Содержание
Конструктивные характеристики…3
Расчет первичных параметров…4
Расчет вторичных параметров…9
Вывод по работе…12
Список литературы…13
Приложение…14
Вопросы подлежащие разработке:
Определение конструктивных данных цепи кабеля связи
Расчет первичных параметров передачи цепи
Расчет вторичных параметров передачи цепи и их частотной зависимости
Исходные данные:
Вариант: 15
Тип кабеля: П-4(ЛПКС)
Рабочая температура: -16 EMBED Equation.3 С
Конструктивные характеристики легкого полевого кабеля связи П-4
Конструкция жилы: 7м*0.32мм
Толщина изоляция: 2.1мм
Коэффициент скрутки: 1.05
Толщина опресовки четверки: 0.15мм
Толщина экрана: 0.1мм
Эскиз ЛПКС П-4
а dk d0 d1
Для расчета первичных параметров полевых кабелей введена формула эквивалентного диаметра жилы:
EMBED Equation.3
где EMBED Equation.3 - диаметр проволоки в жиле, n - количество проволок в жиле
d0=0.32 EMBED Equation.3 =0.84(мм)
d1=( d0+2dиз)=(0.84+2*2.1)=5.04(мм)
a=1.41 d1=1.41*5.04=7.104(мм)
dk=7.7мм (по ТТХ)
П-4 – (Планировщик-4) является перспективным легким полевым кабелем связи ВС РФ. Он предназначен для работы малоканальной полевой аппаратуры связи типа П-330-1,3,6 и подключения четырехпроводной оконечной аппаратуры техники связи.
Расчет Первичных и вторичных параметров передачи цепей кабелей связи
Расчет первичных параметров
R- активное сопротивление цепи
L- индуктивность цепи
С- емкость цепи
G- проводимость цепи
Расчет активного сопротивления
Формула для определения активного сопротивления имеет вид:
EMBED Equation.3 (1.1.1)
R0- сопротивление цепи по постоянному току,(Ом/км)
F(x)- функция, учитывающая действие поверхностного эффекта
p- поправочный коэффициент на вихревое поле
G(x)- функция, учитывающая действие эффекта близости
d0- диаметр жил
расстояние между центрами жил
H(x)- функция учитывающая действие эффекта близости
EMBED Equation.3 R- потери на вихревые токи при EMBED Equation.3 кГц
Формула для расчета сопротивления цепи по постоянному току имеет вид:
EMBED Equation.3 (1.1.2)
где
EMBED Equation.3 - диаметр проволоки составляющую скрутки
n - количество проволок в жиле
EMBED Equation.3 - коэффициент скрутки проволоки в жилу( для ЛПКС EMBED Equation.3 =1.04)
EMBED Equation.3 - коэффициент скрутки жил
рассчитаем
R0= EMBED Equation.3 [Ом/км]
Для звездной скрутки p=5
Значения коэффициентов F(x),G(x),H(x)- приведены в таблице 4.1 [1] в зависимости от x
EMBED Equation.3 (1.1.3)
d0- диаметр жилы, мм
f- расчетная частота, Гц
Пример расчета:
EMBED Equation.3 =0.0105*0.84 EMBED Equation.3 =2.16
по таблице 4.1 [1]
F(x)=0.0782,G(x)=0.1729,H(x)=0.169
R200=68(1+1.042+ EMBED Equation.3 )=142.21(Ом)
Рассчитаем сопротивление для заданной температуры Т= -160С по заданной формуле
EMBED Equation.3 Ом/км (1.1.4
где EMBED Equation.3 - 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
EMBED Equation.3 (1.2.1)
где
EMBED Equation.3 - внутренняя индуктивность, обусловленная маг потоком внутри проводов цепи
EMBED Equation.3 - внешняя индуктивность, обусловленная магнитным потоком между проводами цепи.
Общая формула для расчета индуктивностей кабельных линий имеет вид ( с учетом того, что для меди EMBED Equation.3 ):
EMBED Equation.3 (1.2.2)
где
EMBED Equation.3 - магнитная проницаемость материалов проводов
Q(x) – функция, учитывающая частотную зависимость действия поверхностного эффекта, см. формулу (1.1.3) и таблицу 4.1 [1]
Пример расчета:
L=[4ln EMBED Equation.3 +0.997]*1.05=1.26*10-3 (Гн/км)
Норма: EMBED Equation.3 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 Qk напряженности между проводами U:
EMBED Equation.3 (1.3.1)
Для определения рабочей емкости цепей легких полевых кабелей связи пользуются формулой:
EMBED Equation.3 [Ф/км] (1.3.2)
где EMBED Equation.3 - коэффициент скрутки; EMBED Equation.3 - диэлектрическая проницаемость изоляции; EMBED Equation.3 - поправочный коэффициент учитывающий близость других цепей и оболочки кабеля.
Значение коэффициента EMBED Equation.3 определяется в зависимости от типа скрутки по формуле:
EMBED Equation.3 (1.3.3)
Вычисляем:
EMBED Equation.3 для полиэтилена 2.3;
Dэ=12.6-0.2=12.4(мм)
EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.506
EMBED Equation.3 [Ф/км]
Норма: EMBED Equation.3 [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:
EMBED Equation.3 (1.4.1)
где EMBED Equation.3 - проводимость изоляции при постоянном токе – величина, обратная сопротивлению изоляции ( для П-4 Rиз=5000 МОм); Gf – проводимость изоляции при переменном токе обусловленная диэлектрическими потерями.
EMBED Equation.3 [Сим/км] (1.4.2)
где EMBED Equation.3 - тангенс учла динамических потерь EMBED Equation.3 =2*10-4
Сопротивление изоляции жил кабельных линий связи составляет значительную величину. Следовательно G0 по сравнению с Gf, мала, и ей пренебрегают. Отсюда проводимость изоляции кабельной цепи равна:
EMBED Equation.3 [Сим/км] (1.4.3)
EMBED Equation.3 (1.4.4)
Пример расчета:
Gf=62.8*103*0.05*10-6*2*10-4 (Сим/км)
Норма: EMBED Equation.3 (мкСим/км)
Вывод: данный параметр удовлетворяет норме.
Расчет вторичных параметров
К вторичным параметрам относятся:
EMBED Equation.3 - коэффициент затухания;
EMBED Equation.3 - коэффициент фазы;
Zв – волновое сопротивление;
t – время распространения;
U – скорость распространения;
2.1 Расчет коэффициента затухания
Коэффициент затухания определяется по формуле:
EMBED Equation.3 [Неп/км] (2.1.1)
Для определения коэффициента затухания для заданной температуре необходима формула:
EMBED Equation.3 [Неп/км] (2.1.2)
где EMBED Equation.3 - коэффициент затухания при t=+200C;
EMBED Equation.3 - температурный коэффициент затухания;
t - заданная температура.
Температурный коэффициент имеет сложную зависимость от частоты, а также от конструкции кабеля. Поэтому при расчетах пользуются экспериментальными значениями EMBED Equation.3 , которые приведены в таблице.
Пример расчета:
Рассчитаем EMBED Equation.3
EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 ( Неп/км)
По заданным имеющимся значениям EMBED Equation.3 рассчитаем EMBED Equation.3 для температуры –160С
EMBED Equation.3 =0.21(1+2.7*10-3*(-36))=0.189 (Неп/км)
Вывод: полученные значения соответствуют теоретическим.
Нп/км EMBED Equation.3
f,кГц
2.2 Расчет коэффициента фазы
Коэффициент фазы рассчитывается по формуле:
EMBED Equation.3 [рад/км] (2.2.1)
Значение коэффициента фазы EMBED Equation.3 как видно из формулы, увеличивается прямо пропорционально частоте исключение составляют сравнительно низкие частоты, при которых EMBED Equation.3 определяется по другим формулам.
Пример расчета:
EMBED Equation.3 ( рад/км)
Вывод: значение полученного параметра соответствует норме.
2.3 Расчет скорости распространения
Скорость распространения определяется по формуле:
EMBED Equation.3 [км/с] (2.3.1)
Пример расчета
EMBED Equation.3 ( км/с)
2.4 Расчет времени распространения
Время распространения величина обратная скорости распространения:
EMBED Equation.3 [мкс] (2.4.1)
Пример расчета
EMBED Equation.3 ( мкс)
2.5 Расчет волнового сопротивления
Волновое сопротивление определяется по формуле
EMBED Equation.3 [Ом] (2.5.1)
Пример расчета
EMBED Equation.3 ( Ом)
Вывод по работе
Рассчитали первичные и вторичные параметры легкого полевого кабеля П-4. Полученные результаты соответствуют теоретическим. Данный полевой кабель можно эксплуатировать в указанных условиях
При расчете первичных и вторичных параметров кабеля наглядно убедились в зависимости электрических параметров от конструкции кабеля. По этому при проектировании кабелей связи необходимо соблюдать определенные соотношения между параметрами кабеля и его размерами.
При расчете первичных и вторичных параметров кабеля убедились в зависимости электрических параметров от частоты и эксплуатационной температуры. По этому при проектировании кабельных линий связи необходимо учитывать влияние температуры и рабочей частоты на параметры кабеля.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1] Кабельно-линейные сооружения связи.; Под ред. В.В.Кольцова ;Москва;1982.
[2] Конспект лекций
[3] Военные системы многоканальной электросвязи. Учебное пособие в таблицах и иллюстрациях. Часть 1.Выпуск1.-ЛВВИУС,1989
Приложение
К А Б Е Л Ь П - 4
К О М П Л Е К Т П О С Т А В К И
