Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Основные параметры влияния в кабеле связи


Качество и дальность связи по кабелю обусловливаются не столько собственным затуханием, цепи, сколько мешающими влияниями соседних цепей. Переход электромагнитной энергии с одной цепи на другую может быть условно представлен в виде суммарного действия электрического и магнитного полей. При прохождении тока по влияющей цепи жилы а и b (рис. 3-13) на жилах кабеля этой цепи образуются заряды + Q 1 и - Q 2 . Эти заряды создают электрическое поле, силовые линии которого частично пересекают жилы c и d смежной цепи. Вследствие этого влияния между жилами e и d образуется разность потенциалов, которая создает в них ток, проходящий вдоль цепи. Наведенный ток достигает приемника в конце цепи и проявляется в виде мешающего влияния. Влияние, вызываемое действием электрического поля, называют электрическим влиянием.

Рис. 3-13. Схема электрического влияния в кабеле

При прохождении тока по влияющей цепи а-b вокруг проводов этой цепи образуется магнитное поле, линии индукции которого воздействуют на цепь с-d (рис. 3-14). Эти линии, пересекая жилы с и d, наводят в них э. д. с, которая создает в цепи с-d ток. Проходя вдоль цепи, ток достигает включенного на ее конце приемника и также вызывает мешающее действие. Влияние, обусловленное действием магнитного поля, называется магнитным влиянием.

Рис. 3-14. Схема магнитного влияния в кабеле

Электрическое и магнитное влияния между цепями характеризуются соответственно электрической С1 2 и магнитной M 12 связями. Электрическое я магнитное поля изменяются при повышении частом передаваемого тока. Взаимное мешающее влияние между цепями также усиливается при повышении частоты передаваемого тока.

Электрическая связь представляет собой отношение тока I 2 , наведенного в цепи, подверженной влиянию, к разности потенциалов во влияющей цепи U 1 .

Магнитная связь представляет собой отношение наведенной э. д. с. Е 2 в цепи, подверженной влиянию, к току во влияющей цепи I 1 с обратным знаком:

В безразмерном выражении

На рис. 3-15 приведена эквивалентная схема электрической и магнитной связей между двумя цепями.

Рис. 3-15. Эквивалентная схема электрической (С 12 ) и магнитной

12 ) связей.

Величины r, g, k и т называются первичными параметрами влияния.

Активная составляющая электрической связи (или диэлектрическая связь) g обусловлена асимметрией потерь энергии в изоляции кабеля. В этом случае плечи моста (рис. 3-16) представляют собой проводимости, потери энергии в которых эквивалентны потерям анергии в изоляции, окружающей жилы кабеля: g 12 , g 24 , g 23 и g 14 . При прохождении по кабелю переменного тока в изоляции образуются потери энергии, пропорциональные проводимости изоляции G=ωΡtgδ. Если изоляция неоднородна по электрическим свойствам (различная толщина, кабель деформирован и т. п.), то частичные потери в изоляции, обусловленные проводимостями g 13 , g 23 , g 24 и g 14 будут неодинаковыми. Это нарушает симметрию моста

Рис. 3-16. Схема активных составляющих электрической (а) и магнитной (б) связей кабельной четверки.

диэлектрических связей и создает условия для взаимного перехода энергии между цепями. Диэлектрическая связь выражается соотношением

Емкостная связь k является результатом асимметрии частичных емкостей между жилами влияющей и подверженной влиянию цепей. Частичные емкости между жилами C 13 , C 23 , С 14 и С 24 образуют так называемый мост (рис. 3-16). При отсутствии влияния между цепями суммы противоположных емкостей равны

Существующую в действительных условиях емкостную асимметрию (неуравновешенность) моста, являющуюся причиной возникновения мешающих влияний между цепями связи, называют емкостной связью или коэффициентом емкостной связи и обозначают

Внутри четверки, помимо коэффициента k 1 различают коэффициенты k 2 и k 3 значения которых приведены в табл. 3-2. Там же приведены коэффициенты емкостных cвязей между различными цепями двух различных четверок (рис. 3-17).

Рис. 3-17. Схема частичных емкостей между двумя четверками.

Активная составляющая магнитной связи (активная связь) обусловлена вихревыми токами, вызывающими дополнительные потери энергии в линии передачи. Аналогичные потери имеют место в экранах, металлической оболочке и бронепокровах.

Несимметричность расположения жил одной цепи относительно жил другой цепи и металлических оболочек, кабеля связи, а также применение жил различных диаметров и с различными электрическими свойствами приводит к асимметрии потерь энергии на вихревые токи и проявляется в виде расстройки моста связей r 13 r 23 , r 14 и r 24 (см. рис. 3-16). В результате создается асимметрия активных потерь энергии, характеризуемая активной связью:

 

 

Индуктивная связь т в кабелях связи по аналогии с активной составляющей связи может быть представлена мостом частичных индуктивностей, действующих по принципу трансформатора (рис. 3-16). Коэффициент индуктивной связи характеризует расстройку моста и соответственно степень перехода энергии (мешающие влияния из цепи I в цепь II):

Значения остальных индуктивных связей как внутри четверки, так и между двумя четверками аналогичны коэффициентам емкостных связей (табл. 3-2).

Таблица 3-2.

Коэффициенты емкостных связей в кабелях дальних связей.

Обозначения: I, II и Ф - первая и вторая основные и фантомная (искусственная) цепи; I, II 1 и Ф 1 - первая и вторая основные и фантомная цепи I четверки; I 2 , II 2 и Ф 2 - первая и вторая основные и фантомная цепи I четверки.

На ближнем конце цепи действует сумма токов электрического (С) и магнитного (М) влияний

на дальнем конце - разность этих влияний

Соотношение между электрическими и магнитными связями зависит от типа скрутки жил кабеля и диапазона передаваемых частот. На рис. 3-18 приведена частотная зависимость процентного соотношения различных видов связи внутри четверки. В области тональных частот преобладают емкостные связи k1, поэтому другие составляющие в этом диапазоне можно не учитывать. С возрастанием частоты увеличивается значение магнитного влияния и, начиная примерно с 15кгц, индуктивные связи становятся равными емкостным (ωkZ B = ωm/Z B ). Активные связи r/Z B =gZ B примерно равны нулю при низких частотах, а в области высоких частот возрастают и составляют 10-16%, магнитные связи 20-40%. Между индуктивными и емкостными связями

в кабелях существует соотношение m/k=Z B 2 . Зная значение k, можно определить значение т.

Рис. 3-18. Частотная зависимость процентного соотношения электромагнитных связей внутри четверки.

При высокочастотном уплотнении кабелей, помимо электрических и магнитных влияний, приходится учитывать степень асимметрии частичных емкостей по отношению к земле С 10 , C 20 , С 30 и С 40 (см. рис. 1-2), обозначаемую е. Емкостная асимметрия на землю между жилами любой из разговорных основных цепей равна разности соответствующих частичных емкостей:

где e 1 и е 2 - асимметрии на землю основных разговорных цепей; е 3 - асимметрия на землю искусственной (фантомной) цепи.


к содержанию