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

65 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

68276. ЕВОЛЮЦІЯ СВІТОГЛЯДУ ЛЮДИНИ: СОЦІАЛЬНО–ФІЛОСОФСЬКИЙ АНАЛІЗ 156 KB
  Аналіз еволюції світоглядних орієнтацій засвідчує мінливість рухливість змінюваність світогляду людини виявляє його сумарний вектор у різні соціокультурні епохи допомагає зясувати тенденції розвитку сучасного світоглядного комплексу і запропонувати механізм його формування.
68277. ГРА ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ПІЗНАВАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ У СЛАБОЗОРИХ ДІТЕЙ 144.5 KB
  У Національній доктрині розвитку освіти в Україні у XXI столітті наголошується на необхідності посилення уваги на освіті дітей з відхиленнями психофізичного розвитку забезпечення їхнього повноцінного життя соціального захисту створення умов для належної реабілітації.
68278. УПРАВЛІННЯ ЕКОНОМІЧНИМ ПОТЕНЦІАЛОМ ПІДПРИЄМСТВ ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОБУДУВАННЯ 719 KB
  Стабілізація вітчизняної економіки та поступове збільшення економічного потенціалу держави безпосередньо пов’язані зі стабільним розвитком промисловості. Недосконала законодавча база, непропорційна система оподаткування, нерозвинена виробнича інфраструктура ззовні, а також неефективне...
68279. Методи та ярусно-паралельні моделі прискореної обробки напівтонових зображень 517 KB
  Метою дисертаційної роботи є розробка моделей і методів інтелектуальної прискореної обробки напівтонових зображень які здатні аналізувати інформацію про розмір зображення та завантаженість потоків для рівномірного адаптивного розподілення завдань по потоках.
68280. Формування та механізми функціонування партійної системи Європейського Союзу 185 KB
  Прямим наслідком цього є поява та функціонування наднаціональної політичної системи Європейського Союзу ЄС яка тісно повязана з національними політичними системи основним джерелом її легітимності. Політичні партії є одними з важливих елементів політичної системи демократичного суспільства...
68281. ЕВОЛЮЦІЯ ПОЛІТИКИ ТАЙВАНЮ ЩОДО КНР 151.5 KB
  Зростання економічної й політичної могутності Китайської Народної Республіки КНР безперечно є однією з найважливіших ознак сучасних міжнародних відносин. Феномен зростання Китаю зокрема спричинює зміни в політиці Тайваню щодо КНР адже для Китайської Республіки КР на Тайвані політика щодо зростаючого...
68282. ФОРМУВАННЯ СИСТЕМИ ОЦІНЮВАННЯ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ В УКРАЇНІ 238.5 KB
  В умовах переходу економіки України до інноваційної моделі розвитку та постійного зростання інтелектуальної складової у кінцевій продукції найважливіших галузей національного господарства масштаби та якісний рівень обєктів інтелектуальної власності як обєктів майна субєктів господарювання...
68283. ПРОБЛЕМИ НАЦІОНАЛЬНОЇ БЕЗПЕКИ В РЕГІОНАЛЬНІЙ ПОЛІТИЦІ АРЄ 160.5 KB
  Оскільки АРЄ діє на міжнародній арені як передусім регіональна держава, для адекватного аналізу безпекових пріоритетів країни основну увагу необхідно зосереджувати саме на регіональному рівні зовнішньої політики Єгипту, де зосереджено основні безпекові інтереси, та звідки походить більшість загроз безпеці країни.
68284. Пряма та непряма реваскуляризація при стегно-підколінно-гомілковій оклюзії в умовах хронічної критичної ішемії 327 KB
  Відсутність комплексних досліджень стосовно зясування основних патогенетично обґрунтованих критеріїв застосування аутовени низхідної артерії коліна реваскуляризуючої остеоперфорації трансплантації кісткового мозку великогомілкової кістки при лікуванні хворих на хронічну...