Реферат: Проектування кабельних ліній зв’язку на залізницях
Міністерствотранспорту і зв’язку України
Українськадержавна академія залізничного транспорту
Кафедра”Транспортний зв’язок”
Розрахунково-пояснювальназаписка до курсового проекту
натему: ”Проектування кабельних ліній зв’язку на залізницях”
Виконав:
студентгрупи xxxxxxxxx
xxxxxxxxxxx
Керівникроботи:
доц.к. т. н. xxxxxx.
Харків-2005
Зміст:
Вихідні дані:
Вступ
1 Обґрунтування і перелік необхіднихвидів відділового телефонного оперативно-технологічного зв'язку і ланцюгівавтоматики
2 Проектування кабельної лініїзв'язку на основі електричного кабелю
2.1 Організація зв'язку та ланцюгівавтоматики по кабельній лінії
2.2 Вибір типу ємності кабелю,розподіл ланцюгів по четвіркам
2.3 Розрахунок індукованих впливівтягових мереж змінного струму
2.4 Розрахунок небезпечних тазаважаючих впливів тягової мережі змінного струму на електрокабельну лінію
2.5 Схема відгалужень кабельної лінії
2.6 Утримання кабелю під надлишковимтиском
3 Проектування магістральноїкабельної лінії зв'язку на основі оптичного кабелю.
3.1 Вибір типу і ємності оптичногокабелю.
3.2 Вибір джерела та приймачавипромінювання
3.3 Розрахунок швидкодії системи
4 Вибір траси і прокладанняпідземного кабелю.
Список літератури:
Вихідні дані:
Варіант № 11
1 На заданійдвоколійній ділянці залізниці А-К (рисунок 1) з електротягою змінного струмунапругою 25кВ передбачити будівництво кабельної магістралі.
2 Передбачитиорганізацію дальнього (магістрального і дорожнього) зв'язку поволоконно-оптичному кабелю, а відділкового оперативно-технологічного — поелектричному кабелю. Задане число каналів дальнього зв'язку наведене в таблиці1.
Таблиця 1 — Число каналів дальньогозв'язку
Види зв'язку Магістральний 260 Дорожній 80Таблиця 1.1 —Відомості про ділянку А-К
Відстань між осями станцій, кмШири-на ріки,
м
А-Б Б-В В-Г Г-Д Д-Е Е-Ж Ж-З З-І І-К 9 8 19 11 8 8 10 10 9 240Таблиця 1.2 — Розрахункові величиниелектромагнітних впливів на кабельну лінію
Найменування величин Визначальна частота гармоніки впливаючого струму, Гц 750 Еквівалентний впливаючий струм визначальної гармоніки, А 3,2 Провідність ґрунту, мСм/м 40 Число електровозів, які одночасно знаходяться в межах плеча живлення 4Таблиця 1.3 — Розміщення об'єктів зв'язкуі СЦБ на перегоні А-Б
Ординати об'єктів Найменування об'єктів км м 79 000 ПЗ(л) 79 350 — 79 450 — 79 900 ТП(п) 80 500 РШ-Вх(л) 82 000 РШ-С(л) 82 010 — 82 020 — 82 800 ОП(л) 82 815 — 83 000 РШ-С(п) 83 700 — 83 715 — 84 300 РШ-С(п) 84 310 РШ-АПС(п) 84 320 ПБ(п) 85 250 — 85 400 РШ-С(л) 86 800 РШ-Вх(п) 87 800 — 88 000 ПБ(л)Примітки: 1Скорочення в назвах об'єктів зв'язку і СЦБ: ЕЦ — пост ЕЦ; ЧПКМ — черговий пунктдистанції контактної мережі; П — житловий або службовий будинок служби шляху;ПБ — будка чергового по переїзду (переїзд, що охороняється); РШ-ВХ — релейнашафа вхідного світлофора станції; РШ-С — релейна шафа прохідного світлофора;РШ-АПС — релейна шафа автоматичної переїзної сигналізації; ШН квартираелектромеханіка СЦБ або зв'язку; ТП — тягова підстанція; ПСКЦ — постсекціонування контактного ланцюга; ОП —пункт зупинки приміських поїздів; ПЗ —пасажирський будинок.
Літера л або п,означена в дужках поруч з назвою об'єкта, означає розташування об'єкта з лівоїабо правої сторони залізничної колії по лічбі кілометрів.
Вступ
Перед залізничним транспортом ставляться великі задачі,зокрема: розширити впровадження на транспорті засобів автоматики, телемеханікий автоматизованих систем керування перевезеннями і технологічними процесами;забезпечити подальше збільшення пропускної і провізної спроможності залізниць,підвищення перероблювальної спроможності сортувальних і вантажних станцій.
Магістральна мережа зв'язку країни базується на використаннікабельних, радіорелейних супутникових ліній зв'язку. Ці лінії доповнюють одинодного, забезпечуючи передачу великих потоків інформації будь-якого призначенняна базі використання цифрових і аналогових систем передачі. Кабельні лініїзв'язку, що володіють високою захищеністю каналів зв'язку від атмосферних впливіві різних перешкод, експлуатаційним надійністю і довговічністю є основою зв'язкукраїни. В даний час на мережах зв'язку країни впроваджуються оптичні кабелі, щоволодіють широкою смугою передачі, малим загасанням, високоюперешкодозахищеністю і не потребуючі для свого виготовлення кольорових металів.
У даному курсовому проекті розглядається послідовністьпроектування кабельної лінії зв'язку на основі електричного й оптичногокабелів.
1 Обґрунтування і перелікнеобхідних видів відділового телефонного оперативно-технологічного зв'язку іланцюгів автоматики
Згідно ПТЕ [1] і [2], для організації відділковогооперативно-технологічного зв'язку на заданій ділянці необхідні наступні видизв'язку й автоматики:
1. Поїзнийдиспетчерський зв'язок (ПДЗ). Служить для переговорів поїзного
диспетчера з усіма роздільними пунктами, що входять уділянку, що обслуговується ними. У ланцюг ПДЗ включені розпорядницькі станції іпроміжні пункти. Перші розміщаються при відділеннях дороги, другі — уприміщеннях чергових по станціях, операторів і чергових по електродепо.
2. Енергодиспетчерськийзв'язок (ЕДЗ). За допомогою ЕДЗ здійснюється оперативне керівництво подачеюелектроенергії в контактну мережу. У ланцюг ЕДЗ включають: енергоділянку,тягові підстанції, чергові пункти, дистанції контактної мережі, електродепо, роздільніпункти, посади секціонування і пункти угруповання перемикачів.
3. Вагонно-розпорядницькийзв'язок (ВГЗ). Служить для службових переговорів працівників відділення дорогизі станціями з питань стану вагонного парку, а також для зв'язку нарад.Організована за схемою ПДЗ. У ланцюг ВГЗ включають проміжні пункти, розташованів приміщенні чергового по станції.
4. Службовийзв'язок електромеханіків (ЗЕМ). По ній здійснюється оперативне керівництволінійними працівниками в дистанції сигналізації і зв'язку. Організується запринципом ПДЗ. Розпорядницьку станцію встановлюють у ЛАЗі при дистанціїсигналізації і зв'язку, а проміжні пункти – у релейних приміщеннях і наквартирах лінійних працівників.
5. Постанційнийзв'язок (ПЗ). Служить для переговорів працівників роздільних пунктів між собою.Забезпечує вихід каналів дорожнього зв'язку до цих пунктів. У ланцюг ПЗвключаються апарати чергових по станціях, тягових підстанцій і квиткових касзупинкових пунктів. Кількість апаратів не повинне перевищувати 15.
6. Лінійно-шляховийзв'язок (ЛПЗ). Використовується для здійснення оперативного керівництвалінійними працівниками на дистанції шляху і переговорів лінійних працівниківміж собою. Вона організована в межах дистанції, за принципом ПЗ. У ланцюг ЛПЗвключаються апарати, встановлювані в начальника дистанції шляху, дорожніх ібруківок майстрів, бригадирів колії, ділянки яких вимагають особливого спостереження.Також апарати ЛПЗ можуть бути встановлені в чергового по станції.
7. Диспетчерськийзв'язок по розподілі місць на пасажирські потяги (ДБК). По ДБК передаютьінформацію про наявність місць у потягах далекого прямування в квиткові каси транзитнихстанцій. Організована за принципом ПДЗ.
8. Поїзнийміжстанційний зв'язок (МЖЗ). По МЖЗ ведуть переговори чергові суміжнихроздільних пунктів з питань руху потягів. Ланцюг МЖЗ має рівнобіжнівідгалуження в релейні шафи на перегонах і в будки на переїздах без установкителефонного апарата.
9. Перегіннийзв'язок (ПГЗ). Вона дає можливість лінійним працівникам, що знаходяться наперегонах вести переговори з черговим по станції, з энерго- і поїзним диспетчером,а також з дистанцією сигналізації і зв'язку. Ланцюг ПГЗ заводять у релейні шафиавтоблокування, установлені на перегонах і у вхідних сигналів, у будки напереїздах, у пункти зупинки і лінійно-шляхові будинки, що включають ланцюг ЛПС.
10. Поїзнийрадіозв'язок (ПРЗ). Усі ділянки повинні бути обладнані поїзним в'язком у KB іУКВ діапазонах. Радіозв'язок KB — діапазону повинен забезпечувати надійний двостороннійзв'язок машиністів поїзних локомотивів: з поїзним диспетчером у межах усієїдиспетчерської дільниці, з черговими найближчих станцій, що обмежують перегін,з машиністами зустрічних і вслід локомотивів, що йдуть, що знаходяться наодному перегоні.
11. Зв'язокохоронюваного переїзду (Пр-зд). Призначена для переговорів чергових по станціїз черговими працівниками, що обслуговують найближчі до станції переїзди.
12. Ланцюгателекерування (ТУ).
13. Ланцюгателесигналізації (ТС).
14. ЛанцюгаСЦБ.
2 Проектування кабельної лінії зв'язку на основіелектричного кабелю
2.1 Організація зв'язку та ланцюгів автоматики покабельній лінії
Ланцюгивідділкового зв'язку, що використовуються безпосередньо для організації рухупоїздів і оперативного управління роботою ділянки залізниці, вводяться вчисленні пункти, розташовані вздовж кабельної лінії на перегонах і станціях.Схема організації зв'язку і ланцюгів СЦБ для ділянки А-Б приведена на рисунку2.1. Ланцюги різних видів зв'язку й автоматики можуть чи заводиться шлейфом (нарисунку 2.1 такі відводи відзначені || ), чи паралельно (відзначені | ).Введення ланцюгів шлейфом складніше і вимагає наявності більшого числа жил укабелі відгалуження, однак має експлуатаційні переваги, дозволяє робити замінупошкоджених ділянок одних видів зв'язку справними ланцюгами інших, відключатипошкоджені прилади зв'язку із збереженням нормальної роботи інших приладів,організовувати необхідні види зв'язку з місцями відновних робіт та ін.
Ланцюгиперегінного і міжстанційного зв'язку вводяться тільки шлейфом.
На станціях, денемає підсилювальних пунктів, всі ланцюги відділового зв'язку вводяться впасажирський будинок або пост ЕЦ тільки шлейфом.
За наявностіпідсилювального пункту відгалуження від кабелю в межах станції не роблять, анеобхідні ланцюги зв'язку і автоматики передають від підсилювального пунктукабелем вторинної комутації.
Окремівідгалуження від основного кабелю не робляться в тих випадках, коли лінійніоб'єкти знаходяться один від іншого на відстані менше 100 м. В цих випадках встановлюється один загальний відпай від кабелю і відгалуження закінчується нанайближчому з об'єктів. Для передачі необхідних ланцюгів до другого об'єктупрокладається кабель вторинної комутації.
Відгалуженняланцюгів СЦБ здійснюється завжди шлейфом.
2.2 Вибір типу ємності кабелю, розподіл ланцюгів по четвіркам
Для кабельнихліній, що прокладаються вздовж електрифікованих залізниць, призначених дляорганізації відділового ОТЗ і кіл СЦБ, використовують низькочастотні кабелідальнього зв'язку у ТЗ з пористою поліетиленовою ізоляцією в алюмінієвій іполіетиленовій оболонках: ТЗПАП, ТЗПАПБП. ТЗПАПБПЖ (для прокладання вздовжзалізниць, що електрифіковані змінним струмом), ТЗПАКП.
Практично усі види зв'язку й автоматики вимагають 1 парупроводів, за винятком СЦБ(6 пар), ПГС(2 пари) і ПРС(2 пари), та необхіднасумарна кількість жил повинна дорівнювати:
11x2 + 6x2 + 2x2 + 2x2 = 42.
Для задоволення перспективи розвитку на даній ділянці мипередбачаємо запас жил кабелю в розмірі 15% від 42, тобто:
42 + 42Ч0,15 = 48,3 жил чи 13 четвірок.
Таким чином для здійснення проекту можна вибрати кабельТЗПАПБПЖ 14x4x0,9. Приведемо стислу характеристику його конструктивнихелементів, виходячи з маркірування:
· призначеннякабелю — ТЗ — низькочастотний кабель далекого зв'язку;
· матеріалізоляції жил — П — поліетилен;
· матеріалоболонки — А — алюміній;
· покриття- П — поліетиленовий шланг;
· броньований- Б — двома сталевими стрічками;
· покриття- П — поліетиленовий шланг;
· специфікація- Ж – залізничний;
· проводу — товщина 0,9мм;
· ємність — 14 четвірок.
Таблиця 2.1 – Розподіл ланцюгів зв’язку і СЦБ по четвірках
Номер і колір четвірок Використання пар у кабелі 1. – червона Резерв 2. – синя ДБК, ВГЗ 3. – жовта ПРЗ, ПРЗ 4. – біло-синя ЕДЗ, ПЗ 5. – біло-червона ПДЗ, ЛПЗ 6. – чорна ЗЕМ, МЖЗ 7. – біло-жовта Резерв 8. – біла Резерв 9. – біло-жовта ПГЗ, ПГЗ 10. – біла ТУ, ТС 11. – біло-жовта Пр-зд, резерв 12. – біла СЦБ, СЦБ 13. – біло-жовта СЦБ, СЦБ 14. – біла СЦБ, СЦБПерелік основнихелектричних характеристик кабелю ТЗПАПБПЖ 14x4x0,9 [2]:
· електричнийопір жили постійному струму — 28,5 Ом/км;
· електричнийопір ізоляції — 1000 МОм/км;
· робочаємність пари жил на частоті 0,8 кгц — 31 нф/км;
· зовнішнійдіаметр — 39мм; маса — 2,0 т/км;
· коефіцієнтємнісного зв'язку на будівельну довжину при частоті 0,8 кгц — 100пф;
· коефіцієнтзагасання на частоті 0,8 кгц — 0,6 дб/км;
· коефіцієнтзагасання на частоті 150 кгц — 3,5 дб/км;
· хвильовийопір на частоті 0,8 кгц — 620 Ом;
· хвильовийопір на частоті 150 кгц — 158 Ом;
· іспитовазастосована напруга протягом 2 хвилин:
· міжжилами — 0,5 кв,
· міжжилами й оболонкою — 2,0 кв.
2.3 Розрахунок індукованих впливів тягових мережзмінного струму
Кабельні лініїзв'язку, побудовані з використанням електричних кабелів, наражаються нанебезпечні заважаючі магнітні впливи тягової мережі змінного струму.
Найбільшефективною мірою захисту від небезпечних і заважаючих впливів є віднесеннякабельної лінії від тягової мережі. Розрахунок впливу виконується нагальванічно не роздільному ланцюзі, в якому немає фізичного розривупровідників, за допомогою трансформаторів або інших приладів.
2.4 Розрахунок небезпечних та заважаючих впливів тяговоїмережі змінного струму на електрокабельну лінію
Небезпечні напругив жилах кабелю можуть з’явитися в аварійному (коли контактний провід замкнетьсяна землю або рейки) і примусовому (при недовгому відключенні однієї з тягових підстанцій)режимах тягові мережі.
В курсовомупроекті проводимо розрахунок небезпечних впливів тільки для примусового режиму,коли тягова підстанція, а живить все плече тягової мережі АД.
Тягова мережа змінногоструму наводить напругу у всіх жилах кабелю, однак, найбільша напруга будевиникати в самої довгої гальванічно нерозділеного ланцюга. Такий ланцюг й єпідсилювальною ділянкою.
Небезпечнанапруга U, що індукує між ізольованою жилою й землею, за умови заземлення цієїжили на протилежному кінці (у цьому випадку величина напруги максимальна).
Провідністьґрунту s=40 мСм/м
Ширина зближення 30 км
двоколійнаділянка
отже значеннякоефіцієнта екрануючої дії, Sp беремо з таблиці Б,2 сторінка 33. [1]
/>
Так як:
Вибрана маркакабелю ТЗПАПБЖ 14x4
Діаметр жил 0,9 мм
отже значення коефіцієнтаекрануючої дії оболонки кабелю на частоті 50 Гц />
/>
результуючий коефіцієнтаекрануючої дії, S
/>
Числоелектровозів, які одночасно перебувають у межах плеча, m вибираєтьсявідповідно до номера варіанта по таблиці на сторінці 6 [1]
/>
Відстань відтягової підстанції, до початку ланцюга зв'язку, км
відстань на ст. Аміж ТП і ПЗ або ЭЦ,/>
Так як ординатаТП на ст. А для варіанта
вибирається потаблиці 4 сторінці 7 [1],
і ордината ЭЦ длятих же умов дорівнює 79 км 000 м.
те одержуємо />.(Км)
/>
Розрахунковадовжина наближення ланцюга зв'язку з тяговою мережею, відповідає відстані відпочатку ланцюга ст. А до найближчого проміжного підсилювача,/>.(Км)
/>
Довжина плеча живленнятягової мережі при примусовому режимі роботи, />,(Км) Обчислюється за таблицею 2сторінка 6 відповідно до варіанта. Відстань між станціями АБ=9. БВ=8. ВГ=19.ГД=11
/>
Коефіцієнт, щохарактеризує зменшення струму, що впливає, у порівнянні із навантажуючим, />
/>
Активний іреактивний опори тягової мережі, залежать від кількості шляхів на ділянці йтипу підвіски контактного проведення. У даній курсовій роботі прийняті наступнізначення: />,/>
/>
Коефіцієнтпотужності електровозів, /> дорівнює 0.8, a /> дорівнює 0.6
Максимальнавтрата напруги в тяговій мережі між підстанцією й найбільш віддаленим від їїелектровозом:
при 1т>30 км то /> дорівнює 8500 В
при 15 км <1т<30 км /> дорівнює 5500В
при 1т<15 км то рекомендується прийняти m=1 ,Ірез=300 А
/>
Результуючийструм навантаження розрахункового плеча живлення тягової мережі при примусовомурежимі роботи тягової мережі, Ірез (А).
/>
Значенняеквівалентного струму, що впливає, частотою 50 Гц, однаковий по всій довжинінаближення, що індукує ланцюга зв'язку така ж небезпечна напруга, що виникаєреальному розподілу струму в тяговій мережі. /> (А)
/>
Ширина наближенняа. у м рівняється 30
/>
Провідність землі/> в См/>м визначаєтьсяпо таблиці 3 відповідно до варіанта й рівняється 0.110 См/>м. Частотатягового струму f дорівнює 50 Гц.
/>
Взаємнаіндуктивність між тяговою мережею й жилою кабелю на частоті 50 Гц
Її значення можебути обчислене приблизно за допомогою формули наведеної нижче.
/>
Кругова частотаможе бути обчислена по відомій формулі
/>
Небезпечнанапруга U, що індукується між ізольованою жилою кабелю й землею, за умови якщоці жили на протилежному кінці (у цьому випадку величина напруги максимальна),визначаємо по наведеній нижче формулі: U
/>
/>
Коефіцієнт екрануючоїдії, для к-ої гармоніки береться на порядок менше ніж відповідний для заважаючоговпливу
/>
Еквівалентнийструм до к-ої гармоніки і її частота визначається відповідно до вихідних данихпо таблиці 3 ст. 6 [1]
/>
Коефіцієнтчутливості телефонного ланцюга до завад вибирається по Таблиці Б5 ст.35 [1].Увідповідності зі значенням визначальної частоти гармоніки завади.
/>
Коефіцієнтакустичного впливу до-тієї гармоніки вибирається по Таблиці Б4 ст.34 [1].Увідповідності зі значенням визначальної частоти гармоніки завади.
/>
Взаємнаіндуктивність між контактним проведенням і жилою кабелю на частоті до-тієїгармоніки визначається в такий спосіб:
/>
Напруга шумуобчислюють приблизно по одній визначальній гармоніці струму, що впливає.Формула для розрахунку наведена нижче.
/>
Таким чином, наділянці А-К повинне розташовуватися 4 підсилювальних пункти, а на досліджуваномув цьому пункті А-Д — 2, отже, 2 підсилювальних ділянки. Значить:
/>
Що нижчеприпустимого значення (1 мв)
Кабель будепрокладатися на відстані 30 м. з лівого боку від залізничної колії, так як злівого боку об’єктів більше і високовольтна лінія автоблокування розміщена зправої сторони. Марка кабелю ТЗПАПБПЖ 14Ч4Ч0,9
/>2.5 Схема відгалуженькабельної лінії
Відгалуження відмагістрального кабелю виконують для введення кабелів відгалужень в службовіоб'єкти (пасажирські будівлі, пости ЕЦ, релейні шафи та ін.)
Основнимдокументом для монтажу кабелю є схема відгалужень (рисунок 2.2). На нійпоказується розташування всіх об'єктів зв'язку, а також зроблені до нихвідгалуження і сполучення кабелів між собою.
Креслення схемивідгалужень доповнюється специфікацією арматури і кабелів відгалуження девказується їхня кількість. (Таблиці 2.1; 2.2).
При розробцісхеми відгалужень необхідно керуватися основними положеннями, що наведені далі:
1 Необхіднадовжина кабелю розраховується виходячи з відстані між об'єктами по трасіпрокладання кабельної лінії з урахуванням додаткової витрати кабелю на згинипри укладанні в траншеях і котлованах в розмірі 1,6% і відходів при спаювальнихроботах – 0,4% від відстані по трасі. При прокладанні кабелю через водоймищедодаткова витрата кабелю приймається в розмірі 14% від довжини кабелю по трасі.Крім того, необхідно враховувати витрати кабелю на влаштування вводів, в м:
пост ЕЦ, ПЗ 20
пункт зупинки,будка на переїзді,
лінійно-шляховийбудинок, квартира електромеханіка 5
релейна шафасигнальної точки автоблокування 3
тягова підстанція 20
постсекціонування контактної мережі 3
черговий постконтактної мережі 5
2 Відгалуженнявід кабелю рекомендується виконувати низькочастотними кабелями ТЗАПБ, ТЗАВБ,ТЗПАПБП. Кабелі ТЗАПБ, ТЗАВБ виробляються ємністю 3, 4, 7, 12, 14, 19, 27 і 37четвірок, кабель ТЗПАПБП — 4, 7, 14 і 19 четвірок.
Необхідна ємністьі довжина розраховується від кожного об'єкта у відповідності з числом ланцюгів,що відгалужуються до об'єкта і віддаленням його від траси кабелю.
Для монтажукабельної магістралі передбачається застосування такої кабельної арматури:
прямих(єднальних) свинцевих муфт типу МСП-7, МСП-14 і МСПК-14, розрахованих насполучення будівельних довжин кабелів ємністю, відповідною 4, 7 і 14, 19четвірок;
б)газонепроникних свинцевих муфт для кабелів усіх марок ГМС-4 — для кабелів зчислом жил не більшим 21, ГМС-7М — для кабелів з числом жил не більшим 40,ГМСМ-60 — для кабелів ємністю не більша 60 жил. Газонепроникні муфтивстановлюються на кабелях відгалуження для запобігання витоку повітря з кабелюякий знаходиться під надлишковим газовим тиском;
в) прямих(єднальних) свинцевих муфт типу МС-20, МС-25, МС-30, МС-40, які встановлюютьсяна кабелях відгалужень і необхідних для монтажу газонепроникних муфт. Означенімуфти розраховані на кабелі ємністю 4х4, 7х4, 14х4 і 19х4 відповідно;
г)розгалужувальних муфт (трійникових) типу МСТ7х7, МСТ14х7, МСТ14Х12, МСТ14Х14,МСТ 7х7х7, МСТ 7х12, МСТ 14х7х7, МСТ 14х7х12, які встановлюються в місцяхвідгалужень і розраховані на ємність магістрального кабелю на 7 і 14 четвірок ікабелів відгалужень 7, 12, 14 четвірок;
д) чавуннихпрямих (С-35, С-50, С-55, С-60) і трійникових (Т-35, Т-50, Т-55, Т-60) муфт,які встановлюються на свинцеві прямі, газонепроникні і трійникові муфтипідземних кабелів для захисту їх від механічних пошкоджень.
е) міжміськихкабельних боксів БМ1-1, БМ1-2, БМ2-2, БМ2-3, для кінцевої
розділки ввіднихкабелів в приміщеннях об'єктів, зв'язку і розрахованих на введення одного абодвох кабелів при кількості плінтів на боксах від одного до трьох;
ж) малогабаритнихкабельних боксів БМШ-1 і БМШ-2 з одним або двома плінтами, розрахованих навстановлення в релейних шафах автоблокування або переїзної сигналізації.
За існуючою типовоюнумерацією кабель, від якого робляться відгалуження на перегонах, позначаєтьсяК1; кабелі, що відгалужуються, мають номер 3 і 5, кабель вторинної комутації —8.
Боксам, якимизакінчуються кабелі відгалужень, присвоюються двозначні номери: перша цифра відповідаєномеру кабелю відгалуження, друга — одиниця. Кабель вторинної комутаціїзакінчується боксом з номером 82.
Єднальнігазонепроникні і розгалужувальні муфти на кабелях відгалужень мають двозначнийномер, перша цифра якого відповідає номеру кабелю, друга — типу муфти:єднальної — 2, газонепроникної — 3, розгалужувальної — 4. Бокси, яківстановлені в релейних шафах на схемі заштриховуються.
/>
Рисунок 2.2
Таблиця 2.1 — Розрахункова таблиця кабелів відгалуження та вторинної комутації.
Ординати об'єктів зв'язку Тип відгалуження (об'єкт зв'язку) Кола відгалуження, які вводяться Число необхідних пар кабелю Ємність і маркування вибраного кабелю Відстань по трасі до об’єкта, м Додаткові витрати кабелю, м Загальна довжина кабелю, м Шлейфом Пара-лельно 1 2 3 4 5 6 7 8 9 79000 ПЗ ПГЗ, ЕДЗ, ЛПЗ, ЗЕМ, ДБК, ВГЗ, ПЗ, ПРЗ, ПГЗ, МЖЗ, Пр-зд, ТУ, ТС, СЦБ – 42 2ЧТЗАПБ 12Ч4Ч0,9 5 20,1 25,1 79900 ТП ТУ, ТС ЕДЗ, ПЗ 6 ТЗАПБ 3Ч4Ч0,9 94 21,88 115,88 80500 РШ-Вх ПГЗ, СЦБ ПДЗ 17 ТЗАПБ 12Ч4Ч0,9 270,54
3,54
30,54 82000 РШ-С ПГЗ, МЖЗ, СЦБ – 18 ТЗАПБ 12Ч4Ч0,9 27 3,54 30,54 82800 ОП ПГЗ, МЖЗ ПЗ 7 ТЗАПБ 3Ч4Ч0,9 5 5,1 10,1 83000 РШ-С ПГЗ, МЖЗ, СЦБ – 18 ТЗАПБ 12Ч4Ч0,9 47 3,94 50,94 84300 РШ-С ПГЗ, МЖЗ, СЦБ – 18 ТЗАПБ 12Ч4Ч0,9 10 3,2 13,2 84310 РШ-АПСПГЗ, МЖЗ,
Пр-зд, СЦБ
ПГЗ, МЖЗ,
Пр-зд, СЦБ
Таблиця 2.2
Ордината встановлення арматури Тип кабельної арматури по позиціях схеми кабельної лінії
31
(51)
32
(52)
33
(53)
34
(54)
З’єднувальна муфта 81 82 83 84 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10ПЗ
79000
БМ2-3 МС-30 (Ч2) ГМСМ-60 МСТ 14Ч14 С-50 С-55 Т-65 79833 МСП-14 С-50ТП
79900
БМ1-1 МС-20 ГМС-4 МСТ 14Ч7 С-35 С-50 Т-65РШ-Вх
80500
БМШ-1 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч12 С-50 С-50 Т-65 81333 МСП-14 С-50РШ-С
82000
БМШ-2 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч12 С-50 С-50 Т-65ОП
82800
БМ1-1 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч7 С-50 С-50 Т-65РШ-С
83000
БМШ-2 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч12 С-50 С-50 Т-65 83833 МСП-14 С-50РШ-С
84300
БМШ1РШ-АПС
84310
БМШ1 БМШ1ПБ
84320
БМ2-3 МС-30 ГМС-7М МСТ 14Ч12 БМ2-3 С-50 С-50 Т-65 85153 МСП-14 С-50РШ-С
85400
БМШ-2 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч12 С-50 С-50 Т-65 86233 МСП-14 С-50РШ-Вх
86800
БМШ-2 МС-30 ГМС-4 МСТ 14Ч12 С-50 С-50 Т-65 87633 МСП-14 С-50ЭЦ
88000
БМ2-3 МС-30 (Ч2) ГМСМ-60 МСТ 14Ч14 С-50 С-55 Т-65 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
2.6Утримання кабелю під надлишковим тиском
Утримання кабелюпід постійним надлишковим газовим (повітряним) тиском дозволяє контролюватигерметичність оболонки кабелю і запобігати проникненню вологи в кабель принезначних пошкодженнях. Для надлишкового тиску в кабель безперервно подастьсяосушене повітря .
Обов’язковоюумовою утримання кабелю під тиском є попередня герметизація оболонки по всійдовжині кабелю, а також на вводах в підсилювальні і кінцеві пункти.
Герметизованаділянка кабелю утворює газову секцію. Практично довжину газової секціїприймають рівною довжині підсилювальної ділянки, тому нагнітальні установкимонтують в усіх підсилювальних і кінцевих пунктах, а всі відгалуження ізолюютьгазопроникними муфтами.
Встановлюємо:
1 на ст. А;
2 через 24 км після ст. А;
3 на ст. Д;
4 через 23 км після ст. Д;
5 на ст. К.
3 Проектування магістральної кабельної лінії зв'язкуна основі оптичного кабелю
3.1 Вибір типу і ємності оптичного кабелю
Вибір типуоптичного кабелю і його ємності здійснюється в залежності від умов прокладанняна місцевості і від необхідної кількості проектованих каналів магістрального ідорожнього зв'язку, та систем передачі, що застосовуються.
Необхідна ємністькабелю, число оптичних волокон (пов), визначається числоммагістральних та дорожніх каналів (птр), застосовуваною апаратуроюпередачі, (числом каналів пк, ідо організуються з її допомогою) іпотребою у резервних оптичних волокнах – през.
/> (3.1)
Визначаючипотрібну ємність оптичного кабелю, необхідно мати на увазі, що каналидорожнього і магістрального зв'язку не об'єднуються, вони організуються поокремих ланцюгах з використанням окремих комплектів апаратури.
При використаннідвох комплектів апаратури «Сопка-3», здатна організувати по 480каналів кожна, число необхідних волокон буде дорівнювати:
/>
Загальнакількість оптичних волокон дорівнює 8.
Таким чином длянормальної роботи магістральній й дорожній лінії зв'язку, можна використовуватикабель ОМЗКГ-10-2-0,4-8.
Характеристикаконструкції кабелю: кабель магістрального зв'язку з одномодовими ОВ зпрофільованим осердям з центральним силовим елементом із склопластиковогостержня з бронею з круглого стального дроту з ПЕ подушкою, та ПЕ захиснимпокриттям.
Технічніхарактеристики:
- кількістьоптичних волокон: 8;
- коефіцієнтзгасання: 0,4;
- максимальнийзовнішній діаметр: 20 мм;
- розрахунковавага кабелю: 304 кг/км;
- допустимерозтягуюче зусилля: 2500 Н;
- дисперсія:6 пс/нм/>км;
- довжинахвилі:
- 1,3 мкм;
- Будівельнадовжина: 2000 м.
Основніхарактеристики системи передачі по волоконно-оптичній лінії зв'язку типу«Сопка-3»:
- кількістьканалів ТЧ: 480;
- швидкістьпередачі: 34,368 Мбіт/с;
- швидкістьпередачі по оптичному волокну: 41,242 Мбіт/с;
- довжинахвилі: 1,3 мкм;
- енергетичнийпотенціал: 41 дБ;
- коефіцієнтпомилок: /> ;
- лінійнийкод: 5В6В (NRZ — без повернення в нуль).
3.2 Вибір джерела та приймача випромінювання
Джерелоі приймач випромінювання повинні працювати на довжині хвилі, що визначаєтьсявибраним типом ОК.
Необхіднапотужність джерела випромінювання, Роп, визначається;
1) втратамив оптичному волокні. Ров;
2) оптичноючутливістю приймача випромінювання, Рпр;
3) втратоюпотужності, що визначається вибраним способом кодування лінійного сигналу, Ркод;
4) запасомпотужності на компенсацію додаткових втрат, Ріам- Втрати в оптичномуволокні складаються з:
- втрат зарахунок згасання: – />,
деl – довжина ділянки, км;
а– коефіцієнтзгасання, дБ/км;
- втрат внероз'єднувальних сполученнях: —/>,
деп – число будівельних довжин на ділянці, l
/> – згасання водному нероз'єднувальному сполученні, дБ;
- втрат вроз'єднувальних сполученнях: – />,
де/> –згасання в одному роз'єднувальному сполученні, дБ;
- втрат привведенні та виведенні випромінювання з ОВ – /> дБ.
Фотоприймачвибирають з максимальною чутливістю в робочому діапазоні хвиль. Необхіднучутливість приймача, Рпр. дБ, визначають виходячи із заданихшвидкості передачі, R, біт/с і допустимої величини помилки.
Такимчином необхідна потужність вибирається з слідуючої умови:
/>. (3.2)
Враховуючи,що />, де /> – будівельнадовжина ОК, можна записати:
/> (3.3)
Дляздійснення проекту візьмемо передавач HLP 5400 (Hitachi) й приймачC30986EQC-02. Параметри передавача:
- довжинахвилі: 1,3 мкм;
- вихіднапотужність: >5 мВт;
- ширинаспектру: 1 нм;
- часнаростання імпульсу: 0,5 нс;
- модовийсклад: одномодовий;
- матеріалі структура: InGaAs Р-ДГ;
- строкслужби: 105 років;
- порогівструм (струм накачки для СВД): 30 мА.
Параметриприймача:
- спектральнийдіапазон: 0,9-1,7 мкм;
- часнаростання імпульсу: 1,5 нс;
- матеріалі структура: InGaAs, p-i-n, ФД:
- строкслужби: 4105 років.
Дляпідстановки у нерівність приймаємо:
- /> дБ;
- /> дБ
- /> дБ
- /> дБ
- /> км
- /> дБ
- />(-36)(швидкість передачі дорівнює 41,242 Мбіт/с) дБ;
- Ркод=3дБ (т.к. код NRZ):
- /> дБ
/>, дБ/км
/> /> /> км.
Длязадоволення нерівності приймаємо /> = 24 км, на котрій буде розташовуватися 12 будівельних довжин оптичного кабелю.
3.3 Розрахунок швидкодії системи
Розрахунокшвидкодії системи необхідно провести, щоб перевірити, чи зможуть вибранікомпоненти забезпечити необхідну швидкість передачі.
Можливеобмеження швидкості передачі зв'язане з уширенням імпульсів на виході ОВ упорівнянні з їхньою тривалістю на вході, що зумовлене дисперсією у ОВ. Томукількісною характеристикою швидкодії прийнятий час наростання фронту імпульсу.
/> (3.4)
де/>– швидкодіявипромінювача, с;
/> – швидкодіяприймача, с:
/> – результуючадисперсія, с;
/> – міжмодовадисперсія, с;
/> – матеріальнадисперсія, с;
/> – хвильоводнадисперсія, с;
/>;
/> – дисперсіясигналу в ОВ, пс/нм/>км;
/> – довжинаділянки, км;
/> – ширинаспектра випромінювання джерела, нм.
Якщоумова не задовольняється необхідно використати інші, більш швидкодіючі джерелаприймачі випромінювання, ОК з меншим значенням дисперсії, знизити швидкістьпередачі зменшити довжину ділянки.
/> нс.
/>
/> нс
Допустимезначення часу наростання:
/>
/>
Виконанняцієї нерівності показує, що система, котра складається з вибраних елементівпрацездатна, а її якість й параметри задовольняють усім прийнятим нормам.
4 Вибір траси і прокладанняпідземного кабелю
Відправильного вибору траси залежить складність спорудження кабельної лінії. їїдовговічність, а також надійність і безперебійність дії. Тому траса кабельноїлінії повинна задовольняти основним технічним умовам; що наведені нижче.
Трасаповинна бути по можливості коротшою, топографічні і геологічні умови повинні забезпечуватинайменший обсяг земляних робіт і максимальне застосування будівельних механізмів,порубки лісових і лісозахисних насаджень, а також потрави сільськогосподарськихкультур повинні бути мінімальними. У лісистій місцевості вирубують просікишириною 6м. корчують пні на всій ширині просіки і роблять планування площі наширині 3 м.
Трасу вибирають зтієї сторони залізничної колії, на якій розташована переважна кількістьлінійних об'єктів і пасажирських будинків.
Кабельну лінію ілінії ВСЛ АБ бажано розташовувати з різних сторін залізничного полотна.
Якщо трасакабелів розташована по одну сторону з діючою ВСЛ АБ, то вона повиннарозташуватися за ВСЛ АБ в сторону поля.
На перегонах імалих станціях траса, як правило, повинна знаходитись в межах смуги відведеннязалізниці, ширина якої складає по 60м в обидві сторони від головки рейкизалізничної колії. На окремих ділянках, в особливості при підходах до великихстанцій, траса може бути вибрана за межами смуги відведення, коли це технічно іекономічно обґрунтовано. Якщо траса проходить поза смугою відведення, то для збереженняі нормального утримання кабелю встановлюють охоронну зону по 2 м в обидві сторони від осі прокладеного кабелю. Трасу вибирають за межами території, на якійможливе додаткове укладання колії.
Траса не повиннапроходити болотистими місцями і місцями, що часто затоплюються, слід обходитиділянки з агресивними речовинами (вапняні грунти, звалища, шлак, скупченнярідкого гною).
На ділянках зелектротягою змінного струму мінімальна відстань до електричного кабелю відконтактної мережі визначається на основі розрахунків небезпечних і заважаючихвпливів тягового струму на кабельному ланцюзі зв'язку.
Трасу ВОЛС можнавибрати у безпосередній близькості від електрифікованих залізниць, ЛЕП.Оптичний кабель можна підвішувати на опорах контактної мережі електрифікованихзалізниць.
При переходікабелю через річку необхідно враховувати особливості річки: інтенсивністьсудноплавства, наявність лісосплаву, крутизну і характер ґрунту берегів і днарічки, ширину і глибину та ін.
Місце переходукабелю через річку слід вибирати, як правило, нижче мосту по течії річки. Навсіх судноплавних і сплавних річках, незалежно від їхньої глибини, кабеліповинні прокладатися із заглибленням в дно річки. Глибина закладання кабелівповинна бути не меншою
1 м. Кабель ТЗПАПКПЖ 14Ч4Ч0,9
При переходікабелю через судноплавні і сплавні річки, а також через річки шириною більшою300м передбачається прокладання двох кабелів: одного по мосту, іншого — по днурічки. Трасу підводного кабелю відносять від мосту на відстань не меншу 300 м. Підводні кабелі вибираються з бронею із дроту, а на обох берегах в місцях стику з підземнимкабелем монтуються
розгалужувальнімуфти, які повинні розташовуватися не ближче 50 м від берега річки. В нашому випадку по дну річки ми прокладаємо кабель типу ТЗПАПКПЖ.
Припрокладанні по мосту кабель вкладається в металеві або дерев'яні жолоби оббитілистовою сталлю. Жолоби встановлюються на спеціальних конструкціях мосту.Металеві жолоби повинні бути ізольовані від металевих покривів кабелю.
Насхематичному плані вказуються: межі смуги відведення залізниці з ординатамиприв'язки їх до головки рейки головного шляху ділянки, високовольтна лініяавтоблокування, контури лісів, лук та інших угідь, розташування станцій,переїздів, мостів та інших штучних споруд, зазначаючи їх ординати по трасі,відгалуження залізничних ліній, ЛЕП, русла річок та ін.
Земляніроботи по укладанню кабелю, як правило, повинні виконуватися механізованимспособом із застосуванням кабелеукладача. Ручна розробка ґрунту допускаєтьсятільки у випадку неможливості або неекономічності застосування механізмів.
Глибинапрокладання кабелю в ґрунт залежить від меж зміни температури ґрунту на данійглибині і умов забезпечення безаварійної роботи кабельної лінії. Як правило,глибина прокладання кабелю від 0,9 до 1,2 м. В скелястих ґрунтах кабель прокладають на глибині 0,4 м.
Приперетинанні кабельної траси з автомобільними шляхами або залізницями кабельпрокладається в азбестоцементних або поліетиленових трубах />100 мм з виведенням їхпо обидві сторони від підошви насипу на довжину не меншу 1 м.
Переходичерез залізничні колії, якщо ширина підошви не перевищує 35 м. здійснюються способом горизонтального буріння. Кількість труб, що прокладаються, визначаєтьсячислом кабелів, але повинна бути не меншою двох. (В курсовому проекті прийнятиширину підошви рівну 14 м).
Відстаньпо вертикалі при цьому повинна бути не меншою 1 м від підошви рейки.
Кабельнийперехід через річку поділяється на дві ділянки —- підводну і заплавну. Підводнаділянка розташована нижче горизонту води, заплавна — на обох берегах річки іперіодично опиняється нижче горизонту високої води. Земляні роботи і укладаннякабелю на заплавній ділянці виконують механізмами, що використовуються насухопутній трасі, глибина укладання 1-1,2 м .
Кабельпід водою вкладають у відкритих траншеях або кабелеукладачами. Розробляютьпідводні траншеї за допомогою землечерпальних снарядів, землесосів, скрепернихустановок, а також засобами малої механізації, які використовуються водолазами.
Особливаувага приділяється укріпленню берегів, для запобігання пошкодження кабелю підчас льодоходу. Відкоси укріплюють бетонними плитами і каменями.
Виконанняпереходу під залізничним полотном і через водну перепону показане на рисунках4.1 та 4.2.
Список літератури:
1. Правила технічноїексплуатації залізниць України. Київ. Транспорт України, 1995
2. Д.А. Бунин, А.И.Яцкевич.Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. М. Транспорт, 1978
3. Железные дороги, общий курс.М. Транспорт, 1991
4. Д.А. Бунин. Провода и кабелив СЦБ и святи. М. Транспорт, 1982
5. Д.А. Бунин. Проектирование имонтаж узлов связи на кабельных линиях. М. Транспорт, 1969