где [i - магнитная праницаемость материала проводника, Гн/м; а - его удельная проводимость, См/м.

Поверхностный эффект оказывает существенное нлияние на внутренние характеристики проводника - его полное сопротивление

2вн=?вн+/вн= , exp{/[ejKO-ejKO]}.

2л Го oMi (к Го)

На рис. 3.57 приведены кривые, характеризующие возрастание относительных величин активного Rbk/Ro и внутреннего индуктивного XnfRo сопротивлений провода в зависимости от кго. В качестве относительной единицы измерения принято сопротивление провода на единицу его длины по постоянному току Ro-llnroO.

Следовательно, при рашространении по проводам волн импульсов тока с малой длительностью и большой скоростью нарастания фронта в связи с поверхностным эффектом наблюдается ослабление амплитуды импульса и части высокочастотных составляющих его спектра.

Корона на проводах. Как отмечалось, в результате воздействия МЭМП в линиях связи возникают значительные уровни наведенных напряжений, которые в процессе своего распространения по проводам могут резко уменьшаться по амплитуде и изменять свою форму. Так, волна напряжения с амплитудой 40 кВ на стальном проводе через 500 м пробега уменьшается до 2,5 кВ. Затухание и изменение формы волны в линиях происходит за счет потерь в активном сопротивлении и проводимости линии. Однако в линиях связи активные потери незначительны. Например, при пробегах волн по линиям даже в несколько километров затухание волн под действием активных сопротивлений пренебрежимо мало.

Основным источником деформации волн в линиях является коронный разряд [36], возникающий на проводах, если напряжение на них превышает критическое, которое по модифицированной формуле Пика определяется как

ир = 10,5то tn Рв d In ih/d),

где Шо - коэффициент, учитывающий состояние поверхности провода (для новых проводов mo=l, для находившихся в эксплуатации то=0,98... 0,93); т - коэффициент, характеризующий окружающую среду (сухая погода - тп=1, дождь, туман - тп=0,9... ...0,8); Ре - относительная плотность воздуха: pE = 3,9b/(273-l-f) [Ь - барометрическое давление в торрах (ммрт.ст.); f - температура воздуха, °С]; d и h - соответственно диаметр провода и высота его подвеса над землей, м.

В табл. 3.5 приведены значения критического напряжения, достаточного для возникновения короны на проводах. Как видно из приведенных данных, амплитуда критического напряжения возникновения короны на проводах колеблется в пределах 22... 45 кВ. Так как индуцируемые напряжения в линиях связи зачастую зна-

Таблица 3.5. Значения критических напряжений возникновения короны иа проводах воздушных линий [10]

чителшо лревышают эти значения, то на проводах линий, подверженных воздействию МЭМП, возникает коронный разряд, вызывающий уменьщение амплитуды индуцируемой волны напряжения и деформацию ее фронта.

Для практических расчетов уменьшения амплитуды волны в линиях можно использовать известную в ТВН формулу Фауста и Менджера:

где Uo - амплитуда волны в точке ее возникновения, кВ; k - коэффициент, принимающий значения l,5-il0~* ... 5-Ю~*; Ui - амплитуда напряжения на удалении I, км, от места возникновения индуцируемой волны, кВ.

Опыты и наблюдения показывают, что особенно сильно затухают короткие и срезанные импульсы. На рис. 3.58 приведены осциллограммы, а на рис. 3.59 зависимости деформации фронта волны напряжения под действием короны. Их рассмотрение показывает, что при пробегах волн в один километр смещение фронта импульса может достигать 1 мкс и более. Деформация фронта

Рис. 3.58. Искажение импульсной волиы напряжения на проводе воздушной линии под действием короны при отрицательной ее полярности в зависимости от длины пробега волиы:

/ -{=0; 2 - 1=1 км; 3 - £=2 км

Рис. 3.59. Зависимость смещения фронта деформированной под действием короиы волны от напряжения при пробеге /=1 км и для h- = 10 м:

Гпр=0,25 см; 2-Гпр=0,Б см; 3 -Гдр = 1,0 см

импульса увеличивается лри уменьшении высоты подвеса проводов линии h и уменьшении радиуса провода, что объясняется улучшением условий возникновения короны за счет увеличения напряженности электрического поля у поверхности провода.

Ток в оболочке кабеля. Протекание токов непосредственно в оболочке кабеля вызывает возникновение между его жилой и обо-ЛОЧ1К0Й наведенных напряжений, а в жиле кабеля при наличии связи че1рез нагрузочные сопротивления - тока наводки. Рассмотрим на примерах синусоидальных и импульсных токов, текущих в оболочке кабеля, возникновение наводок в нем и определим их величину.

Синусоидальный ток в оболочке кабеля. Для определения степени проникновения электромагнитного поля в коаксиальный кабель важным параметром является поверхностное проходное полное сопротивление оболочки кабеля (сопротивление связи), которое количестБенно связывает падение напряжения на единице длины кабеля, возникающее на внутренней стороне его оболочки, с током, протекающим по внешней ее стороне.

На рис. 3.60 представлен отрезок коаксиального кабеля длиной /, по внешней стороне оболочки которого течет ток /. На длине t внутренней стороны оболочки протекающий ток вызовет падение напряжения

которое определит наведенное напряжение между жилой и оболочкой кабеля. Бели предположить, что сопротивление жилы намного меньше, чем у оболочки, то падение напряжения на жиле кабеля можно не учитывать и для разомкнутого по обоим концам кабеля напряжение между жилой и оболочкой

ж.об =2сб/ 2.

I.............................\!

1сЪ,М0м/м 70

Рис. 3.60. К определению со- Рис. 3.61. Частотные зависимости сопро-противления связи оболочки тивлений связи для гибких коаксиальных кабеля кабелей в оплетке:

/ - одна оплетка; 2 - две оплетки; 3 три

оплетки