Для кабеля со сплошной оболочкой сопротивление связи можно представить в .виде [14]

ZcB = (1 + /)/{2я Го Об sh [(1 + /) d/b]}, (3.95)

где Го - радиус оболочки кабеля; а - удельная проводимость материала оболочки, См/м; 6=\21&ц.а - толщина скин-слоя материала оболочки, м; d - толщина оболочки кабеля, м.

На практике редко встречаются кабели, имеющие оплошную оболочку. В связи с требованиями эластичности кабеля в подавляющем большинстве случаев ее выполняют в виде оплетки или навивают из лент.

При этом сопротивление связи трудно определить аналитически и поэтому его выражают в виде эмпирической зависимости, включающей в себя сопротивление связи сплошной оболочки и сопротивление утечки. Тогда для кабеля с оплеткой

св.0п = -2св + / ЛТ,

где ZcE.on - сопротивление связи оболочки кабеля в виде оплетки. Ом; ZcB-сопротивление связи оплошной оболочки, эквивалентной по своим электрическим и геометрическим параметрам оплетке, Ом; /юМ - сопротивление утечки через неоднородности оплетки. Ом.

Для количественной оценки сопротивления утечки параметры, определяющие его величину, удобно связать с волновым сопротивлением кабеля Zb, как это было сделано в [39]. Тогда

98,5-10-12 Гн/Ом-м -для кабеля с одной оплеткой; 18,6-10 -2 Гн/Ом-м -для кабеля с двумя оплетками; 4,67-10-2 Гн/Ом-м - для кабеля с тремя оплетками.

На рис. 3.61 приведены частотные зависимости сопротивлений связи для кабелей с оболочкой в виде оплетки и с различным их количеством. Как видно из приведенных зависимостей, у кабеля со сплошной оболочкой выше некоторой частоты сопротивление связи резко падает. У кабеля в оплетке на частотах выше нескольких мегагерц сопротивление связи наоборот увеличивается. Так как для снижения амплитуды наведенного в кабеле напряжения стремятся иметь как можно меньшее сопротивление связи, то применяют несколько оплеток. При этом, как видно из приведенных графиков, увеличение числа оплеток приводит в определенном частотном диапазоне к существенному снижению сопротивления связи и улучшению защитных свойств кабеля.

Бели оболочка кабеля выполнена из навитой ленты, сопротивление связи [30]

2св.л = {1 + ch [(1 -f /) d/&] ctg2 a) + (/ cofAo ctg2 а)/4я, (3.96)

где a - угол подъема витка, определяемый из соотношения а= = arctg.(/)/2я?о) (рис. 3.62); остальные обозначения соответствуют принятым в (3.95).

Рис. 3-62. К определению угла подъема витка а

Проникновение импульсного тока в кабель. Рассмотрим проникновение в кабель токового импульса вида /oexip(-at).

В том случае, когда длина волны основной составляющей в спектре наводки велика по сравнению с длиной кабеля, выражение для тока, текущего по внутренней стороне неферромагнитной сплошной оболочки, возбужденного скачком тока /о на внешней ее стороне, имеет вид [38]

(3.97)

Здесь безразмерный параметр ixoodyt является частью выражения интеграла вероятности ошибок, где а--удельная проводимость материала оболочки кабеля, См/м; d - толщина стенки оболочки, м; /о- амплитуда тока, текущего по внешней стороне оболочки, А.

Тогда напряжение между оболочкой и жилой кабеля можно записать в виде

/2.-1 уГ) (398)-

пде i7o-/oi?oV2 -падение напряжения в оболочке кабеля по постоянному току. В; Ro= I/{2nrodo), Ом/м; 1 - длина кабеля, м; Тз=!роО£? - определяют как постоянную времени защиты оболочки кабеля, с.

Применив к (3.98) теорему о свертке [26] для токового импульса вида /о ехр (-at), можно получить временное изменение напряжения в разомкнутом кабеле при протекании по его оболочке импульсного тока экспоненциальной формы.

Так как конечное аналитическое выражение получается достаточно громоздким, ограничимся рассмотрением трех предельных случаев: постоянная воздействующего токового импульса хХз; хХз и т<СТз, где х=1/а. В табл. 3.6 приведены аналитические выражения для амплитудных значений напряжений между оболочкой и жилой кабеля при протекании по его оболочке экспоненциального тока /оехр(--tlx) для трех ранее перечисленных случаев, а также временные формы импульсов напряжения. При этом длительности фронтов получаемых в кабеле импульсов напряжения:

Тф 1

0,3 Тз при Т>Тз, 0,195тз при тхз, 0,049 Тз при т<Стз.

(3.99)

Таблица 3.6. Реакция кабеля на воздействие импульсного тока зкопоненциальной формы (напряжение между жилой и оболочкой)

с е,7 0,3 t/r..

о 0.1 54 о.е t/r

1 т

о 0,Z 0.4 0,6 t/t

11/т<хх=5,9(т/Тз) f/o

lf/ >ax=0,77f/o

тах= Uo

Приведенные аеалитические выражения позволяют приближенно оценить защитные свойства кабеля со сплошной неферромагнитной оболочкой при протекании по ней импульсных токов.

Глава 4.

ВОЗДЕЙСТВИЕ МЭМП

НА ЭКРАНИРОВАННЫЕ РЭС

4.1. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЭКРАНИРОВАНИЯ

Одним из опособов достижения стойкости РЭС цри их работе в условиях воздействия МЭМП является экранирование. Экранирование - сложный процесс, который связан с распространением электромагнитных полей источников излучения в средах с различными электрофизическими свойствами и их взаимодействием друг с другом, характеризующимся отражением, преломлением, рассеянием и поглощением энергии электромагнитных полей.

На рис. 4.1 представлен замкнутый корпус-экран РЭС, который расположен в электромагнитном поле источника МЭМП. Экран делит рассматриваемое пространство на три части: / - область существования МЭМП; 2 - непосредственно экран и 3 - эк-

Г-область МвМП

Рис. 4.1. Экран в поле

электромагнитном