ITU-T K 18 FRENCH-1988 Calculation of Voltage Induced into Telecommunication Lines from Radio Station Broadcasts and Methods of Reducing Interference《计算感应到无线电台广播中电信线路的电压和减少干扰的方法》.pdf

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1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS5)4 4 K.18SECTEUR DE LA NORMALISATIONDES TLCOMMUNICATIONSDE LUIT02/4%#4)/. #/.42% ,%3 0%2452“!4)/.3- 4(/$% $% #!,#5, $%3 4%.3)/.3).$5)4%3 0!2 ,%3 -)33)/.32!$)/ ,%#42)15%3 %4 - 4(/$%$% 2 $5#4)/. $%3 0%2452“!4)/.32ECOMMANDATION 5)4 4c0 + (Extrait du ,IVRE “LEU)

2、NOTES1 La Recommandation K.18 de lUIT-T a t publie dans le tome IX du Livre Bleu. Ce fichier est un extrait duLivre Bleu. La prsentation peut en tre lgrement diffrente, mais le contenu est identique celui du Livre Bleu et lesconditions en matire de droits dauteur restent inchanges (voir plus loin).2

3、 Dans la prsente Recommandation, le terme Administration dsigne indiffremment une administration detlcommunication ou une exploitation reconnue. UIT 1988, 1993Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque formeque ce soit et par aucu

4、n procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit delUIT.Tome IX - Rec. K.18 1Recommandation K.18Tome IX - Rec. K.18MTHODE DE CALCUL DES TENSIONS INDUITES PAR LES MISSIONSRADIOLECTRIQUES ET MTHODE DE RDUCTION DES PERTURBATIONS(Genve, 1980; modifie Malaga-

5、Torremolinos, 1984 et Melbourne, 1988)1 IntroductionDe faon gnrale, il est rare quon observe dans les circuits en cbles enterrs ou souterrains des perturbationscauses par leffet inducteur dondes radiolectriques. En revanche, on a signal maintes reprises des cas deperturbations de ce type dans les ci

6、rcuits en lignes ariennes, en cbles ariens ou en cbles placs lintrieur desbtiments.Des perturbations sur les circuits frquences vocales se produisent parce que londe radiolectrique induite estdtecte et dmodule par les composants non linaires de lappareil tlphonique ou par la couche doxyde mtalliqueq

7、ui se forme aux pissures des conducteurs. Cette perturbation consiste principalement en un bruit intelligible et, selonles rapports, elle se produit jusqu environ 5 km dune station radiolectrique dont la puissance rayonne dpasseplusieurs dizaines de kilowatts.Sur les circuits de transmission courant

8、s porteurs ou sur les circuits de transmission dun signal vido, londeradiolectrique induite dgrade directement la qualit de fonctionnement du circuit quand sa frquence tombe dans lagamme des frquences dexploitation du systme de transmission. Cette perturbation se traduit habituellement par un sonde

9、frquence pur dans une voie tlphonique, et elle est inintelligible. Elle provoque une dgradation du rapportsignal/bruit (S/B) du systme de transmission et se produit dans un rayon important autour de la station radiolectrique.On connat peu dexemples de perturbations causes aux circuits de transmissio

10、n dun signal vido, mais ce problme estappel prendre de limportance mesure que les services de transmission de signaux vido deviendront plus nombreux.Un exemple peu frquent de perturbations causes par les courants dondes radiolectriques induites est celui debrlures perues par le personnel charg de la

11、 maintenance des installations extrieures. De tels inconvnients nont tconstats qu proximit immdiate de lantenne dune station radiolectrique.2 Analyse des perturbationsPour procder lanalyse thorique de la tension induite par une onde radiolectrique, on admet les conditionssuivantes:- la rsistivit du

12、sol est homogne et uniforme;- un cble ou un fil est tendu en ligne droite hauteur constante au-dessus du sol;- lcran mtallique du cble est mis la terre aux deux extrmits;- le champ lectrique de londe radiolectrique a une intensit constante et un angle dincidence constant et lesvariations de phase le

13、 long du cble sont uniformes;- londe radiolectrique est lorigine polarise verticalement mais, au cours de sa propagation la surface dusol, une composante horizontale apparat par suite de la conductivit du sol de valeur finie.Les constantes et les variables utilises pour lanalyse thorique sont indiqu

14、es dans lannexe A.2.1 Pour les lignes de tlcommunications sans cran mtallique, la composante horizontale du champ lectrique delonde joue directement le rle dune force lectromotrice qui sapplique la ligne de tlcommunications. Il en rsulte unbruit induit aux extrmits lorsque le circuit prsente un dsqu

15、ilibre dimpdance par rapport au sol. Les tensionslongitudinales induites aux extrmits dune ligne de tlcommunications sans cran mtallique sont donnes par lesformules (B-1) et (B-2).2 Tome IX - Rec. K.182.2 Pour les cbles de tlcommunications avec cran mtallique, la composante horizontale du champ lect

16、rique delonde joue le rle dune force lectromotrice qui donne naissance un courant induit dans le circuit de retour par le sol,compos de lcran mtallique du cble et le sol. Sous laction du courant qui parcourt lcran mtallique, limpdance detransfert entre les conducteurs et lcran mtallique engendre une

17、 force lectromotrice induite dans les conducteurs. Cetteforce lectromotrice peut provoquer une perturbation sur un circuit mtallique du cble, selon son degr de dsquilibrepar rapport lcran mtallique (ou au sol).Les tensions longitudinales induites aux extrmits dun cble de tlcommunications muni dun cr

18、an mtalliquesont donnes par les formules (B-3) et (B-4). La rfrence 1 montre que les valeurs calcules au moyen de ces formulesconcordent avec les valeurs mesures.2.3 Les formules de lannexe B sont cependant trs compliques et font entrer en jeu de nombreux paramtres. Dansces conditions, il est utile

19、de pouvoir calculer approximativement la valeur maximale de la tension longitudinale induiteen appliquant la formule simplifie qui suit:V2(0) dB V2(l) = 20 log10V2(0)=-+20430 20 3000110 10 20log10 PE ZZfvK(cos )log logqa (2-1)olf 1,5 . x 1002 8bb(2-2)20 ,1R 1L 01W ZZ Z(2-3)g2= a2+ jb2aa22010=-f3(dB/

20、km)a20est laffaiblissement linique 1 MHz (dB/km) est la frquence de londe radiolectrique exprime en HzLes autres constantes et variables sont indiques dans lannexe A.La formule (2-1), qui donne la tension longitudinale induite maximale en dB (0 dB = 0,775 V), est obtenue partir des lments suivants:L

21、a tension longitudinale induite, calcule laide de la formule de lannexe B atteint une valeur initiale de crtepour une longueur de cble,lf= 1,5 . x 10028bbet ensuite atteint une srie de valeurs de crte. Sa valeur maximale apparat lune des premires crtes pour unelongueur de cble,lf1,5 . x 10028bb.La t

22、ension longitudinale induite atteint sa valeur maximale lune des premires valeurs de crte cause delaffaiblissement que subit londe radiolectrique induite au cours de sa propagation le long du cble (voir lafigure 3/K.18).Lerreur due lapplication de la formule (2-1), au lieu des formules rigoureuses d

23、e lannexe B, est indique danslannexe C.2.4 Quand la configuration de la ligne est trs complexe, il faut la diviser en plusieurs tronons et calculer pourchacun deux la tension longitudinale induite au moyen des formules (B-1) (B-4). On combine ensuite les tensionsinduites ainsi calcules pour chaque t

24、ronon de faon obtenir la tension induite globale, compte tenu descaractristiques de transmission et des conditions aux limites de la ligne considre.Lorsquon applique la formule simplifie (2-1) une ligne complexe, on peut utiliser un modle correspondant une ligne droite pour calculer la tension longi

25、tudinale induite maximale. On doit commencer les calculs au point situ leplus prs de la station radiolectrique et la plus petite valeur dangle dincidence de londe radiolectrique doit treretenue pour ces calculs.Tome IX - Rec. K.18 32.5 Quand le champ lectrique de londe perturbatrice est mesur sur le

26、 terrain, cest cette valeur quon prend pour Evdans la formule (2-1).A dfaut de mesure, la formule (2-4) fournit la valeur thorique du champ Even fonction de la puissancedmission et de la distance de la station radiolectrique 2.ErPZv= 11,5 02p(2-4)oP est la puissance dmission de la station radiolectr

27、ique (W)r est la distance de la station radiolectrique (m)Z0est limpdance intrinsque de lespace libre ( 377 W )La figure 1/K.18 montre le rsultat calcul en appliquant la formule (2-4) en utilisant plusieurs valeurs de P.2.6 Langle dincidence de londe radiolectrique sur la ligne de tlcommunications d

28、pend considrablement descirconstances.Lorsque la ligne de tlcommunications est installe dans une rgion dgage dobstacles, on peut utiliser commevaleur de cet angle dincidence soit la valeur mesure, soit la valeur calcule partir de la position gographique relativede la station radiolectrique et de la

29、ligne de tlcommunications.Quand la ligne de tlcommunications est installe proximit de constructions qui font obstacle lapropagation des ondes radiolectriques, on peut admettre que langle dincidence est nul, et les conditions les plusdfavorables.2.7 On calcule comme suit la tension longitudinale indu

30、ite aux extrmits dun cble de tlcommunications (voir lafigure 2/K.18), laide de la mthode destimation indique ci-dessus.4 Tome IX - Rec. K.18En insrant les valeurs des paramtres P, , a20, 2et q indiques sur la figure 2/K.18 et les valeurs calculespour Evet ZKdans les formules (2-1) et (2-2), on obtie

31、nt les rsultats suivants:V2(0) V2(l) = 35,0 dBl 210 mde plus, en utilisant q = 0 pour reprsenter les conditions les plus dfavorables, on obtient le rsultat ci-aprs:V2(0) V2(l) = 32,0 dBl 210 mLa figure 3/K.18 compare les rsultats obtenus en utilisant la mthode de calcul simplifie avec les rsultatsca

32、lculs en appliquant la formule rigoureuse de lannexe B o les valeurs de V2sont exprimes en fonction de lalongueur de cble. Il semble que la mthode simplifie est celle qui convient le mieux pour lestimation de la perturbationla plus forte susceptible dapparatre.Tome IX - Rec. K.18 52.8 Des tensions t

33、ransversales qui provoquent du bruit se produisent cause du dfaut de symtrie du circuit parrapport lcran mtallique (ou la terre). Si le rapport l entre les tensions longitudinale et transversale est connu, leniveau de bruit peut tre obtenu partir de la valeur calcule ou de la valeur mesure de la ten

34、sion longitudinale induite.V = l V2oV2V2(0) ou V2(l) est la tension longitudinale aux extrmits du circuit longitudinal circuit ouvert,et VV(0) ou V(l) est la tension transversale aux extrmits du circuit mtallique ferm sur son impdancecaractristique ses deux extrmits.Par exemple, dans le cas illustr

35、par la figure 2/K.18 et pour une valeur de l gale 40 dB, on obtient commesuit la valeur du niveau de bruit V:(Dans ce cas, V2= 35 dB 0 dB = 0,775 V)V = 35 40 dB = 75 dB3 Rduction des perturbationsLes mesures suivantes peuvent tre prises afin de rduire les perturbations:3.1 Les perturbations causes d

36、es circuits frquences vocales peuvent tre rduites en insrant une capacitde 0,01 0,05 F entre les conducteurs et la terre au niveau des bornes dentre de lquipement terminal ou de lappareiltlphonique, de faon court-circuiter le courant induit par les ondes radiolectriques.3.2 Les perturbations causes

37、un systme de transmission courants porteurs et un systme de transmission designal vido peuvent tre efficacement rduites par les mesures suivantes:6 Tome IX - Rec. K.183.2.1 Un cran appropri doit tre incorpor au cble, par exemple, un cran en aluminium de 0,2 mm dpaisseurautour dun cble assure une rdu

38、ction de la perturbation denviron 70 dB. Lcran en aluminium doit tre mis la terreaux deux extrmits, travers une rsistance de mise la terre infrieure Z01 W , lorsque la conductivit du sol estelle-mme infrieure 0,1 S/m. Quand on porte de 0,2 1,0 mm lpaisseur de lcran en aluminium, leffet rducteur esta

39、ugment de 50 60 dB.3.2.2 Au niveau des pissures et des bornes de raccordement des cbles, les conducteurs doivent tre entours duncran mtallique complet.Remarque Si lcran est supprim sur une trentaine de centimtres, la tension induite augmente de lordrede 30 dB, mme sil nest pas isol lectriquement. A

40、lextrmit dun cble, si on supprime ventuellement lcranmtallique sur environ 5 cm, la tension induite augmente denviron 10 dB.3.2.3 Sur des sections exposes des perturbations par des ondes radiolectriques, un cble souterrain doit tre installou bien des trajets de pose de cble diffrents doivent tre uti

41、liss.3.2.4 Les distances entre rpteurs doivent tre rduites afin dobtenir pour le systme un rapport signal/bruit (S/B)acceptable.3.2.5 Le dsquilibre dadmittance par rapport la terre de lquipement terminal et des rpteurs la frquence delonde radiolectrique doit tre amlior (rduction).3.2.6 Un rglage de

42、praccentuation dans le systme de transmission doit tre utilis.3.3 Pour rduire les tensions induites qui prsentent un danger pour le personnel de maintenance, il est possibledinsrer intervalles appropris des condensateurs entre les conducteurs et la terre, lintrieur de la section subissant laperturba

43、tion afin de court-circuiter le courant induit.En pareils cas, il faut choisir des condensateurs de capacit approprie pour rduire au minimum laffaiblissementdans la gamme des frquences de transmission tout en ralisant une mise la terre efficace la frquence des ondesradiolectriques. En mme temps, il

44、faut veiller ce que le condensateur ne soit pas endommag par des surtensions quipourraient apparatre sur les conducteurs.ANNEXE A( la Recommandation K.18)Constantes et variables utilises dans la Recommandation K.18A.1 Le rapport P entre la composante horizontale et la composante verticale du champ l

45、ectrique de londeradiolectrique la surface du sol est donn par la formule:PEEhv= = 1j r00eswewes- (A-1)oEhest la composante horizontale du champ lectrique de londe radiolectrique (V/m)Evest la composante verticale du champ lectrique de londe radiolectrique (V/m)erest la constante dilectrique spcifiq

46、ue du sole0est la constante dilectrique de lespace libre (F/m)Z0est limpdance intrinsque de lespace libre (W )b0est la constante de phase de lespace libre (rad/m)s est la conductivit du sol (S/m)w est la pulsation de londe radiolectrique (rad/s) est la frquence de londe radiolectrique (Hz)Tome IX -

47、Rec. K.18 7A.2 Limpdance de transfert ZKde lcran mtallique dune enveloppe de cble est donne par la formule:ZKtKtRK= sinh . m A-2)dcW /(oRdcest la rsistance linique de lcran mtallique en courant continu (W /m)K = jgwm est la permabilit de lcran mtallique (H/m)g est la conductivit de lcran mtallique (S/m)t est lpaisseur de lcran mtallique (m)A.3 En ce qui concerne les symboles ci-aprs, voir la figure A-1/K.18.q est langle dincid