Первичные параметры влияния

Чтобы понять причину появления и физическую сущность электрической и магнитной связей, рассмотрим эквивалентные схемы связей между цепями одной четверки в сечении x на участке dх линии (рис. 5.3).

Рисунок 5.3 − Мостовые схемы электрической (а) и магнитной (б) связей

Емкостная связь между цепями одной четверки определяется величинами частичных емкостей между жилами 1 и 2 первой цепи и жилами З и 4 второй цепи, как показано на рисунке 5.3, a. Частичные емкости С₁₃(х), С₂₃(х), С₁₄(х), С₂₄(х) образуют мостовую схему, где цепь 1-2 является влияющей, a цепь 3-4 - подверженной влиянию. Если

то мост находится в уравновешенном состоянии, и емкостное влияние между цепями на участке dх в сечении x отсутствует.

Если же это условие соблюдается по всей длине линии, то между цепями будет отсутствовать влияние за счет емкостной связи. Емкостная связь между цепями вызвана изменением по длине линии диэлектрической проницаемости изоляции жил, ее толщины, взаимного расположения жил в четверке и т. д.

Она определяется уравнением

Активная составляющая электрической связи g(х) обусловлена асимметрией потерь энергии в диэлектрике, окружающем жилы кабеля. При протекании переменного тока по жилам кабеля в диэлектрике возникают потери, пропорциональные проводимости изоляции (ωCtgδ). Если диэлектрик неоднороден по своим электрическим свойствам, или толщина изоляции жил различна, или сердечник кабеля деформирован и т. д., то частичные потери в диэлектрике g₁₃(х), g₁₄(х), g₂₃(х), g₂₄(х) по длине линии будут не одинаковыми. Это нарушает симметрию моста и создает условие для взаимного перехода энергии из одной щели в другую.

Активная составляющая электрической связи определяется через частичные проводимости изоляции уравнением

Индуктивная связь m(х) и активная составляющая магнитной связи г(х) также могут быть представлены мостом частичных взаимных индуктивностей m₁₃(х),m₁₄(х),m₂₃(х),m₂₄(х) и сопротивлений r₁₃(Х), r₁₄ (х), r₂₃ (х), r₂₄ (х) (рис. 5.3, б).

Коэффициент индуктивной связи характеризует асимметрию моста и определяется по формуле

Активная составляющая магнитной связи r(х) обусловлена асимметрией потерь на вихревые токи в соседних жилах, экране, оболочке из-за несимметричного расположения жил цепи относительно других цепей и оболочки, a также различием диаметров жил цепи:

Таким образом, активная составляющая магнитной связи обусловлена асимметрией потерь на вихревые токи в металле, а активная составляющая электрической связи − асимметрией потерь в диэлектрике.

Соотношения 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.

B области низких частот (ниже 10 кГц) определяющими являются емкостные связи, На высоких частотах: (более 100 кГц) влияния между цепями обусловлены как емкостными, так и магнитными связями. Причем между магнитными и емкостными связями в кабелях существует примерное соотношение m₁₂/C₁₂≈Z²_в , где m₁₂ и С₁₂ - магнитная и емкостная связи в строительной длине между цепями 1 и 2. Величины магнитных и электрических связей между, взаимовлияющими цепями зависят от взаимного расположения жил цепей относительно друг друга, оболочки и других цепей, a также от электрических характеристик диэлектрика, геометрических размеров жил и т. д.

Электромагнитные связи, вызывающие влияние между целями, подразделяют на регулярные и нерегулярные. Регулярные связи определяются номинальными геометрическими размерами кабельных жил, номинальными расстояниями между ними и оболочкой при условии идеального выполнения всех элементов конструкции кабеля. Нерегулярные связи обусловлены неизбежным отклонением конструкции кабеля от идеально симметричной (смещение жил в поперечном сечении кабеля, неравенство шагов скрутки и т. д.) и зависят от множества случайных факторов, зачастую не поддающихся точному учету. По названию электромагнитных связей влияния между цепями подразделяются на регулярные и нерегулярные.