3.1 Первинні параметри однорідної лінії

Первинними параметрами лінії називають її активний опір R_o , індуктивність L_{o ,} ємність C_o і провідність ізоляції G_o , віднесені до одиниці довжини лінії, звичайно до 1 км. Залежать первинні параметри від фізичних особливостей лінії таких, наприклад, як матеріал, з якого виконана лінія, конструктивні її параметри і т.ін.

Активний опір R_o характеризує втрати електромагнітної енергії в металевих частинах лінії (жили кабеля, оболонка, екран, броня). Залежить він від температури струмопровідної жили , частоти струму, що протікає, матеріалу, з якого виготовлена жила, її конструкції та геометричних розмірів.

Поздовжній активний опір лінії обумовлений тепловими втратами в проводах з урахуванням поверхневого ефекту близькості.

Згідно з [6] активний опір кабельної лінії змінному струму дорівнює сумі складових:

R_o = R_п + R_пэ + R_бл +R_м,

де R_п - опір постійному струму;

R_пэ – опір за рахунок поверхневого ефекту;

R_бл – опір за рахунок ефекту близькості;

R_м – опір, обумовлений втратами в навколишню жилу металевих елементах (оболонка, броня).

Індуктивність лінії L_o визначається матеріалом і геометричними розмі-рами струмопровідних жил (проводів), відстанню між ними й залежить від частоти струму. Індуктивність ланцюга складається із зовнішньої й внутрішньої індуктивностей. Зовнішня індуктивність обумовлена зовнішнім (поза проводами) магнітним полем, а внутрішня - внутрішнім магнітним полем. Зовнішня індуктивність кабельної лінії не залежить від частоти струму, що по ній протікає. Внутрішня індуктивність зменшується зі збільшенням частоти струму, тому що при цьому збільшується поверхневий ефект і внутрішній маг-нітний потік у центрі жили зменшується. Таким чином, з ростом частоти струму загальна індуктивність лінії зменшується до величини, рівної зовнішній індуктивності.

Електрична ємність лінії визначається властивостями електроізоляційного матеріалу струмоведучих жил, геометричними розмірами жил (проводів), відстанню між ними, конструктивним виконанням ізоляції і значною мірою залежить від вологості навколишнього середовища. Ємність лінії буде дорівню-вати ємності між проводами (жилами) і ємності їх щодо землі.

Провідність ізоляції лінії G_o характеризує втрати електромагнітної енергії в діелектрику й визначається його властивостями. Провідність ізоляції обумовлена опором ізоляції постійному струму й діелектричним втратам в ній. Вони визначають поперечну активну провідність лінії. Якщо при постійному струмі провідність обернено пропорційна величині опору ізоляції лінії, то при змінному струмі провідність ізоляції зв'язана, крім того, з діелектричними втратами в ізоляції під дією зміненого поля, що створюється по лінії струмом. На величину провідності ізоляції впливає частота струму, температура й вологість навколишнього середовища.

Таким чином, первинні параметри лінії являють собою складні функції частоти струму та ряду інших факторів. Для практичних розрахунків при частоті струму 50 Гц, коли довжина повітряної лини не перевищує 300км, а кабельної - 50км, використовуються спрощені розрахункові схеми. У них часткові ємності передбачаються зосередженими або в середині лінії, або розділені між її кінцями. Провідністю ізоляції звичайно зневажають [5].

В однорідних не викривляючих лініях первинні параметри розподілені рів-номірно по довжині лінії й зв'язані між собою співвідношенням

L_oG_o = R_oC_o. (3.6)

У таких лініях електромагнітні хвилі всіх частот поширюються уздовж лінії з однаковою фазовою швидкістю і загасають рівною мірою, не викривляючись.