Прежде всего, по заданному значению диаметра внутреннего проводника и исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв=75 Ом, определяется внутренний диаметр внешнего проводника. , (6. 1)
где e - эквивалентная относительная диэлектрическая проницаемость изоляции; d - диаметр внутреннего проводника, мм; D - внутренний диаметр внешнего проводника, мм.
Значение D определяется из приведенного выше уравнения (6. 1) при значении волнового сопротивления Zв=75 Ом по формуле: , мм. (6. 2)
Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника равен: мм.
Для коаксиальных пар среднего размера применяется шайбовая полиэтиленовая изоляция, для малогабаритных КП применяется баллонно-полиэтиленовая изоляция. Наружный диаметр КП среднего размера определяется по формуле: , мм, (6. 3) где t - толщина внешнего проводника, мм; tэ - общая толщина экрана из двух стальных лент, мм; tи - толщина изоляционного слоя поверх экрана, мм.
Для КП среднего размера t=0, 3 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0, 15 мм каждая, изоляция выполнена из двух лент бумаги К-120 толщиной по 0, 12 мм каждая. Таким образом, наружный диаметр КП среднего размера равен: мм.
Поскольку выбранный нами кабель содержит малогабаритные КП, то после нахождения наружного диаметра КП среднего размера необходимо определить наружный диаметр малогабаритной КП из соотношения: мм. (6. 4)
Затем, определим внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП. , мм. (6. 5)
Для малогабаритной КП толщина внешнего проводника t=0, 1 мм, экран выполнен из двух стальных лент толщиной по 0, 1 мм каждая, внешняя изоляция выполнена из поливинилхлоридной ленты толщиной 0, 23 мм. Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП равен: мм.
Из выражения (6. 1) при Zв=75 Ом и e=1, 22 определим диаметр внутреннего проводника малогабаритной КП. (6. 6)
Диаметр скрученного сердечника, состоящего из четырех КП одинакового размера определяется по формуле: мм. (6. 7)
Коаксиальный кабель типа МКТ-4 содержит пять симметричных групп. Диаметр симметричной группы кабеля, содержащего четыре КП одинакового размера будет составлять: мм. (6. 8)
Затем определим диаметр изолированной жилы симметричной группы: мм. (6. 9) Диаметр токопроводящей жилы определяется как: мм. (6. 10)
Поскольку do < 0, 7 мм, то в качестве симметричной группы следует взять пару и тогда диаметр изолированной жилы симметричной пары будет: мм (6. 11) Диаметр голой жилы симметричной пары мм. (6. 12) Толщина изоляции жилы симметричной пары мм. (6. 13)
Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией определяется по формуле: , мм, (6. 14) где n - число лент поясной изоляции; Dn - толщина одной ленты, мм.
В качестве защитной оболочки кабеля применим выпрессованную алюминиевую оболочку, обладающую рядом преимуществ, таких как легкость, дешевизна и высокие экранирующие свойства. Для кабеля с алюминиевой оболочкой поясная изоляция выполняется из 6-8 лент кабельной бумаги К-120, толщиной 0, 12 мм каждой ленты. Итак, диаметр кабельного сердечника равен: мм.
По определенному по формуле (6. 14) диаметру кабельного сердечника под оболочкой определим толщину гладкой алюминиевой оболочки из [1, табл. 3. 5]. Толщина алюминиевой оболочки в нашем случае tоб=1, 2 мм.
Поскольку алюминий подвержен электрохимической коррозии, алюминиевую оболочку надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.
В курсовом проекте для кабельной магистрали используются малогабаритные коаксиальные кабели трех типов:
голые, для прокладки в кабельной канализации в черте населенных пунктов; бронированные стальными лентами, для прокладки непосредственно в грунт; бронированные круглыми проволоками, для прокладки через судоходные реки. Диаметр голого кабеля с алюминиевой оболочкой покрытой полиэтиленовым шлангом определяется по формуле: мм, (6. 15) где tоб - толщина оболочки голого кабеля, мм.
tш - толщина полиэтиленового шланга определенная из табл. 3. 6[1] tш=2, 2 мм. Диаметр бронированного кабеля можно определить как: мм, (6. 16) где tоб - толщина оболочки бронированного кабеля, мм; tпод - толщина подушки под броней, мм; tбр - толщина брони, мм.
Кабели могут иметь различные защитные покровы. Для кабеля бронированного стальными защитными лентами толщина алюминиевой оболочки tоб=1, 2 мм. Из [2, табл. 1. 27] выберем защитный покров типа БпШп с повышенной коррозионной стойкостью, который имеет подушку типа п толщиной tпод=2, 5мм. Кабель бронирован двумя оцинкованными стальными лентами толщиной 0, 5мм каждая. Таким образом tбр=1мм. Толщину наружного покрова по броне определим из [2, табл. 1. 29]. В нашем случае она составляет tнар=1, 7мм. Диаметр кабеля бронированного стальными лентами мм.
Для прокладки через судоходные реки применяется кабель бронированный круглыми проволоками диаметром 4 мм, tбр=4 мм. со свинцовой оболочкой. В этом случае диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией из 4 лент кабельной бумаги К-120 толщиной 0, 12 мм будет равен мм.
Применим защитный покров типа К с подушкой толщиной tпод=2 мм, свинцовой оболочкой толщиной tоб=2 мм и наружным покровом толщиной tнар=2 мм. Диаметр кабеля бронированного круглыми проволоками мм.
Согласно номенклатуре приведенной в [2, табл. ] при проектировании магистрали будут использованы кабели следующих типов:
МКТАШп-4 с малогабаритными коаксиалами с баллонной изоляцией в алюминиевой оболочке с защитным покровом типа Шп, для прокладки в кабельной канализации. МКТАБпШп-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными лентами с защитным покровом типа БпШп, для прокладки в грунт.
МКТСК-4 с малогабаритными коаксиалами бронированный стальными проволоками в свинцовой оболочке, для прокладки через судоходные реки.
На рис. 6. 1 показан поперечный разрез малогабаритного коаксиального кабеля типа МКТС-4.
Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот СП. Расчет первичных (R, L, C, G) и вторичных (a, b, Zв, uф) параметров передачи выполняется для пяти значений частот. Для ЦСП скорость передачи в Кбит/сек равняется тактовой частоте fт системы передачи в Кгц. Для выбранной нами ЦСП ИКМ-480ґ2 скорость передачи равняется 52000 Кбит/сек, следовательно тактовая частота системы передачи равна fт=52 МГц.
Таким образом, параметры передачи необходимо рассчитать на частотах: 0, 1 fт=5, 2 МГц; 0, 25 fт=13 МГц; 0, 5 fт=26 МГц; 0, 75 fт=39 МГц; fт=52 МГц.
Расчет первичных параметров передачи коаксиальных пар из меди производится по следующим формулам: активное сопротивление, в Ом/км , (7. 1)
где D=6, 07 мм - внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП; d=1, 53 мм - диаметр внутреннего проводника. На частоте 0, 1fт Ом/км. На частоте 0, 25 fт Ом/км. На частоте 0, 5 fт Ом/км. На частоте 0, 75 fт Ом/км. На частоте fт Ом/км; индуктивность, в Гн/км (7. 2) На частоте 0, 1fт Гн/км. На частоте 0, 25 fт Гн/км. На частоте 0, 5 fт Гн/км. На частоте 0, 75 fт Гн/км. На частоте fт Гн/км; рабочая емкость, в Ф/км , (7. 3) где, для баллонно-полиэтиленовой изоляции e=1, 22. Ф/км; проводимость изоляции, в См/км , (7. 4)
где, значение tgd возьмем из табл. 5. 3 [1] при частоте 10 МГц. ; На частоте 0, 1 fт См/км. На частоте 0, 25 fт См/км. На частоте 0, 5 fт См/км. На частоте 0, 75 fт См/км. На частоте fт См/км.
Вторичные параметры передачи следует рассчитать по формулам приведенным в табл. 4. 6 [1] для высоких частот. Коэффициент затухания, в дБ/км , (7. 5) На частоте 0, 1 fт дБ/км. На частоте 0, 25 fт дБ/км. На частоте 0, 5 fт дБ/км. На частоте 0, 75 fт дБ/км. На частоте fт дБ/км. Коэффициент фазы, в рад/км , (7. 6) На частоте 0, 1 fт рад/км. На частоте 0, 25 fт рад/км. На частоте 0, 5 fт рад/км. На частоте 0, 75 fт рад/км. На частоте fт рад/км. Волновое сопротивление, в Ом. (7. 7) На частоте 0, 1 fт Ом. На частоте 0, 25 fт Ом. На частоте 0, 5 fт Ом. На частоте 0, 75 fт Ом. На частоте fт Ом.
Фазовая скорость, в км/с определяется по формуле (4. 42) [1]. (7. 8) На частоте 0, 1 fт км/с. На частоте 0, 25 fт км/с. На частоте 0, 5 fт км/с. На частоте 0, 75 fт км/с. На частоте fт км/с.
Результаты расчетов параметров передачи поместим в таблицу 1. По результатам расчетов построим графики частотной зависимости параметров передачи коаксиальных пар из меди.
На рис. 7. 1 показана частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной цепи. Из рисунка видно, что с ростом частоты активное сопротивление закономерно возрастает за счет поверхностного эффекта и эффекта близости. Причем наибольшее удельное значение имеет сопротивление внутреннего проводника.
Страницы: 1, 2, 3, 4
