Рис. 3.53. Емкостная связь между проводником икабелем:

с -физическая модель; б - эквивалентная схема замещения

на кабельные межблочные линии с позиций их емкостной и индуктивной 1СВЯЗИ.

Емкостная связь. На рис. 3.53 приведены физическая модель и соответспвующая ей схема замещения емкостной связи кабеля с проводам, находящимся под нарряжением помехи.

Если жила кабеля имеет относительно земли бесконечное сопротивление (jRh=oo), то на незаземленный экран наводится напряжение

Так как ток через емкость Сж.э в этоам случае не течет, то иа жилу кабеля наводится напряжение 1/2= Ua.

Если экран заземлить, то Ua-O и, естественно, Uz также уменьщится до 0. Это будет справедливо лишь в том случае, когда жила кабеля не выходит за пределы его оболочки. Если жила кабеля вы одит за пределы защитной оболочки и имеет конечное соцротивление Rh относительно земли, то в соответствии с рис. 3.53,6 для случая, когда /?н<С1 (в(С1ж + Сж.э + Сн;), напряжение наводки в кабеле в результате емкостной связи [см. (3.88)]

f>2 = / R. и, ИЛИ и., it) = R .

Емкость Cix в данном случае состоит в основном из емкости между проводником 1 и неэкранированной частью жилы кабеля. Если экран вьшолнен в виде оплетки, то любая емкость, обусловленная связью через отверстия в оплетке, также должна быть включена в Схж-

Индуктивная связь. Для определения индуктивного влияния провощника с током на кабель рис. 3.54) воспользуемся следующим приемом. Если учесть, что оболочка кабеля представляет собой проводник, на который оказывает вшияние цепь /, то в соответствии с (3.89) в оболочке кабеля на частоте со наводится ток

об= -h

j со Ml

Рис. 3.54. Индуктивная проводником и кабелем

связь между

Рис. 3.55. Цилиндрический проводник с током

где Mi3 - коэффициент взаимной индуктивности между проводником / и экраном кабеля, Гн; Ьэ - индуктивность экрана, Гн; Ra - сопротивление экрана, Ом.

Тогда по аналогии ток, наведенный в жиле кабеля при магнитном влиянии тока, протекающего по его оболочке,

j J -<- (3.94)

где Zzi и Zzz - сопротивления нагрузки кабеля. Ом; остальные обозначения аналогичны ранее принятым.

Выражение (3.94) получено из условия, что взаимная индуктивность между оболочкой и жилой экрана равна индуктивности экрана.

Все ранее полученные формулы были выведены без учета влияния сопротивления земли на процессы в цепях, которые используют ее в качестве обратного провода. Гальваническое влияние цепей, привносящих помехи от воздействия МЭМП на межблочные линии связи, в этом случае аналогично процессам, рассмотренным для электрически длинных линий.

3.5. НЕКОТОРЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ХАРАКТЕР НАВОДОК В ЛИНИЯХ СВЯЗИ РЭС

Все предыдущие рассуждения, связанные с индуктированием на проводных и кабельных линиях связи напряжений и токов при электромагнитном влиянии МЭМП, строились в предположении, что провода и кабели представляют собой в основном идеальные линии передачи.

На самом деле проводные и кабельные линии связи обладают как электрические цепи не только внешними характеристиками, но и рядом внутренних свойств, проявляющихся при распространении по ним токов и оказывающих существенное влияние на процессы, связанные с формированием наводок.

Поверхностный эффект в цилиндрическом проводнике. На рис. 3.55 представлен бесконечный цилиндрический проводник радиусом Го, по которому течет синусоидальный ток /. Если обозначить

через /(г) плотность тока в проводнике, то в соответствии с [2il ] для выбранной цилиндрической системы координат справедливо диффе)ренциальное уравнение

. + -1--/к/ = 0, дг г дг

решение которого Мо(кг)

ехр0-[е:(кг)-елкг )]}.

где к2=1Сй1[ха; \х, - магнитная проницаемость материала проводника, Гн/м; а - удельная проводимость материала проводника, См/м; /о - плотность тока на поверхности провощника, А/м; Л1о(кг) и е(кг)-.модуль и аргумент функции Кельвина нулевого порядка.

На рис. 3.56 показано относительное распределение плотности тока по радиусу проводника. Как видно из приведенных графи-ческих зависимостей, пере-менный электрический ток распределяется неравномерно по сечению проводника, концентр.ируясь большей своей частью у его поверхности (поверхностный эффект) и постепенно затухая .по мере удаления от поверхности в глубь проводника. Отношение плотности амплитуд тока в толще проводника и на его поверхности тем меньше, чем больше угловая частота, удельная проводимость и радиус .прово.да.

Таким образом, с увеличением частоты ток стремится распространяться по поверхности пров.одника. Поэтому можно заменить оплошной проводник эквивалентным ему трубчатым проводником -толщиной б с тем же внешним радиусом, что и спло.шной, и равномерным распределением тока по сечению стенки. Величина б имеет важное значение в электротехнике и теории экранирования. Этот параметр называют эквивалентной глубиной проникновения тока (глубиной скин-слоя):

б = У2/и[хо,

Rb /Ro;xbJ7?o

о 0,ZS 0,5 0,75 г/Гд\

2,5 2,0 7,5

7,5 3,0 4,5 6,0 А-/,

Рис. 3.56. Относительное распределение плотности тока в цилиндрическом проводнике по его сечению

Рис. 3-57. Увеличение относительных величин активного и внутреннего индуктивного сопротивлений провода в зависимости от /его