3.2 Километрическая индуктивность

Определяется характером тока, токосцеплением вокруг проводов линии.

Для двухпроводной цепи с однородными проводами километричесая индуктивность определяется по следующим формулам:

(3.17)

Где а – расстояние между проводниками;

d – диаметр проводника;

Q(x) – функция, которая учитывает поверхностный эффект.

Для воздушных линий а  200 мм, d  5 мм, так как a>>d то километническую индуктивность можно определить о формуле:

,[Гн/км] (3.17.а)

В формулах (3.17) и (3.17.а) первое слагаемое можно считать внешней индуктивностью, определяемой отношением магнитного потока, окружающего провод к току в последнем.

Для двухпроводных воздушных цепей связи:

Второе слагаемое – так называемая внутренняя индуктивность, связанная с магнитными потерями, замыкающимися внутри провода.

Из-за поверхностного эффекта переменный ток течет лишь по наружному слою провода, имеющему форму трубки, а внутри этой трубки магнитные поля токов, протекающих по диаметрально противоположным ее сторонам, взаимно компенсируются. С ростом частоты толщина трубки будет уменьшаться внутренний магнитный поток, следовательно будет уменьшаться внутренняя индуктивность.

С ростом частоты индуктивность перейдет во внешнюю индуктивность (L  L_вш)

(3.18)

Здесь (в КЛС) расстояние между проводниками (а) соизмеримо с диаметром проводника (d)

Встает вопрос: влияют ли другие жилы в кабеле и оболочка на индуктивность рассматриваемой пары?

Все, что окружает данную пару, выполнено из диамагнитных материалов и поэтому не оказывает практически влияния на конфигурацию магнитного поля возле проводника и следовательно не влияет на величину индуктивности.

Для коаксиального кабеля влияние поверхностного эффекта максимально и поэтому внутренней индуктивностью можно пренебречь и считать, что индуктивность определяется только внешней индуктивностью (L_вн):

, Гн/км

Магнитное поле, заключенное между двумя цилиндрическими поверхностями проводников, можно считать, определяется током одного внутреннего проводника (поэтому коэффициент в два раза меньше, а не в четыре).

Рис 3.8. Зависимость индуктивности от частоты

3.3 Километрическая емкость

Километрическая емкость для двухпроводной цепи с однородными проводниками: из картины электрического поля вдоль этих проводников можно получить аналитическое выражение для расчета емкости:

, [Ф/км] (3.19)

Где  - относительная диэлектрическая проницаемость.

Для ВЛС:  = 1, так как a>>d.

Кроме того, для ВЛС необходимо учесть влияние изоляторов соседних проводов и земли. Для этого вводится эмпирический коэффициент – 1,05.

. (3.20)

Электрическое поле вдоль проводников линии не зависит от глубины проникновения тока, поэтому поверхностный эффект не оказывает влияния на электрическое поле и, следовательно, от частоты емкость не зависит.

Для кабельной цепи рабочая емкость (С_Р) определяется по формуле:

, (3.21)

где  - коэффициент, учитывающий увеличение емкости из-за влияния соседних жил, оболочки, экрана.

Для магистральных кабелей с кордельно бумажной изоляцией и диаметром жил =1,3 мм:  = 2,75. Рабочая емкость определяется по формуле

(3.22)

Где V₁, V₂ – объемы, замятые каждым видом изоляции.

Для коаксиального кабеля емкость рассчитывается, как для цилиндрического конденсатора по формуле:

(3.23)