При прокладке кабеля по станции необходимо выполнять следующие требования:

трасса должна иметь наименьшую длину и быть максимально пригодной для производства строительных и эксплуатационных работ, обеспечивать надёжность кабельной линии в процессе эксплуатации;

на станциях трассу следует прокладывать по обочине крайнего пути либо в междупутьях малодеятельных путей, свободных от линий связи и энергоснабжения, водопроводов и др.;

нельзя прокладывать кабель под остряками и крестовинами стрелочных переводов, глухими пересечениями и ближе 1.5 м от изолирующих стыков;

трасса не должна приближаться к рельсам железных дорог на расстояние менее 2 м при прохождении её по обочине параллельно железнодорожному пути и менее 1.6 м при прохождении в междупутьи;

число переходов кабеля под путями и количество разветвительных муфт должно быть минимальным.

Поясним мотивацию выбора трассы.

На заданной схеме горловины станции трасса проложена, исходя из следующих соображений. Здесь возможны три варианта: прокладка вдоль бокового пути 5П или 6П и далее вдоль путей, или в междупутье II и I путей.

1) В первом необходимо организовать переходы под всеми путями для кабелей ответвления. Кабели ответвления к остальным элементам имеют приемлемую длину и наименьшее возможное число пересечений путей. Важно и то, что с этой стороны расположен релейный шкаф РШ, в который заводится проводимая трасса. Однако такое размещение требует значителных затрат кабеля для организации ответвления к элементам, расположенным на пути.

2) Во втором случае длина кабеля ответвления на светофоры значительно больше, число пересечений путей также увеличиваетсяньшается. Организация ответвлений к другим элементам не имеет явных преимуществ по сравнению с первым способом, однако позволяет с меньшими затратами осуществить подключение элементов на пути ПП.

3) В третьем случае необходимо производить меньше пересечений с железной дорогой и длина ответвлений значительно меньше. Также пост ЭЦ находится в междупутье.

В результате, с учётом того, что по заданию необходимо использовать ЭЦ2, было решено выбрать третий из возможных вариантов. Реализация его изображена на рисунке 3.

Расстояние от магистральной траншеи до крайнего рельса железнодорожного пути а = 3.5 м.

2.2 Выбор типа кабеля

Для соединения цепей и аппаратуры СЦБ будем использовать сигнально-блокировочный кабель марки СБПАБпШп (кабель сигнально-блокировочный с медными жилами, ПЭ изоляцией, защитным ПЭ шлангом в алюминиевой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с защитным ПЭ шлангом).

Выбор осуществлён из следующих соображений:

кабели в полиэтиленовых оболочках хотя и дёшевы, но имеют низкую защищёность от влияния контактной сети электрофицированных жедезных дорог; т.к. заданный вид тяги - переменного тока, то с целью повышения помехозащищённости применим кабель в алюминиевой оболочке;

вид грунта выбирается самостоятельно; т.к. при расчёте длин кабелей ответвления и вторичной коммутации было принято, что грунт обычный, используем это и здесь. В грунтах всех категорий, кроме подверженным мерзлотным деформациям, применяется именно данная марка кабеля.

Кроме того, выбранный кабель прокладывается в районах с повышенным электромагнитным влиянием; таким образом мы повышаем защищённость линии в случае возникновения каких-либо помех электромагнитного происхождения.

2.3 Кабельная сеть стрелок

В соответствии с электрическими схемами выходных и маневровых светофоров к каждой из лампочек подводится по одному прямому проводу. Обратные провода объединяются: у маневровых светофоров - обоих (белого и синего) огней, у выходных - отдельно для разрешающих (зеленого и желтого) и запрещающих проездных (красного и белого) показаний. Для каждой из ламп входного светофора подводится по одному прямому и обратному проводу, причём прямые и обратные провода не объединяются. Так как релейный шкаф и входной светофор находятся рядом, то дублирование жил кабеля на этом участке не требуется. Что касается остальных цепей, входящих в цепи релейного шкафа входного светофора,. то количество жил кабеля для их обвязки зависит от типа и вида рельсовых цепей перегона.

Расчёт жильности и длин кабелей.

1) расчёт длин кабелей:

2) расчёт жильности кабелей для луча С3 - Ч3:

жил, и запас (3).

Кабельная сеть светофоров приведена на рисунке 4.

2.5 Кабельная сеть рельсовых цепей

Кабельные сети рельсовых цепей проектируются отдельно для питающих и релейных трансформаторов, благодаря чему исключается возможность воздействия на путевые реле токов посторонних цепей. Жильность кабелей определяется расчётами по падению напряжения на трансформаторах и реле. Исходные данные для расчёта зависят от типа рельсовой цепи.

Расчет длин кабелей для трансформаторов производится аналогично расчёту для стрелок и светофоров.

1) расчёт длин кабеля:

2) расчёт жильности 3П для релейных трансформаторов:

, следовательно, будем использовать кабель 7 (1).

Кабельная сеть питающих трансформаторов приведена на рисунке 5.

Кабельная сеть релейных трансформаторов приведена на рисунке 6.

3. Расчет влияния тяговой сети на станционные кабельные сети

Кабельные линии АТиС располагают в непосредственной близости от тяговых сетей электрифицированных участков железных дорог. В связи с этим тяговая сеть переменного тока оказывает опасные магнитные влияния на кабельные сети, расположенные в зоне её действия. Опасные напряжения в жилах кабелей возникают при аварийном (замыкании тяговой сети на землю) и вынужденном (выключении одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

1) Режим короткого замыкания.

Величина опасного напряжения на изолированном конце жилы кабеля при заземлённом противрположном конце: где:

- круговая частота влияющего тока частотой 50 Гц;

М - взаимная индуктивность, Гн/км, между тяговой сетью и жилой кабеля.

.

а - ширина сближения, ; - проводимость грунта, ; - ток короткого замыкания влияющей тяговой сети, - коэффициент экранирования рельсов, ; - коэффициент защитного действия оболочки кабеля, равный для выбранного кабеля СБПАБпШп 0.3; - длина сближения кабельной сети с тяговой, Подставив численные значения всех описанных величин, получим:

2) Вынужденный режим.

Величина опасного напряжения на изолированном конце жилы кабеля при заземлённом противоположном конце: где

- эквивалентный влияющий ток, А, частотой 50 Гц, определяемый по максимальному падению напряжения в тяговой сети при вынужденном режиме работы:

Первый множитель - результирующий нагрузочный ток расчётного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, А.

- максимальные потери напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электровозом, т.к. заданная длина плеча питания , то ; - длина плеча питания тяговой сети, и - активное и реактивное сопротивления тяговой сети соответственно; m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме, примем m = 5; - коэффициент мощности электровоза, .

Второй множитель - коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным .

- расстояние от тяговой подстанции до начала цепи кабеля,

Подставим численные значения всех величин.

Для режима короткого замыкания установлена норма максимально допустимого напряжения, равная 1000 В. Так как , кабель выбранной марки СБПАБпШп пригоден для использования.

Для вынужденного режима работы контактной сети установлена норма опасного напряжения в проводах 250 В. Так как , кабель выбранной марки СБПАБпШп пригоден для использования.

4. Защита станционных устройств атс от перенапряжений