Файл: Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 217

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

А — cd, где а — километрическое затухание кабеля, дБ/км. В об­ ласти низких частот

а = ] / ^ ( t f 1-coL ).

(5.57)

Для рассматриваемых кабелей сопротивление жил шлейфа про­ тяженностью 1 км

Ri = к 4000

44,6 к

(5.58)

я d2

d2

’

 

где р — удельное сопротивление

меди,

Ом-мм2

, ,

--------;

к — коэффициент

м

укрутки; d — диаметр токоведущей жилы, мм.

Подставив значение Ry в вышеприведенную формулу, получим

(5.59)

а =

Использование для практических расчетов ф-лы (5.57) не мо­ жет быть рекомендовано из-за входящих в правую часть С и L, зависящих от диаметра токоведущей жилы. Установить эти зави­ симости теоретически весьма затруднительно. Кроме того, посколь­ ку электрическая емкость зависит от конструкции кабеля (рас­ стояния между центрами жил), то она не является постоянной и для различных кабелей одного и того же диаметра жил. Послед­ ним объясняется разница в величинах затухания отдельных строи­ тельных длин одного и того же кабеля. Все это вместе взятое пре­ допределяет использование статистических зависимостей случай­ ных величин диаметра токоведущих жил и километрического за­ тухания.

Вообще говоря, функция цены кабеля от его емкости и кило­ метрического затухания не может дать полного совпадения с фак­ тическими данными по следующим принципиальным соображе­ ниям:

а) аппроксимирующая опытные данные функция рассматрива­ ется как плавная и непрерывная. Фактически же промышленность выпускает кабели только строго определенных градаций по емко­ сти и диаметру жил, поэтому функция является ступенчатой;

б) из-за отсутствия единых конструкций кабелей связи вслед­ ствие различного технологического оборудования на кабельных за­ водах имеется большой разброс данных о массе и других харак­ теристиках кабелей, выпускаемых различными заводами.

Ниже рассматриваются корреляционные зависимости цены от влияющих факторов для отдельных типов кабелей.

Цена кабелей местной связи. Выше указывалось, что цена ка­ белей местной связи зависит от четырех параметров: диаметра жил, числа пар (емкости), диаметра кабеля и> его массы. Анализ фактических данных позволяет сделать вывод о том, что наилуч­ шим приближением является полином второй степени. Корреля-

— 292 —

цпотные отношения в этом случае превышают 0,99, точность сос­ тавляет величину менее 3%. Когда в качестве аргумента исполь­ зуется масса кабеля, точность менее 1%.

Рассматриваемые зависимости могут быть записаны в виде ф-лы (5.17), где у — стоимость 1 км кабеля соответствующего ти­ па с диаметром жил 0,4; 0,5 и 0,7 мм, тыс. руб.; х — либо емкость кабеля (число пар ѵ), либо внешний диаметр кабеля D, мм, либо масса кабеля G, т.

Величины коэффициентов, входящих в ф-лу (5.17), определены с помощью ЭВМ и приведены в табл. 5.20. При решении ряда за­ дач (например, построения кабельной сети ПАТС, узлообразования и других) использование выражения зависимости стоимости ка­ беля от его емкости в виде полинома второй степени приводит к весьма громоздким и неудобным формулам. Между тем совершен­ но незначительная потеря в точности (всего доли процента) при линейной форме этой зависимости позволяет получить результа­ ты; которые можно легко использовать на практике.

Коэффициенты линейной корреляции функции C = f ( v ) вида (5.16) для всех типов кабелей равны 0,97—0,99.

На рис. 5.19 и 5.20 представлены линейные формы зависимо­ сти цены различных кабелей от их емкости. Следует отметить, что при емкости кабеля свыше 100X2 все прямые — непересекающиеся, что свидетельствует о наличии устойчивого распределения ка­ белей, по их цене.

Масса меди. Для решения некоторых задач необходимо знать массу меди, из которой изготавливаются токоведущие жилы. Масса токоведущей жилы опреде­ ляется по формуле

&м = ns У ку% кг/км,

(5.60)

где п — число проволок, образующих жилу; s — поперечное сечение проволоки, мм2; у — удельный вес материала проводника, кГ/мм2; ку — общий коэффициент укрутки.

Учитывая, что для применяемых на местных телефонных сетях кабелей п=1, у=8,89 кг/мм2, ку= 1,022, получим

Я (р

(5.61)

gM= 1 •—— 8,89-1,022 = 2,27 я d2, кг/км,

где d — диаметр токоведущей жилы, мм.

Так как в кабеле имеется 2 о жил, где ѵ — емкость кабеля, выраженная в парах, получим следующее выражение для расхода меди на один километр ка­

беля:

 

 

 

 

GM=

2 v g u = 2 o - 2 , 2 7 n d i = l 4 , 3 v d i ,

кг/км.

(5.62)

Как выше было показано, диаметр жилы кабеля может быть определен по

ф-лам (5.55) и (5.56). Поэтому окончательно для кабелей с диаметром

жил 0,4—

0,7 мм имеем

 

 

кг/км.

(5.63)

M j

’

v _

1,65 А ■ f- 0,2 о,

GM = 3 ,3 5

 

 

 

— 293 —

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 5.20

КОЭФФИЦИЕНТЫ

КВАДРАТИЧНОЙ ФОРМЫ ЗАВИСИМОСТИ

СТОИМОСТИ

1 км

КАБЕЛЕЙ МЕСТНОЙ СВЯЗИ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ, ТЫС. РУБ., ОТ ИХ

 

 

ЕМКОСТИ, ВНЕШНЕГО ДИАМЕТРА И .МАССЫ

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр

Коэффициенты линии регрессии

 

 

 

 

Аргумент функции

 

 

 

 

Тип кабелей

 

жил кабеля

яо

 

а\

аг-10—4

 

 

 

 

цены

d, мм

 

Парные

бронированные Емкость кабеля

0,4

0,460

 

0,013

—0,042

ТБ

 

 

 

V

0,5

0,526

 

0,012

—0,000

 

 

 

 

 

0,7

0,528

 

0,024

—0,041

 

 

 

 

Диаметр кабеля

0,4

—0,005

—0,013

28

 

 

 

 

D

0,5

0,811

—0,059

28

 

 

 

 

 

0,7

—0,37

 

0,021

18,8

 

 

 

 

Масса кабеля, G

0,4

—0,027

 

0,786

497

 

 

 

 

 

0,5

0,049

 

0,656

216

 

 

 

 

 

0,7

—0,004

 

0,733

186

Парные

в

свинцовой

Емкость кабеля

0,4

0,254

 

0,010

—0,008

оболочке ТГ

 

 

V

0,5

0,253

 

0,020

—0,017

 

 

 

 

 

0,7

0,330

 

0,023

—0,043

 

 

 

 

Диаметр кабеля

0,4

0,069

 

0,016

21

 

 

 

 

D

0,5

—0,135

 

0,028

20

 

 

 

 

 

0,7

—0,015

 

0,009

20

 

 

 

 

Масса кабеля G

0,4

—0,072

 

1,117

229

 

 

 

 

 

0,5

—0,067

.

0,896

9,8

 

 

 

 

 

0,7

0,016

0,954

15

Парные и четверочные в Емкость кабеля

0,4

0,088

 

0,009

—0,016

полиэтиленовой

оболочке V

0,5

0,101

 

0,009

1—0,017

ТПП

 

 

 

 

0,7

0,110

 

0,015

!—0,015

 

 

 

 

Диаметр кабеля

0,4

—0,034

 

0,045

15,1

 

 

 

 

D

0,5

—0,008

 

0,003

11,8

 

 

 

 

 

0,7

0,152

—0,012

13,3

 

 

 

 

■Масса кабеля G

0,4

0,007

 

1,9

—513

 

 

 

 

 

0,5

0,035

 

1,38

— 112

 

 

 

 

 

0,7

0,013

 

1,22

—58

Парные и четверочные в Емкость кабеля

0,4

0,099

 

0,009

—0,015

поливинилхлоридной

обо-

V

0,5

0,115

 

0,010

—0,018

лочке ТПВ

 

 

 

 

0,7

0,134

 

0,018

—0,034

 

 

 

 

Диаметр кабеля

0,4

—0,020

 

0,003

16

 

 

 

 

D

0,5

—0,009

 

0,003

13

 

 

 

 

 

0,7

0,025

 

0,131

0,2

 

 

 

 

Масса кабеля G

0,4

0,009

 

1,75

—54,6

 

 

 

 

 

0,5

0,028

 

1,39

—26,2

 

 

 

 

 

0,7

0,237

—0,16

1550

294

£,тыс.руИ. -

296

10

50

WO

150 200V,пар

10

50

WO

150 200 V,пар.

Рис. 5.19. Линейная форма зависимости

Рис. 5 2 0 .

Линейная форма зависимости

стоимости кабелей связи типов ТПП, 1ПВ

стоимости

кабелей связи типов ТГ, ТБ от

от их емкости

 

их емкости

Если конструкция кабеля задана н километрическое затухание кабеля равно

а=*А/1, то

G„

Т)1^

ѴІ

(5.63')

= 3,35 —

+ 1,65 ------+ 0 ,2ѵ кг/км.

м °

а 2

а

 

Масса свинца. Для кабелей со свинцовой оболочкой формула, позволяющая рассчитать массу свинца, может быть получена в предположении, что свинцовая оболочка представляет собой круговое кольцо с внешним диаметром Dcв и внут­ ренним диаметром Dnc. Площадь такого кольца, как известно, определяется по формуле

S = - f - ( ö c2B- D n2c), мм2.

Учтя, что DcB = Dnc —2 6, где 6 — толщина свинцовой оболочки, мм, получим

5 =

я (£>пс +

б) б,

мм2.

 

Масса 1 км свинцовой оболочки

 

 

 

 

Осв = S y св «on,

кг/км,

(5.64)

где Уев — 11,4 — удельная масса

свинца;

кг/мм2;

кОп=1,05 — коэффициент

спрес­

совывания. Отсюда

 

 

 

 

 

GCB =

37,6 (Dnc + б) 6,

кг/км.

(5.65)

Выразим толщину свинцовой оболочки 6 в зависимости от Dnc. Из курса со­ противления материалов известно, что из соображений обеспечения требуемой ме­

ханической прочности оболочки

при условии приложения к

ней равномерного

избыточного давления

 

 

 

 

 

 

 

б =

Лб Dnc + В6 ,

мм,

 

 

где

— коэффициент

пропорциональности,

учитывающий

механические

свой­

ства

материала оболочки;

В6 — коэффициент,

учитывающий необходимый

запас

прочности на возможные царапины оболочки при протягивания кабеля, утоньшения при изгибах и т. д.

Методом наименьших квадратов устанавливаем, что

 

6 = 0,032 £>пс + 1,03, мм.

(5.66)

Подставив (5.66) в (5.65), получим

 

Осв = 1,24 D*c + 41,3 Dnc + 40,1, кг/км.

(5.67)

Таким образом, масса свинца полностью определяется диаметром кабеля под свинцовой оболочкой. Выразим этот диаметр как функцию емкости кабеля и диаметра токоведущей жилы. Диаметр кабеля под свинцовой оболочкой можно представить в виде

Dnc = DKc + 2 б ПИз.

мм,

(5.68)

где £>кс — диаметр кабельного сердечника, мм;

бп из'— іТО Л Щ ЙНа

поясной изоля-

ции, накладываемой поверх кабельного сердечника под свинцовой оболочкой, мм.

Диаметр кабельного сердечника подсчитывается по формуле

 

DKс =

2 (ѵ — 1)^г + ^Ц)

мм,

 

(5.69)

где V — число повивов кабеля;

dT —

диаметр группы

(пары, четверки), мм;

da. — диаметр центрального повива, мм.

 

 

 

 

Известно, что число повивов в кабеле определяется выражением

(5.70)

V = —

Ѵо — 3

(ѵр — 3)

V

 

 

— 296 —

 

 

 

6

+ /

36

Т

’

 

где Vo — число групп в центральном повиве, которое для кабелей с правильной псв'ивной скруткой находится в пределах от 0 до 6 (примерно Ѵ о = 3); и — ем­

кость кабеля, выраженная в парах. При Ѵв=3

V =

 

 

(5.70')

Диаметр центрального повива определяется из соотношения

 

йц = / 1 +

1

Ldr, мм.

(5.71)

180°

 

 

 

 

sin -

 

 

 

ѵ0

 

 

При ѵо= 3

 

 

 

йц — 2,15 rfp,

мм.

(5.71')

Диаметр группы

 

 

 

dr —KKd,

мм,

(5.72)

где кк — конструктивный коэффициент, равный для парных кабелей 3,3, а для четверочных — примерно 3,6; d — диаметр токоведущей жилы, мм.

Подставляя (5.70'), (5.7Г), (5.72) в (5.69), имеем:

 

DKC = ( 1 ,1 5 /0

+ 2 ,3 ) /cKd0,

мм,

 

(5.69')

 

А .с =

( 1 .1 5 / о

+

2 ,3) KKd0Jr s2 б„из, мм.

'

(5.68')

Учитывая, что величины кк и бп Пз зависят от типа кабеля, это

выражение

представим в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D l іс =

Ѵ ѵ d + ß 6 , M M ,

 

 

где коэффициенты

и

находятся

методом наименьших квадратов, примене­

ние которого дает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dnc = 3,86 Y v d + 0,535,

мм.

 

(5.73)

Подставив полученное выражение. Duc в ф-лу

(5.67), получим окончательно

 

GCB=

18,5 V d2 +

165 У о d + 63,3, кг/км.

 

(5.74)

Формула (5.74) выведена как для парных (ТГ), так и четверочных (ТЗГ) не.

бронированных кабелей и дает ошибку, как правило, менее 5%.

Для

получения

Солее точных результатов целесообразно использовать две формулы — отдельно для парных и четверочных кабелей. С этой целью были проведены соответствую­ щие корреляционные расчеты (только для выпускаемых марок кабелей), данные которых сведены в табл. 5.21.

Таким образом, с достаточной степенью точности для парных кабелей ТГ

° с в т г =

18, 8 ^ а +

163/ u d

+

64,5,

кг/км,

(5.75)

и для четверочных кабелей ТЗГ

 

 

 

 

 

GCB тзг ~

I®.® Ѵ(Р +

163 / о

d +

66,8,

кг/км.

(5.76)

В разных источниках указываются несколько различные значения массы свинца для отдельных марок кабелей. Поэтому в некоторых случаях могут иметь дместо и такие приближения:

GCB тг =

15,9od2 +

196 Vvd — 35,3,

кг/км;

(5.75')

GCB тзг =

19.4 и d2 +

159 / о d + 114,

кг/км.

(5.76')

Смотрите также файлы