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变形对称多芯屏蔽电缆电容的LBEM分析.pdf
第 40 卷第 1 期 河南师范大学学报(自然科学版) Vol.40 No.l
2012 年 1 月 Journalo/ Henan Normal UniversityCNatural Science Edition) Jan.2012
文章编号: 1000-2367(2012)01-0063-03
变形对称多芯屏蔽电缆电容的 LBEM 分析
帅春江
(陕西理工学院物理与电子信息工程学院,陕西汉中 723003)
摘 要:介绍用线性边界元法计算对称多芯屏蔽电缆电容的基本原理和求解过程.2 个工程实例的计算结果
表明z 用线性边界元法计算对称多芯屏蔽电缆,不仅具有较高的精度,而且可很方便应用于各类变形多芯屏蔽电缆
的工程计算;给出了两种多芯屏蔽电缆不同位置放置时各芯线间的精合电容随变形程度变化的关系曲线,获得了两
种电缆合适敷设位置.
关键词:线性边界元法;~才称多芯屏蔽电缆;变形;精合电容
中图分类号:TN814; TN01; 0441 文献标志码:A
随着现代通信网络及电子技术的飞速发展,电磁环境也在不断恶化[1-ZJ 在电气或电子系统中,电缆主
要用于联接不同的系统,并实现不同系统之间能量与信息的有效传输.当电缆受外界电磁场激励时,电缆上
的信号会受到干扰.在计算这种干扰时,首先必须知道电缆的电感、电容等特性参数,所以对电缆电容的准确
计算至关重要,只有通过计算才能确定电气电子设备中各芯线间搞合电容值[3J.
现实中,电缆长期放在地面上,由于自身重力或摩擦作用极易导致变形,使得各芯线间搞合电容受到一
定影响,这些长电缆通常又成为引进干扰的主要途径[ZJ 因此,研究屏蔽电缆的搞合效应问题,对于电子设备
和系统抗电磁干扰具有十分重要的意义.多年来,多芯屏蔽电缆藕合参数计算,不少计算方法一直都在进行
研究[36] ,而多芯屏蔽电缆变形(不同位置)时对各芯线间的搞合电容影响程度的分析鲜见报道.因此,本文
利用 LBEM 法[7] 计算了两种对称多芯屏蔽电缆不同放置时各芯线间的楠合电容随变形程度的变化趋势,从
而为其地面敷设提供理论依据.
1 线性边界单元方程
对于任意第j 个单元(lj 为单元长度) ,单元上任一点的 u 和q 值可用相关节点值吨, Uj+1 和岛 , qj+1 值以
及11 ,12 两个线性函数(插值基函数)来表示,即[8-9J
lqH+¢=巧, (1)
qj
q(ç) = 11 qj +仇qj+l = [11 仇Jr
Lqj十1
将式(1)代入积分方程[8] 可得
CJh+22[HLl)Hr]|UJ|=22[GF)GF]|q21 (2)
LUj+l J j~1 Lqj+l J
l r I au* 17 TT(?)- r I ðu* 1 , .,-.. (1) r 1 * ,..,(~) ~(?) r
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式中:Hi/ = I 1 1 旦7df , HF=| 弘一7 , Git = I 1 1U 必 dl , Gi}l , GijZl = I 1 zu 蕃 dl ,
J ,, ðn ----1 J , ðn -1 J ,,-- ---} -1 J ,
式(2) 也可简化为
收稿日
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