Шляхи забезпечення коефіцієнту згасання у межах нормованих значень кабелів на основі одинокої екранованої крученої пари для промислових мереж Ethernet
Journal Title: Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність - Year 2022, Vol 5, Issue 2
Abstract
В останні роки в концепції Industry 4.0 та IioT спостерігається інтенсивний перехід промислових мереж на провідну передачу даних на базі сімейства технологій Ethernet. Наведена хронологія розроблення міжнародних стандартів промислового Ethernet та відповідних кабелів на основі кручених пар доводить перспективність застосування одинокої крученої пари з можливістю передачі сигналу живлення, що значно знижує кількість, вагу та вартість кабелів у мережі. Відповідно до міжнародних стандартів на кабелі для промислового Ethernet екрановані рішення на основі одинокої екранованої крученої пари повинні забезпечувати передачу цифрових сигналів в діапазоні частоти до 20 МГц на відстань до 1 кілометра. Необхідність застосування екранованої крученої пари обумовлена умовами експлуатації при дії сильних електромагнітних завад. Виконаний аналітичний огляд наукових публікацій показує, що екрановані конструкції кабелів мають підвищенні значення робочої ємності. На підставі чисельного моделювання електричного поля у крученій парі визначено значення робочої ємності залежно від конструктивного виконання екрану. Показано, що екранована кручена пара має значно більші (на 80 %) значення робочої ємності порівняно з неекранованою за умови однакової товщини ізоляції, екрану та захисної полімерної оболонки. Обґрунтовано ефективність застосування двошарового алюмополімерного екрану. Доведено, що варіювання товщини та діелектричної проникності матеріалу плівки екрану дозволяють оптимізувати конструкцію кабелю для забезпечення менших значень робочої ємності порівняно з неекранованою парою. На підставі чисельних розрахунків показано, що при розташуванні двошарового екрану плівкою назовні робоча ємність суттєво зростає та не відрізняється від ємності екранованої суцільним металевим екраном. Обґрунтованість та адекватність виконаних чисельних розрахунків робочої ємності кручених пар підтверджено експериментальними результатами вимірювань коефіцієнту згасання в діапазоні частоти до 20 МГц неекранованої та екранованої двошаровим ламінованим екраном крученої пари.
Authors and Affiliations
Олег Анатолійович Пушкар
Keywords
Related Articles
- EP ID EP739761
- DOI https://doi.org/10.20998/2224-0349.2022.02.03
- Views 129
- Downloads 0
Дослідження впливу ємності розщепленої фази на втрати потужності пов'язані з коронним розрядом
Визначальним фактором наявності корони є величина заряду проводу, яка визначає напруженість електричного поля. Кількісні характеристики величини заряду фази лінії залежать від ємності та напруги. Якщо вплив напруги на вт...
Дослідження питань підвищення ефективності передачі електричної енергії
Проведено дослідження шляхів модернізації струмопровідної частини повітряних ліній для підвищення ефективності передачі електричної енергії за рахунок застосування інноваційних типів проводів. Проаналізовані техніко-екон...
Possibilities of using PSS®SINCAL, ETAP, PowerFactory software for modeling electric power networks
The article is devoted to modeling of electrical networks. The article discusses the positive and negative features of simulation programs. Special attention is paid to the principles of the program. The article discusse...
Досвід розробки та використання тренажерів для професійної підготовки фахівців у галузі електроенергетики
Розглянуті питання розробки тренажерів для навчання та тестування електроенергетиків та студентів електроенергетичних спеціальностей. Вони базуються на сучасних знаннях в галузі електроенергетики. Приведено основні харак...
Атомна енергетика Китаю в контексті декарбонізації світової енергетики
Проаналізовано глобальну структуру споживання енергетичних ресурсів. Показано, що загальне споживання енергоресурсів у 20 столітті зросло майже в 15 разів і становило у 2000 році близько 118 ПВт∙год. З них понад 80 % при...