МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: « Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: « Линии автоматики, телемеханики на железнодорожном транспорте »

на тему: «Проектирование станционных кабельных сетей»

Вариант № 91

Выполнил: студент

группы № 363

Тастаев Б.Б.

Проверил: доцент

Исайчева А.Г.

Самара 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Техническое задание на курсовой проект

1. Схематический план станции. Определение трассы подземных кабелей

2. Выбор марки типа сигнально-блокировочных кабелей

3. Расчет длины кабеля

4. Расчет жильности кабелей

4.1 Кабельная сеть стрелок

4.2 Кабельная сеть светофоров

4.3 Кабельная сеть рельсовых цепей

5. Расчет влияния тяговой сети на станционные кабельные сети

6. Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений

Заключение

Список используемых источников

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Развитие устройств связи, автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте неразрывно связано с необходимостью широкого применения кабельных линий. Роль кабельных линий на транспорте особенно возросла в связи с внедрением электрической тяги однофазного переменного тока, так как замена воздушной кабельной линии является основным средством защиты устройств связи от опасных и нежелательных электромагнитных влияний, создаваемых тяговым током.

Кабельные лини получили широкое распространение в устройствах автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта для передачи сигналов телеуправления и распределения электрической энергии, питающей эти устройства. Они лучше, чем воздушные линии обеспечивают бесперебойность, высокое качество и надежность функционирования устройств связи, автоматики и телемеханики, более долговечны и дешевле в эксплуатации, хотя строительство их обходится дороже. Повреждения на кабельных линиях происходят гораздо реже, чем на воздушных, но обнаружить их визуально сложнее.

В данном курсовом проекте производится проектирование кабельной сети электрической централизации малой станции. Кабельная сеть ЭЦ служит для соединения приборов станционных напольных устройств (светофоров, стрелочных приводов, рельсовых цепей и т.п.) с приборами, установленными на посту ЭЦ. Напольная кабельная сеть ЭЦ разбивается на четыре группы:

-кабельная сеть стрелок;

-кабельная сеть светофоров;

-кабельная сеть питающих трансформаторов;

-кабельная сеть релейных трансформаторов.

Благодаря такой разбивке облегчается обслуживание устройств ЭЦ и уменьшается взаимное влияние между цепями различного назначения. Это обстоятельство играет немаловажную роль при передаче по кабельной сети ЭЦ телемеханической информации, искажение которой может привести к нарушению принципа безопасности движения поездов. Как правило, для каждого вида кабельной сети предусматриваются отдельные кабели.

Кабельные сети проектируются по плану станции, на котором расставлены светофоры, стрелочные электроприводы, аппаратура рельсовых цепей и указаны расстояния до объектов от поста ЭЦ (ординаты). По плану станции производится группировка однотипных объектов, и определяются места установки разветвительных муфт, в которых кабели малой жильности однородных объектов объединяются в групповые кабели большой жильности. Разветвительные муфты устанавливаются в районе наибольшего сосредоточения объектов у ближайшего к посту объекта в данной группе.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Согласно полученному варианту имеем план станции, изображенный на рис. 7(Н) +550м. По таблице 7, находящейся в методических указаниях, определяем для заданного варианта №:

длина плеча питания тяговой сети 60 км;

ток короткого замыкания контактной сети 8,0 кА;

проводимость грунта 20 мСм/м.

Для данной станции требуется разработать кабельную сеть устройств автоматики и телемеханики.

Заданная станция находятся на двухпутном участке железной дороги с электротягой переменного тока 27 кВ. Участок оборудуется устройствами трехзначной числовой кодовой автоблокировки (АБ), а станция - системой электрической централизации (ЭЦ) с центральными зависимостями и центральным питанием.

Для электроснабжения устройств автоматики и телемеханики вдоль полотна железной дороги на расстоянии 40 м от ближайшего рельса проложена высоковольтная линия напряжением 10 кВ.

На станции применяются непрерывные рельсовые цепи (РЦ) переменного тока 25 Гц с фазочувствительными путевыми реле ДСШ-13, при этом на главных станционных путях и расположенных по ним стрелочным и изолированным путевым участкам используются двухниточные РЦ с двумя ДТ-1-150 для кодирования токами АЛС. На боковых приемоотправочных путях применяются некодируемые двухниточные РЦ с одним ДТ-1-150, устанавливаемом на питающем конце РЦ. РЦ стрелочных секций боковых путей являются однониточными, не требующими установки ДТ.

Ответвления стрелочных участков, при длине превышающем 60 м, а так же примыкающие к главным путям станции контролируются дополнительными путевыми реле.

Марки крестовин стрелочных переводов: 1/11 - на стрелках, уложенных по главным путям; 1/9 - на остальных.

Тип рельсов: Р-65 - на главных.

Ширина междупутья на станции составляет 5,5 м. На стрелочных переводах устанавливаются электроприводы типа СП-6 с электродвигателями переменного тока МСТ-0.15. Управление стрелками производится по пятипроводной схеме при центральном питании. Стрелки оборудованы устройствами пневматической обдувки и электрообогрева контактов автопереключателей электроприводов.

Питание выходных и маневровых светофоров на станции является центральным, а входных светофоров - местным с установкой в батарейном шкафу 7 аккумуляторов. Аккумуляторная батарея работает в буферном режиме с выпрямителем, установленным в батарейном шкафу. Каждый из питающих проводов постоянного тока в кабеле между батарейным и релейным шкафами дублирован двумя жилами. На входных и маневровых светофорах устанавливаются лампы 12 Вт, 15 Вт, на выходных 12Вт, 25 Вт.

Расстояние между батарейным и релейным шкафами, а так же между релейным шкафом и входным светофором составляет по 3 м.

Для управления входным светофором между постом ЭЦ и релейным шкафом требуется 17 проводов.

1. СХЕМОТИЧЕСКИЙ ПЛАН СТАНЦИИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРАССЫ ПОДЗЕМНЫХ КАБЕЛЕЙ

Кабельные сети железнодорожной автоматики и телемеханики по назначению разделяются на кабельные сети автоблокировки (АБ), электрической централизации (ЭЦ), горочной централизации механизированных сортировочных горок (ГДЦ).

Кабельная сеть автоблокировки состоит из станционной и перегонной сетей. Станционная сеть автоблокировки представляет собой совокупность кабельных линий, соединяющих расположенные в помещении дежурного по станции устройства сигнализации и управления (пульт-табло) с релейными шкафами входных светофоров.

Перегонная кабельная сеть автоблокировки укладывается на перегонах между сигнальными точками, а также между кабельными ящиками силовых опор высоковольтной линии автоблокировки до релейного шкафа и от последнего - к проходным светофорам.

Кабельная сеть электрической централизации служит для соединения приборов станционных напольных устройств (светофоров, стрелочных приводов, рельсовых цепей и т. п.) с приборами, установленными на постах электрической централизации.

Напольная кабельная сеть разбивается на три вида:

1) кабельная сеть стрелок;

2) кабельная сеть светофоров;

3) кабельная сеть рельсовых цепей.

Последняя разбивается еще на два типа:

1) кабельная сеть питающих трансформаторов;

2) кабельная сеть релейных трансформаторов.

Благодаря такой разбивке облегчается обслуживание устройств ЭЦ и уменьшаются взаимные влияния между цепями различного назначения. Как правило, для каждого вида кабельной сети предусматриваются отдельные кабели, но в целях экономии при строительстве всегда стремятся к уменьшению их количества.

Для контроля свободности приемоотправочных путей и стрелок в горловине станции и наиболее эффективного использования путевого развития при поездной и маневровой работе станционные пути и стрелки горловины станции разбиваются изолирующими стыками на отдельные изолированные участки. Эти участки оборудуются рельсовыми цепями.

На станции, оборудованной ЭЦ, рельсовые цепи используют на главных путях, приемоотправочных путях и централизуемых стрелках. Разбивка станционных путей и объединение в один участок нескольких стрелок выполняется с учетом эффективности работы станции

В стрелочный изолированный участок могут включаться не более трех стрелок. Стрелки перекрестного стрелочного перевода выделяются в две отдельные стрелочные секции. Размещение изолирующих стыков и приборов рельсовых цепей (РЦ) на стрелках должно обеспечивать обтекание током рамных рельсов стрелок, наибольшего количества стрелочных соединений и уменьшение длин ответвлений, не обтекаемых сигнальным током.

В районах местного управления стрелками с пультов маневровых постов, вышек или будок каждая стрелка для контроля свободности при переводе оборудуется отдельной рельсовой цепью.

Аппаратура рельсовых цепей размещается в трансформаторных ящиках, в релейных шкафах и на посту ЭЦ.

По обе стороны изолирующего стыка располагается питающие или релейные концы. Это позволяет более экономично составить кабельную сеть и сократить число трансформаторных ящиков.

В двухниточных РЦ для пропуска тягового тока на главных путях дроссель-трансформаторы (ДТ) устанавливаются как на питающем, так и на релейном концах РЦ, а на боковых путях - только на питающем конце, если по условиям канализации тягового тока не требуется установка второго ДТ.

Кабельные сети проектируются по плану станции, на котором расставлены светофоры, стрелочные электроприводы, аппаратура рельсовых цепей, т.е. все объекты, подлежащие соединению с постовыми устройствами посредством кабельных сетей, и указаны расстояния до объектов от поста ЭЦ (ординаты).

По плану станции производится группировка однотипных объектов, и определяются места установки разветвителъных муфт, в которой кабели малой жильности однородных объектов объединяются в групповые кабели большой жильности. Разветвительные муфты устанавливаются в районе наибольшего сосредоточения объектов у ближайшего к посту объекта в данной группе. При этом следует выбирать такое место установки муфт, при котором исключался бы, как правило, возврат в сторону поста ЭЦ выходящего из муфты кабеля.

Для уменьшения числа кабелей, проходящих в одной траншее параллельно друг другу, групповые кабели можно объединять, за исключением кабелей релейных трансформаторов, через разветвительные муфты, расположенные последовательно.

От разветвительной муфты к каждому из однотипных объектов прокладываются отдельные кабели, однако кабели могут объединяться, если объекты расположены на расстоянии более 15м. В кабельных сетях стрелок и светофоров допускается последовательная обвязка трех (как исключение - четырех) объектов. В кабельных сетях питающих и релейных трансформаторов количество последовательно обвязываемых объектов определяется числом свободных клеммных зажимов в трансформаторных ящиках. Кабели изображаются сплошными линиями, над которыми записывается длина, число жил кабеля и в скобках число запасных жил, входящих в общее количество.

Трасса прокладки кабеля должна удовлетворять следующим требованиям:

-иметь, наименьшую длину, быть максимально пригодной для производства работ с применением механизмов, обеспечивать надежность кабельной линии и удобство эксплуатации;

- на станциях проходить по оборине крайнего пути или в междупутьях

малодеятельных путей, свободных от линий связей и энергоснабжения, водопроводов, устройств парковой связи оповещения;

- не проходить под стрелочными приводами, глухими пересечениями и ближе 1,5 от изолирующих стыков;

- не приближаться к рельсам на расстояние менее 2 м при прохождении трассы по обочине параллельно железнодорожному пути и менее 1,6 метра при прохождении трассы в междупутье,

- число переходов кабеля под путями и количество разветвигельных муфт должно быть минимальным.

Трасса кабеля наносится на схематический план станции. Одновременно определить ординаты углов поворота и намечаются ординаты установки разветвительных муфт. В качестве разветвительных муфт используются муфты типа РМ4-28, РМ7-49, РМ8-112, где последние цифры означают количество клемм для расшивки кабелей. Муфты РМ4-28, РМ7-49 рассчитаны для разветвления одного кабеля, а муфта РМ8-112--двух групповых кабелей на 4,7 и 8 направлений.

Схематический план станции представлен в приложении 1.

2.ВЫБОР МАРКИ ТИПА СИГНАЛЬНО-БЛОКИРОВОЧНЫХ КАБЕЛЕЙ

Применяемые в устройствах СЦБ сигнально-блокировочные кабели рассчитаны для использования при напряжении переменного тока 380 В и постоянного тока 700 В. Эти кабели имеют токопроводящие жилы с номинальным диаметром 0,9 - 1 мм и выпускаются в пластмассовых (полиэтиленовые, поливинилхлоридные) и металлических (свинцовые, алюминиевые) оболочках.

Для данной станции выберем кабель марки СБПЗБ с гидрофобным заполнением, так как малые размеры станции позволяют предположить, что длина кабельной магистрали будет в пределах нормы. Кабели с гидрофобным заполнением имеют больший срок службы, более высокие эксплуатационные свойства и сохраняют свою работоспособность при провождении наружной оболочки. В результате использования кабелей с гидрофобным заполнением сокращается количество отказов, уменьшаются затраты на эксплуатацию и ремонт кабельных линий и увеличивается их срок службы. Минимальный срок службы кабелей: без гидрофобного заполнения - 12 лет; с гидрофобным заполнением - 7 лет. А также преимущество состоит в том, что он имеет низкую стоимость, а так же не подвергается действию электрокоррозии.

Кабель этой марки имеет одиночную скрутку и парной скрутки с числом жил:

а) 3,4,5,7,9,12,14,16,19,27,30,33,37 ,42,48 и 61 жилы.

б) 3Ч2, 4Ч2, 7Ч2, 12Ч2, 14Ч2, 19Ч2 и 27Ч2 пар жил.

В случае если длина кабельной магистрали при расчетах превысит норму допустимой длины кабеля в пластмассовой оболочке, то нужно будет применить кабель в свинцовой или алюминиевой оболочке.

3. РАСЧЕТ ДЛИНЫ КАБЕЛЯ

Кабели, прокладываемые от поста ЭЦ до групповых разветвительных муфт (объект ЭЦ) являются групповыми (магистральными), а от разветвительных муфт до объектов (между объектами) - индивидуальными.

Длину магистральных кабелей рассчитываем по формуле:

, м

где L - расстояние от поста до групповой муфты, определяемое по ординатам станции, м;

n - количество пересекаемых кабелем путей (длина кабеля при пересечении одного пути и междупутья составляет 6м);

L_В - длина кабеля при вводе в пост ЭЦ (определяется расстоянием от поста ЭЦ до трассы кабеля и расходами на ввод в релейное помещение (25-50 метров) ;

L_Р - длина кабеля, определяемая подъемом его со дна до муфты, релейного шкафа или другого объекта ЭЦ (принимается равным 1,5 м);

L_З - расход кабеля на разделку и запас (на перезаделку) у муфты, релейного шкафа, светофора и т п. (принимается равным 1м);

1,03 - коэффициент, учитывающий 3%-ный расход кабеля на изгибы и повороты при прокладке.

Пример: длину группового кабеля от поста ЭЦ до муфты С3 находят по формуле:

м.

Длину индивидуальных кабелей рассчитываем по формуле:

, м

Длина индивидуального кабели, например, от муфты С3 до светофора Ч1 находится по формуле:

м.

Полученные результаты по всем объектам округляются до числа, кратного 5-ти и приводятся в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Расчетная таблица длины кабелей

Назначение кабеля	Расстояние между объектами по ординатам	Количество пересекаемых кабелем путей	Расчетная длина кабеля, м
Индивидуальные	Стрелки	1 3 5 7 9 11 13 15 17	89 107 89 46 0 155 66 66 0	2 2 1 2 2 2 4 2 5	110 130 105 65 20 180 100 90 40
	Сигналы	М1 М3 М5 М7 М9 М11 ЧI Ч3 Ч5 Ч4 Ч6	153 115 68 0 130 66 148 59 7 0 0	2 1 3 1 4 3 1 1 1 4 1	175 130 95 15 165 95 165 75 20 30 15
	Релейные трансформаторы	НДП II П 17СП(А) 17СП(Б) 13СП(А) 13СП(Б) 5П 15СП(Б) 15СП(А) 7-9СП(А) 7-9СП(Б) 11СП(А) 11СП(Б) 3-5СП 1СП	185 65 0 1 38 91 66 0 66 228 138 1 24 70 223	0 4 1 5 1 5 1 1 1 1 3 2 1 0 2	200 100 15 40 55 130 80 15 80 250 170 20 40 80 250
	Питающие трансформаторы	НП 6П 4П 17СП 11СП I П 3П 15СП 13СП 3-5 СП 7-9СП 1СП	214 0 1 94 88 148 59 23 66 203 1 231	0 1 5 5 1 2 1 1 4 0 1 2	260 15 40 135 105 170 75 35 100 215 15 260
Групповые	С1 СТ1 Р1 П1 СТ3 Р3 С3 П3	1467 1421 148 132 1309 1249 1248 1247	- - - - - - - -	1550 1500 170 155 1385 1320 1320 1320

4. РАСЧЕТ ЖИЛЬНОСТИ КАБЕЛЕЙ

Жильность кабелей определяется по числу проводов электрической схемы включения рассматриваемого объекта ЭЦ с учетом необходимого дублирования и требуемого резерва жил.

Необходимость в дублировании жил возникает в тех случаях, когда сечение одной жилы кабеля недостаточно для передачи требуемой мощности при установленной норме допустимых потерь напряжения в проводах.

Число дублируемых жил определяется в каждом случае на основании расчетов.

Во вновь укладываемых сигнальных кабелях до 10 жил принимается одна запасная жила, до 20 жил - две, свыше 20 жил - три. В кабеле длинной менее 120 м, идущим к отдельным запасные жилы можно не предусматривать.

4.1 КАБЕЛЬНАЯ СЕТЬ СТРЕЛОК

Кабельная сеть стрелок включает цепи управления и контроля положения стрелок, автоматической очистки их от снега и электрообогрева контактов автопереключателей приводов.

Для пятипроводной схемы управления стрелочным электроприводом СП-6 с электродвигателем МСТ-03 при центральном питании напряжением 220 В взаимосвязь между максимально допустимой длинной кабеля и с числом используемых жил (диаметры 0,9 и 1,0 мм) приведена в таблице 4.1

Таблица 4.1

Характеристика стрелочного ЭП	Длина кабеля в зависимости от числа используемых жил, м
	5	6	8	10	11	13	15	16	18	20
Р65 (1/9,1/11)

Значение в числителе соответствует диаметру жилы 0,9 мм, а в знаменателе 1,0 мм.

Порядок дублирования жил кабеля в зависимости от числа используемых жил показан в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Номер провода схемы	Порядок дублирования в зависимости от числа используемых жил
	6	8	10	11	13	15	16	18	20
1	1	2	2	2	3	3	3	4	4
2	1	1	2	2	2	3	3	3	4
3	1	2	2	2	3	3	3	4	4
4	1	1	2	2	2	3	3	3	4
5	2	2	3	3	3	3	4	4	4

Например для 1 стрелки:

Цепь управления и контроля положения - 10 жил

Цепь автоматической очистки от снега - 2 жилы

Цепь электрообогрева контактов автопереключателей - 2 жилы. Запишем в виде 10-2-2 всего 14 жил. По ГОСТу выбираем кабель с жильностью 16, в данном случае 2 жилы будут являться “запасными”. Запишем в виде 16(2).

4.2 КАБЕЛЬНАЯ СЕТЬ СВЕТОФОРОВ

Кабельная сеть светофоров включает цепи входных, маршрутных и маневровых светофоров, световых маршрутных указателей, указателей скорости, а так же релейных шкафов входных светофоров.

В соответствие с электрическими схемами включения выходных и маневровых светофоров к каждой из лампочек проводится по одному прямому проводу. Обратные провода объединяются: у маневровых светофоров - обоих (белого и синего) огней, у выходных светофоров - отдельно для разрешающих (зеленого и желтого) и красного и белого огней.

В целях повышения надежности работы ЭЦ на станции, как правило, между релейным шкафом входного светофора и постом ЭЦ прокладывается отдельный кабель. Вследствие небольших токов, протекающих в цепи сигнальных трансформаторов, дублирование жил светофорных кабелей не требуется, так как длина их меньше 4-х км. Так же не требуется дублирование жил между релейным шкафом и входным светофором, так как располагаются они в непосредственной близости друг с другом и потери напряжения очень малы.

Схема кабельной сети светофоров представлена в приложении 3.

4.3 КАБЕЛЬНАЯ СЕТЬ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ

В рельсовых цепях переменного тока 25 Гц с фазочувствительным реле ДСШ-13, преобразователь частоты ПЧ 50/25 и путевые реле размещаются на посту ЭЦ, а питающие и релейные трансформаторы - в путевых ящиках непосредственно у рельсов. Для связи их с постом ЭЦ кабельная сеть строится отдельно для питающих и релейных трансформаторов. Благодаря прокладке проводов этих цепей в разных кабелях надежно исключается возможность воздействия на путевые реле токов посторонних цепей.

Питание РЦ производится напряжением 220 В по отдельным лучам. В эти лучи объединяются определенные группы питающих трансформаторов так, что бы в случае нарушения питания одного луча выводилось из действия возможно меньшее число маршрутов. Однако при этом необходимо помнить, что общий ток нагрузки одного луча не более 1,2 А.

При построении кабельной сети релейных трансформаторов их провода не разрешается совмещать с другими кабельными сетями. Для каждого релейного трансформатора предусматривается два отдельных провода, которые обычно не дублируются, поскольку предельная длина кабеля между путевым реле и релейными трансформаторами без дублирования жил составляет 3 км.

Зная типы рельсовых цепей по пропуску тягового тока, по кодированию и по конфигурации рельсовой линии составим расчетную таблицу нагрузок в лучах питания (таблица 4.3).

Имея однониточный план станции, составим кабельный план питающих и релейных трансформаторов, с дальнейшим указанием числа жил кабеля (приложение 4, приложение 5).

Составим схему луча питания Л1(рисунок 4.1).

Рис. 4.1. Схема луча питания Л1.

Сечение проводов рассчитываем по формуле:

,

где q - сечение прямого и обратного проводов питающей магистрали, мм²;

с - удельное сопротивление меди (0,0175 (Ом•м)/мм²);

?U_К - допустимое падение напряжения в кабеле (20 В);

?I_а•L_К - сумма моментов тока.

В зависимости от сечения определяется число жил кабеля (суммарное число прямого и обратного проводов) по выражению:

,

где q_ж - сечение одной жилы кабеля (0,785 мм²)

Таблица 4.3

Расчетная таблица тока нагрузок в лучах питания

Наименование РЦ	Тип РЦ	Длина РЦ, м	Расчетный ток, А
	По пропуску тягового тока	По кодированию	По конфигурации РЛ
1 ЛУЧ
6П 3П 17СП 15СП 4П	Двухниточная ------//------ ------//------ ------//------ ------//------	Некодируемая ------//------ ------//------ ------//------ ------//-----	Неразветвленная Неразветвленная Разветвленная Разветвленная Неразветвленная	1000 800 250 300 1000	0,25 0,25 0.19 0,19 0,25
IП 13СП 11СП НП 3-5СП 7-9СП 1СП	Двухниточная ------//------ ------//------ ------//------ ------//------ ------//------ ------//------	Кодируемая ------//------ ------//------ ------//------ ------//------ ------//------ ------//------	Неразветвленная Разветвленная Разветвленная Неразветвленная Неразветвленная Разветвленная Неразветвленная	1050 235 275 300 115 320 105	0,22 0,05 0,05 0,08 0,05 0,08 0,05

Расчет сечения проводов начинается с наиболее нагруженного:



То есть на участке АБ 5 жил, две прямых и три обратных.

Далее по формулам определяем падение напряжения на участке АБ и остаток падения напряжения на участке БВ:

,

На участке БВ :

2 жилы (дублирование не требуется)

На участке ВГ:

На участке ВД:

Расчетная таблица жильности кабеля питающей магистрали (таблица 4.4).

Таблица 4.4

Расчетная таблица жильности кабеля питающей магистрали

Участок питающей магистрали	Сечение проводов питания, мм2	Расчетное число жил на участке n	Падение напряжения ?Ui, В	Остаток допустимого напряжения ?Ui, В
АБ БВ ВГ ВД	1,694 0,35 0,23 0,209	5 2 2 2	34,3 1,231 0,157 1,114	5,698 4,467 4,3 3,156

5. РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ НА СТАНЦИОННЫЕ КАБЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Тяговая сеть переменного тока оказывает опасные электромагнитные влияния на кабельные сети, расположенные в зоне ее действия. Опасные напряжения в жилах кабелей возникают при аварийном (замыкании тяговой сети на землю) и вынужденном (выключении одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

Для режима короткого замыкания величина опасного напряжения (на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце) может быть определена по формуле:

,

где - циклическая частота влияющего тока 50 Гц;

М - взаимная индуктивность в Гн/км между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, определяемая по формуле:

,

где б - ширина сближения (10 м);

у - проводимость грунта (20 мСм/м);

l_P = 0,971 км - длина сближения кабельной сети с тяговой сетью;

S_P - коэффициент экранирования рельсов;

S_К - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц (1,0);

I_КЗ - ток короткого замыкания влияющей тяговой сети (8 кА).

Для кабельной сети заданной станции выбираем кабель в алюминиевой оболочке с коэффициентом S_К = 0,3. Тогда U = 318 В < 1000 В.

Для вынужденного режима величину опасного напряжения на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце определяем по формуле:

, В,

где I_ВЛ - эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц, определяемый по формуле:

,

,

- максимальная потеря напряжения в тяговой сети между подстанцией и максимально удаленным электроприводом, В; при ?30 км

=8500 В;

- длина плеча питания тяговой сети (60 км);

и - соответственно активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км;

величины и принимаем соответственно равными 0,12 и 0,48 ОМ/км;

m - количество поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме (m=4);

К_m - коэффициент, гарантирующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным I_РЕЗ.

,

- расстояние от тяговой подстанции до начала цепи кабеля (20 км)

А

А

Так как значение напряжения в проводах не превышает 250 В для вынужденного режима работы контактной сети, то выбираем кабель в алюминиевой оболочке с S_К = 0,3.

6. ЗАЩИТА УСТРОЙСТВ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ

Защита устройств автоматики и телемеханики от перенапряжений при грозовых разрядах и коротком замыкании тяговой сети обеспечивается установкой разрядников и устройством заземления. Защита низковольтных устройств построена на использовании метода выравнивания потенциалов. Этот метод допускает появление высоких по абсолютной величине потенциалов как на токопроводящих, так и на заземленных частях конструкций, в которое проникает атмосферное электричество при грозовых разрядах. Путем электрического соединения этих частей добиваются того, чтобы разность их потенциалов не превышала электрической прочности изоляции низковольтных устройств автоматики. Важным фактором при этом является использование рельсовой колеи в качестве заземления.

Рассмотрим схемы заземления металлической светофорной мачты и релейного шкафа на сигнальной точке автоблокировки.

Устройство сигнальных точек автоблокировки располагаются в зоне, требующей заземления конструкций на рельсовую цепь.

Все более широкое распространение получает заземление металлической мачты светофора (1) рисунок 6.1 на рельсовую цепь через искровой промежуток (2), а релейный шкаф (3) изолируется от основания элементами (4).

Иногда применяют схему рисунок 6.2 с диодным заземлением (5).

В ряде случаев наиболее приемлемой может быть схема заземления, показанная на рисунке 6.3, например, когда невозможно или трудно изолировать шкаф от основания. Мачту (1) наглухо соединяют со шкафом (3), который через искровой промежуток (2) присоединяют к рельсовой цепи.

Следует иметь ввиду, что при схеме (рисунок 6.3) для выполнения правил техники безопасности необходимо вокруг релейного шкафа, имеющего источник переменного тока 220В сделать дополнительный контур заземления (6) или применять выравнивающий контур, проложив его по примеру основания шкафа на глубине 0,2-0,25м и присоединив к шкафу не менее чем в двух точках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении курсового проекта выбрана трасса кабеля, удовлетворяющая проектированию. Выбор типа сигнально-блокировочного кабеля обоснован расчетом, кабель имеет алюминиевую оболочку. А также, в курсовом проекте построены кабельные сети стрелок, светофоров и питающих и релейных трансформаторов рельсовых цепей, рассчитана величина влияний тяговых сетей электрифицированных железных дорог на станционные кабельные сети.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Виноградов В.В. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: учебник для вузов ж.-д. транспорта [Текст]/ В.В. Виноградов, С.Е. Кустышев, В.А. Прокофьев.- М.: Маршрут,2002. - 416 с.

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

3. Бунин Д.А., Яцкевич А.И. «Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах» - М.: Транспорт, 1980.