книги / Междугородные кабельные линии связи
..pdfэтом погрешность измерений не превышает соответственно ± 3 пф
и± 8 пф.
Вкомплект прибора входят:
—измеритель ёмкостной асимметрии с четырьмя съёмными блоками дополнительных конденсаторов;
—генератор-зуммер на 800 гц;
—переключатель четвёрок (для измерения ёмкостной связи
между цепями разных четвёрок);
— переключатель скрещивания (рис. 4.76) (включается вме- ■сто переключателя четвёрок для выбора оператора)
—измерительный телефон (иногда с усилителем нч);
—комплект измерительных шнуров.
К каждому прибору прилагаются рабочая инструкция и описание. Для электропитания генератора-зуммера (рис. 4.7е) требуется аккумулятор 6 в или сухие элементы. Потребляемый постоянный ток — 0,25 а. Соединение приборов для симметрирования кабеля должно быть сделано по схеме рис. 4.7. Приборы устанавливаются на сухом месте, покрытом клеёнкой, желательно на столике или
досках.
Для присоединения соединительного шнура к жилам кабеля необходимо, чтобы отдельные проводники соединительного шнура имели специальные наконечники. Порядок измерения отдельных групп (четвёрок) должен соответствовать их нумерации. Измерен ные связи и асимметрии записывают в протоколы измерений. Для каждой конструкции монтируемого кабеля берётся индивидуаль ная форма протоколов.
4.5. ИНДУКТИВНЫЕ СВЯЗИ
Величина индуктивной связи определяется асимметрией взаимных индуктив ностей между проводниками различных .пар одной четвёрки. Асимметрия взаим ных индуктивностей между жилами двух смежных цепей, так же как и асиммет рия частичных ёмкостей, обусловливает влияние одной цепи на другую. Рас смотрим четвёрку жил и взаимные индуктивности между ними (рис. 4.8). Пред-
Рис. 4.8. Схема индуктивных связей между основны ми цепями
положим, что по проводникам а и Ь протекает ток Л. Тогда между точками с и Л возбуждается эдс величиной
Еса = — 1 °> тас / 1 + |
1 0 |
таа + 1 ш тЬс / х — 1 |
© тьл 1Х — |
= — I ш ^ 1 |
('пас + Ща — Ща — Щс)- |
|
|
Обозначим выражение в скобках, представляющее собой индуктивную связь |
|||
между основными цепями, через |
|
тогда |
|
тг = тас + |
тьй — таа — тЬс. |
(4.12) |
|
Если рассматривать влияние между первой основной и искусственной цепями четвёрки, то схема распределения взаимных индуктивностей для удобства может быть представлена, как показано на рис. 4.9.
Рис. 4.9. Схема индуктивных связей между основной и фантом ной цепями
Допустим, что ток I ц протекает по искусственной цепи; в средней точке тран сформатора он разветвляется -на две равные составляющие. В проводах с и с1 ток имеет значение, равное /д/2. Протекая (по -проводам с и й, он индуктирует в первой цепи между точками а и Ь эдс, определяемую равенством
ЕаЬ = — 1 о) тас 1и12— 1 со таа / й/2+ 1 |
ш тЬс 1и!2 + 1 |
Ща Л//2+ |
+ 1 со Ьа 1и/2 — 1 со Ьь 1и/ 2 = — 1 ш 1и/2[(тас + таа — Щ с — Ща]—(Еаг~1ь)1 » |
||
где Ь а — индуктивность провода а, |
|
|
Ь ь — индуктивность провода &. |
представляет |
собой индуктивную |
Выражение в первых -круглых скобках |
||
связь между первой основной и искусственной цепями, которую обозначают через
/п2 = шас ТПаа — ^ьс ть<1 ' |
(4.13) |
а выражение во вторых круглых скобках — индуктивную асимметрию первой ос новной цепи
Аналогичным путём получают индуктивную связь между второй основной и искусственной цепями:
т3 = тас + тЬс — таа — тьа |
(4.14) |
А 1*2— 1-*с
Для уменьшения индуктивного влияния между цепями необходимо произ водить выравнивание взаимных индуктивных связей между жилами:
Шас— ай —Н1ъс—^ПЬс!* |
(4.15) |
атакже .выравнивание индуктивностей отдельных жил:
и1*с — Ь>([.
Внекоторых случаях для уменьшения индуктивного влияния между искусст венной и основными цепями можно индуктивные связи т2 и т$ компенсировать
индуктивными асимметриями |
и Д1.2, т. е. можно применять выравнивания |
ш2 = А и т3 = А Ь2.
4.6.АКТИВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ИМАГНИТНОЙ СВЯЗЕЙ
Активные составляющие электрической связи вызываются асимметрией по терь в диэлектрике; их величины определяются через частичные проводимости ана логично ёмкостным связям: между основными цепями
.= ёас “Ь ёЬй — ёай — ёьс*
между первой основной и искусственной цепями
§2 == 8ас “1 ёас! — ёЬс ёЬ4>
между второй основной и искусственной цепями
ёз — ёас + ёЬс ёай -ёьй^
где §ас> ёаа> ёьс и ёьа — частичные проводимости между жилами четвёрки. Активные составляющие магнитной связи возникают вследствие асимметрии
потерь на вихревые токи в проводниках цепей н в окружающих цепи металличе ских массах.
Величины активных составляющих магнитных связей в основном определяют ся асимметрией сопротивлений жил:
|
А ^ 0; А г2=^ К а — Кь\ А г3 = |
— /?</, |
(4.16) |
где Дг\ |
— асимметрия потерь между цепями, |
|
|
Аг2 |
— омическая асимметрия первой цепи, |
|
|
Аг3 |
— омическая асимметрия второй цепи, |
|
|
/?я, /?&, Яс и Я а — сопротивления соответствующих жил.
Для уменьшения влияния, обусловленного активными составляющими связей»
необходимо производить выравнивание омических |
сопротивлений отдельных |
жил, т. е. выполнять условия |
|
Ка = Кь и Яс = Яа- |
(4Л7) |
Раздельное рассмотрение действия электрического и магнитного полей было принято выше по соображениям удобства исследования.
В действительности, как указывалось выше, взаимное влияние между цепями вызывается совместным действием этих полей или, точнее, действием единого электромагнитного поля.
При электромагнитном влиянии «а -ближнем конце получается результирую щая комплексная связь, т. е. связь, обусловленная влиянием электрического и магнитного полей, причём компоненты влияния на ближнем конце складываются:
^12 = 81+ 1
Д Г±+ 1 0>ГП1
%01 %в2
При электромагнитном влиянии .на дальнем конце компоненты вычитаются:
+ |
1 со*! |
А п + |
1 |
<»т1 |
12 |
м |
7 |
7 |
* |
Измерять результирующие электромагнитные связи затруднительно, а поэто му -вместо электромагнитных связей очень часто производят измерение величины переходного затухания на ближнем или на дальнем конце. В соответствии с этим вместо выполнения условий (4.7), (4.15) <и (4.17) можно, пользуясь ф-лаоди (ЗЛ8) и (3.19), добиваться .наибольших значений переходных затуханий на ближ нем и дальнем концах или наибольших значений переходного затухания на ближ нем конце и защищённости на дальнем конце [см. ф-л'у (3.19)].
Практически установлено, что при симметрировании кабелей нч удобнее из мерять ёмкостные связи и устранять их по шагам симметрирования, а в дальней шем при соединении шагов симметрирования прибегать к измерению переходного затухания или защищённости цепей. При симметрировании кабелей вч целесооб разно измерять либо защищённость цепи на дальнем конце, либо величину элек тромагнитной связи на дальнем конце.
4.7. СПОСОБЫ СИММЕТРИРОВАНИЯ НЧ КАБЕЛЕЙ
При симметрировании нч кабелей устраняют в основном ёмко стные связи. Выполнить условие (4.7) возможно несколькими спо собами; но наиболее широкое распространение получили способ скрещивания и способ включения дополнительных конденсаторов.
Способ скрещивания заключается в компенсировании асим метрии четвёрки одного куска кабеля строительной длины со сто роны А асимметрией четвёрки другого куска кабеля строительной длины со стороны Б путём прямого соединения соответствующих четвёрок двух соседних кусков кабеля (длин А и Б) или же пу тём скрещивания жил в четвёрках. Этот способ даёт также ком пенсацию и магнитных связей.
Существует 8 схем скрещивания двух четвёрок в симметрирую щей муфте. Эти схемы приведены в табл. 4.1, где указано, какое изменение претерпевает знак связи и асимметрии четвёрки со сто роны Б ; кроме того, в табл. 4.1 указаны условные обозначения
схем скрещивания (операторы). Первый знак |
оператора (левый) |
||
обозначает состояние первой основной цепи, |
второй знак |
(сред |
|
ний) — |
состояние второй основной цепи и третий (правый) |
со |
|
стояние |
фантомной цепи. Точка означает соединение жил |
напря- |
|
мое, а знак х (крест) — скрещивание.
Схемы скрещивания четвёрок в симметрирующей муфте
Оператор
аСхема
аОбоз
8 |
наче |
сторо- |
сторо |
и |
ние |
||
% |
|
на А |
на Б |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
X- • |
= ~ |
* = |
3 |
♦X- |
|
|
4XX-
5- *х
6х -х
7•XX
8! XXX
X
Связи и асимметрии между цепями
1/Н |
1/И |
н/и |
1/Е |
П/Е |
|
^2+^2 |
к 3+ к г |
*1+*1 |
^2+^2 |
||
К — ь \ |
&2 |
^2 |
^3+^3 |
|
егЛ~е2 |
|
К - к \ |
|
|
—Ьг |
|
|
г |
^2“Ь^2 |
|
е 2— е2 |
||||
^1+^1 |
|
|
к з — к 3 |
«1—*1 |
<?г—4 |
|
|
|
|
^3+^2 |
е х + 4 |
е2А |
е 1 |
К — &\ |
к 2— й3 |
|
^1—^2 |
ег+ |
е 1 |
|
к г - к \ |
^2+^3 |
^3 ^2 |
е1 + е2 |
е 2— е\ |
||
^1 + 1 |
к 2 |
к 3 |
^3—^2 |
^1 ^2 |
е 2— е [ |
|
И/Е
г
в з + еЭ
*3+*3
е3 + в3
* 3 + в3
е3““ ^3
ег — ез
е з —ез
г
е 3— е&
П р и м е ч а н и е . Коэффициенты без значка «штрих» относятся к стороне Ау а
оэффициенты с этим знаком — к стороне Б . Здесь Е — земля.
Результирующие асимметрии и связи вычисляют алгебраиче ским сложением отдельных асимметрий и связей. При этом асим метрия и связь с одинаковыми знаками могут взаимно уничтожать ся, если при скрещивании пар в четвёрках получена необходимая перемена знаков.
Из табл. 4.1 видно, что асимметрия и связь полностью ком пенсируются, если абсолютные значения этих величин на отрезках кабеля с обеих сторон равны между собой; асимметрия трёх цепей может быть одновременно уменьшена при любом сочетании зна ков с обеих сторон, а связь может быть уменьшена только при ус ловии нечётного числа знаков «+ » или «—» с обеих сторон точки симметрирования при выборе оператора для компенсации связей и асимметрий.
В некоторых случаях при скрещивании не может быть достиг нуто одновременное уменьшение асимметрий и связей. Тогда ком пенсация связей должна быть основной целью симметрирования.
Для выполнения симметрирования применяют единую нумера цию групп в кабеле (четвёрок и пар). Нумеруют группы в каждом повиве кабеля, начиная от центрального, в направлении вращения часовой стрелки, если смотреть со стороны начала кабельной ли нии А в направлении её конца Б (рис. 4.10), считая контрольную группу в повиве за первую.
Кабель, подходящий со стороны А |
Кабель, подходящий со стороны б |
Контрольная четббрна
Рис. 4.10. Порядок нумерации четвёрок в кабеле
Обозначения жил в группах установлены следующие: жилы первой цепи четвёрки обозначают буквами а и Ь, а второй цепи — буквами с и й. Если жилы в кабеле свиты парами, то первую жилу обозначают буквой а, а вторую — буквой Ь.
Для различия жил в группах применяют изоляционный мате риал различных цветов. Обычно жила с красной изоляцией обо-
66
значается буквой а, с белой — буквой Ь, с синей — буквой с и с зелёной — буквой й. Однако часто встречаются и другие цвета изоляции жил, поэтому обозначения жил должны быть даны в со ответствии с расцветкой каждого отдельного кабеля.
Измеренные ёмкостные связи и асимметрии записывают в табл. 4.2 в полном соответствии с указанной формой в заголовках отдельных столбцов. Сначала заполняют столбцы 1, 2, 3, 12, 13 и 14 измеренными значениями. Затем выбирают по одной четвёр ке со стороны А и со стороны Б с наибольшими абсолютными зна чениями связи или асимметрии, при этом для сравнения значения асимметрий условно уменьшают в 10 раз. Так, например, четвёр
ка № 7 со стороны А имеет наибольшую связь |
из |
всех четвёрок |
|
&1= + 135, несмотря |
на то, что четвёрка № 4 |
имеет |
асимметрию |
ез= —250, так как |
при этом сравнении условно |
считают, что |
|
ез= —25,0. Четвёрка |
№ 7 со стороны Б имеет также |
наибольшую |
|
связь ^1= 4- 110, и, кроме того, общее число отрицательных знаков перед связями нечётное (три знака). Следовательно, выбранные четвёрки № 7 со стороны Л и № 7 со стороны Б удовлетворяют требованию симметрирования.
После этого измеренные значения четвёрки № 7 со стороны Б переписывают в столбцы 5, 6, 7 против четвёрки № 7 со стороны Л
и выбирают схему соединения жил (оператор), для чего сравни |
|
вают связи к2 и кг со связями к2и кг. |
|
г |
/ |
Если кч^к2 |
и кг^кз, то пары в четвёрке соединяются напря- |
мое, если к2^ к з и к з^к 2, то пары скрещиваются. Если же ука занные два варианта более или менее равноценны, то окончатель ный выбор схемы делают после такого же сравнения асимметрий
<?ь е2 и ей е2.
В рассмотренном примере с четвёркой № 7 окончательный вы
бор схемы пар сделан на основании сравнения е2 с е\, так как они приблизительно равны между собой (345 и 310). Значит, пары должны быть скрещены. Соединение жил в парах зависит от зна ков компенсируемых связей или асимметрий. Если знаки разные, жилы соединяют иапрямое, если одинаковые, жилы скрещивают.
В данном примере асимметрии +345 и +310, а также связи —85 и —120 имеют одинаковые знаки, следовательно, жилы 2-й пары (со стороны Л) скрещиваются, а жилы 1-й пары на основе аналогичных рассуждений соединяются напрямое. При этом скре щивание проводов в одной паре обепечивает компенсацию связей
кх и к и Таким образом, окончательно выбирается оператор (*хх).
После выбора оператора вычисляют результирующие значения связей и асимметрий и записывают в столбцы 8 и 9. При этом ну мерацию пар и жил считают по четвёрке со стороны Л. Это значит,
что сумму к2+кз записывают в первую строку, а сумму к3+к — в третью строку. Аналогично записывают и результирующие асим метрии. После вычисления результирующих связей и асимметрий
Ведомость симметрирования четвёрок скрещиванием
производят соединение жил по выбранному оператору и делают контрольные измерения. Результаты контрольных измерений запи сывают в столбцы 10 и 11. Измеренные значения должны соответ ствовать вычисленным значениям связей и асимметрий.
После симметрирования скрещиванием получаются остаточные связи, которые необходимо окончательно компенсировать конден саторами.
Способ дополнительных конденсаторов заключается в том, что частичные ёмкости между жилами или жилой и землёй выравни вают путём включения дополнительных конденсаторов. Прежде всего необходимо выровнять частичные ёмкости относительно земли.
Выравнивание (симметрирование) частичных ёмкостей относи тельно земли производят следующим образом. Измеренные вели чины асимметрии записываются в столбец 3 (табл. 4.3) с теми зна ками, которые получаются при измерении. Потом эти измеренные значения записывают в свободные клетки справа согласно указа ниям, отмеченным в столбце 4. Первая цифра означает часть из-
Таблица 4,3
Ведомость симметрирования конденсаторами относительно земли
Обозначе |
Знак |
Измерен |
Часть, кото |
||
ние асим |
ное значе |
рую необхо |
|||
метрии |
|
ние асим |
димо вписать в |
||
|
|
метрии |
чистую клетку |
||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
|
— |
300 |
1 |
1 / 2 |
1 / 2 |
Ч |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
1 |
1 / 2 |
1 / 2 |
|
— |
|
1 / 2 |
1 / 2 |
1 |
Ч |
|
800 |
|
|
|
|
+ |
1 / 2 |
1 / 2 |
1 |
|
ез |
— |
400 |
1 / 2 1 / 2 |
||
|
|
|
|
|
|
Емкость дополнительных конденсаторов, которые необходимо включить между жилами и землёй, пф
а—0 |
6 -0 |
с—0 |
</—о |
5 |
6 |
7 |
8 |
300 |
---- = |
150 |
150 |
- ■ |
= |
|
|
|
|
| |
------- |
400 |
400 |
|
о |
|
О ао |
||
2 0 0 |
2 0 0 |
— |
=-■■ ■ |
+ |
1 / 2 1 / 2 |
' ■"= |
|
|
|
Сумма ёмкостей |
|
900 |
600 |
150 |
950 |
Вычитается наименьшая сумма |
150 |
150 |
150 |
150 |
|
Остаток (результат) |
|
750 |
450 |
0 |
800 |
меренного значения, |
которую необходимо |
вписать в первую чи |
|||
стую клетку, вторую |
цифру — во |
вторую |
клетку, третью — в |
||
третью, считая слева |
направо. |
|
|
|
|
По величине остатка выбирают соответствующие дополнитель ные конденсаторы и включают между жилами и землёй согласно
Надписям сверху каждого столбца, где буква «о» означает «земля».
Пример 4.1. ех= —300; |
е2= + 8 0 0 и е3= —400. |
Результаты расчёта см. в |
табл. 4.3. |
относительно земли ёмкостные связи кь к2, к$ необ |
|
После симметрирования |
||
ходимо вновь измерить и записать, в столбец 3 табл. |
4.4 соответственно знакам. |
|
Разбивку измеренных значений по табл. 4.4 и расчёт ёмкости дополнительных кон денсаторов производят так же, как описано выше.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.4 |
||
___________Ведомость симметрирования конденсаторами между цепями_________ |
|
||||||||
|
|
Измерен |
Часть |
измерен |
Емкость дополнительных конденсаторов, |
|
|||
Обозначе |
Знак |
ного значения, |
которые необходимо включить между |
|
|||||
ное значе |
которую необ |
|
жилами, пф |
|
|
||||
ние связи |
|
ние связи |
ходимо впи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сать в чистую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клетку |
а — с |
а—й |
Ь—с |
Ь—й |
||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
— |
|
1/2 |
1/2 |
|
■------ -■ |
--------------- |
|
|
|
+ |
80 |
1/2 |
1/2 |
|
40 |
40 |
|
|
*2 |
— |
50 |
1/2 |
1/2 |
25 |
25 |
|
~ |
~ |
|
|
1/2 |
1/2 |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
- |
|
|
|
|
||
|
— |
|
1/2 |
1/2 |
|
— |
|
|
|
|
+ |
60 |
1/2 |
1/2 |
|
30 |
--- = |
30 |
|
|
|
|
|
||||||
Сумма ёмкостей |
|
|
|
25 |
95 |
40 |
30 |
|
|
Вычитается наименьшая сумма |
|
25 |
25 |
25 |
25 |
|
|||
Остаток (результат) |
|
|
0 |
70 |
15 |
5 |
|
||
Пример 4.2. |
/г1==-{-80; |
к2= —50 и &3= + 6 0 . Результаты расчёта приведены |
о |
||||||
табл. 4.4. Конденсаторы до 5 пф можно не включать.
Так как частичные ёмкости распределены по длине кабеля, а дополнительно включаемые конденсаторы являются сосредоточенной ёмкостью, то переходное затухание при к^=к2= к ъ= 0 принимает высокое, но не бесконечное значение. По вышение переходного затухания зависит ещё от длины кабеля, который подвер гается симметрированию.
Чем эта длина будет меньше, тем симметрирование точнее. Поэтому симмет рирование необходимо производить отдельными участками (см. -п. 4.1).
4.8. СИММЕТРИРОВАНИЕ НЧ КАБЕЛЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ЗАТУХАНИЙ
Электромагнитная связь, оказывающая влияние на величину взаимодействия между цепями внутри одной группы, уменьшается скрещиванием жил также в стыковых муфтах !). Эту операцию производят по результатам измерения пере ходного затухания на ближнем конце при монтаже этих муфт.
1) Стыковыми муфтами называются муфты, соединяющие между собой шаги симметрирования. Для пупинизироваиных кабелей стыковые муфты заменяются муфтами с ■пупиновскими катушками.