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

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

Схемы скрещивания жил при соединении четверок в симметрирующих муфтах выбирают по данным измерений емкостных связей и асимметрии. Выбирают ту схему, при которой связь и асимметрия имеют наименьшие значения. Когда нельзя одновременно уменьшить связи и асимметрию, оператор выбирают исходя из задачи уменьшения связей. Если скрещиванием не удалось снизить связи и асимметрию до допустимых величин, то применяют симметрирование конденсаторами. При соединении шагов между собой (второй этап) симметрирование выполняется способом скрещивания по результатам измерений переходного затухания между цепями на частоте 800 Гц. Выбирают операторы, которые дают наибольшее переходное затухание. Наращивание шагов производят последовательно, начиная от концов усилительного участка в его середине по измерениям переходного затухания на ближний и дальний концы, добиваясь наибольшего их значения. Одновременно выравнивают рабочие емкости и сопротивления жил основных цепей в шаге симметрирования так, чтобы асимметрия не превышала 0.1 Ом. Если это не удается, то ее уменьшают включением резисторов.

Симметрирование на смонтированном усилительном участке (третий этап) производят в муфте, расположенной в середине участка. В этой муфте определяют наилучший оператор по измерениям переходного затухания на дальнем конце. В четверках, не удовлетворяющих нормам, производят дополнительно симметрирование с помощью конденсаторов.

8.1.2 Симметрирование высокочастотных цепей

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

Симметрирование выполняется в два этапа:

На первом этапе при соединении строительных длин кабеля в соединительных муфтах на всем усилительном участке для уменьшения влияния через третьи цепи высокочастотные четверки соединяют по оператору х. Одновременно разделывают кабели на боксах и производят монтаж всех муфт, за исключением двух ближайших к усилительным пунктам и трех, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга и от усилительных пунктов.

На втором этапе в двух муфтах, ближайших к усилительным пунктам, выбирают наилучший оператор по измерениям переходного затухания на ближнем конце. Затем в оставшихся несмонтированных трех муфтах подбирают наилучшие операторы по результатам измерений защищенности цепей на дальнем конце. Если с помощью скрещивания не удается получить требуемые значения затухания, то производят в тех же муфтах симметрирование контурами противосвязи.

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

Кроме приведенного метода симметрирования высокочастотных цепей (кабелей) с помощью контуров противосвязи, по измерениям переходного затухания и защищенности между цепями, существуют и другие. Для кабелей низкого качества применяют метод симметрирования по результатам измерений комплексных связей. Получил распространение метод симметрирования участками большой протяженности (200 км и более) от одного обслуживаемого усилительного пункта до другого без симметрирования по отдельным усилительным участкам.

8.2 Расчёт элементов контура противосвязи

В случае, если переходные затухания не удовлетворяют нормам, необходимо применять специальные методы для их увеличения. Воспользуемся методом симметрирования при помощи контуров противосвязи. Принцип действия данных устройств основан на том, что они создают между влияющей и подверженной влиянию цепями активно-ёмкостную связь, вектор которой противоположен к вектору комплексной электромагнитной связи, обуславливающей взаимные влияния. Результирующие влияние в результате взаимной компенсации значительно уменьшается, что увеличивает переходные затухания. Для определения параметров контура противосвязи в данном курсовом проекте воспользуемся графоаналитическим методом:

1) строится график вектора комплексной электромагнитной связи - годограф. Математически, годограф представляет собой траекторию движения конца вектора электромагнитной связи на комплексной плоскости. Вид данной зависимости на дальнем и ближнем конце различен. Ввиду значительных сложностей, возникающих при определении параметров контура противосвязи на ближнем конце, как правило, рассматривается график переходного затухания на дальнем конце;

2) по виду зависимости определяется устройство контура противосвязи и жил кабеля, между которыми он будет включён;

3) на крайней частоте полосы пропускания определяются параметры элементов контура.

По данным таблицы 6.6 построим график вектора комплексной электромагнитной связи на дальнем конце F. На этой же координатной плоскости построим характеристику контура противосвязи Fk.

Рисунок 8.1 - График вектора комплексной электромагнитной связи

Для создания данной формы вектора противосвязи, необходима схема, показанная на рисунке в альбоме чертежей.

Определим номиналы элементов, входящих в схему контура. Учтём, что по оси Х графика отложена действительная часть проводимости контура, а по оси Y - мнимая часть, обусловленная наличием в схеме ёмкостей. Определим значение вектора противосвязи на граничной частоте полосы пропускания 500 кГц:

Х = 0,1092 мСм,

Y = 0,145 мСм.

Номинал сопротивления R1 определим по следующей формуле:

Выбираем по номинальному ряду R1=9,1 кОм.

Рассчитаем емкость С1.

С1==41,96 нФ.

По номинальному ряду С1=43 нФ.

9. Содержание кабеля под давлением

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

10. Расчет параметров оптического кабеля

Рассчитаем характеристики волоконно-оптического кабеля марки ОКСМ-С-4/2(2,4)Сп-12(2)/4(5) производства ЗАО «Трансвок». В кабеле используется оптическое волокно ступенчатого профиля производства фирмы Lucent Technologies. Сердцевина ОВ кварцевая, легированная германием, с показателем преломления . Оболочка одинарная из чистого кварца с показателем преломления . Защитное покрытие ОВ - двойное из акрила ультрафиолетовой вулканизации: внутреннее - низкомодульное, наружное - высокомодульное.

Исходные данные:

- наибольшее значение показателя преломления сердечника, ;

- показатель преломления оболочки, ;

- диметр сердцевины световода, мкм;

- рабочая длина волны, мкм;

- коэффициент рассеяния энергии, (дБ/км)/мкм4;

- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, .

1) Определим относительную разность преломления оболочки по формуле:

, (10.1)

.

2) Определим числовую апертуру по формуле:

, (10.2)

.

3) Определим нормированную частоту по формуле:

(10.3)

4) Определим число мод, передаваемых по волокну по формуле:

, (10.4)

.

5) Определим затухание поглощения, связанное с потерями на диэлектрическую поляризацию по формуле:

, (10.5)

где - показатель преломления сердечника, равный 1,76;

л - длина волны, мкм;

- тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, равный 10-10.

.

6) Определим затухание рассеяния по формуле:

(10.6)

дБ.

7) Произведем расчет волнового сопротивления для каждого коэффициента преломления

, (10.7)

где Ом.

8) Определение длины регенерационного участка

, (10.8)

где

- максимально допустимые потери на участке

- количество разъемных соединителей

- затухание неразъемных соединений

- запас по потерям

- километрическое затухание оптического волокна

- изменение затухания при пониженных температурах

- затухание неразъемных разветвителей

- строительная длина кабеля

На основании приведенного выше расчета составим таблицу распределения оптического оборудования.

Таблица 10.1 - Распределение оптического оборудования

Заключение

В результате проделанной работы была спроектирована линия связи на участке железной дороги Кандагач - Донское, на которой обеспечено 380 каналов магистральной связи, 120 каналов дорожной связи и различные виды отделенческой связи. При проектировании учитывались физико-географические данные участка, его административно-хозяйственная структура; выбран кабель типа МКПАБ и МКПАБ - для основной магистрали, ТЗПАБп 741,2+520,7+10,7 и 441,2 - для создания ответвлений, описан выбор арматуры для монтажа кабельной магистрали, произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов. Также были произведены расчеты мешающих и опасных влияний от контактных сетей железных дорог и линии электропередачи, приведены описания методов защиты от влияний, приведены схемы защиты аппаратуры связи. Приведена методика симметрирования, целью которой является уменьшение взаимных влияний. Произведен расчёт длины регенерационного участка для волоконно-оптической системы передачи информации.

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

Список использованных источников

1. Требина Е.Г., Костиков В.У. Электромагнитные влияния высоковольтных линий на цепи связи: Методические указания к дипломному и курсовому проектированию. / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1980.- 34 с.

2. Атлас География России / Федеральная служба геодезии и картографии Росси - Омская картографическая фабрика, 2004. - 73 с.

3. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Методические указания по курсовому проекту - М: 1988 - 40 с.

4. Советский энциклопедический словарь - М.: Советская энциклопедия, 1980. - 1347 с.

5. Горбачев Н.С., Купряшин И.А. Расчет параметров волоконно-оптических кабелей: Методические указания к дипломному и курсовому проектированию по дисциплине «Многоканальная связь на железнодорожном транспорте» / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск, 2002.- 35 с.

Размещено на Allbest.ru