Расчет параметров передачи кабельных цепей

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Выбор трассы кабельной линии связи

2. Выбор конструкции кабельной линии связи

2.1 Определение конструкции кабеля и способы организации связи

2.2 Уточнение конструктивных размеров симметричного ЭКС

3. Расчет параметров передачи кабельных цепей

3.1 Расчет первичных параметров передачи кабеля

3.2 Расчет вторичных параметров передачи кабеля

3.3 Размещение регенерационных пунктов по трассе кабельной линии

4. Расчет параметров взаимных влияний между цепями

4.1 Расчет первичных параметров влияния

4.2 Расчет вторичных параметров влияния

5. Защита электрических кабелей связи от влияния внешних полей

5.1 Расчет опасных магнитных влияний

5.2 Расчет и защита кабелей связи от ударов молнии

5.3 Расчет надежности проектируемой кабельной магистрали

Заключение

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

трасса кабельная линия связь

Кабельные линии связи -- линии связи, состоящие из направленных сред передачи (кабели), предназначенные совместно с проводными системами передач, для организации связи.

На работу кабельных линий не влияют такие неблагоприятные явления, как бури, гололед, дожди, туманы и т. п. Кабельные линии в меньшей степени, чем воздушные, подвержены опасным и мешающим электромагнитным влияниям, создаваемым в цепях связи, автоматики и телемеханики различными высоковольтными линиями электропередачи и контактными сетями электрических железных дорог, а также воздействиям атмосферных перенапряжений (грозовым разрядам).

Кабельные линии лучше обеспечивают бесперебойность, высокое качество и надежность действия устройств связи, автоматики и телемеханики, более долговечны и дешевле в эксплуатации, хотя строительство их обходится дороже, чем воздушных линий. Повреждения на кабельных линиях происходят значительно реже, чем на воздушных.

Имеются, однако, факторы, которые могут привести к нарушению работы кабельных линий или к сокращению их срока службы. Одним из таких факторов является разрушение металлической (свинцовой, алюминиевой) оболочки и стальной брони кабелей, обусловленное электрохимической (почвенной) коррозией или электрической коррозией. Электрохимическая коррозия возникает из-за наличия во влажной почве органических и неорганических кислот, щелочи, азотнокислых солей, хлористого натрия и т. п. Почва с большим содержанием известняка, каменноугольной золы и шлаков также сильно влияет на металлические оболочки кабелей и в короткий срок может привести кабель в негодность. Оболочки кабелей, проложенных вблизи электрифицированных железных дорог постоянного тока и трамвайных линий, использующих рельсы в качестве обратного провода, подвергаются коррозионному воздействию блуждающих в земле токов. Такой вид коррозии называют электрической коррозией.

Для обеспечения бесперебойности и надежности действия кабельных линий и их сохранности применяется ряд мер, к которым следует отнести: создание надежных конструкций кабелей, гарантирующих их достаточную механическую прочность и коррозионную стойкость; тщательный выбор трассы для прокладки кабелей; точное соблюдение правил по прокладке и монтажу кабелей, а также проведение необходимых мероприятий по защите кабелей от коррозии. Большое значение имеет также систематическое проведение осмотров кабельной трассы, периодическое измерение электрических характеристик кабельных цепей и соблюдение правил по техническому содержанию кабельных линий и сетей.

Содержание курсового проекта, представляет собой разработку и проектирование кабельной магистрали для организации связи различного назначения между городами Томск и Кемерово.

1. ВЫБОР ТРАСЫ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Согласно варианту задания оконечными пунктами трассы магистрали являются города Томск и Кемерово.

При проектировании трасса прокладки кабеля определяется расположением оконечных пунктов. Все требования, учитываемые при выборе трассы можно свести к трём следующим: минимальные капитальные затраты на строительство, минимальные эксплуатационные расходы, удобство обслуживания.

Для обеспечения первого требования и учитывают протяженность трассы, количество пересечений рек, шоссейных и железных дорог, возможность применения механизированной прокладки, а так же возможность снижения затрат на защиту линии связи от опасных и мешающих влияний со стороны высоковольтных линий. Для обеспечения второго и третьего требований учитывают варианты прохождения трассы, возможность обеспечения хороших жилищно-бытовых условий для обслуживающего персонала.

Для соблюдения указанных требований трасса должна иметь наикратчайшее расстояние между заданными пунктами и наименьшее количество препятствий.

За пределами населенных пунктов трассу магистральных и внутризоновых кабелей обычно выбирают в полосе отвода автомобильных дорог. Допускается спрямление трассы кабеля, если прокладка вдоль автомобильной дороги значительно удлиняет трассу.

Для рассмотрения предлагаются три варианта трасс прокладки кабеля:

Вариант №1. Томск - Зоновая станция - Коларово - Яр - Косогорово - Пашково - Ботьево - Дубровка - Яшкино - Нижнеяшкино - Колмогорово - Кемерово.

Продолжительность трассы - 181,81 км.

Вариант №2. Томск - Зональная станция - Богашево - Овражное - Косогорово - Пашково - Дубровка - Яшкино - Нижнеяшкино - Усть - Стрелино - Кемерово.

Продолжительность трассы - 188,07 км.

Вариант №3. Томск - Зональная станция - Коларово - Яр - Косогорово - Пашково - Ботьево - Дубровка - Яшкино - Нижнеяшкино - Усть-Стрелина - Подонино - Глубокое -Мозжука - Кемерово.

Продолжительность трассы - 179,77 км.

Рисунок 1.1 - Вариант №1 прокладки кабеля

Рисунок 1.2 - Вариант №2 прокладки кабеля

Рисунок 1.3 - Вариант №3 прокладки кабеля

Первый вариант трассы магистрали до поселка сельского типа Яр идет по автодороге с усовершенствованным покрытием и по шоссейной дороге, затем с поселка Яр до поселка Дубровка по автодороги без покрытия, остальная часть магистрали по шоссейной дороги

Второй вариант трассы магистрали до поселка Овражное идет по автодороге с усовершенствованным покрытием и по шоссейной дороге, участок магистрали от поселка сельского типа Овражное до поселка городского типа Яшкино идет вдоль автодороги без покрытия, участок магистрали от Яшкино до Кемерово по шоссейной дороге.

Третий вариант трассы магистрали до поселка сельского типа Яр идет по автодороге с усовершенствованным покрытием, участок магистрали от Яра до поселка сельского типа Дубровки вдоль автодороги без покрытия, с поселка городского типа Яшкино до Усть-Стрелина по шоссейной дороги, с Усть-Стрелина до поселка Подонино по автодороги без покрытия и остальная часть магистрали по шоссейной дороги.

Первый и второй варианты трасс имеют большую протяженность, по сравнению с третьим вариантом и большее количество переходов через железные, шоссейные дороги, судоходные реки и через несудоходные реки.

Отсюда, можно сказать, что наиболее предпочтительным вариантом трассы магистрали является третий вариант, так как он значительную часть своего пути проходит через шоссейную дорогу и дорогу без покрытия

В таблице 1.1 приведены характеристики вариантов трассы изображенных на рисунках 1.1 - 1.3.

Таблица 1.1

Характеристика вариантов трассы

2. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

2.1 Определение конструкции кабеля и способа организации связи

5.1 Расчет опасных магнитных влияний

Надежность линейных трактов и качество передаваемой информации в значительное степени зависят от влияний внешних электромагнитных полей на ЭКС. На линии связи оказывают опасное и мешающее влияние линии высокого напряжения (ЛВН) и электрифицированные железные дороги (ЭЖД) при их взаимном сближении. Схема сближения на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема сближения линии связи с высоковольтной линией

Эквивалентная ширина сближения aэкв определяется соотношением:

(5.1)

Подставляя в формулу (5.1) значения из таблицы 5.1 получаем:

Таблица 5.1

Исходные данные для расчета параметров внешних влияний

Для нахождения коэффициентов взаимной индукции по номограмме необходимо вычислить проводимость земли. Нам дано удельное сопротивление грунта , поэтому мы можем найти проводимость земли как:

(5.2)

Рисунок 5.2 ? Номограмма для определения коэффициента взаимной индукции на частоте 50 Гц

По номограмме на рисунке 5.2 находим:

m121=450мкГн/км; m122=350мкГн/км; m123=600мкГн/км;

Можно определить коэффициент взаимной индукции и по приближённой формуле, которая справедлива в диапазоне тональных частот, Гн/км:

(5.3)

где а _ ширина сближения, м;

f _ частота влияющего тока, Гц;

уз=210-3См/м _ проводимость земли в районе трассы, См/м.

Результирующий коэффициент экранирования (на низких частотах его называют коэффициентом защитного действия) учитывает уменьшение наведенной ЭДС за счет защитного действия металлических экранов, размещенных между ДВН и линией связи. В общем виде коэффициентом защитного действия определяется из:

(5.4)

где - коэффициент защитного действия металлических покровов кабеля связи;

- коэффициент защитного действия заземленных тросов, подвешенных на опорах ЛЭП, выберем алюминиевый трос с сечением мм [3];

- коэффициент защитного действия рельсов ж/д путей, примем для двухпутной ж/д [3];

- коэффициент защитного действия металлических сооружений.

Определив коэффициент взаимной индукции m12 для каждого участка производят расчет продольной ЭДС, полагая, что Sоб=1:

=

12900 В

Рассчитав величину суммарной продольной ЭДС на участке сближения длиной , определяем продольную ЭДС на 1 км кабеля:

(5.6)

Исходя из расчета по [3] в зависимости от марки кабеля связи (МКСГ/МКСБ/МКСК 4х4х1,2) определяем величину идеального коэффициента защитного действия металлических покровов кабеля. Получаем .

Окончательно величину наведенной продольной ЭДС в кабеле связи определяем по формуле:

(5.7)

Нормы опасного магнитного влияния

Величины опасных напряжений и токов в цепях кабелей связи, обусловленные влиянием ЛВН, устанавливаются исходя из обеспечения безопасности обслуживающего персонала, работающего на стационарных и линейных сооружениях, а так же из условий предохранения этих сооружений от повреждений (пробои изоляции жил кабеля, повреждение аппаратуры).

Допустимые величины опасных напряжений и токов принимают такие значения, при которых не требуется специальных мер защиты. При этом принимается во внимание время и условие их воздействия на людей и сооружения связи.

Влияния при аварийных режимах бывают кратковременными 0,15-1,2 с, так как они исчезают с автоматическим выключением поврежденной линии. Кроме того аварии на ЛЭП сравнительно редки, поэтому для этого вида влияния приняты относительно высокие допустимые напряжения.

При нормальном и вынужденном режимах работы линий высокого напряжения опасные напряжения и токи действуют длительно, поэтому нормы для этих режимов работы существенно ниже.

Сравним уточненное значение Е' с допустимым Едоп.

Согласно условиям индивидуального задания, величина испытательного напряжения составляет Uисп=2,5 кВ. В системе ИКМ-480С Uдп = 24 В. Дистанционное питание НРП осуществляется по схеме «провод-провод».

Тогда, допустимое ЭДС при кратковременном влиянии вычисляется по формуле:

(5.8)

Т.е. наводящаяся на участке сближения с ЛВН продольная ЭДС больше предельно допустимого значения кратковременного влияния (). Т.е. необходимы дополнительные мероприятия по защите цепи от внешних воздействий. При прогнозируемом внешнем влиянии на конкретном участке трассы оправдано применения кабелей семейство МКС с алюминиевым экраном: например ,МКСАШп 4х4х1,2.

5.2 Расчет и защита кабелей связи от ударов молнии

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. - М.: Радио и связь, 2004.

2. ГОСТ 7006-72 - Покровы защитные кабелей. Конструкция и типы, технические требования и методы испытаний (от 01.01.2004, с последним изменением от 12.09.2008).

3. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник/ Н.И.Белоруссов, А.Е. Саакаян; Под ред. Н.И.Белоруссова. - 5 изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

4. И.Г. Насникова. Проектирование кабельных линий связи. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Направляющие системы электросвязи» для студентов специальности 654400 -Телекоммуникации. Иркутск.: НИ ИрГТУ,2010. - 45 с.

Размещено на Allbest.ru