Главная База знаний "Allbest" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Боготол – Ачинск – Красноярск

Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Боготол – Ачинск – Красноярск

Выбор аппаратуры связи, системы кабельной магистрали и распределение цепей. Монтаж кабельной магистрали. Расчет длин кабелей ответвлений и мешающих влияний на кабельные цепи. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 05.02.2013
Размер файла 995,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

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.).

8. Монтаж кабельной магистрали

8.1 Монтажная схема кабеля

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является монтажная схема участка кабеля (она показана в альбоме чертежей на листе 5). На этой 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.

Для прокладки линии от магистрального кабеля до устройств автоматики используем низкочастотный кабель марки ТЗБ 7х4х1,2.

8.2 Порядок счета, принятый на кабельных магистралях

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

Кабели, ответвляющиеся от магистрального кабеля К1, получают номера 3. В том случае, когда от К1 ответвляется больше двух кабелей, их обозначают 3а, 3б. От кабеля К2 ответвляются кабели 4. 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 82.

Муфты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра соответствует номеру кабеля, а вторая - типу муфты: соединительной - 2, газонепроницаемой - 3, разветвительной - 4.

8.3 Монтаж муфт и боксов

8.3.1 Монтаж соединительных муфт

Соединительная, стыковая муфты - сросток двух секций высокочастотного кабеля симметричной конструкции, в которой производят концентрированное симметрирование кабеля на усилительном участке. В стыковой муфте соединение жил и пар производят в зависимости от результатов измерения переходного затухания между парами. При необходимости в стыковых муфтах включают контуры противосвязи.

Для проектируемого участка кабельной магистрали для кабеля МКПАБП 7х4х1,05… выбираем соединительные свинцовые муфты типа МСП - 7.

8.3.2 Монтаж разветвительных муфт

Разветвительной муфтой называется сросток, в котором четверки и пары одного кабеля распределяются между двумя и более ответвляющихся кабелями разной емкости. Эти муфты монтируют также на речных переходах при распределении емкости магистрального кабеля между основными и резервными кабелями, на ответвлениях от магистрального кабеля к различным объектам на перегоне, в усилительных и оконечных пунктах в тех случаях, когда емкость магистрального кабеля превышает емкость оконечного кабельного оборудования. Для нашего случая выбираем разветвительные муфты типа МСТ 7х7 и МСТ 7х12.

8.3.3 Монтаж газонепроницаемых муфт

Для обеспечения герметичности магистрального кабеля на кабеле ответвления устанавливают газонепроницаемую муфту, которую монтируют на 4 - 5 метровом отрезке кабеля той же марки, что и кабель ответвлений. Для нашего случая выбирае муфты типа ГМС-7 и ГМСМ-60.

8.4 Применение чугунных муфт, монтаж и установка боксов

Для защиты муфт подземных кабелей от механических повреждений используют чугунные муфты.

На соединительные муфты типа МСП-7 устанавливают чугунную прямую муфту типа С-50.

На кабеле ответвления устанавливаются прямые муфты типа МС-40, им соответствуют чугунные муфты типа С-50 и МС-30 (С-35).

Газонепроницаемые муфты типа ГМСМ-60 укладывают в чугунные муфты типа С-55 и заливают битумной массой, а муфты ГМС-7 укладывают в С-50.

Разветвительным тройниковым свинцовым муфтам типа МСТ 7х7 соответствуют чугунные муфты типа Т - 50.

Кабели, ответвляющиеся от магистрального, заканчиваются боксами или оконечными муфтами. Для монтажа боксов выдаются монтажные карточки. В монтажных карточках боксов указывают номера и расцветку жил как магистрального кабеля, так и кабеля ответвления. Кроме того, указывают назначение пары, что необходимо при последующем включении и для обслуживания сданного в эксплуатацию кабеля. Для проектируемого участка выбраны малогабаритные боксы БМШ-1 с одним флинтом, рассчитанные для установки в релейных шкафах автоблокировки и переездной сигнализации, а также междугородные боксы БМ1-1 и БМ1-2, служащих для оконечной разделки вводных кабелей в помещениях объектов связи.

9. Волоконно-оптические системы связи

Одним из перспективных направлений совершенствования линий проводной связи является внедрение оптических кабелей. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) обладают рядом преимуществ по сравнению с существующими, поэтому вопросы их проектирования являются наиболее актуальными. Последовательность проектирования ВОЛС в значительной мере зависит от специфики системы связи и условий проектирования.

Важнейшим этапом проектирования на основе требований к числу каналов и дальности связи является выбор волоконно-оптической системы передачи, типа оптического кабеля и определения длины регенерационного участка.

ВОЛС в меньшей степени подвержены электромагнитным влияниям чем медные линии, позволяют передавать тысячи каналов.

В данном проекте медные кабельные линии подвержены не сильным воздействиям электромагнитных полей. На первом участке влияния незначительны, а на втором незначительно превышают нормы. Влияния удается снизить до установленных норм при помощи установка одного редукционного трансформатора. Взаимные влияния удается устранить при помощи симметрирования кабелей.

Число заданных каналов 300 магистральной и 180-дорожной связи. При таком количестве каналов и использовании системы ИКМ-120 и двух кабельной магистрали полностью удается передача информации и обеспечение резерва. То есть система обеспечивающая тысячи каналов нерациональна, тем более на втором коротком тупиковом участке.

При организации ВОЛС полностью освободиться от медных кабелей не удается в виду оперативно-технологических видов связи.

В виду всего вышеизложенного в данном проекте предпочтение отдано медной кабельной магистрали.

9.1 Выбор волоконно-оптического кабеля

Исходя из задания выберем кабель ОКМТ-А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5)

Строительная длина кабеля ОКМТ-А-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5) равняется 4 км. Для соединения строительных длин используются соединительные муфты. Они будут располагаться каждые 4 км. При организации ввода волокна на станции, где не устанавливается аппаратура уровня STM-16 используются разветвительные муфты. При этом часть волокон пропускается транзитом, а другая часть (в нашем случае 8 волокон) заводится на каждую станцию путем сварки с кабелем отпая. Такая схема организации отпая используется для уменьшения затухания на соединениях, так как потери в сварном соединении (до 0,1 дБ) существенно ниже потерь в разъемном соединении на кроссе (до 0,5 дБ на одно соединение). Разветвительную муфту также стараются совместить со строительной. При этом может использоваться кабель со строительными длинами меньше, чем 4 км.

На железнодорожных кабелях связи принята следующая нумерация. Порядковую нумерацию муфт на стыках строительных длин ведут на участке между двумя ОУПами 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.

Разрезы магистрального кабеля симметричной конструкции, кабеля для ответвлений и волоконно-оптического представлены в альбоме чертежей на листе 2.

9.1.1 Расчет длинны регенерационного участка

Длину регенерационного участка рассчитаем по следующей формуле:

, (13)

где: А=33 дБ - максимально допустимые потери на участке;

аР=0,5 дБ - затухание разъёмного соединителя;

n=2 - количество соединений;

АЗ=5дБ - эксплутационный запас на затухание кабеля с учетом изменения будущих конфигураций;

а=0,25дБ - затухание кабеля на один километр;

Да=0,05дБ - увеличение затухания при понижении температуры (t<-40);

аНР=0,1дБ - затухание не разъёмного усилителя;

LСД=4км - строительная длинна кабеля.

Подставим значения в выражение (13),

9.1.2 Расчет затухания поглощения

Затухание поглощения рассчитаем по приведенной ниже формуле:

, (14)

где: n1=1,46 - коэффициент преломления волновода;

л=1,55мкм - длинна волны пучка света в световоде;

tg(ц)= .

Подставим значения в выражение (14),

9.1.3 Расчет затухания рассеивания

Затухание рассеивания рассчитаем по формуле приведенной ниже:

, (15)

где: =1,25 - коэффициент затухания для кварца.

Подставим значения в выражение (15),

9.1.4 Расчет волнового сопротивления

Волновое сопротивление рассчитаем по приведенным ниже формулам:

, (16)

, (17)

где: =376,7 Ом - коэффициент затухания для кварца;

=1,457 - коэффициент преломления оболочки.

Подставим значения в выражение (16), (17);

;

9.1.5 Расчет числа мод

Расчет числовой апертуры произведем по ниже приведенным формулам:

, (18)

Вычисление числа мод выполняется по следующей формуле

, (19)

где: RC=8мкм - радиус сердечника.

Подставим значения в выражение (18), (19);

9.1.6 Расчет потерь на изгибы

Расчет числовой аппаратуры произведем по ниже приведенным формулам:

, (20)

где: RИЗ - радиус сердечника;

- разность коэффициентов преломления;

Исходя из условия получаем, что не меньше 33,9 мкм

9.2.1 Расчет параметров переходных влияний

Приведем пример расчета для граничной частоты спектра f=25 кГц. Результаты расчета для всего диапазона частот 50-250 кГц приведем в таблице 5

Электрическое и магнитное влияние между двумя цепями характеризуются соответственно электрической (К12) и магнитной (М12) составляющими.

Электрическая связь рассчитывается по формуле:

К12=g+iщk, (21)

где k - емкостная связь, k=11,5*10-12 Ф/с.д.,

g - активная составляющая электрической связи,

g=0,104щk, (22)

где щ=250000*2* с-1, верхняя граничная частота спектра, передаваемого по линии связи, по формуле (22):

g=0,104*3400*2* *11,5*10-12=2.555*10-8 (Ом/с.д.).

Таким образом, по формуле (21)

К12=2,555*10-8+i*3400*2* *11,5*10-12=2,555*10-8+i*2,457*10-7=

=2,47*10-7*еi*84,06 (См/с.д.).

Модуль магнитной связи определяется по формуле:

|М12|=|К12| Zв2, (23)

где Zв - модуль волнового сопротивления линии, Zв=258,014 Ом

Тогда по формуле (23):

|М12|=1,47*10-7*256,1912=6,328*10-5 (Ом/с.д.).

Магнитная связь рассчитывается по формуле:

М12=r+iщm, (24)

Где r - активная составляющая магнитной связи,

m - индуктивная связь.

Соотношение r/щm=0.204. Так как |М12|=, а r=0.204щm, то |М12|=щm=1,02щm, или щm=|М12|/1,02=6,328*10-5/1,02=6,204*10-5.

Тогда r=0,204щm=0,204*6,204*10-5=1,266*10-6.

Следовательно М12=1,266*10-6+i*6,204*10-5= 6,332*ei78,47 (Ом/с.д.).

На основании рассчитанных К12 и М12 производится расчет электромагнитной связи на ближнем конце (N12) и дальнем конце (F12) по формулам (на одну строительную длину):

N12=K12Zв+M12/Zв, (25)

F12=K12Zв-M12/Zв; (26)

N12=(2,555*10-8+i*2,457*10-7)*256,191+(1,166*10-5+i*6,204*10-5)/256,191=4,676*10-5+i*4,272*10-5= 6,334*10-5*еi*42,41,

F12=(2,555*10-8+i*2,457*10-7)*256,191-(1,166*10-5+i*6,204*10-5)/256,191=6,323*10-5*ei*41,97 .

Переходное затухание на ближнем конце на участок выражается по формуле:

(27)

где - километрическое затухание кабельной линии, =0,25 дБ/км;

s - строительная длина кабеля, s= 4 км;

l - длина участка влияния, за длину принимаем наибольшую длину перегона, l=23 км.

Тогда по (27):

Норма переходного затухания на ближнем конце для НЧ-цепей составляет 60,8+l=102,8 (дБ), т.е. переходное затухание на ближнем конце укладывается в норму.

Переходное затухание на дальнем конце на участок выражается по формуле:

(28)

Норма переходного затухания на дальнем конце для НЧ-цепей составляет 60,8+l=102,8 (дБ), т.е. переходное затухание на ближнем конце не укладывается в норму.

Защищенность на участок выражается по формуле:

(29)

Норма защищенности для НЧ-цепей составляет 60,8 (дБ), т.е. защищенность укладывается в норму.

Таблица 5 -Переходные затухание на дальнем, ближнем конце участка и защищенность на участке во всем диапазоне частот.

f, кГц

50

100

150

200

250

A0,дБ

51,69

51,20

50,81

50,18

49,92

A1,дБ

123,1

122,2

121,4

120,1

119,6

A3,дБ

81,13

80,16

79,37

78,12

77,60

Норма переходных затуханий на дальнем, ближнем конце строительной длины и защищенность на строительной длине составляет 60,8+l=

Графики зависимости переходного затухания на дальнем, ближнем конце участка и защищенность на участке от частоты изображены на рисунке 4.

Рисунок 4- Графики зависимости переходного затухания на дальнем, ближнем конце участка и защищенность на участке от частоты.

Таблица 6 -Переходные затухание на дальнем, ближнем конце участка и защищенность на строительной длине во всем диапазоне частот.

f, кГц

50

100

150

200

250

A0,дБ

51,70

51,22

50,82

50,20

49,94

A1,дБ

97,68

96,72

95,93

94,68

94,17

A3,дБ

96,46

95,49

94,7

93,45

92,94

Рисунок 5 - Графики зависимости переходного затухания на дальнем, ближнем конце участка и защищенность на строительной длине от частоты.

Заключение

В данном курсовом проекте были изучены основы проектирования кабельных магистральных линий связи. В результате разработки данного проекта были получены знания об аппаратуре, применяемой для связи на железнодорожном транспорте, о различных типах кабелей и о влияниях, действующих на линию связи. В процессе проектирования были рассчитаны влияния контактной сети железной дороги переменного и постоянного токов на линию связи. Были рассмотрены меры защиты кабельных линий связи от наведённых напряжений. В процессе проектирования были приобретены навыки разработки кабельных линий связи.

Были сделаны выводы о целесообразности применения различной аппаратуры в зависимости от условий прокладки линии связи.

Список используемых источников

1. Большая советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия,1973г, т.11, с 343-344.

2. Марков М.В., Михайлов А.Ф. Сети электросвязи на железнодорожном транспорте. - М.: Транспорт, 1986, с.155-156.

3. Михайлов М. И. и др. Защита сооружений связи от опасных и мешающих влияний. - М.: Связь, 1978. - 288 с., ил.

4. Электромагнитные влияния высоковольтных линий на цепи связи.-Методические указания к дипломному и курсовому проектированию. Е. Г. Требина, В. У. Костиков. Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1980.

5. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Задание на курсовой проект с методическими указаниями для студентов IV курса.

6. Инженерно-технический справочник по электросвязи. Кабельные и воздушные линии. - М.: Связь, 1966. - 671с.

7. Виноградов В.В., Кузьмин В.И., Гончаров А.Я. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. - М. Транспорт, 1990. - 231с.

8. Правила защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. - М. Транспорт, 1973.

9. Правила защиты устройств проводной связи от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока. - М. Транспорт, 1969.

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

11.Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. Учебник для высших учебных заведений. М. Радио и связь,1988. 543с.

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены