Смекни!
smekni.com

Проектирование междугородной кабельной линии связи (стр. 3 из 6)


6. Расчет конструкции кабеля

Внутренний диаметр внешнего медного проводника коаксиальной пары определяем по формуле:

мм (8)

мм,

где fмакс – наивысшая передаваемая частота выбранной аналоговой аппаратуры уплотнения, рабочая (расчетная) частота цифровых систем передачи, Гц; eэкв – эквивалентная относительная диэлектрическая проницаемость изоляции (eэкв=1,13, изоляция – полиэтиленовая шайба); lру – длина регенерационного (усилительного) участка, км; a – максимальное затухание регенерационного участка на рабочей частоте, дБ.

Значения параметров fмакс, lру и a берутся из табл.3.

Величина диаметра внутреннего проводника d1 определяется из условия обеспечения нормируемого значения волнового сопротивления коаксиальной пары Zв = 75 Ом:

мм (9)

Толщина внешнего проводника t должна учитывать поверхностный эффект и эффект близости, поэтому должна быть больше глубины проникновения на минимальной частоте.

Толщина внешнего проводника составляет 0,2 мм.


Поверх внешнего провода накладываются по спирали две стальные ленты, толщина которых 0,16 мм каждая, изоляция из двух лент бумаги толщиной по 0,12 мм каждая.

Диаметр коаксиальной пары будет равен:

(10)

где tэ=0,15·2=0,30 – общая толщина экрана, мм; tи=0,12·2=0,24 – толщина изоляционного слоя поверх экрана, мм.

Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией:

(11)

где tпи=0,48 – толщина поясной изоляции, мм.

Для кабелей со свинцовой оболочкой поясная изоляция выполняется из трех-четырех слоев лент кабельной бумаги, толщиной 0,12 мм каждый слой.

Далее следует рассчитать размеры кабеля с различными типами бронепокровов. Это необходимо сделать, так как в курсовом проекте предусмотрена прокладка кабеля в различных условиях (в канализации, в грунте и прокладки через судоходные и сплавные реки). Для прокладки в канализации используется голый кабель, т.е. без бронепокрова. Для прокладки непосредственно в грунте – броня типа Б. Для прокладки через судоходные реки – броня типа К.

Диаметр кабеля для прокладки в канализации определяется по формуле

(12)

где tоб =1,5 – толщина оболочки голого кабеля, мм;

tш – толщина пластмассового шланга для кабелей с алюминиевой и стальной оболочками, мм. Кабели со свинцовой оболочкой шланга не имеют (наш случай).

Диаметр кабеля, бронированного поверх оболочки стальными лентами, и с защитными покровами будет равен

мм (13)

мм

где tоб=1,25 – толщина оболочки для бронированного лентами кабеля, мм;

tпод=1,5 – толщина подушки под броней, выполненной из джута или пластмассового шланга, мм;

tбр=1 – толщина брони из двух стальных лент, мм;

tнар=2 – толщина наружного покрытия поверх брони, выполненного из джута или пластмассового шланга, мм.

Диаметр кабеля, бронированного стальными круглыми проволоками, определяется по формуле:

мм (14)

мм

где tоб=2 – толщина оболочки кабеля, бронированного круглыми проволоками, мм;

dбр=4 – диаметр круглых проволок брони, мм.


7. Расчет параметров передачи кабельной цепи

7.1 Расчет первичных параметров

Активное сопротивление R (Ом/км)

Для коаксиального кабеля из медных проводников:

(15)

где r1 - радиус внутреннего проводника, мм;

r2 - радиус внешнего проводника, мм;

f – частота, Гц.

Индуктивность L (Гн/км)

Для коаксиального кабеля из медных проводников:

, Гн/км (16)

Гн/км

Емкость С (Ф/км):

(17)

Проводимость изоляции G (См/км):


(18)

где тангенс диэлектрических потерь

.

7.2 Расчет вторичных параметров

Коэффициент затухания А, дБ/км:

, дБ/км (19)

Коэффициент фазы B, рад/км:

рад/км (20)

Волновое сопротивление ZB (Ом) цепи определяется по формуле:

(21)

В области высоких частот, когда

>3,5,

Ом(22)

Скорость распространения электромагнитной волны v, км/с при

>3,5:

км/с (23)

Результаты расчета первичных и вторичных параметров сведены в табл. 4 и отражены на графиках частотной зависимости параметров.

Таблица 4 - Зависимость первичных и вторичных параметров от частоты

f, МГц R, Ом/км L, Гн/км C, Ф/км G, См/км A, Дб/км B, Рад/км Zв, Ом v, км/с
0,1 18,08204 0,000197832 5,3054E-08 166,6741 44224,14 2,035575 61,06451 308668,9
5 127,8593 0,000173096 5,3054E-08 8333,705 2068304 95,20341 57,1195 329987,4
10 180,8204 0,000171903 5,3054E-08 23334,37 5771240 189,7493 56,92226 331130,8
15 221,4589 0,000171374 5,3054E-08 35101,57 8668230 284,186 56,83467 331641,2
20 255,7187 0,000171059 5,3054E-08 46935,43 11579902 378,5661 56,78238 331946,5
25 285,9022 0,000170844 5,3054E-08 58835,96 14506869 472,9101 56,74668 332155,4
30 313,1901 0,000170685 5,3054E-08 70803,16 17449442 567,2283 56,7203 332309,8
35 338,284 0,000170562 5,3054E-08 82837,03 20407808 661,5271 56,6998 332430
40 361,6408 0,000170462 5,3054E-08 94937,57 23382085 755,8106 56,68326 332527
45 383,578 0,00017038 5,3054E-08 107104,8 26372359 850,0814 56,66956 332607,4
50 404,3267 0,00017031 5,3054E-08 119338,7 29378689 944,3417 56,65797 332675,4
55 424,0615 0,00017025 5,3054E-08 131639,2 32401121 1038,593 56,648 332734
60 442,9178 0,000170198 5,3054E-08 144006,4 35439690 1132,836 56,6393 332785,1
65 461,0034 0,000170152 5,3054E-08 156440,3 38494424 1227,073 56,63162 332830,2
70 478,4058 0,000170111 5,3054E-08 168940,9 41565345 1321,304 56,62478 332870,5
75 495,1971 0,000170074 5,3054E-08 181508,1 44652473 1415,529 56,61863 332906,6
80 511,4374 0,00017004 5,3054E-08 194142 47755823 1509,749 56,61307 332939,3
85 527,1776 0,00017001 5,3054E-08 206842,6 50875407 1603,965 56,60801 332969,1
90 542,4612 0,000169982 5,3054E-08 219459,8 53974345 1698,177 56,60337 332996,3
95 557,3259 0,000169956 5,3054E-08 232127 57085444 1792,385 56,59911 333021,4
100 571,8044 0,000169933 5,3054E-08 244844,3 60208715 1886,59 56,59517 333044,6
110 599,7135 0,00016989 5,3054E-08 270245,4 66446717 2074,99 56,58811 333086,2
115 613,1919 0,000169871 5,3054E-08 282912,6 69557369 2169,186 56,58493 333104,9
120 626,3803 0,000169853 5,3054E-08 295613,2 72676123 2263,379 56,58195 333122,4
130 651,9573 0,000169821 5,3054E-08 321114,3 78937960 2451,758 56,57651 333154,4
135 664,3766 0,000169806 5,3054E-08 333914,9 82081051 2545,945 56,57402 333169,1
140 676,568 0,000169792 5,3054E-08 346748,8 85232261 2640,129 56,57167 333182,9

Рисунок 1 - Зависимость активного сопротивления R от частоты

Рисунок 2 - Зависимость индуктивности L от частоты

Рисунок 3 - Зависимость емкости C от частоты


Рисунок 4 - Зависимость проводимости G от частоты

Рисунок 5 - Зависимость волнового сопротивления ZB от частоты

Рисунок 6 - Зависимость фазы волнового сопротивления от частоты