Введение

Перестановка – это периодическая смена взаимного расположения проводников линии передачи с целью уменьшения перекрестных помех и улучшения качества передачи сигнала. В телекоммуникациях это применяется к сбалансированным парам, а в линиях электропередачи – периодическая перестановка трех проводников. В кабелях перестановка осуществляется постепенно и непрерывно, то есть два или три проводника скручиваются друг вокруг друга. Для кабелей связи это называется витой парой. В воздушных линиях электропередачи или открытых линиях связи проводники переставляются на опорах, например, на транспозиционных башнях или на столбах линий электропередач. Перестановка уменьшает взаимное влияние электрических проводников. Она также выравнивает их импеданс относительно земли, предотвращая тем самым односторонние нагрузки в трехфазных электрических системах. Перестановка является эффективной мерой для снижения помех нормального режима, связанных индуктивной связью.

Линии электропередач

Проводники воздушных линий электропередачи переставляются для снижения потерь при передаче энергии. В отличие от кабелей, непрерывная перестановка непрактична, поэтому она выполняется на специализированных транспозиционных опорах. Транспозиционная конструкция может быть стандартной опорой со специальными крестообразными траверсами или тупиковой опорой. Перестановка необходима из-за наличия емкости между проводниками, а также между проводниками и землей. Эта емкость, как правило, несимметрична по фазам. Перестановкой обеспечивается приблизительный баланс общей емкости всей линии. Перестановка также снижает влияние на линии связи. Схема перестановки – это последовательность, по которой проводники воздушных линий электропередачи переставляются на транспозиционных опорах. Для обеспечения сбалансированной емкости трехфазной линии каждый из трех проводников должен располагаться в каждой позиции воздушной линии поочередно. На протяженных линиях электропередачи без ответвлений проводники переставляются в соответствии с фиксированной схемой перестановки через регулярные интервалы. В плотных разветвленных сетях и при совместном использовании трассы несколькими электрическими цепями (особенно при разных напряжениях) дисбаланс линии, вызванный другими цепями, становится доминирующим. В таких случаях наблюдаются значительные отклонения от стандартных схем перестановки. Например, при некоторых перестановках меняется положение только двух из трех проводников на опоре. Кроме того, перестановки на опорах вблизи подстанций используются для оптимального расположения питающей системы без пересечения проводников. Поскольку взаимное влияние электрических цепей может измениться после установки новых линий или демонтажа старых, некоторые перестановки могут быть исключены или добавлены при новом строительстве в электрических сетях. В случае скрученной линии отдельные проводники электрической цепи меняются местами либо на всем протяжении (в кабелях), либо в определенных точках (в воздушных линиях). Перестановка снижает взаимное влияние электрических проводников. Также уменьшается дисбаланс линии, который может привести к неравномерной нагрузке в трехфазных системах. Перестановка воздушных линий обычно выполняется на специальных транспозиционных опорах. Перестановка – эффективная мера для снижения помех нормального режима, связанных с индуктивной связью. Современные линии электропередачи обычно не переставляются непрерывно, поскольку разница в индуктивности фаз незначительна из-за асимметричного расположения проводников. Однако промежуточные распределительные подстанции, где выполняется перестановка, устанавливаются при необходимости. Это нельзя игнорировать.

Телекоммуникации

В кабелях связи транспозиция используется для снижения взаимной связи между цепями в одном кабеле. Основным параметром является шаг или длина витки, расстояние, на котором скручиваются пары проводников цепи. В результате скручивания длина проводов оказывается больше длины кабеля. Коэффициент удлинения показывает отношение длины отдельного провода к длине кабеля и для кабелей связи составляет примерно 1,02–1,04. В открытых линиях связи, применяемых для дальних (магистральных или междугородних) телефонных цепей, транспозиция использовалась для уменьшения перекрестных помех. Изначально предназначенные для передачи одного телефонного вызова на пару, две пары часто использовались для передачи трех вызовов с использованием конфигурации фиктивной цепи. С изобретением систем передачи по несущей одна пара проводов могла нести 24 аналоговых междугородних канала, используя две 12-канальные системы передачи. Воздушные магистральные линии были редкостью в Европе, а немецкий термин для транспозиции – "Drehkreuzachse" – оставался загадкой для специалистов центра дешифровки в Блетчли-Парке до конца Второй мировой войны. Генерал Феллгибель из службы связи армии и Хайнц Гудериан разработали систему проводной связи для вновь оккупированных территорий, позволяющую передавать несколько телефонных и телеграфных каналов или каналы телетайпной связи. Воздушные линии связи были распространены в крупных и менее густонаселенных странах, таких как Австралия, Новая Зеландия и западные Соединенные Штаты.

Техника передачи

Разные виды скрутки имеют разные характеристики передачи. Ёмкость скрутки – одно из различий. Например, в скрутке "звезда-четверка" два проводника четырехжильного кабеля проходят параллельно по всей длине кабеля. Таким образом, ёмкость между проводниками существенно выше, чем в скрутке Dieselhorst Martin (DHM), где взаимное расположение проводников в кабеле постоянно меняется. Благодаря меньшей рабочей ёмкости скрутки DHM, возможно формирование дополнительных электрических цепей с помощью цепи "фантом". Поскольку фантомные преобразователи подключаются к середине главных преобразователей, токи цепи "фантом" в двух входящих цепях компенсируют друг друга.