Файл: Быховский Я.Л. Высокочастотная связь в энергосистемах.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 1

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

мнеп/км

600

ZOO

 

о

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

50

100

150

 

ZOO

250 кгц

 

Рис.

8-3.

Зависимость кнлометрнчсского

затухания си­

 

ловых кабелей

от частоты.

 

 

 

 

 

/ — кабель 6.6 кв; 2 — кабель 35 кв; 3 — кабель 220 кв. осшшцо:

 

ванный; -/.— кабель 220 ко в стальной

трубе;

5 — кабель

ПО кв

 

постоянного

тока.

 

 

 

 

49,

50], которые

 

показали, что волновое

сопротивление

жила — зем­

ля

составляет

30—40 ом, а жила — жила — 50—60 ом, скорость

распространения

 

около 160 -103 км/сек;

величина километрнческого

затухания

приведена

в табл. 8-3 и на рис. 8-3.

 

 

 

Явления короиирозания в силовых кабелях не имеют места, и

поэтому помехи

 

в них обусловлены

переходом

с воздушных ВЛ или

со

всякого

рода

выпрямительных

(особенно

тяговых)

подстанции.

С помощью фильтров, включенных между силовыми кабелями и подстанциями, можно обеспечить в каналах по кабелям достаточно низкий уровень помех. С учетом того, что фильтры не должны быть слишком дорогими, можно принять в качестве расчетного уровня помех для силовых кабелей в полосе шириной 3 кгц минус 5 неп.

Рассмотрим пример расчета в. ч. телефонного канала на аппа­

ратуре АСК-1 по силовому

кабелю 220 кв длиной 25 км в стальных

трубах. Выбираем

частоту

80 кгц, для которой километрическое за­

тухание равно 210

MnenJKM.

 

 

Затухание в устройствах присоединения н обработки

составляет

около 0,5 неп па оба конца линии.

неп; допу­

Полное затухание канала я='210 • Ю - 3 • 25+0,5=5,75

стимое затухание

о Д О н = 4,6+5—3=6,6 неп; запас по затуханию <т=

= 6,6—5,75 = 0,85 неп.

 

 

Аналогичный

канал по кабелю 35 кв с затуханием 100 мнеп/км

может быть в 2 раза большей длины, т. е. 50—60 км.

 

Г Л А В А Д Е В Я Т А Я

М Е Т О Д Ы П О В Ы Ш Е Н И Я П О М Е Х О З А Щ И Щ Е Н Н О С Т И И Н А Д Е Ж Н О С Т И К А Н А Л О В СВЯЗИ

Ввиду большого уровня помех на линиях электропе­ редачи для связи по ним должны применяться системы, обладающие наибольшей помехозащищенностью. Чем

96

больше помехозащищенность, тем меньше требуемое превышение уровня сигнала над уровнем 'помехи (Рс/п) для удовлетворительной работы системы связи (разбор­ чивости разговора, точности передачи сигналов телеме­ ханики и т. п.).

Помехозащищенность зависит от способа модуляции. Применявшаяся в свое время в в. ч. аппаратуре теле­ фонной связи по ВЛ амплитудная модуляция с переда­ чей несущей и обеих боковых полос частот (AM) являет­ ся в смысле помехоустойчивости мало удовлетворитель­ ной. Гораздо лучшие результаты обеспечивают: частот­ ная модуляция (ЧМ), импульсная, особенно кодоимпульсная модуляция (КИМ), и амплитудная модуляция с передачей одной боковой полосы частот без несущей (ОБП).

Применительно к телефонной связи по ВЛ использо­ вание КИМ, требующей широкого спектра частот, может рассматриваться лишь в отдаленной перспективе, но между сторонниками ЧМ и ОБП долгое время шли дис­ куссии как в Советском Союзе, так и в других странах, разрабатывалась и выпускалась аппаратура того и дру­ гого типов. В настоящее время вопрос о выборе способа модуляции для ТФ каналов решен в пользу системы ОБП, которая при равной с ЧМ помехозащищенностью занимает для телефонного канала значительно меньшую полосу частот (3 кгц вместо 6—7 кгц).

Дальнейшие работы по улучшению помехозащищен­ ности телефонных каналов шли в направлении повыше­ ния среднего уровня передачи с применением ограничи­ телей и сжимателей — расширителей. Однако сильное ограничение динамического диапазона невозможно из-за нарушения естественности звучания речи, а система сжиматель — расширитель обладает порогом потери вы­ игрыша, т. е. улучшает помехозащищенность при слабых помехах и ухудшает при сильных. Более перспективны устройства с раздельной передачей частотной и ампли­

тудной

составляющих речи

(двухканальные

компан­

деры).

 

 

 

На рис. 9-1 показана упрощенная структурная схема

такого

устройства. Полностью

ограниченная

(клипиро-

ванная) речь передается по

каналу шириной около

3 кгц.

Одновременно по отдельному узкому каналу ши­

риной 50—100 гц передается н. ч. огибающая. На при­

емном конце в специальном смесителе

(восстановителе)

7—300

97

происходит восстановление динамического диапазона речи. Выигрыш, даваемый этим устройством, составляет около 1,5 неп. Это означает, что при существующих за­

туханиях

каналов можно увеличить значение рс/П с 3 до

4,5 неп или, оставив

прежнюю величину рсщ, увеличить

затухание

канала на 1,5 неп или, наконец, при прежних

значениях

рс/п и ам„

уменьшить на эту величину уро­

вень передачи.

Для передачи сигналов телемеханики с небольшой скоростью передачи повышение помехозащищенности при наличии флуктуационных помех может быть достиг­ нуто путем применения узкополосных каналов связи,

м

1

2,5кгц

 

Г

 

 

 

 

 

 

2

J

 

 

 

W

0,1 кгц

 

 

J

 

 

Рис. 9-1. Структурная схема системы подавления

помех

в каналах телефонной связи.

 

 

/ — ограничитель;

2 — д е т е к т о р ;

3 — ф и л ь т р низких

частот

(0—50 гц);

4 — смеситель.

 

 

однако при

этом

ухудшается

помехозащищенность по

отношению к импульсным помехам вследствие увеличе­ ния длительности импульсов на выходе фильтров с не­ большой полосой пропускания. Кроме того, использова­

ние в системах дальней связи каналов шириной

меньше

30—50 гц затруднительно

ввиду возможного

«ухода»

частот, нестабильности фильтров и т. п.

 

Обычно для сигналов со скоростью до 50 бод исполь­

зуются телеграфные каналы

шириной 100—140 гц с ча­

стотной модуляцией. Применение ЧМ дает по сравнению с A M выигрыш 0,5—0,7 неп. В первом случае достаточна величина рыа— 1,8-^2 неп, во втором 2,5 неп.

Для

быстродействующих

систем телемеханики и пе­

редачи данных со скоростью

1 200 и 2 400 бод использу­

ются телефонные

каналы

шириной

3100 гц. Сигналы

передаются

обычно

с применением

кодоимпульсной

модуляции

(КИМ),

и

при

этом

достаточна

величина

р с / п = 1

неп. Так как уровень помех в

канале

шириной

о ,„ п

 

1 , з юо

, -

 

 

 

 

3 100 гц

на — ш 1 4 Q

=1,5 неп

выше,

чем в канале

140 гц, то у быстродействующих систем помехозащищен-

ностъ в целом на 1,5—0,8 = 0,7 неп ниже, чем у медлен­ нодействующих.

В некоторых случаях защита от помех обеспечивает­ ся с помощью так называемой схемы ШОУ, содержащей

широкополосный фильтр,

ограничитель,

узкополосный

фильтр,

детектор и реле (рис. 9-2).

 

 

 

При

определенном

соотношении полос

фильтров

/ и

3 можно обеспечить

несрабатывание

реле 5 от помех.

Однако

это не исключает

возможности

подавления

сиг-

Рис. 9-2. Структурная схема системы ШОУ.

/ — широкополосный

фильтр; 2 — ограничитель; 3 —

узкополоснып фильтр;

4 — детектор; 5 — р е л е .

нала сильными помехами. Во избежание такого явления величина р с т за фильтром 7 должна быть не меньше 0,7 неп.

Оценка воздействия помех на работу каналов связи может быть качественная или количественная. Так, на­ пример, если в канале телефонной связи р с / п > 4 неп, то качество связи отличное, слоговая артикуляция (отно­ шение числа правильно принятых слогов к числу пере­

данных)

больше

75%. Другие

величины

р с / п характери­

зуются: рсш=3

неп — качество

хорошее,

слоговая арти­

куляция

60%;

Рс/п = 2,5

неп — качество

удовлетвори­

тельное,

артикуляция

45%; Рсп^2

неп — качество не­

удовлетворительное,

артикуляция

меньше

32%.

Канал

телеизмерений

оценивается

по

погрешности

из-за воздействия помех. Обычно при р с / „ больше 2,0 н е п

погрешность меньше 0,1%.

 

 

 

 

 

В каналах

передачи

данных

оценивается вероят­

ность искажения посылки импульсов при различных ве­

личинах рс/ц. Эта

вероятность при

р с

/ а около 1 неп

со­

ставляет примерно

Ю - 3 ,

но уже

при

Рс/п=2 неп

она

уменьшается до Ю - 1 0 [Л.

51]. Если

учесть, что при

пере­

даче 8-элементного

кода

со скоростью

1 200 бод за

1 сек

передается около 300 импульсов, то ошибка с вероятно­

стью Ю - 1 0 будет

получаться 1

раз за 3 - Ю 7 сек

или за

1 год. Этот пример показывает,

что

в каналах

связи,

спроектированных

таким образом,

чтобы соотношение

7*

 

 

 

99

Рс/п удовлетворяло нормам, сбои вследствие воздействия флуктуационных помех бывают весьма редко.

Гораздо большую роль в появлении ошибок при пере­ даче данных играют всякого рода импульсные помехи, кратковременные нарушения контактов и другие слу­ чайные явления. С учетом этих факторов МККТТ реко­ мендует в качестве допустимых следующие величины вероятности ошибок по импульсам при передаче данных со скоростью 1 200 бод/сек по стандартным телефонным

каналам: некоммутируемые

каналы — 5 - Ю - 5 ;

коммути­

руемые каналы— Ю - 3 .

 

 

 

Для общесоюзной системы передачи данных принята

для коммутируемых

каналов

несколько

более

строгая

норма: 2-10~'\ Кроме

того,

для обоих

видов

каналов

с устройствами повышения достоверности коэффициент ошибок по знакам установлен равным Ю - 6 .

Наряду с мероприятиями по повышению помехоза­ щищенности приемных устройств большой интерес пред­ ставляют работы по подавлению помех путем измене­ ния характера короннрования проводов ВЛ. Как изве­ стно, помехи возникают при появлении стримеров, воз­

никающих

при положительных

градиентах потенциала

в пределах от 0,5 Еа до (1,5—2)

£ 0 .

 

 

Дальнейшее повышение градиента приводит к появ­

лению ультракороны,

характеризующейся

большими

потерями

мощности промышленной частоты,

но

вместе

с тем низким-уровнем в. ч. и радиопомех ввиду

отсутст­

вия стримеров.

 

 

 

 

Опыты,

проведенные

Энергосетьпроектом

и ЛПИ,

показали, что можно добиться снижения уровня радио­ помех, если внутри расщепленной фазы расположить провод малого диаметра (несколько миллиметров). В настоящее время проводятся исследования такой кон­ струкции, которые в случае их успешного завершения позволят существенно повысить качество каналов связи по ВЛ.

Н а д е ж н о с т ь к а н а л о в с в я з и зависит от час­ тоты и длительности повреждений линий и аппаратуры. При связи по линиям электропередачи, которые повреж­ даются редко, решающую роль играет качество аппара­ туры.

Надежность аппаратуры характеризуется величиной

P(t)—вероятностью

безотказной работы в течение

вре­

мени t или вероятностью отказа Q(t). Эти величины

свя-

J00

Смотрите также файлы