Кафедра конструирования и технологии электрической изоляции

Лабораторная работа

по дисциплине «Оптические и электрические кабели связи»

"Исследование неоднородностей волнового сопротивления кабелей"

2008

Теоретическая часть

Изменение первичных и вторичных параметров по длине кабеля обусловлено отклонением геометрических размеров от номинала (местное, периодически повторяющееся или случайное), а также изменением электрических характеристик изоляции (C, tgd, r) по длине и радиусу (например, в пористой ПЭ, бумажной изоляции и т.д.). Отклонение значения волнового сопротивления по длине кабеля от нормального называют неоднородностью волнового сопротивления кабеля.

Неоднородность волнового сопротивления кабеля оценивается количественно коэффициентом отражения. Для высококачественных цепей коэффициент отражения не должен превышать значения, определяемого формулой:

,                                       (1)

где p – коэффициент отражения; f – частота, кГц.

Коэффициент отражения рассчитывается по формуле:

,                           (2)

где ZВ – волновое сопротивление кабеля, Ом; Z – волновое сопротивление в месте неоднородности, Ом; – отклонение волнового сопротивления в месте неоднородности от среднего номинального значения.

Тогда отклонение волнового сопротивления можно определить по формуле

.                                    (3)

Измерение неоднородностей производится, как правило, импульсным методом.

Принцип импульсных измерений

Принцип импульсных измерений заключается в том, что в исследуемую линию посылаются короткие импульсы (зондирующие импульсы), которые, распространяясь по линии, частично или полностью отражаются от неоднородностей волнового сопротивления и возвращаются к месту, откуда они были посланы. Сигналы, отражённые от неоднородностей волнового сопротивления, будут смещены во времени относительно зондирующего импульса в зависимости от расстояния до неоднородности, то есть запаздывание отражённого импульса по отношению к зондирующему импульсу пропорционально расстоянию до неоднородности волнового сопротивления:

,                                      (4)

где lX – расстояние до неоднородности; T – время запаздывания сигнала; V – скорость распространения электромагнитной волны в кабеле.

Индуктивность в коаксиальной цепи определяется по формуле (Гн/м)

,                                   (5)

где  – магнитная постоянная, , Гн/м; – внутренний диаметр обратного проводника; – диаметр прямого проводника.

Емкость в коаксиальной цепи определяется по формуле (Ф/м)

,                                  (6)

где  – электрическая постоянная, , Ф/м; – относительная диэлектрическая проницаемость.

Волновое сопротивление при f>30 кГц определяется по формуле (Ом)

.                                   (7)

Скорость в коаксиальных цепях определяется по формуле (м/с)

.                                      (8)

Величина неоднородности волнового сопротивления при импульсных измерениях определяется отношением амплитуды отражённого UОТ в месте неоднородности к амплитуде зондирующего UЗ импульса

. ............