Шпаргалка по "Транспорту"

Влияние ЛЭП на цепи АТС называется внешними влияниями. Влияния между  соседними цепями называются взаимными. Внешние влияния рассматриваются  как односторонние. Индуктивные  влияния, при которых не нарушается нормальная работа устройств АТС, называются допустимыми.

Напряжения и токи, индуктированные  в цепях А, Т и С внешним ЭМ полем по силе воздействия разделяются на опасные и  мешающие.

Опасные влияния вызывают поражения  обслуживающего персонала и абонентов  связи, повреждения аппаратуры, пожар  в служебных помещениях и т. д.

Мешающие влияния частично или  полностью нарушают нормальную работу, устойчивость связи или телемеханики, вызывают шумы и треск в телефонных каналах, приводят к неправильному  восприятию сигналов и т. д.

Напряжения и токи, индуктированные  соседними цепями  АТС (взаимные влияния) создают только мешающие влияния. Обычно опасные влияния имеют  место только в цепи провод-земля, а мешающие влияния - в цепи провод-провод.

Проблема совместной работы является общей для всех систем и устройств, связанных с генерацией, передачей, приёмом и обработкой электрических  сигналов и называется проблемой  ЭМ совместимости.

 

58. Влияющие цепи.

Электромагнитная совместимость  – способность технич-их  и электрич-их систем  свободно функционировать в заданной электромагнитной  обстановке, не создавая не допустимых электромагнитных помех в окружающую среду. Задача: обеспечить совместное использование технических систем  и не нарушать функционирование других систем.

Виды связи (влияния): Электрическое  влияние (или емкостное), магнитное  поле т.е. индуктивное, гальваническая связь т.е. связь через общее сопротивление, смешанная связь.

Влияющие цепи это цепи  высоковольтных линий электропередач, высоковольтно сигнальные линии автоблокировки и линии продольного электроснабжения (ВЛ), тяговые сети  электрических ж.д. и соседние цепи А. Т.и С. ВЛ делятся на линии дальних передач и распределительные сети. Цепи ВЛ служат для передачи  энергии на большие расстояния. ВЛ бывают воздушные и кабельные. Распространение получили воздуш. линии. На одной ВЛ  подвешивается одна или две трехфазные цепи. Провода на  опорах могут быть расположены треугольником, прямой елкой, горизонтально. Расстояния между проводами и высота подвеса зависят от напряжения цепей ВЛ. Цепи ВЛ  подключаются к линейным обмоткам  трансформаторов повышающих или понижающих подстанций. Цепи А Т и С воздушных или кабельных линий по схемам могут быть 2-х проводными, 1-но проводными, наложенными

59. Особенности внешнего  влияния на одно – и двухпроводные  цепи.

Электромагнитная совместимость  – способность технических  и  электрических систем  свободно функционировать в заданной электромагнитной  обстановке, не создавая не допустимых электромагнитных помех в окружающую среду. Задача: обеспечить совместное использование технических систем  и не нарушать функционирование других систем.

Виды связи (влияния): Электрическое  влияние (или емкостное), магнитное  поле т.е. индуктивное, гальваническая связь т.е. связь через общее сопротивление, смешанная связь.

Имеется влияющая цепь  и  однопроводная  цепь  подверженная влиянию. Когда  влияющая цепь находится под напряжением  и по ней  протекает ток, то в  цепи индуктируются  напряжения и  токи. Весь индуктированный ток протекает  через нагрузки, включенные в цепь, и на них действует напряжение. Если подвержена влиянию 2-х проводная  цепь, то в следствии  явлений индукции оба провода 2-х проводной цепи  окажутся под напряжением и по ним будут протекать токи

60. Влияние между коаксиальными цепями.

Электромагнитная совместимость  – способность технических и  электрических систем свободно функционировать  в заданной электромагнитной обстановке, не создавая не допустимых электромагнитных помех в окружающую среду.

Задача: обеспечить совместное использование  технических систем и не нарушать функционирование других систем.

Виды связи (влияния): Электрическое  влияние (или емкостное), магнитное  поле т.е. индуктивное, гальваническая связь т.е. связь через общее сопротивление, смешанная связь.

На сравнительно низких частотах расположенные  рядом коаксиальные цепи оказывают  некоторое влияние друг на друга  из-за продольной составляющей электрического поля, направленной вдоль цепей

 

С увеличением частоты влияния  между коаксиальными цепями уменьшается, поскольку уменьшается продольная составляющая Еz из-за скин-эффекта. Поле сосредотачивается на внутренней поверхности

внешнего проводника и третья цепь исчезает. Меры защиты от взаимных влияний  коаксиальных кабелей:

-на этапе изготовления в заводских  условиях.

61. Продольная и поперечная  асимметрия.

Электромагнитная совместимость  – способность технических  и  электрических систем  свободно функционировать в заданной электромагнитной  обстановке, не создавая не допустимых электромагнитных помех в окружающую среду. Задача: обеспечить совместное использование технических систем  и не нарушать функционирование других систем.

Виды связи (влияния): Электрическое  влияние (или емкостное), магнитное  поле т.е. индуктивное, гальваническая связь т.е. связь через общее сопротивление, смешанная связь.

Всем 2-х проводным цепям присуща  асимметрия. Поперечная асимметрия  обусловлена не одинаковым расстоянием  от проводов цепи  до источника помех. Если  один провод цепи находится  ближе к ЛЭП, а второй - дальше, то влияние на ближний провод будет больше, и в нагрузке  цепи появится мешающий ток. Поперечная  симметрия устраняется скрещиванием воздушных и скруткой кабельных цепей. Продольная асимметрия  существует в цепях с неодинаковыми параметрами систем. Даже при симметричном расположении проводов цепи  относительно источника влияния в них наводятся различные токи; разностный ток протекает по нагрузке цепи и оказывает мешающее действие. Чем больше продольная  асимметрия, тем большее напряжение шума возможно. Количественно продольная асимметрия оценивается коэффициентом чувствительности 2-х проводной цепи к помехам, который  показывает, какую часть величина шума в данной 2-х проводной цепи составляет от  величины  шума в 1-но проводной цепи с теми же параметрами. 

62. Симметрирование включением  контуров противосвязи.

Взаимные влияния  возникают  в результате наличия  между цепями  электромагнитных связей. При этом в кабелях низкочастотных преобладают  емкостные связи, а в кабелях  высокочастотных – электромагнитные  комплексные связи. Для снижения взаимных влияний  уменьшают   связи между цепями  скрещиванием жил, включением между жилами цепей  конденсаторов и контуров из  последовательно соединенных  резисторов с активным сопротивлением и конденсаторов. Эти контуры называют контурами  противосвязи. Симметрирование контурами противосвязи  заключается в том, что токи помех вызываемые  электромагнитными связями между цепями, компенсируется токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью контуров, включаемых между жилами цепей. В низкочастотных  кабелях преобладают емкостные связи и можно применять симметрирование скрещиванием, конденсаторами  и контурами противосвязи; при симметрировании высокочастотных кабелей – скрещиванием и контурами противосвязи. Токи влияния на дальний конец с различных участков сближения цепей имеют одинаковую фазу, для компенсации этих токов достаточно с помощью контура создать такой же ток, но противоположной фазы. Надо чтобы контур противосвязи  воспроизводил частотную зависимость естественной электромагнитной  связи, которая носит комплексный характер. На ближний конец токи влияния с различных участков приходят с различными фазами  и компенсировать их токами противосвязи  сложно. Поэтому симметрирование контурами противосвязи применяют только для уменьшения  влияния на дальний конец. Влияние на ближний конец уменьшают скрещиванием.

63. Первичные параметры  влияния между цепями симметричных  кабелей.

В кабеле наличие изоляции, небольшие  расстояния между жилами, их несимметричное взаимное расположение и с металлическими защитными покровами создают  дополнительные связи между цепями. Эти причины увеличивают влияние  за счёт потерь в диэлектрике и  металле.

Как известно, электрические связи  между цепями определяются по формуле: ,

а магнитные связи:

Эквивалентные схемы электрической  и магнитной связей между цепями показаны на рис.2(а,б).

На рис.2 показаны две цепи:

жила 1-2 -влияющая  - цепь 1; жила  3-4  - подверженная влиянию  - цепь 2. -частичные ёмкости; - частичные проводимости; - частичные индуктивности;     - частичные сопротивления.

Связь между цепями будет отсутствовать, если электрический мост будет сбалансированным. Рассмотрим природу и характер действия электрических и магнитных связей между цепями.

Емкостная связь.  С₁₂  является результатом асимметрии частичных ёмкостей между жилами влияющей и подверженной влиянию цепей (рис.2а). Частичные ёмкости образуют так называемый мост. Если мост симметричен и находится в уравновешенном состоянии, то перехода энергии из цепи 1 в цепь 2 не будет.

Условием симметрии моста является равенство: .

Связь между цепями будет осуществляться, если мост неуравновешен. Эта связь  является причиной возникновения мешающих влияний между цепями связи и  называется ёмкостной связью:

Индуктивная связь    по аналогии может быть представлена мостом частичных индуктивностей, имеющих трансформаторную связь (рис. 2,б). Здесь имеем дело с магнитными потоками. Условием симметрии моста является выражение:

.

Коэффициент индуктивной связи  характеризует асимметрию моста  и соответственно степень перехода энергии из цепи 1 в цепь 2, т. е. будет  наблюдаться мешающее влияние одной  цепи на другую:

Активная составляющая электрической  связи g₁₂  обусловлена асимметрией потерь энергии в диэлектрике. В этом случае плечи моста представляют собой эквивалентные потери энергии в диэлектрике, окружающем кабельные жилы, (рис. 2,а).

Если по жилам кабеля протекает  переменный ток, то диэлектрик вносит потери, пропорциональные проводимости изоляции

Если диэлектрик неоднороден по своим электрическим свойствам, или толщина изоляции жил различна, или кабель деформирован в разных местах и т. д. , то частичные проводники диэлектриков

  будут  неодинаковы. Это  нарушает симметрию моста и  создаёт условия для взаимного  перехода энергии между цепями. Активная составляющая электрической  связи: 

Активная составляющая магнитной  связи r₁₂,  или так называемая активная связь, обусловлена вихревыми токами. При прохождении переменного тока по цепи кабеля в соседних жилах за счёт переменного магнитного поля наводятся вихревые токи, вызывающие дополнительные потери энергии в цепи передачи. Аналогичные потери имеют место в экране, свинцовой, алюминиевой оболочке и других металлических частях кабеля.

Несимметричность расположения жил  одной цепи относительно жил другой цепи и металлических оболочек кабеля, а также применение жил различного диаметра и электрических свойств  приводят к асимметрии потерь на вихревых токи, что проявляется в виде расстройки моста связей (рис. 2,б). В результате создаётся асимметрия активных потерь энергии, характеризуемая связью

Величина активной связи тем  больше, чем больше различаются жилы по активному сопротивлению и  потерям энергии на вихревые токи в соседней цепи, экране, оболочке и  других металлических частях кабеля.

Активная составляющая электрической  связи обуславливается асимметрией  потерь в диэлектрике, а активная составляющая магнитной связи  -  асимметрией потерь в металле.

Величины    называются первичными параметрами влияния.

Величина переходного затухания А, характеризующая затухание токов влияния при переходе с 1-ой цепи на вторую называется вторичными параметрами влияния.

Как уже указывалось ранее, при  взаимных влияниях всегда учитывают  совместное действие электрического и магнитного полей и поэтому необходимо рассматривать отдельно влияние на ближнем и дальнем концах.

Коэффициенты электромагнитной связи  между цепями в кабеле на ближнем  и дальнем концах определяются:

• на ближнем

,  См/км;

• на дальнем

,  См/км.

64. Частотные зависимости  электромагнитных связей.

В кабельных цепях необходимо учитывать все четыре первичных параметра влияния, причем в зависимости от частоты соотношение и удельная значимость их меняется.

 Примерное соотношение отдельных  связей в строительных длинах при  разных частотах  от общей величины связи представлено на рисунке.

Из графика следует:

1. В области НЧ (тональный спектр) доминируют емкостные связи , другие составляющие связей в этом диапазоне можно не учитывать;
2. С возрастанием частоты увеличивается удельная значимость магнитного влияния и, уже начиная примерно с 35 кГц, индуктивные связи становятся равными емкостным       ;
3. Активные связи и , практически равные нулю на низких частотах  и при постоянном токе, в области ВЧ существенно возрастают, В среднем соотношение активных и реактивных составляющих равно ;  ;
4. Индуктивные и ёмкостные связи в кабелях соотносятся как: . Для кабелей со звездной скруткой Ом , т.е. Гн/Ф. Поэтому, если известны величины (которая обычно нормируется в ТУ  на кабели связи), то легко определить и величину . Так если пФ на строительную длину кабеля, то нГн.

При ВЧ передаче по кабелям необходимо считаться со всеми составляющими  связей. В области НЧ достаточно учитывать лишь ёмкостную связь, а с остальными можно не считаться.

65. Переходное затухание

Взаимные влияния между цепями оцениваются величиной переходного  затухания А., которое определяется как 10 lg отношения мощностей.

На ближнем конце

;    дБ

На дальнем конце

.  дБ

Так как  -  мощность в начале влияющей цепи;

        -  мощность в начале цепи, подверженной влиянию,