Рис. 3.49. Кабель связи в радиальном элект рическом поле:

а - физическая модель; б -

эквивалентная щения

схема заме-

средственной близости от ка-беля с металлической оболочкой будет иметь радиальное направление и его взаимодействие с кабелем будет Обуеловливать частичное п-роникновение внешнего электрического поля внутрь кабеля.

Количественно, как это уже иеоднократно делалось, проникновение радиального электрического ооля в кабель может быть охарактеризовано эквивалентным источником тока (рис. 3.49). Как отмечено в [14], для многих коаксиальных кабелей этот механизм проникновения на частотах меньше нескольких мегагерц воОбш,е не имеет большого значения, когда кабельная система работает на нагрузку 50 Ом. Если же ооиротивление нагрузки кабеля значительно больше, указанный механизм наводки может стать важным.

Эквивалентный генератор (источник тока) определяется через поверхностную проходную проводимость Уп соотношением

Эмпирические данные показывают [14], что проходная проводимость для большинства кабелей линейно растет с частотой. Для простых коаксиальных кабелей

где Сп - эквивалентная емкость, Ф/м.

Величина емкости Сп в основном зависит от вида металлической оболочки (оплетки) кабеля и лежит в пределах от 10~* Ф/м для кабелей с низкой оптической плотностью оплеток до 10* Ф/м для кабелей с высокой оптической плотностью оплетки.

Напряжение, созданное на концах кабеля, зависит от сопротивления, образованного двумя параллельно соединенными нагрузочными сопротивлениями Zi и Z2, а также шунтируюш,ей емкостью кабеля Ск- Тогда

lJ = YE,lZI{\ + iaCZ), (3.91)

где Z=Z,Z2/(Z,-fZ2).

Для случая низкочастотного влияния, когда /{oCkZCI, (3.91)

примет вид

U = jmCEPZ или u{t) = CPZ!-rM. .

;В том же случае, когда внешнее электрическое поле высокочастотное и /cuCkZS>i1,

где Са - эивйвалентная емкость, Ф/im; Ск -емкость кабеля, Ф; / - длина кабеля, м; Er{t)-напряженность электрического поля помехи в функции времени, В/м.

Влияние магнитного поля. Рассмотрим коаксиальный кабель, находящийся в поперечном М1агнитНОМ поле (рис. 3.50). Его реакция на внешнее воздействие .наблюдается лишь в том случае, когда коаксиальная пара имеет эксцентриситет - смещение оси центральной жилы от оси оболочки. Такие отклонения, связанные с изготовлением, монтажом и эксплуатацией кабеля, имеют место на практике. При наличии эксцентриситета проникающее через защитную оболочку переменное магнитное поле вызывает появление в кабеле наведенного напряжения.

Действительно, как показано на рис. 3.50, поперечное магнитное поле Яз, проникающее через оболочку кабеля, пронизывает контур площадью Л -/эА (А - эксцентриситет кабеля) и наводит в нем ЭДС, которая и становится источником наведенного напряжения между разомкнутыми оболочкой и жилой кабеля:

me Й\ - напряженность внешнего магнитного поля, А/м; S - коэффициент экранирования металлической оболочки кабеля.

Как правило, для коаксиальных кабелей нельзя точно определить энсцентриситет. Он зависит от множества факторов, в частности от- изгиба кабеля. Однако для коаксиальных пар установлено, что внутренние проводники довольно часто лежат на нижней части экрана. В это1М случае величину Д весьма приближенно можно считать равной радиусу экрана. Длина h зависит от метода изготовления кабеля и обычно составляет несколько десятков метрой.

Наводки могут создаваться и составляющими магнитного поля, параллельными оси кабеля.

Рис. 3.50. Коаксиальная пара с эксцентри-оитетом в поперечном магнитном поле

Pttc. 3.51. Коаксиальный кабель со скрученной жилой в аксиальном магнитном поле

Если внутренний проводник кабеля скручен (рис. 3.51), то напряжение, наведенное в жиле кабеля.

и = /со;ЛоЛ5 Hi,

(3.92)

где A = nr\N - площадь группы витков, м; N - количество витков скрученной жилы кабеля, пронизываемое внутренним магнитным полем; S - коэффициент экранирования оболочки кабеля.

Для скрученной пары, у которой намотка для каждого проводника сделана в одном и том же направлении, напряжение между проводниками а аксиальном магнитном лоле равно нулю. Однако между жилами и оболочкой напряжение существует и определяется (3.92). Если же группа проводников намотана в противоположном друг другу направлении, то -нацряжение между такими груя-пами равно удвоенному напряжению, определенному по (3.92).

Таким образом, для скрученной пары характерны два вида наводок: обыкновенная (при возникновении напряжения между проводами и оболочкой кабеля) и дифференциальная или сбалансированная, когда напряжение наводки определяется между црово-дами скрученной пары или их группами.

Влияние тока, протекающего в оболочке кабеля. Помимо непосредственного влияния электрических и магнитных полей на элементы межблочных кабельных линий связи наводка в кабеле может появляться и при протекании по оболочке кабеля токов независимо от источников их происхождения. При этом наведенный в жилах кабеля ток при условии, что их проводимость бесконечно большая, определяется через проходное паверхностное сопротивление Zn (рис. 3.52), количественно связывающее падение напряжения на единице длины кабеля, возникающее на внутренней стороне его оболочки (экрана), с токоам 1\, протекающим по внешней стороне оболочки, и нагрузочными сопротивлениями Zi и Z2 по конца.м кабеля, выражением:

/ж = /1 Z (Zi + Za).

(3.93)

Подробнее этот процесс будет рассмотрен в § 3.5. Влияние электрических цепей. Как и в случае проводных межблочных линий связи, рассмотрим влияние электрических цепей

Б S)

Рис. 3.52. К определению влияния тока в оболочке кабеля: о -физическая модель; б - эквивалентная схема замещения