21

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Путей Сообщения Российской Федерации

Омский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра Системы передачи информации

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Дисциплина: Линии АТ и С

Проект кабельной линии АТ и С на участке железной дороги Абдулино - Похвистнево

Руководитель

Фадеев С.К.

Реферат

Курсовой проект содержит 34 страницы машинописного текста, 5 таблиц, альбом чертежей.

Ключевые слова: ЛИНИИ СВЯЗИ, КАБЕЛЬ, НУП, ОУП, МУФТА

В данном проекте проектируется линия связи на участке железной дороги Абдулино - Похвистнево.

Курсовой проект выполнен в соответствии со стандартом предприятия.

Введение

Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев министерства путей сообщения (МПС) не может осуществляться без использования разнообразных видов связи, организуемых по воздушным, кабельным и радиолинейным линиям.

В настоящее время железнодорожный транспорт располагает большим количеством линий связи, обеспечивающих оперативное управление перевозками и действие различных устройств АТС. Вся система связи МПС делится на магистральную, дорожную, отделенческую и местную. Развитие техники связи идёт по пути создания таких телефонных каналов, которые удовлетворяли бы высоким требованиям качества (минимум искажений и помех) и вместе с тем были бы универсальными. Они должны быть пригодными к использованию не только телефонных переговоров, но и для передачи телеграмм, данных для вычислительных центров и т.д.

Развитие техники современных кабелей дальней связи проходит в направлении расширения диапазона передаваемых частот, и соответственно увеличения каналов связи и максимальной автоматизации кабельных магистралей.

1. Описание проектируемого участка линии связи

Проектируемый участок Абдулино-Похвистнево относится к Куйбышевской железной дороге.

Куйбышевская железная дорога, создана в 1959г.на базе объединения Куйбышевской и Уфимской железных дорог. Управление в г.Куйбышеве. Эксплуатационная длина дороги на 1 января 1971 г.4529,8 км. или 3,3% от протяжённости всей ж.д. сети СССР.

Проходит по территории Куйбышевской и Пензенской обл., Мордовской АССР, Татарской АССР и Башкирской АССР и частично Рязанской, Тамбовской и Челябинской области. Граничит с Горьковской ж.д. (ст. Цильна и Красный Узел), Московской ж.д., Южно-Уральской ж.д. и Приволжской ж.д. Участок главной магистрали Ряжек-Сызрань-Самара-Уфа-Кропачево были сданы в эксплуатацию в 1867-70 г., линии Пенза-Рузаевка в1895 г. и т.д.

По грузообороту дорога в 1971 занимала 5-е место среди ж.д. СССР; в 1971г. грузооборот составлял около 141млрд. км (5.1% от общего сетевого). Весь грузооборот выполняется электро- и тепловозной тяги.

Куйбышевская ж.д. - одна из крупнейших по размерам пассажирских перевозок как в местном, так и в транзитном сообщении. Общий пассажиропоток в 1972 г. составил 13,2 млрд. пассажиро-км., или 4,6%.

Куйбышевская область.

Образована 14.05.1928 как Средневолжская, с 5 декабря 1936-переименована в Куйбышевскую область. Площадь 53,6 тыс.(км.*км.). Население 2874 тыс. человек(1972).В области 25 административных районов,10 городов,18 посёлков городского типа. Центр - г. Куйбышев.

Природа. Куйбышевская область находится в Юго-Восточной Европейской равнине по среднему течению Волги, где она образует крутую излучину - Самарскую Луку. Делится на правобережную и левобережную части.

Климат континентальный засушливый. Средняя температура января от -13 С на Западе, до -14 С на Востоке,июля-от20 С на северо-западе, до 22 С на юго-востоке. Осадков на Западе и Севере выпадает 450мм. в год, на юге-300мм. и менее. Вегетационный период около 180 дней. На Юге частые засухи и суховеи.

Главные реки области - Волга. Все остальные реки, относящиеся к её бассейну, в основном маловодны. Притоки: справа-Уса, Сызрань; слева - Сок, Самара, Чапаевка, Чагра и их притоки. Русла рек наполняются водами Куйбышевского и Саратовского водохранилища.

Преобладающие почвы - черноземные. На правобережье развиты темно-серые оподзоленные и высоко-щелочные черноземы; в левобережье на Северо-востоке тучные черноземы, на Северо-западе они перемешаны с оподзоленными и обыкновенными черноземами, на юге степной части - южные чернозёмы и тёмно-каштановые почвы.

Граница между лесостепной и степной зонами проходит примерно по долине р. Самара. Леса занимают около 12%территории области, в Жигулях лесистость доходит до 70%.

Преобладают широколиственные леса с хвойными.

Население. Основное население: русские (82,8%), татары (3,4%), мордва (4,3%), чуваши (4,1%), украинцы (2,4%)..Средняя плотность 53,6 человек на 1 (км.*км.)(1972).наиболее крупные города Куйбышев, Тольятти, Сызрань, Новокуйбышевск.

2. Выбор кабельной системы, типа кабеля и размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор системы уплотнения

Согласно заданию необходимо составить кабельную сеть для передачи 200 каналов магистральной и 100 каналов дорожной связи. Для этого используют аппаратуру организации связи в области высоких частот, которая называется аппаратурой уплотнения.

2.1.1 Характеристика цифровой аппаратуры уплотнения ИКМ-120

Аппаратура ИКМ - 120 цифровая система передачи, предназначена для передачи информации на местных и внутризоновых сетях по симметричным высокочастотным кабелям. В отдельных случаях ИКМ -120 может использоваться на магистральной первичной сети.

Аппаратура обеспечивает организацию до 120 каналов связи при скорости передачи 8440 Кбит/с. Линейный тракт организован по двухкабельной схеме. Максимальная дальность связи 600 км, номинальная длина регенерационного участка 5 - 8 км.

Данную систему передачи можно отнести к категории среднеканальных систем. Аппаратура является двухполосной и может работать в обоих направлениях по одной паре.

Аппаратура ИКМ - 120 использует симметричный кабель. Имеет хорошую помехоустойчивость по сравнению с аналоговой системой К - 60п, а также имеет контроль работы оборудования.

Хорошая помехоустойчивость и качество передаваемых каналов делают систему ИКМ - 120 предпочтительней для проектирования, чем К - 60п, также её отличают более современная база, более широкий спектр используемых частот и хорошая помехозащищенность.

Согласно заданию, для передачи 300 каналов магистральной и дорожной связи используем три системы ИКМ - 120, способные передавать 360 каналов связи.

2.1.2 Организация связи по кабельной магистрали

Все виды отделенческой телефонной связи, которыми оснащаются железнодорожные линии, организуются по отдельной четырех проводной цепи с использованием системы передачи К - 24Т, работающей в спектре частот 12 - 120 КГц. Эта система позволяет организовать до 24 каналов тональной частоты.

2.2 Организация связи и цепей автоматики по кабельной магистрали

Разрабатывая схему организации связи, следует иметь ввиду, что по магистральному кабелю могут организовываться также НЧ цепи соединительных линий между АТС, связи охраняемых переездов с дежурными по станциям; если предусмотрено телеуправление тяговыми подстанциями, то отдельные цепи ТУ, ТС.

Пункты, в которые заводятся все или отдельные виды связи, определяются характером размещаемых в них объектов. Например, в пассажирское здание промежуточной станции или пост ЭЦ, где размещаются обычно все служебные станционные помещения, заводятся все виды отделенческой связи. В релейные шкафы сигнальных точек автоблокировки или переезда заводится межстанционная связь, что позволяет при необходимости организовать на перегоне временный обслуживаемый раздельный пункт.

В промежуточные пункты цепи отделенческих видов связи могут вводиться 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 работы остальных установок, организовывать необходимые виды связи с местами восстановительных работ и т.д. Поэтому цепи перегонной и межстанционной связи вводятся в линейные пункты только шлейфом.

Шлейфом вводятся также все виды связи в пассажирские здания или посты ЭЦ, если на этих станциях отсутствуют усилительные пункты, в том числе НУПы. При наличии усилительного пункта ответвления от магистрального кабеля на пост ЭЦ, в пассажирское здание и другие объекты, как правило, не делаются, а необходимые цепи связи и автоматики передаются от усилительного пункта кабелем вторичной коммутации.

Ответвления цепей СЦБ осуществляются всегда шлейфом, при этом цепь СЦБ-ДК заводится только на станции, остальные цепи СЦБ заводятся во все релейные шкафы светофоров и переездов на перегонах, что облегчает организацию двухстороннего движения поездов по одному из путей перегона при капитальном ремонте пути.[2]

Схема организации связи и цепей СЦБ на перегоне представлен в альбоме чертежей (лист 4).

2.3 Выбор кабельной системы и типа кабеля

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

При однокабельной системе все виды связи и цепи СЦБ организуются по одному кабелю. Однокабельная система наиболее дешевая, но обладает ограниченной дальностью передачи и допускает относительно небольшое развитие количества телефонных каналов. Поэтому эта система рекомендуется для организации лишь дорожной и отделенческой связи на второстепенных участках железных дорог, не имеющих перспектив развития.

При двухкабельной системе для организации всех видов связи и цепей СЦБ прокладывается два кабеля, при этом для цепей дальней связи (магистральной и дорожной) используется либо аппаратура К-60п, работающая в спектре частот 12-250 КГц, либо цифровая система передачи ИКМ-120, с частотой передачи цифровой информации 8,448 Мбит/с.

Каждая из этих систем требует две кабельные пары, одна из которых в целях обеспечения защищенности от переходных токов располагается в первом, а другая - во втором кабеле.

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. Однако объединение в одних кабелях всех видов связи, а также цепей СЦБ, требующих частых отпаев от магистрального кабеля к перегонным и станционным объектам, вызывает определенные трудности при монтаже и эксплуатации магистрали, снижает устойчивость и качество дальней связи, что является недостатком двухкабельной 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. Система по количеству каналов дальней связи, количеству пар для отделенческих связей и числу цепей для СЦБ соответствует требованиям для всех участков железных дорог, включая участки со скоростным движением, обеспечивает высокое качество и надежность работы каналов дальней связи, однако требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Поэтому эта система находит применение на участках железных дорог, где требуется организация мощных пучков каналов связи.

Аппаратура ИКМ - 120 может работать по двух- и трех кабельной системе. В нашем случае подходит двухкабельная система, так как она полностью обеспечивает все необходимые каналы, а также имеет хорошую устойчивость и маловосприимчива к переходным затуханиям между цепями. При прокладке двух кабелей капитальные вложения ниже по сравнению с прокладкой трех кабелей. Двухкабельная система является основным типом магистральной линии.

Недостатком кабельной системы является то, что она не терпит частых отпаев на аппаратуру автоблокировки и другие устройства, так как находится под избыточным давлением 0,4 - 0,6 атмосфер. Этот недостаток устраняется тем, что отпаи делаются в основном от одного кабеля, и также тем, что аппаратура ИКМ - 120 сама требует более частых отпаев на НРП, к которым можно подключить и устройства автоматики.

Для нашей кабельной магистрали, проложенной вдоль железной дороги, электрифицируются по системе переменного тока, выбрали кабель с повышенным защитным действием оболочек МКПАБ, допускающее уплотнение цепей до 252 КГц.

Кабель МКПАБ имеет четыре ВЧ четверки, при НЧ четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Данный кабель предназначен для прокладки в земле и в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью. Кабель МКПАК 7 x 4 x 1.05 +5 x 2 x 0.7+1 x 0.7 имеет тот же состав, что и предыдущий и предназначен для прокладки через водные преграды, так как обладает проволочной броней с наложением поверх брони противокоррозионного покрытия.

2.4 Размещение цепей по четверкам

Согласно заданию необходимо спроектировать линию связи для передачи 200 каналов магистральной связи, 100 каналов дорожной связи, а также отделенческую и станционную связи.

Магистральную и дорожную связи организовываем с помощью высокочастотной системы ИКМ - 120, для передачи 360 каналов используется три системы ИКМ - 120. Каждая из этих систем требует две кабельные пары, одна из которых в цепях для обеспечения защищенности от переходных токов, располагается в первом, а другая - во втором кабеле.

Отделенческая связь предназначена для оперативной работы дороги и обеспечивает постоянную телефонную связь со всеми раздельными пунктами и жилыми зданиями линейных работников.

Железнодорожные линии оснащены следующими видами отделенческой связи:

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

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

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

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

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

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

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

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

- Билетная диспетчерская связь (ДБК) - обеспечивает сведениями билетные кассы о наличии мест в поездах дальнего следования.

Связи ПДС, ЭДС, ПС, ДБК, ВГС, ЛПС, СЭМ организуются по четырехпроводной цепи с использованием системы передачи К - 24Т.

Связи МЖС, телеуправления тяговыми подстанциями (ТУ), телесигнализации тяговых подстанций (ТС), диспетчерского контроля (ДК) организуются по физическим линиям, двухпроводным цепям; ПГС и поездная радиосвязь (ПРС) - четырехпроводным цепям.

Таблица 2.1 Распределение цепей по четверкам магистральных кабелей

Номера четверок	Тип четверок	Цепи связи и СЦБ
		Кабель 1	Кабель 2
I	ВЧ	Резерв	Резерв
II	ВЧ	1cпн 2спн	1cон 2сон
III	НЧ	ПГС Резерв	МЖС Резерв
IV	ВЧ	3спн4спн	3сон4сон
V	НЧ	ПГС Резерв	Резерв
VI	ВЧ	5спн (ОТС) Резерв	5сон (ОТС) Резерв
VII	НЧ	Резерв	Резерв
Сигнальные пары	СЦБ	СЦБ
	СЦБ	Резерв
	СЦБ	Резерв
	СЦБ	Резерв
	СЦБ	Резерв
	СЦБ	Резерв
		Контрольная жила

3. Размещение оконечных и промежуточных усилительных пунктов на трассе линии связи

1. Для передачи магистральных и дорожных каналов используются 3 системы уплотнения ИКМ - 120. Оконечное оборудование ИКМ - 120 располагается на крупных станциях и в отделениях дороги, расстояние между которыми до 250 км. Между оконечным оборудованием располагаются необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), которые устраняют искажения цифровых сигналов. При этом восстанавливаются исходные амплитудные и временные соотношения передаваемого сигнала. Длина регенерационного участка определяется и зависит от величины, характера помех и энергетических потерь в линии. Для системы ИКМ - 120 предъявляются также условия кратности с длиной усилительного участка: для ИКМ - 120 составляет 5 - 8 км.

Для уплотнения отделенческих связей используется аппаратура К-24Т, которая имеет оконечное оборудование на крупных станциях и необслуживаемые оконечные пункты (НУП), которые располагаются через 18 -25 км.

Длина регенерационного участка для связей, которые организуются по физическим цепям, составляет 20 - 25 км.

При размещении усилителей вдоль трассы могут возникнуть следующие ситуации:

1. Если расстояние получилось меньше нормы, то ставят специальные устройства- искусственные линии (ИЛ), но они вносят дополнительное затухание; существуют ИЛ на 3,6 км.

2. 2.Если расстояние получилось больше нормы, то необходимо смещать линейное сооружение от оси станции так, чтобы усилитель находился как можно ближе к оси.

Размещение оконечных и промежуточных усилительных пунктов на трассе линии связи представлено в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Наименование станции	Км	Усилительные пункты	Тяговые подстанции
1	2	3	4

2. Выбор трассы прокладки кабельной линии и устройство ее переходов через преграды

Трасса кабельной магистрали выбирается по наиболее короткому пути с учетом выполнения минимального объема земляных работ с той стороны железнодорожного полотна, на которой размещено преобладающее число перегонных и станционных объектов связи.

На перегонах и в пределах небольших станций трасса кабельной магистрали прокладывается в пределах полосы отвода железной дороги, ширина которой составляет по 60 м в обе стороны от головки рельса.

Линия электропередачи (ЛЭП) и трасса кабельной линии располагаются по разным сторонам железной дороги.

НУП размещаются на промежуточных станциях и, как исключение, на перегонах, при этом с целью удобств эксплуатации и снижения затрат на строительство НУП и НРП стремятся, ют в одних и тех же пунктах.

Для пересечения кабельной магистралью железнодорожных путей предпочтение отдается местам с одинаковыми высотными отметками или небольшим насыпям, у которых ширина подошвы не превышает 35 м. В этом случае переходы могут быть выполнены методом горизонтального бурения. В просверленные под основанием насыпи отверстия вставляются асбоцементные трубы, через которые протягивают кабели.

Схематический план трассы кабельной линии для исследуемого участка магистрали приведен в альбоме чертежей.(лист1)

4. Расчет влияний тяговой сети постоянного тока на кабельную линию связи

Кабельные линии связи подвергаются опасным и мешающим магнитным влиянием тяговой сети постоянного тока. Цель расчета этих влияний заключаются в определении такой ширины сближения кабельной линии с тяговой сетью, при которой опасное напряжение, индуктируемое в жилах кабеля, не превышало бы значения 200В.

4.1 Расчет мешающих влияний тяговой сети постоянного тока

Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи производится при нормальном режиме работы ТС постоянного тока.

Uш -напряжение шума, наводимое в двухпроводной телефонной цепи на отдельном участке.

где з₈₀₀ - коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам;

- расстояние от середины влияющего участка высоковольтной линии до конца расчетного усилительного участка цепи связи;

- длина сближения линии связи с влияющей линией в пределах расчетного усилительного участка;

- длина усилительного участка линии связи ;

- коэффициент экранирующего действия;

=* S_об;

 - коэффициент экранирующего действия рельсов;

S_об - коэффициент экранирующего действия оболочек кабелей на частоте =800 Гц;

г₈₀₀-коэффициент распространения однопроводной цепи связи на частоте 800 Гц;

М₈₀₀-модуль взаимной индуктивности между двумя однопроводными цепями на частоте 800 Гц, Г/км (определяется по графикам, приведенным в прилож.1 [1]);

-входное сопротивление тяговой сети;

Uэкв- мешающее напряжение на участке с двусторонним питанием.

; а=20 м ;

; г=35?;

; ;

[1] ; Uэкв=2,2В ;

;

; l=22км ; l_э =50км;

[1];

;

a*x=20*25,3=506;

=f(a*x)(прилож.1 [1]);

; =(41,7+j 50,3)*10^-3;

=0,015мВ<0.9 мВ.

т.к. U_ш не превышает допустимое U_ш =0,9 мВ, значит ширину сближения выбрали правильно.

4.2 Влияние ЛЭП с заземленной нейтралью

4.2.1 Опасные влияния

Продольная ЭДС в жиле связи зависит от длины влияющего участка ЛЭП, которая равна расстоянию от начала сближения ЛЭП и ЛС до места короткого замыкания фазового провода ЛЭП на землю (в пределах рассчитываемого усилительного участка). При расчете используется метод проб, т.е. последовательно определяются ЭДС при коротком замыкании фазового провода в конце каждого участка сближения при сложной трассе в пределах нашего исследуемого участка Абдулино-Похвистинево.[1]

Трасса сближения ЛЭП и линии связи показана на рис.1.

I0экв=5 А;

Iкзн=700 А;

Iкзк=380 А(по заданию);

;

E=W*I_к.з.*?(M_(1-А)i*l_эi)*S_i;

где W=2*П*50=314 1/с;

I_к.з- ток к.з., определяемый по диаграмме в зависимости от места аварии

Используя рис.1, приложение 2[1], составим таблицу 4.1.

Таблица 4.1

, км		аэ,м	,	Sр	Sоб	S
4	120,100	109,5		1	0,077	0,077
5	80,80	80		0,7	0,077	0,0539
5	80,90	84,85		0,7	0,077	0,0539
4	100,80	89,44		0,7	0,077	0,0539
4	60,90	73,48		0,7	0,077	0,0539

Используя рис.2, таблицу 4.1, составим таблицу 4.2.

Таблица 4.2

, А	Еi, В	U,В
440	56,5	2,2
640	82,2	3,2
475	61	2,4
620	79,6	3,1
510	65,5	2,5
580	74,5	2,9

4.2.2 Мешающие влияния

Мешающее напряжение в приемнике двухпроводной цепи от влияния ЛЭП с заземленной нейтралью определяется:

U_т = 10³ *I_о.экв *Z_(1-А)ср *К₁₀ *₈₀₀ l_с*s* (l+ lэ/2)/ l;

где К₁₀ =0,6- поправочный коэффициент для ЛЭП, питающих выпрямительную нагрузку;

Z_(1-А)ср =W*M_ср - модуль взаимного сопротивления между ЛЭП и ЛС для частоты f=800 Гц.

M_ср =(М_i l_i) / l,

M_i=f(a_i*x) (значения a_i см. п.4.2.1, M_i находятся в соответствии с [1]);

;

Тогда, М₁=60*10^-6 Г/км;

М₂=90*10^-6 Г/км;

М₃=85*10^-6 Г/км;

М₄=80*10^-6 Г/км;

М₅=100*10^-6 Г/км;

M_ср=(60*4+90*5+85*5+80*4+100*4)*10^-6/22=83,41*10 -⁶ Г/км

I_о.экв =5 А (по заданию);

₈₀₀ =1,3*10^-3 - коэффициент чувствительности телефонной цепи к помехам;

l_с =25км-расстояние от середины влияющего участка ЛЭП до конца расчетного усилительного участка цепи связи;

l_э =50км- длина сближения ЛС с ЛЭП в пределах исследуемого участка;

l= 22км-длина усилительного участка ЛС;

=0.0048 - коэффициент экранирующего действия;

Подставляя значения в формулу (3),получаем:

U_т=10³*5*5024*83,41*10^-6*0,6*1,3*10^-3*25**0,0048=0.42 мВ.

Допустимое напряжение мешающих влияний для цепи связи составляет 1 мВ.

Полученное значение U_т лежит в допустимых пределах, значит выбор трассы сближения сделан верно.

5. Описание схем защиты от опасных и мешающих влияний

Схемой защиты называют совокупность соединенных соответствующим образом защитных устройств, включаемых на усилительных или оконечных станциях и предназначенных для защиты аппаратуры от опасных напряжений и токов, возникающих в результате грозовых разрядов и линий сильного тока, а также для уменьшения помех в каналах связи, возникающих как непосредственно в двухпроводных цепях, так и через цепи дистанционного питания усилителей.

5.1 Схема защиты НУП К-60п

В этой схеме защита состоит из трех каскадов, причем первый каскад (грубая защита) осуществляется с помощью разрядников Р-34, а второй каскад с помощью фильтров НЧ и разрядников Р-4.

Третий каскад предназначен исключительно для защиты транзисторов самого усилителя. Между клеммами станционных обмоток основных цепей четверки кабеля на входе и выходе включены соединенные мостом динисторы типа 2Н102В, являющиеся третей ступенью защиты. Схема защиты НУП К-60п показана в альбоме чертежей (лист №3).

5.2 Устройство грозозащитных тросов

Защиту кабелей от ударов молнии осуществляют с помощью медных, биметаллических или стальных тросов. Тросы прокладывают выше кабеля на глубине, равной половине глубины его залегания, но не менее 0,4 м (альбом чертежей, лист№3, рис.2). Расстояние между тросами 0,4…1,2 м. Тросы по всей длине через определенные интервалы должны иметь заземления. Защитное действие проложенных проводов или тросов характеризуется коэффициентом тока, показывающим отношение тока молнии в оболочке кабеля при наличии троса к току при отсутствии троса. Число защитных проводов или тросов определяют расчетным путем.

5.3 Редукционные трансформаторы

Редукционные трансформаторы (РТ) являются эффективным средством защиты от влияний высоковольтных линий (ЛЭП и эл.ж.д.). Первичная 1 и вторичная 11 обмотки РТ имеют одинаковое число витков и намотаны на замкнутый железный сердечник (альбом чертежей, лист №3, рис.3). Первичная обмотка включается в разрез металлического покрова (оболочку, броню, экран) защищаемого кабеля 1-1, а вторичная- в разрез жил кабеля 2-2. Первичная обмотка РТ обычно выполняется из медного изолированного проводника, поперечное сечение которого не меньше общего эквивалентного поперечного сечения металлического покрова кабеля. Вторичная обмотка представляет собой пучок изолированных друг от друга жил, по конструкции одинаковых с жилами защищаемого кабеля.

Принцип действия РТ ясен из рис.4 (альбом чертежей, лист№3). Ток высоковольтной линии I₁ индуцирует ЭДС и токи в жилах кабеля (I₁₂) и оболочке (I₁₃). Ток в оболочке I₁₃ в свою очередь через редукционный трансформатор наводит в жилах кабеля дополнительный ток Iр.т, противоположно направленный по отношению к токам влияния в жилах кабеля. Таким образом за счет РТ ток помех в кабеле снижается на величину тока трансформации: Iрез=I₁₂- Iр.т. Наличие одного РТ дает снижение помех в 3 раза.

5.4 Сглаживающие устройства

Для сглаживания пульсации напряжения на эл.ж.д. постоянного тока используются реакторы с резонансными контактами, которые включаются на подстанциях по схеме, показанной на рис.5 (альбом чертежей, лист №3). Реактор состоит из соединенных последовательно витков медного провода, укрепленных в бетонных стойках. Активное сопротивление реактора во избежание больших потерь электрической энергии должно быть как можно меньше, индуктивное- больше. Резонансные контуры настраиваются в резонанс на соответствующие гармоники пульсирующего напряжения и замыкают накоротко цепи прохождения токов этих гармоник.

6. Симметрирование кабелей

Симметрирование - комплекс мероприятий, направленных на уменьшение влияний.

Взаимные влияния возникают в результате наличия между цепями электромагнитных связей. При этом в кабелях низкочастотных (до 4 кГц) преобладают электрические (емкостные) связи, а в кабелях высокочастотных (до 252 кГц)- электромагнитные комплексные связи. Внешние влияния обусловлены связями, вызванными продольной асимметрией цепей, подверженных влиянию. Для снижения взаимных влияний уменьшают связи между цепями скрещиванием жил, включением между жилами цепей конденсаторов и контуров из последовательно соединенных резисторов с активным сопротивлением и конденсаторов. Эти контуры называют контурами противосвязи.

Сущность симметрирования скрещиванием заключается в компенсации электромагнитных связей между цепями на одном участке кабельной линии, связями другого участка, путем соединения жил без скрещивания или со скрещиванием. Компенсация объясняется тем, что при скрещивании связи изменяют свой знак.

При симметрировании конденсаторами последние устанавливаются в промежуточной муфте, соединяющей два участка кабельной линии, и включаются между жилами цепей. Емкость их выбирается такой, чтобы сумма частичных емкостей С₁₃+С₂₄ была близка к сумме С₁₄+С₂₃. В случае равенства сумм достигается равновесие электрического моста и емкостная связь равна нулю.

Симметрирование контурами противосвязи заключается в том, что токи помех, вызываемые электромагнитными связями между цепями, компенсируются токами влияния противоположной фазы, создаваемыми с помощью контуров, включаемых между жилами цепей.

7. Содержание кабелей под давлением

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

Постоянное избыточное давление в кабеле поддерживается оборудованием автоматической подкачки воздуха. В настоящее время для этого используется аппаратура УСКД1. Она позволяет осуществить контроль избыточного газового давления, подаваемого в кабели, и в баллоны со сжатым газом, подавать сигналы о потере герметичности в кабелях и о снижении давления в баллоне до 30 кгс/см², содержать под давлением до четырех кабелей.

Район нарушения герметичности определяется по расходу газа с помощью воздушного контактного прибора ВПК - 1.

Герметизированный участок магистрального кабеля образует газовую секцию. Практическую длину газовой секции принимают равной длине усилительного участка. Усилительный участок кабеля считается герметичным, если установленное в кабеле давление 0,6 кгс/см² не снимается за 10 суток более, чем на 0,2 кгс/см² при наличии ответвлений и 0,05 кгс/см² для кабелей без ответвлений.

8. Монтаж кабельной магистрали

8.1 Скелетная схема кабеля

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является монтажная схема участка кабеля. На этой скелетной схеме связи показывается усилительный участок с размещением на нем кабеля, его низкочастотных ответвлений, типы муфт и места их включения, а также включение усилительных пунктов систем уплотнения.

Для ответвления от магистрального кабеля применяют разветвительные муфты. Следует стремиться к тому, чтобы место ответвления совпадало с прямой муфтой, те разветвительные муфты устанавливаются на стыке строительных длин кабеля. Если на целом месте магистрального кабеля, тогда они называются врезными; их монтируют в том случае, когда место ответвления удалено более чем на 100 м от ближайшего стыка строительных длин магистрального кабеля. В случае если ответвления к линейным объектам в пределах до 100 м их следует объединять. Чтобы уменьшить количество ответвлений от магистрального кабеля, передачу цепей к отдельным объектам в пределах станции производя кабелями вторичной коммутации от вводно-коммутационных устройств, домов связи или усилительных пунктов.

В помещении усилительного пункта кабель по скелетной схеме прокладывают от ввода до газонепроницаемой муфты, во всех остальных случаях - до бокса. Строительные длины кабеля соединяют в стыках симметрирующих муфт и разветвительных муфт.

Для надежной защиты телефонных цепей от взаимных внутрикабельных влияний, а также от внешних мешающих магнитных влияний при монтаже магистрального кабеля и его симметрируют. Симметрирование производится скрещиванием цепей по оператору X (скрещивание первой пары в каждой четверне) во всех соединительных муфтах усилительного участка.

Порядковую нумерацию муфт на стыках строительных длин ведут на участке между двумя ОУП по направлению счета километров главного ж. д. пути. Разветвительные муфты, устанавливаемые на стыках строительных длин, имеют двойную нумерацию. Первое число обозначает порядковых номер муфты. Врезные муфты не входят в общую нумерацию и обозначаются буквами РМ и порядковым номером разветвительной муфты.

Для герметизации кабеля при содержании его под давлением устанавливают газонепроницаемые муфты перед оконечными вводными устройствами в усилительных пунктах и начале каждого ответвления от магистрального кабеля.

Для прокладки линии от магистрального кабеля до устройств автоматики используем низкочастотный кабель марки Т3Б 7х4х1,2.

8.2 Порядок счета, принятый на кабельных магистралях

Магистральные кабели при двухкабельной системе нумеруются следующим образом: кабель, от которого делаются все основные ответвления на перегонах, обозначается - К1, второй кабель - К2.

Кабели, ответвляющиеся от магистрального кабеля К1, получают номера 3 и 5. В том случае, когда от К1 ответвляется больше двух кабелей, их обозначают 3а, 5а, 3б, 5б.

От кабеля К2 ответвляются кабели 4 и 6.

Кабель вторичной коммутации обозначается номером 8.

Боксам присваиваются двузначные номера, при этом второй цифрой является 1, а первая соответствует номеру кабеля ответвления. Кабель 8 оканчивается муфтой или боксом, обозначаемым 82.

Муфты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра соответствует номеру кабеля, а вторая - типу муфты: соединительной - 2, газонепроницаемой - 3, разветвительной - 4.

Боксы, устанавливаемые в релейных шкафах или релейных помещениях, на скелетной схеме заштриховываются.

8.3 Монтаж муфт и боксов

1. Монтаж соединительных муфт

Соединительная, стыковая муфты - сросток двух секций высокочастотного кабеля симметричной конструкции, в которой производят концентрированное симметрирование кабеля на усилительном участке. В стыковой муфте соединение жил и пар производят в зависимости от результатов измерения переходного затухания между парами. При необходимости в стыковых муфтах включают контуры противосвязи.

Для проектируемого участка кабельной магистрали для кабеля МКПАБ 7х4х1,05… выбираем соединительные свинцовые муфты типа МСП - 14.

2. Монтаж разветвительных муфт

Разветвительной муфтой называется сросток, в котором четверки и пары одного кабеля распределяются между двумя и более ответвляющихся кабелями разной емкости. Эти муфты монтируют также на речных переходах при распределении емкости магистрального кабеля между основными и резервными кабелями, на ответвлениях от магистрального кабеля к различным объектам на перегоне, в усилительных и оконечных пунктах в тех случаях, когда емкость магистрального кабеля превышает емкость оконечного кабельного оборудования. Для нашего случая выбираем разветвительную муфту типа МСТ 7х1.

3. Монтаж газонепроницаемых муфт

Для обеспечения герметичности магистрального кабеля на кабеле ответвления устанавливают газонепроницаемую муфту, которую монтируют на 4 - 5 метровом отрезке кабеля той же марки, что и кабель ответвлений. Для нашего случая выбираем муфту типа ГМСМ - 60.

8.4 Применение чугунных муфт

Для защиты муфт подземных кабелей от механических повреждений используют чугунные муфты.

На соединительные муфты типа МСП - 14 устанавливают чугунную прямую муфту типа С - 50.

На кабеле ответвления устанавливаются прямые муфты типа МС - 40, им соответствуют чугунные муфты типа С - 55.

Газонепроницаемые муфты типа ГМСМ - 60 укладывают в чугунные муфты типа С - 55 и заливают битумной массой.

Разветвительным тройниковым свинцовым муфтам типа МСТ 7х12 соответствуют чугунные муфты типа Т - 65.

8.5 Монтаж и установка боксов

линия связь кабельный усилительный

Кабели, ответвляющиеся от магистрального, заканчиваются боксами или оконечными муфтами. Для монтажа боксов выдаются монтажные карточки. В монтажных карточках боксов указывают номера и расцветку жил как магистрального кабеля, так и кабеля ответвления. Кроме того, указывают назначение пары, что необходимо при последующем включении и для обслуживания сданного в эксплуатацию кабеля.

Для нашего проектируемого участка выбрали малогабаритные боксы БМШ - 1 с одним флинтом, рассчитанные для установки в релейных шкафах автоблокировки и переездной сигнализации.

А также междугородних боксов БМ1 - 1 и БМ1 - 2, служащих для оконечной разделки вводных кабелей в помещениях объектов связи.

Таблица 8.1 Расчётная таблица кабелей, ответвлений и вторичной коммутации

Ординаты	Тип Ответвления	Цепи ответвления	Число пар	Ёмкость и маркировка	Расстояние по трассе до объекта	Дополнительные расход	Общая длина, м
		ШЛ	ПАР
1	2	3	4	5	6	7	8	9
42.950
43.000
43.300
45.000
47.000
48.000
49.000
51.000
52.950
53.000
55.000
57.000
58.000
59.000
61.000
63.000
64.950
65.000

9. Выбор волоконно-оптической линии связи

9.1 Выбор волоконно-оптической системы передачи

В настоящее время в волоконно-оптических системах передачи общего пользования используется унифицированная каналообразующая аппаратура цифровых систем передачи (ЦСП) различных уровней иерархии.

Сейчас созданы следующие системы передачи: “Соната-2” с аппаратурой ИКМ-120; ”Соната - 3” с ИКМ - 480”; ”Соната - 4” и “Соната-ЧМ” с ИКМ - 1920. Согласно заданию необходимо организовать 150 каналов магистральной связи и 100 дорожной.

На зоновых станциях целесообразно применение систем передачи “Соната-2” и Соната-3. В первой используется аппаратура вторичной цифровой системы ИКМ-120, а во второй - третичной ИКМ -480. Но эти системы можно применять и для магистральной связи на расстоянии до 600 км. Это вполне подходит для нашего проектируемого участка.

Останавливаем свой выбор на системе Соната-3 с аппаратурой ИКМ-480, рассчитанной на 960 каналов. Это целесообразно, т.к. возникает не малый резерв каналов, который, с учетом нынешнего развития оптоволоконной технике и линий связи на ж. д. просто необходим. Также появляется возможность сдавать часть каналов в аренду, что очень выгодно.

Характеристики выбранной системы передачи.

Скорость передачи, Мбит/с __________________________ 34

Длина волны, мкм __________________________________ 1,3

Коэффициент затухания, дБ/км _______________________ 1

Энергетический потенциал, дБ _______________________ 41

Длина регенерационного участка км___________________ 30

Полоса пропускания МГц/км _________________________ 800

Тип линейного кода _________________________________ 5-6

Дальность связи, км _________________________________ до 600

9.2 Выбор оптического кабеля связи

На нашем проектируемом участке будем использовать оптические кабели (ОК) с одномодовыми волокнами, работающими на волне 1,3 мкм. Эти ОК обеспечат нам нужную дальность и большее число каналов. Для этого возьмем ОК типа ОМЗКГ -10.

Характеристика ОК ОМЗКГ-10.

Число волокон _______________________________ 4 и 8

Коэффициент затухания, дБ/км _________________ 0,7

Рабочая длина волны, мкм _____________________ 1,3

Длина регенерационного участка км _____________ 30

9.3 Расчет длины регенерационного участка

Исходные данные:

Система передачи ИКМ-120;

Оптический кабель ОМЗКГ - 10;

Коэффициент затухания =2,5 дБ/км;

Дисперсия =0,5 нс/км.

Длина регенерационного участка выбирается по наименьшему значению затухания или пропускной способности, но так, чтобы не превышали допустимые значения а_доп=l и F_доп

1. Пропускная способность световода на 1 км длины

Мбит/с;

Требуемая пропускная способность для системы ИКМ-120 составляет =8,5Мбит/с.

2. Длина регенерационного участка



где - коэффициент затухания на стыке равный 0,1 дБ/км;

m- число некачественных стыков, равное 11;

а - энергетический потенциал аппаратуры 41 дБ;

=22,8.

Из пункта 9 видим, что ВОЛС более приемлема для проектируемой линии связи, т.к. оптический кабель более дешевый и не требует специальных мер защиты от мешающих и опасных влияний, позволяет передать большее число каналов в широком спектре частот, а также увеличивается промежуток между усилительными участками. Недостатком ВОЛС является то, что она не приемлема для НЧ цепей. Для этого параллельно ВОЛС прокладывают НЧ кабель, от которого делаются отпаи на аппаратуру СЦБ.

Рис. 1. График расчёта регенерационного участка одномодового ВО кабеля

Заключение

Данный курсовой проект дает навыки проектирования кабельных линий связи. Знакомит с различными видами аппаратуры, применяемой в связи на железнодорожном транспорте, а также с различными типами кабелей и кабельной арматуры.

В проекте мы выбрали систему передачи ИКМ-120 и К-24Т, рассчитали емкости кабелей, выбрали магистральный кабель типа МКПАБ и МКПАК и кабель для ответвления ТЗБ, оптоволоконный кабель ОМЗКГ - 10. Были рассчитаны опасные и мешающие влияния от контактной сети и ЛЭП на кабельные линии связи, в соответствии с расчетами выбрали оптимальную ширину сближения линии связи с контактной сетью и ЛЭП.

Список использованной литературы

1. Требина Е.Г., Костиков В.У.” Электромагнитные влияния высоковольтных линий на цепи связи” Омск, 1980.

2. Всесоюзный Заочный ИИЖТ. Линии железнодорожной АТ и С. М.,1988.

3. Бунин Д.А., Яцкевич А.И.” Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах” М., 1978.

4. Козлов Л.Н., Кузьмин В.И., “Линии АТ и С на ж. д. транспорте” М.: Транспорт, 1981

Размещено на Allbest.ru