автореферат диссертации по энергетике, 05.14.12, диссертация на тему:Характеристики линейных трактов в системе передачи информации по силовым кабелям высокого напряжения

^ г* А Л ' 5 а и ¡«

2 4 ФЕВ ДО7

На правах рукописи

КАРПОВА ЖАНАТ АКАТАНВНА

УДК 621.314.812.2

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ ТРАКТОВ В СИСТЕМЕ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ 110 СИЛОВЫМ КАБЕЛЯМ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Специальность 05.14.12 - Техника высоких напряжений

Автореферат ,

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1996

Работа выполнена в Новосибирском государственном техническом университет.

доктор технических наук , профессор К.П. Кадомская

доктор технических наук , профессор A.A. Дулii юн

кандида! технических наук , с.н.с. A.A. Челашои

БП Элекфоссчьсервис, I. Москва

Зашита состоится " ' ' февраля 1997 г. в /о часов на шседанин специализированного Cooeia Д.063.34.01 при Новосибирском государстпси-пом техническом университете ( 630092 , г. Новосибирск , пр-т К.Маркса , 20 , НГТУ )

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан "J^f" января 1997 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат

технических наук, доцент ft**^ В Я. Ольховский

Научный руководитель : Официальные оппоненты:

Ведущая организация :

ОЫЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАШП.1

Актуальность проблемы. Изменение мпсттаГюп и технолошн управления энер[етнкой на базе широкою внедрения вычислительной техники , количественный н качественным рост информационных потоков . внедрение различных систем управления повышают требования к снскмам передачи информации п энергетике. От уровня развития этих сис1ем , являющихся исоп,смлемой частью всех технологических и пдчиписграшвно-хозяйстеИнмх процессов отрасли , п значительной мере зависит обеспечение падежной и экономичной работы энер[стнкн. Б связи с этим важное значение приобретает ортаннзация системы передачи информации.

В настоящее время превалирующим способом связи в энергешке является организация каналов передачи информации по воздушным линиям электропередачи. Однако существует ниша и для использования силовых кабельных линий в качестве каналов связи. 13 этом случае приоритет принадлежит кабельным линиям подводного исполнения , поскольку организация специальных каналов связи под водой вряд ли целесообразна.

Проектирование каналов связи но кабельным линиям требует тщательного анализа характеристик возможных линейных трактов передачи аналоговой и цифровой информации , исследования целесообразности использования того или иного тракта , определяемого конструктивными особенностями кабельной линии.

Исследованию характеристик линейных трактов силовых кабельных линий в режиме передачи информации должна быть предпослана разработка математической модели для определения первичных и волновых параметров трактов и методики анализа передачи цифровой и аналоговой информации.

Изложенное свидетельствует об актуальности предпринятого исследования , основной целью которою явился анализ волновых характеристик линейных трактов передачи аналоювой н цифровой информации , осуществляемой но разным каналам силовых кабельных линий высокого напряжения различного конструктивного исполнения.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи :

— разработана методика анализа волновых характеристик линейных трактов кабелей однофазного исполнения ;

— разработана методика анализа волновых характеристик линейных трактов кабелей трехфазного исполнения , учитывающая протекание п броне не только

продольных токов , как в случае кабелей однофазною исполнения , но и вихревых токов , обусловленных л]л|)СК!ом близости ;

— разработана математическая модель н создан программны» продукт по анализу характеристик передачи аналоговом информации по линейным трактам кабельных линий ;

— разработка магсмашчсская модель и создан программный продукт по анализу качества передачи цифровой информации но линейным трактам кабельных линий , позволяющие ориентировочно оценить скорость передачи.

Научная ионииш оснотшмх наложении и рстульттиоо работы состоит и следующем :

1. Разработки магматические модели анализа передачи аналоговой и цифровой информации по трактам жила-экран и экран-броня кабелей однофазного исполнения с учеюм потерь в проводящих элементах зракюв и по трактам фаза-фаза и фаза-броня кабелей трехфазною исполнения с учетом взаимного влияния процессов в трактах и но1срь, обусловленных продольными и вихревыми токами.

2. Предложена меюднка приближенной оценки скороеIи передачи информации и предельной допустимой прожженное!и линейных трактов.

3. Проведен комплексный анализ характеристик линейных трактов силовых кабелей рашичною конеIрук| шжо! о исполнения , па основе которого показана возможность осуществления каналов передачи как аналоговой , так и цифровой информации по силовым кабельным линиям.

Достоверность результаюв работы обоснована применением достаточно полных математических моделей исследуемых процессов , а также хорошим согласием результатов расчеши с результатами экспериментальных данных , полученных другими исследователями.

Практическая значимость результатов работ :

— разработанные в процессе работы нрофаммы позволяют протводить анализ волновых характеристик линейных трактов силовых кабелей различного конструктивного исполнения в режиме передачи информации , а гакже оценивать форму искаженною импульса после пробега им по линейному тракту ;

— на основе комплексного анализа произведена оценка допустимых протяженностей линейных трактов и скорости передачи цифровой информации по кабельным линиям однофазною исполнения .Я5 - 110 кЦ и кабелям трехфазной» исполнения 0,4 - 10 кВ.

Апробация рабо1М и публикация .

Отдельные результаты работы и работа в целом докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры " Техника и электрофизика высоких напряжений " Новосибирского юсударствепною технического университета.

По теме диссертации в периодической научно-технической литературе опубликовано четыре научных сичтьн. Методические разработки и результаты проведенных исследовании изложены п двух отчетах о научно-исследовательской работе , зарегистрированных во В11Т11Ц.

На защиту выпоен ген :

— методика определения первичных и волновых параметров кабелей трехфазного исполнения с учетом потерь в проводящих элементах , обусловленных продольными и вихревыми токами ;

— методика анализа волновых характеристик линейных трактов при передаче как аналоговой , так и цифровой информации но силовым кабелям различного конструктивного исполнения ;

— результаты определения основных показателей качества передачи информации : коэффициента затухания и коэффициента фазы , а также километрического затухания в линейных трактах кабельных линии , позволяющие произвести анализ влияния на эти характеристики конструктивных параметров КЛ и выдвинуть требования к конструкции силовых кабельных линий, предназначенных в том числе и для передачи информации, а также показать предпочтительность того или иного тракта передачи информации ;

— результаты исследований по разработанной модели передачи цифровой информации , отражающие искажение формы импульса при пробеге им некоторого расстояния по линейному тракту кабельной линии и позволяющие оценить скорость передачи но тракту цифровой информации ;

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения , четырех разделов , заключения , списка использованных источников из 30 наименований и приложения ; содержит 126 страниц основного текста, 18 рисунков , 76 таблиц.

Во введении проанализировано состояние проблемы , обоснована актуальность предпринятого исследования , сформулированы его цель и задачи , а также положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализировано влияние каналов друг на друга в

триаксиальпон еисн'ме , а также произведен апалш нлняпня конструктивных парамефов кабельной лншш па хярактеркешкн линейных факт и

Но второй лише рлссмафнпаклся характерце тки линейных трактов жила-экран и экран-брони кабелей зриаксиальной конструкции при передаче по ним аналоювон информации и выдвшаклея фебовапия к конструкции кабелей.

Н шрешы'н лише итожены метлика оценки искажения прямоуюльного импульса , моделирующею биг цифровой информации , метлика оценки скорости передачи цифровой информации , а 1акжс проанализировано влияние консфумивных парамефов на качсаво передачи цифровой информации.

Н четвертой гите изложена меюднка определения первичных парамефов кабельной линии фехфашою исполнения с учетм процессов, обусловленных эффектом блимент, а также проведен анализ хараккристик линейных трактов фата-фаза и фата-броня при передаче но ним аналоговой и цифровой информации.

1) шк-'иоченни сформулированы основные выводы но рпГннс.

II приложении прииодшея сравнение результатов расчетов с экснсримснтальнымн данными.

ОСНОНПОКСОДКРЖАИИР. РЛ1ЮГЫ

шшяшш конструктивных илрлмтро» силопых клшп:й нл

1ЮЛНОИЫН ХАРАКТЕРИСТИКИ 114 ТРАК ЮН

Используемые в настоящее время кабели однофазно! о исполнения выполняются как о коаксиальном , так в зрмаксналыюм вариантах. 1) силовых кабелях коаксиальною исполнения имеются с точки трения условий передачи информации два потенциальных линейных тракт : жила-экран и экран-внешняя среда. В кабелях фиакснальнот исполнения имеются три потенциальных факта : жила-экран , экран-броня и броня-внешняя среда. Поэтому одним из основных методических вопросов , рассмотренных в нервом разделе , являйся анализ взаимного влияния процессов , происходящих в трактах кабельной линии .

Моделирование на основе телеграфных уравнений К'Л физических процессов, происходящих в трактах коаксиаышй кабельной линии , при подключении источника сигналов в тракт жила-экран , позволяет получить выражение для коэффициента распространения волн по модальным каналам :

О

где а, + ; — продольные собственные погонные

сопротивления трактов жила-экран и экран-броня ( внешняя среда ) соответственно ; Ъ\ 1|— продольное взаимное сопротивление между трактами ; У, и — поперечные погонные сопротивления трактов.

Количественный анализ коэффициентов распространения показывает, что при нижней границе исследуемою диапазона частот 5 кГц тракты практически не влияют друг на друга и в первом приближении каждый тракт можно рассматривать как независимый канал. Мри этом коэффициенты распространения в трактах жила-экран ( ) и экран- броня ( уг ) можно определить по упрошенным выражениям :

Анализ влияния друг на дру!а трактов кабельной линии трнаксналыюго исполнения производился на примере кабеля типа ПвПКШп 110 кВ. Результаты

расчетов приведены в табл. I.

Таблица 1

Волновые характеристики трнаксиального кабеля типа ПвПКШп

Характеристики Расчетный Г, кГц

каналов канал 5 50 250 500

<* . модальный 0,011 0,026 0,07 0,154

1/км физический 0,017 0,033 0,07 0,154

Р , модальный 0,158 1,43 8,40 33,4

1/км физический 0,175 1,69 8,40 33,4

и . модальный 183,6 186,7 187,3 188,1

м/мке физический 180,3 185,8 187,3 188,1

Анализ влияния конструктивных параметров силовой кабельной линии однофазного исполнения на волновые характеристики трактов показал , что наиболее весомое влияние оказывают материалы проводящих элементов и толщина изоляции в тракте жнла-экран. Проведенные исследования показали, в частности , чго для организации по силовой кабельной линии каналов связи металлические

элементы трактов необходимо выполнять из материалов с достаточно высокой проводимостью , например , из меди. Исследования показывают также , что приоритет в нише использования силовых кабельных линий в качестве каналов связи принадлежат кабельным линиям высших классов напряжения , так как увеличение толщины изоляции жилы приводит к уменьшению коэффициентов затухания и фазы в тракте жила-экран. Изменение толщины экрана и диэлектрические свойства изолирующих материалов слабо влияют на волновые характеристики.

АНАЛИЧ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАКТОИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ НО КЛ ОДНОФАЗНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Основной характеристикой факт как канала передачи аналоговой информации являет» сю затухание. При известных частотных характеристиках коэффициента распространения кнлометричсское затухание в линейном факте может быть определено как :а1 р = 8,686 Кс(/ х), I де х — протяженность тракта.

Количественный ¡шалит волновых параметров линейною тракта жнла-э(сран различных типов кабелей , эксплуатируемых в настоящее время , показал , что тракт жила-экран имеет вполне удовлетворительные характернаикн для организации по нему каналов передачи аналоювой информации. Величина киломстрического затухания на частоте 500 кГц для рассмофенных типов кабелей напряжением 35... 110 кВ лежит в диапазоне 0,45... 1,6 дЦ/км.

Линейный тракт экран-броня рассмофенных типов кабельных линий триаксиалыюго исполнения имеет менее удовлетворительные характеристики для передачи информации , чем тракт жила-экран. При использовании в качестве материала брони меди кнломстрнческое затухание в тракте экран-броня кабельных линий однофазного исполнения различных типов составляет 1,4 . 2,5 дБ/км. При использовании стальной брони при // = /Уи эта величина возрастает до 6,5 дБ/км. Волновое сопротивление в тракте экран-броня ( примерно 6 ..7 Ом ) существенно меньше , чем в тракте жила-экран ( 16.. 45 Ом ) , чю обуславливает необходимость увеличения мощности аппаратуры высокочаст о того тракт в первом случае.

Одним из основных методических вопросов , рассмотренных во втором разделе, является также анализ влияния на характеристики фактов узлов неоднородности линейного тракта , представляющих собой места сопряжения кабельных линий различных типов шит кабельной и воздушной линий ( рис. I ).

о

и„,

41 |

и,г

КЛ I

КЛ 2

ВЛ

Рнс. I Возможная схема неоднородности линейного тракта

Поскольку тракты различных конструкции имеют различное волновое сопротивление , то волна , несущая сигнал высокой частоты , преломляется и отражается в узле неоднородности линейного тракта. Это обстоятельство обуславливает наличие в местах сопряжения дополнительного затухания , которое может быть оценено по выражению:

Как показывают исследования , мнимая часть волнового сопротивления в области высоких частот существенно меньше его действительной части. Вследствие этого дополнительное затухание , вносимое в местах неоднородности линейного тракта, можно записать без учета мнимой составляющей как :

В табл. 2. приведены результаты расчетов дополнительного затухания , вносимого в местах сопряжения кабельных линий типов ПвПс-1х185/35 и ПвПКШп-1x95/35 и воздушной линии 35 кВ.

Из табл. 2 следует , в частности , что неучет мнимой составляющей волнового сопротивления сказывается на величине коэффициента затухания в местах неоднородности линейного тракта лишь при частотах до 50 кГц. Из таблицы следует также , что затухание , вносимое в местах сопряжения кабельных участков невелико ( порядка 0,05 дБ ). Величина затухания , вносимая переходом кабельной линии в воздушную , существенно больше и составляет для тракта кабельная линия — воздушная линия 35 кВ 5...6 дБ.

Поскольку работа посвящена исследованию характеристик лишь линейных трактов силовых кабельных линий , то примерная допустимая протяженность

а == 8,6861п 7

Таблица 2

Затухание , вносимое в местах сопряжения КЛ различных типов и ВЛ

г, кГц Тин участка линейною факта а , дБ

а' а

1 ПпПс- 1x185/35— ИиПКШи-1 х95/35 ПвПКШн—1x95/35 — ВЛ 35 кВ 0,051 5,144 0,011 4,253

5 ПпПс-1х 185/35— Г1вПК111н-]х95/35 ПвГ1К111п-1х95/35 —ВЛ 35 кВ 0,054 5,708 0,054 5,700

500 Пв11с-1х 185/35— 11в11КШп— 1x95/35 Пи11К1Пп-|х95/35 — ВЛ 35 кВ 0,053 5,688 0,053 5,653

1000 11в11с-1х 185/35— Пв11КШ|;-|х95/35 НоПКШп—1x95/35 — ВЛ 35 кВ 0,053 5,651 0,053 5,650

возможных тракт он связи по КЛ оценивалась без учета затухания в аппаратуре ВЧ тракта . Сели нриняп. , что ктшшстрическос затухание линейною тракта не должно превышать уровни порядка 30 дБ , то примерная допустимая протяженность линейного IракIа определяется как :

/

'ло И —

«тр

Количественный анализ покатывает , что характеристики линейных трактов силовых кабельных линии однофазного исполнения , позволяют осуществлять каналы передачи аналоговой информации в диапазоне частот 50...500 кГц без пунктов регенерации и переприема по тракту жила-экран протяженностью 30... 150 км , по тракту экран-броня — протяженностью 10 ..70 км

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИШШПЫХ ТРАКТОВ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ ПО КЛ ОН

Основные свойства линейного тракта при передаче цифровой информации могут быть получены па основе анализа искажения прямоугольного импульса конечной длительности после его пробега по соответствующему тракту. Импульс конечной длительности моделируется методом наложения прямоугольных импульсов бесконечной длительности.

На рис. 2 проиллюстрировано распространение обобщенной волны по линейному тракту.

V,, (Х,0 блок искажения V (М) Блок запаздывания У(ХД-Тх)

8п (х,-с)

Рис. 2 Блок-схема передачи сигнала по линейному тракту

При моделировании процесса распространения прямоугольного импульса бесконечной длительности но линейному тракту кабельной линии для вычисления оригинала от изображения переходной функции искажения

^е^р)-л,(р))х=1е-/(р)* ( Г0(р) = рл/^ ) „спользован лнбо

частотный метод , либо метод аппроксимации операторного коэффициента искажения.

При использовании частотного метода оригинал от переходной функции

-т

искажения имеет вид:

^£>(хд) = —/-5Ш1й>с1<У ,

я а (О

гдеКс(с = е-хКе,/>)С05[х1ту»]= А».

При известной частотной характеристике А'(&)) интеграл вычисляется числено. Для приближенной оценки формы искаженного импульса в работе предложена аналитическая методика , основанная на аппроксимации операторног о коэффициента искажения вида:

я

где а* и Ь —коэффициенты аппроксимации , Zв —волновое сопротивление тракта. При этом:

Р(х,1) = 1[е«Л(1-2Ф0(21)) + е-Л(1-2Ф0(22))],

Сравнение результатов расчетов , проведенных при использовании численной и аналитической методик , показывает , что аналитическая методика не приводит к сколь-нибудь значимой погрешности по сравнению с численным методом определения коэффициента искажения. Примерные формы искаженных импульсов на выходе трактов жила-экран кабелей подземного и подводного исполнений 35-110 кВ приведены на рис. 3.

Рис.3 Искажение прямоугольного импульса длительностью 5 мкс при длине трактов 6 км ; 1 — подводный кабель 110 кВ , 2 — подземный кабель типа АПвП-110/350, 3 — АПвП-110/625, 4 — подводный кабель ПвЯс-1х185/35 , 5 — подводный кабель ПсПКШн-1х95/35 , 6 — подземный кабель МНСШв-110/625 .

Одним из основных показателей линейного тракта как канала связи является скорость передачи цифровой информации.

В качестве критерия , позволяющего определить возможную скорость передачи цифровой информации , может, быть предложен критерий , основанный на приемлемом уровне межсимвольных помех :

г(и = кит) „„ ,

-^ < 2,0 , ( к=0,1...0,2 ),

г

* им

где и т и гим— амплитуда и длительность импульса на входе тракта.

Скорость передачи информации по линейному тракту , удовлетворяющая

приведенному соотношению , определится как и =-.

2г"им

Оценка скорости передачи цифровой информации в тракте жила-экран кабельных линий однофазного исполнения различных типов , показывает , что при протяженности тракта 10 км приведенное условие удовлетворяется при скорости передачи порядка I00...300 кБод.

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ ПО КЛ ТРЕХФАЗНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

С точки зрения условий передачи информации конструкции кабелей трехфазного исполнения с пластмассовой изоляцией в броне могут быть разбиты на две основные группы : с экранированными и неэкранированными жилами.

В случае кабелей трехфазного исполнения с экранированными жилами источник сигнала подключается между жилой и экраном , и процесс передачи информации моделируется по методике , используемой для кабелей однофазного исполнения.

Для кабелей с неэкранированными жилами разработана методика определения первичных параметров , учитывающая протекание в броне как продольных , так и вихревых токов. В методике также учтено внутреннее сопротивление жилы.

Поставленная задача решалась в системе модальных каналов. Если исто'шнк сигнала подключен между двумя фазами , то сигнал распространяется по междуфазному модальному каналу ( канал жила-жила ). Если источник сигнала подключен между фазой и броней , то сигнал распространяется по междуфазному и нулевому ( канал три жнлы-броня ) каналам .

Собственное ( Ъ \ ) и взаимное ( ^^ф ) продольные погонные сопротивления с учетом протекания по броне вихревых токов определяются следующим образом :

JW

л|>ф

2 71

:МИ)

In -^3-+ £ G n

Г0 n =1

Ri °o

In rk+ ZGncosn^

V3b n=i J

8 cthZ n

h -—

2HR ,y в p

8cthZ0

В выражениях применены следующие обозначения :

IV л.

т

,2п~

.п

2 г2с1ьг0+и(ц + 1)__1

[и2(и2 + 1)+г,г2]+и[г,(ц + 1)+г2(ц + 1)]с1Ьг0

^ = —- \Ъй—Ъг-Ъ\, Ъг = тЯ2; Ъх - тЯ, .

Ряды , входящие в исходные выражения , обусловлены асимметрией жилы относительно брони , т.е. характеризуют долю погонного сопротивления конструкции, обусловленную эффектом близости. При Ь=0 ряд в выражении для

Zфф исчезает и собственное сопротивление состоит лишь из двух составляющих , причем первый член характеризует сопротивление , обусловленное внешней индуктивностью системы , второй - внутреннее сопротивление брони , обусловленное протеканием продольного гока.

При этом полное погонное сопротивление записывается в виде:

■^фф = "^фф + 2/2+2,5 + Z)K •

Г 00

где Zjc| = —— 1п —- , Zk2 = 3(0 —2- ¿Оп - составляющие сопротивления 2к г0 2п п=1

_ „5 сИй,,

Zф , обусловленные магнитным потоком в диэлектрике ; Ъ^ —

б р

составляющая продольного сопротивления , обусловленная проникновением

магнитного поля в броню ; Z/1 , Ъа — £ОпСОБ— ,

2п -ч/ЗЬ 2я„=1 3

=-- - составляющие взаимного сопротивления между петлями фаза J -

броня и фаза I - броня кабеля трехфазного исполнения ^" = А,В,С; 1 = В,С,А).

Анализ , проведенный по разработанной методике , позволил получить значения километрнческого затухания в модальных каналах кабельных линий трехфазного исполнения различной конструкции. Результаты соответствующих расчетов приведены п табл.3. Из этой таблицы , в частности , видно что километрнческое затухание в каналах нулевой последовательности кабелей трехфазного исполнения с неэкранированнымн жилами в 3-5 раз превышает величину километрнческого затухания в каналах прямой последовательности , что обусловлено большими потерями в броне н первом случае.

Примерные формы искаженных импульсов на выходе трактов длиной 6 км жила-жила и жила-броня кабелей с неэкранированнымн жилами подводного ( тип ППК-4) и подземного (тин АПГШ-10) исполнений приведены на рис. 4.

Таблица 3

Километрнческое затухание в кабелях трехфазного исполнения различной конструкции , в дБ/км

f, Жилы экранированы Жилы не эк] рацррованы

АПА1) АППБ ППК

кГц S=95 мм2 S-240 мм2 «i Оо «1 0(0

5 0,206 0,193 0,077 0,400 0,038 0,571

50 0,697 0,672 0,439 1,553 0,328 2,230

500 2,241 2,176 1,778 5,278 1,571 7,717

5000 8,196 6,935 6,104 17,11 5,723 25,21

о < - i s —— //^ТР" А//'' " /// № Я 1 Ч

ОЕ..-I 7Í - f t Ев ее-в РЕ-в 1E-S

Рис.4. Импульсы на выходе трактов , осуществляемых по кабелям трехфазного исполнения : 1 и 2 —тракты жила-жила и жила-броня кабеля типа ППК-4 , 3 и 4 —- соответствующие тракты кабеля типа АППВ-10.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в настоящей работе исследования позволяют сделать выводы как методического , так и практического характера .

■ К методическим результатам можно отнести следующие :

1. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать характеристики возможных трактов передачи силовой кабельной линии триаксиального исполнения; жила-экран , экран-броня и броня-окружающая среда. Исследования , проведенные по разработанной модели , показали , что как в двухканалыюй ( кабель коаксиального исполнения ) так и в трехканалыюй ( кабель триаксиального исполнения ) системах тракты жила-экран, экран-броня и броня-окружающая среда при исследовании высокочастотных процессов ( { > 50 кГц ) можно рассматривать как независимые каналы, т.е. без учета взаимного влияния процессов, происходящих в этих трактах .

2. Разработана методика анализа характеристик линейных трактов при передаче по ним аналоговой информации. Методика позволяет производить анализ характеристик линейного тракта с учетом его неоднородности , т.е. с учетом затухания . вносимого в месте сопряжения кабельных линий различных типов пли кабельной и воздушной линий.

3. Разработана методика определения формы искаженного прямоугольного импульса конечной длительности при его пробеге но линейному тракту , основанная на численной реализации частотного метода , и позволяющая исследовать с приемлемой точностью характеристики передачи цифровой информации.

4. Разработана аналитическая методика определения формы искаженного прямоугольного импульса конечной длительности , моделирующего бит цифровой информации , основанная на аппроксимации операторного коэффициента искажения

вида у'3" =-л/р+ Ь . Методика позволяет с допустимой погрешностью решать

задачи , связанные с передачей цифровой информации , и может быть рекомендована к использованию в инженерных расчетах .

5. Разработана методика приближенной оценки допустимой скорости передачи цифровой информации в линейных трактах силовых кабельных линий . Методика основана на анализе формы искаженного прямоугольного импульса конечной длительности при его пробеге по тракту и заданном уровне межсимвольных помех,—

6. Разработана методика анализа волновых характеристик линейных трактов кабелей трехфазного исполнения , учитывающая протекание в броне не только продольных , как в случае кабелей однофазного исполнения , но и вихревых токов , обусловленных эффектом близости. Методика позволяет проводить исследование характеристик возможных трактов жила-жила и жила-броня кабелей трехфазного исполнения в режиме передачи как аналоговой , так и цифровой информации. К практическим резу льтатам можно отнести следующие : I. Исследования , проведенные по разработанной методике анализа волновых характеристик линейных трактов , показали, что эксплуатируемые в настоящее время силовые кабельные линии однофазного н трехфазного исполнения могут быть использованы для передачи как аналоговой , так и цифровой информации. Примерные характеристики линейных трактов , используемых для передачи аналоговой информации при Г = 500 кГц приведены в твбл.4.

В этой же таблице приведены оценочные скорости передачи цифровой информации при длине трактов 10 км.

Таблица 4

Характеристики трактов кабелей различной конструкции

^ НОМ > кП Конструкция кабеля Тракт Г=500 кГц а, дБ/км /=10 км, и, кБод |

Ом

35 триакси-альный жила-экран 0,97 «500 26

экран-медная броня 2,57 =80 6

ПО жила-экран 0,45 «500 38

экран-медная броня 1,36 «200 6

4 трехфазного исполнения жила-жила 1,57 «200 57 124

жила -броня 1,92 «150

10 жила-жила 1,78 «100 44 90

жила -броня 2,05 «100

2. Дополнительное затухание , вносимое в месте сопряжения двух кабельных участков , состоящих из кабелей „ различных типов , невелико и составляет величину порядка 0,05...0,1 дБ. Затухание , вносимое местом сопряжения кабельной и воздушной линий , значительно больше и составляет величину порядка 5...7 дБ.

3. Проведенное исследование показывает , что предпочтительной нитей для передачи как аналоговой , так и цифровой информации по силовым кабельным линиям высокого напряжения могут стать подводные кабельные линии и городские кабельные сети.

4. Приведенные в работе результаты исследований могут явиться исходным материалом для решения комплексной технико-экономической задачи по использованию силовых кабельных линий в качестве каналов связи как аналоговой , так и цифровой информации.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ

1. Упрощенная математическая модель для исследования волновых процессов в кабельных линиях высокого напряжения . / / В сб. Техника и электрофизика высоких напряжений / Новосиб. гос. техн. ун-т.- Новосибирск, 1994. - С. 21-30 ( в соавторстве)

2. Математическое моделирование процессов в каналах передачи информации по силовым кабелям высокого напряжения. - Сб. науч. ip. НГТУ. - Новосибирск , 1995 г. - С.92-98. ( в соавторстве)

3. Математическое моделирование процессов в каналах передачи информации по силовым кабелям высокого напряжения. — Сб. науч. тр. НГТУ. - Новосибирск , 1995 г. - С.92-98.

4. Передача информации по силовым кабелям высокого напряжения // Электричество, № 8 , 1996 г. - С.26-30. ( в соавторстве )

5. Волновые характеристики канала жила-экран кабелей однофазного исполнения пр/т передаче непрерывных и дискретных сигналов . Проект : Исследование режимов эксплуатации кабельных линий высокого напряжения при одновременной передаче силовой электроэнергии и высокочастотных сигналов связи. //Отчетно НИР : НГГУ ; научи . руков. К.П. Кадомская , № гос. per. 01.950001230, 1994 г. - Инв. N 02.950000801

6. Волновые характеристики канала экран-броня ( окружающая среда ) кабелей однофазного исполнения при передаче информации. Проект : Исследование режимов эксплуатации кабельных линий высокого напряжения при одновременной передаче силовой элсктроэнер1 ни и высокочастотных сигналов связи.// Ошет по НИР: НП'У ; научн. руков. К.П. Кадомская, № гос. per. 01.950001230, 1995 г.-Инв. N 02.9500004019