Симметрирование кабелей связи
Симметрированием называется комплекс мероприятий, проводимых в процессе монтажа симметричных кабелей связи с целью уменьшения взаимных влияний между цепями в кабеле и помех от внешних источников. Взаимные влияния являются результатом действий электромагнитных связей, имеющихся между цепями. Влияние внешних источников возникает вследствие асимметрии проводников относительно оболочки кабеля. Такие связи обычно называют асимметричными.
Симметрирование НЧ и ВЧ кабелей осуществляется различными методами. Это обусловлено следующим: НЧ связь осуществляется по однокабельной системе, поэтому должна быть обеспечена требуемая защищенность от помех как на ближнем, так и дальнем концах линии. ВЧ связь организуется по двухкабельной системе, поэтому критичным является защищенность от помех на дальнем конце. На ближнем конце достаточно иметь сравнительно невысокие значения переходного затухания, при которых исключилось влияние на дальний конец за счет отражения волн.
Кабели НЧ имеют сравнительно малое затухание, и поэтому при их симметрировании на длине усилительного участка относительно, дальнего конца будет изменяться влияние на ближнем конце, причем это изменение может происходить и в худшую сторону. Длина шага симметрирования обычно не превышает 1,7 – 2,0 км. НЧ кабели симметрируют небольшими участками, называемыми шагами симметрирования.
Симметрирование выполняют в три этапа: внутри шагов симметрирования; при соединении шагов и на смонтированном усилительном участке.
Симметрирование внутри шагов (первый этап) можно выполнять в одной, трех и семи точках, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от концов шага симметрирования (рисунок 9.11). Муфты, в которых выполняют симметрирование скрещиванием и конденсаторами, называются конденсаторными. Муфты, в которых симметрирование не выполняют и жилы соединяют напрямую, называют прямыми муфтами и обозначают кружочком (рисунок 9.11).
При одноточечной схеме сначала монтируют прямые муфты, а затем конденсаторную (К). В случае трехточечной схемы вначале монтируют прямые муфты, затем симметрирующие и только потом конденсаторные. При симметрировании по семиточечной схеме сначала монтируют симметрирующие муфты А, затем Б и последней – конденсаторную муфту К.
Рисунок 9.11 – Симметрирование НЧ цепей
Кабели ВЧ имеют большое затухание. Поэтому при скрещивании цепей на длине усилительного участка и включении симметрирующих контуров на расстоянии от конца этого участка, соответствующем по затуханию примерно 10 дБ, на верхних частотах диапазона влияние на ближнем конце практически изменяться не будет.
Симметрирование на дальнем конце усилительного участка выполняют в два этапа: на первом – систематическое скрещивание первой цепи четверки при соединении строительных длин кабеля (оператор соединения в муфте жил кабеля х..); на втором – скрещивание цепей в одной, двух или трех точках (муфтах) (рисунок 9.12) с подбором опытным путем наилучшего сочетания операторов скрещивания по результатам измерений защищенности цепей на дальнем конце усилительного участка. Эффективность двухэтапного скрещивания ВЧ-цепей зависит от значений так называемого параметра симметрируемости внутричетверочных комбинаций влияния для строительной длины кабеля. Этот параметр определяется минимальным значением Аl, которого можно достигнуть при компенсации непосредственных влияний. Эффективность двухэтапного скрещивания также зависит от диапазона частот и длины усилительного участка.
Рисунок 9.12 – Симметрирование ВЧ цепей
Под наилучшим сочетанием операторов скрещивания при трехточечной или двухточечной схемах симметрирования понимают такое, при котором достигается требуемая норма по защищенности Азl во всем диапазоне частот. Если этого достигнуть невозможно, то выбранные операторы скрещивания должны в первую очередь уничтожить эффект перестановки для возможности использования симметрирования с применением контуров противосвязи. В последнем случае симметрирование ВЧ-цепей получается трехэтапным.
Кроме рассмотренных методов уменьшения взаимных влияний между ВЧ-цепями, в отдельных случаях могут потребоваться и другие (дополнительные) меры, например, по уменьшению влияний с выхода промежуточного усилителя (регенератора) на его вход в комбинированных ж.д. кабелях связи и компенсационных метод ослабления взаимных влияний на участках между соседними обслуживаемыми усилительными пунктами (ОУП-ОУП). Этот метод служит для обеспечения помехозащищенности от взаимных влияний при организации связи по кабелю, предназначенному согласно техническим условиям для работы в более узком диапазоне частот, чем этого требует применяемая аппаратура.
Влияние с выхода промежуточного усилителя на его вход необходимо учитывать на кабельных линиях при наличии низкочастотных цепей, проходящих без разрыва через высокочастотный усилительный пункт (УП). В этом случае имеют место указанные влияния через третьи низкочастотные цепи (рисунок 9.13).Устранение этих влияний может быть обеспечено благодаря переходу ВЧ-цепей из одного кабеля в другой в каждом усилительном пункте (рисунок 9.14).Влияния с выхода на вход ВЧ-усилителей через третьи двухпроводные цепи могут быть уменьшены включением в последние низкочастотных фильтров.
Рисунок 9.13 – Влияние через третьи цепи
Рисунок 9.14 – Переход ВЧ-кабелей
Для уменьшения этих влияний на воздушных линиях вводы в усилительные пункты устраивают в разных кабелях. Для уменьшения влияния через земляной тракт во все цепи на входе и выходе в усилительные пункты включают запирающие катушки (ЗК) (рисунок 9.15).Каждую полуобмотку катушки ЗК включают в один из проводов двухпроводной цепи. В результате магнитные поля токов земляного тракта (имеющих одинаковое направление) складываются, что увеличивает индуктивное сопротивление цепи «провод—земля». Магнитные поля токов, имеющих разные направления в проводах двухпроводной цепи, взаимно компенсируются, и затухание, вносимое запирающей катушкой для передаваемых сигналов, невелико. При вводе в оконечные пункты запирающие катушки включаются только в уплотненные цепи.
Рисунок 9.15 – Запирающие катушки
Сущность симметрирования скрещиванием жил заключается в компенсации электромагнитных связей между цепями на одном участке кабельной линии связями другого участка.Компенсация объясняется тем, что при скрещивании связи изменяют свой знак.
При симметрировании конденсаторным методом последние устанавливают в промежуточной муфте, соединяющей два участка кабельной линии, и включают между жилами цепей.
Концентрированное симметрирование контурами противосвязи заключается в том, что токи помех, вызываемые электромагнитными связями между цепями, компенсируются токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью контуров, включенных между жилами цепей.
Дата добавления: 2015-05-05 ; просмотров: 10255 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Симметрирование кабелей связи
Симметрирование − это комплекс мероприятий и электрических измерений, проводимых в процессе строительства и монтажа кабельных линий связи. На ГТС симметрируют в основном кабели межстанционных соединительных линий, большой протяженности. На практике используют следующие основные методы симметрирования: метод скрещивания, конденсаторный метод и метод концентрированного включения контуров противосвязи.
Симметрирование скрещиванием основано на компенсации электромагнитных связей одного отрезка кабеля связями другого отрезка путем скрещивания жил цепей.
Конденсаторное симметрирование основано на компенсации электрических связей путем включения конденсаторов между жилами взаимовлияющих цепей.
Симметрирование включением контуров противосвязи основано на компенсации электромагнитных связей путем включения между жилами взаимовлияющих цепей контуров противосвязи, содержащих резисторы и конденсаторы.
Конденсаторное симметрирование компенсирует только электрические связи, поэтому оно применяется в основном для низкочастотных кабелей, в которых эти связи являются определяющими. Симметрирование скрещиванием применяется как для низкочастотных, так и для высокочастотных кабелей. Концентрированное симметрирование контурами противосвязи в основном применяется для ВЧ кабелей.
Отличительная особенность симметрирования НЧ и ВЧ кабелей заключается в следующем. Рабочее затухание кабаля в области низких частот весьма мало, поэтому симметрирование НЧ кабелей по результатам измерения защищенности на дальнем конце может изменять влияние на ближнем конце, и наоборот. Поэтому НЧ кабели симметрируют на длине шага симметрирования (расстояние между смежными точками симметрирования). Длина шага симметрирования 1,2. 1,7 км. На высоких частотах рабочее затухание велико, поэтому симметрирование по результатам измерения взаимных влияний на дальнем конце не изменяет влияния на ближнем конце. Это позволяет выполнять симметрирование ВЧ кабелей на длине элементарного кабельного участка (ЭКУ).
Взаимные влияния между цепями внутри четверок существенно больше, чем между цепями разных четверок, поэтому наиболее сложным и трудоемким является симметрирование внутричетверочных комбинаций цепей. Между электрическими (емкостными) и магнитными (индуктивными) связями имеет место достаточно тесная корреляция. Для кабелей c однородной изоляцией жил справедливо соотношение m = kZв 2 , поэтому компенсацию электромагнитных связей методом скрещивания можно рассматривать, оперируя только одной связью. C физической точки зрения удобно рассматривать емкостные связи между цепями четверки и емкостные асимметрии цепей четверки относительно заземленной оболочки (рис. 6.1), величина которых характеризует степень взаимных влияний как в низкочастотных, так и в высокочастотных кабелях связи.
Рисунок 6.1 − Емкостные связи и асимметрии в кабельной четверке
По одной четверке можно организовать в диапазоне низких частот три цепи: две основные и одну фантомную (искусственную).
Согласно рисунку 6.2, первая основная цепь образована жилами 1 и 2, вторая основная цепь − жилами 3 и 4, а фантомная цепь образована c помощью четырех линейных трансформаторов со средними точками.
Рисунок 6.2 − Схема организации двух основных и фантомной цепей
При подключенном к средним точкам генераторе по полуобмоткам трансформаторов протекают равные, но противоположно направленные токи. Поэтому их магнитные потоки компенсируют друг друга и ток в станционной обмотке равен нулю. Аналогичное явление наблюдается и на противоположном конце линии при подключении к средним точкам нагрузки.
При этом прямым проводом фантомной цепи является первая основная цепь, a обратным проводом − вторая основная цепь. Таким образом, по указанным целям организуются три независимые связи.
Согласно рисунку 6.1, можно записать приближенные выражения для коэффициентов емкостной связи и емкостной асимметрии (без учета влияния соседних четверок):
k1 ≈ (С13 + C24) — (С14 + C23) − емкостная связь между основными цепями;
k2 ≈ (С13 + С14) — (С23 + С24) − емкостная связь между первой основной и фантомной цепями;
k3 ≈ (С13 + С23) — (С14 + С24) − емкостная связь между второй основной и фантомной цепями;
е1 ≈ С10 — С20 − емкостная асимметрия первой основной цепи относительно земли;
е2 ≈ C30 — С40 − емкостная асимметрия второй основной цепи относительно земли;
е1 ≈ (C10 + С20) — (С30 + С40) − емкостная асимметрия фантомной цепи относительно земли.
Источник
Симметрирования кабелей связи
Кабельные цепи в строительных длинах одного и того же типа кабеля всегда имеют различные электрические характеристики ( в пределах допустимых ТУ), и от того, как они будут соединены, зависит их защищенность от взаимных влияний и влияний внешних источников. Поэтому при выполнении монтажных работ с симметричными кабелями проводят симметрирование.
Симметрированием называют комплекс мероприятий, направленных на уменьшение влияний.
Взаимные влияния возникают в результате наличия между цепями электромагнитных связей. При этом в НЧ (до 4 кГц) кабелях преобладают электрические связи, а в ВЧ ¾ электромагнитные комплексные связи. Исходя из этого в НЧ кабелях достаточно проводить симметрирование емкостных связей; в ВЧ кабелях необходимо симметрировать все составляющие (активные и реактивные) электрических и магнитных связей.
Для симметрирования НЧ кабелей применяют метод скрещивания жил и конденсаторный метод.
Симметрирование ВЧ кабелей производят методами скрещивания жил и концентрированного симметрирования контурами противосвязи.
Скрутка кабельных цепей. Для уменьшения взаимных и внешних влияний изолированные жилы симметричных кабелей скручиваются в группы звездной (четверочной) или парной скруткой.
При звездной скрутке четыре изолированные жилы располагаются по углам квадрата, чем достигается симметричное расположение жил одной цепи относительно жил другой, и, таким образом, снижается влияние вследствие поперечной асимметрии. Однако строго симметричного расположения жил получить невозможно из-за конструктивных неоднородностей. Влияние между цепями различных четверок уменьшается скруткой.
Скрутка жил не только снижает влияние вследствие поперечной симметрии, но и уменьшает продольную асимметрию, так как выравниваются расстояния жил относительно оболочки.
Действие скрутки аналогично скрещиванию проводов на воздушной линии связи. Скрутка представляет собой равномерное, непрерывное вращение жил относительно оси с неизменным шагом по всей длине кабеля.
Шагом скрутки называют длину участка, на котором жилы группы совершают полный оборот вокруг оси скручивания.
С учетом требований к гибкости и устойчивости конструкций кабеля длину шагов скрутки в группы принимают равной 100-300 мм, а повивов ¾ 400-600 мм (кабели дальней связи).
Шаги скрутки различных групп должны быть согласованы. Подбор и согласование шагов производится по участкам, называемым секциями симметрии или секциями защиты.
Длина секции не должна быть больше одной восьмой длины волны высшей передаваемой частоты.
Согласование шагов каждой группы со всеми остальными находится в зависимости от спектра передаваемых частот. Если кабель НЧ, то при четном количестве групп в повиве достаточно взять два согласованных шага I, II и чередовать так, как показано на рис. 1.
 |
При нечетном количестве групп в повиве потребуется 3 различных шага для того, чтобы избежать появления соседних групп, скрещенных с одинаковым шагом.
В ВЧ кабелях шаги скрутки всех групп должны быть неодинаковы и согласованы между собой.
Это объясняется тем, что в НЧ кабелях влияние между цепями обусловлено только одной емкостной связью, для которой промежуточные группы действуют как экран. В ВЧ кабелях необходимо считаться со всеми видами связи.
Для уменьшения влияния между группами, находящимися в соседних повивах, последние скручиваются в разные стороны, и шаги скрутки согласовываются с шагами скрутки групп.
При пучковой скрутке (городские кабели) повивы в пучках скручиваются в одну сторону, что позволяет уменьшить сечение сердечника кабеля. Для обеспечения механической устойчивости при такой скрутке направление скрутки всего сердечника противоположно направлению скрутки его пучков.
Изобразим кабель, содержащий одну четверку, помещенную в оболочку (рис. 2).
Переход энергии на кабельные цепи происходит через землю и защитные металлические оболочки кабеля.
Источник
