Первинні параметри провідних ліній зв'язку

Первинні параметри провідних ліній зв'язку наступні:

• активний опір проводів R (Ом/км),

• індуктивність L ( Гн/км ),

• ємність ланцюга З (Ф/км) і

• провідність ізоляції проводів G (1/Ом*км).

Активний опір визначається з рівняння

,

де Rо - опір по постійному струму; Rп.е. - опір поверхневого ефекту; Rбл - опір ефекту близькості; Rм - опір втрат у металі (у сусідніх кабельних ланцюгах і свинцевій оболонці).

Для кабельної лінії враховуються всі чотири формули, що додаються, а для повітряної - тільки перші два, оскільки Rбл і Rм нехтовно малі порівняно з Rо і Rп.е. Активний опір по постійному струму Ro залежить від діаметра проводу, матеріалу, температури і способу скрутки жил (для кабелю).

,

де S - питомий омічний опір матеріалу дроту.

Змінюється при даній температурі. Якщо температура змінюється:

Зі збільшенням температури R падає, температурний коефіцієнт від’ємний . Практична формула:

Опір по змінному струму враховується доданком Rп.е. Змінний струм витісняє електрони на поверхню провідника.

, де К1 - коефіцієнт, що враховує поверхневий ефект.

Даний коефіцієнт виражається за допомогою

, де f - частота, на якій працює дана лінія.

По X->K1 одержуємо з графіків:

Для кабелів:

- як скручений сам кабель

- з та таблиць ступеня скрученості.

Ефект близькості, так само як і поверхневий ефект, спостерігається тим сильніше, чим вище магнітна проникливість матеріалу, чим більше діаметр проводу, і чим вище частота струму. Опір Rбл. збільшується також при зменшенні відстані між проводами. Ефект близькості виникає за рахунок взаємного впливу поруч розташованих струмонесучих проводів, тому що кожний із двох проводів своїм магнітним полем створює вихрові струми в сусідньому проводі. Взаємодія вихрових струмів з основним струмом призводить до збільшення щільності струму на звернених друг до друга поверхнях проводів.

для міді

для сталі

Опір втрат у металі Rм виникає через те, що вихрові струми, створювані зовнішнім магнітним полем ланцюга, нагрівають навколишні металеві частини.

Індуктивність проводів L залежить головним чином від відстані між проводами і їхнім діаметром (зменшується зі збільшенням діаметра) і в меншій мірі - від матеріалу проводу (у сталі більше, ніж у міді) і частоти струму (збільшується зі збільшенням частоти).

L_{каб лз} = _с(4ln((a-r)/r)+k₂_r)*10^-4 [Гн/км], де

_с – коеф. скрутки,

_r – магн. проникливість середовища (для сталі 120),

k₂ – коеф., що обраховується по графіку (на високих частотах для міді 1),

а – відстань між дротами,

r – діаметр дроту.

L_{пов лз} = (4ln(a/r)+k₂_r)*10^-4 [Гн/км]. (а>>r)

Ємність проводів С залежить від відстані між проводами (збільшується зі зменшенням відстані), діаметра проводу і від діелектрика між проводами ланцюга. Добуток, де і - магнітна і діелектрична проникливості. Для повітряної лінії LC=1, для кабелю LC = .

C_{пов лз} = _с*10^-6/(36ln(a/r)) = 1.05*10^-6/(36ln(a/r)) [Ф/км], де

_с = відносна діелектрична проникливість ізоляції (для повітря = 1,05).

C_{каб лз} = _с _с*10^-6/(36ln((a-r)/r)*) [Ф/км], де

 - коеф., що враховує тип кабелю.

Провідність ізоляції (витік) залежить від типу ізоляції, частоти струму (зростає зі збільшенням частоти) і кліматичних умов. Для повітряних ланцюгів на витік впливають також ожеледь та іній.

G_{пов лз} = G₀ + G_~ = G₀ + K_п*f [См/км], де

K_п – коеф., що враховує погодні умови (0,05*10^-9 – суха погода, (0,75..1)*10^-9 – паморозь, ожеледь).

G_{каб лз}  G_ = ω₀*С*tg_c [См/км], де

ω₀ – кругова частота,

_c – кут діелектричних втрат,

С – ємність.

При незмінних параметрах ліній (конструкції, матеріалу, діаметра проводу), за винятком впливу кліматичних умов, первинні параметри лінії будуть незмінними для будь-якого кілометра довжини лінії. Така лінія називається однорідною лінією. Неоднорідна лінія володіє різними первинними параметрами на різних ділянках.