Проект кабельной линии АТ и С на участке железной дороги "Илецк 1-Оренбург-Никель"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра «Систем передачи информации»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

Проект кабельной линии АТ и С на участке железной дороги

Илецк 1 - Оренбург - Никель

Реферат

Курсовой проект содержит 42 страницы машинописного текста, 6 таблиц, 2 рисунка, 1 альбом чертежей.

Линия связи, тип кабеля, система передачи, трасса линии связи, НУП, ОУП, муфта, переходные влияния, влияния контактной сети, защита аппаратуры, симметрирование кабелей, схема связи, скелетная схема, монтажная схема, сечение кабеля, редукционный трансформатор.

В данном проекте проектируется линия связи на участке железной дороги Илецк 1 - Оренбург - Никель.

Целью выполнения курсового проекта является углубление знаний по курсу “Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте”, в частности, изучение вопросов, связанных с конструкцией кабельных линий, расчетами и мероприятиями по уменьшению влияний контактной сети электротяги переменного тока на цепи связи и т. д.

Курсовой проект выполнен в соответствии со стандартом предприятия.

Содержание

• 1. Описание проектируемого участка линии связи
• 1.1 Физико-географические данные
• 1.2 Климатические условия
• 1.3 Население и хозяйство
• 1.4 Главный центр - Оренбург
• 2. Выбор типов кабеля, систем передачи и размещение цепей по четверкам
• 2.1 Выбор кабельной системы и размещение цепей по четверкам
• 2.2 Выбор типа кабеля
• 3. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи
• 3.1 Выбор трассы прокладки кабельной линии и устройство ее переходов через преграды
• 4. Расчет влияний контактной сети и высоковольтных линий передачи на кабельные линии
• 4.1 Расчет влияния электротяги переменного тока
• 4.1.1 Расчет режима короткого замыкания опасных влияний
• 4.1.2 Расчет мешающих влияний
• 4.2 Расчет влияний ЛЭП с изолированной нейтралью на цепи связи
• 4.2.1 Мешающие влияния
• 5. Защита кабеля и аппаратуры связи от опасных и мешающих влияний
• 5.1 Редукционные трансформаторы
• 6. Симметрирование кабелей
• 6.1 Симметрирование высокочастотных цепей
• 6.2 Симметрирование низкочастотных цепей
• 7. Расчёт длин и ёмкости кабеля для сети парковой связи громкоговорящего оповещения (ПСГО)
• 8. Выбор ёмкости и типов кабелей на станции
• 9. Содержание кабелей под давлением
• 10. Монтаж кабельной магистрали
• 10.1 Скелетная схема кабеля
• 10.2 Порядок счета, принятый на кабельных магистралях
• 10.3 Монтаж муфт и боксов
• 11. Выбор волоконно-оптической линии связи
• 11.1 Расчет оптического кабеля
• 11.1 Выбор волоконно-оптической системы передачи
• Заключение
• Список использованной литературы
• Введение
• Главные задачи, поставленные перед железнодорожным транспортом, - обеспечение все возрастающей потребности народного хозяйства в перевозках, повышение скоростей и безопасности движения поездов.
• 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.
• Устройства автоматики и телемеханики, повышающие пропускную способность станций, узлов, перегонов и обеспечивающие безопасность движения поездов, размещены вдоль перегонных железнодорожных путей или на территориях станций. Для них также необходимы линии, по которым передаются сигналы телеуправления, телесигнализации и телеконтроля. Электроснабжение устройств автоматики и телемеханики, устройств связи и других линейных потребителей осуществляется с помощью электрических линий, расположенных в полосе отвода железных дорог.
• В данном курсовом проекте будет исследован участок Южно-Уральской железной дороги «Илецк 1 - Оренбург - Никель», будут определены влияния высоковольтных линий на цепи проводной связи.
• 1. Описание проектируемого участка линии связи

1.1 Физико-географические данные

Оренбургская область образована 7 декабря 1934 года. Площадь её составляет 124 тысячи квадратных километров. Население 2057 тысяч человек. Делится на 34 района имеет 10 городов и 25 посёлков городского типа. Центр - город Оренбург. Территория Оренбургской области простирается широтной полосой по Южному Предуралью и крайнему югу Зауралья. Преобладает равнинный рельеф, местами значительно расчленённый. Оренбургская область богата полезными ископаемыми - газом (Оренбургское месторождение), нефтью, железными (Халиловское месторождение), медными (Гайское месторождение) и никелевыми рудами, поваренной солью (Илецкое месторождение), асбестом (Киембальское месторождение), и др.

1.2 Климатические условия

Климат резко континентальный и засушливый. Зима холодная, малоснежная, обычно с ясной тихой погодой, нарушаемой снежными буранами. Лето жаркое с частыми суховеями. Средняя температура января колеблется от -14 ⁰С до -18 ⁰С; июля от 19 ⁰С до 22 ⁰С. Осадков выпадает от 300 мм до 450 мм и менее. Главные реки Урал с крупными притоками: Сакмарой, Орью, Илеком. В почвенном покрове обладают чернозёмы. Ландшафт разнотравной степи сильно изменён; лесистость менее 4% .

1.3 Население и хозяйство

Основное население - русские (72%; перепись, 1970). В районах, граничащих с автономными республиками, проживают также татары, украинцы, казахи, чуваши и др. Средняя плотность населения 16,6 человек на 1 км² (1972).

Общее производство промышленной продукции в 1971 увеличилось по сравнению с 1940 в 19,8 раза. Производство продукции машиностроения и металлообработки за этот период возросло почти в 111 раз. Ведущие отрасли промышленности: машиностроение и металлообработка, топливная, электроэнергетическая промышленность, химическая, лесозаготовительная и деревообрабатывающая, кожевенная, меховая и обувная.

1.4 Главный центр - Оренбург

Расположен на реке Урал, близ впадения в неё реки Сакмара. Узел железнодорожных линий на Куйбышев, Актюбинск, Орск. На 1974 год в Оренбурге насчитывалось 400 тысяч жителей. В 1912 году в Оренбурге имелось 37 фабрично-заводских предприятий (с 1794 рабочими), а также 7135 ремесленников. С 1934 года Оренбург - центр Оренбургской области. Ведущая роль в промышленности города принадлежит машиностроению и металлообработке: производству станков и инструментов (заводы «Металлист», «Гидропресс», инструментальный, станкостроительный), бурового оборудования и запасных частей для тракторов, комбайнов, машин для пищевой промышленности, электромеханического и холодильного оборудования. Среди ремонто-механических предприятий: завод по обслуживанию железнодорожного транспорта. В числе других предприятий: завод резинотехнических изделий, завод нефтемасел, предприятия по производству стройматериалов. Важным стимулом дальнейшего роста города стало освоение крупного месторождения газа близ Оренбурга. В Оренбурге сосредоточены крупные заводы пищевой промышленности: мельничные, крупяной, комбикормовый, растительных масел, большой мясокомбинат. Развито кожно-обувное, сапоговаляльное, швейно-трикотажное производство. Крупный комбинат шелковых тканей и комбинат по ручной и фабричной выделке широко известных оренбургских платков. Оренбург выполняет важные торгово-распределительные и заготовительные функции, особенно по хранению и переотправке хлебных грузов.

2. Выбор типов кабеля, систем передачи и размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор кабельной системы и размещение цепей по четверкам

В соответствии с заданием, необходимо обеспечить 480 каналов для магистральной связи и 180 каналов для дорожной связи.

Магистральной связью называют связь между Министерством путей сообщения с управлениями дорог, а также между разными дорогами.

Дорожной называют связь управлений дорог с их отделениями, участковыми и сортировочными станциями и между соседними отделениями.

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

В курсовом проекте используется трехкабельная система.

При трехкабельной системе прокладывается три кабеля, из которых первый и второй используются для цепей дальней связи, а третий - для отделенческих связей и цепей СЦБ. Все ответвления на перегонах и станциях производятся только от третьего кабеля. Система по количеству каналов дальней связи, количеству пар для отделенческих связей и числу цепей для СЦБ соответствует требованиям для всех участков железных дорог, включая участки со скоростным движением, обеспечивает высокое качество и надежность работы каналов дальней связи, однако требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

На данном проектируемом участке должны быть следующие виды связей: магистральная, дорожная, диспетчерская поездная (ПДС), энергодиспетчерская (ЭДС), постанционная (ПС), канал «Экспресс», вагонная диспетчерская (ВГС), межстанционная (МС), перегонная (ПГС), поездная радиосвязь (ПРС), линейно-путевая (ЛПС), связь электромехаников (СЭМ), телеуправление тяговыми подстанциями (ТУ), телесигнализация тяговых подстанций (ТС), диспетчерского контроля (ДК), СЦБ (6 двухпроводных цепей).

Отделенческие виды связи, называемые также технологическими, предназначены для оперативного управления работой отдельных железнодорожных участков, входящих в отделение, а также отделенческая связь обеспечивает постоянную телефонную связь со всеми раздельными пунктами и жилыми зданиями линейных работников.

Назначение связей следующее:

- Поездная диспетчерская связь (ПДС) - служит для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый участок.

- Энергодиспетчерская связь (ЭДС) - обеспечивает оперативное руководство подачей электроэнергии в контактную сеть.

- Вагонно-распорядительная связь (ВГС) - служит для служебных переговоров работников отделения дороги со станциями по вопросам состояния вагонного парка.

- Служебная связь электромехаников (СЭМ) - оперативное руководство линейными работниками (электромонтеров) в дистанции сигнализации и связи.

- Постанционная связь (ПС) - служит для переговоров работников раздельных пунктов между собой.

- Линейно-путевая связь (ЛПС) - осуществляет оперативное руководство линейными работниками на дистанции пути и переговоров линейных работников между собой.

- Межстанционная связь (МЖС) - обеспечивает переговоры дежурных смежных раздельных пунктов по вопросам движения поездов.

- Перегонная связь (ПГС) - предназначена для переговоров линейных работников, находящихся на перегоне, с дежурным по станции, с энерго- и поездным диспетчером, а также с дистанцией сигнализации.

- Канал «Экспресс» - обеспечивает сведениями билетные кассы о наличии мест в поездах дальнего следования.

Для 300 каналов магистральной и дорожной связи оптимально будет использование аппаратуры ИКМ-120.

Аппаратура ИКМ-120 - цифровая система передачи, предназначена для передачи информации на местных и внутризоновых сетях по симметричным высокочастотным кабелям. В отдельных случаях ИКМ-120 может использоваться на магистральной первичной сети.

Аппаратура обеспечивает организацию до 120 каналов связи при скорости передачи 8440 Кбит/с. Линейный тракт организован по двухкабельной схеме. Максимальная дальность связи 600 км, номинальная длина регенерационного участка 4 - 5 км. Аппаратура ИКМ-120 использует симметричный кабель. Имеет хорошую помехоустойчивость по сравнению с аналоговой системой К-60п, а также имеет контроль работы оборудования.

Хорошая помехоустойчивость и качество каналов делают систему ИКМ-120 предпочтительней для проектирования, чем К-60п, также её отличают более современная база, более широкий спектр используемых частот и хорошая помехозащищенность.

В аппаратуре ИКМ-120 каналы образованы по принципу временного разделения; тип модуляции аппаратуры - импульсно-кодовая, а количество каналов - 120.

В курсовом проекте для магистральной связи необходимо использовать четыре ИКМ-120, для дорожной - две ИКМ-120.

Распределение цепей по четверкам первого и второго магистральных кабелей приведено в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Распределение цепей по четверкам первого и второго магистральных кабелей.

Номера четверок	Кабель 1	Кабель 2
	I пара	II пара	I пара	II пара
I (НЧ)	Резерв	Резерв	Резерв	Резерв
II (ВЧ)	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120
III (НЧ)	Резерв	Резерв	Резерв	Резерв
IV (ВЧ)	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120
V (НЧ)	Резерв	Резерв	Резерв	Резерв
VI (ВЧ)	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120	ИКМ-120
VII (ВЧ)	Резерв	К-24Т	Резерв	К-24Т

2.2 Выбор типа кабеля

Для кабельной магистрали, проложенной вдоль железной дороги, электрифицируются по системе переменного тока, нужен кабель с повышенным защитным действием оболочек МКПАБ и МКПАКП (речной).

Кабель МКПАБ 7 x 4 x 1.2 +5 x 2 x 0.9+1 x 0.9 имеет четыре ВЧ и три НЧ четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Магистральный кабель связи с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией, в алюминиевой оболочке, с усиленной подушкой, бронированный стальными лентами, защищенными поливинилхлоридными лентами с наружным джутовым покровом

Кабель МКПАКП 7 x 4 x 1.2 +5 x 2 x 0.9+1 x 0.9 имеет тот же состав, что и предыдущий и предназначен для прокладки через водные преграды, так как имеет защитный покров в виде полиэтиленового шланга и бронирован круглыми стальными проволоками.

Третий кабель необходим для организации оперативно-технологической связи и жил СЦБ (описаны выше). Учитывая это, выбираем кабель МКПАБ 14 x 4 x 1.2 +5 x 2 x 0.9+1 x 0.9 (МКПАКП 14 x 4 x 1.2 +5 x 2 x 0.9+1 x 0.9).

Для подачи связи на релейные шкафы (ПГС и СЦБ) используем четвёртый кабель (ТЗПАБП 4 x 4 x 0.9), кабель с медными токопроводящими жилами и кордельно-бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, имеющий четыре четвёрки.

Разрезы кабелей МКПАБ, МКПАКП и ТЗПАБП изображены в альбоме чертежей на 6 листе.

3. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи

связь кабель регенерационный аппаратура

Оконечное оборудование ИКМ-120 и К-24Т располагается на крупных станциях и в отделениях дороги. Между оконечным оборудованием располагаются необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), которые устраняют искажения цифровых сигналов.

Длина регенерационного участка определяется и зависит от величины, характера помех и энергетических потерь в линии. Длина усилительного участка для ИКМ-120 составляет 4- 5 км.

Для организации отделенческих связей используется аппаратура К-24Т, которая имеет оконечное оборудование на крупных станциях и необслуживаемые оконечные пункты (НУП), которые располагаются через 18 -21 км.

Размещение оконечных и промежуточных усилительных пунктов на трассе линии связи приведено в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Размещение оконечных и промежуточных усилительных пунктов на трассе линии связи.

Расстояние от станции Оренбург, км	Название станции	Тяговые подстанции	Наличие усилительных пунктов
			НРП, ОРП	НУП, ОУП, ИЛ
1	2	3	4	5
69	Илецк 1	ТП	ОРП	ОУП
65	Разъезд Канисай		НРП
62	Разъезд Боевая Гора		НРП
56	Маячная		НРП
47	Разъезд Розенберг		НРП	ИЛ-1, НУП
30	Донгузская	ТП	НРП	НУП
15	Разъезд Ветелки		НРП
7	Меновой Двор		НРП	ИЛ-2, НУП
0	Оренбург	ТП	ОРП	ОУП
31	Сакмарская		НРП	НУП
55	Чебеньки	ТП	НРП	ИЛ-3, НУП
80	Чёрный Отрог		НРП	ИЛ-4, НУП
88	Балластная		НРП
105	Саракташ	ТП	НРП	ИЛ-4, НУП
130	Жёлтая		НРП	ИЛ-4, НУП
142	Кандуровка		НРП	НУП
153	Дубиновка	ТП	НРП	ИЛ-2,НУП
173	Канчерово		НРП	НУП
194	Кувандык		НРП	НУП
212	Рысаево	ТП	НРП	НУП
223	Медногорск		НРП
234	Блява		НРП	ИЛ-1,НУП
251	Сара		НРП	НУП
271	Халилово	ТП	НРП	НУП
287	Губерля		НРП
293	Разъезд №213-А		НРП	НУП
308	Круторожино		НРП	НУП
321	Никель	ТП	ОРП	ОУП

3.1 Выбор трассы прокладки кабельной линии и устройство ее переходов через преграды

Трасса кабельной магистрали выбирается по наиболее короткому пути с учетом выполнения минимального объема земляных работ с той стороны железнодорожного полотна, на которой размещено преобладающее число перегонных и станционных объектов связи.

На перегонах и в пределах небольших станций трасса кабельной магистрали прокладывается в пределах полосы отвода железной дороги, ширина которой составляет по 60 м в обе стороны от головки рельса железнодорожного пути.

На переходах кабелей через водные преграды основное влияние уделяется защите подводных кабелей от повреждения. Для этого на реках глубиной до 8 метров кабели прокладываются с заглублением в дно реки не менее, чем на 1 метр. В местах вывода кабелей из воды рекомендуется укреплять берега бетонными плитами и камнем.

НУП размещаются на промежуточных станциях и, как исключение, на перегонах, при этом с целью удобств эксплуатации и снижения затрат на строительство НУП и НРП стремятся размещать в одних и тех же пунктах.

Трасса приведена в альбоме чертежей на листе 1.

4. Расчет влияний контактной сети и высоковольтных линий передачи на кабельные линии

Напряжения и токи, возникающие в цепях линии связи от влияния различных источников, в отличии от полезных токов и напряжений, несущих информацию, называются посторонними. На воздушные и кабельные линии связи большее влияние оказывают линии электропередачи (ЛЭП), контактные сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного токов и др. Влияние это может быть опасным, мешающим или одновременно опасным и мешающим.

Опасным называется такое влияние, при котором напряжения и токи, возникающие в цепях линии связи (ЛС), могут создавать:

- опасность для жизни обслуживающего персонала,

- повреждения аппаратуры и приборов, включенных в цепи ЛС,

-ложные сигналы железнодорожной сигнализации и телемеханики, приводящие к авариям на железных дорогах.

Мешающим называется такое влияние, при котором в каналах связи появляются помехи, нарушающие нормальное действие этих устройств.

Уменьшение влияния с помощью уменьшения заземленных тросов и кабирования объясняется эффектом экранирования.

4.1 Расчет влияния электротяги переменного тока

Контактные сети переменного тока оказывают значительно большие опасные и мешающие влияния на цепи связи. Опасные влияния обусловлены рабочими токами частотой 50 Гц. Следует различать три режима работы контактной сети:

Ш Нормальный, если тяговые точки поступают в контактную сеть от всех подстанций участка;

Ш Вынужденный, когда одна из тяговых подстанций временной отключена и ее нагрузку воспринимают смежные с ней подстанции;

Ш Режим короткого замыкания - аварийный режим, в этом случае контактный провод замыкается на рельсы или землю.

Расчет выполнен на усилительном участке Оренбург (0 км) - Сакмарская (31 км) общей длиной 31 километров. Размещение тяговых подстанций берём из таблицы 3.1.

4.1.1 Расчет режима короткого замыкания опасных влияний

Для вынужденного режима опасные напряжения в цепях связи необходимо вычислять по формуле (4.1), так как длина данного усилительного участка кабельной цепи менее 40 км.

, (4.1)

где - круговая частота влияющего тока частотой =50 Гц;

₅₀- взаимная индуктивность между ТС и жилой кабеля при частоте f=50 Гц. Определяется исходя из значения а·x по графику [2, стр29]

На рисунке 4.1 представлен участок кабельной цепи между тяговыми подстанциями.



Рисунок 4.1 - Расчетный участок между ТП.

Значения U_М, посчитанные по формуле (4.1) сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Опасные напряжения в цепи связи

IК.З , кА	UМ , мВ
1	2
Прямое плечо
4,6	2,7
4,95	2,87
5,3	3,047
5,65	3,277
6	3,48
Обратное плечо
4,35	2,523
4,7	2,726
5,05	2,929
5,4	3,132

Используемые величины:

а - ширина сближения (берём а = 20м);

- вспомогательная величина;

f - частота 50 Гц;

- проводимость грунта (по заданию = 0,04 См/м);

I_КЗ - ток короткого замыкания;

=0,49 - коэффициент экранирования рельсов;

S_об = 0,077 - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц;

- расстояние между станциями Оренбург и Сакмарская (31 км).

Максимальное из рассчитанных значений U_м = 3,48 мВ, что значительно меньше нормы (36 В).Делаем вывод, что влияние электротяги переменного тока незначительно.

4.1.2 Расчет мешающих влияний

Мешающее напряжение следует рассчитывать по формуле:

В, (4.2)

где _к=2950 с^-1;

M_к - взаимная индуктивность между контактным проводом и кабелем связи для частоты 950 Гц (390 мкГ/км);

I_к - эквивалентный ток (по заданию 2А);

р_к - коэффициент акустического воздействия на частоте 950 Гц (1,109);

з_к - коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам (0,00081);

S_к = 0,077·0,49 = 0,038;

l_э - длина соответствующего влияющего участка тяговой сети, равна длине усилительного участка (31 км).

Учитывая все вышеизложенные данные рассчитаем мешающее напряжение U_ш: U_ш = 4,924 В.

Норма мешающего напряжения U_ш^норм = 1,5 мВ. Так как мешающие напряжения превышают норму, следовательно требуется защита от мешающих напряжений и токов на этом участке.

4.2 Расчет влияний ЛЭП с изолированной нейтралью на цепи связи

4.2.1 Мешающие влияния

Построим предполагаемую ЛЭП на расчетном участке (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Расчетный участок между ТП.

Принимаем а1 = 40 м, а2 = 40 м, а3 = 30 м, а4 = 20 м, а5 = 30 м, а6 = 30 м.

. (4.2)

По формуле (4.2) находим а_ЭКВ и по графику находим М [2, стр.29]:

Следовательно, а_ЭКВ1 = 40 м, М1 = 523,9 мкГ/км,

а_ЭКВ2 = 34,64 м, М2 = 552,6 мкГ/км,

а_ЭКВ3 = 24,5 м, М3 = 621,62 мкГ/км,

а_ЭКВ4 = 24,5 м, М4 = 621,62 мкГ/км,

а_ЭКВ5 = 30 м. М5 = 581,2 мкГ/км.

Напряжение шума в приемнике двухпроводной телефонной цепи от влияния ЛЭП с заземленной нейтралью для кабельных линий до 40 км определяется по формуле, мВ:

• U_T=10³I_фЭКВZ_(123-А)срк_1фз₅₀l_Сpq(l^, +l_Э/2)/l (4.3)
• где: I_фЭКВ - ток согласно заданию, равный 0,7 А;
• Z_(123-А)ср - модуль взаимного сопротивления между однородными ЛЭП и ЛС для частоты f = 50 Гц, Ом;
• к_1ф - поправочный коэффициент, равный 0,85;
• l^, - расстояние, равное l_Э-l, км (в данном случае l^, = 0);
• з₅₀ - коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам (з₅₀ = 0,0013);
• l_С - расстояние от середины влияющего участка высоковольтной линии до конца расчётного усилительного участка (при отключении второй ТП - 27,5 км, первой - 3,5 км);
• l_Э - длина сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчётного усилительного участка (31 км);
• l -длина усилительного участка линии связи (31 км);
• p - коэффициент экранирования заземлённых проводов при электрическом влиянии ЛЭП (0,7);
• q - коэффициент экранирования сплошного ряда деревьев при электрическом влиянии ЛЭП (0,7).
• Модуль взаимного сопротивления между однородными ЛЭП и ЛС определяется по формуле:
• Z_(123-А)ср =M_ср, (4.4)
• где: - угловая частота при f=50 Гц, с^-1;
• М_ср - средняя величина взаимной индукции, Гн/км.
• Средняя величина взаимной индукции рассчитывается по формуле:
• , (4.5)
• где: M_i - коэффициент взаимной индукции на i-м участке, Гн/км;
• L_i - расстояние между двумя точками, определяемое по рисунку 4.2, км;
• L - длина всего усилительного участка, км.
• Средняя величина взаимной индукции: М_ср = 580,2 мкГ/км.
• Модуль взаимного сопротивления: Z_(123-А)ср = 0,182 мОм.
• Рассчитаем напряжение шума по (4.3):
• При отключении второй ТП U_T = 0,943 В, при отключении второй ТП U_T = 0,12 В.
• Расчетные значения ЭДС и напряжений попадает в интервал допустимых значений, следовательно, никаких дополнительных мер по защите кабеля применять не будем.

5. Защита кабеля и аппаратуры связи от опасных и мешающих влияний

Для полной уверенности в том, что проектируемая линия связи хорошо защищена от воздействий электромагнитного поля, будем использовать ряд мероприятий. В настоящее время с целью снижения в устройствах проводной связи опасных и мешающих влияний высоковольтных линий и электрифицированных ж.д. на стороне последних применяют:

-включение на подстанциях быстродействующих автоматических выключателей при токах короткого замыкания;

-частичное заземление нейтралью и включение токоограничивающих устройств;

-включение в трёхфазные линии сглаживающих устройств;

-осуществление транспозиции проводов на трёхфазных линиях;

-подвеска на трёхфазных линиях заземлённых тросов;

-включение отсасывающих трансформаторов в контактные сети электрифицированных ж.д. переменного тока;

-применение трехпроводной системы электрифицированных ж.д. 2 х 25 кВ с линейными автотрансформаторами.

В аппаратуре усилительных пунктов признано целесообразным предусматривать в каждой цепи кабеля определённый минимум защитных средств от опасных и мешающих напряжений и токов независимо от того, в каком районе будет прокладываться данная магистраль, имеются ли поблизости источники электромагнитных влияний или нет. Опыт показывает, что до 25% всей длины кабельных магистральных линий проложено вдоль высоковольтных линий и электрических ж.д. переменного тока и, следовательно, подвержено опасному и мешающему влиянию внешних электромагнитных полей от этих источников. Кроме того, почти на всей территории СНГ наблюдаются грозовые разряды, создающие опасность возникновения повреждений в линиях и аппаратуре НУП.

Оборудование НУП различных систем передачи имеют отдельные узлы, испытательное напряжение которых колеблется от очень низких напряжений до нескольких тысяч вольт. Аппаратура не является равнопрочной в отношении крепости изоляции и поэтому может в той или иной части выходить из строя от возникающих на линии и проникающих в аппаратуру высоких напряжений как со стороны входа и выхода усилителя, так и со стороны блока дистанционного питания. Пока не существует таких защитных элементов, которые могли бы с одной стороны. Понизить напряжение до очень малых величин и, с другой, быть достаточно мощными, чтобы пропускать возникающий большой ток. Обычно защита всего оборудования от высоких напряжений импульсного и периодического переменного тока (50 Гц) организуется по каскадному принципу. Иными словами, применяется ступенчатый способ защиты, обычно с тремя ступенями.

При конструировании НУП экономически оправдывается предусматривать включение в каждом НУП на входе и выходе усилителей и в схемах самих усилителей на переходах транзисторов тех или иных элементов защитного устройства в зависимости от системы уплотнения цепей.

Первая ступень или каскад обеспечивает грубую защиту, снижающую перенапряжения от нескольких киловольт до нескольких сотен или десятков вольт. Этот каскад осуществляется в большинстве случаев с помощью мощных газонаполненных или искровых разрядников с пробивным напряжением 300 - 3000 В.

Второй каскад защитных устройств обеспечивает дальнейшее снижение напряжения от сотен вольт до нескольких вольт. Этот каскад осуществляется с помощью разрядников с пробивным напряжением 70 - 100 В, а также с помощью фильтров, дросселей, корректирующих контуров, которые выполняют и другие функции, кроме защитных.

Третий каскад обеспечивает защиту в основном усилителей, построенных на полупроводниковых приборах. Эта защита осуществляется с помощью стабилитронов, в.ч. - диодов, соединенных по различным схемам. Они имеют напряжение срабатывания в пределах нескольких вольт и являются практически безынерционными.

Таким образом, назначение всех ступеней защиты - снизить амплитуды возникающих перенапряжений до значений, при которых обеспечивается нормальная работа пассивных и усилительных элементов оборудования НУП.

5.1 Редукционные трансформаторы

Редукционные трансформаторы (РТ) являются эффективным средством защиты от влияний высоковольтных линий (ЛЭП и эл.ж.д.). При помощи РТ можно увеличить экранирующее действие защитных оболочек. Схематично РТ изображен в альбоме чертежей, лист 5. Первичная обмотка включается в разрез металлического покрова (оболочку, броню, экран) защищаемого кабеля 1-1, а вторичная- в разрез жил кабеля 2-2. Первичная обмотка РТ обычно выполняется из медного изолированного проводника, поперечное сечение которого не меньше общего эквивалентного поперечного сечения металлического покрова кабеля. Вторичная обмотка представляет собой пучок изолированных друг от друга жил, по конструкции одинаковых с жилами защищаемого кабеля.

6. Симметрирование кабелей

Симметрирование кабельных цепей является основной мерой их защиты от внешних и взаимных помех. Оно состоит в компенсации действующих в кабеле электромагнитных связей с целью повышения защищённости цепей и переходного затухания. Симметрирование производится как в заводских условиях (скрутка жил), так и при строительстве в процессе монтажа кабельных линий.

Так как в кабелях низкой частоты преобладают ёмкостные связи, симметрирование их осуществляется скрещиванием и включением дополнительных конденсаторов.

В железнодорожных кабелях применяют преимущественно симметрирование внутри четверок. Перед началом симметрирования все ответвления и вводы должны быть замонтированы. Для симметрирования четверок сначала измеряют емкостные связи в соединяемых строительных длинах кабеля.

Затем производят симметрирование, которое осуществляют в три этапа: внутри шагов симметрирования, при соединении шагов и на смонтированном усилительном участке.

Симметрирование внутри шагов симметрирования (первый этап) может выполняться в одной, трех и семи точках, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от концов шага симметрирования.

При одноточечной схеме сначала монтируют прямые муфты, а затем конденсаторную. В случае трехточечной схемы вначале осуществляют монтаж прямых муфт, затем симметрирующих и только потом конденсаторных. При симметрировании по семиточечной схеме сначала монтируют симметрирующие муфты. Затем прямые муфты и последней - конденсаторные муфты.

Схемы скрещивания жил цепей при соединении четверок в симметрирующих муфтах выбирают по данным измерений емкостных связей и асимметрии.

Когда имеется искусственная цепь, число возможных вариантов скрещивания равно восьми. При выполнении симметрирования скрещиванием пробуют все возможные схемы и выбирают, при которой связь и асимметрия имеют наименьшие значения. Когда нельзя одновременно уменьшить связи и асимметрию, оператор выбирают исходя из задачи уменьшения связей. Если скрещиванием не удалось снизить связи и асимметрию до допустимых величин, то применяют симметрирование конденсаторами. При соединении шагов между собой (второй этап) симметрирование выполняется способом скрещивания по результатам измерений переходного затухания между цепями на частоте 800 Гц. Выбирают операторы, которые дают наибольшее переходное затухание. Симметрирование на смонтированном усилительном участке (третий этап) производят в муфте, расположенной в середине участка. В этой муфте определяют наилучший оператор по измерениям переходного затухания на дальнем конце. В четверках не удовлетворяющих нормам, производят дополнительно симметрирование с помощью конденсаторов. В тех случаях, когда строительные длины кабелей имеют небольшие значения емкостных связей и асимметрии, симметрирование допустимо производить упрощенным методом в два этапа. На первом этапе во всех соединительных муфтах на усилительном участке четверки соединяют по оператору х••. На втором этапе в трех муфтах, примерно равноотстоящих друг от друга и от концов усилительного участка, производят подбор операторов по результатам измерений переходного затухания при частоте 800 Гц на ближнем конце, защищенности на дальнем конце и асимметрии цепей относительно земли. Если подбором операторов не удается достичь установленных норм, применяют симметрирование конденсаторами.

6.1 Симметрирование высокочастотных цепей

Симметрирование выполняется в два этапа.

На первом этапе при соединении строительных длин кабеля в соединительных муфтах на всем усилительном участке для уменьшения влияния через третьи цепи высокочастотные четверки соединяют по оператору х••. Одновременно разделывают кабели на боксах и производят монтаж всех муфт, за исключением двух ближайших к усилительным пунктам и трех, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от усилительных пунктов.

На втором этапе в двух муфтах, ближайших к усилительным пунктам, выбирают наилучший оператор по измерениям переходного затухания на ближнем конце.

Затем в оставшихся незамонтированных трех муфтах подбирают наилучшие операторы по результатам измерений защищенности цепей на дальнем конце.

Если с помощью скрещивания не удается получить требуемые значения, то производят в тех же муфтах симметрирование контурами.

Кроме метода симметрирования высокочастотных цепей (кабелей) с помощью контуров противосвязи, по измерениям переходного затухания и защищенности между цепями, существуют и другие. Для кабелей низкого качества применяют метод симметрирования по результатам измерений комплексных связей.

6.2 Симметрирование низкочастотных цепей

Влияния между цепями внутри четвёрок уменьшают смешиванием их, которое заключается в том, что на протяжении кабельной линии четвёрки меняются местами, то удаляясь друг от друга, то сближаясь. Перед началом симметрирования все ответвления и вводы должны быть замонтированы.

Для симметрирования четвёрок сначала измеряют емкостные связи в соединяемых строительных длинах кабеля. Затем производят симметрирование, которое осуществляют в три этапа: внутри шагов симметрирования, при соединении шагов и на смонтированном усилительном участке.

Первый этап может выполняться в одной, трёх и семи точках, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от концов шага симметрирования. Схемы скрещивания жил цепей при соединении четвёрок в симметрирующих муфтах выбирают по данным емкостных связей и асимметрии.

Второй этап выполняется способом скрещивания по результатам измерений переходного затухания между цепями на частоте 800 Гц. На участках, где возможны большие внешние влияния, на втором этапе симметрирования проводят дополнительные мероприятия по снижению коэффициента чувствительности. Для этого при наращивании шагов одновременно с измерениями переходного затухания на ближнем и дальнем концах через каждые два шага симметрирования производят измерения напряжений в цепях четвёрок.

На третьем этапе симметрирование производят в муфте, расположенной в середине участка. В этой муфте определяют наилучший оператор по измерениям переходного затухания на дальнем конце. В четвёрках, не удовлетворяющих нормам, производят дополнительно симметрирование с помощью конденсаторов.

7. Расчёт длин и ёмкости кабеля для сети парковой связи громкоговорящего оповещения (ПСГО)

Она организуется на сортировочных станциях и позволяет руководителям манёвров (командирам) передавать указания работникам парка. Для повышения оперативности обработки железнодорожных составов система ПСГО, кроме прямого канала громкоговорящей связи в направлении распорядительный пункт - сортировочный парк имеет обратный канал проводной связи, позволяющий работникам парка своевременно докладывать командиру о выполнении задания. Для этого на территории парка устанавливаются переговорные устройства, оборудованные микрофонами соединённые с аппаратурой распорядительного пункта с помощью фидера, состоящего из двухпроводной линии для передачи телефонных сообщений и посылки вызывных сигналов в направлении к распорядительному пункту. По двухпроводной линии сигнал от микрофона транслируется к распорядительному пункту, усиливается в усилителе низкой частоты и воспроизводится громкоговорителем на пульте командира. Работники парка могут обмениваться информацией между собой, при этом сигнал от микрофона переговорного устройства по двухпроводной линии обратного канала поступает в аппаратуру распорядительного пункта, усиливается в усилителе низкой частоты и по двухпроводной линии прямого канала поступает в громкоговорители парка, которые воспроизводят передаваемое сообщение.

В двух- и трёхфидерной системе ПСГО, так же, как и в однофидерной, используется только один усилитель, поэтому одновременная передача сообщений двух и более абонентов невозможна. Это снижает оперативность обмена информацией и делает систему ПСГО малоэффективной на станциях с большим объемом маневровой работы.

В курсовом проекте необходимо спроектировать ПСГО на плане станции (чётный 3, нечетный 4), расставить громкоговорители ГР - 10, карликовые переговорочные устройства (ПУ), соединить их между собой и постом ЭЦ, используя унифицированные концевые (УКМ) и тройниковые муфты, а также рассчитать длину групповых и индивидуальных кабелей по формуле:

L_k = 1,03 · (L +6·n + L_в + L_р + L_з), (7.1)

где L - расстояние от поста ЭЦ до групповой муфты или объекта централизации (между объектами ЭЦ), определяемое по ординатам и станции;

n - количество пересекаемых кабелем путей (длина кабеля при пересечении одного пути и межпутья составляет 6 м);

L_в - длина кабеля при вводе в пост ЭЦ (определяется расстоянием поста ЭЦ до трассы кабелей и расходом кабеля (25 м) на ввод в релейное помещение);

L_р - длина кабеля, определяемая подъёмом его со дна траншеи до муфты релейного шкафа или другого объекта ЭЦ (принимается 1,5 м);

L_з - расход кабеля на разделку и запас (на переразделку) у муфты, шкафа, светофора и т. п. (принимается 1 м).

Схема организации ПСГО представлена в альбоме чертежей (лист 4).

Результаты расчетов по формуле (7.1):

Чётная сторона:

L_1-2 = 1,03 · (966 - 692 +6·2 + 0 + 3 + 2) = 299,73 м ?300 м;

L_1-4= 372,86 м ?375 м;

L_1-6= 444,96 м ?445 м;

L_2-3= 49,44 м ?50 м;

L_2-5= 159,65 м ?160 м;

L_4-7= 86,52 м ?90 м;

L_5-8= 61,8 м ?65 м;

L_7-9= 87,55 м ?90 м;

L_8-12= 203,94 м ?205 м;

L_8-11= 132,87 м ?135 м;

L_10-11= 94,76 м ?95 м;

Нечётная сторона:

L_1-4= 101,97 м ?105 м;

L_1-5= 85,49 м ?90 м;

L_2-4= 108,15 м ?110 м;

L_2-3= 61,8 м ?65 м;

L_3-7= 79,31 м ?80 м;

L_5-6= 56,65 м ?60 м;

L_6-8= 23,69 м ?25 м;

L_7-9= 11,33 м ?15 м;

L_8-11= 90,64м ?95 м;

L_9-10= 90,64 м ?95 м;

L_10-12= 326,51 м ?330 м;

L_11-12= 314,15 м ?315 м.

8. Выбор ёмкости и типов кабелей на станции

По заданию нужно организовать связь между дистанциями, а также обеспечить по 50 телефонных номеров на каждую из них. Схема организации кабельной линии связи на станции приведена в альбоме чертежей (лист 5). На каждую дистанцию от ШЧ подаются определённые виды связей:

ТЧ - ПДС;

ЭЧ - ПДС, ЭДС, ТУ, ТС;

ПЧ - ПДС, ЛПС;

ДС - ПДС, ЭДС, ПС, ВГС, ПРС, ЛПС, СЭМ, ДК;

ВЧД - ПДС, ВГС.

Укажем на какие дистанции подаются связи по каждому из участков:

1 - ЭЧ+ПЧ+ТЧ+ДС+ВЧД;

2 - ПЧ+ТЧ+ДС+ВЧД;

3 - ТЧ;

4 - ДС+ВЧД;

5 - ВЧД.

Распишем связи по каждому из участков и выберем тип кабеля на каждом из них (повторяющиеся связи будем выводить шлейфом):

1 - (ПДС+ЭДС+ТУ+ТС); (ПДС+ЛПС); (ПДС+ЭДС+ПС+ВГС+ ПРС+ЛПС+ +СЭМ+ДК); (ПДС+ВГС)+резерв.

Следовательно, для этого участка выберем кабель ТЗПАБ 7Ч4Ч1,2.

2 - (ПДС+ЛПС); (ПДС+ ЭДС+ПС+ВГС+ ПРС+ЛПС+СЭМ+ДК); (ПДС+ +ВГС)+резерв.

Следовательно, для этого участка выберем кабель ТЗПАБ 7Ч4Ч1,2.

3 - ПДС+ резерв.

Следовательно, для этого участка выберем кабель ТЗПАБ 4Ч4Ч1,2.

4 - (ПДС+ЭДС+ПС+ВГС+ПРС+ЛПС+СЭМ+ДК); (ПДС+ВГС)+резерв.

Следовательно, для этого участка выберем кабель ТЗПАБ 7Ч4Ч1,2.

5 - (ПДС+ВГС)+резерв.

Следовательно, для этого участка выберем кабель ТЗПАБ 4Ч4Ч1,2.

Для обеспечения по 50 телефонных номеров на дистанцию укажем, что по первому участку должно обеспечиваться 250 номеров, по второму - 200, по третьему - 50, по четвёртому - 100, по пятому - 50.

В связи с этим для каждого участка выберем кабель:

1 - ТПП 300Ч2Ч0,4;

2 - ТПП 200Ч2Ч0,4;

3 - ТПП 50Ч2Ч0,4;

4 - ТПП 100Ч2Ч0,4;

5 - ТПП 50Ч2Ч0,4.

Проверим правильность выбора сечения кабеля. Для этого рассчитаем суммарную длину всех участков:

L = 550+700+800+350+100=2500 м=2,5 км.

Кабель сечением 0,4 мм будет обеспечивать связь на длине:

L = R_шл / R_жил, (8.1)

где R_шл - сопротивление жил (800 Ом);

R_жил - сопротивление жил (148 Ом/м).

Отсюда, L = 5,4 м. Следовательно, кабеля сечением 0,4 м вполне достаточно для обеспечения по 50 телефонных номеров на дистанцию.

9. Содержание кабелей под давлением

В эксплуатации свинцовые и алюминиевые оболочки кабелей связи подвергаются различным механическим и электрохимическим влияниям, которые могут вызвать их повреждение, в результате чего влага проникнет к токоведущим жилам, снизится их электрическая изоляция, и связь прекратится вообще, либо ухудшится ее качество.

Эффективным способом контролирования состояния кабеля является содержание его под постоянным избыточным газовым давлением. Этот способ позволяет обнаружить повреждение оболочки кабеля сразу, как только оно возникает, и при небольших отверстиях в оболочке предохраняет кабель от проникновения влаги, чем сохраняет его работоспособность. В тех случаях, когда повреждение нельзя быстро устранить (при разливе рек и т. д.), проникновение влаги в кабель можно предотвратить в течение довольно длительного времени подкачиванием воздуха с одного или обоих концов поврежденного участка. Кроме того, содержание кабеля под постоянным давлением позволяет определить место повреждения при помощи радиоактивных изотопов и галоидных газов.

Таким образом, содержание кабеля под давлением увеличивает срок его службы, повышает надежность связи.

Применяются две системы:

а) с периодическим пополнением газа;

б) с автоматическим пополнением газа.

Газ, используемый для наполнения и создания избыточного внутреннего давления, должен быть: инертен, т. е. не влиять на материалы, применяемые в кабеле: медь, свинец, алюминий, бумагу, стирофлекс, полиэтилен и др.; сухим; негорючим, взрывобезопасным и безвредным; не должен снижать электрической прочности изоляции; дешевым.

Наибольшее распространение получили азот и воздух, как наиболее полно удовлетворяющие указанным выше требованиям. Однако от применения азота в ряде случаев приходится отказываться из-за трудностей получения его в местах прохождения кабельных магистралей. Эксплуатационные расходы при использовании воздуха меньше. Поэтому выгоднее применять осушенный воздух, нагнетаемый в кабель при помощи компрессорных установок или из баллонов, в которых он находится в сжатом состоянии (до 150 атм.).

10. Монтаж кабельной магистрали

10.1 Скелетная схема кабеля

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является скелетная схема участка кабеля (она показана в альбоме чертежей на листе 2), а также магистральная схема (она показана в альбоме чертежей на листе 3). На скелетной схеме связи показывается усилительный участок с размещением на нем кабеля, его низкочастотных ответвлений, типы муфт и места их включения, а также включение усилительных пунктов систем уплотнения.

Для ответвления от магистрального кабеля применяют разветвительные муфты. Следует стремиться к тому, чтобы место ответвления совпадало с прямой муфтой, те разветвительные муфты устанавливаются на стыке строительных длин кабеля. Если на целом месте магистрального кабеля, тогда они называются врезными; их монтируют в том случае, когда место ответвления удалено более чем на 100 м от ближайшего стыка строительных длин магистрального кабеля. В случае если ответвления к линейным объектам в пределах до 100 м их следует объединять. Чтобы уменьшить количество ответвлений от магистрального кабеля, передачу цепей к отдельным объектам в пределах станции производя кабелями вторичной коммутации от вводно-коммутационных устройств, домов связи или усилительных пунктов.

В помещении усилительного пункта кабель по скелетной схеме прокладывают от ввода до газонепроницаемой муфты, во всех остальных случаях - до бокса. Строительные длины кабеля соединяют в стыках симметрирующих муфт и разветвительных муфт.

Для надежной защиты телефонных цепей от взаимных внутрикабельных влияний, а также от внешних мешающих магнитных влияний при монтаже магистрального кабеля и его симметрируют. Симметрирование производится скрещиванием цепей по оператору X (скрещивание первой пары в каждой четверне) во всех соединительных муфтах усилительного участка.

Порядковую нумерацию муфт на стыках строительных длин ведут на участке между двумя ОУП по направлению счета километров главного ж. д. пути. Разветвительные муфты, устанавливаемые на стыках строительных длин, имеют двойную нумерацию. Первое число обозначает порядковых номер муфты. Врезные муфты не входят в общую нумерацию и обозначаются буквами РМ и порядковым номером разветвительной муфты.

Для герметизации кабеля при содержании его под давлением устанавливают газонепроницаемые муфты перед оконечными вводными устройствами в усилительных пунктах и начале каждого ответвления от магистрального кабеля.

10.2 Порядок счета, принятый на кабельных магистралях

Магистральные кабели при трехкабельной системе нумеруются следующим образом: первый и второй кабель - К1 и К2; кабель, от которого делаются все основные ответвления на перегонах, обозначается - К3.

Кабели, ответвляющиеся от магистрального кабеля К3, получают номера 4.

Боксам присваиваются двузначные номера, при этом второй цифрой является 1, а первая соответствует номеру кабеля ответвления. Муфты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра соответствует номеру кабеля, а вторая - типу муфты: соединительной - 2, газонепроницаемой - 3, разветвительной - 4.

10.3 Монтаж муфт и боксов

Для соединения отдельных строительных длин кабелей, имеющих свинцовую или алюминиевую оболочку, в местах ответвлений и для оконечной заделки применяют свинцовые муфты прямые (соединительные), разветвительные и оконечные. Симметрирующими и конденсаторными муфтами могут быть как прямые, так и разветвительные муфты в зависимости от их расположения на магистрали. Прямые (соединительные) и симметрирующие муфты обозначают МС - муфта свинцовая (прямая). Размеры муфт зависят от диаметра сращиваемого кабеля. В прямых муфтах соединение жил строительных длин осуществляют напрямую (цвет в цвет). Все прямые (соединительные) муфты на магистральном кабеле являются симметрирующими, так как в них жилы строительных длин соединяют по заранее выбранному оператору скрещивания. Для монтажа магистрального кабеля следует применять прямые муфты типов МСП - 7 (муфта свинцовая прямая для магистрального кабеля емкостью 7 х 4), состоящие из свинцового цилиндра и свинцовых конусов.

Разветвительные муфты применяются двух типов: тройниковые и разветвительные (перчатки). Первые используют для ответвлений от магистрального кабеля, вторые - для распайки в помещениях кабеля большей емкости на несколько кабелей меньшей емкости. Муфты тройникового типа с продольным швом обозначают МСТ - муфта свинцовая тройниковая. Разветвительные муфты, устанавливаемые на стыке строительных длин, называются врезными: их монтируют в том случае когда место ответвления удалено более чем на 100 м от ближайшего стыка строительных длин магистрального кабеля. От механических повреждений прямые и разветвительные муфты защищают чугунными соединительными муфтами.

Строительная длина кабеля: ёмкостью 4Ч4 и 7Ч4 - 850 м, 14Ч4 - 425 м.

При проектировании учитываются потери на изгибы: 1,6%, потери на пайку в котлованах - 0,6%, при переходах через реку - 14%, при вводе в НУП - 20м, при разделке кабеля в РШ - 3м.

11. Выбор волоконно-оптической линии связи

11.1 Расчет оптического кабеля

Длина регенерационного участка определяется по формуле (11.1):

, (11.1)

где А-максимально допустимые потери на участке (А=31 дБ);

а_Р- затухание разъемного соединителя (а_Р=0,6 дБ);

n- колличество разъемных соеденителей (n=4);

A_З- эксплуатационный запас на затухание кабеля с учетом будующих изменений его конфигурации (A_З=5 дБ);

а- киллометрическое затухание кабеля (а=0,3 дБ);

Дa- увеличение затухания при температуре воздуха -40 ⁰С (Дa=0,01 дБ);

a_НР - затухание неразъемного соединения (a_НР=0,1 дБ);

l_СД- строительная длина кабеля (l_СД = 9 км).

Подставим в формулу (11.1) заданные значения:

км.

На основании расчета длины регенерационного участка и с учетом того, что ООП расставляются там же где ОУП, расставим ООП и РОП по трассе (таблица 11.1).

Затухание поглащения рассчитывается по формуле (11.2):

, (11.2)

где n₂- коэффициент преломления (n₂=1,541);

л- длина волны, на которой происходит передача (л=1,55 мкм);

tg(ц)- тангенс угла диэлектрических потерь (tg(ц)=10^-10).

Подставим в формулу (11.2) заданные значения:

дБ.

Затухание рассеивания рассчитывается по формуле (11.3):

, (11.3)

где К_Р- коэффициент рассеивания (К_Р=1,44·10^-25).

Подставим в формулу (11.3) заданные значения:

дБ.

Волновое сопротивление для сердцевины световода рассчитывается по формуле (11.4):

, (11.4)

где Z₀ - волновое сопротивление идеальной среды (Z₀=376,7 Ом);

n₁ - коэффициент преломления (n₁=1,55)

Подставим в формулу (11.4) заданные значения:

Ом.

Числовая апертура рассчитывается по формуле (11.5):

. (11.5)

Подставим в формулу (11.5) заданные значения:

.

Число МОД рассчитывается по формуле (11.6):

, (11.6)

где R_C- радиус сердечника (R_C=9мкм).

Подставим в формулу (11.6) заданные значения:

.

Выбираем кабель ОМЗКГм -30-02-0,25-32.

Таблица 11.1 - Размещение оконечных и регенерационных оптических пунктов на трассе линии связи.

Расстояние от станции Оренбург, км	Название станции	Наличие оптических пунктов
		ООП	РОП
1	2	3	4
69	Илецк 1	ООП	РОП
65	Разъезд Канисай
62	Разъезд Боевая Гора
56	Маячная
47	Разъезд Розенберг
30	Донгузская
15	Разъезд Ветелки
7	Меновой Двор
0	Оренбург	ООП	РОП
31	Сакмарская
55	Чебеньки		РОП
80	Чёрный Отрог
88	Балластная
105	Саракташ		РОП
130	Жёлтая
142	Кандуровка
153	Дубиновка
173	Канчерово		РОП
194	Кувандык
212	Рысаево
223	Медногорск
234	Блява		РОП
251	Сара
271	Халилово
287	Губерля
293	Разъезд №213-А		РОП
308	Круторожино
321	Никель	ООП	РОП

11.1 Выбор волоконно-оптической системы передачи

В настоящее время в волоконно-оптических системах передачи общего пользования используется унифицированная каналообразующая аппаратура цифровых систем передачи (ЦСП) различных уровней иерархии.

Системы передачи «Соната-2» и «Соната-3» системы можно применять для магистральной связи на расстоянии до 600 км. Это вполне подходит для нашего проектируемого участка.

Согласно заданию необходимо организовать 180 каналов магистральной связи и 120 дорожной.

Останавливаем свой выбор на системе Соната-3 с аппаратурой ИКМ-480, рассчитанной на 960 каналов. Это целесообразно, т.к. возникает не малый резерв каналов. Появляется возможность сдавать часть каналов в аренду, что очень выгодно.