Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Кабельная линия связи

1.1 Выбор системы связи и аппаратуры уплотнения

Магистральную и дорожную связь организуют по двухкабельной, однокабельной и трехкабельной системам.

При однокабельной системе все виды связи организуют по одному кабелю симметричной конструкции. Эта система по количеству каналов ВЧ и НЧ не соответствует требованиям, которые предъявляются к магистральным кабельным линиям. Однокабельная система обладает ограниченной дальностью передачи (до 1500 км) и допускает относительно небольшое развитие количества телефонных каналов. Однокабельная система позволяет организовать только 100 каналов в диапазоне частот до 150 кГц.

В двухкабельных системах используют однополосную аппаратуру уплотнения - каналы прямого и обратного направлений имеют одинаковый линейный спектр частот. Для обеспечения защищенности от переходных токов прокладывают два однотипных симметричных кабеля; передача прямого направления ведется в одном кабеле, обратного - в другом.

При трехкабельной системе связь организуется по трем кабелям К₁, К₂, К₃. Подавляющее число ответвлений на перегонах осуществляется от кабеля К₁. Кабели К₂ и К₃ предназначены для магистральных и дорожных ВЧ связи, отделенческих связей не имеющих ответвлений на перегонах. Трехкабельная система связи не подходит из-за дороговизны, и большого числа незадействованных жил.

Выбираем двухкабельную. При двухкабельной системе прокладываются два кабеля, при этом для ВЧ уплотнения будем использовать аппаратуру К-60п, работающую в спектре частот 12-250 кГц и передающую ВЧ сигналы в прямом и обратном направлениях в одной и той же полосе частот, требующую для этого две кабельные пары, одна из которых в целях обеспечения защищенности от переходных токов располагается в одном, а другая во втором кабеле. Выбранная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей в большинстве случаев удовлетворяет требованиям, предъявленным к магистральным кабельным линиям связи, и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали. Двухкабельная система, по сравнению с однокабельной, имеет большую дальность передачи (более 1500 км) и допускает большее развитие количества каналов. По сравнению с трехкабельной эта система требует меньших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Аппаратура уплотнения К-60п была выбрана из того, что в задании диапазон уплотнения ВЧ-четверок задан 252 кГц.

Расчет емкости кабеля основывается на количестве каналов, которое необходимо организовать. Кроме этого, при подсчете емкости кабеля следует учитывать запас на развитие и резервирование линии связи по 10-15% на каждый запас. По заданию курсовой работы необходимо организовать 90 каналов магистральной связи и 45 каналов дорожной - всего 135 ВЧ каналов связи, с учетом запаса (по 15%) это будет: канала.

Исходя из вышесказанного возьмем 3 системы К-60п.

Система К-60п состоит из оконечных и промежуточных обслуживаемых (ОУП) и необслуживаемых (НУП) усилительных станций. НУПы следует размещать по возможности на одинаковом расстоянии, чтобы затухание усилительных участков соответствовало номинальному значению. Длина усилительного участка составляет от 17 до 21.5 км. В связи с этим на станциях А, Д, К расположим ОУПы, а на станциях В, Г, Ж, И - НУПы. Длина усилительного участка между станциями А-В - 20, В-Г - 17, Г-Д - 12, Д-Ж - 21, Ж-И -19, И-К - 11. На укороченных участках включают искусственные линии ИЛ. Количество ИЛ на одной секции ОУП - ОУП должно быть по возможности меньше, так как каждая ИЛ вносит частотные искажения и увеличивает нелинейные искажения.

1.2 Выбор типа магистрального кабеля и размещение цепей по четверкам. Выбор арматуры

Выбор типа магистрального кабеля производится с учетом применяемого на проектируемом участке вида тяги, выбранной системы связи, аппаратуры уплотнения и необходимого числа каналов, а также следует учесть его массу, расход цветных металлов, стали и других материалов на единицу длины и стоимость кабеля.

Одна система К-60п использует одну пару в одном кабеле. Тогда для 3 систем необходимо 2 высокочастотных четверки в каждом кабеле.

Следовательно один кабель системы связи выбираем емкостью 2 высокочастотных четверки. Второй кабель необходимо выбрать большей емкости так как в него будут дополнительно входить низкочастотные цепи, на следующие виды связи: ТУ - телеуправление тяговыми подстанциями, ТС - телесигнализация, ЭДС - энергодиспетчерская связь (осуществляется оперативное руководство подачей электроэнергии в контактную сеть), ПГС - перегонная связь (нужна линейным работникам, когда они находятся на перегоне, вести переговоры с дежурным по станции, с энерго- и поездным диспетчером, а также с дистанцией сигнализации и связи), ВЦ - информационно-вычислительная (передача данных в ВЦ), ВГС - вагонно-распорядительная связь (служит для служебных переговоров работников отделения дороги со станциями по вопросам состояния вагонного парка), ПДС - поездная диспетчерская связь (необходима для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый им участок), ПС - постанционная связь (предназначена для переговоров работников раздельных пунктов между собой), МЖС - межстанционная связь, ОСМ - отделенческая связь железнодорожной милиции, ОСВ - связь транспортной военизированной охраны, ПРС - поездная радиосвязь (должна обеспечивать двустороннюю связь машинистов поездных локомотивов с поездным диспетчером в пределах своего диспетчерского участка; с дежурными по станциям, ограничивающим перегон; с машинистами встречных и впереди идущих локомотивов; с дежурными по переездам и депо), ДБК - диспетчерская связь (служит для организации продажи билетов на пассажирские поезда), ЛПС - линейно-путевая связь (служит для осуществления оперативного руководства линейными работниками на дистанции пути и переговоров линейных работников между собой),

Пр-зд - переездная связь (это связь дежурных по станции с дежурными по переездам), СЭМ - служебная связь электромехаников (с помощью этого вида связи производят оперативное руководство линейными работниками в дистанции сигнализации и связи).

Цепи автоматики СЦБ служит для контроля надежности и исправности устройств на перегоне, а также управляют работой светофоров.

Для кабельных магистралей, прокладываемых вдоль железных дорог, электрифицированных переменным током, следует применять кабели марок МКПАБ, МКБАБ, МКПАБП, МКПАК, допускающие уплотнение цепей до 252 кГц. Также, при проектировании большой степени уплотнения цепей и использовании аппаратуры К-60П, следует выбирать кабель с полиэтиленовой или стирофлексной изоляцией жил, то есть марок МКПАБ, МКСАПБ. Места прокладки не отличаются особой химической агрессивностью, поэтому выбираем марку МКПАБ.

В качестве первого кабеля выбираем кабель типа МКПАБ - 4*4*1,05+1*2*0,7+1*0,7 он имеет 4 ТЧ четверки, одну сигнальную пару и одну контрольную жилу.

В качестве второго кабеля выбираем МКПАБ - 14*4*1,05+5*2*0,7+1*0,7 он имеет 5 ТЧ четверок, 9 НЧ четверок, 5 сигнальных пар и одну контрольную жилу.

Произведем распределение четверок в выбранной двухкабельной системе связи, учитывая разделение на низкочастотные и высокочастотные, и данные распределения сведем в таблицу 1. На рисунке 1 изображена нумерация четверок в кабеле.



Рисунок 1. Нумерация четверок в кабеле

Таблица 1. Распределение четверок в кабеле МКПАБ

Номер и расцветка пар кабеля	Тип четверки	Пары	Использование пар в кабеле
			К1 4*4	К2 14*4
Четверки
1 - красная	ВЧ	1,2	вч, вч	вч, вч
2 - черная	ВЧ	1,2	вч, резерв	вч, резерв
3 - желтая	ВЧ	1,2	резерв, резерв	резерв, резерв
4 - бело-желтая	ВЧ	1,2	резерв, резерв	резерв, резерв
5 - бело-красная	НЧ	1,2		ПГС
6 - черная	ВЧ	1,2		ПРС
7 - бело-желтая	НЧ	1,2		ВЦ, ДБК
8 - белая	НЧ	1,2		ЭДС, СЭМ
9 - бело-желтая	НЧ	1,2		МЖС, ПДС
10 - белая	НЧ	1,2		Резерв, ВГС
11 - бело-желтая	НЧ	1,2		ТУ, ТС
12 - белая	НЧ	1,2		ОСМ, ОСВ
13 - бело-желтая	НЧ	1,2		Пр-з, резерв
14 - белая	НЧ	1,2		ПС, ЛПС
Сигнальные пары
1 - красная		1,2		СЦБ
2 - зеленая		1,2		СЦБ
3 - синяя		1,2		СЦБ
4 - красно-синяя		1,2		СЦБ
5 - сине-зеленая		1,2		СЦБ

Выбор арматуры.

Будем использовать изолирующие бумажные гильзы, служащие для изолирования места сращивания жил при монтаже муфт, типа ГБ - 7; групповые кольца КБ - 7.5, которые скрепляют жилы четверки после скрещивания. Между скрещиваемыми жилами ВЧ четверок вставляют крестовину из пластмассы. На крестовину надевают бумажную гильзу.

Для соединения отдельных строительных длин кабелей, имеющих алюминиевую оболочку, в местах ответвлений и для оконечной заделки применяют свинцовые муфты. Для монтажа кабеля МКПАБ - 14*4*1,05+5*2*0,7+1*0,7, применим прямые свинцовые муфты типа МСП - 14, а для монтажа кабеля МКПАБ - 4*4*1,05+1*2*0,7+1*0,7, применим прямые свинцовые муфты типа МСП - 4. Будем использовать тройниковые муфты типа МСТ 4*4 и МСТ 14*4 для ответвлений от магистрального кабеля, а также оконечные свинцовые муфты типа МСО - 4 и МСО - 14, которые используются при монтаже кабелей вторичной коммутации, кабелей ответвлений и местной связи.

Используем также газонепроницаемые муфты типа ГМС - 4 и ГМС - 14, которые предназначаются для предотвращения утечки газа из-под оболочки кабеля. Такие муфты применяются при вводах кабеля в дома связи, усилительные пункты и в местах ответвлений от магистральных кабелей.

Для защиты прямых и тройниковых свинцовых муфт подземных кабелей от механических повреждений устанавливают защитные чугунные муфты. Будем использовать чугунные прямые муфты типа МЧ - 50 и чугунные тройниковые муфты типа Т - 50.

Для монтажа вводного кабеля и кабеля для ответвлений применим муфту типа МС-50. Вводные кабели и кабели для ответвлений заканчиваются на кабельных боксах. Будем использовать боксы типа БМ 1-1.

Будем также использовать кабельные шкафы типа ШМСП. В них располагаются линейные защитные и согласовывающие устройства для цветных и стальных цепей, боксы и оконечные кабельные муфты.

1.3 Места ответвлений от магистрального кабеля и выбор типа кабеля для ответвлений

Ответвления от магистрального кабеля предназначены для ввода цепей в помещения постов электрической централизации, пассажирского здания, подвода цепей СЦБ и перегонной связи к сигнальным точкам автоблокировки, включения промежуточных пунктов линейно-путевой связи на перегонах, для связи с тяговыми подстанциями, постами секционирования контактной сети, жилыми зданиями службы пути и для некоторых других целей.

Ответвления цепей могут производиться шлейфом или параллельно. Цепи отделенческой связи на станциях, где нет усилительных пунктов, заводят в пассажирские здания с устройствами автоматики или пост ЭЦ шлейфом.

На станциях, где есть усилительные пункты, в пассажирские здания с устройствами автоматики и на пост ЭЦ ответвления от магистрального кабеля не делают. В этом случае необходимые цепи связи и автоматики заводят от усилительного пункта дополнительным кабелем, называемым кабелем вторичной коммутации.

Если некоторые объекты находятся на расстоянии меньше 100 м один от другого, то целесообразно применять объединенные ответвления, заканчивающиеся на ближайшем из объектов, от которого прокладывают кабели вторичной коммутации к остальным. Емкость кабелей вторичной коммутации выбирается с учетом числа жил, ответвляемых к соответствующим объектам.

Ответвления от пупинизированных цепей производят параллельно. Пупинизированные цепи могут ответвляться шлейфом. Цепи СЦБ всегда ответвляются шлейфом.

На участках с электротягой переменного тока необходимо применять кабеля в металлической оболочке, бронированные, с наружным джутовым покровом марок ТЗАВБ, ТЗАПБ, ТЗПАПБ, ТЗБ и т.п.

На тяговую подстанцию (ТП) заводим шлейфом ТУ, ТС, параллельно ЭДС в ПС. Для устройства ответвлений к тяговой подстанции применим кабель в металлической оболочке, с внешней оболочкой из полиэтиленового шланга. Кабель марки ТЗАВБ - 3*4*1,2 (кабель в металлической оболочке, бронированный, с наружным джутовым покровом). На релейные шкафы входных светофоров (РШ-ВХ(л)) заводим шлейфом ПГС параллельно ПДС. Для этого применим кабель марки - ТЗАПБ - 3*4*1.2 (кабель в металлической оболочке, бронированный, с наружным джутовым покровом). На релейные шкафы проходных светофоров (РШ-С(л)) ответвляются шлейфом МЖС, ПГС. Используем кабель марки ТЗАПБ - 3*4*1.2. В пост секционирования контактной сети (ПСКЦ) заводится шлейфом ТУ, ТС, параллельно ЭДС используем кабель ТЗАПБ - 3*4*1.2. На релейные шкафы проходных светофоров (РШ-С(п)) ответвляются шлейфом МЖС, ПГС параллельно ОСМ, ПС. В пост ЭЦ заводится шлейфом ПДС, ЭДС, ЛПС, СЭМ, ДБК, ВГС, ОСМ, ОСВ, ПС, ПРС, ВЦ, ПГС, МЖС, ПР-зд, ТУ, ТС, используем кабель ТЗАПБ - 19*4*1.2. В ОУП заводятся шлейфом оба магистральных кабеля.

По заданию курсовой работы участок А-К оборудован автоблокировкой, которая расположена с левой стороны железнодорожной линии, следовательно, трассу кабеля располагаем с противоположной стороны.

В зависимости от назначения применяют 19 типов схем ответвлений.

В таблице 2 (в приложении) приведены выбранные типы ответвлений, кабели, емкости кабелей, а также длины кабеля ответвлений для каждого типа для проектируемого участка линии А-Б.

Длина кабеля для ответвления рассчитаем по формуле при расположении объекта на противоположной стороне железной дороги по отношению к трассе кабеля:

(1)

При расположении объекта на этой же стороне железной дороги рассчитаем по формуле:

, (2)

где - расстояние от трассы кабеля до железнодорожного полотна, ,

- коэффициент, учитывающий запас кабеля на укладку в траншеях и на отходы при спаечных работах,

- ширина железнодорожного полотна, ,

- запас на муфты

- расстояние удаления объектов связи от ближнего рельса железнодорожного пути, для ОУП - 125 м, ТП - 50 м, РШ-ВХ - З м, РШ-С - З м, ПСКЦ - 5 м, ОП - 35 м, ЭЦ - 35 м.

- запас на объект для ОУП - 20 м, ТП - 5 м, РШ-ВХ - 3 м, РШ-С - З м, ПСКЦ - 3 м, ОП - 5 м, ЭЦ - 20 м.

Рассчитаем необходимую длину кабеля для каждого ответвления в отдельности и суммарную длину кабеля.

Для ответвления в ТП (л) с ординатой 79350 м необходимо:

Для ответвления в РШ-ВХ (л) с ординатой 80500 м необходимо:

Для ответвления в РШ-С (л) с ординатой 82000 м необходимо:

Для ответвления в ПСКЦ (п) с ординатой 82800 м необходимо:

Для ответвления в РШ-С (п) с ординатой 83000 м необходимо:

Для ответвления в ОП (л) с ординатой 84000 м необходимо:

Для ответвления в РШ-ВХ (п) с ординатой 84800 м необходимо:

Для ответвления в ЭЦ (л) с ординатой 86000 м необходимо:

1.4 Трасса кабеля

Выбор трассы кабельной линии является одним из основных элементов проектирования. От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения кабельных линий и сетей, их долговечность, надежность и бесперебойность действия.

Трасса кабельной линии должна соответствовать следующим техническим условиям:

прокладываться в полосе отвода железных дорог, при этом длина трассы должна быть наименьшей и не превышать длину главного пути более чем на 1-1,5%. Трассу кабеля по возможности выбирают на той стороне железной дороги, где расположено большинство линейных и других пунктов, в которые устраиваются ответвления;

топографические и геологические условия должны обеспечивать выполнения наименьшего объема работ с минимальными вырубками лесных насаждений при строительстве, а также возможность максимального применения механизмов при прокладке кабеля;

грунт не должен создавать опасности почвенной коррозии. Если при прокладке трассы нельзя обойти почвы, содержащие соли и кислоты, болотистые и топкие места, а также шлаки, то кабели в таких местах прокладывают в желобах или трубах (бетонных, асбоцементных).

При выборе трассы кабеля на участках железной дороги с электрической тягой переменного тока и на участках сближения с линиями электропередачи должна быть выдержана допустимая ширина сближения с железнодорожным полотном, контактными проводами и линиями электропередачи, которая определяется на основании расчета опасных и мешающих влияний, создаваемых этими устройствами в кабельных цепях связи. У нас она будет равна 5.

По заданию необходимо разработать проект на строительство линии связи, автоматики и телемеханики на двухпутном железнодорожном участке А-К.

Трасса кабельной линии проходит по территории Ростовской области. Ростовская область располагается на юго-восточной части Европейской равнины и в Предкавказье, в бассейне нижнего Дона, на юго-западе омывается Таганрогским заливом Азовского моря. Область занимает площадь 100,9 тыс. кв. км. России, имеет протяжённость 470 км с севера на юг, 455 км с запада на восток. Климат - благоприятный умеренно-континентальный. Средняя температура июля - (+22…+24)°С, января - (-9… - 5)°С. Количество осадков 400-650 мм в год. На территории области находятся три водохранилища: Цимлянское, Веселовское и Пролетарское. Промерзание почвы на севере области до 80 см. Преобладают степные ландшафты.

Трасса на участке А-К имеет сближение с высоковольтной линией, напряжением 35 кВ. На перегоне В-Г железнодорожную линию пересекает сплавная река шириной 195, глубиной 10 м и скоростью течения до 1,5 м/с. Железнодорожный мост неразводной. Тяговые подстанции расположены на станциях - А, Д, К. Перегон Г-Д пересекает шоссейная дорога. Грунт на участке 1-й категории.

Усилительный участок аппаратуры К-60п составляет 17-21 км. Между двумя обслуживаемыми усилительными пунктами располагаем два необслуживаемых, при необходимости ставим удлинители на 3, 6, 9 км. УП необходимо располагать на станции для удобства монтажа, эксплуатирования и ремонта данного оборудования. В связи с этим на станциях А, Д, К расположим ОУПы, а на станциях В, Г, Ж, И - НУПы.

Участок А-К оборудован автоблокировкой. Трасса линии автоблокировки расположена на расстоянии 6 метров от ближнего рельса с левой стороны железнодорожной линии, следовательно, саму трассу кабеля располагаем с противоположной стороны. Участок Д-Н оборудован полуавтоматической блокировкой.

1.5 Переходы и пересечения железных дорог, естественных и искусственных препятствий

На перегоне В-Г железнодорожную линию пересекает сплавная река шириной 195, глубиной 10 м и железнодорожный мост неразводной. Тяговые подстанции расположены на станциях - А, Д, К. Перегон Г-Д пересекает шоссейная дорога. Грунт на участке 1-ой категории.

На сплавных реках запрещается прокладывать кабели в районах пристаней, стоянок судов, плотов и паромов. Кабельный переход через водные преграды располагается на прямолинейном участке реки с не размываемым руслом и пологими, не подверженными разрушениям берегами, с минимальной шириной поймы. В необходимых случаях перед прокладкой кабеля производится водолазное обследование трассы кабельного перехода для выявления и удаления препятствий. Для предохранения кабеля от заторов льда переход через сплавные реки осуществляется ниже автомобильных и железнодорожных мостов. Трасса кабеля прокладывается на расстоянии не меньше 300 метров от моста вниз по течению. Резервный кабель прокладывается на расстоянии не менее 300 метров от основного. Глубина реки 10 м, кабели не заглубляем, прокладываем по дну реки. Заглубление проводим в прибрежных участках и береговой части трассы на глубину 1 м.

В местах пересечения железной дороги кабель укладывается в асбоцементных трубах. Укладка труб выполняется способом горизонтального бурения грунта. Расстояние от трубы до подошвы рельса железнодорожных путей должно быть не менее 1 м. На пересечениях с электрифицированными железными дорогами асбоцементные трубы для повышения гидроизоляции предварительно покрывают горячей битумной массой. Концы проложенных труб должны выходить по обе стороны насыпи на расстоянии не менее 1 м от края кювета в сторону поля - на 2 м. При количестве труб до 3 прокладывают одну, от 3 до 8 - две разветвительные трубы. Концы резервных труб закрывают деревянными пробками и заливают битумом.

1.6 Постановка кабеля под избыточное давление

Содержание кабелей связи под постоянным избыточным газовым (воздушным) давлением позволяет контролировать герметичность оболочки, предотвращать проникновение влаги в кабель при незначительных повреждениях. Для избыточного давления в кабель под оболочку непрерывно подается осушенный воздух, реже - азот. Для содержания под давлением кабелей всех типов принята величина постоянного избыточного давления, равная 44-59 кПа (0,45-0,6 кг с/кв. см). При содержании кабеля под постоянным избыточным давлением кабельную магистраль делится на герметизированные участки, называемые газовыми секциями. Длина газовых секций выбирается по длине усилительного участка ВЧ-цепей. На концах секций, а также на всех ответвлениях от магистрального кабеля устанавливаются газонепроницаемые муфты. Участок кабеля считается герметичным, если установленное в кабеле избыточное давление не снижается в течение 10 суток более чем на 4,9 кПа (0,05 кгс/кв. см). Постоянное избыточное давление в кабеле поддерживается системой с автоматической подкачкой воздуха по мере его утечки. В этой системе по концам газовой секции в оконечном или усилительном пунктах устанавливаются автоматические контрольно-осушительные установки (АКОУ), обеспечивающие постоянную подачу воздуха в кабель.

1.7 Расчет опасных и мешающих влияний на цепи, расположенные в кабеле

Расчет ожидаемых опасных и мешающих напряжений, наводимых на цепи связи в кабеле тяговой сетью электрифицированных железных дорог переменного ока и сравнение ожидаемых напряжений с допустимыми значениями подтверждают приемлемость выбранной трассы прокладки кабеля, или, напротив, свидетельствуют о неприемлемости намеченной трассы, необходимости её изменения или корректирования. Этот расчёт следует выполнять раньше всех проверочных расчетов, так как другие проектные решения и проверка их приемлемости электрическими расчетами зависимы от точной трассы прокладки кабеля.

Факторами, определяющими степень влияния тяговой сети на линии связи, кроме влияющих напряжений и токов, являются ширина и длина сближения влияющей и подверженной влиянию линий, параметры определяемых линий связи, а также проводимость грунта.

При электротяге переменного тока опасные влияния на кабельные линии связи возникают при коротком замыкании контактного провода на землю или рельс и при вынужденном режиме. Расчет опасных влияний производится на частоте рабочего тока 50 Гц, с условием заземления жилы кабеля на противоположном конце.

Расчет опасных напряжений в жилах кабеля будем производить при вынужденном режиме (режим контактной сети, при котором одна из тяговых подстанций временно отключается и её нагрузку принимают на себя две соседние с ней подстанции).

Так как длина усилительного участка кабельной цепи составляет 20 км (длина участка между тяговыми подстанциями (участок А - Д - К)), то величина опасного напряжения будет определяться по формуле:

, В,

где - круговая частота влияющего тока частотой 50 Гц, рад/с,

- коэффициент взаимной индукции между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, Гн/км,

где - ширина сближения, м,

- проводимость грунта, мСм/м,

- общий коэффициент экранирования,

где - коэффициент экранирования рельсов,

- коэффициент экранирования действия заземленного троса,

- коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц,

- длина участка сближения, км,

- эквивалентный ток, А, определяемый по максимальной потере напряжения в тяговой сети при вынужденном режиме работы по формуле:

, А,

где - коэффициент, характеризующий растекание эквивалентного тока в зависимости от количества поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания,

- результирующий ток плеча питания в вынужденном режиме, А,

А,

где - количество электровозов в пределах плеча питания,

- максимальная потеря напряжения в тяговой сети,

и - соответственно активное и реактивное сопротивления тяговой сети, Ом/км и Ом/км,

- длина плеча питания при вынужденном режиме, км,

где км - расстояние от тяговой подстанции до начала участка,
подверженного влиянию.

Гн/км.

Нормы опасных напряжений представляют собой допустимые результирующие (обусловленные всеми влияниями) напряжения в проводах линии связи Uрез по отношению к земле

.

В результате расчетов величина не превышает допускаемых величин опасного напряжения в проводах линии связи (36 В). Они будут находиться в допустимых пределах и на других участках, где условия сближения трассы кабеля с тяговой сетью более благоприятны.

Расчет величины мешающего напряжения - псофометрического значения напряжения, в двухпроводной телефонной цепи тональной частоты производится применительно к ближнему концу усилительного участка этой цепи. Расчет производим при нормальном режиме работы контактной сети, состоящей из плеча одностороннего питания.

Результирующее воздействие определяется по формуле:

, мВ,

где - коэффициент акустического воздействия 19 гармоники тягового тока,

- коэффициент чувствительности двухпроводной цепи к помехам,

- среднеквадратическое значение напряжения на ближнем конце одиночного провода в подверженном влиянию двухпроводной цепи, мВ.

мВ,

где - круговая частота определяющей 19 гармоники тягового тока, ,

- взаимная индуктивность между контактным проводом и жилой кабеля на частоте 19 гармоники Гц, определяется по формуле: при условии м, Гн/км,

Гн/км.

- ток 19 гармонической составляющей в контактной сети,

,

где - результирующий нагрузочный ток расчетного плеча одностороннего питания при нормальном режиме работы контактной сети, ,

- коэффициент несинусоидальности формы кривой тягового тока, ,

- коэффициент, зависящий от и количества электровозов в пределах плеча питания, ,

- коэффициент учитывающий изменения влияния в зависимости от числа электровозов в пределах плеча, ,

,

Полученная величина результирующего напряжения не превышает нормативное значение напряжения шума, норма мешающих влияний равна 1,6 мВ. Следовательно, нормы по опасным и мешающим влияниям выполняются при удалении трассы кабеля на 5 м.

2. Воздушная линия

2.1 Определение класса и типа линии

Воздушные линии связи состоят из металлических проводов, подвешенных на опорах с помощью изоляторов и специальной арматуры.

В зависимости от назначения подвешенных цепей линии разделяются на три класса:

I класс - линии, несущие цепи магистральной, дорожной и отделенческой связи,

II класс - линии, несущие цепи только дорожной и отделенческой связи,

III класс - линии местной (внутристанционной) связи.

Нам по заданию курсовой работы надо по ВЛС обеспечить только дорожную и отделенческую связи, значит выбираем линию II класса.

По механической прочности линии делятся на четыре типа: О - облегченный; Н - нормальный; У - усиленный и ОУ - особо усиленный. Наибольшая толщина стенки льда гололеда 19 мм, то выбираем тип линии особо усиленный (ОУ), ему соответствует средняя длина пролета 35,7 м, количество опор на 1 км линии 28 шт., максимальное допустимое количество проводов 24.

2.2 Выбор профиля опор

Профилем воздушной линии связи называется порядок расположения цепей и проводов на опорах. Наименование профилей определяется способом крепления (подвески) проводов на опорах. На ВЛС используются крюковой, траверсный и смешанный (на траверсах и крюках) профили. Для воздушной линии связи предусмотрено 17 типовых профилей опор. Применение того или иного профиля зависит от общего числа подвешиваемых проводов, количества уплотненных цепей, спектра частот уплотнения и от величины напряжения шума, наводимого линиями сильного тока.

Необходимо организовать 24 ВЧ канала дорожной связи, с учетом 20% запаса получаем 29 каналов ВЧ, для чего воспользуемся аппаратурой уплотнения В-12-3, это двухполосная двухпроводная система позволяет организовать 12 двухсторонних каналов тональной частоты на медных цепях. Диапазон частот В-12-4 в линейном спектре - 36 -84 кГц и 92 -143 кГц. Для организации 29 каналов нам понадобится три системы В-12-4. Кроме того, необходимо образовать каналы НЧ для отделенческих видов связи.

Размещение цепей на профиле опор

Наименование цепей	Места цепей на профиле опор
Цепь ВЧ дорожной связи	1, 2,4
Цепь ПДС	5
Цепь МЖС	3
Цепь ПС	7
Цепь ЛПС	10
Цепь СЭМ	9
Цепь ПГС	6
Цепь ТУ	11
Цепь ТС	11, 12
Цепь ПРС	8

2.3 Определение длины опор и их количества по типам

Опоры воздушных линий связи должны обладать достаточной механической прочностью, сравнительно продолжительным сроком службы, быть относительно легкими, транспортабельными и экономичными. До недавнего последнего времени применялись в основном опоры из деревянных столбов, но на сегодняшний день все больше используют железобетонные опоры. Железобетонные опоры более долговечные, чем деревянные, не боятся повышенной влажности, а также высоких и низких температур, и повышенные первоначальные затраты средств на их строительство оправдывается течением времени.

При устройстве воздушных линий связи применяют простые и сложные опоры. Простыми называются опоры, не имеющие дополнительных укреплений, сложными - опоры, имеющие укрепления, или опоры, составленные из нескольких столбов. К простым опорам относятся промежуточные опоры, устанавливаемые на прямых участках линии; к сложным - угловые, усиленные, переходные, оконечные, кабельные и др.

Так как расстояние от земли до нижнего провода составляет на перегонах - 2,5 м; на станциях - 3,0 м; в населенных пунктах - 4,5 м, а стрела провеса в нашем случае 41 см, глубина закопки 1,75 м, то возьмем стандартную длину опор 8,5 м.

В местах изменения направления трассы линии устанавливают угловые опоры, их укрепляют подпорками и оттяжками. Условно количество угловых опор принимают одну на 1 км, то есть на нашем участке, длина которого 39 км, будет 39 угловых опоры.

Противогололедные и противоветровые опоры используют для увеличения устойчивости линии при возникновения больших односторонних усилий. Противоветровые опоры устанавливаются, так как у нас линия типа ОУ и число проводов более 6, на расстоянии 0,5 км друг от друга, то есть на участке длинной 39 км их будет 78 штук.

Оконечные опоры размещают в начале и в конце линии у вводов в здания, поэтому их будет 4 шт. на трассе Д-Н. При числе проводов свыше 16 в качестве кабельной опоры применяют полуанкерную.

Так как длина пролета для линии типа ОУ - 35,7 м., то на участке Д - Н всего 39000/35,7=1093 опоры, из них промежуточных 1093-78-39-4=972 опоры.

2.4 Трасса линии

При выборе трассы будем стремиться к созданию наибольших удобств для обслуживания линий в процессе эксплуатации.

Выбирая трассу кабеля, необходимо обеспечить:

- наикратчайшее протяжение линии связи;

- наименьшее число препятствий;

- максимальное применение механизмов при строительстве;

- создание наибольших удобств при эксплуатации и обслуживании:

- наименьшие затраты по осуществлению защиты линии от установок сильного тока и атмосферного электричества.

При разработке трассы необходимо учитывать устанавливаемые габариты: расстояние от нижней точки проводов линии связи до земли при максимальной стреле провеса на перегонах не менее 2,5 м.; на станциях 3 м.; при пересечениях железнодорожных путей расстояние от низшей точки проводов до головки рельса не менее 7,5 м.

Трасса воздушной линии связи проходит по территории Ростовской области, справа от железнодорожного полотна, в полосе отвода.

2.5 Устройство переходов и пересечений, кабельных вставок

При пересечении линией связи водных преград и оврагов, не электрифицированных железных дорог могут устраиваться воздушные или кабельные переходы в зависимости от местных условий. Для преодоления препятствий устраивают удлиненные пролеты, мачтовые переходы, прокладывают кабели, устанавливают опоры повышенной длины и кронштейны, укрепляемые на мостах и путеводах. На линиях связи удлиненные пролеты создают длиной до 150 м. Если длина таких пролетов недостаточна, то устраивают кабельные вставки в ВЛС.

Воздушные переходы выполняют под углом к железной дороге не менее 45. В качестве переходных опор устанавливают промежуточные, укрепленные подпорами при числе проводов до шестнадцати, а при большом числе проводов - полуанкерные. На линиях с железобетонными опорами в качестве переходных применяют деревянные опоры.

Пересечения линиями связи железных дорог, электрифицированных переменным током, должны выполняться подземным кабелем, прокладываемым в асбоцементных или других неметаллических трубах. Угол пересечения подземного кабеля с рельсами электрифицированной железной дороги должен быть 90. Расстояние по горизонтали от подземного кабеля до фундамента ближайшей опоры контактной сети, независимо от величины электрического сопротивления грунта не менее 10 м.

2.6 Скрещивание проводов телефонных цепей

Скрещивание проводов телефонных цепей производится для снижения их взаимного влияния. Для этого весь участок ВЛС сначала разбивается на элементы скрещивания. Длина элемента скрещивания S, как правило, принимается равной двум пролетам и в нашем случае будет равняться 71,4 м. Затем элементы группируются в секции скрещивания, которые представляют собой участки линии, на протяжении которых укладывается законченный цикл скрещивания, обеспечивающий взаимную защищенность всех подвешенных на линии телефонных цепей. В качестве основной секции принимается секция, содержащая 128 элементов. Для компенсации взаимного влияния на остатках линии, длина который меньше длины основной секции, устраиваются укороченные секции, состоящие из 64, 32, 16 8 и 4 элементов. Эти секции размещаются с таким расчетом, чтобы вне секции, скрещивания не оставалось ни одного пролета. Если все же несколько пролетов остается вне секции скрещивания, то производится перестановка опор в пролетах с таким расчетом, чтобы добиться включения всех пролетов в секции.

Для организации скрещивания телефонных цепей необходимо сначала разделить заданный участок Д - Н на секции скрещивания. При длине участка Д - Н 39 км и длине пролета 35,7 м получается всего 547 опор, а следовательно 274 элемента.

Разбивая трассу на секции скрещивания, получаем 4 основные 128-элементные секции, потом на укороченную секцию состоящую из 32 элементов - их получается 1, воспользуемся также укороченной секцией 4S - их получается 1. Так как у нас осталось всего 3 элемента, а не 4, то на участке с укороченной секцией необходимо уменьшить расстояние между опорами, чтобы поместить 4 элемента.

Схемой скрещивания называется закономерность распределения отдельных скрещиваний на каждой цепи вдоль линии. Для условного изображения различных схем скрещивания служат индексы скрещивания. По заданию курсового проекта необходимо произвести скрещивание цепи ПС, по индексу 4.

Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены следующие вопросы:

по кабельной линии: выбрана система связи и аппаратура уплотнения, а также тип магистрального кабеля и арматура; места ответвлений от магистрального кабеля и выбор типа кабеля для ответвления, трасса кабеля; переходы и пересечения ж.д. естественных и искусственных препятствий; постановка кабеля под избыточное давление; произведен расчет опасных и мешающих влияний на цепи, расположенные в кабеле и рассмотрены мероприятия по их снижению; защита кабеля от почвенной и электрокоррозии; организация строительства с учетом НОТ; техника безопасности; произведен сметно-финансовый расчет;

по воздушной линии: определение класса и типа линии, выбран профиль опор, их длины и качества; трасса линии; устройство переходов и пересечения, кабельных вставок, скрещивания проводов телефонных цепей; вводы проводов; защита цепи от влияния грозовых разрядов.

Список литературы

1. Методические указания «Линии автоматики, телемеханики и связи» Москва, 1988, с. 40.

2. М.В. Марков, А.Ф. Михайлов «Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи». М., «Транспорт», 1980, с. 359.

3. В.В. Виноградов, В.И. Кузьмин, А.Я. Гончаров «Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте», М., 1990, с. 231.

4. Д.А. Бунин «Провода и кабели в СЦБ и связи». М.,» Транспорт» 1982, с. 288.

5. Голиков Е.Е. Проектирование дальней связи на железнодорожном транспорте. М., «Транспорт», 1968 г.

6. Бунин А.А., Яцкевич А.И. Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. М., «Транспорт», 1978 г.

связь дорога железный опора

Размещено на Allbest.ru