где 1= -Lii?--коэффициент, характеризующий увеличение затухания в металле из-за неравномерного распределения проводов между цилиндрами фидера; Ri - погонное сопротивление одного провода.

Коэффициент затухания Пз, вызванный потерями в земле, существенно зависит от конструкции фидера, его геометрических размеров и высоты подвеса относительно земли. Обычно потери в земле определяются экспериментальным путем. Для почвы с хорошей проводимостью потери в земле для двухпроводного фидера можно определить по формуле [20]

аз 7,9 10-5 V Т/а/ {WH), (20.16)

где D - расстояние между осями проводов, м; Я -высота подвеса фидера над землей, м; о - проводимость почвы, См/м; / - частота, Гц.

Из формулы (20.16) видно, что коэффициент затухания Оз в большой степени зависит от высоты подвеса фидера над землей, расстояния между проводами фидера и величины его волнового сопротивления. На рис. 20.14 приведены графики для КПД двухпроводного фидера длиной 1 км из медных проводов диаметром 20 мм с учетом потерь в земле и проводах в режиме бегущей волны Графики показывают зависимость КПД от расстояния между проводами при разных высотах подвеса фидера над землей. Кривая Н=оо соответствует случаю, когда учитываются потери только в проводах фидера Аналогичные зависимости для различной проводимости земли приведены на рис. 20.15 для двухпрозодного фидера из проволочных цилиндров диаметром ПО мм, по окружностям которых расположено по 10 медных проводов диаметро.!.- 4 мм.

275 353 W Рис. 20.14

233 ЦОм

Рис. 20.15

Для двухпроводных фидеров наиболее эффективным способом уменьшения потерь в земле может служить увеличение высоты подвеса до 5-6 м или искусственное увеличение проводимости почвы т. е. прокладка заземления.

Другой способ уменьшения потерь в земле - конструирование фидеров с малыми внешними полями. Рассмотрим четырехпровод-ный перекрещенный и неперекрещенный фидеры (рис. 20.1,6 и в). Для фидеров этого типа коэффициент затухания может быть приближенно оценен по формуле [20]

0,25-f 0,25 1 + - ±

(20.17)

Знак плюс относится к неперекрещенному, а знак минус к перекрещенному фидеру.

На рис. 20.16 приведены зависимости отношения коэффициентов затухания четырехпроводного и двухпроводного фидеров от отношения H/D2. Двухпроводный фидер выполнен из таких же проводов, что и четырехпроводный. Расстояние Dl для обоих типов фидеров одина- аз()/о<з(2) ково и равно 300 мм. Высота подвеса двухпроводного фидера H + D2. Из графиков рис. 20.16 хорошо видно, что с точки зрения потерь в земле неперекрещенный фидер (кривые 1) менее выгоден, чем двухпроводный, подвешенный па той же высоте. Перекрещенный 4)идер (кривые 2) имеет большие преимущества перед двухпроводным. Так, при D2 = 500mm, Я = 3 м этот фидер обеспечивает выигрыш в коэффициенте затухания Из в срав- Рис. 20.16 ненки с двухпроводным более чем в 20

раз. В то же время коэффициент ам у обоих фидеров примерно одинаков, и, следовательно, КПД перекрещенного фидера при прочих равных условиях будет существенно выше.

Потери в неоднородностях, распределенных дискретно (потери в опорах, изоляторах, переходных контактах и т. п.), определяют обычно экспериментальным путем. Они значительно меньше потерь в металле и земле. Сопротивление, определяющее потери в фидерных опорах и изоляторах Rom подключено к фидеру параллельно в местах расположения опор. В том случае, когда опора оказывается в пучности напряжения, вносимые ею потери максимальны, и наоборот, когда она оказывается в узле напряжения, потери практически отсутствуют. При условии RonWn, где п - число опор, aoK = U/(2/i?on), где Ron определяется экспериментальным путем.

8 н/Пг

Экспериментальные исследования показали, что в случае двухпроводных фидеров материал, из которого изготовлены опоры, заметно влияет на КПД фидера. Так, в случае применения железобетонных опор КПД фидера длиной 1 км только благодаря потерям В них составляет 92%. Поэтому применение железобетонных опор при конструировании двухпроводных фидеров нецелесообразно.

Исследования перекрещенного четырехпроводного фидера показали, что от материала опор затухание фидера практически не зависит, поскольку поле фидера сконцентрировано в основном между его проводами.

Потери в земле под концентрическим фидером зависят от режима его работы. Если наружный цилиндр имеет соединение с землей, то некоторая часть тока на фидере будет протекать по земле вследствие неполной экранировки внутреннего цилиндра наружным. Потери в земле получаются весьма высокими, и применение такого режима нецелесообразно (см. § 2.5, 2.6). Если фидер и его нагрузка не имеют соединения с землей, то ток в земле будет значительно меньше и потери в земле практически исключаются. В этом случае в фидере устанавливается режим, когда токи на проводах внутреннего и внешнего цилиндров имеют одинаковые значения. Полный ток в земле равен иулю, la на наружном цилиндре имеется напряжение относительно земли, величина которого определяется степенью экранировки внутреннего проводника и составляет небольшую часть от напряжения между внутренним и внешним цилиндром. Для реализации этого режима необходимо наружный цилиндр фидера подвешивать на изоляторах. Кроме того, этот режим не может быть реализован в чистом виде, так как неизбежно у передатчика наружный цилиндр фидера имеет заземление. Расчеты и экспериментальные исследования показали, что в этом случае значения потерь в земле составляют (0,2-f-0,4) % при реально осуществимой экранировке внутреннего цилиндра фитера.

20.9. Коэффициент асимметрии

При монтаже фидерных линий неодинаковое выполнение конструктивных узлов приводит к тому, что в одном поперечном сечении на проводах фидера имеют место неодинаковые значения потенциалов. Разность этих потенциалов характеризует асимметрию в линии. В случае асимметрии в линии распределение токов и потенциалов на проводах обычно представляют в виде суммы двух составляющих-синфазной и противофазной: Vi = Vc+Vn; V2=Vc- - Vn, где Ус и Уп -значения потенциалов по синфазной и противофазной волнам соответственно; Vi и Уг -значения потенциалов на проводах фидера в одном сечении. Таким образом, наличие асимметрии в фидере всегда характеризуется наличием синфазной (однотактной) волны.