Проводимость изоляции кабельной цепи

Сопротивление кабельной пары

Сопротивление кабельной пары постоянному току с учетом тем­пературных изменений рассчитывают по тем же формулам, что и для воздушных цепей, но с введением в первую из них коэффициента c:

(1)

Сопротивление кабельной пары при переменном токе

 

(2)

 

В этой формуле параметры:

G (х) и Н {х) - учитывают увеличение сопротивления за счет эффекта близости жил пары;

F(x) - учитывают увеличение сопротивления за счет поверхностного эффекта

Эти параметры определяют по графикам или таблицам из справочников в зависимости от значения c.

Р - характеризует эффект близости с соседними жилами в элементарной группе и принимается равной:

1- при парной скрутке,

2- при двойной парной

5- при звездной;

DR — дополнительное сопротивление за счет потерь энергии на вихревые токи в жилах соседних четверок и в металлической обо­лочке кабеля, учитываемое при частотах более 30 кГц.

Поскольку в таблице содержатся данные только для частоты 200 кГц и для свинцовой оболочки, то для другой частоты f их надо пересчи­тать, умножив на , а для оболочки из другого металла с удельным сопротивлением r — умно­жить на , r_св —у дельное сопротивление свинца.

Определения индуктивности двухпроводной цепи

Для определения индуктивности двухпроводной кабельной цепи мо­жет быть использована следующая формула

(3)

 

Q(x) – изменение индуктивности за счет поверхностного эффекта

В числителе под знаком лога­рифма в этом случае лучше не пре­небрегать диаметром провода, так как он всего в 2 - 3 paзa меньше расстояния между осями жил. Выражение (3) не учитывает влия­ния соседних жил и оболочки кабеля

Емкость кабельной цепи

Влияние соседних жил и обо­лочки на электрическое поле и емкость цепи велико и не может не учитываться. Емкость кабельной цепи с учетом этого влияния назы­вается рабочей и определяется по формуле:

. (4)

В данное выражения введены коэффициент ук­рутки и коэффициент j, учитывающий уве­личение емкости за счет близости соседних жил, и оболочки, e_p комбиниро­ванная диэлектрическая проницаемость (например, воздушно-бумажной) изоляции.

e_p, зависит от соотношения объемов воздуха и твердо­го диэлектрика

 

(5)

 

где e_r1 и e_r2 — относительные диэлектрические проницаемости

соответствен­но твердого диэлектрика и воздуха;

V₁ и V₂ — объемы твердого диэлектрика и воздушных промежутков на

единицу длины кабеля.

Коэффициент j зависит от степени приближения к жилам цепи жил других цепей, оболочки и экранов и определяется по таблице.

Проводимость изоляции кабельной цепи

Проводимость изоляции кабелей, представляет сумму двух составляющих G=G₀+G_f, причем первой составляющей

(G₀ – проводимость изоляции при постоянном токе) можно пренебречь, так как она очень мала по сравнению со вторым слагаемым, обусловленным диэлектрическими потерями.

Тогда проводимость изоляции кабельной пары

(6)

где С — емкость цепи, Ф/км;

d_p — результирующий тангенс угла потерь комбинированной изоляции.

Результирующий тангенс вычисляется по формуле:

(7)

В этой формуле, величины с индексом 1 характеризуют твердый диэлектрик, а индексом 2 — воздух (тогда )

Для большинства видов изоляции симметричных кабелей объе­мы V₁ и V₂ в формулах (5) и (7) можно заменить площадями поперечного сечения твердого диэлектрика и воздуха.

Значения e_p и tgd_p наиболее употребительных видов изоляции приведены в таблице.

III. ВОЛНОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕПЕЙ

Волновое сопротивление.

Волновое сопротивление Z_В и коэффициент распространения g являются, вторичными параметрами линии и широко используются для оценки эксплуатационно-технических качеств линии связи.

Вол­новое сопротивление —это сопротивление, которое встречает электромагнитная волна при распространении вдоль однородной линии без отражения, т. е. при условии, что на процесс передачи не влияют несогласованности на концах линии.

Электромагнитную волну можно представить в виде двух волн: волны напряжения, соответствующей электрической энер­гии, и волны тока, соответствующей магнитной энергии. Количе­ственное соотношение, имеющее место между волной напряже­ния и волной тока в линии, и есть волновое сопротивление цепи.

Электромагнитную волну можно определить как: Z_В =U_п/I_п

Волновое сопротивление рассчитывается по формуле

(8)