Первичные параметры влияния. Мостовые схемы электрической и магнитной связи.
В кабеле наличие изоляции, небольшие расстояния между жилами, их несимметричное взаимное расположение и с металлическими защитными покровами создают дополнительные связи между цепями. Эти причины увеличивают влияние за счёт потерь в диэлектрике и металле.
Как известно, электрические связи между цепями определяются по формуле:
,
а магнитные связи:
Эквивалентные схемы электрической и магнитной связей между цепями показаны на рис.2(а,б).
На рис.2 показаны две цепи:
жила 1-2 -
влияющая - цепь 1;
жила 3-4 - подверженная влиянию - цепь 2.
-частичные ёмкости;
- частичные проводимости;
- частичные индуктивности;
- частичные сопротивления.
Связь между цепями будет отсутствовать, если электрический мост будет сбалансированным.
Рассмотрим природу и характер действия электрических и магнитных связей между цепями.
Емкостная связь. С12 является результатом асимметрии частичных ёмкостей между жилами влияющей и подверженной влиянию цепей (рис.2а). Частичные ёмкости образуют так называемый мост. Если мост симметричен и находится в уравновешенном состоянии, то перехода энергии из цепи 1 в цепь 2 не будет.
Условием симметрии моста является равенство:
.
Связь между цепями будет осуществляться, если мост неуравновешен. Эта связь является причиной возникновения мешающих влияний между цепями связи и называется ёмкостной связью:
. (1)
Индуктивная связь по аналогии может быть представлена мостом частичных индуктивностей, имеющих трансформаторную связь (рис. 2,б). Здесь имеем дело с магнитными потоками. Условием симметрии моста является выражение:
.
Коэффициент индуктивной связи характеризует асимметрию моста и соответственно степень перехода энергии из цепи 1 в цепь 2, т. е. будет наблюдаться мешающее влияние одной цепи на другую:
. (2)
Активная составляющая электрической связи g12 обусловлена асимметрией потерь энергии в диэлектрике. В этом случае плечи моста представляют собой эквивалентные потери энергии в диэлектрике, окружающем кабельные жилы, (рис. 2,а).
Если по жилам кабеля протекает переменный ток, то диэлектрик вносит потери, пропорциональные проводимости изоляции
.
Если диэлектрик неоднороден по своим электрическим свойствам, или толщина изоляции жил различна, или кабель деформирован в разных местах и т. д. , то частичные проводники диэлектриков
будут неодинаковы. Это нарушает симметрию моста и создаёт условия для взаимного перехода энергии между цепями. Активная составляющая электрической связи:
. (3)
Активная составляющая магнитной связи r12, 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, алюминиевой оболочке и других металлических частях кабеля.
Несимметричность расположения жил одной цепи относительно жил другой цепи и металлических оболочек кабеля, а также применение жил различного диаметра и электрических свойств приводят к асимметрии потерь на вихревых токи, что проявляется в виде расстройки моста связей (рис. 2,б). В результате создаётся асимметрия активных потерь энергии, характеризуемая связью
. (4)
Величина активной связи тем больше, чем больше различаются жилы по активному сопротивлению и потерям энергии на вихревые токи в соседней цепи, экране, оболочке и других металлических частях кабеля.
Активная составляющая электрической связи обуславливается асимметрией потерь в диэлектрике, а активная составляющая магнитной связи - асимметрией потерь в металле.
Величины называются первичными параметрами влияния.