通信电缆1.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第页共NUMPAGES13页第PAGE\*MERGEFORMAT13页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT13页3—3对称通信电缆传输参数的计算我们已经知道，通信电缆传输线路的质量，主要决定于线路的传输参数，即电缆的二次传输参数——波阻抗和传播常数。而二次传输参数决定于一次传输参数和信号频率，一次传输参数又决定于电缆的结构。本节就讨论一次传输参数——有效电阻R、电感L、电容C、绝缘电导G、与电缆结构，所用材料及信号频率之间的关系。对称电缆的有效电阻所谓有效电阻就是当交变电流流过对称回路时的电阻，包括有直流电阻R0和由通过交流而引起的附加电阻R~，即R＝R0＋R~对于5000赫以下使用的低频电缆，电缆回路的有效电阻近似地等于回路的直流电阻。如市内通信电缆（用于音频传输）回路的有效电阻就几乎等于回路的直流电阻。对于高频对称电缆，电缆回路的有效电阻就不能用直流电阻来代替，因为这时交流附加电阻R~与有效电阻r相比将占很大比例，而不能忽略。回路直流电阻的计算。回路直流电阻就是电缆中一个回路接成环路时的直流电阻，根据电工基础概念并考虑绞合因素，其计算公式如下R0＝ρ——导电线芯的电阻率（欧毫米/米），见表3—9。λ——导电线芯的总绞合系数，导电线芯每次绞合的绞合系数见表3－10，总绞合系数为各次绞合时绞合系数的乘积；l——电缆的长度（米）。S——导电线芯的截面积（mm2）如果将导电线芯的截面积s以导电线芯直径d表示，并且换算为每公里的电阻值，则（3－1）式变为式中，d——导电线芯直径（毫米）。由上式可见，直流电阻主要与导电线芯材料的电阻率ρ和直径d有关。表3－9中电阻率ρ值是温度为20℃时的值。当温度不等于20℃而为任一温度t℃时，则电缆回路的电阻R可以用下式进行换算：（欧/公里）（3－3）式中——温度为20度时的导线电阻；——电阻温度系数（20度），见表3－9.2、交流附加电阻的物理概念和组成在回路中通以交变电流后，所引起的附加电阻是由于集肤效应、邻近效应和在周围金属媒质中产生的涡流损耗三部分所引起的。因为通交流电后，在导体内部和周围将产生磁场，由于交变磁场作用于导体，并因此而引起能量损耗，从本质上可以认为是电阻的增加。这样，所增加的电阻就称为交流附加电阻。附加电阻可以分为下列三种。由集肤效应引起的附加电阻集肤效应是由沿导线内产生的涡流所造成的。如图3－14所示，当交流电通过导线时，则在导线内部产生交变磁场H内，变化的着的内磁场的磁力线穿过导线内部时，在导线内部就感应出涡流IB.涡流的方向根据楞次定律来确定。在导线的中心，涡流的方向与基本电流的方向相反，合成电流为X；而在导线表面，涡流X与基本电流I方向相同，合成电流为X；结果使得导线横截面上的电流重新分布，导线表面的电流密度增大，而导线内部电流密度减小。这种由于本导线内的涡流把基本电流挤到表面上的现象称为集肤效应。集肤效应与电流的频率、导线的电导率、磁导率及直径有关。电流频率愈高，集肤效应就愈显著，电流几乎仅通过导线的表面，这就相当于导线通电流的截面积减小，因而使回路的有效电阻增加。这部分因即负效应而增加的电阻用R染表示。由邻近效应所引起的附加电阻邻近效应是回路中一根导线通过的电流在另一根导线中产生的涡流所造成的。如图3－15所示，回路中的“导线1”通过交流时，它的外磁场H外在“导线2”上引起涡流I,这一涡流与“导线2”上的基本电流相互作用后，在“导线2”靠近“导线1”的一面，涡流I与基本电流I方向相同（I+I）而在远离“导线1”的一面则方向相反（I+I）。同样，在“导线1”中也发生电流重新分配的情况。涡流和基本电流相互作用的结果，使得在“导线1”和“导线2”彼此对着的一面电流密度增加，而在远离的一面电流则减小，这种现象称为临近效应。临近效应除与电流频率、导线的电导率、磁导率及导线直径有关外，还与两导线的距离有关。当存在临近效应时，电流都趋向两导线相邻的一侧，这样也使通电流的有效截面积减小，从而使回路的有效电阻增加。这部分由临近效应增加的电阻用R邻表示。由邻近金属损耗所引起的附加电阻回路电流的外磁场会在邻近的导线中、周围的屏蔽层中、金属套及铠装等金属中引起涡流。此涡流使邻近金属变热并产生能量损耗，这种损耗势必吸引传输回路中的一部分能量，因此，可以看成在传输回路上有一个附加电阻R金。综上所述，回路的有效电阻R是由R0、R集、R邻和R金组成，即R＝R0＋R~＝R0＋R集＋R邻＋R金