Проектирование кабельной линии на участке железной дороги

Южно-Уральская железная дорога, ее геологическое строение и ископаемые. Выбор типов кабеля, связевой аппаратуры, размещение цепей по четверкам. Усилительные и регенерационные пункты. Влияние контактной сети на линию связи. Скелетная схема кабельной линии.

Рубрика Транспорт
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 06.02.2013
Размер файла 508,4 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

14

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

“Проектирование кабельной линии на участке железной дороги”

Реферат

Курсовой проект содержит: 38 листов печатного текста; 8 рисунков; 11 таблиц.

КАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, ТИП КАБЕЛЯ, ПЛАН ТРАССЫ, СКЕЛЕТНАЯ СХЕМА, ПЕРЕХОДНЫЕ ВЛИЯНИЯ, ВЛИЯНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ЛЭП, ЗАЩИТА АППАРАТУРЫ, РЕДУКЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, ГАЗОВЫЙ РАЗРЯДНИК, МЕШАЮЩЕЕ ВЛИЯНИЕ, НЕОБСЛУЖИВАЕМЫЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ.

Целью выполнения курсового проекта является углубление знаний по курсу “Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте”, в частности, изучение вопросов, связанных с конструкцией кабельных линий, расчетами и мероприятиями по уменьшению влияний высоковольтных линий на цепи связи и т. д.

Содержание

Введение

1. Описание проектируемых участков связи

1.1 Южно-Уральская железная дорога

1.2 Природа

1.3 Геологическое строение и полезные ископаемые

1.4 Типы ландшафтов

1.5 Реки, протекающие рядом с участками железных дорог

1.6 Станции и расстояния между ними на рассматриваемых участков

2. Выбор типов кабеля, связевой аппаратуры, размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор связевой аппаратуры

2.2 Выбор типа и количества кабелей

2.3 Распределение цепей по четверкам симметричного кабеля

3. Размещение усилительных и регенерационных пунктов

3.1 Размещение усилительных пунктов

3.2 Размещение регенерационных пунктов

3.3 Размещение аппаратуры по трассе

4. Расчет влияний контактной сети и ЛЭП на линию связи

4.1 Расчет влияния ЛЭП на линию связи

4.2 Расчет влияния контактной сети переменного тока

4.3 Расчет редукционных трансформаторов

5. Расчет взаимного влияния

5.1 Определение собственных параметров кабеля

5.2 Волновые параметры кабеля

5.3 Расчет переходных затуханий

5.4 Симметрирование кабелей

6. Скелетная схема кабельной линии

6.1 Содержание кабеля под избыточным давлением

6.2 Монтажная схема кабельной линии

7. Защита аппаратуры связи от импульсных перенапряжений

7.1 Назначение защитных устройств

7.2 Принцип работы схемы защиты системы ИКМ-120

7.3 Принцип работы схемы защиты сигнальной точки и телефонного аппарата

7.4 Характеристика используемых элементов

8. Волоконно-оптические системы связи

Заключение

Библиографический список

Введение

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

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

Кабельные линии отличаются высокой эксплуатационной надежностью и дают возможность осуществления всех видов связи и каналов передачи информации, необходимых для управления перевозочным процессом железных дорог. Строительство магистральных кабельных линий позволяет резко увеличить количество каналов связи управлениями железных дорог, отделениями и станциями, дает возможность автоматизации телефонной и телеграфной связи.

Кабельные линии связи строят: при электрификации железных дорог по системе тока в качестве основной меры защиты цепей связи, автоматики и телемеханики от влияния тяговой сети; взамен воздушной линии связи при строительстве автоматической блокировки и диспетчерской централизации; при электрификации железных дорог по системе постоянного тока и строительстве дополнительных главных путей, когда конструкция воздушной линии экономически нецелесообразна; на вновь строящихся железных дорогах магистрального значения; в районах, подверженных сильным гололёдам; также в районах, намеченных к электрификации по системе переменного тока на ближайшие годы.

1. Описание проектируемых участков связи

В данной курсовой работе проектируются линии связи на двух участках железной дороги, географическое расположение которых - Южный Урал. Рассматриваемые участки расположены на территории Урала и республики Казахстана, и относятся к Южно- Уральской железной дороги.

Приведем физико-географическую справку о данном регионе, которая получена из Большой Советской энциклопедии.

1.1 Южно-Уральской железной дороги

Южно-уральская железная дорога, объединяет сеть дорог в пределах Челябинской, Оренбургской области РСФСР и отд. участки в пределах Куйбышевской обл. РСФСР, Башкирской. АССР и Северо-Казахстанской области Казахской ССР. Эксплуатационная длина (1976) 4751 км, или 3,4% протяжённости всей сети железной дороги СССР. Управление -- в Челябинске. В современных границах организована в 1961. Первыми были построены линии Кинель -- Оренбург (1877), Кропачёво -- Челябинск -- Исиль-Куль (1890--96), Свердловск [Екатеринбург (Полевской)] -- Челябинск (1896), Оренбург-Илецк (1905), Полетаево -- Троицк (1912), Михайловский Завод -- Бердяуш (1916). За годы построены линии: Оренбург -- Орск (1918), Орск -- Золотая Сопка (1930), Карталы -- Магнитогорск (1930), Челябинск -- Еманжелинская -- Золотая Сопка (1934), Синарская -- Чурилово (1940) и др. В 1977 сдана в эксплуатацию линия Белорецк -- Карламан протяжённостью 203 км, которая обеспечила кратчайший выход грузам из Магнитогорского промышленного района и транзитным грузам из Кузбасса и Казахстана в районы Поволжья и Центра.

В составе Южно-Уральской железной дороги 7 отделении: Челябинское, Курганское, Петропавловское, Карталинское, Орское, Оренбургское, Златоустовское. Граничит по станциям: с Куйбышевской железной дороги-- Кропачёво и Кинель; с Казахской железной дороги -- Илецк, Никель-Тау, Тобол, Золотая Сопка, Пресногорьковская, Петропавловск: с Западно-Сибирской железной дороги -- Исиль-Куль; со Свердловской железной линии -- Колчедан, Нижняя, Полевской, Михайловский Завод.

Главная магистраль дороги Кропачёво -- Челябинск -- Исиль-Куль -- связующее звено районов Поволжья, Центра и Юга с Уралом, Казахстаном, Сибирью и Дальним Востоком; магистраль Кинель -- Оренбург -- Илецк связывает районы Европейской части СССР с южным Казахстаном и республиками Средней Азии; линии Курган -- Колчедан, Челябинск -- Полевской, Челябинск -- Нижняя и Бердяуш -- Михайловский Завод соединяют районы Южного и Северного Урала.

Южно-Уральская железная дорога обслуживает предприятия чёрной и цветной металлургии, горнорудной, химической, машиностроительной, промышленности, угольные бассейны, нефтеперерабатывающие заводы, развитые сельскохозяйственные регионы. Грузооборот Южно-Уральской железной дороги (1976) составил 239 млрд. Т*КМ, или 7,3% от общесетевого (3-е место среди железных дорог СССР). В отправлении грузов наибольший удельный вес имеют минерально-строительные материалы (37%), руда (17%), чёрные металлы (12%), уголь (9%), а и грузообороте -- уголь (22%), чёрные металлы '12%), нефтяные (10%) и строительные грузы (9%). Средняя грузонапряжённость дороги (197(1) составила 50,4 млн. Т*Км/км, что в 2,1 раза превышало среднесетевую; пассажирооборот -- 11,3 млрд. пасс, км или 3,6% общесетевого.

Южно-Уральская железная дорога имеет высокую техническую оснащённость: оси магистрали -- двухпутные, развитые, сортировочные и грузовые станции, автоблокировка, диспетчерская централизация стрелок и сигналов, диспетчерское управлении движением поездов. Грузооборот пассажирооборот обеспечиваются прогрессивными видами тяги. в т. ч. электрической (80%).

Южно-Уральская железная дорога награждена орденом Октябрьской Революции (1971).

1.2 Природа

УРАЛ, территория, расположенная между Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнинами и вытянутая с севера на юг от Северного Ледовитого океана до широтного участка реки Урал ниже г.Орска. Основной частью её является Уральская горная система, протянувшаяся более чем на 2000 км при ширине от 40 до 150 км и поднимающаяся до вые. 1895 м. Исторически и экономически с У. тесно связаны Приуралье и Зауралье -- территории, прилегающие к нему с запада и востока вдоль восточного подножия Урала обычно проводят границу между Европой и Азией.

На Урале, а также в Приуралье и Зауралье расположены Пермская, Свердловская, Челябинская, Курганская, Оренбургская области и Удмуртская АССР, составляющие Уральский экономический район, Башкирская АССР, входящая в Поволжский экономический регион, восточной части Коми АССР и Архангельской области, входящие в Северно-Западной экономический регион, и западная часть Тюменской области, входящая в Западно-Сибирский экономический регион. Основная масса населения проживает на территории Уральского экономического района и в Башкирской АССР; в более северных регионах, относящихся к Северо-Западному и Западно-Сибирскому экономическому регионам, население крайне редкое (за исключением нескольких промышленных центров, в частности в Печорском каменно-угольном бассейне). Важнейшие города Урала -- Свердловск, Челябинск, Пермь, Уфа, Ижевск, Оренбург, Нижний Тагил, Магнитогорск, Курган. (Карты см. на вклейке к стр.64.)

Рельеф. По характеру рельефа и др. природным особенностям У. делится (с Севера на Юг) на Полярный, Приполярный, Северный, Средний и Южный.

Полярный Урал, имеет сильно расчленённый рельеф с вые. 1000--1200 м (максимальная -- 1499 м, г. Пайер). Наряду с заострёнными гребнями имеются уплощённые или округлые вершины. Приполярный У. наиболее высок (г. Народная -- 1895 м, г. Карпинского -- 18/8 л) и расширен до 150 км. Мн. хребты (Исследовательский, Сабля и др.) венчаются иззубренными гребнями, глубоко и густо расчленены речными долинами. На Полярном и Приполярном Урале имеются следы плейстоценовых горно-долинных оледенений (кары, троги, морена) и развито современное оледенение (143 ледника; крупнейшие -- ИГАН, МГУ, Долгушина); много снежников перелетков. Северный У. вытянут с Севера на Юг и состоит из ряда параллельных хребтов (выс. до 1000--1200 м) и продольных депрессий. Для него характерны уплощённые вершины; верх, части наиболее высоких гор (Тельпо-сиз -- 1617 м, Конжаковский Камень -- 1569 м, н др.) имеют более расчленённый рельеф. Средний У. наиболее низкогорный (самая высокая г. Средний Басег -- 994 л), сильно сглаженный. Рельеф Южного У. более сложный; многочисленные разновысотные хребты юго-запада и меридионального направлений расчленены глубокими продольными и поперечными понижениями и долинами. Наибольшая высота 1640 м (г. Ямантау).

На западном склоне Урала и в Приуралье развит карст, особенно в бассейне р. Сылвы (приток р. Чусовой). Много пещер (Дивья пещера, Кунгурская пещера. Канава пещера), карстовых воронок, провалов, подземных речек. Восточный склон закарстован слабее; среди обычно выровненной или слабо всхолмлённой поверхности поднимаются скалистые останцы (Семь Братьев, Чёртово Городище, Каменные Палатки). С Востока к Среднему и Южному Уралу примыкают широкие пенепленизированные предгорья, за счёт которых Южный У. расширяется до 250 км.

1.3 Геологическое строение и полезные ископаемые

Урал представляет собой позднепалеозойскую (герцинскую) складчатую область; составная часть Урало-Монгольского складчатого геосинклинального пояса. В пределах Урала на поверхность выходят деформированные часто метаморфизованные горные породы преимущественно палеозойского возраста. Толщи осадочных и вулканических пород обычно сильно смяты, нарушены разрывами, но в целом образуют меридиональные полосы, обусловливающие линейность и зональность структур Урала с 3апада на Восток выделяются: Предуральский краевой прогиб со сравнительно пологим залеганием осадочных толщ в западном борту и более сложным в восточном; зона западного склона У.с развитием интенсивно смятых и нарушенных надвигами осадочных толщ нижнего и среднего палеозоя; Центральноуральское поднятие, где среди осадочных толщ палеозоя и верх, докембрия местами выходят более древние кристаллические породы края Восточно-Европейской платформы; система прогибов-синклинориев восточного склона (наиболее крупные -- Магнитогорский и Тагильский), выполненных гл. обр. среднепалеозойскими вулканическими толщами и морскими, нередко глубоководными осадками, а также прорывающими их глубинными изверженными породами (габброиламн, гранитоидами, реже щелочными интрузиями) -- т. н. зеленокаменный пояс Урала; Урало-Тобольскнй антиклинорий с выходами более древних метаморфических пород и широким развитием гранитоидов; Восточно-Уральский синклинорни, во многом аналогичный Тагильско-Магнитогорскому.

В основании первых трёх зон по геофизическими данным уверенно прослеживается древний, раннедокембрийский, фундамент, сложенный преим. метаморфическими и магматическими породами и образованный в результате нескольких эпох складчатости. Самые древние, предположительно архейские, породы выходят на поверхность в Тараташском выступе на западном склоне Южного Урала Доордовикские породы в фундаменте синклинориев восточного склона Урала неизвестны. Предполагается, что фундаментом палеозойских вулканогенных толщ синклинориев служат мощные пластины гипербазитов и габброидов, местами выходящих на поверхность в массивах Платиноносного пояса и др. родственных ему поясов; эти пластины, возможно, представляют собой отторженцы древнего океанического ложа Уральской геосинклинали

1.4 Типы ландшафтов

Изменение климатических условий с Севера на Юг и характер рельефа, особенно наличие высот более чем 1500 м, отражаются на смене природных ландшафтов как в широтном направлении (зональность), так и в вертикальном (поясность); смена высотных поясов выражена резче, чем переходы между зонами. На Урале имеются степные, лесные и гольцовые ландшафты.

Степные ландшафты распространены на Южном У., особенно широко на восточном его склоне и на предгорьях. Выделяются степи луговые, разнотравно-дерновнннозлаковые, дерновиннозлаковыс, каменистые. Луговые степи на обыкновенных и выщелоченных чернозёмах развиты в лесостепной зоне и в нижних частях горных склонов. Здесь произрастают из разнотравья: лабазник шестилепестной, серпуха Гмелина, клевер средний и горный, из злаков -- мятлик луговой, костер безостый и др. Травостой сомкнут и достигает выс. 60-- 80 см. Многие участки распаханы. Луговые степи к Югу постепенно сменяются разнотравно-дерновиннозлаковыми степями; они развиты на тучных чернозёмах (на Севере), а в более южных регионах -- на обыкновенных и средних чернозёмах. Для них наиболее характерны дерноншшые злаки, а к Югу, в связи с увеличением сухости, разнотравье становится менее типичным. В травостое ковыли (узколистный, Иоанна), типчак, тырса; из разнотравья-- лабазник шестилепестной, клевер горный, кровохлёбка лекарственная и др. Травостой более низкий, чем в луговых степях, и в южном направлении становится более разреженным. Дерношшно-злаковые степи преобладают в самых южных, наиболее засушливых регионах, на южных, местами солонцеватых чернозёмах, а также на каштановых почвах. Типичны ковыль, типчак, тонконог изящный; имеется небольшая примесь разнотравья, бедного по видовому составу. Травостой невысок и сильно разрежен. Крутые щебнистые склоны гор и холмов вост. склона Южного Урала обычно покрыты каменистыми степями. По долинам степных рек местами произрастают ивы, осокорь, кустарниковая карагана. В степях водятся гл. обр. грызуны (суслики тушканчик), заяц-русак; из птиц -- степная пустельга, канюк, кое-где сохранилась дрофа.

Лесные ландшафты У. наиболее разнообразны. На запасном склоне преобладают темнохвойные горнотаёжные леса (на Южном Урале местами смешанные и широколиственные леса), на восточном склоне -- светлохвойные горнотаёжные леса. Наиболее разнообразны по составу.

1.5 Реки, протекающие рядом с участками железных дорог

Реки принадлежат бассейнам Сев. Ледовитого океана (на западном склоне -- Печора с Усой, на восточном -- Тобол, Исеть, Тура, Лозьва, Сев. Сосьва, относящиеся к системе Оби) и Каспийского м. (Кама с Чусовой и Белой; р. Урал). Реки запада склона, особенно на Северном и Приполярном Урале, более полноводны; для них характерны высокие и продолжит, (до 2--3 мес) половодья в мае -- июне (на Приполярном Урале--в июне -- июле), нередко переходящие в высокие летние паводки, связанные с обильными дождями в горах. Наименьшая водность у рек вост. склона Южного Урала (некоторые из них летом пересыхают). Продолжительность ледостава увеличивается от 5 мес на Южном Урале до 7 на Приполярном и Полярном Урале Питание рек глобальное образование снеговое и дождевое. Наиболее крупные озёра расположены на вост. склоне Среднего и Южного Урала (Таватуй, Аргази, Уайльды, Тургояк и др.; самое глубокое оз. до 136 м -- Большое Щучье). На Полярном Урале имеются небольшие ледниковые озёра, на западном склоне Среднего Урала -- карстовые. Реки и озёра Урала имеют большое хозяйственное (источники водоснабжения населённых пунктов и промышленном предприятий) и транспортное значение (pp. Кама, Белая, Чусовая -- в низовьях); многие реки используются для сплава леса. На Каме созданы Камское и Боткинское водохранилища.

1.6 Станции и расстояния между ними на рассматриваемых участках

связь кабельный железный дорога

Таблица 1.1 - Участок номер один «Орск - Бреды»

№ п/п

Название станции

Расстояние от ст. Орск, км

1

Орск

0

Кумацкая

10

2

Новоорск

19

3

Об. п. 216 км

30

4

Оп. 382 км

39

5

Теренсай

64

6

Оп. 413 км

70

7

Оп. 435 км

92

8

Шильда

97

9

Айдырля

117

10

Оп. Шихан

124

11

Байтук

134

12

Оп. Чулаксай

143

13

Наследницкий

158

14

Бреды

168

Таблица 1.2 - Участок номер два «Орск Кандагач»

№ п/п

Название станции

Расстояние от ст. Орск, км

1

Орск

2

Никель

10

3

Орск Новый Город

16

4

Киргильда

46

5

Ащелисайская

72

6

Раз.305 км

82

7

Кимперсай

93

8

Раз.306 км

103

9

Никель-Тау

114

10

Пост 119 км

129

11

Просторная

140

12

Баксай

154

13

Токмансай

188

14

Раз.312 км

214

15

Раз.313 км

242

16

Кандагач

256

2. Выбор типов кабеля, связевой аппаратуры, размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор связевой аппаратуры

Согласно заданию на курсовое проектирование, нам необходимо обеспечить 180 каналов магистральной связи, 95 каналов дорожной связи и все виды оперативно технологической связи (ОТС). При определении требуемого числа систем передачи необходимо руководствоваться следующими принципами:

кабель должен использоваться наиболее эффективно, резерв по физическим цепям должен составлять примерно 10% - 15 % (практически, это означает, что одна из четвёрок кабеля должна быть резервной);

резерв по каналам связи должен составлять не более 15% - 20%.

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 N - требуемое число систем передачи,

Nk- число каналов, которое необходимо обеспечить,

Nc - число каналов, на которое рассчитана используемая система связи.

В данном случае:

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

(2.2)

где R - резерв.

Принятое техническое решение по количеству резервных каналов превышает нормы на 5%. Превышение норм незначительно, а следствие лишь дополнительный резерв. Использование систем ИКМ-120 в данном случае наиболее рационально, чем комбинирование систем ИКМ-30 и К-60.

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:

Резерв укладывается в нормы.

При организации ОТС необходимо учесть, что некоторые виды связи, такие как перегонная и межстанционная не подлежат частотному или временному уплотнению и могут быть реализованы только по физическим цепям (обусловлено устройством оконечных абонентских аппаратов, назначением, соображениями безопасности и надёжности).

Организуем оперативно-технологическую связь по физическим цепям.

Данное техническое решение незначительно превышает нормы по числу резервных четверок, а следствием является дополнительный резерв, который может быть использован для дальнейшей модернизации связи.

Определим необходимое число физических цепей:

магистральная связь - по две пары на одно направление передачи;

дорожная связь - по одной паре на одно направление передачи;

ОТС - 16 пар.

Всего: не менее 22-х пар для двухсторонней связи. Число используемых пар будет уточнено в дальнейшем, после проведения распределения по физическим цепям.

2.2 Выбор типа и количества кабелей

Кабельная магистраль может быть организована по одно-, двух-, или трех кабельной системе. При однокабельной системе все виды связи и цепи СЦБ организуются по одному кабелю. Однокабельная система наиболее дешёвая, однако, обладает ограниченной дальностью передачи (до 1500 км) и допускает относительно небольшое развитие числа телефонных каналов. Поэтому эта система рекомендуется для организации дорожной и отделенческой связи лишь на второстепенных участках железных дорог, не имеющих перспектив развития.

При двух кабельной системе для организации всех видов связи и СЦБ прокладывается два кабеля, при этом для цепей дальней связи (магистральной и дорожной) используется цифровая система передачи, например ИКМ-120, со скоростью передачи информации 8448 Кбит/с. Данная система требует две кабельные пары. Пары располагаются в разных кабелях в целях обеспечения защищённости от переходных токов.

Двух кабельная 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. Однако объединение в одних кабелях всех видов связи, а также цепей СЦБ, требующих частых отпаев от магистрального кабеля к перегонным и станционным объектам, вызывает определённые трудности при монтаже и эксплуатации кабельной магистрали, снижает устойчивость и качество дальней связи, что является недостатком двух кабельной магистрали. В ответственных случаях применяют трех кабельную систему. В этом случае прокладывается три кабеля, из которых первый используется для организации ОТС и цепей СЦБ, а второй и третий для цепей дальней связи. Такая система соответствует требованиям для всех участков железных дорог, включая скоростные, однако, требует больших капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

Исходя из вышеперечисленных достоинств и недостатков приведённых систем кабельной магистрали, а также с учётом требуемого числа физических цепей, выберем для реализации проектируемой линии двух кабельную систему. В связи с тем, что почвы на данном участке не относятся к агрессивным, выберем следующие типы кабелей:

МКПАБП - 741.05+520.7+10.7. - для прокладки в почве.

МКПАКП - 741.05+520.7+10.7. - для пересечения водных преград.

Чертеж кабеля показан в альбоме чертежей, где: 1 - полиэтиленовая оболочка; 2 - кругло проволочные стальные броне покровы; 3 - ленточные стальные броне покровы; 4 - вязкий подклеивающий битумный слой; 5 - алюминиевая оболочка; 6 - поясная бумажная изоляция; 7 - сердечник кабеля; 8 - кабельная четверка; 9 - жила четверки (медь); 10 - центрирующий полиэтиленовый кордель; 11 - сигнальная пара; 12 - контрольная жила; 13 - изоляция жил (полиэтилен); 14 - сигнальная жила (медь).

Емкость кабеля вторичной коммутации должна быть 3-4 четверки. Выбираем кабель: ТЗПАБП 440.9

Чертеж кабеля показан в альбоме чертежей, где: 1 - полиэтиленовый шланг; 2 - ленточная стальная броня в битумном слое; 3 - алюминиевая оболочка; 4 - поясная бумажная изоляция; 5 - сердечник кабеля; 6 - кабельная четверка; 7 - медная жила кабеля; 8 - полиэтиленовая изоляция жил.

2.3 Распределение цепей по четверкам симметричного кабеля

Прокладка кабельной линии связи невозможна без точных данных о использовании различных физических цепей кабеля. При распределении учтем проведенные ранее расчеты. Приведём таблицу распределения (таблица 2.1). Для уменьшения числа отпаек от второго кабеля, все сигнальные пары располагаем в первом кабеле. Сигнальные пары второго кабеля оставим в резерве.

Таблица 2.1 - Распределение цепей по четверкам кабеля

Номера четверок и сигнальных пар

Тип

четверок

Цепи связи и СЦБ

Кабель 1

Кабель 2

Пара 1

Пара 2

Пара 1

Пара 2

1

ВЧ

ПДС

ЛПС

ТЧ

ТС

2

ВЧ

ИКМ-120

И/КМ-120

ИКМ-120

ИКМ-120

3

ВЧ

Резерв

ИКМ-120

Резерв

ИКМ-120

4

НЧ

ЭДС

ПС

ДБК

ВГС

5

НЧ

ПГС

ПГС

ПРС

ПРС

6

ВЧ

Резерв

Резерв

Резерв

Резерв

7

НЧ

СЭМ

МЖС

Пр-зд

СЦБ-ДК

Сигнальные пары

1

СЦБ

Резерв

2

СЦБ

Резерв

3

СЦБ

Резерв

4

СЦБ

Резерв

5

СЦБ

Резерв

Контрольная жила

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). РП размещаются по трассе через каждые 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 аппаратуры по трассе связи.

п/п

Название станции

Ордината

км

Вид пункта

Составляющая аппаратура

Прочие сооружения

Второй участок

1

Орск

0

ОУП

НЧ, ОРП

ТП

2

Никель

10

НРП

3

Орск Новый Город

16

НУП

НРП

4

Перегон

24

НРП

5

Перегон

30

НУП

НЧ, НРП

6

Перегон

38

НРП

7

Киргильда

46

НРП

8

Перегон

54

НРП

ТП

9

Перегон

60

НУП

НЧ,НРП

10

Перегон

68

НРП

11

Перегон

76

НРП

12

Раз.305км

82

НРП

13

Перегон

88

НРП

14

Перегон

90

НРП

15

Кимперсай

93

НУП

НЧ,НРП

16

Перегон

101

НРП

17

Раз.306км

103

ТП

18

Перегон

109

НРП

19

Никель-Тау

114

НРП

20

Перегон

123

НУП

НЧ,НРП

21

Пост 119км

129

НРП

22

Просторная

140

НРП

23

Перегон

148

НРП

24

Боксай

154

НУП

НЧ,НРП

ТП

25

Перегон

162

НРП

26

Перегон

170

НРП

27

Перегон

178

НРП

28

Перегон

184

НУП

НЧ,НРП

29

Перегон

192

НРП

30

Перегон

200

НРП

31

Перегон

208

НРП

32

Раз.№312

214

НУП

НЧ, НРП

33

Перегон

222

НРП

34

Перегон

228

НРП

35

Перегон

236

НРП

36

Раз.№313

242

НУП

НЧ,НРП

37

Перегон

250

НРП

38

Кандагач

256

ОУП

НЧ,ОРП

Первый участок

1

Орск

0

ОУП

НЧ, ОРП

ТП

2

Перегон

5

НРП

3

Кумацкая

12

НРП

4

Новоорск

19

НРП

5

Перегон

27

НРП

6

О.п.216км

30

НУП

НЧ,НРП

7

О.п,382км

39

НРП

8

Перегон

47

НРП

9

Перегон

50

ТП

10

Перегон

55

НРП

11

Перегон

59

НУП

НЧ

12

Теренсай

64

НРП

13

Оп.413км

70

НРП

14

Перегон

78

НРП

15

Перегон

81

НУП

НЧ

16

Перегон

86

НРП

17

Оп.435км

92

НРП

18

Шильда

97

НРП

ТП

19

Перегон

105

НРП

20

Айдырля

117

НУП

НЧ,НРП

21

Оп. Шихан

124

НРП

22

Байтук

134

НРП

23

Перегон

140

НРП

24

Оп.Чулаксай

143

НУП

НЧ

25

Перегон

147

НРП

26

Наследницкий

158

НРП

27

Бреды

168

ОУП

НЧ,ОРП

4. Расчет влияний контактной сети и ЛЭП на линию связи

4.1 Расчет влияния ЛЭП на линию связи

По заданию линия связи на участке Орск-Бреды подвержена влиянию линии электропередачи (ЛЭП) с заземленной нейтралью (220 кВ, Iкзн=900 А, Iкзк=500 А).

ЛЭП оказывает электрическое и магнитное воздействие на линейные сооружения. Так как проектируется кабельная линия, то воздействие будет только магнитным полем. В зависимости от режима работы ЛЭП может вызывать в кабельной линии опасные или мешающие напряжения. По заданию ЛЭП работает в аварийном режиме, и следовательно наводит в линии связи опасное напряжение. На крупных станциях рядом с связевыми сооружениями находятся тяговые подстанции (ТП). К ним подходит ЛЭП. Рассматривается косое сближение линии связи и ЛЭП.

Для расчета влияния построим следующую модель. Выбираем самое максимальное расстояние между ТП. Рассмотрим на этой дистанции усилительный участок низкой частоты равный 25 км. Примем угол сближения ЛЭП и линии связи равный 10 градусов. Разобьем участок на 12 частей. Ширину сближения на каждом итом участке рассчитаем по формуле (4.1). Расчетная модель показана на рисунке 4.1.

(4.1)

Величину наведенного напряжения рассчитаем по формуле (4.2).

(4.2)

где, - частота влияющего тока,

- влияющий ток,

- коэффициенты экранирования рельсов и защитного действия оболочки кабеля,

- расчетная длина сближения,

- взаимная индуктивность между ЛЭП и жилой кабеля,

- проводимость земли.

Далее находится суммарная ЭДС наводимая в линии и сравнивается с нормами.

Данные о зависимости ширины сближения ЛЭП и линии связи приведены в таблице 4.1.

Рисунок 4.1 - Расчетная модель

Таблица 4.1 - Ширина сближения линии связи и ЛЭП

уч-ка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

l, км

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

ai, м

50

777,9

1505,9

2233,8

2961,7

3689,7

4417,6

5145,6

5873,5

6601,5

7329,4

8057,3

8785,3

Приведем пример расчета:

м,

Гн/км,

В.

Таблица 4.2 - Результаты расчета наведенных напряжений

аэкв, м

197,2

1082,3

1834,1

2572,2

3305,7

4037,3

4767,7

5497,5

6226,8

6955,9

7684,7

8413,45

М, 10-4 Гн/км

2,96

0,48

0,2

0,1

0,06

0,043

0,031

0,023

0,018

0,015

0,015

0,01

U, В

105,4

17,1

7,12

3,56

2,14

1,53

1,1

0,82

0,64

0,53

0,43

0,34

Суммарная наведенная ЭДС равна Е = 141,2 В. Эта величена не превышает нормы, а следовательно более эффективные средства защиты не нужны.

4.2 Расчет влияния контактной сети переменного тока

По заданию линия связи на участке Орск-Бреды подвержена влиянию контактной сети переменного тока U = 25.7 кВ, Ik = 9.5 А, k = 21.

Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи производится при нормальном режиме работы тяговой сети переменного тока. Произведем расчет приближенным методом по одной гармонической составляющей переменного тока, которая наводит в цепях тональной частоты наибольшие мешающие напряжения. Пологая что усилительные участки умеют одну длину можно определить мешающее напряжение по следующей формуле.

(4.3)

где n - количество усилительных участков.

Напряжение шума наводимое в двухпроводной телефонной цепи опредиляется по формуле:

(4.3)

где - частота катой гармоники влияющего тока,

- ток катой гармоники,

- коэффициенты экранирования рельсов и защитного действия оболочки кабеля,

- расчетная длина сближения,

- коэффициент акустического воздействия катой гармоники,

- коэффициент чувствительности телефонной сети к помехам,

- взаимная индуктивность между контактной сетью и жилой кабеля,

- проводимость земли.

Приведем пример расчета:

а = 10 м.

Гн/км,

мВ,

мВ.

Таблица 4.3 - Результаты расчета влияний

а, м

10

15

20

30

40

50

М, 10-4 Гн/км

8,87

8,1

7,5

6,68

6,1

5,66

Uш, мв

8,33

7,6

7,1

6,27

5,73

5,31

Uшр, мв

2,35

2,164

1,966

1,688

1,492

1,341

Величина нормы равна 1 мВ. Рассчитанные значения превышают норму, следовательно нужно проводить защитные мероприятия (выбор другого кабеля, установка редукционных трансформаторов).

Формулы для расчетов в пунктах 4.1 и 4.2 взяты из [1].

4.3 Расчет редукционных трансформаторов

Редукционные трансформаторы (РТ) - предназначены для повышения эффективности работы защитных покровов кабеля, для снижения наведенных напряжений в кабеле. РТ состоит из первичной обмотки, которая включается в металлические покровы кабеля, и вторичной, которая представляет из себя сам сердечник кабеля. Выпускаются РТ не более чем на четыре четверки, и, следовательно, для защиты семи четверочного кабеля нужно использовать два РТ. При использовании РТ ширина сближения уменьшается до 10ч15 метров.

Формулы для расчета взяты из литературы.

Произведем расчет по приведенным формулам:

,

,

,

,

мГн,

шт.

По результатам расчета получаем что необходимо установить один РТ. Установим его в центре участка.

Выбираем РТ марки ОСГРТ 44/8

Схема включения РТ показана в альбоме чертежей (лист 7).

5. Расчет взаимного влияния

5.1 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 5.1 (по данным [2]).

Таблица 5.1 - 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

1,0922

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

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 (1,85мм):

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

Удельная индуктивность определяется по следующей зависимости:

, Гн/км

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

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

где tgp - результирующий тангенс угла потерь изоляции. Данная величина является функцией частоты.

Произведём расчёт первичных параметров для кабеля МКПАБ в спектре частот, используемом аппаратурой связи применённой в данном проекте. Полученные данные занесём в таблицу 5.2

Таблица 5.2 - Частотная зависимость первичных параметров кабельной линии

f, кГц

R, Ом/км

L, мГн/км

С, нФ/км

G, мкСм/км

50

43,6

0,85

24,6

0,7

100

64,2

0,8

24,6

9,4

150

78,4

0,78

24,6

14

200

93,2

0,76

24,6

18,8

250

108.4

0,74

24,6

23,4

300

126,8

0,65

24,6

24,5

350

138,9

0,65

24,6

25,2

400

156,2

0,64

24,6

26,5

...

Подобные документы

  • Выбор системы кабельной магистрали, организация связи и цепей железнодорожной автоматики по кабельной магистрали. Оборудование для телемеханики и связи, выбор трассы прокладки кабельной линии, устройство ее переходов. Сметный расчет кабельной магистрали.

    курсовая работа [132,9 K], добавлен 11.01.2011

  • Определение проводов контактной сети и выбор типа подвески, проектирование трассировки контактной сети перегона. Выбор опор контактной сети, поддерживающих и фиксирующих устройств. Механический расчет анкерного участка и построение монтажных кривых.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 23.06.2010

  • Объем строительных и монтажных работ по сооружению технических средств контактной сети железной дороги. Сметная стоимость строительства. Трудовые затраты, состав бригад и звеньев, основные механизмы и приспособления. Суммарная стоимость задержки поездов.

    курсовая работа [227,0 K], добавлен 23.06.2010

  • Описание района проектирования дороги – Костромская область, ст. Михиево. Анализ возможных направлений и параметров проектируемой линии. Размещение водопропускных сооружений, выбор их отверстий. Определение объемов работ и эксплуатационных расходов.

    курсовая работа [119,4 K], добавлен 13.01.2014

  • Характеристика области проектирования новой железной дороги. Длина приемоотправочных путей. Описание возможных вариантов трассы. Нормы проектирования плана и продольного профиля дороги. Размещение раздельных пунктов. Проектирование мостовых переходов.

    курсовая работа [126,1 K], добавлен 29.05.2014

  • Исследование истории развития и особенностей организации Южно-Уральской железной дороги - начального звена Великой Транссибирской магистрали, строительство которой неразрывно связано с потребностью создания новых рынков сбыта природных ресурсов Сибири.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 05.03.2011

  • Характеристика субъектов Российской Федерации, через которые проходит Южно-Уральская железная дорога. Транспортно-экономические связи с Северо-Западным экономическим районом. Транспортные средства для выполнения перевозки. Оптимизация доставки груза.

    курсовая работа [233,2 K], добавлен 18.12.2014

  • Сооружение дороги от Иркутска порта Байкал с 1896 по 1900 год. Пропускная способность Кругобайкальской железной дороги, ее активная эксплуатация в ходе революционных событий 1917 года и Гражданской войны. Упадок железной дороги, ее современное состояние.

    презентация [10,2 M], добавлен 27.11.2013

  • Обзор систем измерения параметров контактного провода. Назначение, технические характеристики и принцип работы устройства слежения за параметрами контактного провода. Перспективы создания компьютеризированной системы диагностирования контактной сети.

    дипломная работа [968,8 K], добавлен 02.07.2012

  • Первая железная дорога была построена между Санкт-Петербургом и Царским Селом. Ее протяженность была 27 км. Начало строительства железной дороги в Белоруссии относится во второй половине XIX столетия.

    реферат [6,1 K], добавлен 15.10.2003

  • Выбор типа и емкости магистрального кабеля, распределение цепей по четверкам. Определение трассы прокладки кабеля. Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений. Расчет влияний сети на станционные сети. Организация связи и цепей автоматики.

    курсовая работа [54,5 K], добавлен 03.03.2014

  • Техническое производство восстановительных работ. Выбор и подсчёт потребных средств механизации. Потребности в восстановительных материалах и рабочей силы. Организация технологии производства работ по восстановлению магистральной линии связи и сети.

    курсовая работа [194,9 K], добавлен 14.05.2011

  • Район исследования железной дороги Таволги – Встреча. Положение трассы в сети железных дорог и размещение станций с грузовыми операциями. Определение средней нагрузки вагона и соотношения работы, выполненной в четырехосном и восьмиосном подвижном составе.

    курсовая работа [171,5 K], добавлен 02.10.2009

  • Определение массы железнодорожного состава, анализ профиля пути и выбор расчетного подъема. Проверка полученной массы состава и спрямление профиля пути на участке железной дороги. Расчет времени хода поезда по участку способом равновесных скоростей.

    курсовая работа [269,4 K], добавлен 08.10.2014

  • Проектирование на заданном участке железной дороги двухпутной автоблокировки переменного тока. Увязка автоблокировки с автоматической переездной сигнализацией. Оборудование переезда, выбор трасы кабельных линий. Техника безопасности и основы экологии.

    курсовая работа [500,0 K], добавлен 11.12.2009

  • Система железнодорожного транспорта Российской Федерации. Зарубежный и отечественный опыт организации железнодорожного пассажирского сообщения. Прогнозирование пассажирооборота и расчет сроков окупаемости Малого Кольца Московской железной дороги.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 04.03.2011

  • Организация и назначение информационного вычислительного центра Октябрьской железной дороги в обеспечении работоспособности системы организации управления перевозками. Характеристика работы ИВЦ и структурная схема программно-технического комплекса.

    отчет по практике [1,2 M], добавлен 12.01.2011

  • Кругобайкальская дорога как исторический инженерный памятник. Трудности, возникшие при строительстве Транссибирской магистрали. Верхнее строение пути Кругобайкальской дороги. Паромная переправа через Байкал. Строительство моста в Берёзовской бухте.

    реферат [192,8 K], добавлен 24.11.2009

  • Объемы работ линейного характера по строительству временных поселков и искусственных сооружений. Выбор способа сооружения земляного полотна железной дороги. Укладка и балластировка пути. Трудоемкость работ. Технико-экономические показатели проекта.

    курсовая работа [223,2 K], добавлен 08.08.2012

  • Эволюция в развитии и совершенствовании составляющих дороги: рельсовых путей, перевозочных средств и двигательной силы. Первые железные дороги, построенные в России. Государственная политика, проблемы, задачи и перспективы железнодорожного строительства.

    реферат [39,1 K], добавлен 19.10.2010

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.