книги / Междугородные кабельные линии связи

при низких частотах

Из рассмотрения приведённых формул следует, что при низких частотах вф < г)гр, а при высоких частотах*^ = огр, т. е. при низ­ ких частотах имеют место фазовые искажения, а при высоких ча­ стотах их почти нет. Вот почему в настоящее время наиболее ка­ чественные связи стремятся осуществлять на высокой частоте. На­ пример, телевидение осуществляют в диапазоне частот от 1,9 до- 8,5 Мгц.

Время пробега волны 1ф по цепи протяжённостью в 1 км опре­ деляется по формуле

сек

(1) км

Соответственно групповое время пробега сложной волны (сиг­ нала) вычисляется по формуле

(3-13)

Последние формулы справедливы для высокой частоты, для низкой частоты они могут быть получены аналогичным путём из формул для соответствующих скоростей.

Групповое время пробега сложной волны необходимо для оп­ ределения дальности телефонирования. Как указывалось выше, в первой стадии развития кабельной техники дальность телефони­ рования определялась затуханием цепи. После изобретения элек­ тронно-ламповых усилителей дальность телефонирования стали определять по времени пробега волны, так как затухание цепи с усилителями не ограничивает дальности передачи, компенсируясь усилением усилителей.

По нормам МККТТ общее время пробега волны между двумя телефонными аппаратами, находящимися на разных континентах,, не долиено быть более 250 мсек. Эти 250 мсек распределяются так:. 50 мсек отводится для каждой национальной сети и 150 мсек для международной линии. Но поскольку территория СССР располо­ жена яа двух континентах, то для национальной телефонной сети

Если в этой формуле увеличивать индуктивность Ь, то первый член форму­ лы будет уменьшаться, а второй — увеличиваться (рис. 3.6). Так как на практи­ ке первый член при низких частотах составляет 90%, а второй только около 10%, то с увеличением индуктивности затухание до известных пределов будет умень­ шаться. Индуктивность, при которой получается наименьшее затухание, назы­ вается оптимальной:

ЯС

I*опт — О

Практически оптимальной величины индуктивности в Кабеле не достигают, так как пупинизироваиная цепь представляет собой фильтр низких частот, ко­ торый пропускает частоты только ниже своей предельной частоты. Это значит, что пупинизация, уменьшая затухание кабеля, одновременно ограничивает по­ лосу передаваемых частот.

Для того чтобы сохранить переда­ ваемую полосу частот и снизить в до­ статочной мере затухание цепи, прихо­ дится чаще включать катушки, а это приводит к удорожанию пупинизации. Поэтому индуктивность катушек выби­ рают, исходя из необходимой степени снижения затухания, заданной полосы частот и стоимости пупинизации. Рас­ стояние между катушками устанавли­ вают по расчёту.

Пупиновская катушка (рис. 3.7а) представляет собой замкнутый сердеч­ ник в виде кольца с круглым или оваль­

ным сечением с наружной обмоткой из медной изолированной проволоки. Сер­ дечник делают из различных ферромагнитных материалов: электролитической стали, пермаллоя, альсифера, карбонильной стали и др. Эти материалы размель­ чают в порошок и спрессовывают под большим давлением. В качестве связываю-

Рис. 3.7. Конструкция пупиновской катушки: а) разрез сердечника, б) металлический чехол

щего диэлектрика применяют бакелитовую смолу или полистирол. Чем меньше размеры отдельных зерён порошка и чем лучше изоляция их, тем меньше маг­ нитные потери. С другой стороны, уменьшение размеров зёрен значительно сни­ жает магнитную проницаемость, поэтому при расчёте сердечника это необходи­ мо учитывать и каждый раз выбирать оптимальный вариант.

Магнитный сердечник вместе с обмоткой помещают в металлический чехол (рис. 3.7б), служащий для 1механической защиты, а также в качестве электромаг­ нитного экрана. Внутрь чехла заливают специальную изолирующую массу.

Существующие в эксплуатации пупинизированные кабели разделяют на два основных типа: пупинизированные низкочастотные (нч) и пупинизированные вы­ сокочастотные (вч).

Кабели пупинизированные нч имеют шаг (звено) пупинизации 5=1,7 км- Величина индуктивности пупиновских катушек зависит от ширины полосы пере­ даваемых частот и от типа скрутки жил в группу.

При двойной парной скрутке полоса передаваемых частот была выбрана от 300 до 2400 гц. Индуктивность пупиновоких катушек для основных цепей равна

При звёздной скрутке полоса передаваемых частот для основных цепей была выбрана 300-ь3400 гц, а для фантомных цепей была оставлена прежней, т. е. 300-ь2400 гц. Индуктивность пупиновских катушек при этом равна: для основных цепей Ь3 = 100 мгн, для фантомных цепей = 70 мгн. Длина усилительного уча­ стка при диаметре жил 11,2 мм составляла 120 км.

Дальность телефонирования, вычисленная, исходя из допустимого времени пробега волны, не превосходила: для кабелей с катушками индуктивностью 140 мгн — 1400 км, для кабелей с катушками индуктивностью 100 мгн — 1800 км.

Указанные кабели уплотняются аппаратурой двенадцатиканальной системы. Сред­ няя длина усилительного участка для лупинизирова,иного кабеля с кордельнобумажной изоляцией — 70 км, а для кабеля с кордельно-стирофлексной изоля­ цией — 120 км. Дальность передачи достигает соответственно 9000 км и 6000 км. Фантомные цепи у этих кабелей используются для дистанционного электропита­ ния НУП#

В настоящее время Ц|упи1Н.изированные кабели не проектируются и не про­ кладываются. Даже, наоборот, проложенные ранее пупинизированные междуго­ родные кабели на некоторых направлениях депупинизируются и приспосабли­ ваются для уплотнения аппаратурой КВ-12. Пупинизации сохраняется до некото­ рой степени только на сетях местной телефонной связи и сетях радиофикации в сельской местности, а также для согласования кабельных вставок.

3.5. ВЛИЯНИЕ МЕЖДУ ЦЕПЯМИ В СИММЕТРИЧНОМ КАБЕЛЕ

Влияние между цепями в симметричном кабеле обусловлено переходом тока из одной цепи в другую вследствие несовершенст­ ва изоляции и воздействия электромагнитного поля, возникающе­ го в пространстве, окружающем провода влияющей линии. Пере­ ход тока из одной цепи в другую за счёт несовершенства изоляции бывает заметен при использовании земли в качестве обратного провода. При двухпроводных цепях этот вид влияния в кабелях можно не учитывать.

Влияние вследствие воздействия электромагнитного поля об­ наруживается при изменениях последнего во времени. Обычно рассматривают две составляющие электромагнитной связи: состав­ ляющую, обусловленную влиянием напряжения, и составляющую,

то же между основной и фантомной цепями

Л^з = 0,65 ш к2у

где к2 — ёмкостная связь между основной и фантомной цепями. Электромагнитная связь между основными цепями на дальнем конце куска кабеля строительной длины при непосредственном

влиянии определяется как разность тех же составляющих:

Значение переходного затухания между основными цепями на ближнем конце куска кабеля строительной длины подсчитывается по. формуле

то же между основной и фантомной цепями

2

Д(зс — 1п N13У2в1 2вз

Величина защищённости между основными цепями на дальнем конце куска кабеля строительной длины вычисляется по формуле, аналогичной ф-ле (3.18):

^12'У''%в1 ^62

Величина переходного затухания между основными цепями на ближнем конце усилительного участка может быть найдена из ра­ венства

Величина защищённости между основными цепями на дальнем конце усилительного участка при непосредственном влиянии опре­ деляется из выражения

где п- 1у — число строительных длин на усилительном участке.

-2.

/у— длина усилительного участка, 1С— строительная длина куска кабеля.

Кроме непосредственного влияния на дальний конец усилитель­ ного участка, имеют место ещё дополнительные влияния вследст­ вие отражения от внутренних неоднородностей и вследствие пе­ рехода через третьи (соседние) цепи. Пути переходных токов при

пути переходных токов, которые на участке между третьей и вто­ рой цепями разветвляются каждый на два пути. Таким образом, на дальний конец поступают два тока: один вследствие двойного влияния, по закону дальнего конца (путь а), а другой вследствие двойного влияния по закону ближнего конца (путь б). Однако переходный ток по пути а сравнительно мал, поэтому им можно пренебречь. Пути влияния в и г , поскольку они ведут к ближнему концу, при рассмотрении влияния на дальний конец во внимание не принимаются.

Следовательно, величина защищённости между основными це­ пями в предположении, что третья цепь имеет согласованные на­ грузки, может быть определена по приближённой формуле с учё­

конце куска кабеля строительной длины, О] и аз — коэффициенты затухания первой и третьей цепей.

Результирующее значение защищённости между основными це­ пями от переходных разговоров на дальнем конце следует опреде­ лять с учётом всех видов влияний, пользуясь следующей форму­ лой:

Эта формула может быть упрощена, если какая-нибудь вели­ чина, например Азн, будет на 2 неп больше, чем Азу или А зт, В этом случае с влиянием вследствие отражения от неоднородностей можно не считаться. Если и А зт на 2 неп больше Азу, то и с влия­ нием через третью цепь можно не считаться.

Пример 3.3. На усилительном участке длиной 30 км проложен кабель со стирофлексной изоляцией, строительная длина которого равна 0,285 км. Диаметр токоведущих жил — 1,2 мм. Определить результирующую защищённость от пе­ реходных разговоров на дальнем конце усилительного участка при частоте

100кгц.

Ре ш е н и е . Вторичные параметры кабеля при частоте 100 кгц соответствуют

АС 0,0425

0,0085,

2С 2-2,5

где 2,5 — коэффициент перевода максимальных значений в средние. Электромагнитная связь между основными цепями на ближнем конце