Выбор системы организации кабельной магистрали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Задание и исходные данные

1. Выбор системы организации кабельной магистрали

2. Организация связи и цепей автоматики по кабельной магистрали

3. Выбор типа и емкости магистральных кабелей, распределение цепей по четверкам

4. Выбор трассы прокладки кабельной линии и устройство ее переходов через преграды

5. Скелетная схема кабельной линии

6. Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока

7. Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи

8. Содержание кабеля под избыточным давлением

9. Меры защиты кабелей связи от опасных, мешающих влияний и от коррозии

10. Сметный расчет кабельной магистрали

Заключение

Список используемой литературы

Приложение А (графический материал)

Задание и исходные данные

Шифр КТ 10 АТС-358

1. На заданном двухпутном участке железной дороги А-К (рис.1) с электротягой переменного тока напряжением 27 кВ предусмотреть строительство кабельной магистрали, предусмотреть организацию дальней (магистральной и дорожной) связи по кабельной магистрали с использованием аппаратуры высокочастотного (ВЧ) уплотнения К-60п (в полосе частот до 252 кГц) или цифровых систем передачи ИКМ-120.

2. Заданное число каналов дальней связи взять из таблицы 1 методических указаний к проектированию.

Виды и число цепей отделенческой связи предусмотреть в соответствии с требованиями ПТЭ. Отдельные цепи для телеграфной связи можно не предусматривать. Учесть, что каждый из видов отделенческой связи организуется или по отдельной физической цепи, или с использованием системы передачи К-24Т, работающей в спектре частот от 12 до 120 кГц.

Для работы устройств СЦБ на участке А-К предусмотреть 6 двухпроводных цепей, в том числе одну цепь для частотного диспетчерского контроля (СЦБ-ДК).

3. В целях сокращения чертежных работ скелетную схему кабельной линии и схему организации связи, по кабельной магистрали достаточно привести лишь для одного перегона.

4. При расчёте опасных напряжений в жилах кабельной линии связи рекомендуется ограничиться вынужденным режимом работы тяговой сети, опустив расчет для аварийного режима.

Данные изысканий по объекту проектирования:

Схема двухпутного участка железной дороги А-К представлен на рисунке 1 приложения А графического материала.

1. Тяговые подстанции расположены на станциях А,Д и К.

На перегоне Г-Д железнодорожную линию пересекает судоходная река глубиной 6м, через которую проложен неразводной железнодорожный мост.

Ширина реки и другие сведения об участке А-К взять из таблицы 2 методических указаний к проектированию.

Размещение и наименование объектов связи и СЦБ на перегоне А-Б взять из таблицы 3 методических указаний к проектированию.

Удаление объектов связи и СЦБ от ближайшего рельса железнодорожного пути находится в следующих пределах:

пост ЭЦ, пассажирское здание, остановочный пункт, дежурный пост контактной сети - 35 м

тяговая подстанция - 50 м

будка дежурного по переезду, пост секционирования контактной сети -5м

линейно-путевое здание, квартира электромеханика - 100 м

релейный шкаф сигнальной точки автоблокировки или переездной сигнализации - 3 м

здание обслуживаемого усилительного пункта (ОУП) кабельной магистрали - 35 м

2. Данные для расчетов влияния тяговой сети на кабельную линию связи для каждого варианта задания приведены в таблице 3 методического указания к проектированию. Для всех вариантов необходимо считать, что началом для отделенческих избирательных связей тональной частоты, организуемых по кабельной линии, являются ст.А а концом - ст.К.

3. Грунт на участке мягкий ( 1 группа). Климатические условия умеренные.

4. Средства регулирования движения поездов: на участке А-К - автоблокировка, станции оборудованы электрической централизацией. Для электропитании устройств СЦБ вдоль железной дороги с правой стороны по направлению километража на расстоянии 20 метров от рельса проложена трехфазная высоковольтная линия автоблокировки напряжением 10 кВ.

5. При использовании аппаратуры К-60п предусмотреть применение обслуживаемых (ОУП) и необслуживаемых (НУП), усилительных пунктов. ОУП разместить на станциях А, Д, К а НУП - на станциях участка в соответствии с установленными расстояниями между НУПами: для ВЧ связи 15-20 км, для избирательной связи 25-30 км. Для системы К-24Т в случае её применения усилительные пункты расположить в тех же местах, что и для системы К-60п. При использовании системы ИКМ-120 предусмотреть обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП) на станциях А, К и необслуживаемые регенерационные пункты (НРП) на станциях или перегонах, учитывая, что расстояния между ними равно 5-8 км.

6. Сторонность размещения ОУП или ОРП относительно железной дороги для станции А приведена в таблице 4 методических указаний, а для станций Д и К устанавливается студентом по своему усмотрению. НУП или НРП размещаются непосредственно на трассе кабельной магистрали.

Исходные данные из таблиц методического указания к проектированию

Число каналов дальней связи

Талб.1

На участке А-К
магистральная дорожная	170 50

Сведения об участке А-К

Табл.2

Расстояния между осями и станциями, км
А-Б	Б-В	В-Г	Г-Д	Д-Е	Е-Ж	Ж-З	З-И	И-К
7	12	10	20	11	8	12	11	13

Всего от А до К -104 км.

Табл.3

Высотные отметки места ответвления, м
подошвы насыпи	головки рельса
3,3	6,2

Расчетные величины электромагнитных влияний тягового тока

Табл.4

Определяющая частота гармоники влияющего тока, Гц	1050
Эквивалентный влияющий ток определяющей гармоники тягового тока, А	2,3
Проводимость грунта, мСм/м	80

Размещение и наименование объектов связи и СЦБ на перегоне:

Табл.5

Ординаты объектов	Наименование объектов
км	м
79	0	ОУП (л)
79	900	ТП (п)
80	500	РШ-Вх (л)
82	10	РШ-С(л)
82	815	ШН (п)
83	0	РШС- (п)
84	0	ОП(п)
84	800	РШ-Вх(п)
86	0	ПЗ(л)

Введение

Главная задача, поставленная перед железнодорожным транспортом, обеспечение возрастающей потребности в перевозках, повышение скоростей и безопасности движения поездов.

Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, все части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев железнодорожной сети не может осуществляться без широкого использования разнообразных видов связей, организуемых по воздушным, кабельным и радиорелейным линиям.

Кабельные линии отличаются высокой эксплуатационной надежностью и дают возможность осуществления всех видов связи и каналов передачи информации, необходимых для управления перевозочным процессом железных дорог. Строительство магистральных кабельных линий позволяет резко увеличить количество каналов связи управлениями железных дорог, отделениями и станциями, дает возможность автоматизации телефонной и телеграфной связи.

Кабельные линии связи строят:

- при электрификации железных дорог по системе переменного тока, в качестве основной меры защиты цепей связи, автоматики и телемеханики от влияния тяговой сети;

- взамен воздушной линии связи при строительстве автоматической блокировки и диспетчерской централизации;

- при электрификации железных дорог по системе постоянного тока и строительстве главных дополнительных путей, когда конструкция воздушной линии экономически нецелесообразна;

- на вновь строящихся железных дорогах магистрального значения;

- в районах, подверженных сильным гололедом;

- также в районах, намеченных к электрификации по системе переменного тока на ближайшие годы.

В данном курсовом проекте будет разрабатываться линия связи на участке железной дороги, которая в должной мере должна отвечать определённым требованиям к линиям связи на железнодорожном транспорте.

1. Выбор системы организации кабельной магистрали

Кабельная магистраль может быть организована по одно-, двух-, или трехкабельной системе.

Учитывая исходные данные, перспективу развития и экономичность, останавливаем свой выбор на двухкабельной системе, для организации всех видов связей и цепей СЦБ. Двухкабельная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей удовлетворяет требованиям, предъявляем к магистральным линиям связи, и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали. При данной системе прокладываются два кабеля, при этом для цепей дальней связи используется либо аппаратура К-60п работающая в спектре частот 12-250 кГц, либо цифровая система передачи ИКМ-120 со скоростью передачи цифровой информации 8,448Мбит\с.

Каждая из этих систем требует две кабельные пары, одна из которых в целях обеспечения защиты от переходных токов распологается в первом, а другая-во втором кабеле.

Исходя из требуемого количества каналов магистральной - 170, дорожной - 50 используем двухкабельную систему. Так как количество каналов (магистральной и дорожной связи) равно 220 и не превышает 360 каналов, то целесообразно применять аппаратуру К-60п. Причем 3 комплекта аппаратуры будет работать на магистральной ВЧ - связи и 2 комплекта на дорожной (всего 5 комплектов). Но с учетом дальнейшего развития железной дороги и повышением качества связи лучше использовать аппаратуру ИКМ-120. Применяя для уплотнения каналов связи аппаратуру ИКМ-120, можно по двум высокочастотным четверкам организовать 480 каналов тональной частоты, в два раза больше по сравнению с уплотнением аппаратурой К-60п. Оставшиеся четверки и пары железнодорожных кабелей можно использовать для организации других цепей связи и СЦБ.

Аппаратура К60-п является основной системой передачи по симметричным цепям кабельных линий связи и работает по однополосной четырех проводной двух кабельной системе, предназначена для организации 60 двухсторонних телефонных каналов по двум однотипным симметричным кабелям. В системе связи К60-п группа каналов прямого и обратного направлений имеет одинаковый линейный спектр частот (12-252 кГц). Телефонные каналы аппаратуры К60-п можно использовать под вторичное уплотнение тональным телеграфом, фототелеграфом, а также для передачи вещания (по сдвоенному каналу) и передачи данных. Система уплотнения К60-п состоит из оконечных (ОП) и промежуточных обслуживаемых (ОУП) и необслуживаемых (НУП) усилительных пунктов.

Оконечная станция К60-п состоит из оборудования группового тракта, индивидуальных каналов и вспомогательного оборудования. В это оборудование входят стойки: линейных усилителей и корректоров СЛУК-ОП, генераторного оборудования СУГО-1-5 (стойка универсальная группового оборудования), группового преобразования СГП, контрольных частот СКЧ; тонального вызова и дифсистем СТВ - ДС, индивидуального преобразования СИП - 60, четырех двухпроводных переключений СЧДП. Кроме оборудования группового тракта и индивидуальных каналов, в состав оконечной станции системы К60 - п входят: стойка вводно-кабельного оборудования СВКО, стойка дистанционного питания, стойка автоматического регулирования напряжения САРН, унифицированная коммутационно-вызывная аппаратура служебной связи - стойка СС - 7 или СС - 8. Для служебной связи используют: переговорное вызывное устройство СПВУ - 60 (работает по фантомной цепи уплотненных пар кабеля) и усилители ИТУМ - 1, оборудование телемеханика ТМ - ОУП, входящее в комплект бесконтактной системы ТСФ - БЭС, оборудование телеконтроля, прибор для настройки косинусных корректоров - измеритель частотных характеристик Х1 - 20, стойка коммутации первичных групп СКП - 1, стойка транзита первичных групп СТПГ - К, стойка промежуточных переключений ПСП.

Максимальная дальность связи 12500 км, расстояние между ОУП до 300 км, а длина усилительного участка, тоесть расстояние между НУП 16-22 км.

В аппаратуре предусмотрена трехчастотная система АРУ, контрольная частота 248 кГц используется для плоской регулировки, 16 кГц - для наклонной и 112 кГц - для криволинейной регулировки. Кроме того все НУП имеют частотно - зависимую грунтовую АРУ.

2. Организация связи и цепей автоматики по кабельной магистрали

При разработке схемы организации связи учитывают, что цепи магистральной и дорожной связи вводятся лишь в оконечные и усилительные пункты кабельной магистрали. В то же время цепи отделенческой связи, используются непосредственно для организации движения поездного и оперативного управления работой участка железной дороги, вводятся в многочисленные пункты, расположенные вдоль кабельной магистрали на перегонах и станциях.

Виды отделенческой телефонной и поездной радиосвязи, которыми оснащаются железнодорожные линии, зависят от конкретных особенностей участка. Каждый из этих видов связи организуется по отдельной двухпроводной или четырехпроводной цепи и осуществляется в спектре тональных частот.

По магистральному кабелю организованы также НЧ - цепи соединительных линий между АТС, связи охраняемых переездов с дежурными по станциям; т.к. предусмотрено управление тяговыми подстанциями, то отдельные цепи ТУ - ТС. Пункты, в которые заводятся все или отдельные виды связи, определяются характером размещаемых в них объектов. Например, в пассажирское здание промежуточной станции или пост ЭЦ, где размещаются обычно все служебные станционные помещения, заводятся все виды отделенческой связи. В релейные шкафы сигнальных точек автоблокировки или переезда заводится межстанционная связь, что позволяет при необходимости организовать на перегоне временный обслуживаемый раздельный пункт.

Отделенческие связи, как правило, являются групповыми (коллективными), в провода которых включаются до 15 - 20 телефонов.

Пункты, в которые заводятся все или отдельные виды связи, определяются характером размещаемых в них объектов.

В промежуточные пункты цепи отделенческих видов связи могут вводиться либо шлейфом (с разрезом линейных проводов), либо параллельно (параллельным подключением к линии установок связи). Ввод цепей шлейфом имеет эксплуатационные преимущества, поскольку позволяет устраивать замену поврежденных участков одних видов связи исправными цепями других, отключать поврежденные установки связи с сохранением нормальной работы остальных установок, организовывать необходимые виды связи с местами восстановительных работ и т. д. Поэтому цепи перегонной и межстанционной связей вводятся к объектам только шлейфом.

Шлейфом вводятся также все виды связи в пассажирские здания или посты ЭЦ, если на этих станциях отсутствуют усилительные пункты, в том числе НУПы. При наличии усилительного пункта ответвления, ответвления от магистрального кабеля на пост ЭЦ, в пассажирское здание и другие объекты, как правило, не делаются, а необходимые цепи связи и автоматики передаются от усилительного пункта кабелем вторичной коммутации.

Отдельные ответвления не делаются также в тех случаях, когда линейные объекты располагаются друг от друга на расстоянии меньше 100м. В этих случаях устраивается один общий отпай от магистрального кабеля, и ответвление заканчивается на ближайшем из объектов. Для передачи требуемых цепей ко второму объекту прокладывается кабель вторичной коммутации.

Ответвления цепей автоматики осуществляются всегда шлейфом, при этом цепь ДК вводится только на станции. Остальные цепи СЦБ, включая и цепь ЗС, заводятся во все релейные шкафы проходных светофоров и переездов на перегонах, что облегчает решение вопроса организации двухстороннего движения поездов по одному из путей перегона при капитальном ремонте другого пути.

кабельный автоматика магистральный ток

Размещение объектов связи и СЦБ вдоль кабельной магистрали:

Табл. 6

Ординаты объектов	Наименование объектов	Цепи связи и СЦБ
		шлейфом	параллельно
км	м
79	0	ОУП (л)	СЦБ - ДК, СЦБ - ДСН, СЦБ - ИЧ, СЦБ - ИН, СЦБ - ЗС, СЦБ, Маг. св., Дор. св., ПДС, МЖС, ПС, ЛПС, ЭДС, ПГС, СЭМ, ПРС, Пр-зд, ВГС, ДБК, ТУ, ТС	-
79	900	ТП (п)	ТУ, ТС	ЭДС, ПС
80	500	РШ-Вх (л)	СЦБ, ПГС	ПДС
82	10	РШ-С(л)	СЦБ, МЖС, ПГС	-
82	815	ШН (п)	ПГС	СЭМ
83	0	РШ-С(п)	СЦБ, МЖС, ПГС	-
84	0	ОП(п)	МЖС, ПГС	ПС
84	800	РШ-Вх(п)	СЦБ, ПГС	ПДС
86	0	ПЗ(л)	ВЧ, ПДС, ЭДС, ЛПС, СЭМ, ДБК, ВГС, ПС, ПРС, ПГС, МЖС, ТУ, ТС, Пр-зд, СЦБ - ДСН, СЦБ - ИЧ, СЦБ - ИН, СЦБ - ЗС, СЦБ, СЦБ - ДК	-

Буква л или п указанная в скобках рядом с наименованием объекта, означает расположение объекта с левой или правой стороны железнодорожного пути по счету километров:

ОУП -- обслуживаемый усилительный пункт кабельной магистрали;

ТП- тяговая подстанция;

РШ-Вх-- релейный шкаф, входного светофора станции;

РШ-С-релейный шкаф проходного светофора;

ШН- квартира электромеханика СЦБ или связи;

ОП- остановочный пункт пригородных поездов;

ПЗ- пассажирское здание.

Схема организации связи и цепей СЦБ на перегоне участка А-Б показана на рисунке 2 приложения А графического материала.

На данном участке применяются цепи магистральной (170) и дорожной (50) каналов связи, а также выбранные по ПТЭ, необходимые для заданного участка железной дороги, виды отделенческой связи:

ТУ и ТС - цепи телеуправления и телесигнализации, обеспечивающие взаимодействие устройств автоматики, таких как ; диспечерская централизация, диспечерский контроль, сигнальные цепи автоблокировки.

ЭДС - энергодиспечерская связь, организуется на участках с электрической тягой, служит для оперативного руководства подачи энергии в контактную сеть.

ПС - постанционная связь, используется для связи работников станции между собой и работников отделения и управления дороги.

ПГС - перегонная связь, обеспечивающая возможность включения в него переносного ТА, для ремонтно-путевых бригад.

СЭМ - служебная связь электромехаников.

ПДС - поездная диспечерская связь, это цепь, в которую включены телефоны дежурных по станции, используется только для переговоров диспечера, руководящего движением поездов на своем участке со станциями и депо.

МЖС - поездная межстанционная связь, связывающая дежурных по двум соседним станциям, служащая для их переговоров по движению поездов на перегоне между этими станциями.

ЛПС - линейно-путевая связь, служащая для переговоров линейных работников дистанции между собой и с руководством дистанции.

ДБК - пассажирская связь (связь диспечеров по распределению мест на пассажирские поезда).

ВГС - вагонно-распорядительная связь

ПРС - цепи поездной радиосвязи,связывающие радиостанции на участке с диспечером.

ПР-ЗД -связь дежурного по станции с охраняемым переездом.

СЦБ - цепи СЦБ.

СЦБ - ДК -цепь диспечерского контроля СЦБ.

ВЧ - высокочастотная связь

3. Выбор типа и емкости магистральных кабелей, распределение цепей по четверкам

Выбор типа и емкости кабеля для строительства магистрали связи производим на основании схемы связи участка, с учетом необходимости защиты от влияний линий сильного тока, характера трассы и перспективы развития устройств связи. При определении емкости учитываем также, что цепи ПГС и ПРС - четырехпроводные. Для перспективы развития предусматриваем запас жил 10-15% от ожидаемой емкости, включая резерв по ВЧ. В задании указано, что грунт мягкий, а климатические условия умеренные.

В связи с этим выбираем кабель МКПАБ - железнодорожный симметричный высокочастотный магистральный кабель связи, с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией жил, алюминевой ленточной броней. Предназначен для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью. Строительная длина кабеля 850 метров.

МКПАБ-7х4х1,05+5х2х0,7+1х0,7

Схематический разрез кабеля с алюминиевой оболочкой показан на рисунке 3 приложения А графического материала.

Кабель имеет четыре ВЧ четверки, три НЧ четверки с диаметрами жил 1,05мм, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу с диаметрами жил 0,7мм. ВЧ четверки отличаются от НЧ четверок более высокой точностью изготовления и жесткостью допусков, что в комплексе обеспечивает меньшие взаимные влияния между цепями. НЧ четверки предназначены для цепей отделенческой связи, цепей автоматики и телемеханики; сигнальные пары(жилы) - для линейных цепей автоблокировки.

По типовым схемам распределения четверок при двухкабельной системе рекомендуется для ВЧ связей использовать в 7-четверочном кабеле вторую,четвертую и шестую четверки. При распределении цепей по четверкам учитываем, что цепи перегонной связи и поездной радиосвязи являются четырех проводными и цепь СЦБ - ДК работает в спектре тональных частот, и поэтому для неё выделяем отдельную телефонную пару.

Распределение цепей по четверкам магистральных кабелей.

Табл. 7

Номера четверок	Тип четверок	Цепи связи и СЦБ
и сигнальных пар		Кабель 1	Кабель 2
Четверки: 1 2 3 4 пары 5 6 7	ВЧ ВЧ НЧ ВЧ НЧ ВЧ НЧ	ПДС,ЛПС маг. маг ЭДС, ПС маг. дор. ПГС, ПГС резерв СЭМ,МЖС	ТУ,ТС маг. маг ДБК, ВГС маг. дор. ПРС, ПРС резерв Пр-зд,СЦБ-ДК
Сигнальные пары: 1 2 3 4 5		СЦБ СЦБ СЦБ СЦБ СЦБ	Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв
Контрольная жила		-	-

4. Выбор трассы прокладки кабельной линии и устройство ее переходов через преграды

От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения кабельной линии, ее долговечность, а также надежность и бесперебойность действия. С целью уменьшения стоимости сооружения кабельной линии, трасса кабельной линии выбрана по наиболее короткому пути, с учетом выполнения минимального объема земляных работ, слева от ж.д. полотна,

по направлению километража в пределах полосы отвода ж.дороги, ширина которой составляет по 60 метров в обе стороны от головки рельса.

Так же трасса выбрана с тем учетом, что с правой стороны на расстоянии 20 метров от рельса проложена трехфазная высоковольтная линия автоблокировки напряжением 10 кВ. Так как у нас на участке А-К электротяга переменного тока, то удаление кабеля от контактной сети определяется на основании расчетов опасных и мешающих влияний тягового тока на кабельные цепи связи, при этом минимальное расстояние трассы кабеля до опор контактной сети допускается не менее 3-х метров.

Обслуживаемые усилительные пункты размещаем на станциях А,Д,К. Необслуживаемые усилительные пункты размещаем на станциях участка в соответствии с установленными расстояниями между НУП: для ВЧ связи 15-20 км на станциях Б, В, Г, Д, Ж, З, И; для НЧ связи 25-30 км на перегонах Б-В, Г-Д, Е-Ж, З-И.

Для пересечения кабельной магистралью железнодорожных путей предпочтение отдается местам с одинаковыми высотными отметками или небольшим насыпям, у которых ширина подошвы не превышает 35 м.

Произведем расчет ширины насыпи у основания:

Двухпутная ж.дорога

3Н+10=3*2,9+10=18,7 м

Где Н - высота насыпи, которая определяется из разности высотных отметок, головки рельса 6,2 м и подошвы насыпи 3,3 м. Н=3,3 - 6,2= 2,9 м. Ширина насыпи в нашем случае позволяет прокладывать кабель под железнодорожным полотном и переходы могут быть выполнены методом горизонтального бурения с широким использованием механизации. В просверленные под основанием насыпи отверстия вставляются асбоцементные трубы, через которые протягиваются кабели; каждый кабель протягивается в отдельной трубе.

Схема пересечения кабельной магистрали железнодорожных путей приведена на рис. 4 приложения А графического материала.

На участке Г-Д железнодорожный путь пересекает судоходная река глубиной 6 м. Предусматриваем прокладку двух кабелей: одного по мосту, а другого по дну реки. Подводные кабели в этом случае выбираем с проволочной броней типа МКПАПКП, с аналогичной емкостью. На обоих берегах реки в местах стыка с подземным кабелем, примерно на расстоянии 50 м от реки, монтируются разветвительные муфты. Трассу подводных кабелей относим от моста на расстояние 300 м.

Для защиты от повреждений, подводные кабели прокладываем с заглублением в дно реки не менее чем на 1 м. В местах выхода кабелей из воды рекомендуется укреплять берега бетонными плитами и камнем. Переходы кабелей по железнодорожным мостам выполняем в специальных желобах.

Схема прокладки кабеля через водную преграду приведена на рис. 5 приложения А графического материала.

5. Скелетная схема кабельной линии

На скелетной схеме кабельной линии показано расположение всех объектов связи на участке А-Б, а также устраиваемые к ним ответвления и соединения кабелей между собой. Для устройства ответвлений от магистрального кабеля будем использовать низкочастотный кабель дальней связи марки ТЗПАБп, его же будем использовать и в качестве кабелей вторичной коммутации. Кабель ТЗПАБп изготавливается емкостью 4,7,12,14,19 четверок. Строительная длина кабеля 425 м. Требуемая емкость и длина кабеля рассчитывается для каждого объекта в соответствии с числом ответвляющихся цепей и удаленностью объекта от трассы.

Трасса кабеля проходит слева от железной дороги:

Для ОУП, находящейся слева длинна кабеля: от ОУП до ж.д - 35 м; расстояние кабельнойлинии от ж.д. - 30м, ввод в ОУП - 20м; 1,6% - изгибы в траншее; 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 26 м.

Для ТП, находящейся справа, длина кабеля: расстояние от ОУП до ТП - 500м; от ОУП до ж.д - 35 м; переход через ж.д.- 19м ; от ж.д до ТП - 50 м; ввод в ОУП - 20 м; ввод в ТП - 20 м; 1,6% - изгибы в траншее; 0,6% - отходы при спаечных работах.20+35+19+50+500+20= Всего 645 м.

Для РШ -Вх (слева). Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м. Релейный шкаф в 3 м от ж.д. Длина ответвления -30-3=27 м, ввод в РШ - 3 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 31 м.

Для Рш - С (слева). Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м. Релейный шкаф в 3 м от ж.д. Длина ответвления -30-3=27 м, ввод в РШ - 3 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 31 м.

Для ШН(справа) - квартира электромеханика СЦБ или связи в 100 м от ж.д слева. Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м, переход через ж.д. - 19м, расстояние от ШН до ж.д. 30м, ввод в квартиру - 5 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 148 м.

Для Рш - С (справа). Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м., переход через ж.д. - 19м. Релейный шкаф в 3 м от ж.д справа, ввод в РШ - 3 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 54 м.

Для ОП (справа). Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30м, расстояние от ОП до ж.д. - 35м, переход через ж.д. - 19м, ввод в ОП - 5 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах.Всего - 89м,

Для РШ -Вх (справа). Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м. Релейный шкаф в 3 м от ж.д справа.,переход через ж.д.- 19 м, ввод в РШ - 3 м, 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. Всего 54 м.

Для ПЗ (слева).ПЗ находится в 35 м. от ж.д. слева,ввод в ПЗ-20м, ввод в НУП - 20м. Магистраль проходит в полосе отвода на расстоянии 30 м. 1,6% - изгибы в траншее, 0,6% - отходы при спаечных работах. 35-30+20+20+1,6%+0,6% Всего 46 м.

Расчетная таблица кабелей ответвлений и вторичной коммутации.

Табл. 8

Ординаты объектов связи	Тип ответвления	Цепи ответвления, вводимые	Число требуемых пар кабеля	Емкость и марка выбранного кабеля	Рас-е по трассе до объекта, м	Дополнительный расход кабеля, м	Общая длина кабеля, м
		шлейфом	Парал лельно
79 км	ОУП	ВЧ,ПДС,ЭДС ЛПС,СЭМ ДБК, ВГС ПГС,ПРС ПС,МЖС ТУ,ТС Пр-зд СЦБ, СЦБ-ДК	----	32	ТЗПАБп 12х4	25	5	30
79 км900м	ТП(п)	ТУ,ТС	ЭДС,ПС	6	ТЗПАБп 4х4	500	145	646
80км500м	РШ-Вх(л)	ПГС,СЦБ	ПДС	15	ТЗПАБп 12х4	31	4	35
82 км010м	РШ-С(л)	ПГС,СЦБ МЖС	----	16	ТЗПАБп 12х4	31	4	35
82 км 815м	ШН(п)	ПГС, ЛПС	СЭМ	6	ТЗПАБп 4х4	148	8	156
83 км	РШ-С(п)	ПГС,СЦБ МЖС	----	16	ТЗПАБп 12х4	54	4	58
84км	ОП(п)	ПГС, МЖС, ЛПС	ПС	7	ТЗПАБп 4х4	89	6	95
84 км 800м	РШ-Вх	ПГС,СЦБ	ПДС	15	ТЗПАБп 12х4	54	4	58
86 км	ПЗ (НУП)	ВЧ,ПДС,ЭДС ЛПС,СЭМ ДБК, ВГС ПГС,ПРС ПС,МЖС ТУ,ТС Пр-зд СЦБ, СЦБ-ДК	----	32	ТЗПАБп 12х4	5	40	46

1. Магистральная и дорожная связь с использованием аппаратуры ИКМ-120. По двум ВЧ четверкам можно организовать до 480 каналов ТЧ ( в нашем случае - шесть ВЧ пар для магистральной и две ВЧ пары для дорожной связи );

2. МЖС - межстанционная связь - для связи ДСП двух соседних станций. Вводится шлейфом на каждую станцию, проходной светофор, ОП, переезд;

3. ПС - постанционная связь - для связи ДСП с другими ДСП различных станций. На станции вводится шлейфом, на ПЗ, ОП, ТП, ДПКС - параллельно;

4. ПГС - перегонная связь - для связи ДСП соседних станций с различными объектами на перегоне. Вводится всегда на все РШ, станции, ОП, переезд, во все здания службы пути, а так же, в случае необходимости, в квартиру электромеханика СЦБ и связи. По этой же линии организуется связь «авария»;

5. ПДС - поездная диспетчерская связь - для связи поездного диспетчера с дежурными по станции. На каждую станцию вводится шлейфом, на входные светофоры - параллельно;

6. ЛПС - линейно-путевая связь - для связи диспетчера путей с различными объектами. На станции вводится шлейфом, в здания и помещения службы пути, в ПЗ и на переезды - параллельно;

7. ЭДС - энерго-диспетчерская связь - для связи диспетчера электросети с объектами. На станции вводится шлейфом, в ПЗ, ТП, ПСКЦ, ДПСК - параллельно;

8. СЭМ - служебная связь электромехаников - для связи диспетчера связи. На станции вводится шлейфом, в ЛАЗ, ПЗ, ШЧ, ШН - параллельно;

9. ДБК - связь билетных кассиров - для распределения мест на пассажирские поезда. Вводится шлейфом в ПЗ или ЭЦ, не имеющие ОУП, в остальные ПЗ - параллельно;

10. ВГС - вагонно-распорядительная связь - для связи вагонного диспетчера. На станции вводится шлейфом, в ПЗ и товарную контору - параллельно;

11. ПРС - поездная радиосвязь - для связи ДСП с машинистами локомотивов, а так же, в качестве ПДС при ее повреждении. На станции вводится шлейфом;

12. ТУ, ТС - цепи управления и контроля ТП, ПСКЦ. Вводится на все станции, ТП, ПСКЦ шлейфом;

13. СЦБ - вводится на каждую станцию, светофор, переезд шлейфом;

14. СЦБ-ДК - цепь контроля поездным диспетчером состояния его диспетчерского круга.

Для монтажа кабельной магистрали предусматриваем применение следующей кабельной арматуры:

· Прямые соединительные свинцовые муфты типа: МСП-7 и МСП-14.

· Газонепроницаемые свинцовые муфты типа : ГМС-4, ГМС-7,ГМСМ-60

· Прямые соединительные свинцовые муфты: МС-20,МС-25, МС-30, МС-40.

· Разветвительные тройниковые свинцовые муфты: МСТ-7х7,МСТ-7х12,МСТ-14х7.

· Чугунные прямые: С-35,С-50,С-55,С-65.

· Чугунные тройниковые: Т-35,Т-50,Т-55,Т-65.

· Междугородные кабельные боксы: БМ1-1,БМ1-2,БМ2-2.

· Малогабаритные кабельные боксы: БМШ-1,БМШ-2.

По существующей типовой нумерации применяемой на кабельных магистралях, магистральный кабель, от которого делаются все основные ответвления на перегонах, оьозначается К1, второй кабель-К2, кабели, ответвляющиеся от магистрального кабеля К1, имеют номера 3 и 5, от кабеля К2 - 4 и 6; кабель вторичной коммутации обозначается номером 8.

Боксам присваиваются двузначные номера, при этом второй цифрой является 1, а первая соответствует номеру кабеля ответвления. Кабель 8 оканчивается муфтой или боксом, обозначаемым номером 82.

Типы кабельной арматуры в схеме кабельной линии

Табл. 9

Ординаты установкарматуры

Тип кабельной арматуры по позициям схемы кабельной линии

11а 11б

12а 12б

13а 13б

21а 21б

22а 22б

23а 23б

31

32

33

34

81

82

Соед. муфт

ОУП 79км

БМ1-2

МС 30

ГМС7

БМ 1-2

МС 30

ГМС7

ТП 79км900м

ББМШ1

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 С-50

РШ-вх 80км500м

БМШ2

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 Т-50

РШ-с 82км010м

БМШ2

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 Т-50

ШН 82км815м

БМШ1

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 Т-50

РШ-с 83 км

БМШ2

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 Т-50

ОП 84 км

БМШ1

МС30 С-50

ГМС4 С-50

МСТ7х7 Т-50

РШ-вх 84км800м

БМШ2

МС30 С-50

ГМС7 С-50

МСТ7х7 Т-50

ПЗ(НУП) 86 км

БМ1-2

МС 30

ГМС7

БМ 1-2

МС 30

ГМС7

БМ 1-1

БМШ1

Соединительные, газонепроницаемые и развитвительные мофты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра которого соответствует номеру кабеля, а вторая - типу муфты:

· Соединительной -2.

· Газонепроницаемой - 3.

· Разветвительной - 4.

Скелетная схема кабельной линии связи на участке А-Б приведена на рис.6 в приложении А графического материала.

6. Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока

Кабельные линии связи подвергаются опасным и мешающим магнитным влияниям тяговой сети переменного тока. Цель расчета этих влияний заключается в определении такой ширины сближения кабельной линии с тяговой сетью, при которой опасное напряжение, индуцируемое в жилах кабеля, не превышало бы допускаемого нормами значения 200 В, а результирующее напряжение шума - допускаемого значения 0,9 мВ.

Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока.

Опасные напряжения в жилах кабеля могут возникать при аварийном (замыкании тяговой сети на землю или рельсы) и вынужденном (отключении от контактной сети одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети. Однако в целях сокращения расчетов, в курсовом проекте произведен расчет опасных влияний лишь для вынужденного режима, когда тяговая подстанция отключена, на станции Д, и тяговая подстанция, расположенная на станции А, питает все плечо тяговой сети протяженностью А-Д.

Тяговая сеть переменного тока наводит напряжение во всех жилах кабеля, однако наибольшее напряжение возникает на жилах цепей связи тональной частоты, поскольку длина сближения их с контактной сетью, определяемая длиной усилительного участка низкочастотных цепей, является наибольшей.

Опасное напряжение U, индуктируемое на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце (в этом случае величина напряжения максимальна), определяется вольтах по формуле:

(1)

где - круговая частота влияющего тока частотой f=50 Гц

М - взаимная индуктивность между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, (Г/км) определяемая по формуле:

(2)

а = 30 м - ширина сближения

См/м проводимость грунта

Sp=0,5 - коэффициент экранирования рельсов;

Sk=0,1 - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц;

Lp= 7 км - расчетная длина сближения кабельной цепи связи тональной частоты с тяговой сетью (соответствует расстоянию от начала цепи (ст.А) до ближайшего промежуточного усилителя тональной частоты);

Lэ= 49 км - длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы;

Iвл - эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц, (А), определяемый при вынужденном режиме работы тяговой сети по формуле:

(3)

- результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, (А);

(4)

В - максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электровозом при lэ>30 км, (В)

Rmс, Хmc - соответственно активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км (величины Rmс и Хmc принимаются равными 0,11 и 0,26 Ом/км);

- коэффициент мощности электровоза, составляющий 0,8;

m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме (принимаем для двух путной дороги m=10);

Кm - коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным (I рез)

(5)

=0,035 км - расстояние от тяговой подстанции до начала цепи связи (соответствует расстоянию между тяговой подстанцией ст.А и ОУП).

А

А

В

50,45 < 200 В - что удовлетворяет требованиям.

7. Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи

Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи производится при нормальном режиме работы тяговой сети переменного тока.

Наиболее простым методом расчета мешающего напряжения является приближенный метод по одной (определяющей) гармонической составляющей переменного тягового тока, которая наводит в телефонных цепях тональной частоты наибольшее напряжение шума.

Частота определяющей гармоники fвл =1050 Гц, и ее влияющий ток Iк=2,3 А.

При наличии в цепи избирательной связи промежуточных усилителей напряжение шума в этой цепи рассчитывается отдельно для каждого усилительного участка, а результирующее напряжение шума Uшр в начале цепи определяется по формуле;

(6)

где Uш - напряжение шума, наводимое на одном усилительном участке, мВ;

n- число усилительных участков цепи.

Напряжение шума, наводимое в двух проводной телефонной цепи на отдельном участке, определяется в мВ, следующим соотношением:

(7)

где - круговая частота определяющей k-й гармоники тягового тока, рад/c

рад/с

- взаимная индуктивность между контактным проводом и жилой кабеля на частоте к-й гармоники, Г/км, определяемая по формуле (2);

= 1,11 - коэффициент акустического воздействия к-й гармоники;

- коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам;

- коэффициент экранирующего действия оболочки кабеля для к-й гармоники тягового тока;

Sp=0,5 - коэффициент экранирования рельсов

Lp= 7 км - расчетная длина сближения кабельной цепи связи тональной частоты с тяговой сетью (соответствует расстоянию от начала цепи (ст.А) до ближайшего промежуточного усилителя тональной частоты)

мВ

n - принимаем равным 12

мВ

Значение Ump=0.402<0.9, что удовлетворяет требованиям.

При проведении расчетов результирующего напряжения шума получили, что напряжение шума не превышает допускаемого значения 0,9 мВ при ширине сближения 30 метров.

8. Содержание кабеля под избыточным давлением

Содержание кабельной линии под избыточным давлением является эффективным способом контроля ее исправности. Линия при этом делится на герметические участки -- газовые секции, обычная длина которых равна длине усилительного участка. В местах сращивания кабелей устанавливают газонепроницаемые муфты. Внутри газовых секций с помощью компрессорных установок или баллонов со сжатым газом периодически или постоянно создается избыточное давление газа, превосходящее атмосферное примерно на 0,05 мПа. Нагнетаемый в кабель газ должен быть сухим, чтобы не снижалось сопротивление изоляции.

Для сигнализации повреждения кабеля в газовых муфтах устанавливаются сигнализаторы понижения давления, а на оконечной станции -- сигнальное устройство со звуковой или световой сигнализацией.

Местонахождение порыва оболочки кабеля устанавливается применением трассирующих газов ( инертный радон, бромистый метил и др.), которые порциями вводятся в кабель и обнаруживаются специальными устройствами.

Нагнетательные установки для подкачки воздуха в кабели монтируются во всех усилительных пунктах проектируемого участка от А до пункта К и оконечных пунктах кабельной магистрали примерно через каждые 10-18 км.

9. Меры защиты кабелей связи от опасных, мешающих влияний и от коррозии

Для защиты рекомендуются следующие мероприятия.При сближении линии связи с тяговыми сетями электрических железных дорог переменного тока:

1) относ линии связи на большее расстояние от железнодорожногополотна и ЛЭП;

2) применение кабелей, обладающих повышенным защитным действием металлических покровов (повышение экранирующих свойств);

3) включение разделительных трансформаторов в двухпроводные цеписвязи;

4) установка на линии связи разрядников;

5) в особых случаях при соответствующем технико-экономическомобосновании допускается использование отсасывающих трансформаторов с обратным проводом.

6) применение защитных тросов.

7) включение сглаживающих устройств на тяговых подстанцияхпостоянного тока;

8) включение сглаживающих устройств в ЛЭП;

9) применение резонансных контуров и фильтров в цепях связи;

9) симметрирование кабельных цепей;

10) повышение уровня передачи в телефонной цепи.

Кроме того, предусматривая определенные меры защиты линий связи от опасных влияний такие, как относ линии связи набольшее расстояние,повышение экранирующего действия металлических покровов кабелей и т. д., необходимо помнить, что они одновременно обеспечивают защиту и от мешающих влияний.

Металлические покровы кабелей, прокладываемых в земле, подвержены электрохимической коррозии, которая бывает двух видов: почвенная и коррозия блуждающими токами (электрокоррозия). Почвенная коррозия представляет собой процесс разрушения металлической оболочки кабеля, вызванный электрохимическим взаимодействие металла с окружающей его почвой основными факторами, вызывающими почвенную коррозию, являются: содержание в почве влаги, органических веществ, солей, кислот, щелочей, неоднородность металла оболочки кабеля, неоднородность химического состава грунта и т. д.

В результате на поверхности металла образуются гальванические пары, что сопровождается появлением электрического тока, который циркулирует между металлом и окружающей средой. В местах выхода токов из оболочки кабеля в грунт образуются анодные зоны, в которых и происходит разрушение металлических покровов.

Электрокоррозия заключается в разрушении металлической оболочки кабеля за счет блуждающих в земле токов. Наиболее опасной является коррозия, вызываемая блуждающими токами электрифицированных железных дорог постоянного тока. При этом процесс коррозии подобен процессу электролиза в электролитах, а следовательно, опасными будут зоны в тех местах, где ток стекает с оболочки кабеля в землю.

С этой целью защиты, кабели с металлической оболочкой прокладывают в изолирующей канализации (асбоцементных трубах или железобетонных желобах). Кроме того, используют кабели с пластмассовыми, изолирующими покрытиями или осуществляют электрическое секционирование с помощью изолирующих муфт.

В строгом соответствии с установленными требованиями производится выбор трассы прокладки кабеля.

Наиболее эффективным способом защиты является электрический дренаж, принцип действия которого основан на отводе блуждающих токов с оболочки и брони кабеля в рельсы. Для нейтрализации блуждающих токов, проникших в металлические покровы кабелей, используется катодная защита, а при малых потенциалах оболочек (не более 0,3 В) - протекторная защита.

Выбор конкретного защитного мероприятия производят на основании анализ результатов измерений потенциалов на оболочке кабеля по отношению к земле. Для этого по трассе кабельной линии связи оборудуются контрольно-измерительные пункты.

При электрической тяге однофазного переменного тока коррозии металлических покровов кабеля вследствие блуждающих токов, как правило, не возникает. В этом случае приходится считаться с почвенной коррозией.

Для защиты кабелей с металлическими оболочками от почвенной коррозии применяют следующие способы: прокладывают кабель в канализации из влагонепроницаемых материалов, изменяя окружающую среду, накладывают на оболочку кабеля изолирующие покровы и устанавливают катодную защиту.

10. Сметный расчет кабельной магистрали

Сметная стоимость кабельной магистрали на участке А--К определяется с учетом затрат на производство строительных ( земляных ) работ, стоимости самого кабеля и расходов на его монтаж. При составлении сметы необходимо привести дополнительные сведения.

Траншеи для прокладки магистральных кабелей разработаем механизированным способом, а для прокладки кабелей ответвлений -- ручным способом.

По ординатам 1)79,900км, 2)82,815км, 3)83км, 4)84км, 5)84,800км организованы переходы кабелей ответвлений под железнодорожным полотном. При этом по ординатам длина этих переходов увеличивается до 20м.

Длина магистральных кабелей берется : +1,6% на изгибы при укладке в траншеи, + 0,6% на отходы при спаечных работах, +20м на организацию вводов.

Для нахождения стоимости 1 км кабельной линии сумму из п. «Всего по смете» делим на 7 км участка А--Б. Умножением полученного результата на 104 км участка А--К получим примерную стоимость всей кабельной магистрали.

Табл. 10

Наименование работ	Единица измерен	Количество	Стоимость, руб
			единичная	Общая
А. Кабельная линия
1. Земляные работы
1. Траншеи для прокладки 2х шт. бронированных кабелей на глубину 1,2 м, разрабатываемые механизированным способом в грунте 1 группы.	км трассы	7	5000	35000
1.2 Переход под железными и автомобильными дорогами методом горизонтального бурения с закладкой асбестоцементной трубы	Один переход 1 трубы	5	2000	10000
2. Монтажные работы
Монтажные работы Кабель связи с жилами диаметром до 1,2 мм в готовых траншеях при емкости: МКПАБ7х4х1,05+5х2х0,7+1х0,7 ТЗПАБп 4х4х1,2 ТЗПАБп 12х4х1,2	км км км	7х2=14 0,882 0,216	2600 2200 3500	36400 1940,4 756
Итого		84096,4
Б. Стоимость кабелей по маркам
МКПАБ 7х4 ТЗАБ 4х4 ТЗАБ 12х4	км	14 0,882 0,216	21800 11800 17400	305200 10407,6 3758,4
Итого:				319366
Плановые накопления по пункту Б	%	6		19161,96
Итого по пунктам А и Б	руб.			403462.4
Начисления от А и Б	%	10		40346,2
Всего по смете	руб.			443808,6
Стоимость 1 км линии связи	руб.		63401,28
Стоимость строительства кабельной линии связи на участке А-К	руб.			6 593 733,120

Заключение

В результате проделанной работы спроектирована двухкабельная линия связи на участке железной, на с обеспечением 170 каналов магистральной связи, 40 каналов дорожной связи и различные виды отделенческой связи. При проектировании учитывались данные участка. Выбран кабель типа МКПАБ 7?4?1,05+5?2?0,7+1?0,7 и МКПАБ 14?4?1,05+5?2?0,7+1?0,7 - для основной магистрали, ТЗПАБп 4?4?1,2 - для создания ответвлений, описан выбор арматуры для монтажа кабельной магистрали. Произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов, разработана скелетная схема кабельной линии связи для одного из участков трассы. Также были произведены расчеты мешающих и опасных влияний от контактных сетей железных дорог и линии автоблокировки, приведены описания методов защиты от влияний. Произведен примерный сметный расчет всей кабельной линии связи проектируемого участка.

Выполнение данного курсового проекта способствовало закреплению теоретических знаний по курсу линий железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, и появлению практических навыков, необходимых при эксплуатации и проектировании, разработке и усовершенствовании устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Список используемой литературы

1. Задание на курсовой проект с методическими указаниями. «Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи». Изд. ДВГУПС 2010г.

2. Савин Е.З. «Кабельная линия связи на участке железной дороги»: метод. указания / Хабаровск-ДВГУПС, 2007г.

3. Лабораторные работы. «Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи». Изд. ДВГУПС 2004г.

4. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. В.В. Виноградов и др. - М.: Маршрут, 2002

5. Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте. А.А. Устинский и др. - М.: Транспорт, 1985

Приложение А

Графический материал



Размещено на Allbest.ru