Реферат: Расчет кабеля Р-4

--PAGE_BREAK--F(x)=0.0782,G(x)=0.1729,H(x)=0.169


R20=68(1+1.042+<img width=«121» height=«45» src=«ref-1_258099874-407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">)=142.21(Ом)

Рассчитаем сопротивление для заданной температуры Т= -160С по заданной формуле

<img width=«235» height=«32» src=«ref-1_258100281-483.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">  Ом/км    (1.1.4

где <img width=«26» height=«29» src=«ref-1_258100764-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045"> — температурный коэффициент сопротивления (для меди – 0.004)

R–16=68.42(1-0.004(-36))=58.5 (Ом/км)


1.2 Расчет индуктивности цепи

Индуктивность цепей линий связи обусловлены магнитным током внутри проводов цепи и магнитными потоками между проводами цепи.

В соответствии с этим общую индуктивность цепи представляют в виде суммы двух индуктивностей

<img width=«90» height=«29» src=«ref-1_258100980-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">  (1.2.1)

где

 <img width=«26» height=«36» src=«ref-1_258101235-210.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047"> — внутренняя индуктивность, обусловленная маг потоком внутри проводов цепи

<img width=«26» height=«36» src=«ref-1_258101445-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> — внешняя индуктивность, обусловленная магнитным потоком между проводами цепи.

Общая формула для расчета индуктивностей кабельных линий имеет вид ( с учетом того, что для меди <img width=«57» height=«27» src=«ref-1_258101654-219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">):

<img width=«242» height=«54» src=«ref-1_258101873-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">  (1.2.2)

где

<img width=«29» height=«17» src=«ref-1_258102422-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1051"> — магнитная проницаемость материалов проводов

f, кГц

<img width=«28» height=«29» src=«ref-1_258099177-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1052">

Q(x)

L*10-3[Гн/км]

10

.882

0.997

1.29

60

2.16

0.961

1.26

110

2.92

0.845

1.26

180

3.74

0.686

1.23

250

4.41

0.556

1.21

Q(x) – функция, учитывающая частотную зависимость действия поверхностного эффекта, см. формулу (1.1.3)  и таблицу 4.1 [1]
Пример расчета:

L=[4ln<img width=«117» height=«45» src=«ref-1_258102845-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1053">+0.997]*1.05=1.26*10-3 (Гн/км)

Норма: <img width=«48» height=«19» src=«ref-1_258103193-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1054"> мГн/км – общие нормы по альбому схем ВСМЭС часть1

Вывод: полученные значения индуктивности удовлетворяют норме.

1.3 Расчет емкости цепей линий связи

Емкость цепи – равна отношению заряда Qkнапряженности между проводами U:

<img width=«53» height=«41» src=«ref-1_258103425-269.coolpic» v:shapes="_x0000_i1055">  (1.3.1)

Для определения рабочей емкости цепей легких полевых кабелей связи пользуются формулой:

<img width=«162» height=«81» src=«ref-1_258103694-599.coolpic» v:shapes="_x0000_i1056"> [Ф/км]   (1.3.2)

где <img width=«28» height=«29» src=«ref-1_258099177-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057"> — коэффициент скрутки; <img width=«22» height=«26» src=«ref-1_258104523-208.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058"> — диэлектрическая проницаемость изоляции; <img width=«19» height=«30» src=«ref-1_258104731-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059"> — поправочный коэффициент учитывающий близость других цепей и оболочки кабеля.

Значение коэффициента <img width=«19» height=«30» src=«ref-1_258104731-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060"> определяется в зависимости от типа скрутки по формуле:

<img width=«109» height=«61» src=«ref-1_258105163-402.coolpic» v:shapes="_x0000_i1061">    (1.3.3)

Вычисляем:

<img width=«22» height=«26» src=«ref-1_258104523-208.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1062">для полиэтилена 2.3;

Dэ=12.6-0.2=12.4(мм)

<img width=«19» height=«30» src=«ref-1_258104731-216.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1063">=<img width=«107» height=«48» src=«ref-1_258105989-403.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">=0.506

<img width=«325» height=«78» src=«ref-1_258106392-876.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">[Ф/км]

Норма: <img width=«59» height=«26» src=«ref-1_258107268-269.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"> [нФ/км]

Вывод: полученный результат удовлетворяет норме
1.4 Расчет проводимости изоляции цепей линии связи

Проводимость изоляции –зависит от сопротивления изоляции по постоянному току и от диэлектрических потерь в изолирующем материале при переменном токе. В соответствии с этом проводимость равна:

<img width=«92» height=«25» src=«ref-1_258107537-292.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">  (1.4.1)

где <img width=«64» height=«45» src=«ref-1_258107829-275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">  — проводимость изоляции при постоянном токе – величина, обратная сопротивлению изоляции ( для П-4 Rиз=5000 МОм); Gf– проводимость изоляции при переменном токе обусловленная диэлектрическими потерями.

<img width=«111» height=«31» src=«ref-1_258108104-343.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">  [Сим/км]  (1.4.2)

где <img width=«36» height=«27» src=«ref-1_258108447-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070"> — тангенс учла динамических потерь <img width=«36» height=«27» src=«ref-1_258108447-250.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">=2*10-4

Сопротивление изоляции жил кабельных линий  связи составляет значительную величину. Следовательно G  по сравнению с Gf, мала, и ей пренебрегают. Отсюда проводимость изоляции кабельной цепи равна:

<img width=«105» height=«31» src=«ref-1_258108947-324.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">  [Сим/км]   (1.4.3)

<img width=«79» height=«29» src=«ref-1_258109271-307.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073">  (1.4.4)

f, кГц

<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_258109578-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">, рад*10-3

Gf, Сим/км*10-7

G, Сим/км*10-7

10

62.8

6.28

6.28

60

376.8

37.68

37.68

110

690.8

69.08

69.08

180

1130.4

113.04

113.04

250

1570.2

157.00

157.00


Пример расчета:

Gf=62.8*103*0.05*10-6*2*10-4  (Сим/км)

Норма:<img width=«64» height=«25» src=«ref-1_258109789-246.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">(мкСим/км)

Вывод: данный параметр удовлетворяет норме.
2.   
Расчет вторичных параметров

К вторичным параметрам относятся:

<img width=«20» height=«20» src=«ref-1_258110035-200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076"> — коэффициент затухания;

    <img width=«17» height=«22» src=«ref-1_258110235-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">  — коэффициент фазы;

    Zв – волновое сопротивление;

     t– время распространения;

     U– скорость распространения;
2.1 Расчет коэффициента затухания

 Коэффициент затухания определяется по формуле:

<img width=«155» height=«53» src=«ref-1_258110442-488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">[Неп/км]   (2.1.1)

Для определения коэффициента затухания для заданной температуре необходима формула:

<img width=«202» height=«31» src=«ref-1_258110930-459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">[Неп/км]   (2.1.2)

где <img width=«36» height=«31» src=«ref-1_258111389-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">-  коэффициент затухания при t=+200C;

       <img width=«31» height=«31» src=«ref-1_258111617-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081"> — температурный коэффициент затухания;

    t  — заданная температура.

Температурный коэффициент имеет сложную зависимость от частоты, а также от конструкции кабеля. Поэтому при расчетах пользуются экспериментальными значениями <img width=«28» height=«31» src=«ref-1_258111830-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082">, которые приведены в таблице.

f, кГц

R, Ом/км

G, Сим/км*10-7

<img width=«36» height=«31» src=«ref-1_258111389-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083"> , Неп/км

<img width=«31» height=«31» src=«ref-1_258111617-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">*10-3

<img width=«40» height=«31» src=«ref-1_258112482-229.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">, Неп/км

10

68.4

6.28

0.21

2.7

0.18

60

74.0

37.68

0.25

2.5

0.22

110

91.4

69.08

0.28

1.9

0.26

180

116.7

113.04

0.36

1.8

0.33

250

142.2

157.00

0.44

1.6

0.41



Пример расчета:

Рассчитаем <img width=«36» height=«31» src=«ref-1_258111389-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086"> 

<img width=«36» height=«31» src=«ref-1_258111389-228.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1087">  =<img width=«491» height=«52» src=«ref-1_258113167-950.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">( Неп/км)

По заданным имеющимся значениям <img width=«31» height=«31» src=«ref-1_258111617-213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089"> рассчитаем <img width=«22» height=«22» src=«ref-1_258114330-207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090"> для температуры –160С

<img width=«40» height=«31» src=«ref-1_258112482-229.coolpic» alt="*" v:shapes="_x0000_i1091">  =0.21(1+2.7*10-3*(-36))=0.189 (Неп/км)

Вывод: полученные значения соответствуют теоретическим.
<img width=«643» height=«396» src=«ref-1_258114766-2452.coolpic» v:shapes="_x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047">



2.2 Расчет коэффициента фазы

Коэффициент фазы рассчитывается по формуле:

<img width=«100» height=«32» src=«ref-1_258117218-312.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">[рад/км]    (2.2.1)

Значение коэффициента фазы <img width=«21» height=«27» src=«ref-1_258117530-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">как видно из формулы, увеличивается прямо пропорционально частоте исключение составляют сравнительно низкие частоты, при которых <img width=«21» height=«27» src=«ref-1_258117530-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">определяется по другим формулам.

F, кГц

<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_258109578-211.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">, рад*10-3

L*10-3, Гн/км

 <img width=«21» height=«27» src=«ref-1_258117530-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">, рад/км

10

62.8

1.29

0.05

60

376.8

1.26

2.90

110

690.8

1.26

5.49

180

1130.4

1.23

8.87

250

1570.2

1.21

12.21


Пример расчета:

<img width=«410» height=«39» src=«ref-1_258118377-715.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">( рад/км)

Вывод: значение полученного параметра соответствует норме.

2.3 Расчет скорости распространения

Скорость распространения определяется по формуле:

<img width=«96» height=«56» src=«ref-1_258119092-322.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">[км/с]     (2.3.1)

Пример расчета

<img width=«296» height=«52» src=«ref-1_258119414-553.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">( км/с)

2.4 Расчет времени распространения

Время распространения величина обратная скорости распространения:

<img width=«59» height=«50» src=«ref-1_258119967-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">[мкс]     (2.4.1)

Пример расчета

<img width=«157» height=«49» src=«ref-1_258120216-399.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">( мкс)
2.5 Расчет волнового сопротивления
    продолжение
--PAGE_BREAK--