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

53 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

71870. Технологические цепи 17.56 KB
  Особенности интегрированных технологических цепей: Устойчивый характер кооперации определяемый усложнением конечной продукции растущей наукоемкостью длительным инновационным циклом; Межотраслевой принцип кооперации связанный с участием в технологическом процессе...
71871. Система организации производства новой продукции 15.54 KB
  Технический уровень продукции необходимо контролировать на всех стадиях жизненного цикла продукции. Технический уровень -– степень воплощения в новой продукции накопленный знаний о наиболее полном и точном выполнении производственных целей в соответствии с функциональным назначением.
71872. Технологический процесс 14.33 KB
  После этого разрабатывается технология производства а именно: создается документация на технологические процессы проектируется изготавливается специальное технологическое оборудования происходит наладка технических средств и приемочные испытания серийной и массовой продукции.
71873. Функционально-стоимостной анализ 14.97 KB
  Объектами ФСА могут быть как потребительные свойства продукции в целом так и отдельных ее элементов. Для проведения ФСА имеет смысл создание целевых рабочих групп. Цель ФСА -– снижение затрат на производство продукции проведение работ при одновременном сохранении или повышении качества.
71875. Жизненный цикл инновации 15.91 KB
  Начальной стадией жизненного цикла являются научно-исследовательские работы НИР. Вторая стадия жизненного цикла –- опытно-конструкторские работы ОКР. Третья стадия жизненного цикла – подготовка производства и выход на мощность.
71876. Группы предпринимательства 19.01 KB
  Объединение работников в группы позволяет решать ряд задач: максимально использовать творческий потенциал; привлекать работников к процессу управления; повышать чувство их ответственности в целом; повышать квалификацию. Выделяют следующие виды групп: группы руководителей; целевые рабочие группы...
71877. Научные организации 15.64 KB
  Он может включать оригинальные и типовые работы а также работы организационного характера связанные с согласованием контролем деятельности специалистов. Поэтому расписание работы не может быть универсальным для всех работников.
71878. Кадровое планирование 14.88 KB
  Во многом эффективность работы в научных коллективах зависит от правильного привлечения персонала. При этом необходимо рассматривать как действующий рынок труда, так и внешний. Важную роль играет подготовка резерва кадров, при этом необходимо учитывать такие факторы...