CC BY
5
2. Создание электрохимической защиты, которая может осуществляться двумя способами: подключением конструкции к внешнему источнику напряжения в качестве катода или гальванической (протекторной) защитой, при которой катодная поляризация осуществляется контактом защищаемой конструкции с более электроотрицательным металлом;
3. Воздействие на окружающую среду, примером которого может служить удаление из жидкости, контактирующей с металлом, кислорода, т.е. деаэрация, посредством продувки инертным газом, а также введение в среду ингибиторов (замедлителей коррозии), о которых мы говорили выше.
Вывод. Безусловно, электрохимическая коррозия при протекании токов утечки наносит значительный ущерб промышленности. Разработка методов полной защиты металлоконструкций от коррозии значительно увеличила бы срок службы металлического оборудования в разных сферах жизнедеятельности человека. Однако в настоящее время таких методов не существует. Несмотря на попытки ученых разработать альтернативные материалы, способные заменить металл, полностью отказаться от его использования в ближайшее время не представляется возможным. Поэтому разработка передовых методов защиты металлических поверхностей от коррозии имеет огромное значение. Список использованной литературы:
1. https://moodle.kstu. ru/pluginfile.php/265851/mod_resource/content/1/Лекция
2. https://studfile.net/preview/3936068/page:4/
3. https://studopedia.su/11_93960_lektsiya--skorost-elektrohimicheskoy-korrozii.html
4. https://www.asutpp.ru/chto-takoe-tok-utechki.html
5. https://www.belstu.by/Portals/0/userfiles/70/Защита%20мат/Lekciya-14.pdf
6. https://www.chem21.info/info/1656685/
7. https://www.syl.ru/article/174339/new_elektrohimicheskaya-korroziya-i-zaschita-ot-nee
8. ГОСТ 30331.1-2013
9. Мохов А.Г. Определение скорости коррозии металлов и сплавов по объему выделившегося водорода: методические указания к лабораторной работе № 23. - Екатеринбург: РИО УрГУПС, 2007. - 12 с.
10.Нечаев А.В. Химия: учебное пособие / А.В. Нечаев. - Екатеринбург: УрФУ, 2016. - Ч. II. - 112 с.
11.Гасанов З.С., Горлова А.В., Харин С.О. Защита от коррозии в системах теплоснабжения // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2021. № 4 (25). С. 16-25.
12.Семенов А.Г. Защита от коррозии трубопроводов тепловых сетей. / Журнал «Новости теплоснабжения», №11 (207), 2017 г.
13.Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 3// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». - 2013. - № 4. - 160 c.
© Гасанов З.С., Тульская С.Г., Коровкина А.И., Барков М.Г., 2023
УДК 621.391
Шаповалов Я.Д., Елесин М.Е., Ханарин М.И.
Сотрудники Академии ФСО России
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ТИПОВЫХ ДЕФЕКТОВ ПРОВОДНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ НА ФОРМУ ИМПУЛЬСА ЦИФРОВОГО СИГНАЛА
Аннотация
В данной статье производится сопоставление неисправности в электрическом кабеле связи и
эквивалентной четрыхполюсной схемы. Описывается влияние различных неисправностей электрического кабеля связи на форму импульса цифрового сигнала.
В ходе технического обеспечения кабельных линий связи для обеспечения заданной надежности и качества передачи информации необходимо контролировать значения основных электрических характеристик кабеля связи. Контроль производится при вводе электрического кабеля связи в эксплуатацию, при проведении технического обслуживания и после проведения ремонтных работ.
В электрическом кабеле связи производится измерение следующих характеристик:
- сопротивление токопроводящей жилы;
- волновое сопротивление на различных частотах;
- емкость жилы;
- асимметрия сопротивления;
- паразитная емкость.
Анализ формы импульса цифрового сигнала не проводится, однако, форма информационного импульса позволяет судить о техническом состоянии электрического кабеля связи. Согласно рекомендации Международного Союза Электросвязи МСЭ иТ1-Т G.703, передаваемый импульс в потоке Е1 имеет регламентированную форму, которая называется маской [1].
На электрический кабель связи в ходе эксплуатации влияет множество внешних деструктивных факторов, вследствие которых, может возникнуть ситуация, при которой каналообразующая аппаратура или оконечное оборудование функционирует исправно, а в кабеле имеется неисправность, которая не влияет на работу системы в данный момент времени, но в последующем именно она может стать причиной её неисправности [2].
Исходя из этого, изучение изменения формы импульса при различных неисправностях в кабеле представляется актуальной задачей.
Основными факторами, воздействующими на электрический кабель связи, являются:
1. Окисление проводников в местах нарушения изоляции и в соединителях при взаимодействии с воздухом или водой;
2. Физическое воздействие на кабель при его прокладке, а также при прокладке соседних с ним кабелей.
В свою очередь, перечисленные факторы влекут за собой явления в структуре кабеля, которые можно представить в виде эквивалентных четырёхполюсных схем.
При механическом воздействии возможно растяжение кабеля, тем самым уменьшение шага скрутки, что приводит к увеличению паразитной емкости между жилами (рис. 1).
Ключевые слова
Неисправность, электрический кабель связи, искажения, форма импульса цифрового сигнала.
Введение
у
С
У
Рисунок 1 - Схема участка электрического кабеля связи с неисправностями, проявляющимся в увеличении паразитной емкости между жилами
Данный эффект подробно рассмотрен в литературе [3, 4] и проиллюстрирован рисунком 2. Увеличение паразитной емкости между жилами приводит к увеличению длительности фронта и среза импульса, а также к нелинейным пилообразным эффектам. Длительность фронта и среза импульса характеризуются постоянной цепи:
т = ЯС, (1)
При влиянии паразитной емкости импульс имеет форму, изображенную на рисунке 2 (Я = 51 [Ом] - С = 1,2 [нФ]), при этом происходит увеличение постоянной времени импульса, тем самым на фронтах и спадах появляются пилообразные искажения. Полученная осциллограмма соответствует импульсу, изображенного на рисунке 4 с литерой «С».
Рисунок 2 - Осциллограмма импульса цифрового сигнала Е1 при паразитной ёмкости
При «плохих» контактах в механических соединителях или некачественной пайке, увеличивается асимметрия сопротивления жил [3, 4]. Схема участка кабеля приведена на рисунке 3.
X-
R
Рисунок 3 - Схема участка кабеля связи с дефектом при асимметрии сопротивления жил
Явление описывается на рисунке 4 с литерой «В».
Рисунок 4 - Подключение ёмкостной и активной нагрузки
Проявление асимметрии сопротивления моделируется Т-образным аттенюатором, изображенным на рисунке 5.
Рисунок 5 - Схема Т-образного аттенюатора
Номиналы сопротивлений определяются выражениями (2) и (3):
У-1 2 V
Кг = ^ (2); ^ =
-,(3)
'V + 1'4 " "2 в (V + 1)(У - 1)'
где - входное и выходное волновые сопротивления; V - отношения амплитуд входного и выходного сигналов в разах.
Осциллограмма импульса с выхода аттенюатора приведена на рисунке 6 (Яг = 62 [Ом],К2 = 91 [Ом]) и соответствует описываемым искажениям.
Stop М Pos: -716.000ns
№ 7.80 V Va: -3.90V Vb: 3.90 V
Вольт/Дел
Пробник
Инверсия
::|-,1 ОК
М 200ns
D Канал! I 7.96V
Рисунок 6 - Осциллограмма импульса цифрового сигнала Е1 при асимметрии сопротивления жил
При окислении одной из жил электрического кабеля связи в ней возникает паразитная емкость и может увеличиваться её сопротивление. Данный эффект описывается эквивалентной схемой, представленной на рисунке 7.
R
С
Рисунок 7 - Эквивалентная схема при окислении одной из жил электрического кабеля связи
При отсутствии асимметрии сопротивления (Я = 0), осциллограмма имеет вид, представленный на рисунке 8. Увеличение длительности фронта и спада импульса, а также пилообразные искажения обусловлены влиянием емкости конденсатора, аналогично рассмотренному случаю на рисунке 1.
Рисунок 8 - Осциллограмма импульса цифрового сигнала Е1 при окислении одной из жил при Я = 0
При Я Ф 0 форма импульса имеет вид, представленный на рисунке 9, при этом уменьшается амплитуда импульса аналогично случаю с увеличением асимметрии сопротивления.
Рисунок 9 - Осциллограмма импульса цифрового сигнала Е1 при окислении одной из жил при Я Ф 0
Таким образом, эквивалентная схема возникновения асимметрии сопротивления и паразитной емкости действительна при учете окисления жилы кабеля. При увеличении сопротивления окисленного участка уменьшается амплитуда импульсов, а увеличение паразитной емкости - приводит к увеличению длительности фронта и среза импульса, а также усилению нелинейных эффектов.
Во время укладки кабеля связи возможно повреждение защитного покрова и изоляции кабеля, что может проявиться в уменьшении сопротивления между экраном и жилой, или сопротивлением изоляции. Эквивалентная схема, данного варианта изображена на рисунке 10. При анализе форма импульса проявляется в виде раздвоения импульса на участках изменения напряжения как показано на рисунке 11 [3].
У-/
*--*
Я
Рисунок 10 - Эквивалентная схема электрического кабеля связи при уменьшении сопротивления между жилой и экраном
Рисунок 11 - Форма импульса при коротком замыкании между жилами
Минимальная амплитуда первого раздвоенного импульса рассчитывается с помощью следующего выражения [3]:
^Я^, (4)
Для количественной оценке величины паразитного сопротивления необходимо сравнить величину измеренной и рассчитанной амплитуды имппульса. Для амплитуды первого импульса ипикг = 1,5 [В], рассчитан номинал сопротивления Ксмв = 25 [Ом] (Я = 27,4 [Ом]), тем самым расчетная амплитуда равна 1,6 [В], что подтверждается осциллограммой, изображенной на рисунке 12.
stop М Pos: -2.320 lis
Ch2 1.00V M 200ns
\/lath Off_И Канал1 f 7.9BV
Рисунок 12 - Осциллограмма импульса сигнала Е1 при уменьшении сопротивления изоляции между экраном
При оценке характеристик электрического кабеля связи могут проявляться комбинации неисправностей, что требует более глубокого анализа формы импульса.
Таким образом, использование результатов проведенного анализа неисправностей характерных для проводных линий связи и соответствующих эквивалентных схем позволит упростить контроль технического состояния линии, сократить время на определения места и причины деградации качества передачи информации.
Список использованной литературы:
1. Recommendation ITU-T G/703 Amendment 1. 2021. - 70 с.
2. Бакланов, И. Г. Технологии измерений первичной сети. Часть 1. Системы Е1, PDH, SDH / И. Г. Бакланов. - Москва: Эко-Трендз, 2002. - 143 с.
3. Джонсон, Г. Конструирование высокоскоростных цифровых устройств. Начальный курс черной магии / Г. Джонсон, М. Грэхем. - Москва: Вильямс, 2015. - 624 с.
4. Направляющие среды в телекоммуникациях: учебное пособие: в 2 ч.: Ч. 1: Электрические направляющие среды электросвязи / В. В. Безручко, В. А. Ожигов, Л. И. Подрябкин, С. П. Ковальский. -Орёл: Академия ФСО России, 2013. - 281 с.
© Шаповалов Я.Д., Елесин М.Е., Ханарин М.И., 2023
