Проект магистральной линии связи на участках железной дороги

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Курсовой проект

Тема:

Проект магистральной линии связи на участках железной дороги



Содержание

1. Проектирование кабельной линии связи

1.1 Задание на проектирование

1.2 Исходные данные для проектирования

1.2.1 Выбор системы организации кабельной магистрали

1.2.2 Выбор типа магистральных кабелей, распределение цепей по четверкам

1.2.3 Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока

1.2.4 Расчет мешающих влияний тяговой сети переменного тока

1.2.5 Выбор трассы прокладки КЛС и устройство ее переходов через преграды

1.2.6 Содержание кабеля под избыточным давлением

1.2.7 Организация связи и цепей автоматики по КЛС

1.2.8 Скелетная схема КЛС

2. Проектирование воздушной линии связи

2.1 Задание на проектирование

2.2 Исходные данные для проектирования

2.2.1 Определение класса и выбор типа воздушной линии

2.2.2 Выбор профиля опор линии

2.2.3 Трасса воздушной линии связи

2.2.4 Скрещивание проводов телефонных цепей

3. Проектирование волоконно-оптической линии связи

3.1 Задание на проектирование

3.2 Исходные данные для проектирования

3.2.1 Выбор оптического кабеля и распределение ОВ в кабеле

3.2.2 Расчет параметров световодов

3.2.3 Расчет длин регенерационных участков и размещение НРП по трассе кабеля

Список литературы



1. Проектирование кабельной линии связи

1.1 Задание на проектирование

1. На заданном двухпутном участке железной дороги А-К с электротягой переменного тока напряжением 27 кВ предусмотреть строительство кабельной и волоконно-оптической линий связи, а на однопутном ответвлении Д-Н с автономной тягой - воздушной линии связи.

Предусмотреть организацию дальней (магистральной и дорожной) связи по КЛС с использованием цифровых систем передачи ИКМ-120.

2. Заданное число каналов магистральной и дорожной связи для участка А-К приведены в табл. 1.1. Виды и число цепей отделенческой связи предусмотреть в соответствии с требованиями ПТЭ, п.6.41. Отдельные цепи для телеграфной связи можно не предусматривать. Для работы устройств СЦБ на участке А-К предусмотреть шесть двухпроводных цепей, в том числе одну цепь для частотного диспетчерского контроля (СЦБ-ДК).

3. В целях сокращения чертежных работ скелетную схему кабельной связи и схему организации связи по кабельной магистрали достаточно привести лишь для одного перегона А-Б.

4. При расчете опасных напряжений в жилах кабельной линии связи рекомендуется ограничить вынужденным режимом работы тяговой сети, опустив расчет для аварийного режима.

5. При расчете мешающих влияний на кабельные цепи связи ограничиться расчетном для участка А-Д.

1.2 Исходные данные

Данные изысканий по объекту проектирования:

1. Схема двухпутного участка железной дороги А-К с однопутными ответвлением Д-Н

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Тяговые подстанции расположены на станциях А, Д и К.

На перегоне Г-Д (примерно в середине и перегона) железнодорожную линию пересекает судоходная река глубиной 6м, через которую проложен неразводной железнодорожный мост.

Размещение объектов связи и СЦБ от ближайшего рельса железнодорожного пути находится на следующем расстоянии:

пост ЭЦ, пассажирское здание, остановочный пункт, дежурный пост контактной сети- 35м;

- тяговая подстанция - 50 м;

- будка дежурного по переезду, пост секционирования контактной сети 5 м;

- линейно-путевое здание, квартира электромеханика- 100 м;

- релейный шкаф сигнальной точки автоблокировки или переездной сигнализации - 3м;

- здание обслуживаемого усилительного пункта (ОУП) кабельной магистрали - 35 м.

Число каналов дальней связи

	На участке А-К
Магистральная	340
Дорожная	110

Данные для расчета влияний тяговой сети на кабельную линию связи для каждого из вариантов курсового проекта представлены а в табл. 5. кроме того, для всех вариантов необходимо считать, что началом для отделенческих избирательных связей тональной частоты, организуемых по кабельной линии, является станция А, а концом - станция К.

Грунт на участке мягкий. Климатические условия умеренные.

Средства регулирования движения поездов: на участке А-К - автоблокировка, на ответвлении Д-Н- полуавтоматическая блокировка; станции оборудованы электрической централизацией. Для электропитания устройств СЦБ вдоль железной дороги с правой стороны по направлению километража на расстоянии 20 м от рельса проложена трехфазная высоковольтная линия автоблокировки напряжением 10 кВ.

При использовании аппаратуры К-60п предусмотреть применение обслуживаемых (ОУП) и необслуживаемых (НУП) усилительных пунктов. ОУП разместить на станциях А, Д, К, а НУП на станциях участка в соответствии с установленным расстоянием между НУПами 25-30 км.

При использовании систем ИКМ-120 для уплотнения цепей дорожной связи предусмотреть обслуживаемые регенерационные пункты (НРП) на станциях или перегонах, учитывая, что расстояние между ними равно 5-8 км.

Пункты НРП для волоконно-оптической линии связи необходимо разместить по трассе в соответствии с расчетом длины регенерационного участка волоконно-оптической линии связи.

Сведения об участке А-К

Расстояние между осями станций, км
А-Б	Б-В	В-Г	Г-Д	Д-Е	Е-Ж	Ж-З	З-И	И-К
7	11	12	22	8	11	11	12	8

Размещение объектов связи и СЦБ на перегоне А-Б

Ординаты объектов	Наименование объектов
км	м
79	000	ОУП(п)
79	350	ТП(л)
79	450	ШН(п)
80	500	РШ-Вх(л)
82	000	Рш-С(л)
82	010	РШ-АПС(п)
82	020	ПБ(п)
83	000	Рш-С(л)
83	800	П(л)
84	800	Рш-Вх(п)
86	000	ПЗ(п)

Примечание: 1. сокращения в названиях объектов связи и СЦБ: ПЗ- пассажирское здание; ОУП- обслуживаемый усилительный пункт кабельной магистрали; П- жилое или служебное здание службы пути; РШ-Вх- релейный шкаф входного светофора станции; РШ-С- релейный шкаф проходного светофора; тяговая подстанция; ПСКС - пост секционирования контактной сети; ОП - остановочный пункт; ТП - тяговая подстанция; ПБ - будка дежурного по переезду (охраняемый переезд); РШ-АПС - релейный шкаф автоматической переездной сигнализации.

Буква л или п, указанная в скобках рядом с наименованием объекта, означает расположение объекта с левой или правой стороны железнодорожного пути по счету километров.

2. Ординаты объектов указывают расстояние от оконечного пункта кабельной магистрали.

3. ОУП совмещен с постом ЭЦ.

Расчетные величины электромагнитных влияний тягового тока

Расчетная величина
Определяющая частота гармоники влияющего тока, Гц	1050
Проводимость грунта, мСм/м	15

Сторонность размещения ОУП или ОРП относительно железной дороги для станции А определена, а для станций Д и К устанавливается студентом по своему усмотрению. НУП (или НРП) размещаются непосредственно на трассе кабельной магистрали.

Тип подвески контактного провода М-95-ТФ-100.

1.2.1 Выбор системы организации кабельной магистрали

Кабельные магистрали связи на железнодорожном транспорте служат для организации всех видов магистральной, дорожной и отделенческой связи и некоторых цепей автоматики и телемеханики.

На сети железных дорог нашли применение одно-, двух- и трехкабельные системы.

Для выбора системы связи необходимо определить потребность в каналах и цепях на конкретном участке магистра. Система связи будет определятся типом аппаратуры и количеством каналов связи, которые необходимо организовать на проектируемой линии связи.

На проектируемой линии связи необходимо предусмотреть:

340 каналов магистральной связи и 110 двусторонних каналов дорожной связи. Система ИКМ-120 цифровой системы передачи (ЦСП) с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Данная ЦСП предназначена для организации 120 двусторонних каналов тональной частоты или 120 основных цифровых канала (64 кбит/с). Скорость передачи сигнала в этой системе 8448 кбит/с.

Необходимо 4 системы ИКМ-120 (3 для магистральной связи и 1 - для дорожной) и 8 пар кабеля в КЛС.

Теперь выбираем систему кабельной магистрали связи.

КЛС может быть организована по одно-, двух- или трехкабельной системе.

При однокабельной системе все виды связи и цепи СЦБ организуются по одному кабелю. Эта система рекомендуется для организации лишь дорожной и отделенческой связи на второстепенных участках железных дорог, не имеющих перспектив развития.

Двухкабельная система предназначена для организации всех видов связи и цепей СЦБ прокладывается два кабеля, при этом для цепей магистральной и дорожной связи используются аппаратура уплотнения. Остальные четверки и пары железнодорожных кабелей используются для организации других цепей связи и СЦБ. Двухкабельная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей в большинстве случаев удовлетворяет требованиям, предъявляемым к магистральным линиям связи, и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали.

При трехкабельной системе прокладывается три кабеля, из которых первый используется для отделенческих связей и цепей СЦБ, а второй и третий - для цепей дальней связи. Все ответвления на перегонах и станциях производятся только от первого кабеля. Эта система находит применение на участках железных дорог, где требуется организация мощных пучков каналов связи.

Исходя из этого, выбираем двухкабельную систему связи, потому что этот вариант является основным при проектировании железнодорожных кабельных магистралей связи, а также у нас нет необходимости в организации мощного пучка каналов.

1.2.2 Выбор типа и емкости магистральных кабелей, распределение цепей по четверкам

Для нашей кабельной магистрали, прокладываемой вдоль железной дороги, электрифицированной переменным током, выбираем кабель с повышенным защитным действием оболочки МКПАБ, допускающий уплотнение цепей до 252 кГц. Строительная длина кабеля - 850 м.

МКПАБ - кабель с медными жилами, кордельно-трубчатой изоляцией, в алюминиевой оболочке, бронированный двумя стальными лентами.

Прокладывается в грунте не отличающемся химической агрессивностью (грунт на участке мягкий, климат - умеренный).

По всем параметрам данный кабель удовлетворяет нашим условиям.

Далее определим емкость кабелей.

Для организации связи необходимы:

- по 1-ой паре ПДС, ЭДС, ЛПС, МЖС, ПС, ТУ, ТС, ВГС, ДБК, СЭМ, СЦБ-ДК, переезд;

- по 2 пары ПГС и ПРС;

- 5 сигнальных пар СЦБ

- по 4 ВЧ пары в разных кабелях.

Значит, выбираем два 7-ми четверочных кабеля

МКПАБ-7х4х1,05+5х2х0,7+1+0,7.

1 - центрирующий кордель

2 - сигнальная пара

3 - изолированная жила четверки

4 - контрольная жила

5 - кабельная пряжа

6 - ленточная броня

7 - ПЭ шланг (оболочка)

8 - алюминиевая оболочка

9 - поясная изоляция

Распределение цепей по четверкам

Номера четверок и	Тип четверок	Цепи связи	и СЦБ
Сигнальных пар		Кабель 1 прием	Кабель 2 передача
Четверки: 1 2 3 4 5 6 7 Сигнальные пары: 1 2 3 4 5 Контрольная жила	ВЧ ВЧ НЧ ВЧ НЧ ВЧ НЧ	ПДС, ЛПС Маг. Маг. ЭДС, ПС Маг. Дор. ПГС, ПГС резерв резерв МЖС, СЭМ СЦБ СЦБ СЦБ СЦБ СЦБ -	ТУ, ТС Маг. Маг. ДБК, ВГС Маг. Дор. ПРС, ПРС резерв резерв Пр-зд, СЦБ-ДК Резерв Резерв Резерв Резерв Резерв -

1.2.3 Расчет опасных влияний тяговой сети переменного тока

КЛС подвергаются опасным и мешающим магнитным влияниям тяговой сети переменного тока. Цель расчета в определении такой ширины сближения КЛС с тяговой сетью, при которой опасное и мешающее напряжения, индуцируемые в жилах кабеля, не превышали бы предельно допустимые значения.

Опасные напряжения в жилах кабеля могут возникать при аварийном (замыкание тяговой сети на землю или рельсы) и вынужденном ( отключении от контактной сети одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

Определим ординаты тяговых подстанций и длину плеча питания тяговой сети переменного тока в вынужденном режиме работы.

Питание тяговой сети может быть организовано по различным схемам. Для быстрого отключения любого поврежденного или ремонтируемого участка сети и сохранения действия цепи на всем ее протяжении тяговую сеть делят на отдельные участки, имеющие на одном или обоих концах источники питания. Эти участки называются плечами питания. При использовании встречно-консольной схемы питания в случае выхода из строя одной из ТП срабатывают устройства автоматического включения резерва (АВР), расположенные в данном проекте посередине участка между соседними ТП. Таким образом, в нормальном режиме каждая ТП питает одно или два плеча питания, ограниченных устройствами АВР. В вынужденном режиме за счет перераспределения тока в контактном проводе длины плеч питания ТП изменяются и нагрузку отключенной ТП принимает на себя одна или две смежных ТП.

В данном разделе проекта имеется три ТП: ТП1, расположенная на станции А, ТП2, расположенная на станции Д и ТП3, расположенная на станции К. При расчетах следует учитывать, что ордината ТП1 указана в табл.3 исходных данных и составляет 79350 м, а ординаты ТП2 и ТП3, расположенные на станциях Д и К, совпадают с ординатами этих станций и составляет соответственно 131000 м и 181000 м.

В соответствии с табл.3 ордината станции А-79000 м, ординаты всех других станций и объектов на участке А-К рассчитываются исходя из расстояний между станциями, указанных в табл.2 (например, ордината станции Б - 86000 м, так как длина перегона А-Б для всех вариантов - 7 км).

Далее определяется длины расчетных участков, и изображают схему взаимного расположения тяговой сети и КЛС для расчета опасных влияний. При определении значений опасного и мешающего влияний цепи проводной связи и проводного вещания разбиваются на расчетные участки. Расчетными являются гальванически неразделенные участки - участки между усилительными пунктами для цепей избирательной связи, размещенными на схеме трассы кабельной магистрали. Гальванически неразделенным называют участок цепи, не содержащий усилителей, трансформаторов и других элементов, препятствующих прямому прохождению переменного тока в проводах.

В нашем случае расчетными участками будут являться усилительные участки для неуплотненных цепей КЛС тональной частоты как имеющие наибольшую длину. Длина каждого такого усилительного участка составляет 25-30 км. При необходимости, длина некоторых участков может быть меньше 25 км, но не должна превышать 30 км.

По заданию на станциях А, Д и К расположены ОУП, необходимо на основе данных (табл. 1) о расстояниях между станциями разместить на станциях участков А-Д и Д-К по одному НУП, учитывая ограничения на длину усилительного участка. Таким образом получены - длина плеча питания для вынужденного режима работы; - длина плеча питания i-ой в нормальном режиме работы сети; -тяговый ток, питающий i-ое плечо тяговой сети. Таким образом, будут получены длины расчетных участков ( - ), что позволит указать ординаты ОУП и НУП и изобразить взаимное расположение тяговой сети в вынужденном режиме работы ТП и расчетных участков КЛС.

Далее необходимо рассчитать значения опасного напряжения. Значения опасного напряжения между жилой кабеля и землей на конце гальванически неразделенного провода цепи связи рассчитывается по формулам (1.1-1.8) отдельно для каждого расчетного участка в соответствии с расчетной схемой, полученной в шаге 2.

Расчет следует начинать при ширине сближения а = 10 м.



Расчетная схема для расчета опасных влияний тяговой сети переменного тока

,

где - круговая частота влияющего тока f = 50 Гц, рад/с;

Sр - коэффициент экранирования рельсов, рекомендуется принять равным 0,45 (в общем случае рассчитывается по специальной методике);

Sк - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц, зависит от марки кабеля, в проекте принять равным 0,1.

Взаимная индуктивность М, Гн/км между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц определяется приближенно по формуле:

где a - ширина сближения, м (в данном шаге взять 10 м);

- проводимость грунта, См/м

Сближением между электрифицированной железной дорогой и линиями проводного вещания называют такое их взаимное расположение, при котором в цепях этих линий могут возникать опасные и мешающие напряжения и токи. В этом случае принято считать, что линии проводной связи и проводного вещания находятся в зоне влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог, т.е. располагается на расчетной схеме параллельно соответствующему плечу питания тяговой сети.

- длина сближения линии связи с тяговой сетью в пределах расчетного (усилительного) участка.

Эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц А, определяется при вынужденном режиме работы тяговой сети по формуле:

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

- коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным.

Ток , А определяется по формуле:

где m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме в часы интенсивного движения (рекомендуется принимать 8-12);

- максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимальное удаленным электровозом, В; при lт 30 км

= 8500 В;

- соответственно активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км, зависит от типа контактной подвески, которая выбирается в соответствии с таблицей 1.5 и рассчитывается по формулам

- длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы, км;

где - кратчайшее расстояние от ближайшей действующей тяговой подстанции в вынужденном режиме работы до начала сближения с тяговой сетью расчетного участка цепи связи.

Длина определяется отдельно для каждого участка в соответствии с рисунком. Из рисунка видно, что по проекту в вынужденном режиме работы тяговой сети существует две действующие тяговые подстанции ТП₁ и ТП₃. Для каждой длины сближения - длина представляет собой кратчайшее расстояние от ординат одного из концов длины сближения (любой из них может считаться началом сближения) до ординаты соответствующей ближайшей действующей ТП.

Если ордината конца длины совпадает с ординатой действующей ТП, то соответствующая длина (в данном случае - для и ).

Расчет:

Взаимная индуктивность:

Рассчитаем опасные напряжения:

Так как и превышает допустимую норму ( > ), значит ширина сближения не удовлетворяет требованиям.

Определим во сколько раз опасное напряжение превышает предельно допустимое значение и во сколько раз следует уменьшить значение взаимной индуктивности.

Получили новое значение индуктивности, далее определим новое значение ширины сближения:

Пересчитаем значение опасного напряжения при ширине сближения 16 м.

Так как и не превышает допустимую норму ( < ), значит ширина сближения удовлетворяет требованиям.

1.2.4 Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи

Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи производится при нормальном режиме работы тяговой сети переменного тока. В целях сокращения расчетов, в курсовом производится расчет мешающих влияний для участка тяговой сети протяженностью А-Д (рис.3). При этом следует условно считать, что направление передачи по цепи связи осуществляется в направлении от станции А к станции Д и, соответственно в этом направлении зафиксированы начало и конец каждого участка цепи.

Наиболее простым методом расчета мешающего напряжения приближенный метод по одной гармонической составляющей переменного тока, которая наводит в телефонных цепях тональной частоты наибольшее напряжение шума.

Для расчета мешающих влияний необходимо определить значения длин расчетных участков, длин сближения, для каждого участка, а также расстояния от конца каждого расчетного участка до середины соответствующих длин сближения в пределах этого расчетного участка.

Длины расчетных участков (они относятся к участку А-Д) были получены при расчете опасных влияний, а длины сближения, следует определить заново, т.к. ТП работают в нормальном режиме, и каждый расчетный участок может находиться под влиянием одного или нескольких тяговых плеч. Следует считать, что АВР располагается строго посередине между ТП, ординаты которых определены при расчете опасных влияний. Учитывая, что начало и конец каждого расчетного участка и при расчете мешающих влияний зафиксированы в направлении от станции А к станции Д, получаем расстояния от конца соответствующего расчетного участка до середины всех длин сближения, лежащих в пределах данного расчетного участка .

Напряжение шума рассчитывается отдельно для каждой i-ой длины сближения. Результирующие напряжение в начале цепи определяется путем сложения по квадратичному закону значений напряжений шума для всех длин сближения.

Определим длины сближения:

Расчет следует производить при значении ширины сближения а = 16 м, полученном при расчете опасных влияний и при значении частоты тока, соответствующей частоте влияющей k-ой гармоники.

Напряжение , мВ, наводимое в двухпроводной телефонной цепи для одной длины сближения l, может быть рассчитано

где - круговая частота определяющей k-ой гармоники тягового тока, рад/с;

- взаимная индуктивность между контактным проводом и жилой кабеля на частоте и новой ширины сближения (a, м);

- коэффициент акустического воздействия k-ой гармоники тягового тока; - коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам для k-ой гармоники тягового тока;

- коэффициент экранирующего действия оболочки кабеля для k-ой гармоники тягового тока, составляющий 0,02;

- модуль коэффициента распространения однопроводной цепи, подверженной влиянию, для 21-ой гармоники тягового тока, 1/ км;

- значения приведены в табл. и равны соответственно и к = 62,0 мрад/км;

Sp - коэффициент экранирования рельсов, рекомендуется принять равным 0,45.

Первая формула используется для коротких расчетных участков, а во второй учитываются волновые процессы в цепи связи, она используется для длинных расчетных участков.

Для выбора расчетной формулы для каждой длины сближения необходимо разделить значение длины сближения l_Э, на значение длины соответствующего расчетного участка l. Если полученное отношение меньше или равно 0,9, напряжение шума для данной длины сближения следует вычислять по второй формуле , во всех остальных случаях - по первой формуле. Вычисляем гиперболические синусы по формуле:

и - соответственно действительная и мнимая составляющие коэффициента распространения однопроводной цепи; выражается при расчете в Нп/км и рад/км соответственно.

Выберем расчетную формулу:

Следовательно рассчитываем по первой формуле, а по второй формуле.

Рассчитаем

Рассчитаем

Найдем значение , км

Найдем значение , км

Найдем значение модуля коэффициента распространения однопроводной цепи

Рассчитаем

Расчетная схема для расчета мешающих влияний на кабельные цепи связи.

Найдем значение , км

Найдем значение , км

Найдем значение модуля коэффициента распространения однопроводной цепи

Теперь определим результирующее напряжение шума :

Значение результирующего напряжения шума сравнивается с предельно допустимым значением псофометрического напряжения шума

Так как <, значит ширина сближения а = 16 м удовлетворяет требованиям.

1.2.5 Выбор трассы прокладки КЛС и устройство ее перехода через преграды

От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения КЛС, ее долговечность, а также надежность и бесперебойность действия. Трасса выбирается с таким расчетом, чтобы число переходов кабеля через железную дорогу было минимальным, а необходимые переходы устраивались в местах с наименьшим количеством путей.

Исходя из того что кабельная трасса располагается вдали от высоковольтной линии автоблокировки, на противоположной стороне железной дороги, располагаем ее с левой стороны по направлению километража. При этом согласно расчету опасных и мешающих влияний кабельная трасса удалена на 16 м от опор контактной сети. На перегонах и в пределах небольших станций трасса КЛС прокладывается, как правило, в пределах полосы отвода железной дороги, ширина которой составляет по 60 м в обе стороны от головки рельса железнодорожного пути. Лишь на отдельных участках при соответствующем обосновании, в особенности на подходах к крупным станциям, трасса кабеля может быть выбрана за пределами полосы отвода.

На середине перегона Г - Д находится судоходная река глубиной 6 метров, следовательно, в проекте предусматривается прокладка 2 кабелей для каждого магистрального кабеля: один - по мосту, а другой - по дну. Подводные кабели МКПАК (той же емкости) имеют проволочную броню, а на обоих берегах в местах соединения с подземными кабелями монтируем разветвительные муфты. Трассу подводных кабелей во избежании повреждений во время ледохода (ледяных заторов) относим на 300 м от моста.

При переходе через водные преграды необходима защита от повреждений. Для этого кабели прокладываются с заглублением в дно реки не менее чем на метр. В местах выхода кабелей из воды берега укрепляются бетонными плитами и камнем. Переход кабеля по железнодорожному мосту выполняется в специальном желобе.

1.2.6 Содержание кабеля под избыточным давлением

В процессе эксплуатации металлические оболочки кабелей подвергаются различным механическим и электрохимическим влиянием, которые могут вызвать их повреждение, проникновение влаги к токоведущим жилам и прекращение связи.

Содержание кабеля под постоянным внутренним воздушным давлением позволяет обнаруживать повреждение оболочки кабеля сразу после его возникновения и предохраняет кабель от проникновения влаги, чем сохраняется его работоспособность. В тех случаях, когда повреждение нельзя быстро устранить (при разливе рек и т.п.), проникновение влаги можно предотвратить в течение длительного времени подкачиванием воздуха с одного или обоих концов поврежденного участка, кроме того, содержание кабеля под постоянным давлением позволяет определить места повреждения при помощи радиоактивных изотопов и галоидных газов.

Особенности магистральных кабелей, прокладываемых для связи МПС, является большое число ответвлений; содержание последних под непрерывным избыточным давлением практически невозможно, поэтому все ответвления изолируют от магистрали газонепроницаемыми муфтами. Газовое давление превышает атмосферное на 49х1000 Па (0,5 кгс/см) и предусматривается в настоящее время на всех строящихся магистральных кабельных линиях.

Используем систему с автоматической подкачкой кабеля газом. При этом на концах газовой секции подключаются установки АКОУ или АСУКИД, с помощью которых обеспечивается контроль за целостностью- герметичностью; предотвращается попадание влаги при повреждении кабеля за счет выходящей струи воздуха; нахождение места повреждения. КЛС делится на герметизированные участки, с установкой нагнетательных установок через 15-20 км. На проектируемой КЛС нагнетательные установки разместим на следующих станциях: ст. А (ОУП 79 км), ст. В (НРП 97 км), ст. Г (НУП 109 км), ст. Д (ОУП 131 км), ст. Ж (НРП 150 км), ст. З (НУП 161 км), ст. К (ОУП 181 км).

1.2.7 Организация связей и цепей автоматики по кабельной магистрали

На проектируемой магистральной линии связи организуем следующие виды связи:

- магистральная связь;

- дорожная связь;

- отделенческая связь.

Отделенческая связь обеспечивает работу отделения и связывает все пункты отделения, и делится на связь общего пользования и специальные виды связи. Согласно ПТЭ на всех участках железных дорог должны быть:

Поездная диспетчерская связь (ПДС) - предназначенная для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый ими участок. Цепи ПДС заводятся шлейфом в помещениях дежурных по станциям, операторов.

Поездная межстанционная связь (МЖС) - предназначена для переговоров дежурных сменных раздельных пунктов по вопросам движения поездов. Эта цепь имеет ответвления шлейфом во все релейные шкафы на перегонах и будки на переездах.

Постанционная связь (ПС)- предназначена для переговоров работников раздельных пунктов между собой и обеспечивает выход каналов дорожной связи с этими пунктами. В цепь ПС параллельно включаются тяговые подстанции, дежурные посты контактной сети.

Линейно-путевая связь (ЛПС)- предназначена для осуществления оперативного руководства линейными работниками на дистанции пути и переговоров линейных работников между собой. В цепь ЛПС включаются аппараты, устанавливаемые у начальника дистанции пути, дорожных мастеров, в служебных зданиях дистанции пути.

Поездная радиосвязь (ПРС)- предназначена для обеспечения двухсторонней связи машинистов поездных локомотивов с поездным диспетчером, дежурными по станциям, другими локомотивами.

Энерго-диспетчерская связь (ЭДС)- предназначена для оперативного руководства подачи электроэнергии в контактную цепь. В цепь ЭДС параллельно включаются энергоучасток, тяговые подстанции, дежурные пункты дистанции контактной сети, посты секционирования.

Перегонная связь (ПГС) - позволяет линейным работникам, когда они находятся на переговоры вести переговоры с дежурными по станции, энерго- и поездным диспетчером, а также с дистанцией сигнализации и связи. Цепь ПГС шлейфом заводит в релейные шкафы а/б, установленные на перегоне, у входных сигналов, в будки на переездах, в линейно-путевые здания и квартиры линейных работников, находящихся на перегоне.

Служебная связь электромехаников (СЭМ) - предназначена для оперативного руководства линейными работниками дистанции сигнализации и связи. В цепь СЭМ параллельно включаются релейные помещения, квартиры электромехаников.

Вагонно-распорядительная связь (ВГС) - предназначена для служебных переговоров работников отделения со станциями по вопросам состояния вагонного парка. В цепь ВГС шлейфом включают промежуточные пункты расположенные у дежурных по станциям.

Диспетчерская связь по распределению мест на пассажирские поезда (ДБК) - предназначена для передачи в билетные кассы транзитных станций сведений о наличии мест в поездах дальнего следования. В цепь ДБК шлейфом включают пассажирские здания.

На электрифицированных участках должны быть цепи телеуправления (ТУ) и телесигнализации (ТС) - тяговыми подстанциями.

Цепи ТУ и ТС заводятся шлейфом в тяговые подстанции и посты секционирования контактной сети.

Необходимо отметить, что цепи дальней связи вводятся в оконечные и усилительные пункты кабельной магистрали. Тогда как цепи отделенческой связи, используемые непосредственно для организации движения поездов и оперативного управления работой участка железной дороги, вводится в многочисленные пункты, расположенные вдоль кабельной магистрали на перегонах и станциях.

Пункты, в которые заводятся все или отдельные виды связи, определяются характером размещаемых в них объектов. Например, в пассажирское здание, где размещены все служебные станционные помещения, заводим все виды отделенческой связи. В релейные шкафы сигнальных точек автоблокировки заводится межстанционная связь, позволяющая при необходимости организовать на перегоне временный обслуживаемый раздельный пункт.

В промежуточные пункты цепи отделенческих видов связи вводятся 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 остальных установок, организовывать необходимые виды связи с местами восстановительных работ. Поэтому цепи ПГС и МЖС вводим в линейные пункты только шлейфом. Также шлейфом вводим все виды связи в пассажирское здание, т.к. на станции нет усилительного пункта или НУПа. При наличии УП цепи вводится в него и кабелем вторичной коммутации передаются на объекты.

Ответвления цепей СЦБ всегда осуществляются шлейфом и заводятся во все релейные шкафы, что облегчает организацию двухстороннего движения поездов по одному из путей перегона при капремонте пути, цепь СЦБ-ДК заводится только на станции.

1.2.8 Скелетная схема кабельной магистрали

На скелетной схеме кабельной линии показано расположение всех объектов связи, а так же устраиваемых к ним ответвлений и соединений кабелей между собой. Скелетная схема является основным документом для монтажа магистрального кабеля, она дополняется спецификацией кабельной арматуры.

Строительная длина кабеля МКПАБ составляет 850м. Требуемую длину кабеля рассчитываем исходя из расстояния между объектами по трассе прокладки кабеля и учета дополнительного расхода кабеля на изгибы при укладке в траншеях и котлованах в размере 1,6% и отходов при спаечных работах в размере 0,6% от расстояния по трассе. В итоге получаем 2,2%, значит расстояние между муфтами равно 833 м.

Для размещения прямых свинцовых муфт рассчитываем ординату первой муфты. Для этого учитываем расход магистрального кабеля на ответвление в ОУП на станции А. Эта величина складывается из расстояния от трассы кабеля до ОУП и дополнительного расхода на ввод кабеля в ОУП (20м). Так как полученная ширина сближения составляет 14 м, а расстояние от железной дороги до ОУП 35м, расход магистрального кабеля на ответвление в ОУП составит:

16 м + 6 м + 35 м + 20 м = 77 м.

В данном случае, ордината первой муфты рассчитывается:

79000 + (833 - 77) = 79756 м.

Таким образом, установим первую прямую муфту в ответвлении с рассчитанной ординатой, остальные прямые муфты устанавливаем через 833 м, то есть ординаты прямых муфт: 79756, 80589, 81422, 82255, 83088, 83921, 84754, 85587.

В местах ответвлений устанавливаются тройниковые муфты. С целью сокращения количества муфт следует стремиться к тому, чтобы место ответвления совпадало с прямой муфтой. В таком случае в качестве прямой устанавливается тройниковая муфта. Место ответвления не совмещается с местом соединения строительных длин кабеля, если расстояние между ними превышает 100м.

Ответвления магистрального кабеля выполняем посредством НЧ кабелей дальней связи ТЗАБп. Строительная длина кабеля равна 425 м. Требуемая емкость и длина кабеля рассчитывается для каждого объекта в соответствии с числом ответвляющих цепей (схема организации связи) и удаленностью объекта от трассы кабельной магистрали.

Ординаты объектов связи, тип ответвлений, а также цепи ответвления, вводимые шлейфом или параллельно указываются в расчетной таблице в соответствии со схемой организации связи.

1. ОУП (п) (79000м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 35 м.

· Ширина сближения = 16 м.

· Дополнительный расход кабеля на ввод в ОУП = 20 м.

· Ширина железной дороги = 6 м.

L = 35+16+6 = 57м.

L_доп = 57*(0,016+0,006)+20 = 21,254 м?22 м

Общая длина кабеля: L_об = 57+22 = 79 м

2. ТП (л) (79350м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 50 м.

· Ширина сближения = 16 м.

· Расстояние по трассе от ОУП до ТП:

79350-79000 = 350м

· Ширина железной дороги = 6 м.

· Дополнительный расход кабеля на ввод в ТП = 20м.

L = 50+16+6+350 = 422 м.

L_доп = 422•(0,016+0,006)+20+20 = 49,248 м ?50 м.

Общая длина кабеля: L_об = 422+50 = 472 м.

Так как общая длина кабеля в ТП больше его строительной длины (425 м), то ставим дополнительную соединительную муфту.

3. ШН (п) (79450м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 100 м.

· Расход кабеля на устройство вводов = 5 м

· Ширина сближения = 16 м.

L = 16+100 = 116м.

L_доп = 116•(0,016+0,006)+5 = 7,552 ?8 м.

Общая длина кабеля: L_об = 116+8 = 124 м.

4. РШ-Вх (л) (80500м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 3 м.

· Расстояние по трассе до ближайшей прямой муфты:

80589-80500 = 89 м

· Ширина сближения = 16 м.

· Устройство вводов = 3 м.

L = 16-3+89 = 102 м.

L_доп = 102•(0,016+0,006)+3 = 5,244 ?6 м.

Общая длина кабеля: L_об = 102+6 = 108 м.

5. РШ-С (л) (82000м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 3 м.

· Ширина сближения = 16 м.

· Устройство ввод = 3 м.

L = 16-3 = 13 м.

L_доп = 13•(0,016+0,006)+3 = 3,374 ?4 м.

Общая длина кабеля: L_об = 13+4 = 17 м.

6. РШ-АПС (п) (82100м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 3 м.

· Расстояние по трассе от РШ-С до РШ-АПС (вторичный кабель)

82010-82000 = 10 м

· Расход кабеля на устройство вводов = 3 м

· Ширина железной дороги = 6м.

· Ширина сближения = 16 м.

L = 3+3+16+10 = 32 м.

L_доп = 32•(0,016+0,006)+3 = 3,704 м ?4 м.

Общая длина кабеля: L_об = 32+4 = 36 м.

7. ПБ (п) (82020м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние от ПБ до ближайшего рельса = 5 м.

· Расстояние по трассе РШ-АПС до ПБ (вторичный кабель)

82020-82010 = 10 м

· Расход кабеля на устройство ввода = 5м.

L = 10

L_доп = 10•(0,016+0,006)+5+5 = 10,22 ?11м.

Общая длина кабеля: L_об = 10+11 = 21 м.

8. РШ-С (п) (83000м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Ширина сближения = 16 м.

· Расстояние по трассе до ближайшей прямой муфты:

83088-83000 = 88 м

· Ширина железной дороги = 6 м.

· Расстояние до ближайшего рельса = 3 м.

· Расход кабеля на устройство вводов = 3 м.

L = 88+16+6+3 = 113 м.

L_доп = 113•(0,016+0,006)+3 = 5,48 ?6 м.

Общая длина кабеля: L_об = 113+6 = 119 м.

9. П (л) (83000м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 100м.

· Ширина сближения = 16 м.

Ширина железной дороги = 6 м.

· Расход кабеля на устройство вводов = 5 м.

L = 100+16+6 = 122 м.

L_доп = 122•(0,016+0,006)+5 = 7,684 ?8 м.

Общая длина кабеля: L_об = 122+8 = 130м.

10. РШ-Вх (п) (84800м) найдем расстояние по трассе до объекта:

· Расстояние до ближайшего рельса = 3 м.

· Расстояние по трассе до ближайшей прямой муфты:

84800-84754 = 46 м

· Ширина сближения = 16 м.

· Устройство вводов = 3 м.

· Ширина железной дороги = 6 м.

L = 16+6+46 = 68 м.

L_доп = 68•(0,016+0,006)+3 = 4,496 ?5 м.

Общая длина кабеля: L_об = 68+5 = 73 м.

11. ПЗ (п) (86000метров) найдем расстояние для этого объекта :

· Расстояние до ближайшего рельса = 35 м.

· Ширина сближения = 16 м.

· Устройство вводов = 20 м.

· Ширина железной дороги = 6 м.

L = 16+6+35 = 57м.

L_доп = 57•(0,016+0,006)+20 = 21,254 ?22 м.

Общая длина кабеля: L_об = 57+22 = 79 м.

Расчетная таблица кабелей ответвлений вторичной коммутации

Ордината объекта связи	Тип ответвления	Цепи ответвления, вводимые	Число требуемых пар	Емкость, марка выбранного кабеля	Расстояние по трассе до объекта, м	Дополнительный расход кабеля, м	Общая длина кабеля, м
		шлейфом	параллельно
79000	ОУП (п)	все		76	МКПАБ-7Ч4	57	22	77
79350	ТП (л)	ТС, ТУ	ЭДС,ПС	6	ТЗАБп -3Ч4	422	50	472
79450	ШН(п)		СЭМ	1	ТЗАБп -3Ч4	116	8	124
80500	РШ-Вх (л)	СЦБ, ПГС	ПДС	8	ТЗАБп -3Ч4	102	6	108
82000	РШ-С (л)	ПДС, ПГС, МЖССЦБ Пр-зд.	ЛПС	14	ТЗАБп -7Ч4	13	4	17
82100	РШ-АПС(п)	ПДС, СЦБ Пр-зд.	ЛПС	10	ТЗАБп -12Ч4	32	4	36
82020	ПБ(п)	ПДС, Пр-зд.	ЛПС	5	ТЗАБп -3Ч4	10	11	21
83000	РШ-С (п)	ПГС, МЖССЦБ	ЛПС	10	ТЗАБп -3Ч4	113	6	119
83000	П(л)	ПГС, МЖС	ЛПС	5	ТЗАБп -3Ч4	122	8	130
84800	РШ-Вх (п)	СЦБ, ПГС	ПДС	8	ТЗАБп -3Ч4	68	5	73
86000	ПЗ(л)	все		76	МКПАБ-7Ч4	57	22	79

Для монтажа кабельной магистрали предусмотрим применение следующей кабельной арматуры:

· прямых (соединительных) свинцовых муфт типа МСП-7 и МСП-14, рассчитанных на соединение строительных длин кабелей соответственно 7 и 14 четверок;

· газонепроницаемых свинцовых муфт ГМС-4, рассчитанных на монтаж кабелей емкостью 3 или 4 четверки, ГМС-7, рассчитанных на монтаж кабелей емкостью 7 четверок, ГМСМ-40, рассчитанных на монтаж кабелей емкостью 12 четверок;

· прямых свинцовых муфт типа МС-20, МС-25, МС-30, МС-40 с внутренним диаметром шейки муфты соответственно 20, 25, 30 и 40 мм, устанавливаемых на кабелях ответвлений и необходимых для монтажа газонепроницаемых муфт;

· разветвительных тройниковых свинцовых муфт типа МСТ 7х7, МСТ 7х12, устанавливаемых на ответвлениях;

· прямых чугунных (С-35, С-50, С-55, С-65) и тройниковых (Т-35, Т-50, Т-55) муфт с внутренним диаметром их горловин соответственно 35, 50, 55 и 65 мм, устанавливаемых на свинцовые прямые, газонепроницаемые и тройниковые муфты подземных кабелей для защиты их от механических повреждений;

· междугородние кабельные боксы БМ1-1, БМ1-2, БМ2-2, БМ2-3;

· малогабаритные кабельные боксы типа БМШ для установки в релейных шкафах автоблокировки.

кабельный магистраль связь железный дорога



2. Проектирование воздушной линии связи

2.1 Задание на проектирование

1. На заданном однопутном участке Д-Н с автономной тягой предусмотреть строительство ВЛС. Предусмотреть организацию дальней (дорожной) связи по ВЛС с использованием аппаратуры уплотнения В-12-2 или В-12-3.

2. Заданное число каналов дорожной связи для участка Д-Н приведены в таблице 2.1. Виды и число цепей отделенческой связи предусмотреть в соответствии с требованиями ПТЭ п.6.41 с учетом особенностей участка.

3. Данные, необходимые для расчета ВЛС, приведена в таблице 2.1-2.3.

4. На ВЛС для цветных цепей используются биметаллические провода диаметром 4 мм, для стальных - провода диаметром 4 или 5 мм.

5. Расчетно-пояснительная записка данного раздела должна отражать технические решения следующих вопросов:

- определение класса и выбор типа воздушной линии;

- выбор профиля опор линии;

- трасса воздушной линии связи;

- скрещивание проводов телефонных цепей.

6. Данный раздел проекта должен содержать следующие чертежи:

- профиль опор воздушной линии с размещением цепей связи;

- разбивка воздушной линии на секции скрещивания и развернутая схема скрещивания основной секции.

2.2 Исходные данные для проектирования

Средства регулирования движения поездов на ответвлении Д-Н полуавтоматическая блокировка.



Число каналов дальней связи на участке Д-Н

Вид связи	Число каналов
Магистральная	-
Дорожная	30

Сведения об ответвлении Д-Н

Расстояние между осями станций
Д-Л	Л-М	М-Н
13	12	24

Расчетные величины воздушной линии связи

Эквивалентная толщина стенки льда на проводах, мм	2
Название цепи связи для схемы скрещивания	МЖС

2.2.1 Определение класса и выбор типа воздушной линии

Воздушные линии связи предназначены для создания пучков каналов передачи информации: телефонных, телеграфных, передачи данных, а на железных дорогах еще и для сигналов телеуправления, телеконтроля и телесигнализации. Воздушные линии обладают большой механической прочностью, противостоят ветрам, гололеду, снегопадам, грозовым разрядам, имеют длительный срок службы.

Но есть так же ряд недостатков: невозможность передачи частот выше 150 кГц, зависимость параметров цепей от метеоусловий, подверженность цепей электромагнитным воздействиям; значительная стоимость одного канала-километра связи.

В зависимости от важности назначения воздушные линии железнодорожной связи имеют следующую классификацию: линии I класса -для МПС с управлениями дорог и управлений между собой; линии II класса - для связи управлений дорог с отделениями, отделений между собой и отделений с подчиненными им станциями; линии III класса - для местной связи внутри станции.

Линии всех классов в зависимости от метеоусловий сооружают четырех типов:

О(облегченный) - для районов, где толщина стенки льда на проводах при гололеде не превышает 5 мм ,Н (нормальный ) - 10 мм ,У (усиленный ) - 15 мм включительно, ОУ (особо усиленный ) -20 мм.

Исходя из этого: на участке Д-Н сооружается линия II класса , Н типа.

Основные данные воздушных линий типа О

Эквивалентная толщина стенки льда на проводах, мм	5
Длина нормального пролета II класса, м	50
Допускаемая длина удельных пролетов линии через препятствия, м	83

Для всех видов связи требуется одна двухпроводная цепь. В конечном результате получаем в 8 двухпроводных цепей, две из которых цветные (биметалл). Диаметр провода - 4 мм.

2.2.2 Выбор профиля опор линии

Профилем опоры называется принятый на ней порядок расположения проводов, при котором располагаются определенные расстояния между ними.

Для сооружения линии связи используем железобетонные опоры, т.к. они отличаются большей долговечностью, а также устойчивостью к влаге и низким температурам по сравнению с деревянными. Для железобетонных опор предусмотрен траверсный профиль.

Для удобства обслуживания и эксплуатации цепи связи на опоре располагаются в определенном порядке. Все места на профиле нумеруются со стороны железной дороги в сторону поля, начиная с верхней траверсы.

Исходя из задания, необходимо организовать 30 каналов дальней связи, следовательно, нужно 3 системы В-12-3.

Определим виды отделенческой связи для данного участка дороги:

ПДС - поездная диспетчерская связь;

МЖС - межстанционная связь;

ПС - постанционная связь;

ЛПС - линейно-путевая связь;

ПГС - перегонная связь;

ПРС - поездная радиосвязь;

Аппаратура В-12-3 предназначена для организации 12 каналов ТЧ на цеп...