Кабельная сеть станции

Размещено на http://www.allbest.ru

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 19 страниц машинописного текста, 6 таблиц, 8 использованных источников.

КАБЕЛЬНАЯ МАГИСТРАЛЬ, УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ, РЕЛЕЙНЫЙ ШКАФ, СТРЕЛОЧНЫЙ ПЕРЕВОД, ЖИЛЬНОСТЬ КАБЕЛЯ, ЭЛЕКТРОПРИВОД, РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ, КОМУТАЦИЯ, ПЕРЕГОН, СТАНЦИЯ.

Целью курсового проекта является получения навыков в проектировании строительства кабельной сети устройств автоматики, телемеханики и связи на станциях и перегонах, изучение вопросов организации связи и цепей автоматики по кабельной магистрали, выбор кабелей, сметных расчетов.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. МАГИСТРАЛЬНАЯ КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ

1.1 Организация связи и цепей автоматики по кабельной магистрали

1.2 Выбор типа и емкости магистрального кабеля, распределение цепей по четверкам

1.3 Выбор типа и емкости кабелей ответвления и кабелей вторичной коммутации

2. КАБЕЛЬНАЯ СЕТЬ СТАНЦИИ

2.1 Определение трассы прокладки кабеля

2.2 Выбор типа сигнально-блокировочных кабелей

2.3 Расчет длины кабеля

2.4 Расчет жильности кабелей

2.4.1 Кабельная сеть стрелок

2.4.2 Кабельная сеть светофоров

2.4.3 Кабельная сеть рельсовых цепей

2.5 Расчет влияний сети на станционные сети

2.6 Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений

2.7 Сметный расчет

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, все части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев железнодорожной сети не может осуществляется без широкого использования разнообразных видов связи, организуемых по воздушным, кабельным и радиорелейным линиям.

Устройства автоматики и телемеханики, повышающие пропускную способность станций, узлов, перегонов и обеспечивающую 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.

Сеть связи железнодорожного транспорта включает в себя участки магистральной связи, устанавливаемой между МПС и управлениями дорог и последних между собой; дорожной связи, осуществляемой между управлениями дорог, отделениями и крупными (распорядительными) станциями дорог; отделенческой связи, действующей между отделенческими и распорядительными станциями, участковыми и промежуточными станциями.

На каждом из участков сети предусматриваются разные виды связи, в зависимости от рода передаваемой информации и ее значения.

Многоканальная связь на железных дорогах осуществляется по сетям каналов магистральной, дорожной и отделенческой телефонной и телеграфной связи. В связи с этим каналы этих связей должны проектироваться в комплексе на общих линиях связи.

На станциях, оборудованных электрической централизацией стрелок и сигналов или другими устройствами автоматики и телемеханики существует густая сеть сигнальных кабелей, по которым осуществляется питание этих устройств и управление ими.

Устройства автоматики и телемеханики должны быть все более быстродействующими и надежными, а устройства связи обеспечивать возможность служебных переговоров с любым пунктом с растущем качеством передачи сигналов.

1. МАГИСТРАЛЬНАЯ КАБЕЛЬНАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ

1.1 Организация связи и цепей автоматики по кабельной магистрали

Железные дороги оснащены магистральной, дорожной, отделенческой и станционной связью. Для организации магистральной и дорожной связи по двухкабельной системе используют однополосную аппаратуру уплотнения К-60П. Для обеспечения защищенности от переходных токов (наведенных) прокладывают два однотипных симметричных кабеля: передача в прямом направлении ведется по одному кабелю, а обратного - по другому.

Отделенческая связь предназначена для оперативной работы дороги и обеспечивает постоянную телефонную связь со всеми раздельными пунктами и жилыми зданиями линейных работников. Проектируемая линия оснащена следующими видами отделенческой связи:

диспетчерская поездная (ПДС) - это цепь в которую включены телефоны дежурных по станциям и в депо на участке в 100 - 140 км, используемая только для переговоров диспетчера руководящего движением поездов на своем участке со станциями и депо;

энергодиспетчерская (ЭДС) - организуемая на участках с электротягой и служащая для связи энергодтспетчера с тяговыми подстанциями, постами секционирования тяговой сети, электродепо, руководством дистанции тяговой сети и т.д.;

постанционная связь (ПС) - используемая работниками станций для переговоров по различным хозяйственным вопросам, а также для замены ПДС при ее повреждениях;

связь билетного кассира (ДБК) - для переговоров по продаже билетов на пассажирские поезда;

вагонораспорядительная связь (ВГС) - обслуживающая работников вагонного хозяйства;

перегонная связь (ПГС) - обеспечивающая возможность включения в нее переносного телефонного аппарата для связи бригады остановившегося на перегоне поезда или ремонтных путевых бригад с ближайшими станциями;

межстанционная связь (МЖС) - связывающая дежурных по двум соседним станциям, служащая для их переговоров по движению поездов на перегоне между этими станциями;

связь электромехаников (СЭМ) - для переговоров работников дистанции сигнализации и связи с линейными и станционными электромеханиками;

линейно-путевая связь (ЛПС) - служащая для переговоров линейных работников дистанции пути между собой и с руководством дистанции;

цепи поездной радиосвязи (ПРС) - связывающая радиостанции на участке с диспетчером;

переездная радиосвязь (Пр-ед) - связь дежурного по станции с охраняемым переездом;

цепи телеуправления и телесигнализации (ТУ-ТС) - обеспечивающие взаимодействие устройств автоматики и телемеханики, таких, как диспетчерская централизация, диспетчерский контроль, сигнальные цепи автоблокировки, а также телеуправления и телесигнализации тяговыми подстанциями.

Пункты, в которые заводятся все или отдельные виды связи, определяются характером размещаемых в них объектов. Например, в пассажирское здание или пост ЭЦ промежуточных станций, в которых размещаются обычно все служебные станционные помещения, заводятся все виды отделенческой связи. В релейные шкафы сигнальных точек автоблокировки или переезда заводится межстанционная связь, что позволяет при необходимости организовать на перегоне временный обслуживаемый раздельный пункт.

В промежуточные пункты цепи отделенческих видов связи могут вводиться либо шлейфом (с разрезом линейных проводов), либо параллельно (параллельным подключением к линии установок связи). Ввод цепей шлейфом имеет эксплуатационные преимущества, поскольку позволяет устраивать замену поврежденных участков одних видов связи исправными цепями других, отключать поврежденные установки связи с сохранением нормальной работы остальных установок, организовывать необходимые виды связи с местами восстановительных работ и т. д. Поэтому цепи перегонной и межстанционной связей вводятся к объектам только шлейфом. Шлейфом вводятся также все виды связей в пассажирские здания или посты ЭЦ, если на этих станциях отсутствуют усилительные пункты. На тех станциях, где находятся усилительные пункты, ответвления от магистрального кабеля на пост ЭЦ в пассажирское здание и другие объекты, как правило, не делаются, а необходимые цепи связи и автоматики передаются от усилительного пункта кабелем вторичной коммутации. Отдельные ответвления не делаются также в тех случаях, когда объекты располагаются друг от друга на расстоянии менее 100 м. В этих случаях устраивается один общий отпай от магистрального кабеля и ответвление заканчивается на ближайшем из объектов. Для передачи требуемых цепей ко второму объекту прокладывается кабель вторичной коммутации.

Ответвления цепей автоматики осуществляются всегда шлейфом, при этом цепь - ДК вводится только на станции. Остальные цепи СЦБ, включая и цепь ЗС, заводятся во все релейные шкафы проходных светофоров и переездов на перегонах, что облегчает решение вопроса организации двустороннего движения поездов по одному из путей перегона при капитальном ремонте другого пути.

Количество цепей для работы устройств автоматики и телемеханики на перегоне определяются исходя из потребностей организации следующих цепей: ДСН, ИЧ-ОИЧ, ИН-ОИН, ЗС-ОЗС, ДК, ТУ-ТС.

Схема организации связи и цепей автоматики на перегоне представлена прил.1

1.2 Выбор типа и емкости магистрального кабеля, распределение цепей по четверкам

Для кабельных магистралей, прокладываемых вдоль железных дорог, электрифицированных по системе переменного тока, выпускаются кабели с повышенным защитным действием оболочек следующих основных марок: МКПАБ, МКПАП, МКПАБП, МКПАК, МКПАПКП, допускающие уплотнение цепей в диапазоне частот до 252 кГц, а также МКБАБ, который допускает уплотнение цепей в полосе частот до 150 кГц.

Кабели марок МКПАБ и МКБАБ предназначены для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью. Кабели МКБАБ выпускаются емкостью 7х4 с шестью сигнальными жилами и 14х4 с пятью сигнальными жилами. Кабели МКПАБ, МКПАП, МКПАБП изготовляются емкостью 4, 7 и 14 четверок, а МКПАК и МКПАПКП имеют только 7 четверок. Кабели 4х4 имеют четыре ВЧ - четверки, одну сигнальную пару и одну контрольную жилу; 7х4 -- четыре ВЧ - четверки, три низкочастотных НЧ - четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу; 14х4 -- пять ВЧ - и девять НЧ - четверок, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Диаметр жил четверок равен 1,05 мм, сигнальных пар и контрольных жил -- 0,7 мм.

В кабелях марки МКПАВП поверх брони наложен полиэтиленовый шланг, защищающий оболочку и броню от коррозии, и поэтому такие кабели прокладываются в сильно агрессивных грунтах.

Кабели МКПАК имеют проволочную броню из круглых стальных проволок с наложением поверх брони противокоррозионного покрытия. Эти кабели прокладываются при водных преградах, по заболоченным поймам рек, на уклонах более 45° и в других случаях, требующих повышенной механической прочности оболочек.

Кабели МКПАПКП с пластмассовым (полиэтиленовым) покрытием алюминиевой оболочки, бронированные стальными проволоками с наружным полиэтиленовым шлангом, рекомендуются для прокладки через водные преграды и поймы рек со средой, агрессивной по отношению к алюминиевой оболочке и стальной броне.

Кабели МКПАП (без броневого покрова) прокладываются в телефонной канализации.

Климатические условия проектируемого участка являются умеренными, грунт мягкий (I группа, поэтому для кабельной магистрали, прокладываемой вдоль железной дороги, электрифицированной по системе переменного тока применим кабель с повышенным защитным действием оболочек марки МКПАБ, предназначенный для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью.

При определении емкостей кабелей следует учитывать, что при двухкабельной системе сигналы в прямом и обратном направлениях передаются в одной и той же полосе частот, однако для этого требуется использование двух кабельных пар, одна из которых располагается в одном, а вторая -- в другом кабеле. Необходимо также иметь в виду, что цепи перегонной связи и поездной радиосвязи являются четырехпроводными, т. е. требуют по две пары кабельных жил.

Емкость выбранных кабелей, кроме того, должна удовлетворять перспективам развития связи на проектируемом участке. Для этого следует предусмотреть запас пар кабеля в размере 10--15% от ожидаемой емкости, включая и резерв по ВЧ-четверкам.

При распределении цепей следует учесть, что цепь ДК работает в спектре тональных частот и поэтому для нее необходимо выделить телефонную пару.

По типовым схемам распределения четверок для организации ВЧ-связей при двухкабельной системе с аппаратурой уплотнения К60-п рекомендуется использовать в 7-четверочном кабеле вторую, четвертую и шестую четверки.

В табл.1.1 приведено распределение четверок в кабеле МКПАБ - 7х4х1,05+5х2х0,7+1х0,7 при двухкабельной системе.

Таблица 1.1

Распределение цепей в кабеле по четверкам

Номера четверок и сигнальных пар	Тип четверок	Цепи связи и СЦБ
		Кабель 1	Кабель 2
Четверки
1	1 -2 пары	ВЧ	ПДС, ЛПС	ТУ, ТС
2		ВЧ	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
3		НЧ	ЭДС, ПС	ДБК, ВГС,
4		ВЧ	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
5		НЧ	ПГС, ПГС	ДК, Пр-зд
6		ВЧ	Резерв	Резерв
7		НЧ	СЭМ, МЖС	ПРС, ПРС
Сигнальные пары
1		СЦБ - ДСН	Резерв
2		СЦБ - ИН	Резерв
3		СЦБ - ИЧ	Резерв
4		СЦБ - ЗС	Резерв
5		резерв	Резерв
Контрольная жила

1.3 Выбор типа и емкости кабелей ответвления и кабелей вторичной коммутации

Для устройства ответвлений от магистрального кабеля рекомендуется использование низкочастотных кабелей дальней связи марок ТЗАБп, ТЗПАБп.

Эти же кабели могут быть использованы и в качестве кабелей вторичной коммутации.

Кабели ТЗАБп изготовляются емкостью 4, 7, 12, 14, 19 четверок, кабели ТЗПАБп - 4, 7, 14, 19 четверок.

Требуемая емкость кабелей ответвлений и вторичной коммутации рассчитывается для каждого объекта в соответствии с числом вводимых в этот объект цепей связи и СЦБ.

Результаты расчета емкости кабелей связи сводиться к форме табл.1.2.

Таблица 1.2 - Емкость кабелей ответвлений и вторичной коммутации

Наименование и ордината объектов связи и СЦБ	Цепи, вводимые	Требуемое число пар кабеля	Марка и емкость кабеля
	шлейфом	параллельно
1	2	3	4	5
ЭЦ, ОУП (319 км 450)	ПДС, ЭДС, ЛПС, СЭМ, ДБК, ВГС, ПС, ПРС, ПГС, МЖС, ТУ, ТС, СЦБ- ДК, Переезд, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС		40	ТЗАБл 19х4
П (319 км 450)	ПГС	ЛПС	5	ТЗАБл 4х4
РШ вх.(320 км 342)	ПГС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ИН, СЦБ-ЗС	ПДС	13	ТЗАБл 7х4
РШ (323 км 600)	ПГС, МЖС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС	---	14	ТЗАБл 7х4
П (323 км 620)	ПГС	ЛПС	5	ТЗАБл 4х4
ПСКЦ (325 км 900)	ТУ, ТС	ЭДС	7	ТЗАБл 4х4
ОП (325 км 950)	МЖС, ПГС	ПС	7	ТЗАБл 4х4
РШ (326 км 100)	ПГС, МЖС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС	---	14	ТЗАБл 7х4
РШ (327 км 440)	ПГС, МЖС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС	---	14	ТЗАБл 7х4
ПБ (327 км 460)	ПГС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ИН, СЦБ-ЗС, МЖС	ПДС, ЛПС	18	ТЗАБл 7х4
РШ вх. (328 км 000)	ПГС, МЖС, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС	---	14	ТЗАБл 7х4
ТП (329 км 110)	ТУ, ТС	ЭДС, ПС	4	ТЗАБл 4х4
ПЗ (329 км 500)	ПДС, ЭДС, ЛПС, СЭМ, ДБК, ВГС, ПС, ПРС, ПГС, МЖС, ТУ, ТС, СЦБ-ДК, Переезд, СЦБ-ДСН, СЦБ-ИН, СЦБ-ИЧ, СЦБ-ЗС	---	40	ТЗАБл 19х4

2. КАБЕЛЬНАЯ СЕТЬ СТАНЦИИ

кабель сеть станция автоматика

2.1 Определение трассы прокладки кабеля

Схематический (однониточный) план станции является исходным документом для разработки кабельной сети устройств ЭЦ. На этом плане в условных обозначениях показаны пути, стрелки, светофоры, рельсовые цепи, изолирующие стыки, пост ЭЦ, релейные и батарейные шкафы, т. е. все напольные объекты, которые подлежат соединению между собой и с постом ЭЦ посредством проложенных кабелей.

Напольная кабельная сеть ЭЦ с целью облегчения обслуживания и уменьшения взаимных влияний разбивается на три основных вида:

кабельную сеть стрелок;

светофоров;

рельсовых цепей.

Последняя разбивается еще на два типа: кабельную сеть питающих и кабельную сеть релейных трансформаторов.

Как правило, для каждого вида кабельной сети предусматриваются отдельные кабели, но в целях экономичности строительства всегда стремятся к уменьшению их количества. Для этого кабели мелкой жильности однородных объектов объединяются посредством распределительных (разветвительных) муфт в групповые кабели большой жильности.

Для установки разветвительных муфт выбираются районы наибольшего сосредоточения объектов, при этом не рекомендуется выбор таких мест, когда возникает необходимость возврата выходящих из муфты индивидуальных кабелей в сторону поста ЭЦ.

От групповой муфты обычно к каждому из объектов прокладывается свой, индивидуальный кабель. Однако, если объекты расположены на расстоянии более 25 м от муфты, то индивидуальные кабели могут объединяться. В кабельных сетях стрелок и светофоров допускается последовательная обвязка трех и, как исключение, четырех объектов. В кабельных сетях рельсовых цепей допускается последовательная обвязка кабелей пяти объектов.

В этих случаях для разделки кабелей у промежуточных объектов используются универсальные проходные муфты типа УПМ-24, рассчитанные на ввод двух кабелей. Концевая разделка кабелей при подводе их к электропроводам, светофорам и другим путевым конструкциям выполняется в универсальных концевых муфтах типа УКМ-12, рассчитанных для разделки одного кабеля. Для оконечной разделки кабеля, подключаемого непосредственно к рельсовым нитям, применяются кабельные стойки, позволяющие разделать один кабель емкостью до 9 жил. В тех случаях, когда рельсовые цепи применяются с ДТ, оконечная разделка кабелей выполняется в муфтах ДТ. Кабельные стойки не применяются и тогда, когда у рельсовых нитей размещаются путевые ящики (коробки) для установки путевых трансформаторов (путевой ящик типа ТЯ) и релейных трансформаторов (путевой ящик типа РЯ). Кабели в таких случаях разделываются в путевых ящиках, а рельсы подключаются специальными гибкими перемычками.

В местах разветвления групповых кабелей устанавливаются разветвительные муфты типов РМ4-28, РМ7-49 и РМ8-112, рассчитанные для разветвления одного, а в муфте РМ8-112 двух групповых кабелей на 4, 7 или 8 направлений. Общее число клемм в муфтах составляет соответственно 28, 49 и 112 штук. При проектировании кабельных сетей одним из основных вопросов является выбор трассы прокладки кабелей. При выборе трассы следует стремиться к тому, чтобы она имела наименьшую длину, позволяла максимально использовать технику для рытья траншей и прокладки кабелей, обеспечивала при последующей эксплуатации безопасность ремонтных paбот в условиях движения поездов. Поэтому трассу кабелей рекомендуется прокладывать по бровке крайнего пути или между малодеятельными путями при ширине междупутья не менее 4,5 м. Прокладка кабелей под стрелочными переводами, глухими пересечениями и стыками рельсов не допускается. Кабельную трассу следует прокладывать так, чтобы она по возможности не проходила около главных путей, а число переходов под путями и количество разветвительных муфт было минимальным.

Трасса кабельных линий наносится на схематический план станции, при этом одновременно определяются ординаты углов ее поворота и намечаются места установки групповых разветвительных муфт, указываются их наименования.

Наименования разветвительных муфт составляются из первых букв назначения кабельной сети (С -- сигнальная, СТ -- стрелочная, П -- питающая и Р -- релейная) и номера муфты. Муфты каждого назначения нумеруются по порядку в направлении от входного сигнала к посту ЭЦ, при этом в четной горловине нумеруются четными, а в нечетной -- нечетными цифрами.

Наименование и ордината места установки муфты записываются дробью, числитель которой соответствует наименованию, а знаменатель -- ординате в скобках. К примеру: СТ4/(380), Р2/(600) и т. д.

Пример прокладки трассы кабелей станции приведен в прил.2.

При разработке трассы кабелей одновременно разрабатываются планы кабельных сетей стрелок, сигналов и рельсовых цепей.

2.2 Выбор типа сигнально-блокировочных кабелей

Применяемые в устройствах СЦБ сигнально-блокировочные кабели рассчитаны для использования при напряжении переменного тока до 380 В и постоянного тока до 700 В. Эти кабели имеют токопроводящие жилы диаметром 1 мм и выпускаются в пластмассовых и металлических оболочках.

В земле могут прокладываться кабели следующих основных марок:

СБПБ -- в полиэтилевой оболочке; эти кабели не удовлетворяют требованиям противопожарной безопасности и не рекомендуются для ввода в помещения;

СБВБ -- в поливинилхлоридной оболочке;

СБПСБ -- в свинцовой оболочке;

СБПАБпШп -- в алюминиевой оболочке с защитным полиэтиленовым шлангом и др.

Кабели в пластмассовых оболочках являются наиболее дешевыми, они не требуют дефицитных цветных металлов, не подвергаются действию электрокоррозии, однако обладают низкой защищенностью от опасных влияний контактной сети электрифицированных железных дорог. Поэтому на станциях с электротягой переменного тока для исключения появления в жилах кабелей с пластмассовой оболочкой напряжения выше допустимого длина кабельной магистрали ограничивается. В случае, если эта длина превышает норму допустимой длины кабеля в пластмассовой оболочке, применяются кабели в свинцовой или алюминиевой оболочке.

Кабели в алюминиевой оболочке (СБПАБпШп) для защиты от электрокоррозии покрываются пластмассовым шлангом. Они имеют парную скрутку жил и изготовляются с числом пар 3, 4, 7, 12, 14, 19 и 27. Емкость кабелей СБПБ, СБВБ составляет 3, 4, 5, 7, 9, 12, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 33, 37, 42, 48 и 61 жил, а кабеля СБПСБ-- 14, 16, 19, 21, 24, 27, 30, 37 и 42 жилы.

Выбираем кабели: СБПБ - в полиэтиленовой оболочке; СБВБ - в поливинилхлоридной оболочке; СБПСБ - в свинцовой оболочке; СБПАБпШп - в алюминиевой оболочке с защитным полиэтиленовым шлангом.

Окончательный выбор марки кабеля уточняется после выполнения расчета влияния тягового тока контактной сети.

2.3 Расчет длины кабеля

Кабели, прокладываемые от поста ЭЦ до групповых разветвительных муфт (объектов ЭЦ) являются групповыми (магистральными), а от разветвительных муфт до объектов (между объектами) -- индивидуальными.

Длина магистральных кабелей рассчитывается по формуле:

(2.1)

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

n - количество пересекаемых кабелем путей;

Lв - длина кабеля при вводе в пост ЭЦ (определяется расстоянием поста ЭЦ до трассы кабелей и расходом кабеля (25 м) на ввод в релейное помещение; расстояние от трассы до поста ЭЦ студентом выбирается по своему усмотрению);

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

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

Коэффициентом 1,03 в формуле (2.1) учитывается 3%-ный расход кабеля на изгибы и повороты при прокладке (от общей длины кабеля).

Для расчета длины индивидуальных кабелей рекомендуется пользоваться формулой, в которой учтен расход кабеля на разделку с обоих концов:

(2.2)

Полученные результаты расчета округляются до числа, кратного 5.

Расчет длины кабеля сведем в табл.2.1.

Расчеты выполнены для нечетной горловины станции.

Таблица 2.1 - Расчетная таблица длины кабелей

Наименование кабеля	Разность ординат	Переходы	Длина по факту
1	2	3	4	6
Сигналы	М1 - М3	26	1	40
	М1 - С1	0	1	15
	С3-Ч2	44	2	65
	С3-Ч4	3	1	15
	С3-Ч6	3	0	10
	С3-Ч3	75	4	110
	Ч3-М7	0	1	15
	С3-М5	3	3	30
	ПОСТ-Н	1130	2	1205
	Пост - С3	600	0	650
	С3-С1	208	2	220
	БШ-РШ	3	0	10
	Вх.Н - РШ	3	0	10
Стрелки	1 - 3	83	2	105
	СТ1-3	27	0	35
	7-5	83	2	105
	СТ3-7	8	2	25
	СТ1-9	12	1	25
	СТ3-11	8	0	15
	СТ3-13	2	2	20
	СТ3-15	70	4	105
	ПОСТ-СТ3	650	0	695
	СТ3-СТ1	70	0	75
Релейные концы	ЧДП	2	1	15
	Р1-1-13СП	24	2	50
	Р3-3-9СП	119	3	150
	Р3-15СП	0	5	40
	Р3-11СП	78	1	95
	15СП-5П	0	6	50
	Р3-3П	0	5	40
	11СП-1П	6	3	30
	ПОСТ-Р3	600	0	650
	Р3-Р1	285	0	290
	Р1 - РШ	320	2	350
	РШ - НП	3	0	10
	РШ - II УП	3	1	15
Путевые трансформаторы	3-9-НП	26	1	40
	П1-3-9СП	2	1	15
	П3-11СП	81	0	90
	4П-15СП	13	3	40
	П3-1-13СП	5	4	35
	П3-2П	44	3	70
	6П-4П	0	1	15
	П3-6П	1	1	15
	Пост - П3	600	0	650
	П3-П1	206	0	215

2.4 Расчет жильности кабелей

2.4.1 Кабельная сеть стрелок

Кабельная сеть стрелок включает цепи управления и контроля положения стрелок, автоматической очистки их от снега и электрообогрева контактов автопереключателей приводов.

Необходимое число проводов для цепей управления стрелками определяется типом схемы управления, а требуемое число дублируемых жил в проводе рассчитывается (методика расчета имеется в рекомендованной литературе) или определяется по данным, где приведены результаты ранее выполненных расчетов.

Длина кабеля от поста ЭЦ к каждой из стрелок известна (она определяется по данным табл.2.1). Зная длину кабеля от поста ЭЦ до электропривода, можно определить число жил в прямом и обратном проводах.

При расчете жильности кабелей спаренных стрелок (спаренными являются стрелки съездов) следует учитывать особенности схем их включения. Кабель с поста ЭЦ подводится к первой (ближайшей) стрелке с использованием двух проводов, а между первой и второй (дальней) стрелками прокладывается отдельный кабель, в котором предусматривается 2 контрольных и 3 рабочих провода.

При расчете числа дублируемых жил в цепях спаренных стрелок длина кабеля принимается по расстоянию от поста ЭЦ до дальней стрелки. Однако полученное число жил предусматривается лишь в кабеле до первой из спаренных стрелок. Что касается кабеля между стрелками, то в нем контрольные провода не дублируются, а рабочие дублируются в зависимости от числа дублируемых жил до первой стрелки. Если до первой стрелки дублируются провода одинаковым числом жил, то этим же числом жил дублируется и каждый из трех рабочих проводов между стрелками. Если до первой стрелки провода дублируются неодинаковым числом жил(число жил обратного провода на единицу больше числа жил прямого провода), то каждый из двух прямых проводов между стрелками дублируется тем же числом жил, что и прямой провод до первой стрелки, а обратный -- тем же числом жил, что и обратный до первой стрелки.

Для автоматической очистки стрелок от снега с помощью сжатого воздуха у каждой из стрелок устанавливается электропневматический клапан (ЭПК), управление которым может быть центральным либо местным.

При центральном управлении к каждому приводу от поста ЭЦ прокладываются 2 провода -- прямой и обратный, при этом обратные провода в проходных или групповых муфтах объединяются в один общий провод. Предельная длина кабеля от поста ЭЦ до ЭПК без дублирования жил составляет 670 м, свыше этого расстояния провода дублируются, при этом до 950 м дублируется двумя жилами лишь обратный провод, при расстоянии до 1350 м дублируются двумя жилами как прямой, так и обратный провода.

При местном управлении ЭПК в месте сосредоточения стрелок (обычно у первой групповой муфты) устанавливается релейный шкаф, в котором размещается аппаратура управления. Для связи релейного шкафа с постам ЭЦ достаточно предусмотреть в кабеле 7 жил, а от релейного шкафа до каждого из электроприводов -- по 2 провода, при этом обратные провода в проходных и групповых муфтах объединяются в один провод. Дублирование жил в этих случаях, как правило, не производится, так как объекты управления находятся на небольшом удалении от релейного шкафа.

Как при центральном, так и при местном управлении от стрелочных приводов к ЭПК прокладываются отдельные кабели длиной 5 м и с числом рабочих жил 3.

Местное управление ЭПК позволяет уменьшить жильность кабеля между постом ЭЦ и стрелочными приводами, однако требует установки дополнительного оборудования. Целесообразность применения того или другого способов зависит от длины кабеля между постом ЭЦ и первой разветвительной муфтой LCT, а также от количества стрелок в горловине станции р и определяется на основании сравнения их экономических эффективностей.

Для обогрева стрелочных электроприводов используется по 2 проволочных резистора мощностью 25 Вт. Для их питания с поста ЭЦ по двум проводам подается напряжение 220 В, которое затем понижается трансформаторами ПОБС-5А, размещаемыми в путевых ящиках вблизи групповых муфт. Один трансформатор рассчитывается для обогрева 5 электроприводов.

Предельная длина кабеля между постом ЭЦ и трансформаторами без дублирования жил составляет 1350 м, а между трансформаторами и электрообогревающими элементами -- 390 м. Поэтому в цепях обогрева, как правило, дублирования жил не требуется, однако при этом следует иметь в виду, что от трансформатора до электроприводов необходимо предусматривать по две отдельных жилы кабеля.

На каждом участке кабельной сети сверху указаны длина и жильность кабеля, внизу -- первой цифрой отмечено число жил, необходимое для цепи управления стрелкой, второй цифрой -- число жил для управления ЭПК и третьей -- число жил на обогрев привода.

Кабельный план стрелок представлен в прил.3.

Расчет жильности стрелочных кабелей представлен в форме табл.2.2.

Таблица 2.2 - Расчетная таблица жильности стрелочных кабелей

№ Стрелки	Тип рельсов	Марка стрелочной крестовины	Расчетная длина кабеля, м к стрелкам от	Число жил кабеля в проводах цепей	Общее количество жил в кабеле
			Поста ЭЦ	Пункта управления ЭПК	Трансформаторов обогрева	Управление стрелкой	ЭПК автообдувки	Электробогрев приводов
1	Р65	1/11	910	915	145	9	3	2	14
3	Р65	1/11	805	810	40	5	3	2	10
5	Р65	1/11	825	830	135	8	3	2	13
7	Р65	1/11	720	725	30	4	3	2	9
9	Р65	1/11	795	800	30	5	3	2	10
11	Р50	1/9	710	715	20	4	3	2	9
13	Р65	1/11	715	720	25	4	3	2	9
15	Р50	1/9	810	815	95	5	3	2	10

2.4.2 Кабельная сеть светофоров

Кабельная сеть светофоров включает цепи выходных, маршрутных и маневровых светофоров, световых маршрутных указателей, указателей в виде вертикально светящихся стрел, указателей скорости (горизонтальных полос зеленого цвета), а также релейных шкафов входных светофоров.

Рассчитывая кабельную сеть светофоров, следует иметь в виду, что при центральном питании напряжение переменного тока 220 В подается с поста ЭЦ к лампам светофоров через понижающие сигнальные трансформаторы, устанавливаемые в трансформаторных ящиках светофоров. Вследствие небольших токов, протекающих в цепи сигнальных трансформаторов, дублирования жил светофорных кабелей не требуется при их длине до 4 км.

Следует обратить внимание, что в соответствии с электрическими схемами включения выходных и маневровых светофоров к каждой из лампочек подводится по одному прямому проводу. Обратные провода объединяются: у маневровых светофоров -- обоих (белого и синего) огней, у выходных светофоров -- отдельно для разрешающих (зеленого и желтого) и запрещающих поездных (красного и белого) показаний.

При местном питании, предусматриваемом обычно для входных светофоров, питание ламп производится от местного источника питания. В этом случае напряжение 220 В в релейный шкаф, как правило, подается от высоковольтной линии автоблокировки. Светофорные лампы питаются по переменному току через понижающий сигнальный трансформатор, а в случае выключения переменного тока резервируются по постоянному току от аккумуляторной батареи 12 В.

В кабеле между батарейным и релейным шкафами дублирование жил предусматривается только в проводах питания постоянного тока. Поскольку релейный шкаф размещается в непосредственной близости от входного светофора, то потери напряжения в кабеле входного светофора очень малы и поэтому дублирования жил не требуется. Однако следует учитывать, что обратные провода для всех ламп входного светофора предусматриваются раздельными.

В целях повышения надежности работы ЭЦ на станции, как правило, между релейным шкафом входного светофора и постом ЭЦ прокладывается отдельный кабель. В этом кабеле, кроме проводов для цепей управления и контроля входным светофором, предусматривается также по 2 жилы для включения путевых трансформаторов РЦ перегонных участков приближения и удаления, а также станционных РЦ, примыкающих к перегонным.

Кабельный план светофоров представлен в прил.4.

В пояснении по данному разделу проекта необходимо привести общие принципы определения количества жил к светофорам.

2.4.3 Кабельная сеть рельсовых цепей

В рельсовых цепях переменного тока 25 Гц с фазочувствительными реле ДСШ-13 преобразователь частоты ПЧ 50/25 и путевыми реле размещаются на посту ЭЦ, а питающие и релейные трансформаторы -- в путевых ящиках непосредственно у рельсов. Для связи их с постом ЭЦ кабельная сеть строится отдельно для питающих и для релейных трансформаторов. Благодаря прокладке проводов этих цепей в разных кабелях надежно исключается возможность воздействия на путевые реле токов посторонних цепей.

Питание РЦ производится напряжением 220 В по отдельным лучам. В эти лучи объединяются определенные группы питающих трансформаторов так, чтобы в случае нарушения питания одного луча выводилось из действия возможно меньшее число маршрутов.

В условиях небольших станций обычно предусматриваются два луча: один -- для питания путевых трансформаторов кодируемых (двухниточных) РЦ (главных путей и расположенных по ним стрелочных и изолированных участков), а другой -- для некодируемых (однониточных и одно-дроссельных двухниточных) РЦ боковых путей станций.

Следует иметь в виду, что при определении числа жил кабеля для включения питающих трансформаторов по первому лучу для каждой кодируемой РЦ предусматривается отдельный прямой провод. Обратные питающие провода этих цепей могут объединяться, однако при новом проектировании обычно для каждой из таких РЦ выделяется по два отдельных провода, причем дублирование жил кабеля для этих проводов, как правило, не предусматривается, поскольку предельная длина кабеля без дублирования (2000 м) в большинстве случаев удовлетворяет условиям эксплуатации.

Что касается некодируемых РЦ, питаемых по второму лучу, то их прямые и обратные провода объединяются. Питание к таким РЦ подается по групповому магистральному кабелю, к которому параллельно подключаются питающие трансформаторы.

Число жил в прямом и обратном проводах питающей магистрали обычно определяется на основании расчета. После определения числа жил в лучах вычисляем емкость групповых кабелей.

При построении кабельной сети релейных трансформаторов следует иметь в виду, что их провода не разрешается совмещать с другими кабельными сетями. Для каждого релейного трансформатора предусматривается по два отдельных провода, которые обычно не дублируются, поскольку предельная длина кабеля между путевыми реле и релейными трансформаторами без дублирования жил составляет 3 км.

Кабельный план рельсовых цепей представлен в прил.5.

В пояснительной записке привести результаты разбивки питающих трансформаторов рельсовых цепей на лучи 1 и 2 в виде табл.2.3.

Таблица 2.3 - Распределение рельсовых цепей по лучам питания

Наименование РЦ	Тип РЦ
	По пропуску тягового тока	По кодированию	По конфигурации рел. Линии
Луч 1
НП	двухниточная	кодируемая	неразветвленная
1 - 13 СП	двухниточная	кодируемая	разветвленная
3 - 9 СП	двухниточная	кодируемая	разветвленная
II П	двухниточная	кодируемая	неразветвленная
Луч 2
11 СП	однониточная	не кодируемая	разветвленная
15 СП	однониточная	не кодируемая	разветвленная
4 П	двухниточная	не кодируемая	неразветвленная
6 П	двухниточная	не кодируемая	неразветвленная

2.5 Расчет влияний сети на станционные сети

Тяговая сеть переменного тока оказывает опасные магнитные влияния на кабельные сети, расположенные в зоне ее действия. Опасные напряжения в жилах кабелей возникают при аварийном (замыкании тяговой сети на землю) и вынужденном (выключении одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

В курсовом проекте необходимо определить опасные влияния для обоих указанных режимов. При расчете следует исходить из предположения, что кабель находится от контактной сети на расстоянии 10 м и что расчетная длина сближения равна расстоянию между релейными шкафами входных светофоров заданной станции.

Для режима короткого замыкания опасное напряжение, В. (на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце) может быть определено по формуле

(2.3)

где =2f -- круговая частота влияющего тока частотой 50 Гц;

М - взаимная индуктивность в Г/км между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, определяемая по номограмме [1; 2; 4] или по формуле

(2.4)

где а - ширина сближения (10 м);

- проводимость грунта;

Iк.з.- ток короткого замыкания влияющей тяговой сети, А;

Sр - коэффициент экранирования рельсов (0,5);

Sк - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц (1,0);

lр - длина сближения кабельной цепи с тяговой сетью, км.

Подставим исходные данные в выражение (2.4) и произведем расчет взаимной индукции

, Г/км.

Подставим значение взаимной индукции и других начальных данных в формулу (2.3) и найдем значение опасного напряжения

, В.

Нормой опасного напряжения в проводах установлено 1000 В для режима короткого замыкания, расчетное значение выходит за предельные нормы(необходимо увеличить а до 70м - 990 В).

Для вынужденного режима опасное напряжение, на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце следует определять по формуле

. (2.5)

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

; (2.6)

Iрез - результирующий нагрузочный ток, расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, А

(2.7)

Uтс.макс - максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электровозом, В (принимается равным 8500 В);

lэ - длинна плеча питания тяговой сети, км;

Rтс, Хтс - соответственно активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км (принимаются равными соответственно 0,12 и 0,48 Ом/км);

m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме (принимается равным 4…6);

cos - коэффициент мощности электровоза (cos=0,8);

Кm - коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным, определяется в соответствии с выражением

(2.8)

lн - расстояние от тяговой подстанции до начала цепи кабеля (определяется по ординатам мест размещения тяговой подстанции и входного светофора заданной станции).

Нормой опасного напряжения в проводах установлено значение 250 В для вынужденного режима работы контактной сети.

Произведем расчет по формулам (2.8), (2.7) и (2.6) величин необходимых для нахождения уровня опасного напряжения при вынужденном режиме работы

;

;

.

Подставим найденные величины в выражение (2.5) и произведем расчет уровня опасного напряжения, В

.

Значение напряжения находится в допускаемых пределах.

2.6 Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений

Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений при грозовых разрядах и коротком замыкании тяговой сети обеспечивается установкой разрядников и устройством заземления. Защита низковольтных устройств построена на использовании метода выравнивания потенциалов. Этот метод допускает появление высоких по абсолютной величине потенциалов как на токоведущих, так и на заземленных частях конструкций (релейных шкафов, мачт светофоров и т. д.), в которые проникает атмосферное электричество при грозовых разрядах. Путем электрического соединения этих частей (непосредственно и через разрядники) добиваются того, чтобы разность их потенциалов не превышала электрической прочности изоляции низковольтных устройств автоматики. Важным фактором при этом является использование рельсовой колеи в качестве заземлителя.

Схема защиты сигнальной установки представлена в прил.6.

2.7 Сметный расчет

Сметная стоимость строительства кабельной сети составляется для всей станции, рассчитывается по укрупненным измерителям и включает в себя затраты на производство строительных (земляных) работ, расходы на монтаж кабелей и стоимость приобретаемого оборудования и материалов (кабеля).

Кроме перечисленных прямых расходов, связанных непосредственно с процессом строительства, сметой предусматриваются также плановые накопления и накладные расходы в размерах соответственно 6% и 10%.

При, определении стоимости земляных работ следует исходить из предположения, что в среднем на 1 стрелку приходится разрабатывать по 0,3 км трассы кабеля, а стоимость разработки 1 км трассы механизированным способом составляет 438 руб., вручную -- 1524 руб.

Для определения объема монтажных работ следует руководствоваться следующими усредненными данными расхода кабеля для устройства кабельных сетей: стрелок -- 0,2 км кабеля на 1 стрелку, светофоров -- 0,3 км кабеля на 1 светофор, рельсовых цепей -- 0,4 км кабеля на 1 рельсовую цепь. Число Стрелок и светофоров на станции определяется по схематическому плану. Стоимость монтажных работ 1 км длины кабеля составляет в среднем 512 руб.

Стоимость кабелей зависит от их жильности. Поэтому первоначально следует подсчитать на основании разработанных планов кабельных сетей требуемую длину кабелей соответствующих емкостей и затем с учетом их оптовых цен определить общую стоимость кабелей.

В расчетах следует руководствоваться стоимостью кабелей марки СБПБ.

Поскольку кабельные сети по заданию разрабатываются только для одной горловины станции, то для определения стоимости кабелей на всю станцию полученный результат необходимо удвоить.

Результаты сведем в тал.2.4.

Таблица 2.4 - Смета на сооружение кабельных сетей станции

Наименование вида работ	Ед. измерения	Количество	Стоимость, руб
			Единичная	Общая
А. Земляные работы для прокладки кабеля	км. Трассы	2,4
а. мех. способом	-- // --	1,8	438	788,4
б. вручную	-- // --	0,6	1524	914,4
Б. Монтажные работы (разделка и монтаж кабеля)	км длины	7,2	512	3686,4
Итого	5389,2 х 2 10778,4
В. Стоимость кабелей	км
3х1	-- // --	0,803	300	240,9
4х1	-- // --	0,125	311	37,5
5х1	-- // --	0,685	311	213,03
7х1	-- // --	0,12	322	38,64
12х1	-- // --	0,35	380	133
14х1	-- // --	1,375	490	673,75
16х1	-- // --	0,21	490	102,9
19х1	-- // --	0,075	606	45,45
24х1	-- // --	0,57	685	390,045
37х1	-- // --	1,205	814	1108,6
42х1	-- // --	1,345	980	1318,1
Итого	4301,915 8603,83
Плановые накопления по пункту В	%	6		516,23
Итого по А, Б, В	19898,46
Накладные расходы	%	10		1989,846
				21888,306

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта была спроектирована станция. В пояснительной записке также представлены кабельные схемы стрелок, сигналов, рельсовых цепей и связи на прилегающем перегоне. Произведен выбор кабеля и сметный расчет. Выполнение курсового проекта способствовало закреплению и появлению практических навыков, необходимых при эксплуатации, проектировании и разработке устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: задание на курсовой проект., М., 1990.

2. Козлов Л. Н., Кузьмин В. И. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 108(1.

3. Марков М. В., Михайлов А. Ф. Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М.: Транспорт, Ш80.

4. Бунин Д. А., Яцкевич А. И. Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. М.: Транспорт, 1978.

5. «Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияний тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. М.: Транспорт, 11973.

6. Ошурков И. С., Баркаган Р. Р. Проектирование электрической централизации. М.: Транспорт, 1980.

7. Руководящие указания по защите от перенапряжений устройств СЦБ. М.: Транспорт, 1975.

8. Казаков А. А., Казаков Е. А. Автоблокировка, локомотивная сигнализация и автостопы. 7-е изд. М.: Транспорт, 1980.

Размещено на Allbest.ru