4.2.3 Определение емкости цепи

Для двухпроводной цепи расчетная формула рабочей емкости (Ф/км), с учетом влияния соседних цепей, оболочки и скрутки цепей имеет вид

(4.7)

где ε_r - эффективная диэлектрическая проницаемость изоляции;

ψ - поправочный коэффициент, учитывающий близость соседних жил и металлической оболочки;

а - расстояние между жилами;

r - радиус жилы;

χ - коэффициент укрутки.

Расчетные формулы для определения коэффициента ψ различных типов скрутки имеют вид:

для парной

(4.8)

где d_п - диаметр изолированной пары;

d₁ - диаметр изолированной жилы;

d - диаметр жилы;

a - расстояние .между жилами;

для звездной без экрана

(4.9)

где - диаметр звездной скрутки;

для звездной в экране

(4.10)

где d_э – диаметр экрана;

для двойной парной скрутки

(4.11)

где d_дп - диаметр двойной парной скрутки.

4.2.4 Определение проводимости изоляции

Проводимость изоляция на переменном токе обусловлена как током проводимости, так и активной составляющей тока абсорбции, причем роль последнего с повышением частоты заметно возрастает. Проводимость изоляции (См/км), определяется по формуле

(4.12)

где С - емкость цепи;

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.

Значения ε и tgδ для различных видов изоляции и частот приведены в табл. 4.5.

Сведений о значениях tgδ в более высоком диапазоне частот для симметрич-

ных кабелей в технической литературе не имеется, однако, учитывая, что чистые полиэтилен и полистирол имеют значение tgδ постоянное в широком диапазоне частот и потери определяются лишь наличием в изоляции примесей и загрязне-

ний неполярного диэлектрика полярными молекулами при расчете в более высоком диапазоне частот tgδ можно принимать равным его величине при f=550 кГц.

Таблица 4.5 - Электрические свойства некоторых изоляционных материалов

Материал	εэ	tgδ·10-4 при частоте, кГц
		10	100	250	550
Сплошной ПЭ	1,9-2,1	2	6	8	14
Пористый ПЭ	1,4-1,5	3	8	12	20
Кордельно-стирофлексная	1,2-1,3	3	7	12	20
Кордельно-бумажная	1,3-1,4	55	113	160	280
Балонно-полиэтиленовая	1,2-1,3	2	6	8	12

4.3 Расчет вторичных параметров передачи симметричной кабельной цепи

Вторичными параметрами кабельной цепи являются волновое сопротивление Z_в, и коэффициент распространения γ.

Волновое сопротивление (Ом) является комплексной величиной, не зависит от длины линии и определяется только первичными параметрами передачи и частотой тока и для кабельной линии определяется как

(4.13)

Коэффициент распространения волны - γ, являясь также комплексной величиной, характеризует изменение волны тока или напряжения по длине линии и определяется по формуле

(4.14)

где α - коэффициент затухания (Нп/км), который характеризует уменьшение величины тока или напряжения по длине линии;

β - коэффициент фазы (рад/км), показывающий' изменение фазы тока или напряжения по длине линии.

К вторичным параметрам передачи относится и скорость распространения волны V, расчетная формула которой имеет следующий вид:

(4.15)

(4.18)

В области высоких частот, когда и расчет можно проводить по упрощенным формулам

(4.19)

(4.20)

Результаты расчета первичных и вторичных параметров должны быть сведены в таблицу и отражены на графиках частотной зависимости параметров.

Полученные величины параметров необходимо сравнить с параметрами близкого по конструкции типового кабеля и дать анализ причин отклонения параметров рассчитанного кабеля от типового, выпускаемого кабельной промышленностью.