Зміст
Конструктивні характеристики ... 3
1. Розрахунок первинних параметрів ... 4
2. Розрахунок вторинних параметрів ... 9
Висновок по роботі ... 12
Список літератури ... 13
Додаток ... 14
Питання підлягають розробці:
1. Визначення конструктивних даних ланцюга кабелю зв'язку
2. Розрахунок первинних параметрів передачі ланцюга
3. Розрахунок вторинних параметрів передачі ланцюга та їх частотної залежності
Вихідні дані:
1. Варіант: 15
2. Тип кабелю: П-4 (ЛПКС)
3. Робоча температура:-16С
Конструктивні характеристики легкого польового кабелю зв'язку П-4
1. Конструкція жили: 7м * 0.32мм
2. Товщина ізоляція: 2.1мм
3. Коефіцієнт скрутки: 1.05
4. Товщина опресовки четвірки: 0.15мм
5. Товщина екрана: 0.1мм
Ескіз ЛПКС П-4
Для розрахунку первинних параметрів польових кабелів введена формула еквівалентного діаметра жили:
де - діаметр дроту в жиле, n - кількість дротів в жиле d0 = 0.32 = 0.84 (мм) d1 = (d0 2 dіз) = (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 - (Планувальник-4) є перспективним легким польовим кабелем зв'язку
ЗС РФ. Він призначений для роботи малоканальні польовий апаратури зв'язку типу П-330-1, 3,6 і підключення чьотирьох кінцевої апаратури техніки зв'язку.
Розрахунок Первинних та вторинних параметрів передачі ланцюгів кабелів зв'язку
1 . Розрахунок первинних параметрів
R-активний опір ланцюга
L-індуктивність ланцюга
С-ємність ланцюга
G-провідність ланцюга
1. Розрахунок активного опору
Формула для визначення активного опору має вигляд:
(1.1.1)
R0-опір ланцюга по постійному струму, (Ом/км)
F (x) - функція, що враховує дію поверхневого ефекту p-поправочний коефіцієнт на вихровий поле
G (x) - функція, що враховує дію ефекту близькості d0-діаметр живa-відстань між центрами жив
H (x) - функція враховує дію ефекту близькості
R-втрати на вихрові струми при кГц
Формула для розрахунку опору кола по постійному струму має вигляд:
(1.1.2) де
- діаметр дроту складову скрутки n - кількість дротів в жиле
- коефіцієнт скрутки дроту в жилу (для ЛПКС
= 1.04)
- коефіцієнт скрутки живрозрахуємо
R0 = [Ом/км]
Для зіркової скрутки p = 5
Значення коефіцієнтів F (x), G (x), H (x) - наведені в таблиці 4.1 [1] взалежно від x
(1.1.3) d0-діаметр жили, мм f-розрахункова частота, Гц
| f, кГц | | F (x) | G (x) | H (x) | R200 | R-160 |
| 10 | 0.882 | 0.00519 | 0.01519 | 0.53 | 68.4 | 58.5 |
| 60 | 2.16 | 0.0782 | 0.172 | 0.169 | 74.0 | 63.4 |
| 110 | 2.92 | 0.318 | 0.405 | 0.348 | 91.4 | 78.2 |
| 180 | 3.74 | 0.678 | 0.584 | 0.466 | 116.7 | 99.8 |
| 250 | 4.41 | 1.042 | 0.755 | 0.530 | 142.2 | 121.72 |
Приклад розрахунку:
= 0.0105 * 0.84 = 2.16по таблиці 4.1 [1]
F (x) = 0.0782, G (x) = 0.1729, H (x) = 0.169
R200 = 68 (1 +1.042 +) = 142.21 (Ом)
Розрахуємо опір для заданої температури Т =-160С за заданоюформулою
Ом/км (1.1.4 де - температурний коефіцієнт опору (для міді - 0.004)
R -16 = 68.42 (1-0.004 (-36)) = 58.5 ( Ом/км)
1.2 Розрахунок індуктивності ланцюга
Індуктивність ланцюгів ліній зв'язку обумовлені магнітним струмом всередині проводівланцюга і магнітними потоками між проводами ланцюга.
Відповідно до цього загальну індуктивність ланцюга представляють у вигляді сумидвох індуктивностей
(1.2.1)де
- внутрішня індуктивність, обумовлена маг потоком всередині проводівланцюга
- Зовнішня індуктивність, зумовлена магнітним потоком міжпроводами ланцюга.
Загальна формула для розрахунку індуктивностей кабельних ліній має вигляд (зурахуванням того, що для міді):
(1.2.2)де
- магнітна проникність матеріалів проводів
| f, кГц | | Q (x) | L * 10-3 [Гн/км] |
| 10 | 0.882 | 0.997 | 1.29 |
| 60 | 2.16 | 0.961 | 1.26 |
| 110 | 2.92 | 0.845 | 1.26 |
| 180 | 3.74 | 0.686 | 1.23 |
| 250 | 4.41 | 0.556 | 1.21 |
Q (x) - функція, що враховує частотну залежність дії поверхневого ефекту, див. формулу (1.1.3) і таблицю 4.1 [1]
Приклад розрахунку:
L = [4ln +0.997] * 1.05 = 1.26 * 10-3 (Гн/км)
Норма: мГн/км - загальні норми по альбому схем ВСМЕС частина1
Висновок: отримані значення індуктивності відповідають нормі.
1.3 Розрахунок ємності ланцюгів ліній зв'язку
Ємність ланцюга - дорівнює відношенню заряду Qk напруженості між проводами U:
(1.3.1)
Для визначення робочої ємності ланцюгів легких польових кабелів зв'язку користуються формулою:
[Ф/км] (1.3.2) де - коефіцієнт скрутки ; - діелектрична проникність ізоляції; - поправочний коефіцієнт що враховує близькість інших ланцюгів і оболонки кабелю.
значення коефіцієнта визначається в залежності від типу скрутки за формулою:
(1.3.3)
Рахуємо:
для поліетилену 2.3;
Dе = 12.6-0.2 = 12.4 (мм)
== 0.506
[Ф/км]
Норма: [нФ/км]
Висновок: отриманий результат відповідає нормі
1.4 Розрахунок провідності ізоляції ланцюгів лінії зв'язку
Провідність ізоляції - залежить від опору ізоляції за постійнимтоку і від діелектричних втрат в ізолюючі матеріалі при змінномуструмі. Відповідно до цьому провідність дорівнює:
(1.4.1)де - провідність ізоляції при постійному струмі - величина, оберненаопору ізоляції (для П-4 Rіз = 5000 МОм); Gf - провідність ізоляціїпри змінному струмі обумовлена діелектричними втратами.
[Сим/км] (1.4.2)де - тангенс врахувала динамічних втрат = 2 * 10-4
Опір ізоляції жил кабельних ліній зв'язку складає значнувеличину. Отже G0 в порівнянні з Gf, мала, і їй нехтують.
Звідси провідність ізоляції кабельної ланцюга дорівнює:
[Сим/км] (1.4.3)
(1.4.4)
| f, кГц |, рад * 10-3 | Gf, Сим/км * 10-7 | G, Сим/км * 10-7 |
| 10 | 62.8 | 6.28 | 6.28 |
| 60 | 376.8 | 37.68 | 37.68 |
| 110 | 690.8 | 69.08 | 69.08 |
| 180 | 1130.4 | 113.04 | 113.04 |
| 250 | 1570.2 | 157.00 | 157.00 |
Приклад розрахунку:
Gf = 62.8 * 103 * 0.05 * 10-6 * 2 * 10-4 (Сим/км)
Норма: (мкСім/км)
Висновок: Цей параметр відповідає нормі.
2. Розрахунок вторинних параметрів
До вторинних параметрів ставляться:
- коефіцієнт загасання;
- коефіцієнт фази;
Zв - хвильовий опір; t - час поширення;
U - швидкість розповсюдження;
2.1 Розрахунок коефіцієнта загасання
Коефіцієнт загасання визначається за формулою:
[Неп/км] (2.1.1)
Для визначення коефіцієнта загасання для заданої температурі необхіднаформула:
[Неп/км] (2.1.2)де - коефіцієнт загасання при t = 200 C;
- температурний коефіцієнт загасання; t - задана температура.
Температурний коефіцієнт має складну залежність від частоти, а також від конструкції кабелю. Тому при розрахунках користуються експериментальними значеннями, які наведені в таблиці.
| f, кГц | R, Ом/км | G, Сим/км * 10-7 |, Неп/км | * 10 - |, Неп/км |
| | | | | 3 | |
| 10 | 68.4 | 6.28 | 0.21 | 2.7 | 0.18 |
| 60 | 74.0 | 37.68 | 0.25 | 2.5 | 0.22 |
| 110 | 91.4 | 69.08 | 0.28 | 1.9 | 0.26 |
| 180 | 116.7 | 113.04 | 0.36 | 1.8 | 0.33 |
| 250 | 142.2 | 157.00 | 0.44 | 1.6 | 0.41 |
Приклад розрахунку:
Розрахуємо
= (Неп/км)
По заданих наявним значенням розрахуємо для температури
-160С
= 0.21 (1 +2.7 * 10-3 * (-36)) = 0.189 (Неп/км)
Висновок: отримані значення відповідають теоретичним.
2.2 Розрахунок коефіцієнта фази
Коефіцієнт фази розраховується за формулою:
[рад/км] (2.2.1)
Значення коефіцієнта фази як видно з формули, збільшується прямопропорційно частоті виняток становлять порівняно низькі частоти,при яких визначається за іншими формулами.
| F, кГц |, рад * 10-3 | L * 10-3, Гн/км |, рад/км |
| 10 | 62.8 | 1.29 | 0.05 |
| 60 | 376.8 | 1.26 | 2.90 |
| 110 | 690.8 | 1.26 | 5.49 |
| 180 | 1130.4 | 1.23 | 8.87 |
| 250 | 1570.2 | 1.21 | 12.21 |
Приклад розрахунку:
(рад/км)
Висновок: значення отриманого параметра відповідає нормі.
2.3 Розрахунок швидкості розповсюдження
Швидкість поширення визначається за формулою:
[км/с] (2.3.1)
Приклад розрахунку
(км/с)
2.4 Розрахунок часу поширення
Час розповсюдження величина зворотна швидкості розповсюдження:
[мкс] (2.4.1)
Приклад розрахунку
(мкс)
2.5 Розрахунок хвильового опору
Хвильовий опір визначається за формулою
[Ом] (2.5.1)
Приклад розрахунку
(Ом)
| f, кГц | L | U, км/с | t, мкс | Zв, Ом |
| | * 10-3, Гн/к | | | |
| | М | | | |
| 10 | 1.29 | 124514.5 | 8.03 | 160.6 |
| 60 | 1.26 | 125992.1 | 7.93 | 158.7 |
| 110 | 1.26 | 126438.1 | 7.91 | 158.2 |
| 180 | 1.23 | 127369.1 | 7.85 | 157.0 |
| 250 | 1.21 | 128564.8 | 7.77 | 155.5 |
Висновок по роботі
1) Розрахували первинні та вторинні параметри легкого польового кабелю П-4. Отримані результати відповідають теоретичним.
Даний польовий кабель можна експлуатувати в зазначених умовах
2) При розрахунку первинних і вторинних параметрів кабелю наочно переконалися в залежності електричних параметрів від конструкції кабелю. З цього при проектуванні кабелів зв'язку необхідно дотримувати певні співвідношення між параметрами кабелю і його розмірами.
3) При розрахунку первинних і вторинних параметрів кабелю переконалися в залежності електричних параметрів від частоти та експлуатаційної температури. З цього при проектуванні кабельних ліній зв'язку необхідно враховувати вплив температури і робочої частоти на параметри кабелю.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
[1] Кабельно-лінійні споруди зв'язку.; Под ред. В. В. Кольцова
; Москва; 1982.
[2] Конспект лекцій
[3] Військові системи багатоканального електрозв'язку. Навчальний посібник в таблицяхта ілюстрації. Частина 1.Випуск1.-ЛВВІУС, 1989
Додаток
К А Б Е Л Ь П - 4
К О М П Л Е К Т П О С Т А В К И
| N | Умовне | Призначення вироби | Номінальна | Кількість в |
| п/п | позначення | | довжина, м | комплекті |
| | Є | | | |
| 1 | П-4 | Будівельна довжина | 1000 | 15 |
| 2 | ОК-4 | кабелю | 5,0 | 2 |
| 3 | КШ-2 | Крайовий кабель для | 1,5 | 4 |
| 4 | МЗ-4 | підключення кінцевих | - | 4 |
| 5 | КТП-4 | пристрої до Контрольного шнур | 5,0 | 5 |
| 6 | КЗ-4 | для підключення до вимір. | 1,5 | 2 |
| 7 | КМ-4 | приладів Муфта захисту для | - | 4 |
| 8 | АП-2 | захисту лінії зв'язку від | - | 2 |
| 9 | КВ-4 | перенапруг Кабель | 11,5 | 3 |
| | | Підключення до КТП Колодка | | |
| | | Короткозамкненим для | | |
| | | Створення шлейфів | | |
| | | Контрольна муфта для | | |
| | | Обладнання на лінії КТП | | |
| | | | | |
| | | Апаратна напівмуфт | | |
| | | Для | | |
| | | Установки на кабель. | | |
| | | Вводах | | |
| | | Короткомерная вставка | | |
| 10 | ВП-4/296 | Вставка перехідна з | 3,0 | 2 |
| 11 | ВП-4/269 | кабелю П-4 на кабель | 3,0 | 2 |
| 12 | Барабан | П-296М | - | 15 |
| 13 | Чехол | Вставка перехідна з | - | 15 |
| 14 | ПЗ | кабелю | - | 4 |
| 15 | Заземлители | П-4 на кабель | - | 4 |
| 16 | ь | П-269-1x4 +1 x2 Тип 'А' | - | 1 |
| 17 | Молот | Захист кабелю на барабані | - | 1 |
| 18 | Замок | від механічних | - | - |
| 19 | ЗІП-Г | ушкоджень Провід | - | - |
| | ЗІП-Р | заземлюючий для | | |
| | | Подкюченія заземлення до | | |
| | | МЗ-4 | | |
| | | Для обладнання | | |
| | | Заземлення при | | |
| | | Використанні МЗ-4 | | |
| | |-''- | | |
| | |-''- | | |
| | | Груповий ЗІП на 10 | | |
| | | Компл. | | |
| | | Ремонтний ЗІП на 10 | | |
| | | Компл. | | |
ПЕРВИННІ ПАРАМЕТРИ ПЕРЕДАЧІ КАБЕЛЮ П-4
| N | F, кГц | R, Ом/км | L, мГн/км | З, нФ/км | G, Мсим/км |
| 1 | 0.8 | 68.50 | 1.120 | 51.5 | 0.00 |
| 2 | 4.0 | 71.32 | 1.083 | 51.5 | 0.00 |
| 3 | 12.0 | 79.36 | 0.990 | 51.5 | 0.00 |
| 4 | 24.0 | 80.95 | 0.910 | 51.5 | 0.00 |
| 5 | 32.0 | 82.42 113.95 | 0.874 | 51.5 | 0.00 |
| 6 | 72.0 | 146.52 | 0.790 | 51.5 | 0.02 |
| 7 | 128.0 | 187.21 | 0.760 | 51.5 | 0.50 |
| 8 | 240.0 | 191.83 | 0.750 | 51.5 | 1.10 |
| 9 | 252.0 | 322.61 | 0.748 | 51.5 | 1.20 |
| 10 | 512.0 | 334.97 | 0.740 | 51.5 | 2.10 |
| 11 | 552.0 | 433.54 | 0.730 | 51.5 | 2.20 |
| 12 | 1024.0 | 494.24 | 0.690 | 51.5 | 3.60 |
| 13 | 1500.0 | 546.69 | 0.680 | 51.5 | 5.30 |
| 14 | 2048.0 | | 0.676 | 51.5 | 7.20 |
-----------------------d1
d0
dk
а
f, кГц
< br>Нп/км
