Проектирование кабельной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование кабельной линии

Введение

Железнодорожная сеть нашей страны 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 кабельным 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.

На каждом из участков сети предусматриваются следующие виды связи, в зависимости от рода передаваемой информации и назначения. Различают магистральную телефонную связь, телеграфную и связь передачи данных, телефонную связь совещаний и распорядительную связь (на главных направлениях). Дорожная связь существует, как телефонная и телеграфная связь управления дорого с отделениями, дорожная распорядительная связь, дорожная телефонная связь совещаний с отделениями, сортировочными, участковыми, грузовыми и пассажирскими станциями и местная телефонная связь. Отделенческая связь включает в себя телефонную и телеграфную связь отделения с участковыми сортировочными и некоторыми другими крупными станциями своего отделения, телефонную и телеграфную связь отделения со смежными отделениями дорог и все виды оперативно-технологической связи (поездную диспетчерскую, постанционную, энергодиспетчерскую, линейно-путевую, вагонную диспетчерскую, билетную диспетчерскую и другие).

Многоканальная связь на железных дорогах осуществляется по сетям каналов магистральной, дорожной и отделенческой телефонной и телеграфной связи. В соответствии с этим каналы магистральной, дорожной и отделенческой связи должны проектироваться в комплексе на общих линиях связи. Кроме того, при проектировании линии связи необходимо учитывать физико-географической положение участка, административно-хозяйственную структуру, взаимной влияние цепей линий связь друг на друга, влияний контактных сетей и линий электропередачи на линию связи; предусмотреть меры защиты линии связи и аппаратуры связи от опасных и мешающих влияний.

В данном курсовом проекте разработана линия связи на участке Октябрьской железной дороги, которая в должной мере отвечает приведенным выше требованиям.

1. Описание проектируемых участков линии связи

Рассматриваемый участок расположены на территории Куйбышевской области, республики Татарстан, Ульяновской области относятся к Куйбышевской железной дороге на участке Сызрань - Цильна; к Горьковской железной дороге на участке Цильна - Казань.

Описание проектируемого участка линии связи (физико-географические данные, административно-хозяйственная структура ж. д. участка) приведем из Большой Советской энциклопедии.

Горьковская железная дорога, образована в мае 1961. Управление - в г. Горьком. Пролегает в основном по территории Владимирской, Горьковской, Кировской областей, Татарской АССР, Удмуртской АССР, Марийской АССР, Чувашской АССР, частично Пермской, Свердловской и Рязанской областей, Мордовской АССР и Башкирской АССР. Граничит с Московской железной дорогой (станции Петушки и Черусти), с Северной железной дорогой (станции Новки, Свеча и Сусоловка), с Куйбышевской железной дорогой (станции Красный Узел и Цильна) и со Свердловской железной дорогой (станции Чепца и Дружинино). Эксплуатационная длина Г. железной дороги в современных границах (1970) 5497 км, или 4,1% протяжённости всей сети железных дорог СССР. Г. железная дорога связывает Европейскую часть страны с Уралом, Сибирью, восточные районы и районы Европейского Севера и Северо-Запада с районами Поволжья, Кавказа и др. Отдельные участки Г. железной дороги - старейшие на сети. Например, линия Москва (Петушки) - Горький построена в 1861-62, участок Муром - Ковров в 1880, линия Киров - Чепца (и далее до Перми), а также линия Киров - Котлас (Сусоловка) в 1899, линия Красный Узел - Канаш - Зелёный Дол - Казань в 1893-94. В 1906 вступила в эксплуатацию магистраль Вологда (Свеча) - Котельнич - Киров, создавшая прямую железнодорожную связь центральных и северо-западных районов с Уралом. С первых лет Советской власти в районах Поволжья, в том числе и в районе тяготения Г. железной дороги, осуществлялось новое железнодорожное строительство. В 1918 были сданы в эксплуатацию линия Арзамас - Канаш, создавшая кратчайшую железнодорожную связь Москвы с Казанью, и линия Агрыз - Ижевск - Воткинск. После окончания строительства магистрали Казань - Агрыз - Дружинино - Свердловск (1924) был получен второй выход из Европейской части на Урал и далее в районы Сибири и Дальнего Востока. В 1927 после сдачи в эксплуатацию участка Горький - Котельнич был создан ещё один выход из центральных районов на Урал (Москва - Горький - Киров - Пермь - Свердловск), осуществлена железнодорожная связь столицы Марийской АССР Йошкар-Олы с Зелёным Долом. Для освоения богатых лесных массивов и месторождений фосфоритов были закончены в 1940 линия Яр - Фосфоритная и линия, соединившая столицу Чувашской АССР Чебоксары со станцией Канаш. Вводом в эксплуатацию участка Ижевск - Игра (1945) и Пибаньшур - Игра (1947) были соединены две линии: Казань - Свердловск и Киров - Пермь - Свердловск. Г. железная дорога обслуживает крупные промышленные районы по производству автомобилей, машин, станков, судов, выработке электроэнергии, продуктов химии, точного машиностроения, нефтепереработки, районы лесозаготовок и деревообработки, месторождения строительных материалов, торфа, а также сельскохозяйственные районы по производству зерна, льна и районы развитого животноводства. В 1969 грузооборот Г. железной дороги составил 117 млрд. тЃ~км, или 4,9% от сетевого. Свыше 96% грузооборота дороги обслуживается электрической и тепловозной тягой. В общем объёме грузооборота транзит составляет 35%, ввоз 25%, вывоз 21% и местное сообщение 18%. В числе транзитных грузов наибольший удельный вес имеют каменный уголь, лесоматериалы, чёрные металлы, руда, нефтегрузы, продукция машиностроения и хлебные грузы. Ввоз: уголь, металлы, строительные материалы, отдельные виды нефтепродуктов, продукция лёгкой и пищевой промышленности. Вывоз: лесоматериалы, автомобили, нефтегрузы, продукция машиностроения. В местном сообщении перевозятся преимущественно строительные грузы, торф, лесоматериалы, грузы сельского хозяйства. Средняя грузонапряженность Г. железной дороги примерно 20 млн. тЃ~км/км, что в 1,3 раза больше среднесетевой. Наиболее крупные пункты отправления и прибытия грузов Г. железной дороги: Зелецино, Верхнекамская, Чернушка, Казань, Горький, Навашино, Игумново, Киров, Ижевск, Владимир, Балахна. Г. железная дорога координирует работу с речным транспортом. Крупные пункты перевалки: Горький, Казань, Котельнич, Камбарка, Сарапул, Сайгатка, а их основные грузы: уголь, хлеб, руда, строительные и лесоматериалы.

Общий пассажирооборот Г. железной дороги составляет около 10% сетевого. В 1969 по дороге перевезено 115 млн. пассажиров, из них 100 млн. в пригородном сообщении. Через Г. железную дорогу транзитом следуют поезда из Москвы и Ленинграда на Урал, в Сибирь и на Дальний Восток.

Куйбышевская железная дорога

Куйбышевская железная дорога, создана в 1959 на базе объединения Куйбышевской и Уфимской железных дорог. Управление в г. Куйбышеве. Эксплуатационная длина дороги на 1 января 1971 4529,8 км, или 3,3% от протяжённости всей ж.-д. сети СССР. Проходит по территории Куйбышевской и Пензенской области, Мордовской АССР, Татарской АССР и Башкирской АССР и частично по Рязанской, Тамбовской и Челябинской областям. Граничит с Горьковской ж. д. (станции Цильна и Красный Узел), Московской ж. д. (станции Кустарёвка, Ряжск, Земетчино), Южно-Уральской ж. д. (станции Кропачёво и Кинель) и с Приволжской ж. д. (станции Пенза, Сенная и Чагра). Участки главной магистрали Ряжск - Сызрань - Самара (ныне Куйбышев) - Уфа - Кропачёво были сданы в эксплуатацию в 1867-90; линии Пенза - Рузаевка в 1895, Кустарёвка - Рузаевка - Красный Узел в 1893, Рузаевка - Батраки в 1898, Инза - Киндяковка - Верхняя Терраса в 1898. Чишмы - Бугульма - Мелекесс в 1911-16. В районе Куйбышевской железной дороги были построены линии Дёма - Ишимбай - Тюльган, Акбаш - Набережные Челны, Безымянка - Жигулёвск - Сызрань, Цильна - Ульяновск - Сызрань - Сенная, Звезда - Пугачёвск и др. Строительство этих линий и коренная реконструкция всех магистралей на базе новой техники создали благоприятные условия для развития нефтяной, химической, угольной, машиностроительной и др. отраслей промышленности, а также позволили освоить транзитные перевозки. Дорога связывает районы Средней Азии, Казахстана, Урала, Сибири и Дальнего Востока с Европейской частью страны. К. ж. д. обслуживает крупнейшие промышленные районы по добыче и переработке нефти, предприятия энергетической и химической промышленности, станкостроения и др.

По грузообороту дорога в 1971 занимала 5-е место среди железных дорог СССР; в 1971 грузооборот составлял около 141 млрд. км (5,1% от общего сетевого). Весь грузооборот выполняется электро- и тепловозной тягой.

Грузонапряженность Куйбышевской железной дороги в 1,7 раза выше среднесетевой. Куйбышевская железная дорога - одна из крупнейших по размерам пассажирских перевозок как в местном, так и в транзитном сообщении. Общий пассажиропоток в 1972 составил 13,2 млрд. пассажиро-км, или 4,6% от общего сетевого.

Куйбышевская область. Расположена в центре Поволжского экономического района. Площадь 53,6 тыс. км². Население 2874 тыс. человек (1972). В области 25 административных районов, 10 городов, 18 посёлков городского типа. Центр - г. Куйбышев.

Куйбышевская область находится на Ю.-В. Восточно-Европейской равнины по среднему течению Волги, где она образует крутую излучину - Самарскую Луку. Делится на правобережную (меньшую) и левобережную части. Правобережье занято Приволжской возвышенностью, сильно пересечённой оврагами и балками. В северной части Самарской Луки - Жигули (высота до 375 м), которые круто обрываются в сторону Волги и пологи к югу. В левобережье на С.-З. расположено Низкое Заволжье, на С.-В. - всхолмлённое Высокое Заволжье (высота свыше 300 м), в котором выделяются Сокские, Сокольи, Кинельские Яры. На Ю. - полого-волнистая равнина (Средний Сырт и др.), переходящая в юго-восточной части области в возвышенность Общий Сырт (высота свыше 200 м). Узкое пространство между Жигулями и Сокольими Ярами, прорезанное долиной Волги, называют Жигулёвскими воротами.

Куйбышевская область. занимает видное место по запасам нефти и попутных газов, горючих сланцев, серы, гипса, известняков, битуминозных доломитов.

Климат континентальный засушливый. Средняя температура января от -13°С на З. до -14°С на В., июля - от 20°С на С.-З. до 22°С на Ю.-В. Осадков на З. и С. выпадает 450 мм в год, на Ю. - 300 мм и менее. Вегетационный период около 180 дней. На Ю. часты засухи и суховеи.

Главная река области - Волга. Все остальные реки, относящиеся к её бассейну, в основном маловодны. Притоки: справа - Уса, Сызрань; слева - Большой Черемшан, Сок, Самара, Чапаевка, Чагра, Большой Иргиз (верховья) и их притоки. Русла рек подтоплены водами Куйбышевского и Саратовского водохранилища.

Преобладающие почвы - чернозёмные. На правобережье развиты тёмно-серые оподзоленные (Самарская Лука) и выщелоченные чернозёмы; в левобережье - на С.-В. тучные чернозёмы, на С.-З. они перемежаются с оподзоленными и обыкновенными чернозёмами, на Ю. степной части - южные чернозёмы и темно-каштановые почвы.

Граница между лесостепной (правобережье и северная часть левобережья) и степной (юг) зонами проходит примерно по долине р. Самара. Леса занимают около 12% территории области, в Жигулях лесистость доходит до 70%. Преобладают широколиственные леса с отдельными вкраплениями хвойных. В Жигулях и на водоразделах - широколиственные (дуб, липа, клён) и частично смешанные леса. На песчаных почвах левого берега Волги и вдоль р. Самары имеются сосновые боры (Ставропольский, Бузулукский и др.). Южная часть области - ковыльно-типчаковые степи - распаханы и в естественном состоянии встречаются редко. Луга преимущественно заливные, сосредоточены в поймах рек.

Республика Татарстан.

Расположена на В. Восточно-Европейской равнины, по среднему течению Волги. Площадь 68 тысяч км². Население 3299 тыс. чел. (1975). В Татарстане 37 районов, 17 городов, 24 посёлка городского типа. Столица - г. Казань.

В рельефе выделяются 3 части: Предволжье (на правом берегу Волги), Предкамье (к С. от Камы) и Закамье (к Ю. и Ю.-В. от Камы). Около 90% территории занимают низменные равнины; наибольшие высоты в пределах Бугульминско-Белебеевской (до 343 м) и Приволжской возвышенностей на правобережье Волги. Предволжье и Вятско-Камский водораздел сильно расчленены оврагами. На территории Татарстана располагается часть Волго-Уральской нефтегазоносной области, в пределах которой находятся месторождения нефти (Ромашкинское, Новоелховское, Бавлинское, Шугуровское). Имеются месторождения бентонитовых глин, гипса, гравия и др. стройматериалов, торфа; широко известны Ижевские Минеральные Воды.

Климат умеренно континентальный. Средние температуры января от -13°С на Ю.-З. до -14,8°С на С.-В., июля от 18,6°С на С. до 19,6°С на Ю. В Предкамье и Предволжье выпадает 450 мм осадков в год, в Западном Закамье - 400 мм. Вегетационный период около 170 сут.

Общая площадь водоёмов составляет около 5,2% всей территории. По территории Татарстана протекают Волга (в пределах Татарстана - 177 км), Кама (380 км), Белая (около 60 км) и Вятка (около 50 км); кроме того, имеется около 120 малых рек. В пределах Татарстана находится почти половина Куйбышевского водохранилища.

Северная часть - Предкамье, находящаяся в лесной зоне, имеет дерново-подзолистые и серые лесные почвы; Южная часть - Закамье и Предволжье - в лесостепной зоне с чернозёмными почвами; в долинах рек - аллювиальные почвы. Свыше 16% территории Татарстана покрыто лесами, главным образом лиственными (81% всех лесов); основные массивы лесов - в бассейне рек Зай, Шешма, Черемшан и на В. Предкамья.

Ульяновская область. Расположена в Среднем Поволжье. Площадь 37,3 тыс. км². Население 1234 тыс. чел. (на 1 января 1976). В области 20 административных районов, 6 городов, 30 посёлков городского типа. Центр - г. Ульяновск.

Около ³/₄ территории области находится на Приволжской возвышенности (высота до 353 м) с выходящими к Волге Ундорскими, Кременскими и Сенгилеевскими горами: поверхность левобережной (Заволжской) части представляет собой относительно пологую равнину.

Климат умеренно континентальный. Средняя температура января - 13°C, июля 19°С; осадков выпадает от 300 мм в год в Заволжье до 500 мм на З. области. Вегетационный период 174 сут.

Главная река - Волга с притоками Сура, Свияга, Большой Черемшан и др. Уровень Волги и впадающих в неё рек поднят подпором от Волжской ГЭС им. В.И. Ленина (Куйбышевское водохранилище).

Ульяновская область лежит в зоне лесостепи. В почвенном покрове преобладают чернозёмы. Лесопокрытая площадь составляет 25% территории области; наиболее крупные массивы смешанных лесов сосредоточены на С.-З.

2. Выбор типов кабеля, связевой аппаратуры, размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор связевой аппаратуры

Согласно заданию на курсовое проектирование, необходимо обеспечить 205 каналов магистральной связи, 85 каналов дорожной связи и все виды оперативно технологической связи (ОТС). При определении требуемого числа систем передачи необходимо руководствоваться следующими принципами: кабель должен использоваться наиболее эффективно, резерв по физическим цепям должен составлять примерно 10% - 15% (практически, это означает, что одна из четвёрок кабеля должна быть резервной); резерв по каналам связи должен составлять не более 15% - 20%.

Определим необходимое число систем передачи данных для обеспечения работы магистральной связи. Используем аппаратуру типа ИКМ-120. Данная система способна обеспечить работу 120 каналов связи:

	(2.1)

где N - требуемое число систем передачи,

Nk - число каналов, которое необходимо обеспечить,

Nc - число каналов, на которое рассчитана используемая система связи.

В данном случае:

для организации магистральной связи достаточно двух систем ИКМ-120.

Определим необходимое число систем передачи данных для обеспечения работы дорожной связи.

Достаточно одной системы ИКМ-120.

При организации ОТС необходимо учесть, что некоторые виды связи, такие как перегонная (ПГС), межстанционная (МЖС), связь электромехаников (СЭМ) не подлежат частотному или временному уплотнению и могут быть реализованы только по физическим цепям (обусловлено устройством оконечных абонентских аппаратов, назначением, соображениями безопасности и надёжности). Цепь диспетчерского контроля СЦБ работает в спектре тональных частот и поэтому для нее необходимо выделять телефонную пару. Также отдельных пар требуют цепи телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС). Также следует учесть, что цепи ПГС используют четырехпроводные окончания, таким образом для них требуется выделить две физические цепи (две пары)

Остальные виды ОТС: поездная диспетчерская связь (ПДС), энергодиспетчерская (ЭДС), постанционная (ПС), билетно диспетчерская (ДБК), вагонно диспетчерская (ВГС), поездная радиосвязь (ПРС), и линейно-путевая связь (ЛПС) уплотняются системой К-12+12, работающей в спектре частот 8 - 124 кГц, которая позволяет получить 12 двухсторонних телефонных каналов и один служебный телефонный канал. В этой системе по одной паре жил симметричного кабеля предаются две группы частот: в одну сторону 12,3 - 59,4 кГц, в обратном направлении 72,6 - 119,7 кГц. Таким образом, система К-12+12 позволяет полностью обеспечить заданное число видов ОТС.

Определим необходимое число физических цепей:

магистральная связь - 4 пары;

дорожная связь - 2 пары;

ОТС - 8 пар, из которых одна уплотняется аппаратурой К-12+12.

Цепи СЦБ - 6 пар.

Всего: не менее 20 пар для двухсторонней связи.

2.2 Выбор типа и количества кабелей

Кабельная магистраль может быть организована по одно-, двух-, или трех кабельной системе. При одно-кабельной системе все виды связи и цепи СЦБ организуются по одному кабелю. Одно-кабельная система наиболее дешёвая, однако, обладает ограниченной дальностью передачи (до 1500 км) и допускает относительно небольшое развитие числа телефонных каналов. Поэтому эта система рекомендуется для организации дорожной и отделенческой связи лишь на второстепенных участках железных дорог, не имеющих перспектив развития.

При двух кабельной системе для организации всех видов связи и СЦБ прокладывается два кабеля, при этом для цепей дальней связи (магистральной и дорожной) используется цифровая система передачи, например ИКМ-120, со скоростью передачи информации 8448 Кбит/с. Данная система требует две кабельные пары. Пары располагаются в разных кабелях в целях обеспечения защищённости от переходных токов.

Двух кабельная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей в большинстве случаев удовлетворяет требованиям, предъявляемым к магистральным линиям связи, и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали. Однако объединение в одних кабелях всех видов связи, а также цепей СЦБ, требующих частых отпаев от магистрального кабеля к перегонным и станционным объектам, вызывает определённые трудности при монтаже и эксплуатации кабельной магистрали, снижает устойчивость и качество дальней связи, что является недостатком двух кабельной магистрали. В ответственных случаях применяют трех кабельную систему. В этом случае прокладывается три кабеля, из которых первый используется для организации ОТС и цепей СЦБ, а второй и третий для цепей дальней связи. Такая система соответствует требованиям для всех участков железных дорог, включая скоростные, однако, требует больших капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

По заданию будем проектировать трехкабельную систему. В связи с тем, что почвы на данном участке не относятся к агрессивным, выберем следующие типы кабелей:

МКПАБП - 441.05+120.7+10.7. - для прокладки в почве.

МКПАКП - 441.05+120.7+10.7. - для пересечения водных преград.

Чертеж кабеля показан в альбоме чертежей, где: 1 - полиэтиленовая оболочка; 2 - кругло проволочные стальные броне покровы; 3 - ленточные стальные броне покровы; 4 - вязкий подклеивающий битумный слой; 5 - алюминиевая оболочка; 6 - поясная бумажная изоляция; 7 - сердечник кабеля; 8 - кабельная четверка; 9 - жила четверки (медь); 10 - центрирующий полиэтиленовый кордель; 11 - сигнальная пара; 12 - контрольная жила; 13 - изоляция жил (полиэтилен); 14 - сигнальная жила (медь).

Тип кабеля СЦБ - ТЗПАПБ 14x4x1,2.

Емкость кабеля вторичной коммутации должна быть 3-4 четверки. Выбираем кабель:

ТЗПАБП 440.9

Чертежи кабелей ТЗПАПБ показаны в альбоме чертежей, где: 1 - полиэтиленовый шланг; 2 - ленточная стальная броня в битумном слое; 3 - алюминиевая оболочка; 4 - поясная бумажная изоляция; 5 - сердечник кабеля; 6 - кабельная четверка; 7 - медная жила кабеля; 8 - полиэтиленовая изоляция жил.

2.3 Распределение цепей по четверкам

Таблица 2.1 - Распределение по четверкам магистральных кабелей

Номера четверок и сигнальных пар	Тип четверок	Цепи связи и СЦБ
		Кабель 1	Кабель 2
Четверки: 1
	ВЧ	резерв, резерв	резерв, резерв
2	ВЧ	маг., маг.	маг., маг
3	ВЧ	дор, резерв	дор, резерв
4	ВЧ	резерв, резерв	резерв, резерв
Сигнальные пары: 1
		-	-
Контрольная жила		-	-

Таблица 2.2 - Распределение по четверкам кабеля ОТС

Номера четверок	Тип четверок	Цепи СЦБ и связи
1	ВЧ	ОТС (К-12+12), резерв
2	НЧ	ПГС, ПГС
3	НЧ	МЖС, СЭМ
4	НЧ	ДК, резерв
5	НЧ	ТУ, ТС
6	НЧ	СЦБ, СЦБ
7	НЧ	СЦБ, СЦБ
8	НЧ	СЦБ, СЦБ
9	НЧ	резерв
10	НЧ	резерв
11	НЧ	резерв
12	НЧ	резерв
13	НЧ	резерв
14	НЧ	резерв

3. Размещение усилительных и регенерационных пунктов

Проектируемая связевая магистраль передает как высокочастотные, так и низкочастотные сигналы. По мере прохождения через канал связи они искажаются, затухают и смешиваются с помехами. Для восстановления сигналов используются усилительные и регенерационные устройства.

3.1 Размещение усилительных пунктов

По методу использования аппаратура ВЧ телефонии подразделяется на промежуточную и оконечную. Оконечная аппаратура содержит приборы и устройства, необходимые для передачи в линию модулированных сигналов высокой частоты и для выделения исходных сигналов тональной частоты из приходящих с линии модулированных сигналов высокой частоты. Промежуточная аппаратура представляет собой систему усилителей и фильтров.

Пункты, в которых устанавливается промежуточная аппаратура, называются усилительными (УП).

Дистанционное питание УП осуществляется из опорных или питающих обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП), имеющих электроустановку и обслуживающий персонал.

Питаемые дистанционно УП, не имеющие энергоустановок и постоянно находящегося в них персонала, носят название необслуживаемых усилительных пунктов (НУП).

Оконечные пункты размещаются на станциях, где расположены отделения или управления дорог. УП располагаются по трассе в зависимости от систем уплотнения.

Если расстояние меньше нормы, то ставится специальное устройство - «искусственная линия», которая удлиняет линию связи (ИЛ-3, ИЛ-6; цифра обозначает количество километров, на которое увеличивается линия).

Для НЧ сигналов местной связи оконечная аппаратура устанавливается в местах назначения (релейные шкафы, посты централизации и т.д.), а усилители располагаются через каждые 18?21 км. Если расстояние меньше нормы, то также устанавливаются «искусственные линии».

3.2 Размещение регенерационных пунктов

При использовании ВЧ системы ИКМ-120 возникает задача восстановления сигналов (импульсы, проходя по каналу, теряют свою форму, сливаются и т.д.).

Для восстановления формы сигнала используется специальная регенерационная аппаратура. Она размещается в обслуживаемых (ОРП), через 125 км и необслуживаемых регенерационных пунктах (НРП), размещающихся по трассе через каждые 4?5 км.

3.3 Размещение аппаратуры по трассе

Размещение аппаратуры показано на схематическом плане участков, а также в таблицах 3.1.

Таблица 3.1 - Размещение оборудования на участке Сызрань-Ульяновск-Казань

Станция	Расстояние, км	Вид пункта	Прочие сооружения
1	2	3	4
Сызрань	0	ОРП, ОУП	ТП
	5	НРП
	10	НРП
	15	НРП
	20	НРП, НУП
Шигонь	24
	25	НРП
О.п. Кушниково	30	НРП
	35	НРП
О.п. Малянкино	36
	40	НРП, НУП
О.п. Байдеряково	41
	45	НРП
Бичевной	47		ТП
	50	НРП
О.п. Золотой	51
	55	НРП
Раз. Тункшум	59
	60	НРП, НУП
	65	НРП
	70	НРП
Гремячий Ключ	71
	74	НРП
Раз. Светлый	79	НРП, НУП
	84	НРП
	88	НРП
Молвино	89
	92	НРП
	96	НРП
	100	НРП, НУП	ТП
Раз. Ташла	101
	104	НРП
	109	НРП
Кучуры	110
	113	НРП
Красный Гуляй	117	ОРП, НУП	ИЛ-3
	121	НРП
	125	НРП
Раз. Ключищи	129	НРП
	134	НРП
	138	НРП, НУП
Белый Ключ	139
	142	НРП
	146	НРП
Ульяновск-Центр.	150	НРП	ТП
	154	НРП
Ульяновск III	157
	158	ОРП, ОУП
	163	НРП
	167	НРП
Лайшевка	171	НРП, НУП	ИЛ-6
	175	НРП
	180	НРП
О.п. Шумовка	182
	184	НРП
	188	НРП
	192	НРП НУП
Цильна	194		ТП
	197	НРП
	202	НРП
Раз. Елхово	206	НРП, НУП	ИЛ-6
	210	НРП
	214	НРП
Бурундуки	217
	218	НРП НУП	ИЛ-6
	222	НРП
	226	НРП
Раз. Бюрганы	229
	230	НРП
	235	НРП
	239	НРП, НУП
Буа	240		ТП
	243	НРП
	247	НРП
Раз. Лощи	251	НРП НУП	ИЛ-6
	255	НРП
Пл. 95 км	257
	260	НРП
Кильдуразы	265	НРП НУП	ИЛ-6
	270	НРП
	275	ОРП
Каратук	276
	280	НРП
	285	НРП, НУП
Раз. Ключи	290	НРП	ТП
	295	НРП
	300	НРП
Куланга	305	НРП, НУП
	310	НРП
Кубна	315	НРП
	320	НРП
Албаба	325	НРП, НУП
	330	НРП
	335	НРП
	340	НРП, НУП	ИЛ-3
Раз. Ходяшево	341		ТП
	344	НРП
	348	НРП
Свияжск	352	НРП
	357	НРП
Зеленый Дол	359
	361	НРП, НУП
	365	НРП
Васильево	369
	370	НРП
	374	НРП
	378	НРП
Юдино	382	НРП, ОУП
	387	НРП
Казань	392	ОРП	ТП

4. Опасные и мешающие влияния

Воздушные и кабельные линии железнодорожной АТС прокладывают вблизи железнодорожного полотна и в непосредственной близости от тяговых сетей электрифицированных дорог, высоковольтных сигнальных линий автоблокировки. На отдельных участках они могут иметь сближения с высоковольтными линиями энергосистем

Высоковольтные линии передачи характеризуются высокими рабочими напряжениями и большими токами. Электромагнитные поля этих линии оказывают индуктивные влияние на линии АТС, вызывают в них напряжения и токи, которые могут нарушить нормальную работу цепей. Расчет опасных и мешающих влияний выполняют для такого гальванически неразделенного участка, который имеет максимальную длину сближения.

Гальванически неразделенным участком называется участок, который не содержит трансформаторов, усилителей фильтров; таковым, как правило являются цепи связи в пределах усилительных участков.

4.1 Расчет влияния контактной сети переменного тока на линию связи

Линия связи на участке Сызрань - Казань подвержена влиянию контактной сети переменного тока в аварийном режиме, т.е. когда провод контактной сети замыкается на землю или рельс.

Исходные данные:

U = 25,7 кВ, I_КЗК = 8 кА, I_КЗН=10 кА.

Для режима короткого замыкания опасные напряжения вычислим по формуле

	(4.1)
	(4.2)

где - влияющий ток короткого замыкания контактной сети;

М - взаимная индуктивность между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц;

? - проводимость земли;

- коэффициент экранирования кабеля, составляющий 0,1;

- коэффициент экранирования рельсов, принимается равным 0,5;

- расчетная длина сближения кабельной цепи связи тональной частоты с тяговой сетью, усилительного участка, до места короткого замыкания, км;

- ширина сближения.

Для расчета влияющего тока построим эпюру токов:

Рисунок 4.1 - Диаграмма распределения токов короткого замыкания

После расчета получим зависимость опасных напряжений(В), индуктируемых на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце, от ширины сближения.

Таблица 4.1 - Опасные напряжения

Расстояние до места к.з., км	Ток короткого замыкания, кА	Наведенное опасное напряжение, В
Слева направо
4	9,85	55,85
8	9,7	110
12	9,55	162,4
16	9,4	213,2
17	9,3	221,7
Справа налево
1	8,15	12,25
5	8,3	60,25
9	8,5	105,9
13	8,65	150,15
17	8,75	192,78

кабельный связь аппаратура ток

Из таблицы видно, что полученные значения превышают норму, которая составляет для короткого замыкания при времени отключения 0,6 с 160 В. Таким образом необходимы специальные меры защиты - редукционный трансформатор.

Расчет мешающего влияния контактной сети переменного тока

Контактные сети электрических железных дорог переменного тока оказывают мешающие влияния на цепи связи вследствие искажения рабочего тока и напряжения в них дополнительными гармониками. Ввиду того, что электрическое влияние составляет 10 - 20% в сравнении с магнитным, в расчетах им пренебрегают.

По заданию линия связи на участке Щучье Озеро - Екатеринбург подвержена влиянию контактной сети переменного тока тока U = 25,7 кВ, I_k = 0,8 А, f=1250 Гц.

Полагая, что усилительные участки умеют одну длину можно определить мешающее напряжение по следующей формуле.

	(4.3)

где n - количество усилительных участков.

Напряжение шума наводимое в двухпроводной телефонной цепи определяется по формуле:



	(4.3)

где - частота гармоники влияющего тока,

- ток гармоники,

- коэффициенты экранирования рельсов и защитного действия оболочки кабеля,

- расчетная длина сближения,

- коэффициент акустического воздействия k-й гармоники,

- коэффициент чувствительности телефонной сети к помехам,

- взаимная индуктивность между контактной сетью и жилой кабеля,

- проводимость земли.

Расчет при ширине сближения 10 метров дает результат:

U_Ш=0,25 мВ; при n=17 получили результирующее напряжение шума U_ШР=1,03 мВ.

По нормам результирующее напряжение шума не должно превышать 0,9 мВ, таким образом нужны дополнительные мероприятия по защите от мешающего влияния.

4.2 Расчет влияния ЛЭП с изолированной нейтралью

Напряжение шума в приёмнике двухпроводной телефонной цепи от влияния ЛЭП с изолированной нетралью при нормальном режиме работы рассчитывают по формуле, мВ

,

где и - составляющие напряжения шума, обусловленные магнитным и электрическим влиянием фазовых проводов, мВ.

Электрическая составляющая не оказывает влияния на кабельные линии, поэтому:

,

где - эквивалентное значение фазового тока ЛЭП, А;

- поправочный коэффициент равный, в зависимости от вида нагрузки, 0,95 или 0,85 (по заданию);

- длина усилительного участка ЛС до начала сближения с ЛЭП (принимаем равным нулю);

- общая длина сближения в пределах усилительного участка (20 км);

- длина усилительного участка (20 км);

p и q - коэффициенты экранирования, равные 0,7 каждый;

- усредненное значение модуля взаимного сопротивления между ЛС и симметричной трехфазной ЛЭП.

При параллельной трассе сближения:

,

где ;

- глубина уровня нулевого потенциала;

- расстояние между проводами ЛЭП, (при напряжении ЛЭП 10 кВ составляет 1,5 м).

При косых сближениях:

,

где - взаимное сопротивление между ЛЭП и ЛС при частоте 800 Гц.

При сложном сближении

,

где и - длина участка параллельного или косого сближения и модуль взаимного сопротивления для него.

Рисунок 4.2 - План трассы сближения

В результате расчета с учетом приведенной на рисунке 4.2 плана трассы сближения получили:

;

U_Ш=0,02 мВ;

Тогда при количестве усилительных участков n=17 U_ШР=0,08 мВ, что не превышает нормы (0,9 мВ).

4.3 Расчет редукционных трансформаторов

Редукционные трансформаторы (РТ) - предназначены для повышения эффективности работы защитных покровов кабеля, для снижения наведенных напряжений в кабеле. РТ состоит из первичной обмотки, которая включается в металлические покровы кабеля, и вторичной, которая представляет из себя сам сердечник кабеля. Выпускаются РТ не

более чем на четыре четверки РТ. При использовании РТ ширина сближения уменьшается до 10?15 метров.

Произведем расчет по приведенным формулам в среде MathCAD 2001, тогда для участка Сызрань - Казань: n=1,12, принимаем n=2, на этом участке необходимо установить по два редукционных трансформатора по концам каждого усилительного участка.

Выбираем РТ марки ОСГРТ 44/8

Заключение

Результатом выполнения курсового проекта является спроектированная кабельная линия АТ и С на участках Сызрань - Ульяновск - Казань, а также, изучение вопросов, связанных с конструкцией кабельных линий, расчетами и мероприятиями по уменьшению влияний высоковольтных линий на цепи связи и т.д.

Библиографический список

1. Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. Бунин Д.А., Яцкевич А.И. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Транспорт», 1978. - 288 с.

2. Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. М., «Транспорт», 1978.-126 с.

3. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Кабельные и воздушные линии связи. М., «Связь», 1966.-672 с.

4. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М., «Транспорт», 1981.-232 с.

5. Митрохин В.Е. Конструкции, измерение характеристик и методика проектирования оптических магистральных линий связи железнодорожного транспорта. 1996.

Размещено на Allbest.ru