Linjedækninger

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

De elektriske parametre for en elektrisk ledning omfatter, ud over linjeimpedansen, de såkaldte liniebeklædninger . Line belægninger beskriver kapacitans , induktans , serie modstand i retning af linjen og den tværgående konduktans på tværs af retningen af en linje i forhold til linjen længde. Kabelbeklædningerne er længderelaterede, opsummerede elektriske egenskaber afhængigt af materiale og geometri. Som en første tilnærmelse er de konstanter af en kabeltype - hvis dette er i ledigt rum. Af denne grund kaldes de også "primære linjekonstanter" (i modsætning til "sekundære linjekonstanter", karakteristisk impedans og forplantningskonstant ). [1]

Ækvivalent kredsløbsdiagram

Ækvivalent kredsløbsdiagram for et linjeelement af en to-tråds længdelinje . For at forenkle sagen vises bogstaverne i enhver længde , , og begrænset.

Figuren viser det ækvivalente kredsløbsdiagram for et liniesnit, som er baseret på den uendelige længde gentaget i hvert tilfælde, se linjeteori . Modstandsbelægningen , spredningsbelægningen , kapacitetsdækningen og induktansbelægningen stå jævnt over en homogen linje med længden fordelte størrelser. For at skelne mellem størrelserne på en diskret komponent (inklusive et specifikt kabel) er de længderelaterede kabelbeklædninger markeret med en bindestreg.

Toppings

Længden af ​​den pågældende linje kan frit vælges for at bestemme belægningerne for en homogen linje. Information til en kapacitetsdækning af f.eks

  • 0,067 μF pr. Km eller 67 pF pr. M eller 1 μF pr. 14,9 km

er tilladt og svarer til hinanden. En linje kaldes homogen, hvis dens belægninger er konstante over dens længde.

Modstandsbelægning R '

Modstandsbelægningen har enheden ohm pr. meter .

Det beskriver den ohmiske modstand en elektrisk ledning baseret på dens længde . Med den specifikke modstand og tværsnitsarealet gælder for en enkelt leder . Faktisk skal der med en to-leder ledning tages hensyn til de udgående og returledere, som kan have forskellige parametre. Derfor f.eks. For en symmetrisk dobbeltlinje

.

Denne "jævnstrøm" -beregning er kun gældende for relativt lave frekvenser, fordi den aktuelle forskydning af hudeffekten reducerer indtrængningsdybden og modstandslaget øges med frekvensen. [1]

Dissipationsbelægning G '

Dissipationsbelægningen har enheden Siemens pr. meter; .

Den beskriver tabene på grund af ufuldstændig isolering pr. Længde. Med de spændinger og strømme, der typisk opstår, er de relative strømtab gennem afladningsbelægningen betydeligt lavere end de relative spændingstab gennem modstandsbelægningen.

Kapacitans pr. Længdeenhed C '

Kapacitetsdækningen har enheden farad pr. meter; .

Det er kapaciteten af ​​en linje pr. Længde af denne linje. Kapacitansen pr. Længdeenhed kan udledes af permittiviteten (tidligere dielektrisk konstant) og linjearrangementets geometri. For eksempel en to-tråds linje med en tråddiameter og en trådafstand kapacitetsdækningen

, eller.
.

Ofte ønskes en lav linjekapacitans for f.eks. B. at holde krydstalen fra signallinjer eller den lagrede energi ( reaktiv effekt ) i forsyningsnetværk i hver netværksperiode lav. Dette kan opnås ved en lav permittivitet og / eller en stor trådafstand sammenlignet med tråddiameteren at opnå. For betydelige problemer på grund af kapacitansen, se f.eks. 380 kV Transversale Berlin .

Induktansbelægning L '

Induktansbelægningen har enheden Henry pr. meter; .

Det repræsenterer induktansværdien pr. Længde. F.eks. En totrådet linje med en tråddiameter og en trådafstand og i rummet med en permeabilitet (tidligere induktionskonstanten) induktansbelægningen

, eller.
.

Selvom lederens interne induktans generelt også skal tages i betragtning ved beregning af induktansen pr. Længdeenhed, er dette ikke nødvendigt ved højere frekvenser på grund af den aktuelle forskydning forårsaget af hudeffekten.

Afhængigt af applikationen og den nødvendige impedans kan en høj eller lav linjeinduktans være ønskelig. Et eksempel på at øge linjeinduktansen for at opnå en høj impedans er Krarup -kablet . Skulle induktansbelægningen - z. B. ved transmission af højstrømspulser - vær så lav som muligt, dette kan skyldes en lav permeabilitet eller små afstande kan nås mellem udadgående og returledere. Særligt lave induktansdækninger kan opnås med båndledere, der ligger tæt på hinanden. Når trådafstanden falder, øges kapacitansen pr. Længdenhed i samme omfang som induktansen pr. Længdenhed falder. Induktansen kan også reduceres ved at forbinde flere linjer parallelt.

brug

Den ovennævnte linjeimpedans bestemmes af ledningsbeklædningerne til drift med sinusformet vekselstrøm og anvendelsen af ​​den komplekse vekselstrømberegning (j er den imaginære enhed her ):

litteratur

  • K. Küpfmüller og G. Kohn: Teoretisk elektroteknik og elektronik . 16. udgave. Springer, 2005, ISBN 3-540-20792-9 .

Individuelle beviser

  1. a b Hans-Georg Unger : Elektromagnetiske bølger på linjer . Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg 1980, ISBN 3-7785-0601-3 .