Выбор системы передачи и типа кабеля

Где R0 - сопротивление постоянному току, Ом\км.

RПЭ - сопротивление за счет поверхностного эффекта, Ом\км.

RБЛ - сопротивление за счет эффекта близости, Ом\км.

RМ - сопротивление за счет потерь в металле, Ом\км.

Сопротивление постоянному току равно:

где d0 - диаметр провода, мм

r - удельное сопротивление,

.

Вследствие скрутки проводов сопротивление цепи увеличивается пропорционально коэффициенту укрутки µ, значение которого в зависимости от диаметра повива. µ =1.07

Активное сопротивление кабельной цепи переменному току без учета RМ определяется по формуле:

где а - расстояние между центрами проводов, мм; а = 1,41×d1, мм

F(kr) - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления, вызванное явлениями поверхностного эффекта в проводах кабельной цепи;

G(kr) - коэффициент, учитывающий сопротивление, эквивалентное потерям на вихревые токи, возбуждаемые внешним магнитным полем в обратном проводнике;

H(kr) - коэффициент, учитывающий сопротивление, в прямом проводнике, эквивалентное потерям на вихревые токи, возбуждаемые электромагнитным полем, создаваемым вихревыми токами обратного проводника. Значения коэффициентов F(kr), G(kr), H(kr) зависят от величины X = k × r, рассчитываемой для алюминиевых проводов по формуле:

где d0 - диаметр проводника, мм;

f - частота тока, Гц.:

Для определения дополнительного сопротивления, эквивалентного этим потерям, пользуются результатами экспериментальных исследований на частоте 200 кГц.

Пересчет для другой частоты производится по формуле:

где Rm - дополнительные сопротивления, вызываемые соседними четверками, а также свинцовой и алюминиевой оболочками кабеля при f = 200 кГц, значения которого приведены в таблице 2.3;

f - частота, кГц. Окончательная формула для расчета сопротивления симметричного кабеля имеет вид:

где P- поправочный коэффициент, учитывающий скрутку в кабеле.

При звездной структуре P = 5.

Индуктивность цепи L состоит из внешней индуктивности LВНЕШ и внутренней индуктивности каждого проводника LВнутр . Индуктивность двухпроводной кабельной цепи определяется по формуле:

где c - коэффициент укрутки

a - расстояние между центрами проводов, мм;

d0 - диаметр провода, мм;

Q(kч) - коэффициент, приведенный в таблице 2.2.

Емкость симметричной цепи определяется по формуле:

где eЭКВ - эквивалентная диэлектрическая проницаемость зависит от типа изоляции, соотношения твердого диэлектрика и воздуха в изоляции кабеля;

y - поправочный коэффициент, характеризующий близость проводов к заземленной оболочке и другим проводам.

Коэффициент y для звездной скрутки определяется по формуле:

где dЗВ - диаметр звездной скрутки, мм;

d1 - диаметр изолированной жилы, мм;

Проводимость изоляции обусловлена сопротивлением изоляции изолирующего материала и диэлектрическими потерями в кабеле и определяется по формуле:

G = G0 + Gf = G0 + w × C×tg dЭКВ, См\км

В кабелях связи величина G0 существенно меньше Gf и по этому проводимость изоляции рассчитывают по формуле:

G = Gf = w × C×tg dЭКВ, См\км

Где tg dЭКВ - эквивалентный угол диэлектрических потерь комбинированной изоляции.

Вторичные параметры

Уменьшение энергии по длине цепи на 1 км учитывается через коэффициент затухания a, изменение фазы напряжения и фазы тока на каждом километре цепи - через коэффициент фазы b.

Затухание обусловлено двумя видами потерь:

a = aR + aG, dБ\км.

Где aR - затухание за счет потерь энергии на джоулево тепло в металле (проводе, оболочке), дБ\км.

aG - затухание за счет не совершенства изоляции и за счет диэлектрических потерь, дБ\км.

Коэффициент затухания и коэффициент затухания фазы в общем виде определяется по формуле расчета коэффициента распространения.

.

В определенных частотных областях можно пользоваться упрощенными формулами расчета

в диапазоне высоких частот (примерно начиная с 30+40 кГц) между параметрами существует следующее соотношение:

Волновое сопротивление свойственно данному типу кабеля и зависит лишь от первичных параметров и частоты передаваемого тока. Волновое сопротивление определяется по формуле:

Читайте также

Разработка компьютерной сети по технологии ArcNet с подключением к Internet
Организация компьютерных сетей. Назначение: Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информ ...

Поверка электронного вольтметра В7-26 по напряжению постоянного тока
Считается, что первый вольтметр изобрел М. Фарадей, причем в 1830 году, ещё за год до того, как он же открыл явление электромагнитной индукции, на котором основано действие целого класса ...

Проектирование дискретного устройства
На современном этапе развития транспорта наблюдается бурный рост темпов и объемов перевозок, особенно на железнодорожном транспорте в силу высокой скорости и невысокой стоимости грузопер ...