Эффективность скрещивания в зависимости от шага скрещивания

Значение модулей гиперболических тангенсов, определяющих прибавку переходного затухания в результате скрещивания, зависит от произведения nS, т. е. от расстояний между скрещиваниями. Для установления эффективности скрещивания на ближнем конце цепи в зависимости от длины шага скрещивания рассмотрим, как изменя­ется модуль Т_n в зависимости от произведения nS.

(8)

Из выражения (11.8) следует, что при < > 0 и Т_n < 1, т. е. скрещивание дает положительный эффект. При < < ; cos < 0 и Т_n >1, скрещивание дает от­рицательный эффект.

Для определения максимально допустимого шага скрещивания (nS) выразим b через длину волны λ, тогда получим

(9)

Таким образом, положительный эффект от скрещивания наблюдает­ся только в том диапазоне частот, в котором шаг скрещивания мень­ше 1/8 длины волны.

Скрутка кабельных жил

Для уменьшения взаимных и внешних влияний две и более изолированные жилы симметричных кабелей скручиваются в группы парной или четверочной (звездной) скруткой. При рассмотрении влияний между цепями симметричных кабелей различают внутригрупповые (между цепями одной и той же группы) и межгрупповые (между цепями различных групп) электромагнитные связи.

При парной скрутке необходимо учитывать только межгруппо­вые связи. При четверочной скрутке необходимо рассматривать оба вида связей.

Допустимых значений внутригрупповых связей (влия­ний) достигают за счет симметричного расположения одной цепи в группе относительно другой (по углам квадрата) и высоких требований к однородности материалов, используемых при изготовлении кабеля. В случае межгрупповых влияний допустимые значения последних, обеспечи­ваются за счет различных шагов скрутки четверок (в четверке все жилы имеют одинаковый шаг скрутки). Жилы пар, взятых из одной и той же четверки, на всей строительной длине параллельны друг другу. Действие скрутки аналогично скрещиванию проводов на воздушных линиях, и основные положения об электрических процессах, возникающих при скрещивании, спра­ведливы и для скрутки. В настоящее время кроме классической (равномерной однонаправленной) скрутки жил используется скрутка с переменным случайным шагом и разнонаправленная скрутка (SZ-скрутка). Разнонаправленная скрутка допускает совмещение операций, например, скрутку жил в пары и пар в элементарный пучок. Разнонаправленная скрутка бывает волновой, когда направление скрутки изменяется через 1/2 … 3/4, или циклической, когда направление скрутки изменяется после цикла из нескольких витков.

Отличие скрутки от скрещивания заключа­ется в том, что скрещивание устраивают в точках, и расстояния между соседними скрещиваниями могут быть различными (при схе­ме скрещивания по нескольким индексам), а классическая 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. Шаг скрутки соответствует двум шагам скрещивания по схеме с одиночным индексом (рис. 3).

Рис.3	Рис.4

Шаг скрутки желательно выбирать как можно меньше, так как эффективность скрутки будет больше, но с уменьшением шага увеличиваются объем кабеля и длины жил, что невыгодно. Поэто­му с учетом требований к гибкости и устойчивости конструкций ка­беля длину шагов скрутки в группы принимают равной 100—300 мм.; при выборе шагов повивной скрутки в сердечнике исходят из рекомендуемой кратности шага m=H/D, где Н-шаг скрутки, D-диаметр скручиваемого повива. Кратность шага для высокочастотных симметричных кабелей равна 18-20, для низкочастотных кабелей дальней связи – от 20 (для внешних повивов) до 25 (для внутренних повивов), для пар коаксиальных магистральных кабелей 22-25. Шаги скрутки различных групп должны быть согласованы. Подбор и со­гласование шагов выполняют по участкам, называемым секциями симметрии или секциями за­щиты. Длина секции не дол­жна быть более 1/8 длины волны высшей передаваемой частоты.

Если кабель низкочастот­ный, то при четном числе групп в повиве достаточно взять два согласованных шага I и II и чередовать их (рис. 4). При нечетном числе групп в повиве потребуется три различных шага во избежание появления соседних групп, скрученных с одинаковым шагом. В высокочастотных кабелях шаги скрутки всех групп должны быть неодинаковы и согласованы между собой. Это объясняется тем, что в низкочастотных кабелях влияние между цепями обусловлено только одной емкостной связью, для которой промежуточные группы действуют как экран. В высокочас­тотных кабелях необходимо считаться со всеми видами связи.

Для уменьшения влияния между группами, находящимися в со­седних повивах, последние скручивают в разные стороны, и шаги их скрутки согласовывают с шагами скрутки групп. При пучковой скрутке (городские кабели) повивы в пучках скручивают 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.

Принятых мер по уменьшению влияний при изготовлении кабе­лей оказывается недостаточно для обеспечения требуемого качества каналов связи, поэтому во время монтажных работ выполняют сим­метрирование кабельной магистрали.

Контрольные вопросы

1. Поясните основные меры защиты цепей воздушных линий связи от взаимных влияний.

2. Почему каждая цепь воздушных линий связи должна скрещиваться по самостоятельной схеме?

3. Как изменяется эффективность скрещивания в зависимости от длины шага скрещивания?

4. Какие схемы скрещивания называются основными?

5. Как зависит эффективность скрещивания от длины шага скрещивания?

6. При какой скрутке кабельных жил в группу можно не учитывать межгрупповые связи?

7. При каком типе симметричного кабеля достаточно два согласованных шага скрутки?

8. Почему соседние повивы в кабеле скручиваются в разные стороны?