Проектирование магистрали связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор трассы проектируемой магистрали

По заданию нужно спроектировать трассу между двумя городами: Актау - Актобе. Прокладка может осуществляться по двум направлениям. Рассмотрим подробнее путь прохождения нашей трассы по таблице 2.

Табл. 2

№	Трасса	Протяжённость	Число преград	Средняя продолжительность гроз. tср, час	Уделн. Сопротивление грунта. , Ом
			а\д	ж\д	реки
1.	А/д: Актау-Шетпе-Сайутёс-Бейнеу-Кульсары-Сагиз-Байганин-Кандыагаш-Актобе	1190	6	1	2	50	24
2.	Ж\д: Актау-Шетпе-Сайутёс-Бейнеу-Метпе-Сарыкуль-Сагиз-Курбал-Кандыагаш-Актобе	1250	8	5	3	50	24

Наикратчайшее расстояние:

Этому требованию более соответствует трасса вдоль а\д, её протяжённость составляет 1190 км., в отличие от другой трассы протяжённостью 1250 км.

Из выше изложенного видно, что предполагаемая трасса по протяжённости меньше другой, что позволяет сэкономить километры кабеля при его прокладке. Я останавливаю свой выбор на первой трассе.

Минимальное число преград:

У варианта №1 в сумме преграды составляют 9:

6-а\д, 1-ж\д, 1-реки.

У варианта №2 в сумме преграды составляют 16:

8-а\д, 5-ж\д, 3-реки.

Как видно число преград не равное, я выбираю вариант №1.

3. Удобство строительства и эксплуатации КЛС:

Что касается удобства строительства и эксплуатации, то здесь выигрывают варианты, а\д, т.к. при прокладке кабеля вдоль а\д - ж\д потребуется большего объёма работ и большого количества затрат.

Сравнив два варианта, я отдал предпочтение варианту №1.

Протяжённость трассы, вдоль которой будет проложен кабель, составляет 1190 км. При прохождении трассы Атырау - Актобе встречаются следующие преграды:

а\д - Атырау - Шетпе

а\д - Сагиз - Кульсары

а\д - Каратон - Биикжал

а\д - Урарту - Ниибал

а\д - Челкар - Эмба

а\д - Журын - Кумсай

ж\д - Атырау - Орск

река - Эмба

река - Урнаул

Природно-климатические условия:

Климат данного района является континентальным. Характерной особенностью данного климата являются холодная зима, жаркое лето и перепады температур в течение суток. Осадков в течение года выпадает около 600 до 1200 мм. Строить трассу лучше всего в весеннее, летнее и осеннее время года. Из 365 дней, более 240 дней солнечные.

2. Выбор системы передачи и основные технические характеристики выбранной системы

Нам необходимо организовать магистральную связь между городами Актау - Актобе. Сравним две системы передачи: К-3600 и К-5400.

Табл. 3

Система передачи	Кабель	Линейный спектр, кГц и скорость	Длина у.у.	Расстояние между ОУП, км.	Дальность действия, км.
К-3600	КМ-4	812-17600	3	186	12500
К-5400	КМ-4	4332-31100	3	153	12500

Рассмотрев и сравнив технические характеристики этих двух систем передачи, выбираем К-3600, так как она оптимально подходит для организации нам нужной связи.

Система передачи К-5400 не подходит, так как экономически не выгодно ставить аппаратуру на 5400 каналов, когда необходимо организовать всего 2800. Также эта аппаратура не подходит по линейному спектру: 4332-31100 кГц, а линейный спектр по заданию должен составлять 840-17300 кГц.

К-3600 работает по коаксиальному кабелю 2,6 / 9,5. Технические характеристики данной системы приведены в таблице 4.

Табл. 4

	К-3600
Тип кабеля	КМ-4, КМ-8/4
Число телефонных каналов	3600
Система связи	Одно-кабельная 4-проводная однополосная
Линейный спектр, кГц	812-17600
Мах. длина приёмного участка по ТЧ	2500
Мах. расстояние между ОУП, км	186
Номинальная длина у. у., км	3 0,15
Проектная длина у. у., км	3 0,075
Номинальное затухание у. у., дБ	31
Мах. число НУП на секции д/п	61 провод - провод
Коэффициент затухания кабеля на верхней передаваемой частоте при + 20С	10,465
Температурный коэффициент затухания	1,955
Среднегодовая температура на глубине прокладки кабеля, град.	+ 8С

Из таблицы 4 видно, что с помощью данной системы можно организовать 3600 каналов. По заданию нам нужно всего 2800, следовательно, останется запас в 800 каналов, если в дальнейшем необходимо будет увеличить число каналов. По заданию линия должна работать: 840-17300 кГц. Система передачи К-3600 имеет линейный спектр: 812-17600 кГц, что нам абсолютно подходит.

Система передачи К-3600 предназначена для организации мощных пучков каналов на главных магистралях, где потребности в услугах связи особенно велики. Электропитание ОП и ОУП осуществляется от надёжных источников энергоснабжения, относящихся к группам 1А и 1Б.

Оборудование линейного тракта для ОП, где заканчиваются все системы передачи К-3600 содержит:

4 стойки СЛУК (стойка линейных усилителей и корректоров)

2 стойки СДП (стойка дистанционного питания)

1 стойку К-24Р

1 стойку ССС (стойка служебной связи)

1 стойку СТМ (стойка с оборудованием телемеханики)

1 стойку СКДУ (стойка для контроля диаграммы уровня)

1 стойку СКШ (стойка контроля шумов)

1 стойку СКПТ (стойка качества телевизионного изображения)

1 стойку СВТ (стойка вспомогательная торцевая)

прибор ООДП и измерительную аппаратуру

Выбранная нами система передачи К-3600 работает с кабелями типа КМ-4 и КМБ-8/6. Сравнив характеристики этих кабелей (Табл. 5), выберем наиболее оптимальный вариант.

Табл. 5

Тип кабеля	Система передачи	Число телеф.каналов	Расход цветных металлов, км.	Стоимость 1 км кабеля, тг	Стоимость кабеля приведённая на 1 канал км связи, тг
			медь	свинец	алюминий
			на 1 км кабеля	на 1 канал км связи	на 1 км кабеля	на 1 канал км связи	на 1 км кабеля	на 1 канал км связи
КМ-4	К-3600	7200	592	0,08	1675	0,23	-	-	1500	2
КМБ-8/6	К-3600	17460	1293	0,07	3414	0,2	-	-	35750	3,75

Выбираем тип кабеля из экономических соображений. Сравнив в таблице 5 стоимость кабелей КМ-4 и КМБ-8/6 видно, что кабель КМ-4 имеет наименьшую стоимость 1 км, так как имеет наименьший расход цветных металлов на 1 км. Следовательно, выбираю кабель типа КМ-4.

Для прокладки за пределами города:

КМБ-4 - кабель коаксиальный магистральный с четырьмя коаксиальными парами, бронированный двумя стальными лентами.

Для прокладки в городе:

КМГ-4 - кабель коаксиальный магистральный с четырьмя коаксиальными парами в свинцовой оболочке.

Конструктивные данные кабелей КМ-4

Табл. 6

Марка кабеля	Диаметр сердечника, мм	Толщина свинцовой оболочки, мм	Диаметр кабеля, мм	Масса, кг/км
				меди	свинца	алюминия
КМГ-4	28,2	1,8	35	592	2012	2974
КМБ-4	28,2	1,5	45	592	1675	3881

Кроме четырёх коаксиальных пар под общей оболочкой расположено 5 симметричных четвёрки для служебной связи и телесигнализации.

Допустимое напряжение дистанционного питания составляет 1400 В. постоянного тока или 1000 В. переменного тока.

Прокладка кабелей осуществляется ручным и механизированным способом при температуре не ниже -10С. Транспортировка кабеля производится при температуре от -40 до +40С, хранение от -50 до +40С. строительная длина кабелей с ленточной бронёй - не менее 600 м, небронированных - не менее 200 м.

Кабель содержит 4 коаксиальные пары и 5 звёздных четвёрок. Каждая коаксиальная пара состоит из медного внутреннего проводника и диаметром 2,6 мм и внешнего проводника в виде трубки диаметром 9,5 мм с одним швом "молния".

Коаксиальная пара имеет изоляцию из полиэтиленовых шайб толщиной 2,2 мм с расстоянием между ними 25 мм.

Поверх внешнего проводника расположен дополнительный экран в виде двух мягких стальных лент толщиной 0,15 - 0,2 мм, которые покрываются одним-двумя слоями кабельной бумаги.

Кабель имеет свинцовую оболочку и обычные броневые покровы.

Расстояние между усилительными пунктами равно 3 км при передаче от 18 кГц.

Усилительные пункты получают электропитание дистанционно от обслуживаемых пунктов, расположенных через 120-240 км на кабельной магистрали.

Аппаратура даёт усиление 43,4 дБ, максимальная дальность связи 12500 км.

3. Размещение усилительных (регенерационных) пунктов

Чтобы обеспечить высокое качество работы каналов связи необходимо вдоль линии разместить усилительные пункты. При проектировании КЛС, их необходимо разместить так, чтобы добиться наилучших технико-экономических характеристик.

Проектируемая трасса КЛС располагается вдоль автодороги, между оконечными пунктами Атырау - Актобе. Протяженность трассы составляет 1190 км. В качестве системы передачи мною выбрана аппаратура марки К-3600, у которой максимальное расстояние между ОУП для секции дистанционного питания составляет 186 км. Поэтому нам потребуется разместить вдоль трассы 8 ОУП.

Для размещения промежуточных ОУП вдоль трассы, выбираем населенные пункты - Шетпе, Сай-Утёс, Бейнеу, Кульсары, Сагиз, Байганин, Кандыагаш. Они соответствуют общим требованиям, предъявляемым к ОУП.

Таким образом, проектируемая магистраль поделится на 6 секции дистанционного питания:

ОП-1 - ОУП-2 (Актау - Шетпе).

ОУП-2 - ОУП-3 (Шетпе - Сай-Утёс)

ОУП-3 - ОУП-4 (Сай-Утёс - Бейнеу)

ОУП-4 - ОУП-5 (Бейнеу - Кульсары)

ОУП-5 - ОУП-6 (Кульсары - Сагиз)

ОУП-6 - ОУП-7 (Сагиз - Байганин)

ОУП-7 - ОУП-8 (Байганин - Кандыагаш)

ОУП-8 - ОУП-9 (Кандыагаш - Актобе)

Расчёт длины у.у. при заданной температуре грунта и выбранной системы передачи.

Определяем по формуле:

l у.у. tср = l у.у. ном. (а/а tср), км.

где l у.у. ном. - номинальная длина у.у., км.

a, а tср - коэффициент затухания, соответственно для температур 8С и tср дБ/км.

a, а tср - определяем по формулам:

a = а[1+a(8-20)], дБ/км.

а tср = а[1+ a(tср-20)], дБ/км.

где а - коэффициент затухания кабеля на верхней передаваемой частоте при t=+20C, дБ/км.

a - температурный коэффициент затухания, 1/град.

tср - средне годовая температура грунта.

l у.у. tср = 3 (10,219/10,383)=2,95 км. (1)

a = 10,465[1+1,95*10*(8-20)]=10,219 дБ/км. l у.у. tср = 2,95 км., что соответствует техническим возможностям аппаратуры (min=2,85 км, max=3,15).

Число у.у. на секции ДП определяем по формуле:

n = Lлс(оуп-оуп)/l у.у. tср,

где Lлс (оуп-оуп) = 1,02 * L, км.

L - протяженность секции дистанционного питания в км.

n = 102\2,95= 34,5 = 35 (2)

Lлс (оп-оуп) = 1,02 * 100= 102 км

n= 122,4\2,95 = 41,4 = 42

Lлс (оуп-оуп) = 1,02 * 120 = 122,4 км

n= 183,6\2,95 = 62,2 = 63

Lлс (оуп-оуп) = 1,02 * 180 = 183,6 км

n= 183,6\2,95 = 62,2 = 63

Lлс (оуп-оуп) = 1,02 * 180 = 183,6 км

n= 188,7\2,95 = 63,9 = 64

Lлс (оуп-оуп) = 1,02 * 185 = 188,7 км

n= 168,3\2,95= 57,05 = 57

Lлс (оуп-оп) = 1,02 * 165 = 168,3 км

n= 178,5\2,95= 60,5 = 61

Lлс (оуп-оп) = 1,02 * 175 = 178,5 км

n= 86,7\2,95= 29,3 = 30

Lлс (оуп-оп) = 1,02 * 85 = 86,7 км

Производим расчёт I факт и К, аналогично для всех систем передачи следующим образом:

после расчёта "n" уточняем длину у.у.:

l у.у. факт = Lлс\n, км

число НУП (НРП) на длине секции дистанционного питания:

К = n-1

l у.у. факт = 102\35 = 2,91 км (3)

К = 35-1 = 34(4)

l у.у. факт= 122,4\42 = 2,91 км(5)

К = 42-1 = 41(6)

l у.у. факт = 183,6\63 = 2,91 км(7)

К = 63-1 = 62(8)

l у.у. факт = 183,6\63 = 2,91 км(9)

К = 63-1 = 62(10)

l у.у. факт = 188,7\64 = 2,94 км(11)

К = 64-1 = 63(12)

l у.у. факт = 168,3\59 = 2,85 км(13)

К = 59-1 = 58(14)

l у.у. факт = 178,5\61 = 2,92 км(15)

К = 61-1 = 60(16)

l у.у. факт = 86,7\30 = 2,89 км(17)

К = 30-1 = 29(18)

4. Ввод кабелей в усилительные (регенерационные) пункты

Ввод кабелей в ОУП (ОРП)

Место ввода кабелей выбирается с учётом минимального расстояния до оконечных устройств, наименьшего числа изгибов для обеспечения защиты кабелей от механических повреждений и удобства эксплуатационного обслуживания.

Работы по оборудованию вводов в ОУП производятся по следующим этапам:

подготовка каналов вводного блока;

разметка мест установки линейно-кабельного оборудования и крепление металлических конструкций;

пробивка отверстий для креплений конструкций, их установка и закрепление;

ввод линейных кабелей, удаление их защитных покровов и укладка, перепайка брони и оболочек (подпайка проводов КИП);

герметизация каналов вводного блока;

зарядка и установка боксов, монтаж оконечных газонепроницаемых коаксиальных муфт (ОТКМ), укладка распределительных кабелей;

сращивание вводных или распределительных кабелей с линейным кабелем - монтаж соединительных (разветвительных, газонепроницаемых, изолирующих) муфт;

измерения и испытания.

Для монтажа кабеля марки КМ-4 используем свинцовую муфту прямую МСК 65 380 (монтируем при помощи пайки).

Разветвительная свинцовая муфта марки МСРК-4-2.

Газонепроницаемую муфту берём марки ГМС.

Ввод кабелей в НУП (НРП)

Значительное большинство усилительных станций на современных магистральных КЛС работает в автоматическом режиме, т. е. не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Между двумя обслуживаемыми пунктами располагается до 60 и более НУП (НРП).

Контроль за работой усилительной аппаратуры, а также за оборудованием для содержания кабелей под избыточным давлением осуществляется автоматически с помощью специальной системы телесигнализации и системы передачи.

Для системы передачи К-3600, работающей по кабелю марки КМ-4, используем одно-стенную цистерну длиной 2,4 м.

Ввод кабеля в НУП (НРП) осуществляется в следующем порядке:

рытьё траншеи и котлованов для прокладки подлежащих вводу кабелей и монтажа изолирующих муфт, термоблоков АРУ и т. д.;

укладка кабелей в траншеи, разделка их концов;

ввод кабелей, монтаж вводных патроков, укрепление кабелей на подходе к цистерне;

проверка оборудования и оконечных устройств со стабкабелями (УОК, УВК, КАЕ, боксов, муфт АРУ, ГМС и т. д.);

укладка кабелей внутри цистерны, монтаж соединительных муфт с линейным кабелем;

монтаж термоблоков АРУ в котлованах и устройств АРУ внутри цистерны (муфт АРУ, бокса, ГМС и т. д.);

установка и монтаж оборудования для содержания кабеля под давлением;

установка щитов КИП, подключение проводов КИП, протекторной защиты, заземляющих устройств, монтаж устройств сигнализации и служебной связи;

измерение и испытание вводных устройств перед монтажом МИС;

монтаж МИС;

установка замерных столбиков, засыпка траншей и котлованов.

5. Прокладка и монтаж кабеля

Прокладка кабеля

К наиболее трудоёмким видам работ относятся разработка траншей и котлованов, прокладка кабеля, устройство просек, строительство НУП и телефонной канализации, защита от грозы и коррозии. Для сокращения трудоёмкости тяжёлые работы должны быть максимально механизированы.

Для прокладки кабеля вне города используем механизированный способ прокладки кабелеукладчиком типа ЛКУ-2.

Для нормальной работы кабелеукладчика в зависимости от конкретных условий требуется комплекс машин и механизмов, называемых механизированной колонной, в состав которой входят:

кабелеукладчик - 1

пропорщик - 1

тросопроводоукладчик - 1

траншеезасыпщик - 1

трактор типа Т-100 - 3-7

бульдозер -1

автокран или кран на трактор - 2-3

автобензовоз - 1

цистерны для бензина, топлива, воды - 3

авторулетка -1

автомашины (кабелевозы) - 2-4

автомашины для перевозки рабочих - 1

электростанция передвижная - 1

сварочный агрегат - 1

фургоны (жилые, столовая, склад) - 4-6

При строительстве кабельных линий в городах голые (небронированные) кабели прокладывают в специальной кабельной канализации, состоящей из трубопровода и смотровых колодцев.

Трубопровод кабельной канализации закладывается на глубине 0,4…0,7 м, а под трамвайными путями - 1,1 м, считая от верхней поверхности трубы. Расстояние между колодцами в зависимости от местных условий обычно не превосходят 125…150 м.

Асбоцементные трубы получили широкое применение при строительстве кабельного трубопровода. Они имеют цилиндрическую форму с внутренним диаметром 90…100 мм и длиной 2..3 м.

Также применяются полиэтиленовые трубы, которые изготавливаются в основном двух типов - с наружным диаметром 63 и 100 мм и могут иметь строительную длину до 10 м. Достоинством полиэтиленовых труб является: возможность изготовления большими строительными длинами, высокая водо- и газонепроницаемость, малая масса, стойкость к коррозии от агрессивных грунтов и блуждающих токов.

Стыки асбоцементных труб выполняются с помощью полиэтиленовых муфт или стальной манжеты. Для полиэтиленовых труб применяется способ стыковой сварки.

Для прокладки труб кабельной канализации применяется способ горизонтального бурения. Для этой цели приспособлена машина ДМ-1.

Прокладка кабеля осуществляется по действующей канализации в колодцах большого типа ККС-5 (до 24 каналов).

Перед началом работ по прокладке кабеля производятся подготовительные работы, состоящие в очитке кабельных колодцев от воды и грязи, вентиляции для очистки их от светильного и болотного газов, которые могут скапливаться в колодцах, а также в подготовке канала канализации к протяжке кабеля.

Кабель вводим в канал с помощью пневмонического каналопроходчика, который состоит из двух резиновых конусов, собранных на общей стальной оси. Для протаскивания капронового шнура, к которому крепится кабель, он плотно вставляется в канал канализации, после чего сжатый до 0,4…0,6 мПа воздух от передвижного компрессора подаётся в канал через специальный штуцер. Под давлением воздуха резиновые конусы передвигаются по каналу и тянут за собой шнур.

Для укладки кабеля внутри колодца устанавливаются кронштейны с консолями.

Сверху на входное отверстие колодца устанавливается круглый чугунный люк с двумя крышками - наружной чугунной и внутренней стальной, защищающей колодец от воды и запирающей его.

Установка замерных столбиков

Спустя некоторое время после прокладки, трасса покрывается растительностью, а в зимнее время - снегом, что усложняет обнаружение кабеля, муфт и других элементов линии в процессе эксплуатации. Поэтому в процессе строительства на стыках строительных длин, а также поворотах трассы, в местах пересечений с шоссе, железной дорогой, реками и другими препятствиями устанавливаются замерные столбики. Обычно столбики изготавливают из железобетона сечением 0,5 0,15 м и длиной 1,2 м (подземная часть 0,7 м и наземная 0,5 м).

В районах с большими снежными покровами предусматриваются столбики увеличенной длины. Столбики устанавливаются на расстоянии 0,1 м от осевой линии трассы обычно на полевой стороне.

Монтаж кабеля

Подготовительные работы:

разработка подготовительных мероприятий;

проект производства работ;

организация производственных подразделений.

Подготовка кабеля к прокладке:

размещение кабельных площадок;

испытание кабелей.

Сращивание пар производится напрямую, т. е. первая с первой, вторая со второй и т. д. При несовпадении параметров в пределах до 90 концы кабеля необходимо встречно развернуть до совпадения; при большом угле несовпадения один из концов кабеля должен быть разделан на новом месте. При этом следует иметь ввиду, что шаг скрутки коаксиальных пар в кабеле КМ-4 равен 800 мм. Следовательно, при угле несовпадения, например 180, разделку необходимо сместить на 400 мм.

Перечень специального инструмента для монтажа коаксиальных пар 2,6 / 9,5

Табл. 7

Наименование инструмента	Назначение
Шаблон с калибром	Разделка коаксиальных пар
Сжимы универсальные	Закрепление обжимных колец
Обрезы № 1	Обрез стальных лент
Обрезы № 2	Обрез внешнего проводника
Вилка	Удаление полиэтиленовых шайб
Установщик шайб	Установка фторопластовых пломб
Пинцет монтажный	Установка фторопластовых пломб
Вкладыш распорный	Выкладка коаксиальных пар перед сращиванием
Диск	Стабилизация положения коаксиальных пар в процессе сращивания
Паяльник фигурный	Залуживание и пайка деталей при сращивании внутреннего и внешнего проводников
Кусачки боковые (КИР-1)	Обрез внешнего проводника
Муфта свинцовая	Для разветвления кабеля
Припой ПОСС-61	Спайка токопроводящих элементов
Стеарин	Флюс

Перечень специальных деталей для монтажа коаксиальных пар 2,6 / 9,5

Табл. 8

Наименование	Количество	Назначение
	на 1 пару	на 4 пары	на 8 пар
Кольцо обжимное № 1 (малое, внутренний диаметр 12 мм)	4	16	32	Обжим коаксиальных пар медных муфт
Кольцо обжимное № 2 (большое, внутренний диаметр 13 мм)	2	8	16	Обжим стальных муфт
Кольцо нумерационное	1	4	8	Нумерация коаксиальных пар
Гильза разрезная медная	1	4	8	Сращивание внутреннего проводника
Шайба фторопластовая	8	32	64	Замена полиэтиленовых шайб
Муфты
Медная (из двух полумуфт)	1	4	8	Сращивание внешнего проводника
Стальная (из двух полумуфт)	1	4	8	Восстановление экрана
Полиэтиленовая (из двух полумуфт)	1	4	8	Изоляция сроста коаксиальной пары

Разделка коаксиальных пар производится по шаблону. Бумажная изоляция и ленты экрана закрепляются с помощью малых обжимных колец и специальных сжимов, излишняя длина лент удаляется обрезами. Затем внешние и внутренние проводники. Из каждой пары, нагретой специальной вилкой, удаляют 3-4 полиэтиленовые шайбы и вместо них установщиком шайб устанавливают 3 фторопластовые шайбы.

Для сращивания внутреннего проводника используется латунная или медная разрезная гильза, а внешнего проводника - медные разрезные муфты, шейки которых обжимаются малыми медными кольцами. Гильзы и концы медных муфт пропаиваются припоем ПОСС у-61 с помощью фигурного паяльника. Экранные ленты сращиваются посредством стальной разрезной муфты и обжимаются большими медными кольцами. Сросток изолируется полиэтиленовой муфтой. На каждую пару надевают нумерационное кольцо. Симметричные четвёрки сращиваются со слабиной 4…5 см и располагаются между коаксиальными парами со сдвигом через одну коаксиальную пару. В кабеле КМ-4 обычно пупинизируется одна коаксиальная пара; малогабаритная пупиновская катушка индуктивностью 100 мГн размещается внутри сростка между коаксиальными парами.

6. Устройство переходов через преграды

Устройство переходов через а\д

При пересечении а\д, проезжей части, улиц и трамвайных путей кабели следует прокладывать в асбестоцементным ил полиэтиленовых трубах диаметром 100 мм. с выводом по обе стороны подошвы насыпи или полевой бровки не менее 1 м. Глубина прокладки не менее 0,8 м. Кабельные переходы под а\д, а так же под другими препятствиями, как правило, осуществляется закрытым способом (бестраншейным подземным).

При одно-кабельной системе прокладывается две трубы, при двух кабельной - три. Трубы прокладывают в заранее подготовленные каналы, которые образуется закрытым способом.

В данном проекте будет использоваться метод горизонтального бурения с использованием ДМ-1.

Для осуществления бестраншейных подземных переходов с диаметром скважины 210 мм. в песчаных грунтах применяется шнековая машина ДМ-1.

В этом случае грунт разрабатывается буровой головкой вращаемой шнеками. Шнеки удаляют разработанные грунт через обсадные трубы.

При входе в трубу и при выходе из неё на расстоянии 5-7 см от неё кабели следует плотно обматывать кабельной лентой или пряжей, чтобы избежать крупных изгибов у краёв трубы вследствие возможной осадки грунта. При пересечении постоянных грунтовых не профилированных дорог, в том числе и съездов, кабели могут прокладываться без труб, но с покрытием их кирпичом или железобетонными плитами на пересечении с полевыми дорогами покрытия не требуется.

Устройство переходов через водные преграды:

Кабельные переходы через водные преграды в зависимости от назначения кабельных линий и местных условий могут выполняться подводными кабелями; кабелями, прокладываемыми по мостам; подвесными кабелями на опорах.

Прокладка может осуществляться с использованием плавсредст, на которых устанавливаются барабаны с кабелем. При небольших расстояниях прокладка осуществляется с использованием кабелеукладчика, непосредственно по дну водной преграды.

Так как нашем проекте ширина реки Картель небольшая (10-15 м.), а выбранный кабель имеет броню, то будет применён следующий способ:

Кабелеукладчик с кабелем ставим на одном берегу, а передвигающие его таратора - на другом. Трос трактора прикрепляем к кабелеукладчику. Затем тракторы перетягивают с одного берега на другой кабелеукладчик, укладывающий кабель по дну реки.

7. Расчёт электрических параметров передачи выбранного типа кабеля

В данном разделе будет произведён расчёт первичных и вторичных параметров передачи для заданных расчётных частот, определяющих качество передачи сигналов по выбранному типу кабеля МКТС-4.

Определяем резистивное сопротивление по формуле:

R = 0,0418**(+), Ом\км

где r, r- радиус внутреннего и внешнего проводника

f - расчётная частота в Гц

R = 0,0418**() = 37,1 Ом\км(15)

R= 0,0418**() = 118,6 Ом\км(16)

R= 0,04184**() = 168,4 Ом\км(17)

Индуктивность цепи L (Гн\км), которая определяет потери энергии за счёт наличия магнитного поля:

L = [2ln*]*10, Гн\км

L = [2ln* = 2,651*10 Гн\км(18)

L = [2ln* = 2,612* Гн\км(19)

L = [2ln* = 2,595* Гн\км(20)

Ёмкость цепи С (Ф\км), характеризует потери энергии в диэлектрических материалах:

C = = 4,7*10 Ф\км(21)

Проводимость изоляции G (см\км):

G = wC*t, См\км

где w = 2, рад\с

w = 2*3,14*840000 = 5275200 рад\с

w = 2*3,14*8560000 = 53756800 рад\с

w = 2*3,14*17300000 = 108644000 рад\с

G = 5275200*0,000000047*0,00006 = 0,14 *10 см\км(22)

G = 53756800*0,000000047*0,00006 = 1,5*10 см\км(23)

G = 108644000*0,000000047*0,00006 = 3*10 см\км(24)

Расчет вторичных параметров.

Коэффициент затухания - (дБ\км), характеризует затухание сигнала по амплитуде:

= дБ\км

= *8,686 = (18,55*0,0133+7*10*75,1)*8,686 = 2,147 дБ\км(25)

= *8,686 = (59,3*0,0134+7*10*74,5)*8,686 = 6,9 дБ\км(26)

= *8,686 = (84,2*0,0134+0,0015*74,3)*8,686 = 10,76 дБ\км(27)

Коэффициент фазы - (рад\км), характеризует скорость передачи сигналов:

= w*, рад\км

 = 5275200* = 18,6 рад\км(28)

= 53756800 * = 188,3 рад\км(29)

= 108644000* = 379,4 рад\км(30)

Скорость распространения энергии - U:

U = , км\с

U = = 283299,7 км\с(31)

U = = 285406,9 км\с(32)

U = = 286340,2 км\с(33)

Волновое сопротивление:

Zв = , Ом

Zв = = 75,1 Ом(34)

Zв = = 74,5 Ом(35)

Zв = = 74,3 Ом(36)

8. Содержание кабеля под постоянным избыточным давлением

Содержание кабельных линий под постоянным избыточным давлением является наиболее эффективным средством, которое позволяет контролировать состояние герметичности оболочек кабеля, муфт, оконечных устройств, определять место повреждения с помощью соответствующего оборудования, предохраняет кабель от проникновения влаги и является наиболее эффективным средством обеспечения надёжности и бесперебойной работы каналов связи и передачи информации.

Эффективность содержания кабеля под избыточным давлением в значительной степени зависит от количества газа, помещающегося в кабеле (на единицу длины), а так же от скорости распространения газа. При разгерметизации кабельной линии, т.е. при появлении отверстия, струя выходящего через него газа предохраняет кабель от проникновения влаги. Чем больше отверстие, тем быстрее будет снижаться давление в районе повреждения и поэтому, чем больше запас газа в кабеле и чем быстрее он будет распространяться от источника подкачки, тем продолжительнее будет защитное действие избыточного давления.

Системой и содержания кабеля под избыточным давлением принято называть комплекс устройств, предназначенных для поддержания в кабеле постоянного избыточного газового давления, а так же оборудование, обеспечивающее эксплутационное обслуживание этих устройств. Постоянное избыточное давление в кабеле может поддерживаться:

А) Автоматической поддержкой газа по мере его утечки при помощи специального автоматического оборудования (АКОУ).

Б) Периодической подкачкой газа по мере снижения давления в следствии утечки (УСКД).

Для нашей трассы мы выбираем АКОУ.

АКОУ состоит из:

баллона

обратного клапана

манометра высокого давления

осушительной камеры

редуктора I

редуктора II

автоматического дозирующего устройства АРУ

манометра дросселя

- вентиля

редуктора

общего вентиля

распределителя

вентиля

манометра.

Принцип работы заключается в следующем:

Газ из баллона поступает на клапан высокого давления. Далее на клапан низкого давления. Потом поступает на вентили, а давление определяет манометр. С последнего вентиля газ поступает на кабели.

Требуемое количество установок содержания кабеля под постоянным избыточным давлением определяется по формуле:

n =

где Lлс - длина кабеля на секции ДП.

Lскг - длина секции контроля герметичности:

Lскг = 18 км.

n = = 5,6 6 установок(37)

n = = 6,8 7установок(38)

n = = 10,02 10 установок(39)

n = = 10,02 10 установок(40)

n = = 10,4 11 установок(41)

n = = 9,35 10 установок(42)

n = = 9,91 10 установок(43)

n = = 4,8 5 установок (44)

Установки содержания кабеля под избыточным давлением устанавливаем на:

1 секция:

ОП - 1, НУП - 6/1, НУП - 12/1, НУП - 18/1, НУП - 24/1, ОУП - 2.

2 секция:

НУП - 6/2, НУП - 12/2, НУП - 18/2, НУП - 24/2, НУП - 30/2, НУП - 36/2, ОУП - 3.

3 секция:

НУП - 6/3, НУП - 12/3, НУП - 18/3, НУП - 24/3, НУП - 30/3, НУП - 36/3, НУП - 42/3, НУП - 48/3, НУП - 54/3, ОУП - 4.

4 секция:

НУП - 6/4, НУП - 12/4, НУП - 18/4, НУП - 24/4, НУП - 30/4, НУП - 36/4, НУП - 42/4, НУП - 48/4, НУП - 54/4, ОУП - 5.

5 секция:

НУП - 6/5, НУП - 12/5, НУП - 18/5, НУП - 24/5, НУП - 30/5, НУП - 36/5, НУП - 42/5, НУП - 48/5, НУП - 54/5, НУП - 60/5, ОУП - 6.

6 секция:

НУП - 6/6, НУП - 12/6, НУП - 18/6, НУП - 24/6, НУП - 30/6, НУП - 36/6, НУП - 42/6, НУП - 48/6, НУП - 54/6, ОУП - 7.

7 секция:

НУП - 6/7, НУП - 12/7, НУП - 18/7, НУП - 24/7, НУП - 30/7, НУП - 36/7, НУП - 42/7, НУП - 48/7, НУП - 54/7, ОУП - 8.

8 секция:

НУП - 6/7, НУП - 12/7, НУП - 18/7, НУП - 24/7, ОП - 9

9. Расчёт заземляющих устройств

В данном разделе производится расчёт сопротивления линейно-заземлительного заземлителя, устройства необходимого для защиты ЛС от опасных внешних влияний. По конструкции защитные заземляющие устройства подразделяются на одноэлектродные и многоэлектродные, и состоят из заземлителя, контура заземления и соединительных проводов, в качестве заземлителя могут применяться естественные заземлители (металлические каркасы зданий, металлические трубы водно- и тепло снабжения), и искусственные заземлители в виде металлических труб, стальных уголков закопанных в землю на глубину не менее 2,5 метров. Искусственные заземлители могут быть:

одноэлектродные, состоящим из одного вертикального электрода.

многоэлектродные, состоящими из 2-6 частей, соединённых между собой плоской стальной полосой с помощью сварки, которую называют контуром заземлителя. Соединительные провода выполняются из стальной или алюминиевой проволоки сечением 4-6 мм.

Для выбора типа заземлителя необходимо провести расчёт одноэлектродного и многоэлектродного вертикального заземлителя и сравнить его с нормированным значением сопротивления заземлителя, если

гр<100 Ом*м, то Rн10 Ом

Определяем расчётное значение удельного сопротивления грунта по формуле:

расч. В = гр*в

где гр - удельное сопротивление грунта

в - коэффициент сезонности для вертикального заземлителя, учитывающий изменения гр в течении года. Для проектируемой местности = 1,75

расч. в = 18*1,75 = 31,5(44)

Определяем сопротивление вертикального одиночного заземлителя, по формуле:

Rво = (ln*)

где lв - длина вертикального заземлителя (2,5м)

в - ширина заземлителя (0,05м)

t - расстояние от поверхности земли до середины заземлителя:

t = to + 0,5*lв

где to - расстояние от поверхности земли до уголка вертикального заземлителя (0,5м).

Rво = = 10(45)

Рассчитываем сопротивление растекания горизонтального заземлителя:

Rг = , Ом

где расч г - расчетное сопротивление

расч г =гр*г, Ом\км = 100,8 Ом м

г - коэффициент сезонности для горизонтальных заземлителей (5,6)

lг - длина горизонтального заземлителя: lг = 5 м

г - коэффициент использования горизонтальных заземлителей:4-0,85

вг - ширина соединительной полосы - 0,04 м

tоп - расстояние от поверхности до середины соединительной полосы (0,7 м).

Rг = = 28,2(46)

Рассчитаем R многоэлектродного заземлителя:

Rвм = , Ом

Rвм = = 7,3 Ом(47)

Определяем количество вертикальных заземлителей:

n =

где в-коэффициент использования вертикальных заземлителей= 4-0,83

n = = 1,54 = 2(48)

Определяем R многоэлектродного заземлителя:

R = , Ом

R = = 2,76 Ом(49)

R<Rн; 2,76<10 Ом

Для обеспечения сопротивления линейного защитного заземляющего устройства, нам достаточно 2-х электродов. Никаких дополнительных мер не требуется.

10. Расчёт надёжности проектируемой кабельной линии связи

Качество работы систем проводной связи зависит от надежности работы линии связи. КЛС являются более надежными по сравнению с воздушными. На надежность КЛС влияют следующие факторы: дефекты производства кабелей, дефекты кабелей, полученные при строительстве и эксплуатации, механические воздействия при земляных работах вблизи трассы проложенного кабеля и при работах в кабельных колодцах, сдвиг и давление почвы, вибрация при прокладке кабеля по мостам, пробой высоким напряжением, в том числе и от токов молнии, коррозия влагозащитных металлических оболочек. Интенсивность воздействия каждого фактора зависит от местных условий.

В данном разделе необходимо произвести расчёт надежности КЛС и оценить надежность КЛС по рассчитанному значению коэффициента готовности- Кг.

Надежность- это свойство кабельной линии выполнять заданные функции, т.е. обеспечивать возможность передачи требуемой информации с установленным качеством характеристики в установленных нормами пределах в течение требуемого промежутка времени.

К параметрам надежности относятся:

Отказ- повреждение с перерывом связи, т.е. повреждение вызвавшее прекращение действия связи по одному или группе каналов.

Неисправность- повреждение без перерыва связи, т.е. такое состояние линии, при котором она не удовлетворяет хотя бы одному из предъявляемых к ней требований.

Среднее время между отказами (наработка на отказ) - То- среднее время между соседними отказами, выраженное в часах.

Среднее время восстановления связи- tв- среднее время простоя связи, считая от момента восстановления связи, выраженное в часах.

Интенсивность отказов- л- среднее число отказов в единицу времени(час) на 1 км. трассы линии.

Параметр потока отказов- среднее число отказов в единицу времени(час) на всю длину трассы магистрали.

Вероятность безотказной работы - Р(t)- вероятность того, что в заданный интервал времени на линии не возникнет отказа.

Определяем плотность повреждения m на 100 км. по формуле:

m = N·100/K·Lлс , (1/год)

где N- количество отказов на всей линии в течение заданного промежутка времени =5

К- количество лет за которое произошло N отказов =7

L - Длинна трассы = 1158,72 км

m= 5*100/7 *1158,72 = 0,0616 1/год.

Определяем среднее время между отказами Tо по формуле:

То = 8760 ·100 - m*L· tв / m*L

То = 8760 · 100 - 0,0616· 1158,72 · 2,3 / 0,0616 · 1158,72= 12270,561 час.

Определяем интенсивность отказов на 100 км трассы л:

л = m / 8760 · 100

л = 0,0616/ 8760 · 100 = 0,703 · 10-7?1/час

Определяем параметр потока отказа линии на всю трассу:

= л· Lлс

= 0,703· 10-7 · 1158,72 = 8,146 · 10-5 1/час.

Определяем коэффициент готовности:

Кг = То / То + tв

Кг = 12270,561/ 12270,561 + 2,3 = 0,9998

Определить коэффициент простоя по формуле:

Кn = 1-Кг

Кn = 1-0,9998 = 0,0002

Т.к. наш коэффициент надёжности меньше нормы (0,9998 >0,9997), то линия считается достаточно надежной.

кабельный металлический заземляющий электрический

11. Охрана труда и техника безопасности при строительстве КЛС

Все работники, занятые на строительстве, эксплуатационном обслуживании и ремонт кабельных линий связи, обязаны знать, и соблюдать меры безопасности ведения работ.

До начала работ необходимо проверить наличие и исправность инструмента, предохранительных приспособлений, защитных средств, лестниц и т.п. защитные диэлектрические средства должны проверяться в установленные специальными правилами сроки. Также необходимо проверить наличие аптечки и индивидуальных антисептических пакетов.

Особое внимание соблюдению правил техники безопасности необходимо уделить при проведении наиболее опасных работ, а также перед началом на особо опасных участках. Перед проведением этих работ обязательно должен производиться соответствующий инструктаж по технике безопасности.

Погрузочно-разгрузочные работы должны производиться механизированным способом.

При прокладке кабеля с помощью кабелеукладчика запрещается следить за прокладкой кабеля, стоя на раме кабелеукладчика. При прокладке кабеля вручную на каждого рабочего должен приходиться участок кабеля не более 35 кг.

При работах в смотровых устройствах кабельной канализации их люки должны быть открыты для проветривания за час до начала работ, также должны быть открыты для проветривания люки и соседних смотровых устройств. При открывании люков колодца необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать получения икры от ударов ломом, молотком и т.д. До допуска людей в колодец необходимо убедиться в отсутствии в нём газа. При наличии газа следует тщательно проветрить колодец. Курить во всех смотровых устройствах (колодцах, шахтах и т.д.) категорически запрещается.

При производстве работ в подземных смотровых устройствах разрешается пользоваться переносными лампами напряжением не выше 12 В.

Трансформаторы, выключатели, аккумуляторы, штепсельные соединения должны находиться на поверхности земли.

Все наружные работы во время грозы необходимо прекратить из-за опасности поражением атмосферным электричеством. Также опасность попадания под напряжение может возникнуть при случайном прикосновении без защитных средств к токоведущим частям или к металлическим нетоковедущим частям, оказавшимся под напряжением из-за неисправности заземляющих устройств.

Список литературы

1. Гроднев И.И., Верник С.м., "Линии связи" - М.: Радио и связь, 1988 г.

2. Справочник строителя кабельных сооружений связи - М.: Радио и связь, 1979 г.

3. Справочник "Строительство кабельных сооружений связи" - М.: Радио и связь, 1988 г.

4. Шокина Л.Г. "Охрана труда на предприятиях связи" - М.: Радио и связь, 1983 г.

5. Н.И. Баклашев "Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды"

6. Атлас автомобильных дорог РК: Алматы, 2000 г.

Размещено на Allbest.ru

...