Расчет проектируемой линии передачи
Расчет параметров передачи кабеля КМАБп-4
Параметры передачи подразделяются на первичные и вторичные.
Первичные параметры оценивают электромагнитные свойства среды распространения сигналов электросвязи. К ним относятся: активное сопротивление R, Ом/км; индуктивность L, Гн/км; электрическая емкость С, Ф/км; проводимость изоляции G, См/км.
Вторичные параметры оценивают воздействие среды распространения на сигналы электросвязи. К ним относятся: коэффициент затухания α, дБ/км; фазовый коэффициент β, рад/км; волновое сопротивление Zв, Ом; фазовая скорость распространения V, км/с.
Численные значения первичных параметров передачи определяются конструктивными параметрами направляющей системы и для коаксиального кабеля рассчитываются по формулам:
(1)
(2)
(3)
, (4)
где da = 2,6 мм – диаметр внутреннего проводника коаксиальной пары;
db = 9,5 мм – диаметр внешнего проводника коаксиальной пары;
= 1,1 – эквивалентная диэлектрическая проницаемость изоляции;
tg δ= 0,6∙ - тангенс угла диэлектрических потерь;
f – расчетная частота, Гц: 1000, 7700, .
Численные значения вторичных параметров определяются значениями
первичных параметров:
(5)
(6)
(7)
(8)
Произведем расчеты по приведенным формулам первичных и вторичных параметров передачи для 1000 Гц:
1) Активное сопротивление:
2) Индуктивность:
3) Электрическая емкость:
4) Проводимость изоляции:
5) Коэффициент затухания:
6) Фазовый коэффициент:
7) Волновое сопротивление:
8) Фазовая скорость распространения:
Подобно предыдущим вычислениям посчитаем первичные и вторичные параметры передачи для частот , , полученные значения сведем в таблицу 3.
Таблица 3 – Параметры передачи кабеля КМАБп-4
Параметр | Значения на частоте | ||
f1 | f2 | f3 | |
R, Ом/км | 3.594 | 5.132 | |
L, мГн/км | 0.3335 | 0.3112 | |
C, нФ/км | 47.16 | 47.16 | |
G, мк См/км | 0.1368 | 0.279 | |
α, дБ/км | 0.186 | 0.274 | |
β, рад/км | 0.192 | 0.378 | |
Zв, Ом | 84.094 | 81.236 | |
V, км/с | 00 | 252100 | 261000 |
Для полученных значений из таблицы 3 составим графики зависимости от частоты:
Расчет вероятности повреждения кабеля молнией
Расчет производится с целью определения необходимости защиты кабеля от ударов молнии. Защита магистральных кабелей связи предусматривается, если вероятное число повреждений на 100 километров трассы в год превышает 0,2 (более одного повреждения за 5 лет).
Ожидаемая вероятность повреждения кабеля молнией рассчитывается в последовательности:
1) определяется сопротивление оболочки кабеля R0, Ом/км.
(9)
где ρ0 – 28 Ом•мм2/км – удельное сопротивление алюминия;
d0 = 33,6 мм – внешний диаметр оболочки кабеля;
δ0 = 1,6 мм толщина оболочки;
2) определяется сопротивление броневого покрова кабеля Rбр, Ом/км:
(10)
где dбр = 38,6 мм – диаметр кабеля КМАБп-4 по броне;
а ≈ dбр- ширина бронеленты;
в = 0,5 мм – толщина бронеленты;
3) определяется общее сопротивление металлических покровов кабеля R2, Ом/км:
(11)
4) по рисунку 4 находится число повреждений кабеля n для
рассчитанного значения R2, заданного значения удельного сопротивления грунта, интенсивность гроз Т=36 ч в год и электрической прочности изоляции U=3000В. На рисунке искомое значение отмечено точкой.
Рисунок 4 – График определения вероятности повреждения кабеля молнией
5) определяется ожидаемая вероятность повреждения кабеля молнией nож
при заданных значениях интенсивности грозодеятельности Т = 84 час/год и электрической прочности изоляции U = 3600 В:
(12)
где n = 0.2 вероятность повреждения кабеля молнией при среднее интенсивности грозодеятельности 36 часов в год и электрической прочности изоляции 3000 В, определенная по графикам для удельного сопротивления грунта;
(13)
не превышает 0,2 – следовательно, защита кабеля от гроз не требуется.