэпиграфные монеты 13 века из Волжско-Булгарского региона мной было обнаружено две серебряные монеты дирхемы неопубликованного ранее типа.
65143. О монетной чеканке на территории Киевского княжества в 50-е годы XIV века («киевские» подражания монетам Джанибека) 154 KB
  астоящий доклад является доработанным вариантом авторского доклада на XII Всероссийской нумизматической конференции. Более подробная разбивка типов монет на варианты стала возможным благодаря новым находкам публикуемых монет. Цифра в скобках указывает на порядковый номер монеты в весовой шкале для варианта, поэтому с добавлением новых монет до выхода их полного Каталога может изменяться
65144. Ранний монгольский доспех (IX – первая половина XIV в.) 916 KB
  Ранний монгольский доспех IX первая половина XIV в. Доспех монголов создавших в XIII первой половине XIV в. Хотя два свитка отнюдь не современники Ляо копия из музея Метрополитэн в Нью Йорке датируется XIV в. По вещественным и изобразительным источникам мы используем копию XIV в.
65145. Рыцарские доспехи XIV века из Азова 277.5 KB
  В 1979 г. в Азове при раскопках жилища золотоордынского времени, погибшего в результате пожара, был обнаружен компактной массой комплект железных предметов, составлявших защитные доспехи воина, и снаряжение его коня.
65146. ЗАЩИТНОЕ ВООРУЖЕНИЕ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЕВРАЗИИ И ПРИМЫКАЮЩИХ К НЕЙ ТЕРРИТОРИЙ В I ТЫСЯЧЕЛЕТИИ НАШЕЙ ЭРЫ 624.5 KB
  Наиболее масштабные работы по интересующей теме принадлежат, пожалуй, О. Гамберу, и Ю. С. Худякову, хотя исследователи являют полную противоположность друг другу. Маститый венский оружиевед строит свои выводы на основании широчайшего обзора материалов: с территории от Британии до Японии...
65147. Куликовская битва 1380 год. Русский и золотоордынский воины 610.5 KB
  Куликовская битва — одно из важнейших событий в средневековой отечественной истории — сыграла серьезную роль в процессе освобождения Руси от татаро-монгольского ига, в процессе консолидации русских государств-княжеств вокруг одного из них...