ОДНОПРОВОДНАЯ РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ ОСОБЫХ ТОЧЕК НА ОДНОМ ПРОВОДЕ
Под особыми точками мы будем понимать такие, в которых присоединение элементов (источников, сосредоточенных импедансов или дополнительных проводов) производится лишь к одному из проводов ЛИНИН. Если в каких-либо точках линии присоединяются одинаковые элементы к обоим проводам (по отношению к земле) или осуществляется включение элементов между проводами, то такие точки не считаются особыми.
Составление расчетной однопроводной схемы для системы симметричных двухпроводных линий проводится в соответствии с рассмотренными примерами на основе следующих правил.
- Во всех точках линий, где симметрия схемы не нарушается (обрыв обоих проводов или конец линии, разветвление линий, подключение одинаковых импедансов на землю к обоим проводам, включение элементов между проводами и т. п.), нулевая и междупроводная части схемы не связаны. При нарушении симметрии возникает связь между частями схемы.
- При включении одинаковых импедансов по отношению к земле к обоим проводам эти импедансы подключаются без изменения параметров к обеим частям однопроводной расчетной схемы.
- При включении каких-либо импедансов между проводами эти импедансы, уменьшенные вдвое, включаются к междупроводной части схемы.
- Полные сопротивления, подключенные лишь к одному проводу, включаются с удвоением величины между соответствующими точками междупроводной и нулевой частей расчетной схемы.
На рис. 2-6,а показан пример системы двухпроводных линий с одним источником, имеющим внутреннее сопротивление г, и четырьмя импедансами, включенными в различных точках системы. Участки симметричных линий имеют разные параметры и длину:
Рис. 2-6. Пример сложной двухпроводной системы. а — двухпроводная схема; б — схема замещения.
Однопроводная расчетная схема для такой системы показана на рис. 2-6,б.
Рассмотренные выше примеры и сформулированные правила позволяют легко объяснить место каждого элемента на этой схеме.
Расчет токов и напряжений в полученной однопроводной системе можно осуществлять аналогично рассмотренному в гл. 1 с помощью пространственно-временной сетки. Для упрощения построения этой сетки целесообразно вместо двух скоростей распространения ν и по использовать только одну, соответствующим образом изменив длины участков одной части схемы.
Условием приведения длины участка к другой скорости распространения будет:
Если нужно найти одну и ту же точку линии в обеих частях приведенной схемы, то ее можно отсчитать в нулевой части схемы от какой-либо особой точки по отношению 
Рассмотрим построение пространственно-временной сетки на примере посылки короткого прямоугольного положительного импульса в двухпроводную линию с замыканием одного провода через сопротивление Rп на землю в промежуточной точке линии (рис. 2-7,а).
Этот пример отличается от приведенного в гл. 1 только наличием второго, изолированного с обоих концов провода.
Однопроводная расчетная схема замещения представлена на рис. 2-7,б.
В соответствии с формулами (2-34) исходный импульс, распространяющийся от точки I вправо, равен:
Для простоты написания будем обозначать: коэффициенты отражения буквой k с индексом, соответствующим точке отражения, коэффициенты преломления внутри одной части схемы буквой П с индексом, соответствующим точке преломления; коэффициенты преломления из одной части схемы в другую буквой П с двумя индексами, расположенными в порядке направления распространения волн.
В соответствии с изложенным в гл. 1
Следует обратить внимание на точки 2 и II (место повреждения). Отражения в этих точках происходят с изменением полярности.
При металлическом коротком замыкании (Rп=0)
Примем для упрощения, что в обоих волновых кана лах не происходит искажения волн. Коэффициенты за тухания обозначим буквой а со следующими индексами:
Рис. 2-8. Построение пространственно-временной сетки при учете разных скоростей распространения волн.
Построение пространственно-временной сетки производится так же, как это было рассмотрено выше для однопроводной линии, но со следующими отличиями (рис. 2-8):
а) проводятся параллельно две горизонтальные линии 1—2—3 и I—II—III;
б) точки 1 и I совмещаются;
в) проводятся вертикали через точки 1, I, 2, II, 3 и III и т. д.;
г) при приходе волн в какую-либо точку, например в точку 2, кроме отражения и преломления в междупроводной части схемы, происходит переход в точку II (нулевой части схемы) путем проведения горизонтальной линии 2—II.
Ход построения легко проследить по рис. 2-8.
Слева на этом рисунке показаны импульсы в начале линии (точка 1—I) на изолированном (не особом)
При этом отраженные импульсы в различные моменты времени не накладываются друг на друга. Посылаемый импульс изображен не в масштабе. На рис. 2-7,в для этого же случая показан результирующий отраженный импульс в начале особого (поврежденного) провода при условии
Импульс имеет ступенчатую форму. Если бы учитывались искажения, то форма импульса оказалась сглаженной. Следует подчеркнуть, что длительность фронта результирующего отраженного импульса определяется не только искажениями при пробеге по линии, но и различием коэффициентов отражения составляющих в месте повреждения. Начальная точка фронта волны соответствует моменту
(рис. 2-7,в).
ОДНОПРОВОДНАЯ РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ ПРИ РАСПОЛОЖЕНИИ ОСОБЫХ ТОЧЕК НА ОБОИХ ПРОВОДАХ
Обратимся вновь к примеру 2-4 и изменим его условия только в одном: импеданс zп присоединяется не к 1-му, а ко 2-му проводу.
Тогда при падении волны
вместо уравнений (2-27) надо записать:
для 1-го провода
для 2-го провода
От формул (2-28) эти выражения отличаются только знаком при
От формул (2-29) эти выражения отличаются только знаком при
Таким образом, присоединение импеданса zп не к 1-му проводу, а ко 2-му приводит только к изменению полярности волн, переходящих из одной части расчетной схемы в другую (из нулевой в междупроводную или наоборот). При расположении особых точек на обоих проводах остаются справедливыми все четыре приведенные выше правила составления однопроводной расчетной схемы двухпроводной линии.
Кроме того, добавляется еще одно правило: при подключении какого-либо полного сопротивления к небазовому проводу он включается с удвоением величины между соответствующими точками междупроводной и нулевой частей расчетной схемы и возле его обозначения ставится поперечная пунктирная линия с надписью (—1). Это означает, что переход волн с одной части схемы в другую в этом месте сопровождается изменением полярности. За базовый провод выбирается в общем случае тот, на котором больше особых точек.
На рис. 2-6,б пунктиром показано изменение расчетной схемы в случае присоединения полного сопротивления zп не к 1-му, а ко 2-му проводу. Расчет результирующих напряжений и построение пространственно-временной сетки производятся практически так же, как это было изложено выше. Разница лишь в том, что перед соответствующими коэффициентами преломления ставится знак минус.