Файл: Конспект лекций по учебной дисциплине направляющие системы связи По специальности (направлению подготовки) 11. 03. 02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 249
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
d
кан
=3…60см
Очевидно, что прямой удар молнии не выдержит ни один кабель. Даже близкие разряды молнии приводят к повреждению кабеля за счет втекания тока молнии в оболочку, т.е. по закону Ома ток будет стремиться по пути наименьшего сопротивления, а у кабеля сопротивление меньше чем у грунта.
кан
=3…60см
Очевидно, что прямой удар молнии не выдержит ни один кабель. Даже близкие разряды молнии приводят к повреждению кабеля за счет втекания тока молнии в оболочку, т.е. по закону Ома ток будет стремиться по пути наименьшего сопротивления, а у кабеля сопротивление меньше чем у грунта.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Вероятность повреждения кабеля.
R
об
=0,5 Ом/км
Э
, Ом м
n
0
R
об
=1 Ом/км
R
об
=1,5 Ом/км
Чем выше удельное сопротивление грунта и сопротивление оболочки, тем меньше вероятное число повреждений.
Существуют нормы на допустимое число повреждений кабеля в год на 100км трассы:
Кабель
Э>500Ом∙м
Э<500Ом∙м
1х4 КК
0,2 0,3 4х4 7х4 0,1 0,2
Методы защиты:
Прокладка защитных тросов на
½
глубины кабеля (1 или 2 троса).
Рассмотрим механизм мешающих влияний на кабель связи.
0,4…1,2м h/2 h
E
r
E
r
E
60
B
r
E
E
мВ/м
Суммарное мешающее влияние от отдельных гармонических составляющих источника мешающих влияний оценивается псофометрическими напряжениями и токами. Псофометрические напряжение и ток представляют собой эквивалентное значение воздействия всех составляющих, переведенное на f=800Гц и проявляется в том, что идет звуковое давление на ухо человека.
Эквивалентное значение тока и напряжения помех определяется по следующим формулам:
1 1
I
F
K
I
П
ЭК
1
U
F
K
U
U
П
ЭК
0
,
1 35
,
0
П
K
– определяет условия сближения источника помех и ЛС.
F
iI1
- псофометрический ток, F
UU1
-псофометрическое напряжение.
I
1
,U
1
– ток и напряжение 1й гармоники спектра помех.
F
i
, F
U
–форм-факторы.
Для каждого источника помех существует свой форм-фактор, позволяющий рассчитать псофометрическое напряжение и ток по первой гармонике.
Нормируется эквивалентное значение напряжение помех, создающее шум в канале связи. Для междугородних линий Uш<0,1мВ, а для местных линий 1,5 мВ.
9.2 Меры защиты от внешних влияний. Экранирование кабелей связи
Наиболее радикальным средством уменьшения взаимных влияний и внешних влияний является экранирование отдельных цепей или всего сердечника кабеля в целом ленточными или сплошными металлическими
экранами. В зависимости от частоты помехонесущего поля различают три режима экранирования:
Электромагнитостатический, соответствует диапазону частот от 0 до нескольких сотен Гц. В зависимости от действующего поля помех он подразделяется на:
Магнитостатический
Электростатический
Электромагнитный, (сотни Гц – сотни МГц), т.е. совпадают с рабочим диапазоном большинства двухпроводных НСЭ, поэтому является наиболее важным.
Волновой, (свыше нескольких сотен МГц). В этом режиме длина волны помехи становится соизмеримой с поперечным сечением экрана, поэтому наблюдается резонансное явление, связанное с резкими изменениями параметров экранирования в этом режиме.
Электростатическое экранирование.
Экранирование основано на замыкании электрического поля с поверхности экрана на землю. При этом эффект экранирования не зависит от толщины и вида материала экрана. Важно лишь его хорошее заземление, поэтому такие экраны обычно изготавливаются из тонкой алюминиевой фольги.
Магнитостатическое экранирование.
Электромагнитостатический, соответствует диапазону частот от 0 до нескольких сотен Гц. В зависимости от действующего поля помех он подразделяется на:
Магнитостатический
Электростатический
Электромагнитный, (сотни Гц – сотни МГц), т.е. совпадают с рабочим диапазоном большинства двухпроводных НСЭ, поэтому является наиболее важным.
Волновой, (свыше нескольких сотен МГц). В этом режиме длина волны помехи становится соизмеримой с поперечным сечением экрана, поэтому наблюдается резонансное явление, связанное с резкими изменениями параметров экранирования в этом режиме.
Электростатическое экранирование.
Экранирование основано на замыкании электрического поля с поверхности экрана на землю. При этом эффект экранирования не зависит от толщины и вида материала экрана. Важно лишь его хорошее заземление, поэтому такие экраны обычно изготавливаются из тонкой алюминиевой фольги.
Магнитостатическое экранирование.
Основано на замыкании магнитного тока помех в толще экрана. Эффективность экранирования в этом случае существенно зависит от толщины экрана и его материала. Лучший эффект дают экраны с большой магнитной проницаемостью (сталь, пермаллой). В данном случае условия заземления не существенны.
Электромагнитное экранирование.
Основано на отражении электромагнитного поля помех от поверхности экрана и поглощения энергии в толще экрана.
Рассмотрим эффект отражения:
W
W
Э
Э
– эффект экранирования.
W – энергия помех падающих на экран.
WЭ – энергия помех, прошедших через экран
E
E
H
H
S
Э
Э
– коэффициент экранирования.
Таким образом, чем больше ZB диэлектрика отличается от ZB металла экрана, тем выше эффективность экрана за счет отражения . Рассмотрим графики
W
W
01
T
Э
W
02
W
Э
изменения ZB диэлектрика и экрана в зависимости от частоты и вида помехонесущего поля.
Z
B
f
Z
M
(магн.)
Z
M
(немагн.)
Z
H
д
Z
E
д
э
a
E
д
r
jw
Z
1
э
a
H
д
r
jw
Z
w
j
Z
a
M
Наибольшая разность волнового сопротивления у немагнитного экрана и диэлектрика при экранировании электрического поля. Хуже работает на отражение магнитный экран при экранировании магнитного поля. На низких частотах любой экран плохо экранирует магнитное поле за счет отражения.
Для любого помехонесущего поля лучший эффект за счет отражения дает немагнитный экран.
Эффективность экранирования количественно оценивают:
H
H
E
E
S
Э
Э
- коэффициент экранирования.
Чем меньше S, тем лучше экранирование.
S
A
Э
1
lg
20
, дБ – затухание экранирования.
Чем выше АЭ тем выше эффект экранирования.
U
U
S
Ж
Д
З
К
– коэффициент защитного действия.
На низких частотах преобладают не поперечные составляющие поля помех Е и
Н, а продольные – индуктированное напряжение на жилах, экранах и оболочках кабеля, поэтому вместо S на низких частотах вводят S
К ЗД
U – напряжение помехи, индуцированное в оболочке. Чем ниже U
Ж
, тем лучше защитный эффект экрана, тем меньше S
КЗД
Z
B
f
Z
M
(магн.)
Z
M
(немагн.)
Z
H
д
Z
E
д
э
a
E
д
r
jw
Z
1
э
a
H
д
r
jw
Z
w
j
Z
a
M
Наибольшая разность волнового сопротивления у немагнитного экрана и диэлектрика при экранировании электрического поля. Хуже работает на отражение магнитный экран при экранировании магнитного поля. На низких частотах любой экран плохо экранирует магнитное поле за счет отражения.
Для любого помехонесущего поля лучший эффект за счет отражения дает немагнитный экран.
Эффективность экранирования количественно оценивают:
H
H
E
E
S
Э
Э
- коэффициент экранирования.
Чем меньше S, тем лучше экранирование.
S
A
Э
1
lg
20
, дБ – затухание экранирования.
Чем выше АЭ тем выше эффект экранирования.
U
U
S
Ж
Д
З
К
– коэффициент защитного действия.
На низких частотах преобладают не поперечные составляющие поля помех Е и
Н, а продольные – индуктированное напряжение на жилах, экранах и оболочках кабеля, поэтому вместо S на низких частотах вводят S
К ЗД
U – напряжение помехи, индуцированное в оболочке. Чем ниже U
Ж
, тем лучше защитный эффект экрана, тем меньше S
КЗД
kt
j
ch
kt
j
th
Z
Z
Z
Z
S
S
S
д
M
M
д
П
ОТ
1 2
1 1
1
t – толщина экрана
Z
д
– волновое сопротивление диэлектрика.
kt
j
ch
kt
j
th
Z
Z
Z
Z
A
A
A
д
M
M
д
П
ОТ
Э
lg
20 2
1 1
lg
20
э
a
д
r
jw
Z
Рассмотрим изменение параметров экрана для магнитного и немагнитного экранов:
В диапазоне частот симметричных кабелей (до 106Гц) наилучший эффект у немагнитных экранов (медные, алюминиевые). Магнитные экраны лучше, так как выше AП за счет действия вихревых токов. Экраны КК в основном магнитные (стальные). Экранирование магнитного поля менее эффективно экранирования электрического поля, поэтому общую оценку эффективности экранов дают по наихудшему варианту, т.е. при экранировании магнитного поля.
A
Э
0
3
1000
f, кГц
III
II
I
A
0
П
A
0
>A
П
магн
немагн
Чем выше частота, тем выше эффективность экранирования. При экранировании в области высоких частот нужно учитывать резонансные явления, которые могут резко ухудшить эффективность экранирования на отдельных частотах, поэтому для обеспечения высокой эффективности экранирования в широком диапазоне частот электромагнитные экраны делают многослойными, чередуя слои из магнитных и немагнитных материалов, разделенных слоями диэлектрика.
Рассмотрим эффективность многослойных экранов.
Cu-Ст-Cu
Al-Ст-Al
Cu-Al-Cu
Pb-Ст-Pb
A
Э
f
Внешние слои экрана делают немагнитными с целью уменьшения интенсивности помехи, действующей на магнитный слой экрана, так как при большой интенсивности помехи идет насыщение магнитного экрана и резко уменьшается его магнитная проницаемость и эффективность.
На низких частотах эффективность экрана за счет отражения и поглощения резко снижается и основную роль начинает играть экранирование за счет 3х цепей.
Принцип экранирования на низких частотах:
A
ЭМ
f, Гц
III
II
I
магн немагн
10
2
10
9
10
11
R
3
R
3
A
0
A
z
I
об
I
ж
I
ж
/
A
П
Начинают действовать продольные токи помех.
Чем меньше R
З
тем больше I
об
. Под действием I
об возникает E’
ж и действует I’
ж
Результирующий ток:
ж
ж
P
I
I
I
Чем лучше заземлены экран и оболочка, тем при одном и том же индуцированном значении напряжения в оболочке будет больший ток, действующий в оболочке, за счет которого индуцируется напряжение на жиле и действует ток в жиле возрастает эффект экранирования за счет продольных токов.
р
об
p
ж
Z
U
U
I
I
A
lg
20
lg
20
Суммарное действие экранов при экранировании за счет отражения, поглощения, и для продольных токов:
A
Z
A
Э
A
Э
+A
Z
f
A
Подобный эффект проявляется при экранирующем действии троса, подвешенного на опорах ЛЭП.
Экраны:
Сферический
Цилиндрический
Плоский
S
пл
: S
ц
: S
сф
=1:2:3
П
ПЛ
Э
S
A
1
lg
20
,
дБ
A
A
A
ПЛ
Э
ПЛ
Э
Ц
Э
08
,
6 2
lg
20
Эффективнее всех – плоские экраны, однако на границе граней плоского экрана проявляются эффекты искажения электромагнитного поля и снижение эффективности экрана, поэтому реальные плоские экраны по эффективности близки к цилиндрическим.
Технологически удобнее использовать цилиндрические экраны.
I
1
I
Э
I
2Э
I
2
ВЛ
ЭК
ЛС
Лекция 10
Проектирование и строительство линейных сооружений связи
10.1 Общие положения
На современном этапе телекоммуникационные сети в России строятся в основном с использованием волоконно-оптических кабелей связи(ОК). ОК сегодня прокладываются непосредственно в грунт, а также подвешиваются на опорах линий высокого напряжения (ЛЭП), железных дорог и городского электрохозяйства.
С использованием ОК развиваются кабельные сети телевидения, широкополосного абонентского доступа
(ШПД), структурированных кабельных систем (СКС).
В условиях интенсивного развития информационных технологии особую актуальность приобретают вопросы проектирования и строительства волоконно-оптических линий передачи.
В этой связи большее влияние в настоящей главе уделено проектированию и строительству волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП). Вопросы проектирования и строительства линий связи с медными кабелями рассматриваются применительно к СКС, где они находят наибольшее применение.
При разработке проектной документации необходимо руководствоваться законодательством и нормативными документами Российской Федерации, постановлениями и решениями Правительства и Министерства связи и информационных технологий, а также иными государственными документами по проектированию и строительству. В соответствии с принятыми нормами, разработкой проектов могут заниматься только предприятия, которые входят в состав саморегулируемых организаций (СРО), на которые начиная с 2010г. возложена организация и проведение строительного контроля (СК) для предприятий строительного комплекса. В России большое количество строительных предприятий вступили в СРО СтройСвязьТелеком, в котором систематезируется работа в области технического регулирования, в том числе и в области строительного контроля при строительстве сооружений связи с учетом общих требованиям к гражданскому строительству.
СК- это обязательная составляющая процесса строительства объектов связи. Без СК в процессе строительства невозможно обеспечить заданное качество и надежность строящегося объекта. Контроль соблюдения проектных решений- это одна из главных задач СК при строительстве сооружений связи.
До начала проектирования необходимо выполнить все инженерные изыскания в соответствии с государственными и ведомственными нормативными актами.
Для обеспечения надлежащего качества проектирования все проекты по строительству линейных сооружений связи, независимо от источников финансирования, форм собственности и принадлежности, подлежат государственной экспертизе. По поручению заказчика представители