55

3-й курс технической элиты

модуль №1

«Взаимные влияния между цепями связи и меры защиты»

The Third Course of Technical Elite

Module # 1

“Interactions Between Communication Circuits and Protective Measures”

Рекомендованная литература:

Suggested text-book:

[ 1 ] - Гроднев И.И., Курбатов Н.Д. Линейные сооружения связи,

Изд. 1974 г. , стр. 202 –

[ 2 ] - Одинцов Н.Н., Зименко В.А., Лесовский И.П. Линейные сооружения связи,

Учебное пособие ОНАС, изд. 1999 г.

Лекция № 1

Lecture # 1

3.1. Природа и основные параметры взаимного влияния между цепями

3.1 The nature and Main Parameters of the Interaction Between Circuits

Абзац №1 (а1) - indentation #1

Для полной оценки электрических свойств линий связи необходимо изучить также явления перехода энергии с одной цепи на другую и их за­щищенность от мешающих влияний.

For a complete estimation of electrical characteristics in the communication lines should to study also effects of the transition energy from one circuit to another, and their protectability from prevent interactions.

а2

Помехозащищенность воздушных и кабельных цепей является важнейшим условием обеспечения надежной свя­зи при высокочастотном теле­фонировании и телеграфировании на большие расстояния. Например, в линиях передач допустимое затухание должно быть не больше 28,6 дБ. Это означает, что только 0,14% энергии сигнала доходит до приёмного оборудования. 99,86% энергии передатчика теряется. В этом случае каче­ство и дальность связи обусловливаются не столько собственным затуханием цепи, сколько мешающими взаимными влияниями между соседними цепями.

The noise immunity of the aerial and cable circuits is essential condition to ensure trusted communication for high-frequency long distance telephony and telegraphy. For example, reasonable attenuation in the transmission lines must be not more than 28.6 dB. It means only 0,14% of signal energy come up to the receiver equipment. The 99.86% of transmitter energy get lost. In this case quality and operating distance stipulated by not so much natural attenuation of circuits as prevent interaction between adjacent circuits.

а3

Взаимные влияния проявляются в виде переходного разговора или шума. Переходные разговоры понижают разборчивость речи, шум оказывает мешающее действие.

The interactions are manifested in the form of сrosstalk disturbance or noise. Crosstalk disturbance lower talk intelligibility, noise has a disturbing action.

а4

Основная часть энергии рассеивается в линии передачи, главным образом, на тепловые потери и ди­электрическую поляризацию. Кроме того, энергия переходит на соседние цепи в виде тока помех. В силу этого, передача, осущест­вляемая по какой-либо цепи, в той или иной мере прослушивает­ся в соседних цепях кабельных или воздушных линий.

The main part of the energy dissipated in the transmission line, mainly for heat loss and dielectric polarization. In addition, energy is transferred to the adjacent circuits in the form of noise current. Thereby, the transmission by any of the circuit, in one way or another listening to the adjacent circuits of cable or aerial lines.

а5

Характер и природа влияния между цепями воздушных линий и симметричных кабелей принципиально идентичны. Переход энергии с одной цепи на другую обусловлен электромагнитным взаимодействием между цепями и может быть условно представлен в виде суммарного действия электрического и магнитного полей.

Character and nature of the action between circuits of aerial lines and symmetrical cables is identical in essence. The transition energy from one circuit to another stipulates the electromagnetic interaction between circuits, and can be conventionally represented as the sum of the electric and magnetic fields.

а6

При прохождении тока по какой-либо цепи, нап­ример, влияющей цепи 1 - 2 (рис. 3.1), на проводах этой цепи образуются заряды + Q₁ и - Q₂. Эти заряды создают электрическое поле, силовые ли­нии которого частично соприкасаются с проводами 3 - 4 смежной цепи (подверженной влиянию). Вследствие этого между проводами 3—4 образуется разность потенциалов, которая создает в них ток I₂, распространяющийся вдоль цепи. Наведенный ток достигает приемника, находящегося на конце цепи, и проявляется в виде мешающего влияния. Влияние, обусловленное действием электрического поля, называют электрическим влиянием.

W hen the current passages on some circuit, for example influence circuit 1- 2 (Fig. 3.1), on the wires of circuit formed charges +Q₁ and -Q₂. These charges create an electric field whose field lines partially contact with wires 4 - 3 of adjacent circuit (respondent circuit). Hereupon between wires 3 - 4 are formed potential difference, which creates in them current I₂, propagating along circuit. The induced current reaches receiver on the end of circuit, and reveals itself in the manner of prevent interaction. The influence stipulates of the electric field action, name the electrical influence.

а7

Наряду с электрическим влиянием одновременно действует и магнитное влияние (см. рис. 3.2). При прохождении тока по влияю­щей цепи 1—2 вокруг проводов этой цепи образуется магнитное поле. Силовые линии этого поля пересекают провода 3—4, наводят в них ЭДС E₂, которая создает в цепи 3—4 ток. Этот ток, рас­пространяясь вдоль цепи, достигает при­емников на концах цепи и создает мешающее действие. Влияние, обусловленное действием магнитного поля, называется магнитным влиянием.

A long with the electric influence, magnetic influence operates concurrently (see Figure 3.2). When the current passages on influence circuit 1—2 around the wires of this circuit formed by a magnetic field. Lines of this field intersect the wires 3—4. induce them to EMF E₂, which creates current in the circuit 3—4. This current, propagates along the circuit, reaches receiver on the end of circuit and creates the disturbing action. The influence stipulates of the magnetic field action, name the

magnetic influence.

а8

Процесс изменения электрического и магнитного полей протекает быстрее с увеличением частоты сигнала. Это приводит к увеличению взаимного мешающего влияния.

Process of the alteration electric and magnetic fields runs rather with increase the frequency of the signal. This creates the increase of disturbing interaction.

a9

Электрическое и магнитное влияния между цепями характеризуются электрической К₁₂ и магнитной М₁₂ связями.

Электрическая связь определяется отношением тока I₂, наведенного в цепи, подверженной влиянию, к разности потенциалов во влияющей цепи U₁:

(3.1)

Как видно из этого соотношения, размерность электрической связи – величина проводимости сименс См. Так как ток I₂ и разность потенциалов U₁– величины комплексные, то и электрическая связь выражается комплексной величиной. Алгебраическая форма К₁₂ представляется в виде:

, где (3.2)

• вещественная часть (модуль) g – активная составляющая электрической связи;

• мнимая часть k – емкостная составляющая (емкостная связь);

•  - частота (круговая) сигнала.

Физический смысл g – частичные потери в диэлектрике проводов.

The electric and magnetic interactions between circuits define by electrical coupling К₁₂ and

magnetic coupling М₁₂.

The electrical coupling is defined as ratio of the current I₂, induced in the respondent circuit by the potential difference in the influenced circuit U₁: (3.1)

As follows from this relation, the dimension of electrical coupling is value of conductivity

siemens, S. Since current I₂ and potential difference U₁ are complex values, and so electrical

coupling is complex value. Rectangular form К₁₂ equate:

(3.2), where

• real part (magnitude) g - active component of electrical coupling;

• imaginary part k – capacitive component (capacitive coupling);

•  - circular frequency of the signal.

The physical meaning g is partial losses in the cable dielectric.

a10

Магнитная связь определяется отношением наведенной ЭДС (Е₂) в подверженной влиянию цепи, к току во влияющей цепи I₁ с обратным знаком:

(3.3)

Как видно из этого соотношения, размерность магнитной связи – Ом. Комплексный вид

магнитной связи:

, где (3.4)

• r – активная часть магнитной связи. Физический смысл r - частичные потери в

цепи за счёт возникновения вихревых токов в проводах;

• m – индуктивная связь.

Magnetic coupling is defined as ratio of the induced EMF (Е₂) in the respondent circuit by the current in the influenced circuit I₁ with the opposite sign: (3.3)

As follows from this relation, the dimension of magnetic coupling is Ohm. The complex kind of magnetic coupling is: (3.4), where

• r - active component of the magnetic coupling. The physical meaning r is partial losses in

the circuit on account of the eddy currents appearance in cables.

• m - inductive coupling.

а11

Для описания совместного действия электрической и магнитной связей необходимо перевести их в одинаковые размерности или представить в безразмерном виде. В этом случае вводится комбинация из волновых сопротивлений каждой цепи Z_1B и Z_2В. Например, безразмерная форма для К₁₂ и М₁₂ имеет вид:

(3.5)

(3.6)

Здесь комплексные величины Z_1B = и Z_2В =

For description joint action of the electrical and magnetic couplings it is necessary to transform them to the equal dimensions or to represent as dimensionless form. In this case the combination of

wave impedance each circuit Z_1B and Z_2В is introduced. For example, dimensionless form of К₁₂ and М₁₂ is given by: (3.5)

(3.6)

Here the complex value Z_1B = and Z_2В = (3.7)

Лекция № 2

Lecture # 2

3.2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СВЯЗИ МЕЖДУ ЦЕПЯМИ.

ПЕРВИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЛИЯНИЯ

3.2. ELECTROMAGNETIC COUPLINGS BETWEEN CIRCUITS

primary influence parameters

а12

Рассмотрим природу и характер электрических (K₁₂ = g + i^.k ) и магнитных (M₁₂ = r + i^.m) связей между цепями.

Величины g, k, r и m называются первичными параметрами влияния.

Емкостная связь k является результатом асимметрии частичных емкостей между жилами влияющей и подверженной влиянию цепей. На рис. 3.3, а показаны жилы 1–2 влияющей цепи I и жилы 3–4 цепи II, подверженной влиянию. Частичные ёмкости между жилами c₁₃, c₁₄, c₂₃, c₂₄ образуют емкостной мост.

Если мост симметричен и находится в уравновешенном состоянии, то перехода мощности (мешающего влияния) из цепи I в цепь II не будет. Условием симметрии моста является равенство: Q₃ = Q₄ , что эквивалентно c₁₃ + c₂₄ = c₁₄ + c₂₃ или

(c₁₃ + c₂₄) – (c₁₄ + c₂₃) = 0 (3.8)

Существующая в действительных условиях емкостная асимметрия (неуравновешенность) моста, являющаяся причиной возникновения мешающих влияний между цепями связи, называется емкостной связью:

k = (c₁₃ + c₂₄) – (c₁₄ + c₂₃) (3.9)

Consider the nature and character of the electric (K₁₂ = g + i^.k ) and magnetic (M₁₂ = r + i^.m) couplings between the circuits

The values g, k, r and m are called primary influence parameters.

Capacitive coupling k is the result of the asymmetry of the partial capacitance between the cores of the influence circuit and respondent circuit. On the Fig. 3.3 a) are shown wires 1-2 of influence circuit I and wires 3-4 of respondent circuit II. Partial capacitance between the cores c₁₃, c₁₄, c₂₃, c₂₄ form a capacitive bridge.

If the bridge is symmetrical and belong to the balanced state, the power transition (the disturbing influence) from the circuit I to the circuit II not will. Symmetry condition of the bridge is the equality Q₃ = Q₄ that equivalent (3.8).

Existing in real conditions capacitive asymmetry (disbalance) of the bridge, which is the reason of disturbing influences between circuits, is called capacitive coupling: (3.9).

а13

Активная составляющая электрической связи g обусловлена асимметрией потерь энергии в диэлектрике. В этом случае плечи моста представляют собой эквивалентные потери в диэлектрике, окружающем кабельные жилы g_13, g_14, g_23, g₂₄ (см. рис. 3.3. а ).

Если по жилам протекает переменный ток, то диэлектрик вносит потери, пропорциональные проводимости изоляции G = Ctg. Частичные потери в диэлектрике g_13, g_14, g_23, g₂₄ будут неодинаковы, если диэлектрик неоднороден по своим электрическим свойствам, или толщина изоляции жил различна, или кабель деформирован в разных местах и т.д. Это нарушает симметрию моста и создаёт условия для взаимного перехода энергии между цепями.

Активная составляющая электрической связи выражается уравнением:

g = (g₁₃ + g₂₄) – (g₁₄ + g₂₃) (3.10)

The active component of electrical coupling g is stipulated by the asymmetry of the energy loss in the dielectric. In this case the bridge arms are equivalent loss in the dielectric, which surround by cable core g_13, g_14, g_23, g₂₄ (look to Fig. 3.3 a).

If the alternating current runs in core the dielectric inserts the loss, which are proportional the conductivity of insulation G = Ctg. The partial loss in the dielectric g_13, g_14, g_23, g₂₄ will be unequal if dielectric is heterogeneous for electric properties, if insulation thickness of cores is different, if cable is deformed in different places and etc.

The active component of electrical coupling is expressed by the equation: (3.10).

а14

Индуктивная связь m, по аналогии с емкостной связью, может быть представлена мостом частичных индуктивностей, имеющих трансформаторную связь (рис. 3.3 б). Здесь действуют магнитные потоки. Условием симметрии моста является выражение:

(m₁₄ + m₂₃) – (m₁₃ + m₂₄) = 0 (3.11)

Коэффициент индуктивной связи m характеризует асимметрию моста и, соответственно, степень перехода энергии (мешающего влияния) из цепи I в цепь II:

m = (m₁₄ + m₂₃) – (m₁₃ + m₂₄) (3.12)

Inductive coupling m by analogy with capacitive coupling can be presented as the bridge of partial inductions, which have inductive coupling (Fig. 3.8, b). Here the magnetic fluxes are operated. Symmetry condition of the bridge is an expression: (3.11)

Inductive coupling coefficient m defines the asymmetry of the bridge and, accordingly, the degree of energy transition (the disturbing influences) from circuit I to circuit II: (3.12).

a15

Активная составляющая магнитной связи r или так называемая, активная связь обусловлена вихревыми токами. При прохождении переменного тока по цепи кабеля в соседних жилах за счёт переменного магнитного поля наводятся вихревые токи, вызывающие дополнительные потери энергии в цепи передачи. Аналогичные потери имеют место в экране, свинцовой оболочке и других металлических частях кабеля.

Несимметричность расположения жил одной цепи относительно жил другой и металлических оболочек кабеля, а также применение жил различных диаметров и электрических свойств приводит к асимметрии потерь на вихревые токи, что проявляется в виде расстройки моста связей r₁₃, r₁₄, r₂₃, r₂₄ (см. рис. 3.3. б). Это создаёт асимметрию активных потерь энергии, которая характеризуется связью:

r = (r₁₄ + r₂₃) – (r₁₃ + r₂₄) (3.13)

Величина активной связи тем больше, чем больше различаются жилы по активному сопротивлению и потерям энергии на вихревые токи в соседней цепи, экране, свинце и других металлических частях кабеля.

Активная составляющая электрической связи обуславливается асимметрией потерь в диэлектрике, а активная составляющая магнитной связи – асимметрией потерь в металле. Соотношение между электрическими и магнитными связями, их активными и реактивными составляющими могут быть различными в зависимости от типа цепей, диапазона передаваемых частот и ряда других факторов.

Active component of magnetic coupling r or so-called active coupling is stipulated by eddy currents. During the passage of alternating current through the circuit cable in adjacent wires due to alternating magnetic field are induced eddy currents, causing additional energy losses in transmission circuit. Similar losses occur in the shield, lead shell and other metal parts of the cable.

The asymmetrical location of cores of one circuit relatively to the other cores and metal cable shells, as well as the use of different diameters cores and electrical properties lead to the asymmetry of losses to eddy currents, which is manifested in the form of the mismatch of bridge connections r₁₃, r₁₄, r₂₃, r₂₄ (see Fig. 3.3 б). This creates the asymmetry of active energy losses, which defines by coupling: (3.13).

The value of active coupling is that more then more different cores of active resistance and energy losses to eddy currents in adjacent circuits, shield, lead and other metal parts of the cable.

The active component of the electrical coupling is stipulated by the asymmetry of losses in the dielectric and the active component of the magnetic coupling is stipulated by the asymmetry of losses in the metal. Сorrelation between electric and magnetic couplings, and their active and reactive components may be different depending on the type of couplings, the range of transmitted frequencies, and other factors.

a 16

В воздушных линиях, где провода расположены сравнительно далеко друг от друга и нет изоляционных оболочек, активные составляющие связей (r и g) можно не учитывать и влияние определяется лишь реактивными связями: и .

Значение k и m воздушных линий связи в основном зависят от взаимного расположения проводов (см. рис. 3.4) и могут быть рассчитаны следующим образом:

(3.14)

(3.15)

где - расстояние между проводами (рис. 3.4); r_o – радиус провода; a₁₃, a₂₄, a₁₄, a₂₃ – расстояния между соответствующими проводами.

Между электрическими и магнитными связями действует соотношение .

Для медных цепей воздушных линий Ом, поэтому 300 000 Гц/Ф.

In the communication air lines, where the wires are located comparatively far from each other and there is no insulation cable sheath, the active component of the coupling (g and r) are ignored and the influence is determined only by reactive couplings and .

Value of k and m of communication air lines generally depends on relative position of wires (see Fig. 3.4) and can be calculated as: (3.14), (3.15),

where a – distance between circuit wires; r_o – wire radius; a₁₃, a₂₄, a₁₄, a₂₃ – distance between corresponding wires. Dimension k is F/km, m is H/km.

Electric and magnetic couplings are related by . For copper air lines Ohm, therefore 300 000 H/F.

а17

В кабельных цепях необходимо учитывать все четыре первичных параметра влияния, причём в зависимости от частоты соотношение и удельная значимость меняются.

На рис. 3.5 приведена частотная зависимость процентного соотношения различных видов связей внутри четвёрки. Из графика следует, что:

- в области низких частот (тональный спектр) доминирует емкостные связи ωkZ_В. Другие составляющие связей в этом диапазоне можно не учитывать;

- с возрастанием частоты увеличивается удельная значимость магнитного влияния. Начиная с частоты 35 кГц индуктивные связи становится примерно равным емкостным (ωkZ_в ≈ ωm/Z_в);

- активные связи gZ_в и r/Z_в будут равными практически нулю на низких частотах и при постоянном токе, в области высоких частот существенно возрастают. В среднем, соотношение активных и реактивных составляющих связей равно , ;

- между индуктивными и емкостными связями в кабелях существует соотношение

Figure 3.5. – Percentage of connections within the quad in cables

In cable circuits it should be considered all four primary parameters of influence, and, depending on the frequency at that ratio and their specific significance will change.

On Fig 3.5 shows the frequency dependence of the percentages of different types of

couplings within the quad. From the graph we can say, that:

- at low frequencies range (tone spectrum) capacitive couplings ωkZ_В is dominated. Other components of the couplings in that can be ignored;

- with increasing of frequency increases the specific significance of magnetic influence, and since about the frequency 35 kHz, inductive couplings become equal capacitive couplings (ωkZ_в ≈ ωm/Z_в);

- active couplings gZ_в and r/Z_в, practically are equal to zero on low frequencies and during direct current, in high frequency range they are increasing. In average, ratio of active and reactive coupling components is equal to , ;

- between inductive and capacitive couplings in cables there exists a correlation .

а18

Для кабеля со звёздной скруткой Z_в = 165 … 170 Ом, т.е. m/k = 25000 … 30000 Гц/Ф. Поэтому, если известна величина k (которая обычно нормируется в технических условиях на кабели связи), то легко определить и величину m. Так, если k = 15 пФ на строительную длину кабеля, то нГц.

При высокочастотном уплотнении кабелей необходимо считаться со всеми составляющими связей. В области низких частот достаточно учитывать лишь емкостную связь.

For cable with star twisting Z_в = 165 … 170 Ohm, i. e. m/k = 25000 … 30000 H/F. Therefore, if value k is known (which usually normalized in technical conditions for communication cables), it is easy to define the value of m. So, if k = 15 pF for the cable build length, then nH.

With cables high frequency transmission it is necessary to consider with all the components of the couplings. In the low frequency range is sufficient to consider only the capacitive coupling.

Лекция № 3

Lecture # 3

3.3. ВТОРИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЛИЯНИЯ

3.3. secondary influence parameterS

a19

Вторичным параметром влияния является величина переходного затухания А, характеризующая затухание токов влияния при переходе с первой цепи во вторую. В линиях передачи необходимо уменьшать собственное затухание цепи  и увеличивать переходное затухание.

Переходное затухание является основной мерой оценки воздушных и кабельных линий по взаимному влиянию между цепями и пригодности цепей для передачи.

Переходное затухание выражается как логарифм отношения мощности генератора, питающего влияющую цепь Р₁ к мощности помех в цепи, подверженной влиянию Р₂ и измеряется в децибелах:

A , dB (3.16)

The secondary influence parameter is the transient attenuation value A, which is defined

the attenuation of influence currents when them transfer from first circuit to second one. In the transmission lines it’s necessary to decrease the natural attenuation of circuits  and to increase the transient attenuation A.

The transient attenuation is main criteria of the aerial and cable lines for interactions between

circuits and the compatibility of circuits for transmission.

The transient attenuation is defined as the logarithm of the generator power P₁, which supply the influence circuit, to the noise power P₂ in the respondent circuit and is measured in decibels:

(3.16), dB

а20

При рассмотрении влияния между цепями связи, различают два вида переходов энергии: на ближнем (передающем) и на дальнем (приёмном) концах (см. рис. 3.6). Влияние, проявляющееся на том конце цепи, где расположен генератор первой цепи, называется переходным влиянием на ближнем (передающем) конце А_o. Влияние на противоположный конец цепи называется переходным влиянием на дальнем (приёмном) конце A_l.

Переходное затухание по мощности на ближнем конце (см. рис. 3.6):

A_о ,dB (3.17)

на дальнем конце

A_l ,dB (3.18)

When considering the influence between coupling circuits there are two types of energy transition: on the near circuit end (transmitting end) and on the far end (receiving end) (look at Fig. 3.3). The influence which appear at the end of circuit, where the first circuit generator is situated, have name transient influence on the near end (transmitting end) А_o. Influence on the opposite end of the circuit have name transient influence at the far end (receiving end) A_l.

Transient attenuation by power on the near end (look at Fig. 3.6) is:

(3.17), dB

and on the far and:

(3.18), dB

a21

Наряду с величинами A_о и A_l в технике связи широко используется параметр А₃ - защищённость цепей, представляющая собой разность между мощностями полезного сигнала Р_с и помех Р_n в рассматриваемой точке цепи (см. рис. 3.6):

А₃ , dB (3.19)

Из рисунка 3.6 видно, что полезный сигнал Р_с идентичен Р_1l, а помеха Р_n равна Р_2l. Тогда защищённость на дальнем конце равна

А₃ ,dB (3.20)

Простое преобразование формулы (3.20) дает следующее:

А₃ =  = + = - = A_l - ^.l

здесь  - собственное затухание цепи I (влияющей), l – её длина

Итак, для цепей с одинаковыми параметрами (см. рис. 3.6) защищенность А₃ численно равна разности между переходным затуханием линий на дальнем конце A_l и ее собственным затуханием ^.l:

А₃ = A_l - ^.l (3.21)

Along with the values ​​of A_о and A_l in communication technology is widely used parameter A₃ - circuits protectability, which represent the difference between the useful signal power Р_с and noise power Р_n at the given point circuit (look at Fig. 3.6):

(3.19), dB

From Fig 3.6 is seen that useful signal Р_с identical Р_1l, and noise Р_n is Р_2l

(3.20)

Simple transformation of the formula (3.20) gives following:

А₃ =  = + = - = A_l - ^.l

here  is natural attenuation of circuits I (influence circuit), and l is circuit length.

So, for circuits with the same parameters (look at Fig. 3.6) the protectability equal to the difference between the transient attenuation on the far end of lines A_l and natural attenuation of circuits^.l:

А₃ = A_l - ^.l (3.21)

a22

Переходные затухания можно выразить не только через мощ­ности, но и через токи или напряжения:

A_о = 20lg (3.22)

A_l = 20lg (3.23)

.

где Z_В1 и Z_В2 – волновые сопротивления первой (влияющей) и второй (подверженной влиянию) цепей.

Электромагнитными связями можно оперировать преимущественно при рассмотрении явлений влияния в коротких линиях длиной порядка . Для тональных частот  ≈ 5...25 км, а для высоких частот  ≈ 0,3...2 км. Основными характеристиками для оценки влияния в длинных линиях служат переходное затухание A и защищённость цепей А₃.

Электромагнитная связь, а следовательно, и переходное затухание и соответственно степень влияния между цепями обусловли­ваются взаимным расположением проводов влияющей и подвер­женной влиянию цепей, системой связи, типом скрутки (звездная, парная, двойная парная), степенью конструктивной неоднородности как по длине линии, так и по сечению и качеством применяемых материа­лов. Кроме того, мешающее влия­ние зависит от длины линии и час­тоты передаваемых сигналов связи. Чем выше частота передаваемого тока и длиннее ли­ния, тем сильнее взаимное влияние.

Transient attenuation possible to express not only through powers, but also through the currents or voltages:

(3.22),

(3.23),

where Z_В1 и Z_В2 – wave impedances of the first circuit (influence circuit) and second circuit (respondent circuit).

Electromagnetic coupling can operate mainly when considering of influence effects in the short lines of length about . For tonal frequencies  ≈ 5...25 km, and for high frequencies  ≈ 0,3...2 km. The main characteristics to evaluation the influence for long lines are transient attenuation A and circuit protectability А₃.

Electromagnetic coupling and, hence, transient attenuation and accordingly the degree of influence between the circuits, are caused by the conductors relative positions of the influence and respondent circuits, communication systems, type of wires twisting in the core cable (star, pair, double-paired), the degree of structural heterogeneity as to the length of the line as the cross-section, and the quality of the applicable materials. In addition, the disturbing influence depends on the line length and frequency of the transmitted signals of communication. If frequency of the transmitted current increase and the line made longer the interaction get stronger.

a23

Взаимные влияния по своему характеру подразделяются на си­стематические и случайные.

Систематические влияния — это влияния, вызывае­мые электромагнитными связями, постоянными по длине линии. В кабелях они обусловлены, главным образом, взаимным располо­жением жил в четверке или систематическими погрешностями тех­нологии.

Случайные влияния связаны со случайными неоднородностями линии по длине и имеют сложный характер изменения электромагнитных связей (по модулю и углу).

Figure 3.7 – Changing character of systematic influences (I₁) and random influences (I₂)

on length of the cable

На рис. 3.7 показаны изменение токов систематических (I₁) и случайных (I₂) влияний между цепями по длине кабеля. Систематические влияния пропорциональны длине I₁ ~ ₁(l), а случайные пропорциональны среднеквадратичному значению локальных токов I_i –

I₂ ~ ₂( ).

Для защиты от взаимных влияний и внешних помех на воз­душной линии производится скрещивание проводов, а на кабель­ной — скрутка и экранирование в процессе производства кабелей и симметрирование при монтаже и строительстве линий.

The interaction can be divided by its nature into systematic and random.

Systematic influences are the influence caused by electromagnetic coupling, constant along the length of the line. In cables, they are stipulated, mainly, the mutual arrangement of the cores in the quad or systematic errors of technology.

Random influences associated with random heterogeneities along the line and have a complex nature of the change the electromagnetic coupling (for magnitude and angle).

On the Fig. 3.7 is shown changing of systematic influences current (I₁) and random influences current (I₂) between circuits through the cable length. Systematic influences are proportional to cable length I₁ ~ ₁(l), and random influences I₂ are proportional to root-mean-square of local currents I_i - I₂ ~ ₂( ).

For the protection from interactions and external noises on the air line is produced transposition of wires, and on cable - twisting and shielding cables in the production process and balancing at installation and construction of the lines.