Фидер сотовой связи что это

14

Фидер сотовой связи что это

Антенно-фидерные устройства для базовых станций сотовой и подвижной связи

Несмотря на все разнообразие конкретных схем АФУ, все они содержат типовые элементы, выполняющие определенные функции. Примерная структурная схема антенной системы базовой станции мобильной связи состоит из следующих типовых элементов антенно-фидерного тракта: базовой станции, направленной панельной антенны, всенаправленной антенны, делителя мощности, грозоразрядника, заземлителя, главного фидера, кабельной вставки, коаксиального разъема. Кратко рассмотрим все составляющие указанной структурной схемы, исключая базовую станцию, которая не входит в комплекс АФУ.

На российском рынке оборудования мобильной связи представлены антенны многих зарубежных компаний-производителей: Andrew, Antenex, Allgon, Cushcraft, Decibell, Сelwave, Telewave, Huber&Suhner и Kathrein.

Всенаправленные антенны типа «Ринго» и «Ринго Рейнджер» компании Cushcraft отличаются простотой в установке и экономичностью. Эти антенны используются в качестве антенн для базовых станций, а также для передачи телеметрии и данных. «РингоРейнджерII» не требует настройки и заземления и обеспечивает усиление в диапазоне 406–512 МГц 6 дБ относительно диполя. «РингоРейнджер» c усилением 5 дБ работает в диапазоне 406–512 МГц и характеризуется высокими показателями, в том числе долговечности. «Ринго» c усилением 2 дБ представляет собой простую антенну 1/2 волны с заземлением по постоянному току и кольцевым индуктором. Покрывает диапазон 406–512 МГц с усилением 2 дБ. Поставляется в собранном виде и не требует настройки.

Антенны компании Kathrein характеризуются механической прочностью, долговечностью (срок эксплуатации антенн составляет не менее 15 лет), а также постоянством электрических характеристик в течение всего срока службы. Они успешно работают в условиях повышенной влажности, перепада температур (–55 . +60 C), обледенения, сильных ветровых нагрузок. Антенны Kathrein выпускаются практически для всех стандартов мобильной связи в двух основных модификациях: всенаправленные антенны (Omni) и направленные антенны (Panel).

Всенаправленная коллинеарная антенна представляет собой цепочку полуволновых вибраторов, расположенных внутри трубки из фибергласа. Общее число моделей всенаправленных антенн достигает 40. Диапазон изменения коэффициентов усиления антенн составляет 2. 11 dBi, подводимой мощности 60. 500 Вт. Как правило, вибраторы в антенне запитываются синфазно, но в ряде случаев с запаздыванием по фазе, что обеспечивает наклон луча в вертикальной плоскости для оптимизации зоны покрытия.

Группа панельных антенн наиболее многочисленна. Антенна представляет собой совокупность вибраторов, расположенных над металлическим экраном и объединенных с помощью системы миниатюрных коаксиальных кабелей, которые размещены по другую сторону экрана. Прочный фибергласовый кожух герметично укрывает антенну от воздействий внешней среды. В зависимости от типа антенна имеет один, два, четыре или шесть внешних разъемов, что фактически указывает на число независимых антенн, размещенных в одном корпусе. Такое конструктивное решение позволяет экономить места на антенной мачте и финансовые ресурсы компаний-операторов. Общее число моделей панельных антенн достигает 200. Модели различаются шириной луча в горизонтальной плоскости (65, 90, 105 или 1200), коэффициентом усиления (6,5. 18,5 dBi) и величиной подводимой мощности (100. 500 Вт). В некоторых моделях предусмотрен электрический наклон луча (фиксированный или регулируемый), обеспечиваемый соответствующей схемой питания. В отличие от всенаправленных антенн, в панельных наклон луча можно обеспечить и механическим путем, используя специальный узел наклона. Однако электрический наклон луча более предпочтителен, поскольку при этом не искажается изначальная форма диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Кроме того, отпадает необходимость в дополнительном приобретении механических узлов наклона.

Особое место занимают панельные антенны с двойной наклонной поляризацией(ХPol-, XXPol-антенны). Такие антенны состоят из двух, четырех или шести независимых дипольных систем. На их основе разработаны многополосные (Multi-band) и многодиапазонные антенны: двухдиапазонные (Dual-band) на частоты 900/1800 МГц и трехдиапазонные (Triple-band) на частоты 900/1800/2000 МГц. В каждом из диапазонов предусмотрен автономный электрически регулируемый угол наклона луча.

Следует упомянуть об антеннах специального назначения – логопериодических (LogPer) и параболических панельных (ParPanel) c экраном параболической формы. Эти антенны характеризуются малой шириной луча в обеих плоскостях и используются для организации связи вдоль железных дорог, автомагистралей, ущелий, протяженных городских кварталов и т. п.Делители мощности предназначены для создания диаграмм направленности требуемой формы за счет распределения мощности между несколькими антеннами в сложных антенных системах. Технические системы, применяемые в базовых станциях мобильной связи, требуют эффективных решений для обеспечения процессов деления, сложения и развязки между сигналами. Они могут также использоваться для формирования разветвленных кабельных сетей, как внутри, так и вне помещений.

В 2006 г. Spinner запустила целое семейство направленных ответвителей, охватывающих наиболее часто используемые диапазоны ослабления сигнала в 3, 6, 10, 20 и 30 dB.

Фидер сотовой связи что это

Главная > Статьи > Фидеры в АФУ для систем профессиональной мобильной связи

Фидеры в АФУ для систем профессиональной мобильной связи

Системы профессиональной мобильной связи (ПМР) функционируют по радиоканалу, а именно передача информации (речь, данные) происходит в эфире в предназначенных диапазонах частот, из числа тех, какие регламентированы в соответственных стандартах. Электрический сигнал, после преобразования в электромагнитную волну, передается и принимается приемопередающей антенной. Для увеличения дальности распространения сигнала чем выше расположение антены, тем лучше. Источник (приемник) сигнала связывается с антенной линией передачи, называемой фидером (от англ. feed – передача, питание). А общее решение, содержащее фидер, его крепление к конструкции мачты, соединители, грозозащитные элементы, заземлители, сумматоры и пр., называется антенно-фидерным устройством (АФУ).

Технические решения исполнения фидеров

Технические методы реализации фидера могут быть разными. Оптимальный вариант для лучшей передачи высокочастотного сигнала с наименьшими потерями и искажениями – цилиндрический или эллиптический волновод, потом идет коаксиальный полувоздушный кабель с кордельной изоляцией и лишь после этого различные устройства коаксиальных радиочастотных кабелей.

1 тип. Кабели с воздушно-кордельной изоляцией

Конструктивное исполнение коаксиальных кабелей

Для систем ПМР используются в основном два конструктивных исполнения коаксиальных кабелей:В системах ПМР применяют чаще всего два конструктивных решения коаксиальных кабелей:

• полувоздушные кабели с изоляцией из полиэтилена физического вспенивания и внешним проводником из сварной медной гофрированной трубки;
• полувоздушные кабели с изоляцией из полиэтилена физического вспенивания и внешним проводником из продольно наложенной алюминиевой (алюмо-лавсановой) или медной (медно-лавсановой) фольги и оплеткой из медных (медно-луженых) проволок с плотностью оплетки от 40 до 95%.

Кабели с гофрированным внешним проводником

Коаксиальные кабели с гофрированным внешним проводником начали производить в 1960-х гг. Первоначально они представляли собой кабели с воздушно-пластмассовой изоляцией такой конструкции:

• внутренний проводник – медная проволока или медная трубка;
• изоляция – спиральная, нарезной кордель из полиэтилена низкого давления или фторопласта 4;
• внешний проводник – тонкостенная сварная гофрированная по спирали или кольцу медная трубка;
• оболочка – светостабилизированный полиэтилен.

Плюсы и минусы кабелей с воздушно-кордельной изоляцией

Основное преимущество такого типа – наименьшее значение затухания чем у всех других типов коаксиальных кабелей при равных размерах, однако присутствие воздуха здесь серьезный недостаток. Нужно очень грамотно и скрупулезно относится к герметизации соединителей, иначе возможно возникновение такого процесса: при остывании фидера в нем уменьшается давление и через микрозазоры внутрь попадает влажный воздух, давление вскоре выравнивается, но влага из воздуха остается. Если таких циклов будет много, то внутри кабеля осядет конденсат и характеристики кабеля со временем будут портиться вплоть до запирания прохождения сигнала.

Производители

К иностранными изготовителями кабелей такого типа можно отнести компании Andrew (США) и Radio Frequency System (Германия). В России сходные кабели производит ОКБ КП (г. Мытищи) и одно из предприятий ОАО «Севкабель-Холдинг» НИИ ОАО «Севкабель» (г. Санкт-Петербург). В качестве примера в табл. 1 и 2 приведены характеристики коаксиальных кабелей с кордельной изоляцией отечественного и зарубежного производства соответственно.

ТАБЛИЦА 1. Характеристики кабеля с кордельной изоляцией отечественного производства (ОКБ КП).

ТАБЛИЦА 2. Характеристики кабеля с кордельной изоляцией зарубежного производства (Andrew).

Кабели с изоляцией из физически вспененного полиэтилена

Сберечь достоинства воздушной изоляции и обеспечить при этом влагостойкость можно с помощью новой технологии физического вспенивания полиэтилена. Основа этого метода в том, что при экструдировании полиэтилена в расплавленную массу под давлением около 200 атмосфер подается инертный газ (азот), который растворяется в массе полиэтилена. При выходе массы из зоны рабочего инструмента в зону нормального атмосферного давления азот переходит в газообразную фазу, создавая при этом в массе полиэтилена огромное количество закрытых, равномерно размещенных пор диаметром 0,05–0,2 мм.

Кроме главного вспененного слоя существуют два второстепенных, один тонкий слой из цельного полиэтилена на внутренний проводник для оптимальной адгезии вспененного слоя и второй тонкий слой сверху вспененного слоя. С помощью этого мы можем решить проблему влагостойкости и механической прочности кабеля (перегибы, перемотки).

Производители

В России до недавних пор кабели этой конструкции были представлены фирмами Andrew, RFS, Eupen, NKCables и Leoni. Сейчас готовится к старту оборудование австрийской фирмы Rosendahl на заводе «Цветлит» (г. Саранск) по изготовлению кабелей с гофрированным сварным медным проводником и изоляцией из физически вспененного полиэтилена. Расчетом технических условий и помощью в освоении технологии занимается НПП «Спецкабель» (г. Москва). На первом этапе будут производится кабели габарита 1/2″S, 1/2″ R и 7/8″ R.

2 тип. Кабели с внешним проводником с металлизированной лентой (медной, алюминиевой) и оплеткой

Второй тип кабеля с полувоздушной изоляцией, часто используемый в ПМР, – это кабели с изоляцией физического вспенивания и внешним проводником (экраном) из медной или алюминиевой фольги с приклеенной лавсановой лентой и оплеткой, плотность которой в разных типах кабелей может изменяться от 50 до 95%.

Стандартные размеры кабелей второго типа в 2–2,5 раза меньше, чем кабели первого. Их наружный диаметр колеблется от 6 до 15 мм в зависимости от высоты антенны. Кабели второго типа обладают более плохими параметрами по успешности экранирования из-за конструктивных особенностей внешнего проводника. В кабелях первого типа с медной сварной лентой эффективность экранирования 120–140 дБ, в кабелях второго типа эффективность экранирования ниже, составляет 80–100 дБ. Поэтому и цена кабеля второго типа в два раза меньше кабеля первого типа. Электрические и механические параметры кабелей второго типа приведены в табл. 3 и 4.

ТАБЛИЦА 3. Характеристики гибкого коммуникационного кабеля LMR400 (Times Microwave Systems)

ТАБЛИЦА 4. Характеристики радиочастотного кабеля РК-50-7-311 («Спецкабель»)

Производители кабелей с металлизированной лентой и оплеткой

Изготовителей такого типа кабеля намного больше, это и очень знаменитые фирмы, такие, как Belden, ComScope, Times Microwave Systems, и менее именитые, например Radiolab.

Разберем номенклатуру этого типа кабелей на примере фирмы Times Microwave Systems. Наиболее малогабаритный кабель из этой серии — LMR100A, самый крупногабаритный — LMR1700. Самыми распространенными для употребления в ПМР считаются такие серии кабелей:

• LMR200 (замена широко распространенного RG-58);
• LMR300 (ранее аналогов не было);
• LMR400 (замена RG-213).

Подобные кабели стала изготовлять компания ComScope под марками WBC100, WBC400 и т.д. Фирма Andrew запустила в производство серию кабелей Cinta с марками CNT-100, CNT-200 до CNT-600. На мировом рынке возникли однотипные кабели других производителей. А вот в России до сих пор единственным производителем этой серии является НПП «Спецкабель» с марками РК50-3-35 (маркоразмер 200), РК50-4,8-31 (маркоразмер 300) и РК50-7-311 (маркоразмер 400).

Заключение

На нынешний день в системах фидерных АФУ ПМР чаще всего используются два типа кабелей: кабели с воздушно-кордельной изоляцией и кабели с металлизированной лентой и оплеткой. Другие похожие кабели в основном были вытеснены с рынка современными разработками. Для высокобюджетных систем, где нужна высокая надежность и помехозащищенность, используют кабели первого типа. Для менее дорогих систем, где нет жестких требований к высокому значению эффективности экранирования, используют кабели 2-го типа.

Фидер в электроэнергетике: что это, принцип действия, разновидности

Одним из участков в электрической сети является проводное соединение, которое с одного конца связано с шинами подстанции. По сути, оно питает электроэнергией ту часть электрической сети, которая соединена с другим концом этого соединения. В английском языке такое действие называется feed. Соответственно, непосредственный исполнитель оного будет называться feeder. А термин «фидер» — это уже на русском языке. Получается так, что с одного конца фидера расположена подстанция, а с другой стороны довольно много прочих элементов и электрических цепей.

К шинам подстанции фидер присоединен через выключатель F (см. изображение далее). С другой стороны также необходим выключатель, который является частью распределительной сети. Для всего участка сети, который начинается от выключателя F и распространяется вправо на изображении, показанном далее, может применяться определение «фидер» в широком понимании этого термина. Однако непосредственно фидером является электрический соединитель, связанный с выключателем F и выключателем подстанции ТП-1.

В этом более узком понимании термин «фидер» в электроэнергетике наиболее часто применяется в кабельных сетях. Например, могут быть такие сообщения:

• Фидер поврежден. Следовательно, неисправность появилась именно в самом проводнике (фидере) между выключателями F и на подстанции ТП-1. Этот участок называется головным.
• Когда говорится о том, что фидер отключался, или появилось повреждение в фидерной сети в таком-то кабеле. То есть это повреждение возникло за пределами головного участка.
• когда упоминается отключение фидера, означающее, что выключатель F сработал и прекращено электроснабжение фидерной сети, состоящей из подстанций, питаемых этим фидером.
• При упоминании снятия нагрузки фидера с подстанции, что означает снятие нагрузки всей фидерной сети с подстанции.

Что такое фидер в электрике?

На самом деле есть несколько вариантов понятия этого слова. Так что это такое и как выглядит электрический фидер? Это может быть сеть, которая питает трансформаторные подстанции, соединяющая их с определенным выключателем, что используется в магистралях от 6 до 10 кВ. Если поврежден кабель, который соединяет трансформатор с выключателем, то имеется в виду, что поврежден электрический фидер.

В электрике данный термин вспоминается в том случае, когда на подстанции отключается общий выключатель, оставляющий без питания все трансформаторы. Тогда работники говорят, что нагрузка на электросеть снята. Схема ниже показывает, что собой представляет подобное приспособление и где оно размещается:

Существует много мнений относительно того, какую часть линий стоит называть фидерами. Или же это будет вся питающая линия, или же это будет лишь главный участок, который доходит до первой подстанции? Общий смысл подразумевает полностью всю сеть, идущую от оборудования к подстанции. Если рассматривать более узко, то это часть кабеля, который идет до первого трансформатора. Этот термин считается более подходящим для кабельных сетей. В ВЛЭП как такового главного участка нет, так как кабеля идут радиально и обозначаются простыми номерами.

Если смотреть обозначения по отраслям, то в электроэнергетике электрический фидер – это воздушна линия, которая соединяет две подстанции между собой или соединяет подстанцию с распределительным механизмом. При этом, не стоит забывать про тот факт, что данное устройство имеет связь с питанием, которое подается на электрооборудование. Поэтому его еще принято называть магистралью, которая осуществляет соединение подстанции непосредственно с распределительным узлом.

В случае же когда проектируется электросеть, то таким определением называют кабель, через который идет питание к потребителю от распределительного устройства. Или же питание может поступать от одного распределительного узла к другому. Те же линии, что отводятся дальше распределительного устройства, носят название «ответвление».

Электрические фидеры могут быть двух видов: кабельными и воздушными. Но это не меняет тот факт, что они служат соединением между сборными шинами, которые присутствуют в распределительных узлах подстанций (будь то преобразовательная или трансформаторная) и непосредственно самой электрической сети (потребительской или распределительной).

Например, в электроснабжении такое определение получил участок тяговой сети, который объединяет тяговую подстанцию с кантатной электросетью благодаря шинам напряжения. Электрический фидер снабжается специальным защитным приспособлением, которое защищает от перегрузок и коротких замыканий благодаря наличию автоматических выключателей. Эти выключатели отключают контактную сеть, если возникает превышение номиналов защиты. Сделать это может и высоковольтный разъединитель.

Оборудование, которое имеет непосредственное отношение к данному приспособлению, носит название фидерное оборудование. Например, это может быть фидерная автоматика или разъединитель и фидерная защита. Электрический фидер в электричестве может еще носить название перегонного или стационарного. Только это если его использовать в тяговых электросетях. Да и зависеть это будет от тех потребителей, которые получают питание сети по определенному фидеру. В таких случаях каждая линия получает свой личный номер.

Следует отметить, что такое понятие можно спокойно заменить на простое слово «ЛЭП», так как приспособление является своего рода разновидностью линии электропередач. И, несмотря на то, что такая линия считается главной, она определяется и как участок электросети, что соединяет между собой определенное количество удаленных устройств с основной линией питания.

То есть, если говорить более точно, то фидером называют ЛЭП, которая соединяет первичный узел распределения с вторичным узлом или с большим количеством устройств-распределителей. Также он может выступать в роли соединения вторичного устройства-распределителя с одним или несколькими потребителями. Надеемся, теперь вам стало понятно, что такое фидер электрический!

Составляющие

Что такое фидер в электрике. Поскольку он является главным проводником, то от него питание подается к основному центру нагрузки и далее на распределитель (обычно трёхфазный, четырёхпроводной). Далее нагрузка поступает в обслуживающую сеть, к которой уже подсоединены непосредственные потребители (смотреть рисунок 2).

Рисунок 2. Элементы внутренней фидерной линии

Фидеры в электрике проектируются на основе токонесущей способности проводников, а их расчёты производятся по известным значениям падения напряжения и длительности линии (максимально — до 12…15 км).

В состав линии включают не все проводники. Те из них, которые находятся между точкой обслуживания и устройствами, предназначенными для отключения потребителя, являются служебными проводниками. Тут применяются специальные правила обслуживания, поскольку они не имеют заземляющих устройств и других защитных приспособлений (кроме тех, которые предусмотрены на первичной стороне вторичного трансформатора).

Фидер для электрика далеко не всегда представляет собой любое внутреннее разветвление, поскольку разветвлённая цепь включает в себя проводники между конечным устройством максимального тока, защищающим цепь, и розеткой (независимо от того, на какой ток рассчитана арматура).

Зачем нужен фидер

Самый наглядный пример — работа тяговых подстанций, за счёт которых функционирует электрический транспорт. В любой сфере главным назначением остаётся передача электроэнергии от источника к потребителю. Потребители бывают разными:

• Распределяющие устройства.
• Подстанции.
• Понижающие трансформаторы.

Фидерную автоматику также устанавливают для защиты от всевозможных перегрузок внутри сети. Обязательно используют приспособления, обеспечивающие дополнительную защиту. Предусмотрена не только основная, но и дополнительная защита. Она нужна, чтобы линия нормально отключилась даже в случае короткого замыкания. На тяговых подстанциях устанавливают большую часть оборудования, фидер обеспечивает максимальную безопасность.

Обустройство передачи электроэнергии

Виды и классификация

Учитывая, что у данного термина несколько определений, то классификацию разумно проводить по области применения, перечислим их:

1. Радиотехника (радиофидер). В данной области под фидером подразумеваются линии, по которым передается радиочастотный сигнал от антенного устройства к приемнику, а также обеспечивается связь между передатчиком и антенной. В данной области также можно встретить следующие термины:

• высокочастотный фидер (коаксиальный кабель);
• фидерный кабель (тоже значение, что и выше);
• фидерный мост (конструкция для кабельной магистрали от антенного комплекса до технического помещения).

1. Производство электроники. Иногда ввод питания на станках ЧПУ называют фидерным вводом. В данном случае имеет место некорректного перевода технической документации к оборудованию, но данный термин прижился и часто используется.
2. Среди рыболовного снаряжения есть фидерная оснастка.
3. Снаряжение для пейнтбола. Данный термин применяется к механизму подачи шариков в маркер, а также контейнеру, где они размещаются.
4. Энергетика. Здесь не все так определенно, поэтому
5. Как уже описывалось выше, в энергетике нет четкого определения термину фидер, поэтому классификация возможна только исходя из практического применения.

Открытые фидеры

Они чаще встречаются в сфере радиотехники и энергетики. Здесь можно увидеть два варианта, каждый со своими особенностями на линии.

• Коаксиальный кабель, у которого сохраняется необходимое волновое сопротивление.

В комплект входят дополнительно разветвители и соединители, фильтры и другие устройства, упрощающие само соединение. Приёмно-передающие устройства благодаря таким кабелям подключаются к антеннам, после чего сигнал переходит от одной части системы к другой.

• Высоковольтные со своим питанием.

От одного преобразующего устройства участок сети идёт к другому. В процессе передачи используется и разнообразное вспомогательное оборудование. Это могут быть электрические шкафы с соответствующим оснащением, понижающие трансформаторы и предохранители, разъединители, автоматические защитные устройства.

Закрытые фидеры

Это отдельная группа фидеров, чаще всего применяется при обустройстве тяговых сетей электротранспорта. Используются так называемые воздушные питающие сети, при обустройстве которых тоже надо учитывать некоторые моменты.

1. Подключение к подстанции и электричеству выполняется за счёт основного фидера.
2. При помощи фидера обратного тока цепь замыкается.
3. Кроме самой линии комплект дополняется специальной защитной аппаратурой. Это касается и резервной автоматики, снимающей напряжение.

Такие тяговые сети являются сложными элементами с конструктивной точки зрения. Тому есть несколько причин:

• Протяжённость контактной сети, отвечающей за электроснабжение.
• Присутствие на линии нескольких единиц контактного состава.
• Отличные режимы работы каждого из компонентов.

Для обесточивания участков приходится время от времени отключать конкретные линии и детали. Это необходимо для грамотного обслуживания и ремонтных работ.

Расширенное количество приспособления для контроля и защиты требуется, чтобы работа системы была стабильнее. Тогда можно не волноваться о количестве поступающей электроэнергии.

Принцип работы

Часто фидеры путают с распределителем, который тоже передаёт энергию от одного участника системы к другому. Фидер отличается отсутствием так называемого промежуточного контроля. На отправляющей и принимающей стороне из-за этого показатели силы тока остаются примерно одинаковыми.

Условия эксплуатации тоже позволяют выделить несколько разновидностей устройств:

• Бытовые или осветительные.
• Для использования в сельском хозяйстве.
• Промышленные электрические.

Приспособления могут быть рассчитаны на сети мощностью от 220 до 380 В.

Назначение фидера влияет на то, какой будет последовательность функционирования. Фидерные линии — часть электрических распределительных сетей. Электрическая схема здания бывает разной, в зависимости от принятых решений на этапе проектирования и строительства. Разные потребители трансформаторного типа подключаются к шинам подачи для реализации различных нагрузок.

От автоматического выключателя выходят проводники распределительных питающих линий. В процессе участвуют подземные кабели, которые называются ещё выходными. Для электрики фидер — часть системы, участвующей в передаче энергии от первичных устройств ко вторичным. При переходе к подстанции напряжение сети может уменьшаться, в зависимости от текущих эксплуатационных условий, в том числе — по электроснабжению.

Практическое применение

Электромонтёры на подстанции используют этот термин в таких случаях:

1. Аварийное выключение высоковольтного выключателя (масляного или вакуумного), отключающего питание первичных обмоток всех понижающих трансформаторов. При передаче смены или описании ситуации электрики говорят, что сработала защита фидера №…
2. Повреждение кабеля, идущего от фидера к трансформатору. В этом случае говорят, что повреждение на линии фидера №…

В этих ситуациях фидер — это часть вводной электросхемы подстанции.

Фидером или фидерной линией называют также линию, идущую от одной подстанции к следующей, а так же распределительный узел. Поэтому термины «фидер», «ЛЭП» и «магистраль» являются взаимозаменяемыми.

Этим термином пользуются не только практикующие электрики. Его применяют так же проектировщики систем электроснабжения. В этом случае фидер — это кабель или воздушная линия, соединяющая два распредузла или распределительное устройство и понижающий трансформатор или другое устройство.

И всё-таки, что такое фидер в электрике? Это линия, идущая от одного распредустройства к следующему по цепи или от разъединителя к потребителю.

Она может быть воздушной, кабельной или системой, но для того, чтобы называться фидером линия должна подавать питание от одного аппарата к другому. Цепи, которые служат для включения трансформаторов или секций шин в параллельную работу фидерными линиями не называют.

В качестве примера можно привести систему электроснабжения проводного электротранспорта. Это потребители большой мощности, подключённые к собственной понижающей подстанции.

В данном случае термин «фидер» применяется по отношению к кабельной или воздушной линии, соединяющей трансформатор и контактные провода или, в метро, шины. Соединительные цепи кроме кабелей включают в себя выключатели, разъединители, защитные реле и другую сигнальную аппаратуру.

Фидеры в электротранспорте

Следовательно, качество фидеров и второстепенных линий, которые являются как бы его разветвлениями, — это суть определяющий фактор потерь электроэнергии при увеличении ее потока в этой электросети. Для предохранения фидеров от перегрузки, а также для отключения при выполнении тех или иных работ применяются схемы защиты с использованием коммутаторов. Их параметры зависят в первую очередь от рабочего напряжения. Например, на тяговых подстанциях с напряжением 3,3 кВ каждый выключатель снабжается основной и резервной защитой от коротких замыканий.

Коммутаторами для этих фидеров обычно являются поляризованные выключатели, отличающиеся высокой скоростью работы. Они управляются от схем, которые выполняют функции максимальной токовой импульсной защиты и стандартной токовой защиты. Эти виды защиты делаются основными при коротких замыканиях. Для увеличения надежности применяется резервная защита. Для нормальной работы необходима правильная настройка схем, которые не должны срабатывать от максимальных нагрузок. Для этого используется коэффициент запаса, равный по величине 1,15. Ток срабатывания выключателей фидеров равен произведению величины номинального тока на этот коэффициент.

Фидеры тяговой сети — это наиболее сложная разновидность этих элементов электросетей. Поскольку они расположены соответственно контактным проводам, перемещающийся электровоз или электричка нагружает их один за другим. При этом у ЭПС может быть множество различных нагрузочных режимов, связанных с загруженностью подвижного состава и рельефом местности. К этому добавляются отключения некоторых фидеров в связи с ремонтом или профилактикой. Точность работы защиты фидеров, питающих контактную сеть, имеет важнейшее значение для движения ЭПС.
Основные элементы тяговой подстанции: 1-фидер; 2-контактная сеть; 3-рельсовая сеть; 4-отсасывающая линия

Провод этой сети тонкий и не переносит больших токовых нагрузок. Например, ток силой в 2 кА пережигает его за десятые доли секунды. По этой причине спасти контактную сеть способна только быстродействующая защита со временем отключения фидеров менее 0,14 сек. При этом используются либо вакуумные, либо масляные выключатели. Защита делается из двух ступеней. В ней функционирует телеблокировка и ускоренная токовая отсечка. Конструктивно защита выполнена как отдельное устройство (в сокращении УЭЗФМ), защищающее фидеры, и устанавливается на тяговых подстанциях 25 кВ (его структурную схему смотрите на изображении далее).
Описание работы этой схемы занимает большой объем и, скорее всего, интересно только узкому кругу читателей. По этой причине оно опущено.

Как отображается фидерная линия на схеме

В качестве примера можно рассмотреть часть схемы высоковольтной подстанции, состоящую из трансформатора 154/6кВ Т1 и понижающих трансформаторных подстанций ТП1-ТП3, состоящих из секций шин и не указанных на схеме трансформаторов 6/0,4кВ. Это поможет понять, что такое фидер в электрике.

На данной схеме фидером являются все цепи, присоединённые к ячейке Ф1. Это участки схемы электроснабжения, обозначенные буквами «А» и «В».

Допускается так же считать фидером только цепи, питающие подстанции ТП1-ТП3. На схеме этот участок имеет обозначение «В» и является сетью фидера Ф1.

При необходимости произвести отключение данного участка, то для этого отключается соответствующий выключатель в ячейке. Например, для отключения фидера «В» необходимо отключить выключатель в ячейке Ф1. Если говорят, что повреждён фидер, то при этом подразумевается авария на всём участке «В».

Использование этого термина позволяет указать на участок цепи, но при этом не указывает на место повреждения. Это может быть одна из кабельных линий, разъединитель или выключатель, находящиеся на одной линии.

Для того чтобы избежать путаницы, понятием «фидер» пользуются только в разговорах, а в документах применяются буквенно-цифровая маркировка элементов электросхем.

Как идентифицировать фидерную линию

При наличии фидеров, питаемых от разных систем напряжения, каждый незаземлённый проводник должен быть установлен по фазе или линии на всей её длине: от точки подключения до точки сращивания. Идентификация не заземлённых проводников системы переменного тока может осуществляться с помощью цветовой маркировки, маркировки ленты или других утвержденных средств. Красный цвет разрешается использовать для не заземлённого проводника положительной полярности, а черный цвет — для проводника отрицательной полярности.

За исключением систем повышенной мощности и изолированных систем электропитания, для идентификации не заземлённых проводников переменного тока используют оранжевый цвет. Он разграничивает верхнюю часть четырёх-проводной системы, соединенной треугольником, где заземлена средняя точка однофазной обмотки, от остальной части сети. Если в тех же помещениях присутствует система высокого напряжения (более 220 В), то для маркировки обычных фидерных проводников следует использовать коричневый, оранжевый и жёлтый цвет (смотреть рисунок 4). Маркировочные ленты или другие средства идентификации фидера используются также для различения участков с разными напряжениями.

Рисунок 4. Маркировка проводников фидера с различной полярностью и допустимыми температурами нагрева

Цепи ко всем устройствам, которые требуют электропитания, запускаются от предохранителей или автоматических выключателей. В фидерных цепях используются более толстые кабели, которые проходят от главной входной панели к меньшим распределительным панелям — щитам, являющимися центрами нагрузки. Эти щиты расположены в удаленных частях дома или в хозяйственных постройках, они также используются для перераспределения энергии, например, в гаражах или паркингах.

Как понять сообщения электриков

Мало кто из работников электросетей разговаривает «человеческим языком». Их сообщения надо переводить со специального диалекта на общий». И не каждый из них может внятно рассказать, что именно он вам сообщил, не используя сложные или непонятные слова. Несколько распространенных выражений попытаемся объяснить.

В распределительной сети фидера может быть много разных устройств. Это высоковольтные рубильники (правильное название «коммутационные аппараты»), разрядники, измерительные трансформаторы тока и напряжения, изоляторы, шины. К шинам подключаются кабельные или воздушные линии. И это все может быть названо словом «фидер» для общего определения поврежденного участка. Потом, по мере определения повреждения, участок конкретизируется. Но вначале говорят «отключился четвертый фидер» или «поврежден четвертый фидер». Когда причину отключения выяснили, и это кабель или одно устройств на ТП, могут уточнить, что повреждение «в сети фидера» или «фидерной сети» и далее уточняют, что именно неисправно — фидерный кабель, фидерный автомат или выключатель, другое устройство. Но обычным «смертным» такую информацию не сообщают.

Такие трансформаторные подстанции встречаются часто. Обычно это они обозначаются ТП-1, ТП-2 и т.д. на схемах. Если рассматривать их, то электрический фидер частично располагается внутри (разные устройства), часть — это воздушная линия до следующего щита

Когда говорят «Отключился электрический фидер», обычно это означает, что без электропитания оказался определенный район. В некоторых схемах можно нагрузку (потребителей) переключит на другие фидера (участки), чтобы потребители не оставались без электропитания на время устранения повреждения. Но такие схемы разрабатываются обычно для предприятий, организаций и других значимых объектов. Частные дома в этот список не входят.

Если вы владелец дома и вам сообщили, что поврежден ваш фидер, скорее всего, вам сказали, что проблемы с кабелем, который идет от щита на столбе до вводного рубильника. То есть вам надо менять кабель или смотреть места соединения. Может окислились клеммы, может контакт на рубильнике.

Как определить нагрузку на фидер

В новых домах прокладываются преимущественно трёхфазные линии, рассчитанные на напряжение 220-240 В переменного тока. При этом все схемы в доме, которые проходят от главной входной панели или от других небольших панелей к различным точкам использования, являются осветительными цепями, использующими только две основные шины.

Предохранители или прерыватели рассчитывают на токовую нагрузку 15 или 25 А.

15-амперные ответвления идут к потолочным светильникам и настенным розеткам в помещениях, где устанавливаются менее энергоемкие устройства, а 20-амперные цепи подводят к розеткам на кухне или в столовой, где используются более мощные приборы.

Считается, что 15-амперная схема может обрабатывать в общей сложности 1800 Вт, в то время как 20-амперная схема выдерживает до 2400 Вт. Эти пределы установлены для цепей с полной нагрузкой, на практике же мощность ограничивается до 1440 Вт и 1920 Вт соответственно.

Для определения нагрузки на цепь суммируют индивидуальную мощность для всех подключённых потребителей. При расчете нагрузки в каждой ответвленной цепи учитывают устройства с приводом от двигателя, которые потребляют больший ток момент запуска.

Что показали исследования

В результате был получен норматив отчетных потерь электроэнергии. Для его оценки использовались как электрическая мощность, так и процентное отображение. Данные о потерях во всех фидерах были просуммированы и легли в основу построения графиков, представленных далее. В этих графиках отображено:

• преобладание потерь электроэнергии холостого хода трансформаторов над нагрузочными потерями;
• уменьшение доли технических потерь с ростом пропускной характеристики фидера на фоне незначительного изменения потерь холостого хода трансформаторов;
• норматив потерь возрастает, если на холостом ходу в трансформаторах в силу их конструктивных особенностей существуют существенные потери холостого хода, приводящие к увеличению суммарных технических потерь.

Изучение потоков электроэнергии через фидеры позволяет построить показанные выше графики и сделать такие выводы:

• С увеличением потока электроэнергии через фидер (его головной участок) увеличиваются нагрузочные потери, как и общая нагрузка сети. При этом норматив потерь электроэнергии своей большей частью складывается из суммарных технических ее потерь.
• Изменение норматива в основном зависит от потерь в проводах и кабелях, а не от нагрузочных потерь в трансформаторах.

Альтернативные термины

Как уже упоминалось выше, термин «фидер» используется давно. Но поскольку это слово английского происхождения, оно не всегда и не везде широко используется. Хотя существует много различной документации с обозначениями «фидер» или «фидерная ячейка», так же широко используется слово «линия» вместо английской терминологии. Этому способствует распространение термина «фидер» и в радиотехнике в различных антенных устройствах. Поэтому термин «отходящая линия» понятен как чисто электротехническое название. Но пока на эту тему нет никакой нормативной документации. Оба слова имеют равноправное значение.

Поэтому можно называть соответствующий участок электрической схемы, расположенный между шинами подстанции на входе и выходе системы электроснабжения, и фидером, и отходящей линией. А в нашей обыденной жизни фидером, по сути, является каждый электрический шнур, присоединяемый к розетке электросети 220 В.

Антенно-фидерные устройства

Назначение антенно-фидерных устройств. Типы фидеров

Антенно-фидерное устройство — это устройство, которое используется для передачи сигналов в системах телевизионного вещания, радиосвязи, радиовещания и других радиотехнических системах.

Фидер — это линия передачи электромагнитных волн от генератора к антенне или к приемнику от антенны.

Антенно-фидерные устройства входят в состав радиоприемного и радиораспределяющего оборудования и выполняют две основные функции:

• передача энергии от передатчика к антенне и ее излучение в пространство,
• улавливание энергии, которая распространяется в пространстве в виде радиоволн, и ее передача на вход приемника.

Таким образом устройство состоит из двух основных частей — фидера и антенны.

Довольно часто антенна бывает удалена от передатчика или приемника на некоторое расстояние. Зачастую это расстояние значительно по отношению к длине волны, поэтому в таких случаях антенна соединяется с приемником или передатчиком при помощи фидерной системы, состоящей из переходного устройства и фидерной линии.

Основные требования к фидеру относятся к его электрогерметичности, то есть к отсутствию излучения энергии из фидера, а также к малым тепловым потерям. В режиме передачи волновое сопротивление фидера должно быть согласовано с входным сопротивлением антенны (обеспечивается за счет режима бегущей волны) и с выходом передатчика (для обеспечения максимальной отдачи мощности). В режиме приема согласование входа приемника с волновым сопротивлением фидера обеспечивается в режиме бегущей волны. Согласование волнового сопротивления фидера с сопротивлением нагрузки является условием для организации максимальной отдачи мощности в нагрузку приемника. В зависимости от того, в каком диапазоне находятся радиоволны, могут использоваться фидеры следующих типов:

1. Лини с поверхностной волной.
2. Двух и многопроводные воздушные фидеры. имеющие эллиптические, круглые или прямоугольные сечения.

Сущность и виды антенн

Антенна представляет собой устройство для приема и излучения радиоволн, то есть она является преобразователем электрического тока радиочастотного диапазона в электромагнитное излучение и наоборот.

Требования, которые могут предъявляться к антенна, зависят от назначения радиостанции. Например, если станция находится в центре района, обслуживаемого ею, то излучение должно быть равномерным во все стороны, а антенны, которые обслуживают радиолокационные станции, должны концентрировать излучение в узком секторе.

Очень часто антенны классифицируются по диапазону волн. Для коротких волн, а также более длинных, как правило, используются антенны, изготовленные из проводов небольшого поперечного сечения. Для более коротких и дециметровых волн применяются антенны, в которых токи протекают по проводящим поверхностям, имеющим большие размеры относительно длины волны. Таким образом антенны можно делить на два вида:

• Апертурные антенны.
• Линейные антенны.

Линейные антенны представляют собой провод из металла, в котором возбужден переменный электрический ток. У данного вида антенн поперечное сечение намного меньше длины волны. Характерным явлением для линейных антенн является то, что распределение электрического тока вдоль оси почти не зависит от конфигурации провода, поэтому к линейным антеннам могут относиться антенны не только прямолинейные: рамочные, проволочные бегущей волны, тонкие щелевые, несимметричные и симметричные вибраторы.

У апертурных антенн можно различить ограниченную воображаемую поверхность, вдоль которой проходит весь поток принимаемой (излучаемой) электромагнитной энергии, которая называется раскрывом или апертурой. Как правило размеры раскрыва значительно больше, чем длина волны.

Также антенны, которые входя в состав фидерного устройства, делятся на передающие и приемные. Передающая антенна фидерного устройства преобразует энергию волн, которая поступает по фидеру от передатчика к ней, в энергию свободных колебаний, распространяющихся в окружающем пространстве. Задача передающей антенны заключается не только в излучении электромагнитных волн, но и в обеспечении рационального распределения энергии в пространстве. Поэтому одной из основных характеристик передающих антенн является диаграмма направленности, характеризующая зависимость излучаемого поля от положения точки наблюдения. Направленность делает возможным увеличение мощности поля, которое излучается в данном направлении, без увеличения мощности передатчика, а также уменьшению помех соседним радиотехническим приборам.

Направленность можно получить только в том случае, если размер антенны существенно больше, чем длина волны колебаний.

Приемная антенна фидерного устройства используется для улавливания энергии свободных колебаний и их преобразования в волновую энергию, которая поступает на вход приемника или передатчика по фидеру. Диаграмма направленности для приемной антенны характеризует зависимость электрического тока в нагрузке антенны. Наличие направленных свойств у приемной антенны делает возможным не только увеличение мощности, которая выделяется током в нагрузке, но также и ослабление приема различных помех, что способствует увеличению качества приема.

К основным параметрам антенн относятся мощность потерь и излучающая мощность электромагнитных волн. Излучающая мощность представляет собой силу и количество волн, идущих от антенны в окружающее пространство. Под мощностью потерь подразумевается значение мощности, теряемой передатчиком в процессе прохождения электрического тока по проводам антенны. Также важными параметрами антенн являются коэффициент полезного действия, входное сопротивление антенны (характеризуется наличием реактивных элементов), мощность в антенне (отображает энергию, которую проводится от передатчика), коэффициент защитного действия (применяется в расчетах для определения степени ослабления сигналов антенной, принимаемых от побочных направлений) и рабочий диапазон.