Розрахунок первинних і вторинних параметрів кабелю

Хід  роботи:

Струмопровідна жила (d₀ = 0.64 мм)

Суцільна  поліетиленова  ізоляція струмопровідної жили (t_из =1,05 мм)

Поясна  ізоляція (t_из2 = 0,25 мм)

Свинцева фольга, що екранує (tэк = 0,1 мм)

Зовнішня  вологозахисна оболонка(t_об = 1,1 мм)

2,74 мм;

3,875 мм;

5,975 мм;

Розрахунок первинних  і вторинних параметрів передачі.

1. Первинні параметри.

1.1.Розрахунок активного опору  ланцюга виробляється по формулі  1.1. Вона складається із трьох  доданків - опір постійному струму, опору за рахунок поверхневого  ефекту й опору за рахунок  ефекту близькості.

Активний опір 2-х провідників.

   

де   R₀ – опір постійному струму;

c - коефіцієнт, що враховує скрутку кабелю (c=1.05);

F(kr) – поверхневий ефект;

kr – коефіцієнт вихрових струмів (мідь - kr=0.0105d₀ );

p - додаткові втрати на вихрові струми в інших провідниках групи (при подвійній парній скрутці p=2);

G(kr) – ефект близькості;

d ₀ – діаметр струмопровідної жили;

a – відстань між сусідніми струмопровідними жилами;

H(kr) – функція Бесселя;

R_m – додаткові втрати в металевій оболонці й на вихрові струми (починаючи з 40 кгц);

 для міді                                R₀ = 68,27 Ом;

;  R_m = 0 Ом;    

де R_m.т – табличні значення ; f – потрібна частота.

При  f =1 кГц                   R = 143,39 Ом/км

1.2 Індуктивність ланцюга в цілому  визначається сумою зовнішньої  й внутрішньої індуктивністі. Розрахунок індуктивності двох провідників проводимо по формулі:

   (1.3) 

де r -радіус голої жилки;

      4ln((a-r)/r) - враховує  взаємну індуктивність двох провідників;

      Q(kr) - міжпровідниковий ефект;

При  f = 1 кГц :   m = 0,9998

L = 1,117*10^-3 Гн/км

1.3 Ємність С і провідність  G пов'язані із процесами в діелектрику.  Під дією змінного електромагнітного  поля електричні заряди усередині  діелектрика поляризуються, створюючи  тим самим струм зсуву. Тангенс  кута втрат tgd характеризує величину втрат у діелектрику на переорієнтацію диполів.

Розрахунок ємності проводимо  по формулі:

       (1.4)

де   c - коефіцієнт скрутки; (c = 1,05);

e_э - діелектрична проникність; e_э = 1,9;

y - поправочний коефіцієнт, який характеризує близькість металевої оболонки провідників;

  y  = 0,626.

При  f = 1 кГц : 

С = 2,737*10^-8 Ф/км

 

1.4. Провідність ізоляції враховує  діелектричні втрати а також  витік струму в силу недосконалості  діелектрика. Результуюче значення  діелектричної проникності e_э й кута діелектричних втрат tgd складної ізоляції визначаються електричними властивостями й співвідношенням об'ємів складових її частин. Розрахунок провідності проводимо по наступній формулі:

См/км     (1.5)

Для частоти 1 кГц буде:

G =1,032*10^-7 См/км

 

 

 

Розрахунок для інших частот наведений у таблиці 1.1.

                           Таблиця 1.1 Первинні параметри.

Параметр	f=1 кГц	f=6 кГц	f=10 кГц	f=30 кГц
R	143,39	143,501	143,501	144,961
L
C				2,737
G	1,032×10-7	6,19×10-7	1,032×10-6	3,095×10-6

 

2. Вторинні параметри.

Вторинні параметри симетричних  ланцюгів Z, a, b, u розраховуються по наступних формулах:

2.1.Постійна поширення g:

  ,1/Нп,   (2.1)

де a - коефіцієнт загасання;

      b - коефіцієнт фази (фазові перекручення), - показує зсув фаз між вектором струму або напруги на початку лінії й через 1 км;

          - для f<40 кгц;

Для f = 1 кГц :  0,025

2.2.Хвильовий опір:

   (2.2)

де  -зсув фаз між вектором напруги й вектором струму в будь-якій точці ланцюга.

;          - для f<40 кГц;

Для 1  кГц :   Z = 913,737

2.3.Швидкість поширення  сигналу u:

       

Для 1 кГц:

 2,548*10⁵ км/з

            Таблиця 2.1. Вторинні параметри

Параметр	f=1 кГц	f=6 кГц	f=10 кГц	f=30 кГц
g	0,025	0,154	0,275	1,317
Z	913,729	380,718	304,779	222,465
u	2,548*105	2,446	2,446	2,519

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Графіки залежності  первинних і вторинних параметрів  від частоти.

 

 

Рис 3.1                                                                   Рис 3.2

Рис 3.3                                                                  Рис 3.4

 

Рис 3.5                                                                Рис 3.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 3.7

 

           Рис 3.1 – залежність опору від частоти;

Рис 3.2 – залежність ємності від частоти;

Рис 3.3 – залежність індуктивності від частоти;

Рис 3.4 – залежність провідності від частоти;

Рис 3.5 – залежність постійної поширення від частоти;

Рис 3.6 – залежність хвильового опору від частоти;

Рис 3.7 – залежність швидкості поширення від частоти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновки: В даному курсовому проекті розрахували первинні і вторинні параметри кабеля з кордельно-паперовою ізоляцією. Розрахунки повторювали по 4 рази для різних значень частот. У моєму варіанті це частоти – 1,6,10,30 кГц. По даним розрахунків, я побудувала графіки залежності первинних  вторинних параметрів від частоти. Керуючись результатами цього курсового проекту, можна підібрати оптимальну частоту для конкретного значення одного або пари параметрів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використана література

1. Гроднев І.І., Курбатов Н. Д. Лінії зв’язку: Підручник для вузів.-4-е вид., перераб. и доп. – М.: Зв’язок, 1980. – 440 с., іл.
2. Методичні вказівки і комплексне завдання з курсу «Лінії передання»; методпосібник.
3. Набатов О.С. Кабельні лінії зв’язку аеропортів. – М.: Транспорт, 1973. – 164 с.
4. Парфенов Ю.А. Кабелі електрозв’язку. – М.:Еко-Трендз, 2003. – 256 с.