Размещено на http://www.allbest.ru/

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Проект каБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ ПерМь - Верещагино

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит 45 страниц, 6 иллюстраций, 2 таблицы, 2 использованных источников

ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА, ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ, ЛИНИЯ СВЯЗИ, МАГИСТРАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ, ЧЕТВЕРКА, УПЛОТНЯЮЩАЯ АППАРАТУРА, УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ, РЕГЕНЕРАЦИОННЫЙ ПУНКТ, СХЕМА СВЯЗИ, СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА, МУФТА, СТРОИТЕЛЬНАЯ ДЛИНА, ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ, ПЕРЕХОДНОЕ ЗАТУХАНИЕ, ФИЛЬТР, СИММЕТРИРОВАНИЕ.

Пояснительная записка содержит описание проектируемого участка линии связи (физико-географические данные, сведения о сближении с железными дорогами и их характеристику, описание административно-хозяйственной структуры участка); произведен выбор кабельной системы, типа кабеля; определено размещение оконечных и промежуточных усилительных пунктов; описан монтаж кабельной магистрали; произведен расчет взаимных влияний в цепях связи, описаны меры по снижению влияний; произведен расчет мешающих и опасных влияний контактной сети железной дороги на линию связи, рассмотрены и рассчитаны меры по снижению мешающих и опасных влияний, приведено описание мер по защите аппаратуры связи.

Альбом чертежей, прилагающийся к пояснительной записке, содержит план трассы линии связи, общий вид и сечение кабеля со спецификацией, схему вводов, скелетную схему кабеля, схемы защиты аппаратуры связи.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА ЛИНИИ СВЯЗИ

1.1 Куйбышевская железная дорога

1.2 Куйбышевская область

1.3 Ульяновская область

2. ВЫБОР ТИПОВ КАБЕЛЕЙ, СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ, РАЗМЕЩЕНИЕ ЦЕПЕЙ ПО ЧЕТВЕРКАМ

2.1 Выбор аппаратуры уплотнения

2.2 Выбор типов кабелей

3. РАЗМЕЩЕНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ И РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПУНКТОВ НА ТРАССЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

4. ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ И ЦЕПЕЙ СЦБ ПО КАБЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

5. ВЫБОР АРМАТУРЫ ДЛЯ МОНТАЖА КАБЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

6. РАСЧЕТ ОПАСНЫХ И МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ НА КАБЕЛЬ

6.1 Расчет влияний тяговой сети постоянного тока

6.2 Расчет влияния ЛЭП с заземленной нейтралью

6.2.1 Расчет опасных влияний

6.2.2 Расчет мешающих влияний

7. ЗАЩИТА КАБЕЛЯ И АППАРАТУРЫ СВЯЗИ ОТ ОПАСНЫХ И МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ

7.1 Защита кабеля от опасных влияний

7.2 Защита аппаратуры связи и автоматики от перенапряжений

7.3 Защита от мешающего влияния тяговой сети постоянного тока

8. СИММЕТРИРОВАНИЕ КАБЕЛЕЙ

9. СОДЕРЖАНИЕ КАБЕЛЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

10. ВЫБОР ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

10.1 Выбор волоконно-оптической системы передачи

10.2 Выбор типа оптического кабеля

10.3 Расчет длины регенерационного участка

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

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

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 воздушным, кабельным и радиорелейным линиям.

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

Кабельные линии связи строят: при электрификации железных дорог по системе тока в качестве основной меры защиты цепей связи, автоматики и телемеханики от влияния тяговой сети; взамен воздушной линии связи при строительстве автоматической блокировки и диспетчерской централизации; при электрификации железных дорог по системе постоянного тока и строительстве главных дополнительных путей, когда конструкция воздушной линии экономически нецелесообразна; на вновь строящихся железных дорогах магистрального значения; в районах, подверженных сильным гололедом; также в районах, намеченных к электрификации по системе переменного тока на ближайшие годы.

В данном курсовом проекте разработана линия связи на участке железной дороги, которая в должной мере отвечает приведенным выше требованиям; определены влияния высоковольтных линий на цепи проводной связи.

1. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УЧАСТКА ЛИНИИ СВЯЗИ

1.1 Куйбышевская железная дорога

Куйбышевская железная дорога создана в 1959 г. на базе объединения куйбышевской и уфимской железных дорог. Управление находится в городе Куйбышеве. Эксплуатационная длина дороги на 1 января 1971 г. составляла 4529,8 км, или 3,3% от протяженности все железнодорожной сети СССР. Проходит по территории Куйбышевской, Пензенской областей, Мордовской, Татарской и Башкирской республик и частично по Рязанской, Тамбовской и Челябинской областям. Граничит с Горьковской, Московской, Южно-Уральской и с Приволжской железными дорогами.

1.2 Куйбышевская область

Площадь Куйбышевской области 53600 кв. км. В состав области входят 25 административных районов, 10 городов, 18 поселков городского типа.

Климат континентальный, засушливый. Средняя температура января -14 градусов; средняя температура июля +21 градус. Среднегодовая норма осадков на западе и севере - 450 мм, на юге - 300 и менее.

Преобладающие почвы - чернозем. На правобережье развиты темно-серые оподзоленные и выщелоченные черноземы. В левобережье на северо-востоке - тучные черноземы, на северо-западе они перемежаются с оподзоленными черноземами.

1.3 Ульяновская область

Площадь Ульяновской области 37300 кв. км. В состав области входят 20 административных районов, 6 городов, 30 поселков городского типа.

Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января -13 градусов, июля - +19 градусов. Среднегодовая норма осадков - 300 мм, до 500 на западе.

Ульяновская область лежит в зоне лесостепи. В почвенном покрове преобладают черноземы. Лесопокрытая площадь составляет 25% территории области; наиболее крупные массивы лесов сосредоточены на северо-западе.

2. ВЫБОР ТИПОВ КАБЕЛЕЙ, СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ, РАЗМЕЩЕНИЕ ЦЕПЕЙ ПО ЧЕТВЕРКАМ

2.1 Выбор аппаратуры уплотнения

В соответствии с заданием, необходимо обеспечить 250 каналов для магистральной связи и 90 каналов для дорожной связи.

Для организации 250 каналов магистральной связи возьмём 3 комплекта уплотняющей аппаратуры ИКМ-120.

Для организации 90 каналов дорожной связи выберем подходит комплект уплотняющей аппаратуры ИКМ-120.

Аппаратура типа ИКМ-120 является стодвадцатиканальной аппаратурой высокочастотного уплотнения. Предназначена для организации 120 двухсторонних телефонных каналов тональной частоты по двум однотипным симметричным кабелям. В системе связи ИКМ-120 группа каналов прямого и обратного направлений имеет одинаковую скорость передачи цифровой информации (8,448 Мбит/c).

Система ИКМ-120 является четырехпроводной, поэтому на каждую систему отводится две пары жил. Так как аппаратура уплотнения требует разнесения уплотняемых пар, то система будет двухкабельной.

Учитывая то, что в каждом кабеле необходимо иметь запас свободных жил на случай использования кабеля для других видов связи распределим связи по четвёркам так, что в первом и во втором кабеле будет занято 6 полных четверки и 1 четверка остается в резерве.

2.2 Выбор типов кабелей

Для обеспечения различных видов связи существует множество типов кабелей. Для прокладки кабельных магистралей вдоль железных дорог, электрифицированных по системе переменного тока наиболее подходящим является кабель типа МКПАБ 741,05+520,7+10,7 (симметричный магистральный кабель с кордельно-полиэтиленовой изоляцией в алюминиевой оболочке, бронированный).

Основная трасса вдоль заданного участка дороги будет прокладываться с использованием кабеля МКПАБ.

Кабель типа МКПАБ 741,05+520,7+10,7 содержит пять сигнальных пар, одну контрольную жилу и 7 четвёрок. Высокочастотные четвёрки (ВЧ) имеют номера 1,2,4,6, остальные четвёрки - низкочастотные (НЧ). Для создания ответвлений от магистрального кабеля будем использовать однородный кабели в свинцовой оболочке марки ТЗБ 341,2, ТЗБ 741,2, ТЗБ 1241,2.

Сведения о размещении цепей связи по четверкам для кабеля МКПАБ приведены в табл. 2.1.

Общий вид и сечения кабелей приведены в альбоме чертежей.

Схема вводов заданного участка приведена в альбоме чертежей.

Таблица 2.1 Распределение цепей по четверкам магистральных кабелей

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

3. РАЗМЕЩЕНИЕ УСИЛИТЕЛЬНЫХ И РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПУНКТОВ НА ТРАССЕ ЛИНИИ СВЯЗИ

Система ИКМ-120 использует скорость передачи цифровой информации равную 8,448 Мбит/с. Промежуточные регенерационные пункты аппаратуры ИКМ-120 располагаются на трассе линии связи через 5-8 км. Допускается более близкое расположение пунктов. Регенерационные пункты бывают обслуживаемые (ОРП) и необслуживаемые (НРП). ОРП устанавливаются на более крупных станциях, где питание осуществляется от местных источников электроэнергии и облегчен доступ к аппаратуре. НРП устанавливаются как на станциях, так и на перегонах. Допускается и даже является более предпочтительным совмещение НРП с НУП и ОРП с ОУП.

Максимальная длина участка ОРП - ОРП равна 180 км, максимальная длина участка НРП - НРП равна 8 км, максимальная длина участка ОРП - НРП равна 8 км.

Сведения о размещении усилительных и регенерационных пунктов приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Размещение усилительных и регенерационных пунктов

Расстояние по трассе, км	Расстояние между пунктами, км	Станция (перегон)	Уплотненные цепи	Неуплотненные цепи
0	0	Пермь II	НРП
5	5	Пермь-Сорт.	НРП
12	7	Курья	НРП
17	5	Оверята	НРП	НУП
22	5	перегон	НРП
28	6	Увал	НРП
34	6	перегон	НРП
40	6	Чайковская	ОРП	ОУП
44	6	о. п. Вожаково	НРП
50	6	о. п. Сюзьва	НРП
58	8	Григорьевская	НРП	НУП
65	7	перегон	НРП
72	7	перегон	НРП
79	7	перегон	НРП
86	7	Менделеево	НРП
92	6	перегон	НРП
97	5	о. п. Кукетский	НРП
105	8	ст. Зюкай	НРП	НУП
113	8	Верещагино	НРП

4. ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ И ЦЕПЕЙ СЦБ ПО КАБЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

Организация всех связей для обеспечения оперативной работы дороги по магистральным кабельным линиям отличает железнодорожные кабельные линии от подобных им линий Министерства связи. Это вызвано большим количеством низкочастотных технологических связей и необходимостью их выделения в ряде пунктов как на станциях, так и на перегонах. Наличие многих ответвлений от магистрального кабеля вызывает ряд затруднений при его монтаже и эксплуатации.

Магистральная кабельная линия связи должна давать возможность организации 22 низкочастотных технологических связей и до 300 каналов ВЧ-связи. Необходимость в каналах ВЧ-связи складывается из каналов для обходных цепей низкочастотных технологических связей (по одному каналу на каждый вид технологической связи), каналов для ВЧ-технологических видов связи (например, дорожной распорядительной связи, связи совещаний и т.д.) и каналов для дальней автоматической телефонной связи.

Для дальней автоматической телефонной связи, охватывающей все станции дороги (до 3 класса включительно), требуется в среднем 100-120 каналов. Кроме того, при определении количества каналов ВЧ-связи следует учитывать, что для дальней автоматической телефонной связи между МПС и управлением дороги необходимо до 40 каналов, что на тех участках железных дорог, через которые транзитом проходят связи с управлениями нескольких дорог, потребует организации мощных пучков каналов. Необходимы каналы ВЧ-связи также для организации автоматической телеграфной связи и сети передачи данных.

Несмотря на то, что основным видом магистральной кабельной линии связи является двухкабельная линия, нельзя считать, что целесообразность применения однокабельных линий полностью исключается. На некоторых участках дорог (малодеятельных, тупиковых в отношении средств связи и т.д.) такие линии могут применяться.

Главным недостатком кабельных линий связи в настоящее время является совместное прохождение путей связи и автоматики в одних кабелях, что вызывает влияние кодовых цепей на каналы связи, требует установки фильтров и т.д., а также вызывает необходимость большого количества ответвлений.

Ответвления от магистрального кабеля делают для ввода цепей в помещения постов ЭЦ и пассажирские здания, подвода цепей автоматики и перегонной связи к сигнальным точкам автоблокировки, для включения промежуточных пунктов линейно-путевой связи на перегонах, связи объектов электрификации (тяговых подстанций и др.), а также для некоторых других целей.

Ответвления с цепей осуществляется шлейфом или параллельно; цепи автоматики всегда ответвляют шлейфом. На станциях, где нет усилительных пунктов, все цепи отделенческой связи заводят в пассажирское здание с устройствами автоматики и пост ЭЦ шлейфом. На тех же станциях, где находятся усилительные пункты, ответвления от магистрального на пост ЭЦ или пассажирское здание, как правило, не делают, а необходимые цепи связи и автоматики передают от усилительного пункта кабелем вторичной коммутации. В тех случаях, когда объекты, к которым должно быть подано ответвление, находятся на расстоянии меньше 100 метров один от другого, применяют объединенные ответвления, заканчивающиеся на ближайшем из объектов.

Ниже приведена таблица кабелей ответвлений и вторичной коммутации для участка железной дороги Ульяновск-центр - Белый ключ.

Таблица 4.1

Ординаты объектов связи	Тип ответвления	Цепи ответвления, вводимые	Число требуемых пар кабелей	Емкость и марка выбранного кабеля	Расстояние по трассе до объекта, м	Доп. расход кабеля, м	Общая длина кабеля, м
		Шлейфом	Параллельно
44 км 000	ОРП (л)	Все	-	42	2хТЗБ 12х4	125	23	148
44 км 500	ТП (п)	ТУ, ТС	ЭДС, ПС	6	ТЗБ 3х4	50	4	54
45 км 500	Рш-Вх (л)	ПГС, СЦБ	ПДС	17	ТЗБ 12х4	3	3	6
48 км 000	Рш-С (л)	МС, ПГС, СЦБ	-	18	ТЗБ 12х4	3	3	6
48 км 500	П (л)	ПГС	ЛПС	5	ТЗБ 3х4	100	5	105
50 км 500	Рш-С (п)	МС, ПГС, СЦБ	-	18	ТЗБ 12х4	3	3	6
52 км 000	ПСКЦ (п)	ТУ, ТС	ЭДС	5	ТЗБ 3х4	5	3	8
53 км 500	Рш-Вх (п)	ПГС, СЦБ	ПДС	17	ТЗБ 12х4	3	3	6
55 км 000	Пз (п)	Все	-	42	2хТЗБ 12х4	35	21	56

4. 5. ВЫБОР АРМАТУРЫ ДЛЯ МОНТАЖА КАБЕЛЬНОЙ МАГИСТРАЛИ

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является монтажная схема кабеля (см. альбом чертежей). При определении необходимого количества кабеля учитывают запас в размере 2%: 1,6% на укладку кабеля в траншеях, котлованах и 0,4% на отходы при спаечных работах. При прокладке кабеля в грунт, подверженный смещению или выпучиванию, запас в траншее и котлованах увеличивают до 4%, при прокладке через водоемы принимают запас 14%. Для монтажа муфт и раскладки кабеля в котлованах концы строительных длин должны перекрывать друг друга. Кроме того, необходимо учитывать, что на ввод кабеля в ОУП требуется запас 20 м, в НУП - 10 м, в релейный шкаф сигнальной установки автоблокировки - 3 м. В помещении усилительного пункта кабель по скелетной схеме прокладывают от ввода до газонепроницаемой муфты, во всех остальных случаях - до бокса.

Для ответвления от магистрального кабеля применяют разветвительные муфты. Это сросток, в котором четверки и пары одного кабеля распределяются между двумя и более ответвляющимися кабелями разной емкости. Разветвительные муфты монтируют на речных переходах при распределении емкости магистрального кабеля между основным и резервным кабелями, на ответвлениях от магистрального кабеля к различным объектам на перегонах (а иногда и на станциях), в усилительных и оконечных пунктах в тех случаях, когда емкость магистрального кабеля превышает емкость оконечного кабельного оборудования. Следует стремиться к тому, чтобы место ответвления совпадало с прямой муфтой. Разветвительные муфты, устанавливаемые не 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 или тройниковыми муфтами.

Для герметизации кабеля при содержании его под постоянным избыточным давлением устанавливают газонепроницаемые муфты типа ГМС-4, ГМСМ-40 или ГМСМ-60 - перед оконечными вводными устройствами в усилительных пунктах и в начале каждого ответвления от магистрального кабеля. Эти муфты монтируют на 4-5-метровом отрезке кабеля той же марки, что и кабель ответвления. Для муфты ГМС от механических повреждений ее помещают в чугунную муфту и заливают битумной массой. Газонепроницаемые муфты, устанавливаемые в помещениях, естественно, в защите чугунными муфтами не нуждаются.

Нумерация магистральных кабелей.

При двухкабельной системе кабель, от которого делаются все основные ответвления на перегонах, получает наименование К1, второй кабель - К2.

Нумерация кабелей ответвлений и боксов.

Кабели, ответвляющиеся от магистрального кабеля К1, получают номера 3 и 5. В том случае, когда от кабеля К1 ответвляется больше двух кабелей, их обозначают 3а, 5а, 3б, 5б. От кабеля К2 ответвляются кабели 4 и 6.

Боксам, которыми заканчиваются кабели ответвлений, присваивают двузначные номера, первая цифра которых соответствует номеру кабеля ответвления, вторая - 1, например, 31, 41 и т. д.

Нумерация муфт на кабелях ответвлений.

Соединительные муфты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра которого являются номером кабеля, вторая - 2, например, 32, 42 и т. д.

Газонепроницаемые муфты нумеруют по такому же принципу - 33, 43 и т. д. Разветвительные муфты имеют номера 34 и 54 на ответвлении от кабеля К1, 44 и 64 на ответвлении от кабеля К2. В том случае, когда ответвление имеет более двух разветвительных муфт на одном кабеле, их нумеруют 34а, 34б, 54а (для К1) и т. д.

Нумерация усилительных пунктов.

Счет обслуживаемых усилительных пунктов ОУП ведут в направлении счета километров на железной дороге.

Счет необслуживаемых усилительных пунктов НУП ведут внутри каждого усилительного участка ОУП - ОУП, начиная от ОУП низшего номера к ОУП высшего номера. В числителе пишут номер НУП, а в знаменателе - номер предыдущего ОУП.

6. РАСЧЕТ ОПАСНЫХ И МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ НА КАБЕЛЬ

6.1 Расчет влияний тяговой сети постоянного тока

Контактные сети электрических железных дорог постоянного тока оказывают мешающие влияния на цепи связи вследствие искажения рабочего тока и напряжения в них дополнительными гармониками, появляющимися в процессе работы выпрямителей тяговых подстанций, при искрении пантографов, щеток моторов и т.д. Ввиду того, что электрическое влияние составляет 10 - 20% в сравнении с магнитным, в расчетах им пренебрегают.

Для расчета возьмем самый большой усилительный участок для неуплотненных цепей: Байдеряково - Сызрань, длиной 31 км.

Взаимное расположение усилительного участка и тяговых подстанций

Рис. 6.1

На рис. 6.1:

.

Результирующее псофометрическое напряжение рассчитываем по следующей формуле:

, (6.1)

где - значения мешающего напряжения, индуктированного в цепи связи в пределах каждого участка тяговой сети.

Расчет производим по следующим формулам:

от участка тяговой сети с односторонним питанием

, (6.2)

с двухсторонним

, (6.3)

где - мешающее напряжение на участке с односторонним питанием,

/1, c.11/;

- то же, с односторонним,

/1, c.11/;

- угловая частота, рад/c,

;

- среднее значение коэффициента взаимной индукции, мкГн/км;

- коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам,

/1, c.32/;

- коэффициент экранирующего действия рельсов (для кабельной линии связи ),

/1, c.31/,

/1, c.31/.

- длина сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка, км;

- расстояние от середины влияющего участка линии до конца расчетного усилительного участка линии связи, км;

- длина усилительного участка линии связи, для которого производится расчет влияний, км;

- коэффициент распространения линии связи, 1/км,

/1, c.32/;

- входное сопротивление тяговой сети, Ом,

/1, c.12/.

Удаление кабеля от тяговой сети

Рис. 6.2

Для косых участков эквивалентную ширину сближения вычисляем по следующей формуле:

, (6.4)

Результаты расчета сведены в табл.6.1.

Для нахождения коэффициента взаимной индукции вычислим вспомогательную величину:

, (6.5)

где - частота, Гц,

;

- проводимость земли, См/м,

.

Затем находим произведение .Далее по графику определяем коэффициент взаимной индукции/1, c.29 - 30/.

Потом по вычисляем среднее значение коэффициента взаимной индукции по следующей формуле:

, (6.6)

где - коэффициент взаимной индукции на -м участке косого или параллельного сближения, мкГн/км;

- длина -го участка сближения, м;

- количество участков сближения.

Результаты расчета сведены в табл.6.1.

Таблица 6.1 Расчет коэффициентов взаимной индукции

	,м	x		, мкГн/м
60,60	60	14,14	848,4	223,4
60,30	42,43	14,14	600,0	287,2
30,30	30	14,14	424,2	353,6
30,50	38,73	14,14	547,6	304,5
50,20	31,62	14,14	447,1	343,4

Рассчитаем среднее значение коэффициентов взаимной индукции по (6.6).

.

.

Рассчитаем мешающие влияния по (6.2) и (6.3).

.

Остальные значения напряжений рассчитываем аналогично и результаты заносим в табл.6.2. Результирующее напряжение шума рассчитываем по (6.1) и результаты заносим в табл. 6.2.

Таблица 6.2 Расчет мешающих влияний

	Одностороннее питание	Двухстороннее питание
, мВ	0,0019	0,0017
, мВ	0,0006	0,0006
, мВ	0,0020	0,0018

6.2 Расчет влияния ЛЭП с заземленной нейтралью

6.2.1 Расчет опасных влияний

ЛЭП с заземленной нейтралью оказывает опасные и мешающие влияния на линию связи. Под влиянием ЛЭП в жилах кабеля наводится продольная ЭДС. ЛЭП переменного тока влияют в основном на частоте 50 Гц и высших гармониках, главным образом в тональном диапазоне частот.

Продольная ЭДС в проводе (жиле) связи зависит от длины влияющего участка ЛЭП, которая равна расстоянию от начала сближения ЛЭП и линии связи до места короткого замыкания фазового провода ЛЭП на землю (в пределах рассчитываемого усилительного участка). При расчете используется метод проб, то есть последовательно определяются ЭДС при коротком замыкании фазового провода в разных местах трассы ЛЭП. Для расчета используем следующую формулу:

, (6.7)

где - количество участков косого или параллельного сближения до предполагаемого места короткого замыкания;

- угловая частота, рад/с,

;

- ток короткого замыкания, определяемый по диаграмме в зависимости от места аварии, А;

- коэффициент взаимной индукции -го участка сближения, мкГн/м;

- коэффициент экранирующего действия рельсов (для кабельной линии связи ),

/1, c.32/,

/1, c.32/.

- длина -го участка сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка, км.

Расчет коэффициентов взаимной индукции ведем согласно методике, изложенной в п. 6.1. Результаты расчета сведены в табл. 6.3.

Таблица 6.3 Расчет коэффициентов взаимной индукции

	,м	x		, мкГн/м
160,160	160	3,54	566,4	298,3
160,130	144,22	3,54	510,5	318,1
130,130	130	3,54	460,2	338,1
130,150	139,64	3,54	494,3	324,3
150,120	134,16	3,54	474,9	332,0

Удаление кабеля от тяговой сети

Рис. 6.3

Распределение токов короткого замыкания вдоль трассы ЛЭП

Рис. 6.4

По графику определяем токи короткого замыкания при питании с одного конца и другого (см. табл. 6.4).

Затем производим расчет продольной ЭДС, индуктируемой в жиле по (6.7):

.

Остальные значения напряжений рассчитываем аналогично и результаты заносим в табл.6.4.

Таблица 6.4 Продольная ЭДС, индуктируемая в жиле

Первая тяговая подстанция	Вторая тяговая подстанция
, А	, В	, А	, В
474,3	19,2	737,3	23,7
466,9	39,0	722,5	50,4
460,8	56,5	708,1	77,2
454,8	72,9	692,0	105,2

Так как допустимая индуктируемая ЭДС от влияния ЛЭП с заземленной нейтралью составляет 1800 В /1, c.24/, то делаем вывод что опасные влияния в норме.

6.2.2 Расчет мешающих влияний

Напряжение шума в приемнике двухпроводной телефонной цепи от влияния ЛЭП с заземленной нейтралью, мВ

, (6.8)

Для воздушных линий связи длиной до 80 км и кабельных до 40 км (для левого конца цепи связи), мВ

, (6.9)

где - поправочный коэффициент, принимаемый равным 0,60 для ЛЭП питающих смешанную нагрузку;

- модуль взаимного сопротивления между однопроводными ЛЭП и линией связи на частоте 800 Гц (усредненное значение), Ом;

- эквивалентное значение тока, А,

;

- коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам,

/1, c.32/;

- расстояние от середины влияющего участка линии до конца расчетного усилительного участка линии связи, км,

;

- длина усилительного участка линии связи до начала сближения с ЛЭП, км,

;

- длина сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка, км,

;

- длина усилительного участка линии связи, для которого производится расчет влияний, км,

;

- коэффициент экранирующего действия рельсов (для кабельной линии связи ),

/1, c.31/,

/1, c.31/.

Расчет коэффициентов взаимной индукции ведем согласно методике, изложенной в п. 6.1. Результаты расчета сведены в табл. 6.5.

Таблица 6.5 Расчет коэффициентов взаимной индукции

	,м	x		, мкГн/м
160,160	160	14,14	2262,4	77,6
160,130	144,22	14,14	2039,3	89,3
130,130	130	14,14	1838,2	102,1
130,150	139,64	14,14	1974,5	93,2
150,120	134,16	14,14	1897,0	98,1

Рассчитаем среднее значение коэффициента взаимной индукции по (6.6).

.

Рассчитаем модуль взаимного сопротивления:

.

Рассчитаем напряжение шума по (6.9):

.

Допустимое мешающее напряжение определяется по следующей формуле:

, (6.10)

где - число усилительных участков линии связи, подверженных влиянию, .

Таким образом

.

Сравнивая полученное значение с рассчитанными, видим, что мешающие влияния в норме.

7. ЗАЩИТА КАБЕЛЯ И АППАРАТУРЫ СВЯЗИ ОТ ОПАСНЫХ И МЕШАЮЩИХ ВЛИЯНИЙ

7.1 Защита кабеля от опасных влияний

линия связь кабельный магистраль

Редукционные трансформаторы (РТ) являются эффективным средством защиты от влияний высоковольтных линий. Первичная I и вторичная II обмотки РТ имеют одинаковое число витков и намотаны на замкнутый железный сердечник. Первичная обмотка включается в разрез металлического покрова (оболочку, броню, экран) защищаемого кабеля, а вторичная - в разрез жил кабеля. 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.

РТ увеличивает магнитную связь между металлопокровами кабеля и сердечником и вызывает появление дополнительной E₂^рт и компенсирующего тока I₂.

РТ не оказывает заметного увеличения собственного затухания сигнала, так как используется сам кабель. РТ используется для защиты ВЧ каналов. РТ включается на длине усилительного участка в количестве до трёх штук.

Марка РТ - ОСГРГ - однофазный, сухой, герметизированный, редукционный.

РТ повышает экранирующее действие металлических покровов кабеля. При наличии других (третьих) цепей, например, рельсовой цепи, экранирующее действие которой повышается за счёт применения ОТ.

Экранирующий эффект (S) РТ зависит от их числа: при одном РТ S=0,3;, при двух - 0,2; при трех - 0,15. Без РТ величина S составляет 0,8…0,9.

Отсюда следует, что наличие одного РТ дает снижение помех в 3 раза, а при трех РТ помехи снижаются в 6 раз. Дальнейшее увеличение РТ не дает существенной выгоды.

Установка отсасывающих трансформаторов является эффективным методом снижения магнитного влияния контактной сети переменного тока на линии связи. Отсасывающие трансформаторы обычно имеют коэффициент трансформации от 0,8 до 1, мощность 800 кВ*А и более. Известны два способа включения отсасывающих трансформаторов:

1) с обратным проводом;

2) без обратного провода.

При установке отсасывающих трансформаторов с обратным проводом первичная обмотка трансформатора включается в контактный провод, а вторичная - в дополнительный провод, подвешенный на опорах контактной сети и периодически соединяемый с рельсами. При протекании тягового тока по первичным обмоткам трансформаторов во вторичных обмотках и обратном проводе будет протекать ток почти противоположного направления, что снижает напряженность влияющего магнитного поля. При включении вторичных обмоток в рельсы ток в них значительно увеличивается, что улучшает экранирующее действие рельсов.

Количество устанавливаемых отсасывающих трансформаторов определяется расчетами. Их защитное действие зависит от расстояний между ними, взаимного расположения линии, подверженной влиянию, и тяговой сети, сопротивления рельсов относительно земли и т. д. Коэффициент защитного действия при включении в провод обратного тока может иметь значения 0,25..0,5, а при включении в рельсы - 0,25..0,7.

Использование отсасывающих трансформаторов в качестве меры защиты от опасных и мешающих влияний удорожает строительство тяговой сети, усложняет эксплуатацию и увеличивает потери электроэнергии, но при необходимости защиты дорогостоящих действующих сооружений (магистральных кабелей, кабельных сетей местной связи и т. д.) их применение может быть оправдано.

7.2 Защита аппаратуры связи и автоматики от перенапряжений

Разработка схем защиты зависит от следующих факторов:

Элементная база аппаратуры (реле, полупроводники)

Вид передаваемой информации - аналоговая, цифровая, уплотнённые (неуплотнённые) цепи.

Разновидность линейного сооружения - воздушные линии, симметричный кабель, высокочастотный кабель, коаксиальная линия, волновод.

Схема защиты состоит из совокупности разрядников, плавких вставок (предохранитель), нелинейных сопротивлений, полупроводниковых элементов и заземлителей.

Рассмотрим пример схем защиты и принцип действия.

Схема защиты (см. чертеж схем защиты) состоит из разрядника Р-35, сопротивления заземления, плавких вставок и линейного трансформатора.

Работа схемы: в связи с различным временем срабатывания Р-35 разрядных промежутков Р₁ и Р₂ вначале пробивается (срабатывает) один из них, например Р₁. Через Р₁ будет проходить ток, затем сработает Р₂.

Недостаток этой схемы-не одновременность срабатывания Р₁ Р₂ приводит к появлению опасных волн перенапряжения в двухпроводных цепях, которые трансформируются линейным трансформатором и поступают на вход аппаратуры. Эти волны будут вызывать импульсы перенапряжений. Для устранения этого недостатка применяют дренажные и запирающие катушки. Рассмотрим такую схему (см. чертеж схем защиты).

Дренажная катушка - устраняет не одновременность срабатывания

Запирающая катушка - препятствует проникновению в двухпроводную цепь мешающих напряжений.

Недостатки этой схемы:

1) используется дренажная и запирающая катушки для защиты высокочастотной аппаратуры приводит к изменению ёмкостной и индуктивной составляющих нагрузок кабельной линии, особенно на ВЧ;

2) применение одного газонаполненного разрядника Р35 приводит к значительному времени запаздывания срабатывания разрядника, а это сказывается при использовании в схемных решениях автоматики и связи полупроводников и, особенно, микросхем.

Из-за этих недостатков приведённая схема используется для аппаратуры, работающей в тональном диапазоне частот.

При использовании ВЧ аппаратуры автоматики и связи в состав схем защиты должны входить полупроводниковые элементы:

диодные ограничители,

стабилитроны,

динисторы,

варисторы.

Эти элементы имеют нелинейную ВАХ и повышенное быстродействие. В качестве примера приведём схему защиты усилителя ВЧ связи (см. чертеж схем защиты) с помощью динистора (т.н. динисторная защита).

Данный фрагмент схемы защиты аппаратуры позволяет обеспечить защиту ВЧ усилителя от импульсных напряжений, возникающих в двухпроводных кабельных цепях за счёт наличия газонаполненного разрядника Р-4 и встречно-параллельного включения динисторов КН102А.

Любая схема защиты должна иметь каскад, который бы защищал элементы аппаратуры от перенапряжений относительно земли.

Для этой цели используют вывод от средней точки линейного трансформатора служебной связи.

Разрядник Р-34, включается между средней точкой линейного трансформатора служебной связи и землёй. Данный разрядник одновременно защищает двухпроводную цепь, в которую включены ВЧ усилитель и аппаратуру служебной связи от перенапряжений.

В этой схеме имеются три каскада защиты:

Самый грубый: на разрядниках Р-34, для которого U_сраб=1500100 В; срабатывает относительно корпуса или заземлителя. Все потенциалы обнуляются при срабатывании, все опасные токи стекают в заземлитель.

Выполнен на разряднике Р-4, Uсраб=10020 В. Разрядник устраняет перенапряжение между проводами (“провод-провод”).

Чувствительный и быстродействующий - снижает перенапряжения до десятков вольт, в зависимости от типа используемых динисторов.

Такая схема может быть использована и применяется в эксплуатации в настоящее время для ограничения перенапряжений, возникающих в кабельных линиях при использовании аппаратуры ВЧ связи.

Недостаток схемы - ограниченная пропускная способность динисторов по току.

Сейчас ведутся разработки по замене динисторов на варисторы.

7.3 Защита от мешающего влияния тяговой сети постоянного тока

Основной мерой защиты от мешающих влияний электрифицированных железных дорог постоянного тока является применение сглаживающих фильтров (установка их на тяговых подстанциях обязательна). Выбор фильтров производится на основании расчетов мешающих напряжений и по технико-экономическим соображениям (учитывается его стоимость, потери электроэнергии, простота обслуживания и т.д.). Рекомендуется при предварительном расчете ориентироваться на фильтр 1 (см. чертеж схем защиты) как более экономичный, а в случае превышения допустимых напряжений переходить к схеме 2.

В случае небольших мешающих напряжений можно использовать еще более экономичный и удобный в эксплуатации фильтр 3, с применением которого мешающее напряжение на выходе тяговой подстанции ориентировочно в два раза выше, чем при использовании системы 1.

8. СИММЕТРИРОВАНИЕ КАБЕЛЕЙ

Кабельные цепи в строительных длинах одного и того же типа кабеля всегда имеют различные электрические характеристики (в пределах допустимых техническими условиями), и от того, как они будут соединены, зависит защищенность их от взаимных влияний и влияний внешних источников.

Поэтому при выполнении монтажных работ с симметричными кабелями проводят комплекс мероприятий, направленных на уменьшение влияний. Взаимные влияния возникают в результате наличия между цепями электромагнитных связей. При этом в кабелях низкочастотных (до 4 кГц) преобладают электрические (емкостные) связи, а в кабелях высокочастотных (до 252 кГц) - электромагнитные комплексные связи. Внешние влияния обусловлены связями, вызванными продольной асимметрией цепей, подверженных влиянию. Для снижения взаимных влияний уменьшают связи между цепями скрещиванием жил, включением между жилами цепей конденсаторов и контуров из последовательно соединенных резисторов с активным сопротивлением и конденсаторов. Эти контуры называют контурами противосвязи.

Сущность симметрирования скрещиванием заключается в компенсации электромагнитных связей между цепями на одном участке кабельной линии, связями другого участка, путем соединения жил без скрещивания или со скрещиванием. Компенсация объясняется тем, что при скрещивании связи изменяют свой знак.

При симметрировании конденсаторами последние устанавливают в промежуточной муфте, соединяющей два участка кабельной линии, и включается между жилами цепей.

Симметрирование контурами противосвязи заключается в том, что токи помех, вызываемые электромагнитными связями между цепями, компенсируются токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью контуров, включаемых между жилами цепей. Необходимо, чтобы контур противосвязи воспроизводил частотную зависимость естественной электромагнитной связи, которая носит комплексный характер.

На ближний конец токи влияния с различных участков приходят с разными фазами, и компенсировать их токами противосвязи сложно. Поэтому практически симметрирование контурами противосвязи применяют только для уменьшения влияний на дальний конец. Влияние на ближний конец уменьшают скрещиванием.

В низкочастотных кабелях преобладают емкостные связи и можно применять симметрирование скрещиванием, конденсаторами и контурами противосвязи; при симметрировании высокочастотных кабелей - скрещиванием и контурами противосвязи.

Применение одних конденсаторов нецелесообразно, поскольку при высоких частотах действуют электрические и магнитные связи, соизмеримые между собой. Внешние влияния уменьшают снижением продольной асимметрии путем включения конденсаторов между жилами и оболочкой (землей) и резисторов активного сопротивления в жилы кабелей.

Методика симметрирования высокочастотных и низкочастотных цепей различна. Объясняется это следующим. Высокочастотные цепи имеют большое затухание на высоких частотах и токи влияния на ближний конец с участков, расположенных на расстоянии, соответствующем затуханию 10-11 дБ (на верхних частотах передаваемого спектра), незначительны. Это позволяет производить симметрирование на всем усилительном участке.

Низкочастотные цепи имеют значительно меньшее затухание и, снижая влияние на дальний конец, можно увеличить влияние на ближний конец и наоборот. Поэтому симметрирование низкочастотных кабелей производят небольшими участками, называемыми шагами симметрирования. Обычно длину шага симметрирования непупинизированных кабелей принимают равной 2 км, а пупинизированных 1.7 км.

В железнодорожных кабелях дальней связи имеются как высокочастотные, так и низкочастотные четверки и приходится при симметрировании таких кабелей применять оба метода.

Симметрирование низкочастотных цепей. В кабелях со звездной скруткой жил, наибольшие влияния имеют место между цепями внутри четверок. Влияние между цепями смежных четверок меньше вследствие различных шагов их скрутки. Однако при большой длине кабеля это влияние может превысить допустимое. Уменьшают его смешиванием четверок, которое заключается в том, что на протяжении кабельной линии четверки меняются местами, то, удаляясь, друг от друга, то сближаясь. 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. Муфты, в которых производится симметрирование скрещиванием, называют симметрирующими; муфты, в которых производится симметрирование скрещиванием и конденсаторами, называют конденсаторными, муфты, в которых симметрирование не производится и жилы соединяются напрямую, называют прямыми муфтами.

Для удобства процедуры скрещивания (х) и прямого соединения (*) называют операторами. При одноточечной схеме сначала монтируют прямые муфты, а затем конденсаторную. В случае трех точечной и семи точечной схемы вначале осуществляют монтаж прямых муфт, затем симметрирующих и только потом конденсаторных.

Схемы скрещивания жил при соединении четверок в симметрирующих муфтах выбирают по данным измерений емкостных связей и асимметрии. Выбирают ту схему, 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. Наращивание шагов производят последовательно, начиная от концов усилительного участка в его середине по измерениям переходного затухания на ближний и дальний концы, добиваясь наибольшего их значения. Одновременно выравнивают рабочие емкости и сопротивления жил основных цепей в шаге симметрирования так, чтобы асимметрия не превышала 0.1 Ом. Если это не удается, то ее уменьшают включением резисторов.

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.

Симметрирование высокочастотных цепей. Симметрирование ВЧ кабелей производится по результатам измерений годографа (частотной зависимости) комплексной электромагнитной связи взаимодействующих цепей. Эта связь может иметь произвольную величину и фазу в пределах от 0 до 360° и вектор связи может находиться в любом из четырех квадрантов.

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 несмонтированных трех муфтах подбирают наилучшие операторы по результатам измерений защищенности цепей на дальнем конце. Если с помощью скрещивания не удается получить требуемые значения затухания, то производят в тех же муфтах симметрирование контурами.

Измерения затуханий производят на наибольшей передаваемой частоте, контролируя и на более низких частотах. В результате симметрирования затухания должны удовлетворять нормам.

Кроме приведенного 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. Получил распространение метод симметрирования участками большой протяженности (200 км и более) от одного обслуживаемого усилительного пункта до другого без симметрирования по отдельным усилительным участкам.

9. СОДЕРЖАНИЕ КАБЕЛЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Содержание кабелей связи под постоянным избыточным газовым (воздушным) давлением позволяет не только контролировать герметичность оболочки, но и предотвращать проникновение влаги в кабель при её незначительных повреждениях. Для избыточного давления в кабель непрерывно подаётся осушенный воздух. Такое мероприятие является эффективным способом предупреждения повреждений кабеля с перерывами связи (отказов). Учитывая это, на кабельных сетях стремятся увеличить количество кабельных линий, оборудованных устройствами по содержанию кабеля под давлением.

Непременным условием для постоянного содержания кабеля под давлением является предварительная герметизация оболочки на всём протяжении кабеля, а также на вводах в усилительные и оконечные пункты.

Герметизированный участок магистрального кабеля образует газовую секцию. Практически длину газовой секции принимают равной длине усилительного участка.

Особенностью магистральных кабелей, прокладываемых для связи МПС, является большое число параллельных ответвлений. Содержание последних под непрерывным избыточным давлением практически невозможно, поэтому все ответвления изолируют от магистрали газонепроницаемыми муфтами.

Постоянное избыточное давление в кабеле поддерживается оборудованием для автоматической подкачки воздуха. Нагнетательные установки, которые монтируют во всех усилительных и оконечных пункта, состоят из баллона со сжатым воздухом (или компрессора), измерительных и регулировочных приборов, элементов, осушающих воздух, и системы пневмопроводов с запорными вентилями.

До настоящего времени для содержания магистральных кабелей под избыточным постоянным давлением используется аппаратура типа АКОУ - автоматическая контрольно-осушительная установка, предназначенная для обслуживания четырёх кабелей. Также существует специальное вспомогательное оборудование, такое как:

1) регенерационная установка РУ - применяется для восстановления осушительной способности силикагеля;

2) установка ПУВИГ - предназначена для подачи индикаторного газа в кабель при определении места повреждения оболочки и для нагнетания осушенного воздуха во время строительства и эксплуатации магистрали;

3) галоидный течеискатель ГТИ-3 - прибор для обнаружения мест негерметичности при помощи галоидосодержащих газов (фреон);

4) переносная электростанция АБ-1-0/230;

5)полевая зарядная углекислотная станция ПЗУС - станция предназначена для переливания жидких газов из транспортных баллонов в малолитражные;

6) установка передвижная высокого давления 8Г-33 - используется для наполнения воздухом баллонов высокого давления.

10. ВЫБОР ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

10.1 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.

Сейчас созданы следующие системы передачи: “Соната-2” с аппаратурой ИКМ-120; ”Соната - 3” с ИКМ - 480”; ”Соната - 4” и “Соната-4М” с ИКМ - 1920.

Согласно заданию необходимо организовать 250 каналов магистральной связи и 90 дорожной.

На зоновых станциях целесообразно применение систем передачи “Соната-2” и Соната-3. В первой используется аппаратура вторичной цифровой системы ИКМ-120, а во второй - третичной ИКМ -480. Но эти системы можно применять и для магистральной связи на расстоянии до 600 км. Это вполне подходит для нашего проектируемого участка.

Останавливаем свой выбор на системе Соната-3 с аппаратурой ИКМ-480. Это целесообразно, т.к. возникает не малый резерв каналов, который, с учетом нынешнего развития оптоволоконной технике и линий связи на ж. д. просто необходим. Также появляется возможность сдавать часть каналов в аренду, что очень выгодно.

Характеристики выбранной системы передачи.

Скорость передачи, Мбит/с __________________________ 34

Длина волны, мкм __________________________________ 1,3

Коэффициент затухания, дБ/км _______________________ 1

Энергетический потенциал, дБ________________________ 41

Длина регенерационного участка, км___________________ 30

Полоса пропускания, _________________________ 800

Тип линейного кода _________________________________ 5 6

Дальность связи, км ________________________________ до 600

10.2 Выбор типа оптического кабеля

На нашем проектируемом участке будем использовать оптические кабели (ОК) с одномодовыми волокнами, работающими на волне 1,3 мкм. Эти ОК обеспечат нам нужную дальность и большее число каналов. Для этого возьмем ОК типа ОМЗКГ-10.

Характеристика ОК ОМЗКГ-10.

Число волокон _______________________________ 4 и 8

Коэффициент затухания, дБ/км _________________ 0,7

Рабочая длина волны, мкм _____________________ 1,3

Длина регенерационного участка км _____________ 30

10.3 Расчет длины регенерационного участка

Исходные данные:

Система передачи ИКМ-480;

Оптический кабель ОМЗКГ-10;

Коэффициент затухания =0,7 дБ/км;

Дисперсия

Расчет пропускной способности световода на 1 км длины.

Мбит/с.

Требуемая пропускная способность для системы ИКМ-480 составляет =34 Мбит/с.

Расчет длины регенерационного участка по затуханию.

.

где - коэффициент затухания на стыке, равный 0,1 дБ/км;

- коэффициент затухания кабеля, дБ/км;

m- число некачественных стыков, равное 11;

а - энергетический потенциал аппаратуры, равный 41 дБ;

.

Расчет длины регенерационного участка по дисперсии.

Выбираем длину регенерационного участка равной 22,8 км.

Из п.10 видим, что ВОЛС более приемлема для проектируемой линии связи, т.к. оптический кабель более дешевый и не требует специальных мер защиты от мешающих и опасных влияний, позволяет передать большее число каналов в широком спектре частот, а также увеличивается промежуток между усилительными участками. Недостатком ВОЛС является то, что она не приемлема для НЧ цепей. Для этого параллельно ВОЛС прокладывают НЧ кабель, от которого делаются отпаи на аппаратуру СЦБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы была спроектирована двухкабельная линия связи на участке железной дороги Сызрань-Цильна, на которой обеспечено 250 каналов магистральной связи, 90 каналов дорожной связи и различные виды отделенческой связи. При проектировании учитывались физико-географические данные участка, его административно-хозяйственная структура; выбран кабель типа МКПАБ 741,05+520,7+10,7 - для основной магистрали, МКПАК 741,05+520,7+10,7 - для прокладки по водным преградам, ТЗБ 341,2, ТЗБ 741,2, ТЗБ 1241,2 - для создания ответвлений, описан выбор арматуры для монтажа кабельной магистрали, произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов. Также были произведены расчеты мешающих и опасных влияний от контактных сетей железных дорог и линии электропередачи, приведены описания методов защиты от влияний, приведены схемы защиты аппаратуры связи. Приведена методика симметрирования, целью которой является уменьшение взаимных влияний. При расчёте влияний превышения допустимых норм выявлены не были. Произведен выбор волоконно-оптической системы передачи.

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

Размещено на Allbest.ru