Главная Коллекция "Revolution" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Курган-Петропавловск

Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги Курган-Петропавловск

Расстояние между станциями на участке Курган-Петропавловск. Выбор типов кабеля, систем передачи. Размещение усилительных и регенерационных пунктов. Расчет влияния линий электропередач с заземленной нейтралью. Расчёт элементов контура противосвязи.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 06.02.2013
Размер файла 7,6 M
рефераты на заказ со скидкой

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

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

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПРОЕКТ КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ АВТОМАТИКИ, ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ НА УЧАСТКЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ КУРГАН-ПЕТРОПАВЛОВСК

Реферат

Пояснительная записка содержит описание проектируемого участка линии связи (физико-географические данные, сведения о сближении с железными дорогами и их характеристику); 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 организации связи, скелетную схему участка трассы, схемы защиты аппаратуры связи.

Введение

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

В данном курсовом проекте рассмотрено проектирование кабельной линии связи на участке Курган-Петропавловск Южно-Уральской железной дороги.

Первый пункт проекта посвящен описанию проектируемого участка, где дана краткая характеристика физико-географического положения, данные о дороге и железнодорожная карта, приведено расстояние между станциями. На основании этого был сделан выбор в пользу трехкабельной системы передачи информации.

Во втором пункте проекта был осуществлен выбор типа кабеля, причем для обеспечения оперативно-технологической связи был выбран кабель МКПАБ , а для дальней связи два кабеля МКПАБ , произведено распределение цепей по четверкам и выбрана цифровая система передачи ИКМ-120, необходимое количество данных систем обеспечивает 280 каналов магистральной связи и 100 каналов дорожной связи (согласно заданию).

Проектируемая связевая магистраль передает как высокочастотные, так и низкочастотные сигналы. По мере прохождения через канал связи они искажаются, затухают и смешиваются с помехами. Для восстановления сигналов используются усилительные и регенерационные устройства. Расстояние по трассе между усилительными и регенерационными пунктами отражено в третьем пункте проекта.

В четвертом пункте проекта произведена организация связи и цепей СЦБ по кабельной магистрали на примере участка Курган - Утяк, составлена таблица кабелей ответвлений и вторичной коммутации, которая отражает тип ответвления цепей к тому или иному объекту СЦБ, емкость и длину кабеля вторичной коммутации.

Пятый пункт курсового проекта посвящен выбору арматуры для монтажа кабельной магистрали, а именно типам используемых муфт. Эта информация применена при построении скелетной схемы кабельной линии.

Опасные - это такие влияния, при которых токи и напряжения, возникающие в цепях линии связи, могут создавать опасность для жизни обслуживающего персонала, повреждения аппаратуры и приборов, включенных в линию связи, ложные сигналы железнодорожной сигнализации и телемеханики, приводящие к авариям на железных дорогах и т.д. Мешающие - это такие величины, при которых в каналах связи появляются помехи, нарушающие информационную работу устройств связи и автоматики. Поскольку данный вопрос напрямую касается безопасности движения поездов, в курсовом проекте был произведен расчет как опасных, так и мешающих влияний. Шестой пункт проекта посвящен расчету влияния электротяги постоянного тока, расчету влияния ЛЭП с заземленной нейтралью и расчету взаимного влияния жил кабелей, построены частотные зависимости первичных параметров и переходных затуханий.

Седьмой и восьмой пункты курсового проекта содержат сведения о защите кабеля от опасных и мешающих влияний и симметрировании кабелей соответственно.

В десятом пункте курсового проекта рассчитаны параметры оптического тракта.

1. Описание проектируемого участка линии связи

1.1 Общая информация

Сегодня эксплуатационная длина Южно-Уральской железной дороги - 4806,6 км, развернутая длина свыше восьми тысяч км. Общая площадь обслуживаемой дорогой территории составляет более 400 тысяч кв.км. Она проходит по территории Челябинской, Курганской, Оренбургской, Куйбышевской и Свердловской области, Республики Башкортостан и Северо-Казахстанской области Республики Казахстан. На полигоне магистрали расположены крупные промышленные центры: Челябинск, Магнитогорск, Миасс, Златоуст, Оренбург, Орск, Новотроицк, Медногорск, Курган, в которых сконцентрированы предприятия машиностроительного, металлургического, горнодобывающего, нефтехимического, строительного комплексов.

Южно-Уральская железная дорога - это 5 отделений - Челябинское, Оренбургское, Курганское, Карталинское и Петропавловское отделение - филиал ОАО "РЖД", которое находится в оперативном подчинении Южно-Уральской железной дороги.

Южно-Уральская железная дорога является динамично развивающейся и занимает очень важное географическое положение, связывая между собой Сибирь, Дальний Восток с европейской частью России, в то же время на её территории находятся крупные промышленные предприятия, требующие связи друг с другом, с потребителями продукции и поставщиками сырья, которая на сегодняшний день осуществляется посредством железной дороги. Основные показатели за 2007 год: численность сотрудников - 58351 человек, средняя заработная плата - 15568 рублей, перевезено грузов - 328 млн. 600 тыс.тонн, перевезено пассажиров: в дальнем сообщении - 17, 825 млн. чел., в пригородном сообщении - 25, 098 млн. чел.

Более половины протяженности магистрали электрифицирована, такова же протяженность и двухпутных линий, почти 70% стрелок оборудованы устройствами электрической централизации. Дорога оснащена современным оборудованием электро- и энергоснабжения, системами телеуправления, автоматики и телемеханики. Напряженный рабочий ритм магистрали поддерживают около 60 тысяч железнодорожников.

Проектируемый участок расположен на территории двух государств членов СНГ - России и Республики Казахстан. Однако на всей территории участка Курган-Петропавловск, движение осуществляется по московскому времени, и согласно нормативным документам ОАО РЖД. Климат резко континентальный, что характеризуется большим разбросом температур в течение года. Средняя температура января -22 0С, июля +19 0С. Среднее атмосферное давление 765 мм ртутного столба, высота над уровнем моря 562 м. Почва на проектируемом участке в основном глинистая, не отличающаяся химической агрессивностью.

Сейчас на территории четырех областей двух государств - России и Казахстана - работают учебно-методический центр ДМК, Челябинский институт путей сообщения, два техникума железнодорожного транспорта, три детских железных дороги в Челябинске, Кургане, Оренбурге и музей истории боевой и трудовой славы (с 1973 г.).

1.2 Карта проектируемого участка железной дороги

На нижеследующем рисунке представлена карта проектируемого участка Курган-Петропавловск Южно-Уральской железной дороги

Рисунок 1.1 - Карта проектируемого участка

Название станций и расстояния между ними на проектируемом участке сведены в таблицу 1.1.

станция кабель противосвязь линия

Таблица 1.1 - Расстояние между станциями на участке Курган-Петропавловск

Перегон

Расстояние, км

Курган - Утяк

20,4

Утяк - Варгаши

18,3

Варгаши - Об.п.Кравцево

32,7

Об.п.Кравцево - Лебяжья-Сибирская

12

Лебяжья-Сибирская - Коновалово

30,3

Коновалово - Макушино

17

Макушино - Пьянково

25,4

Пьянково - Петухово

22,2

Петухово - Горбуново

20,8

Горбуново - Мамлютка

23,8

Мамлютка - Кондратовка-Сибирская

18

Кондратовка-Сибирская - Петропавловск

26,1

2. Выбор типов кабеля, систем передачи, размещения цепей по четверкам.

2.1 Выбор системы передачи

Проектируемая линия связи состоит из 280 каналов магистральной связи и 100 каналов дорожной связи (в соответствии с заданием). Для ее организации используется аппаратура уплотнения ИКМ-120. Аппаратура типа ИКМ является аппаратурой высокочастотного уплотнения. Предназначена для организации 120 двухсторонних телефонных каналов тональной частоты по двум однотипным симметричным кабелям. В системе связи ИКМ группа каналов прямого и обратного направлений имеет одинаковую скорость передачи цифровой информации (8,448 Мбит/c).

Системы ИКМ являются четырехпроводнными, поэтому на каждую систему отводится две пары жил. В данном курсовом проекте выбор отдается в пользу трехкабельной системы организации кабельной системы. При данной системе прокладывается три кабеля, первый из которых используется для отделенческих связей и цепей СЦБ, а второй и третий - для цепей дальней связи (один - передача, другой - прием). Все ответвления на перегонах и станциях производятся только от первого кабеля. Данная система соответствует для участков железных дорог со скоростным движением, обеспечивает высокое качество и надежность каналов дальней связи.

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 во втором и в третьем кабеле будет занята часть полных четверок для систем ИКМ и часть четверок останется в резерве.

Также требуется реализовать оперативно-технологическую связь (здесь и далее будет употребляться сокращение ОТС).

Определим необходимое число систем передачи данных для обеспечения работы магистральной связи. Используем аппаратуру типа ИКМ-120. Данная система способна обеспечить работу 120 каналов связи. Используем следующую зависимость:

(2.1)

где - требуемое число систем передачи,

- число каналов, которое необходимо обеспечить,

- число каналов, на которое рассчитана используемая система связи.

В данном случае:

для организации магистральной связи достаточно трех систем ИКМ-120. Определим число резервных каналов связи:

(2.2)

где - резерв.

Определим необходимое число систем передачи данных для обеспечения работы дорожной связи.

Используем выше приведённый метод расчёта.

Необходимо использовать одну систему ИКМ-120.

Определим резерв по каналам:

2.2 Выбор кабеля и распределение систем по кабелям и четверкам

Для магистральной и дорожной связи будет использоваться кабель типа МКПАБ (магистральный кабель, полиэтиленовая изоляцией жил, алюминиевая оболочка, броня из плоских лент). Количество четверок выбирается равным 4 для второго и третьего кабеля, и 14 четверок для первого кабеля, с помощью которого обеспечивается оперативно-технологическая связь. Распределение пар магистральной, дорожной и оперативно-технологической связи по кабелям и четверкам отражено в таблицах 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 - Распределение оперативно-технологической связи

1 кабель: ОТС

МКПАБ

№ четв.

№ пары

Система

№ четв.

№ пары

Система

1 ВЧ

1

резерв

10 НЧ

1

ЛПС

2

резерв

2

СЭМ (ССМ)

2 ВЧ

1

резерв

11 НЧ

1

ТУ

2

резерв

2

ТС

3 НЧ

1

ПДС

12 НЧ

1

ДК

2

ЭДС

2

ПГС

4 ВЧ

1

резерв

13 НЧ

1

СЦБ-ДК

2

резерв

2

резерв

5 НЧ

1

ПС

14 НЧ

1

резерв

2

«Экспресс»

2

резерв

6 ВЧ

1

резерв

Сигн. пары

1

СЦБ (1)

2

резерв

2

СЦБ (2)

7 НЧ

1

ВГС

3

СЦБ (3)

2

МЖС

4

СЦБ (4)

8 ВЧ

1

резерв

5

СЦБ (5)

2

резерв

Контрольная жила

9 НЧ

1

ПГС

2

ПРС

Таблица 2.2 - Распределение магистральной и дорожной связи

2 кабель: Передача

МКПАБ

3 кабель: Прием

МКПАБ

№ четв.

№ пары

Система

№ четв.

№ пары

Система

1 ВЧ

1

ИКМ-120 (магистральная связь)

1 ВЧ

1

ИКМ-120 (магистральная связь)

2

ИКМ-120 (магистральная связь)

2

ИКМ-120 (магистральная связь)

2 ВЧ

1

ИКМ-120 (магистральная связь)

2 ВЧ

1

ИКМ-120 (магистральная связь)

2

ИКМ-120 (дорожная связь)

2

ИКМ-120 (дорожная связь)

3 ВЧ

1

резерв

3 ВЧ

1

резерв

2

резерв

2

резерв

4 ВЧ

1

резерв

4 ВЧ

1

резерв

2

резерв

2

резерв

Сигнальная пара

Сигнальная пара

Контрольная жила

Контрольная жила

Организуем оперативно-технологическую связь по физическим цепям.

Железнодорожные линии оснащены следующими видами отделенческой связи:

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

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

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

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

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

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

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

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

3. Размещение усилительных и регенерационных пунктов

Проектируемая связевая магистраль передает как высокочастотные, так и низкочастотные сигналы. По мере прохождения через канал связи они искажаются, затухают и смешиваются с помехами. Для восстановления сигналов используются усилительные и регенерационные устройства.

3.1 Размещение усилительных пунктов

По методу использования аппаратура ВЧ телефонирования подразделяется на промежуточную и оконечную. Оконечная аппаратура содержит приборы и устройства, необходимые для передачи в линию модулированных сигналов высокой частоты и для выделения исходных сигналов тональной частоты из приходящих с линии модулированных сигналов высокой частоты. Промежуточная аппаратура представляет собой систему усилителей и фильтров.

Пункты, в которых устанавливается промежуточная аппаратура, называются усилительными (УП).

Дистанционное питание УП осуществляется из опорных или питающих обслуживаемых усилительных пунктов (ОУП), имеющих электроустановку и обслуживающий персонал.

Питаемые дистанционно УП, не имеющие энергоустановок и постоянно находящегося в них персонала, носят название необслуживаемых усилительных пунктов (НУП).

Оконечные пункты размещаются на станциях, где расположены отделения или управления дорог. УП располагаются по трассе в зависимости от систем уплотнения.

Если расстояние меньше нормы, то ставится специальное устройство - “искусственная линия”, которая удлиняет линию связи (ИЛ-3, ИЛ-6; цифра обозначает количество километров, на которое увеличивается линия).

Для НЧ сигналов местной связи оконечная аппаратура устанавливается в местах назначения (релейные шкафы, посты централизации и т. д.), а усилители располагаются через каждые 25ч30 км. Если расстояние меньше нормы, то также устанавливаются «искусственные линии».

3.2 Размещение регенерационных пунктов

При использовании ВЧ системы ИКМ-120 возникает задача восстановления сигналов (импульсы, проходя по каналу, теряют свою форму, сливаются и т.д.).

Для восстановления формы сигнала используется специальная регенерационная аппаратура. Она размещается в обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктах (ОРП, НРП). Чем выше частотный диапазон работы аппаратуры, тем выше километрическое затухание, и как следствие меньшее расстояние между пунктами переприема. Получаем, что эквивалентный спектр цифровой аппаратуры больше, чем аналоговых систем, и как следствие больший коэффициент затухания, а расстояние между НРП меньше - 5ч8 км.

3.3 Размещение аппаратуры по трассе

Размещение аппаратуры показано на схематическом плане участков, а также в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Размещение ОРП, ОУП, НРП, НУП и ТП на трассе линии связи

Расстояние

Станция

Оборудование НЧ

Оборудование ИКМ-120

Тяговые подстанции

0

Курган

ОУП

ОРП

ТП

7

-

-

НРП

-

14

-

-

НРП

-

20.4

Утяк

НУП

НРП

ТП

27

-

-

НРП

-

33

-

-

НРП

-

38.7

Варгаши

-

НРП

ТП

45

-

-

НРП

-

52

-

НУП

НРП

-

59

-

-

НРП

ТП

65

-

-

НРП

-

71.4

Об.п.Кравцево

-

НРП

-

77

-

НУП

НРП

-

83.4

Лебяжья-Сибирская

-

НРП

ТП

90

-

-

НРП

-

96

-

-

НРП

-

102

-

НУП

НРП

-

108

-

-

НРП

-

113.7

Коновалово

-

НРП

ТП

119

-

-

НРП

-

125

-

-

НРП

-

130.7

Макушино

ОУП

ОРП

ТП

137

-

-

НРП

-

144

-

-

НРП

-

150

-

-

НРП

-

156.1

Пьянково

НУП

НРП

ТП

161

-

-

НРП

-

167

-

-

НРП

-

173

-

-

НРП

-

178.3

Петухово

НУП

НРП

ТП

185

-

-

НРП

-

192

-

-

НРП

-

199.1

Горбуново

-

НРП

ТП

205

-

НУП

НРП

-

211

-

-

НРП

-

217

-

-

НРП

-

222.9

Мамлютка

-

НРП

ТП

229

-

-

НРП

-

235

-

НУП

НРП

-

240.9

Кондратовка-Сибирская

-

НРП

ТП

247

-

-

НРП

-

254

-

-

НРП

-

260

-

-

НРП

-

267

Петропавловск

ОУП

ОРП

ТП

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.

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.

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является монтажная схема кабеля. 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.

Ниже приведена таблица кабелей ответвлений и вторичной коммутации для участка железной дороги Курган-Утяк.

Таблица 4.1 - Таблица кабелей ответвлений и вторичной коммутации

Ординаты объектов связи, км

Тип ответвления

Цепи ответвления, вводимые

Число требуемых пар кабеля

Емкость и марка выбранного кабеля

Расстояние по трассе до объекта, м

Доп. расход кабеля, м

Общая длина кабеля, м

шлейфом

параллельно

0

ПЗ, НУП, НРП, ЭЦ, ТП

все

-

24х2

2ТЗПАБп 741,2+520,7+10,7

35

5

40

0,050

РШ-вх - ПБ

МЖС, ПГС, СЦБ, Пр-зд

ПДС, ЛПС

20

1ТЗПАБп 741,2+520,7+10,7

13

3

16

2,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

2,400

П

ПГС

ЛПС

5

1ТЗБ 441,2

6

3

9

3,000

ПСЦК

ТУ, ТС

ЭДС

5

1ТЗБ 441,2

5

3

8

4,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

4,700

ШН

ПГС

СЭМ

5

1ТЗБ 441,2

100

10

110

5,000

ОП

ПГС, МЖС

ПС

7

1ТЗБ 441,2

10

3,5

13,5

6,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

7,000

НРП

ВЧ

-

16

1ТЗПАБп 441,2+520,7+10,7

0

3

3

8,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

9,100

ПСЦК

ТУ, ТС

ЭДС

5

1ТЗБ 441,2

5

3

8

10,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

11,300

ОП

ПГС, МЖС

ПС

7

1ТЗБ 441,2

10

3,5

13,5

12,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

13,450

П

ПГС

ЛПС

5

1ТЗБ 441,2

6

3

9

14,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

14,300

НРП

ВЧ

16

1ТЗБ 441,2

0

3

3

14,500

ШН

ПГС

СЭМ

5

1ТЗБ 441,2

100

10

110

16,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

18,000

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

19,050

ПСКЦ

ТУ, ТС

ЭДС

5

1ТЗБ 441,2

5

3

8

19,400

РШ

МЖС, ПГС, СЦБ

-

16

1ТЗБ 441,2

13

3

16

20,350

РШ-вх

ПГС, СЦБ

ПДС

15

1ТЗПАБп 741,2+520,7+10,7

13

3

16

20,400

ПЗ, НУП, НРП, ЭЦ, ТП

все

-

24х2

2ТЗПАБп 741,2+520,7+10,7

35

5

40

1330

5. Выбор арматуры для монтажа кабельной магистрали

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.

6. Расчет опасных и мешающих влияний на кабель

6.1 Расчет влияний контактной сети постоянного тока

Контактные сети электрических железных дорог оказывают мешающие влияния на цепи связи вследствие искажения рабочего тока и напряжения в них дополнительных гармоник, которые появляются в процессе работы выпрямителей тяговых подстанций.

Результирующее псофометрическое напряжение на ближайшем конце усилительного участка двухпроводной телефонной цепи рассчитывается по следующей формуле:

(6.1)

где - значение мешающего напряжения, индуктированного в цепи связи в пределах i-ого участка тяговой сети.

(6.2)

где (рад/с) - угловая частота,

- коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам

(1/км)- коэффициент распространения ЛС [1]

- модуль взаимной индукции между однопроводными цепями на i-ом участке сближения

- коэффициент экранирующего действия

- при Cм/м для двухпутной ж.д.

- коэффициент экранирующего действия оболочек кабеля (f = 800 Гц)

В - мешающее напряжение на участке с двусторонним питанием, при и 1 фильтре.

В качестве примера рассмотрим расчет мешающего напряжения на усилительном участке Курган-Утяк, протяженностью 20,4 км.

Ом - входное сопротивление тяговой сети,

- длина усилительного участка связи, для которого производится расчет влияний

- длина сближения ЛС с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка

- расстояние от середины влияющего участка линии до конца расчетного усилительного участка ЛС

(6.3)

где (См/м) - проводимость земли (указана в задании)

Следовательно, по формуле (6.3) найдем x:

Примем а = 10 м , тогда (м). Теперь определим по номограмме (рисунок 6.1) коэффициент взаимной индукции, либо по формуле (6.4):

(6.4)

М=593 мкГн/км.

Рисунок 6.1 - График зависимости коэффициента взаимной индукции от ах

Подставив значения в формулу (6.2), вычислим мешающее напряжение на усилительном участке (Балтийск - Шиповка) при a = 10 м:

(В)

Рассчитанное значение псофометрического напряжения не удовлетворяет нормам (1 мВ), следуя методике расчета будем увеличивать расстояние а - ширину сближения. При а=95 м значения псофометрического напряжения входят в пределы нормы.

Таблица 6.1 - Результаты расчета наведенных опасных мешающих напряжений

Расчет влияния контактного провода на участке Курган-Утяк

а, м

10

15

20

25

30

35

40

45

M, мкГн/км

593

512

455

411

375

345

319

297

, мВ

3,559

3,074

2,732

2,468

2,253

2,073

1,918

1,784

а, м

50

55

60

65

70

75

80

85

M, мкГн/км

277

259

243

229

215

203

192

182

, мВ

1,664

1,668

1,462

1,375

1,295

1,223

1,156

1,094

а, м

90

95

100

M, мкГн/км

172

164

155

, мВ

1,037

0,984

0,935

Т.к. значения псофометрического напряжения непревышают норму при ширине сближения 95м, то выбираем данную ширину сближения. Меры по защите кабеля связи от мешающих напряжений. К таким мерам можно отнести применение более экономичных сглаживающих фильтров на тяговых подстанциях (обязательно).

6.2 Расчет влияния ЛЭП с заземленной нейтралью

ЛЭП с заземленной нейтралью оказывает опасные и мешающие влияния на линию связи. Разделяют 2 режима работы ЛЭП:

- нормальный режим (под влиянием ЛЭП в кабелях связи индуктируются мешающие ЭДС);

- режим короткого замыкания (ЛЭП оказывает опасные влияния).

6.2.1 Расчет опасных влияний

Под влиянием ЛЭП в жилах кабеля наводится продольная ЭДС. ЛЭП переменного тока влияют в основном на частоте 50 Гц. Продольная ЭДС в проводе (жиле) связи зависит от влияющего участка ЛЭП, которая равна расстоянию от начала сближения ЛЭП и ЛС до места короткого замыкания фазового провода ЛЭП на землю (в пределах рассчитываемого усилительного участка).

Взаимное расположение усилительного участка и ЛЭП и диаграмма распределения токов короткого замыкания на усилительном участке изображены на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 - Взаимное расположение усилительного участка и ЛЭП и диаграмма распределения токов короткого замыкания на усилительном участке

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:

, (6.5)

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 ),

,

;

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

Расчет коэффициентов взаимной индукции ведется согласно следующей методике:

определяется ширина сближения аэ;

вычисляется вспомогательная величина х по формуле (6.3), где - частота влияющего тока (); - проводимость земли ();

находится произведение ах;

на одной из пяти шкал, расположенных по оси абсцисс графика на рисунке 6.1, находится точка, соответствующая значению ах и определяется соответствующее её значение коэффициента взаимной индукции М.

Расстояние от железной дороги до точки входа ЛЭП в ТП (h) выбираем в пределах станции (100 м): h = 50 м.

Рассчитаем значения по формуле (6.6):

(6.6)

где ;

Т.к. ЛЭП не параллельна ЛС, то этот участок косого сближения с целью упрощения заменяется на эквивалентные параллельные, ширина сближения которых вычисляется по формуле:

(6.7)

Результаты расчета сведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Расчет коэффициентов взаимной индукции

№ участка

, м

, м

, мкГн/м

1

140

676

17,889

5749

120.123

2

676

1212

17,889

25480

11.178

3

1212

1748

17,889

42691

4.128

4

1748

2284

17,889

59604

2.139

5

2284

2819

17,889

76418

1.307

6

2819

3355

17,889

93185

0.881

7

3355

3891

17,889

109922

0.634

8

3891

4427

17,889

126610

0.478

9

4427

4963

17,889

143403

0.373

10

4963

5499

17,889

160105

0.299

11

5499

6035

17,889

176845

0.245

12

6035

6571

17,889

193567

0.205

13

6571

6839

17,889

206112

0.181

Производим расчет продольной ЭДС, индуктируемой в жиле по (6.5). Результаты расчета заносим в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 - Продольная ЭДС, индуктируемая в жиле

№ участка

,м

, А

Е, В

1

308

1889

5.239

2

905

1867

5.177

3

1455

1844

5.116

4

1998

1822

5.054

5

2537

1800

4.993

6

3076

1778

4.931

7

3613

1756

4.869

8

4151

1733

4.808

9

4687

1711

4.746

10

5224

1689

4.684

11

5761

1667

4.623

12

6297

1644

4.561

13

6703

1628

2.257

В целях обеспечения безопасности ведения работ на линиях и использования устройств, а также необходимого качества связи установлены нормы опасных и мешающих влияний [1].

Для междугородных кабельных линий связи без дистанционного питания усилителей допустимая индуктированная ЭДС от влияния ЛЭП с заземленной нейтралью равна Uисп.

Uисп - испытательное напряжение изоляции жил кабеля по отношению к экрану или металлической оболочке кабеля строительной длины (для большинства магистральных железнодорожных кабелей - 1800 В).

В нашем случае ни одно из полученных значений продольных ЭДС не превышают норму, следовательно, нет необходимости устанавливать бариевые разрядники, которые устанавливаются для снижения опасных влияний по концам сближения на ЛС.

6.2.2 Расчет мешающих влияний

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

(6.8)

где - поправочный коэффициент, в данном случае ;

- модуль взаимного сопротивления между однопроводными ЛЭП и ЛС для частоты f = 800 Гц (усредненное значение);

- коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам

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

, , ;

по заданию;

, ;

;

- среднее значение модуля взаимной индуктивности, Г/км.

,(6.9)

где n - число участков сближения, n = 12;

- вычисляются по формуле (6.4). Значения ai можно взять из таблицы 6.3.

.

. (6.10)

.

Значение мешающего меньше нормы (1 мВ). Но мероприятия по защите кабеля связи должны быть проведены согласно расчетам в п. 6.1.

6.3 Расчет взаимного влияния

6.3.1 Определение собственных параметров кабеля

Кабельную линию связи можно представить в виде четырёхполюсника, обладающего рядом параметров. Составляется расчётная схема замещения линии связи, на которой распределённые параметры заменены эквивалентными сосредоточенными. Номиналы расчётной схемы замещения получили название первичных параметров. К ним относят:

R -удельное сопротивление на единицу длинны [Ом/км];

L -удельная индуктивность [Гн/км];

G - проводимость изоляции [См/км];

С - удельная ёмкость [Ф/км ];

Данные величины являются специфическими свойствами каждого отдельного типа кабеля, используемого для прокладки проектируемой линии связи, и определяются геометрическими размерами отдельных элементов кабеля, их электрическими свойствами, частотой сигнала. При расчёте первичных параметров необходимо учитывать влияние поверхностного эффекта и эффекта близости близко расположенных цепей.

Определим значения первичных параметров для кабеля МКПАБ. Существует множество методов проведения подобных расчётов. Большинство из них основано на использовании специальных вспомогательных функций, значения которых протабулированы с точностью, достаточной для инженерных расчётов. Воспользуемся данным способом расчёта. Зависимость специальных функций от частоты приведена в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Специальные вспомогательные функции

f, кГц

F(f)

G(f)

H(f)

Q(f)

50

0,934

0.707

0.5138

0.706

100

1,63

0,8466

0.584

0.423

150

2,169

1,3237

0,6113

0.3523

200

2,9977

1,5489

0,6343

0.3024

250

3,1

1,7488

0,75

0.2668

300

3,3554

1,9277

0,75

0.2436

350

3,6843

2,0922

0,76

0.2255

400

3,9905

2,2752

0,76

0.2109

450

4,278

2,389

0,77

0.1988

500

4,55

2,549

0,77

0.1886

550

4,808

2,6543

0,78

0.1799

Для расчёта первичных параметров можно воспользоваться следующими зависимостями:

, Ом/км(6.11)

где R0 - удельное сопротивление постоянному току [Ом/км], определяется площадью поперечного сечения жилы кабеля и материалом, из которого она была изготовлена. Для кабеля МКПАБ данная величина составляет 31,7 Ом/км;

Р - коэффициент, характеризующий близость с соседними жилами, в данном случае Р =5 («звёздная» скрутка жил);

d - диаметр жилы (1,05 мм);

а - расстояние между осями проводников (1,85 мм):

R - дополнительное сопротивление за счёт потерь энергии на вихревые токи. Данная величина является функцией частоты и зависит от материала оболочки кабеля.

Ом.(6.12)

Удельная индуктивность определяется по следующей зависимости:

, Гн/км(6.13)

где r - коэффициент магнитной проницаемости. Для алюминия: r=1;

- коэффициент укрутки. Для кабеля МКПАБ = 1,016.

Ёмкость кабельной линии определяется по следующеё зависимости:

, Ф/км(6.14)

где - коэффициент увеличения ёмкости за счёт эффекта близости. Для используемого кабеля = 0,644;

р - диэлектрическая проницаемость изоляции. В данном случае р= 1,4;

Проводимость изоляции, как правило, не велика. При её определении можно использовать следующее выражение:

, Гн/км(6.15)

где tgp - результирующий тангенс угла потерь изоляции. Эта величина принимается равной 12·10-4

Произведём расчёт первичных параметров для кабеля МКПАБ в спектре частот от 50 до 550 кГц. Полученные данные занесём в таблицу 6.5

Таблица 6.5 - Частотная зависимость первичных параметров кабельной линии

f, кГц

 <...

Страница:


Подобные документы

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

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