Проект кабельной линии АТ и С на участке железной дороги - Курсовая работа

В городах и поселках трассу выбирают по тем улицам и площадям, которые наименее загружены различными подземными сооружениями, не имеют усовершенствованных покрытий и не подлежат реконструкции, наиболее целесообразно прокладывать кабель под тротуаром. Если встречаются оползневые места, кабель прокладывают за их пределами. На судоходных и сплавных реках запрещается прокладывать кабели в районах пристаней, стоянок судов, плотов и паромов, так как в этих местах кабель может быть поврежден якорями. Выбор емкости кабеля зависит: от заданного количества каналов магистральной, дорожной и оперативно-технологической (ОТС) связи; В двухкабельной магистрали один кабель используется для передачи информации в прямом направлении, а другой - для передачи информации в обратном направлении.Эта аппаратура позволяет осуществлять контроль избыточного давления газа, подаваемого в кабели, и в баллоне со сжатым газом, подавать сигналы о появлении негерметичности в кабелях и о снижении давления в баллоне до 30 кгс/СМІ, содержать под давлением до 4 кабелей. 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. 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. Муфты, в которых производится симметрирование скрещиванием, называют симметрирующими; муфты, в которых производится симметрирование скрещиванием и конденсаторами, называют конденсаторными; муфты, в которых симметрирование не производится и жилы соединяются напрямую, называют прямыми муфтами. Симметрирование выполняется в два этапа: На первом этапе при соединении строительных длин кабеля в соединительных муфтах на всем усилительном участке для уменьшения влияния через третьи цепи высокочастотные четверки соединяют по оператору.При проектировании учитывались физико-географические данные участка, его административно-хозяйственная структура; выбран кабель типа МКПАБ 7?4?1.05 5?2?0.7 1?0.7, описан монтаж кабельной магистрали, произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов.

5. Содержание кабеля под избыточным давлением

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

В настоящее время железнодорожный транспорт располагает большим количеством линий связи, обеспечивающих оперативное управление перевозками и действие различных устройств АТС. Вся система связи МПС РФ делится на магистральную, отделенческую и местную. Развитие техники связи идет 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 удобными 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

1.1 Физико-географические данные

Проектируемые участки линии связи расположен на территории Восточно-Европейской равнины на высоте 150 - 200 м. Для этого района характерен моренно - озерный рельеф. Умеренно континетальный климат с продолжительно холодной зимой и относительно коротким теплым летом является преобладающим для данной территории. Для этой местности характерно: - среднегодовое количество осадков: 480-580 мм;

- средняя температура: января -11 °С, июля 24 °С;

- число дней в году со снежным покровом: 165-180;

- леса: широколиственно-хвойные;

- почвы: дерново-подзолистые.

1.2 Административно-хозяйственная структура

Крупные железнодорожные узлы: Рыбинск - город областного подчинения. Лежит на реке Волга. Узел железнодорожных и шоссейных дорог.

Судиславль - город областного подчинения. Узел железнодорожных и шоссейных дорог.

Рязанцево - город областного подчинения. Узел железнодорожных и шоссейных дорог.

Данилов - город областного подчинения. Крупная железнодорожная станция.

1.3 Сведения о сближении с железными дорогами и высоковольтными линиями

Линии связи проходят вдоль Северной железной дороги. На участке Рыбинск - Судиславль она подвержена влиянию тяги постоянного тока (U=3 КВ, I=1 КА). Линия связи на участке Рязаново - Данилов подвержена влиянию контактной сети электротяги переменного тока (U=27 КВ, Ірез.=331 А).

1.4 Выбор трассы кабельный линия высоковольтный железный

Выбранная трасса прокладки магистрального кабеля должна отвечать следующим техническим условиям: трасса должна быть возможно короче; топографические и геологические условия должны обеспечивать наименьший объем земляных работ и максимальное применение строительных механизмов; порубки лесных и лесозащитных насаждений, а также потравы сельскохозяйственных культур должны быть минимальными. В лесистой местности вырубают просеки шириной 6 м, корчуют пни на всей ширине просеки и делают планировку площади на ширине 3 м.

Трассу выбирают с той стороны ж.д. полотна, на которой размещено преобладающее количество линейных объектов и пассажирских зданий. На перегонах и малых станциях трасса, как правило, должна проходить в пределах полосы отвода ж.д. На отдельных участках, в особенности на подходах к крупным станциям, трасса кабеля может быть выбрана за пределами полосы отвода, когда это технически и экономически оправдано.

В городах и поселках трассу выбирают по тем улицам и площадям, которые наименее загружены различными подземными сооружениями, не имеют усовершенствованных покрытий и не подлежат реконструкции, наиболее целесообразно прокладывать кабель под тротуаром. В горных условиях необходимо избегать участков с крутыми склонами.

На неэлектрифицированных участках трассу выбирают с условием минимальных затрат на защиту кабеля от всех видов вредных влияний и коррозии, а на участках, электрифицируемых на переменном токе, - с учетом допустимого приближения к полотну ж.д., определяемого расчетом опасных влияний контактной цепи.

Укладка кабелей на склонах насыпей и выемок, как правило, не производится. В пределах выемок трассу выбирают за кавальерами. Укладка кабеля в полосе железнодорожного пути для обхода сильно заболоченных участков допускается в исключительных случаях только при отсутствии просадок в полотне. На горных участках допускается прокладка магистрального кабеля в полотне ж.д. и на склонах косогоров при отсутствии оползней. Если встречаются оползневые места, кабель прокладывают за их пределами.

При выборе трассы перехода кабеля через реки необходимо учитывать: интенсивность судоходства, наличие стоянок судов и лесосплавных участков, границы наибольшего весеннего разлива и наинизшего уровня реки; крутизну и характер грунта берегов; профиль реки и характер грунта на дне реки, скорость течения; толщину ледяного покрова, возможность образования донного льда и наличие искусственных сооружений (мостов, переездов и т.п.). На судоходных и сплавных реках запрещается прокладывать кабели в районах пристаней, стоянок судов, плотов и паромов, так как в этих местах кабель может быть поврежден якорями.

Для речного кабельного перехода главную роль играет профиль реки и характер грунта дна. Поэтому место перехода выбирают там, где река уже, а дно по возможности ровное, без уступов, покрытое песком, илом или гравием. Не допускается прокладка кабеля там, где река имеет каменистое дно, крутые повороты, отмели и перекаты и где она часто меняет свое русло. Толщину ледяного покрова и возможность образования донного льда выясняют на метеорологических станциях. Донный лед опасен тем, что примерзает к кабелю и поднимает его на поверхность, где он может быть поврежден.

При наличии возле места перехода ж.д. или автомобильного моста прокладывают одну из кабельных линий по мосту. В этом случае, помимо трассы подводного перехода, выбирают трассу от разветвительных береговых муфт до моста - подходы к мосту.

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

Выбор емкости кабеля зависит: от заданного количества каналов магистральной, дорожной и оперативно-технологической (ОТС) связи;

от вида системы уплотнения;

от типа кабельной магистрали.

Необходимо обеспечить 350 каналов магистральной, 180 каналов дорожной и ОТС. Для обеспечения такого количества каналов достаточно двухкабельного типа магистрали

В двухкабельной магистрали один кабель используется для передачи информации в прямом направлении, а другой - для передачи информации в обратном направлении. Составим таблицу распределения цепей по четверкам (таблица 2.1).

Для этого воспользуемся системами уплотнения: на магистральную - система ИКМ-120 (3 системы); на дорожную - система ИКМ-120 (2 системы); на ОТС - система К-24т (за искл. ПГС и МЖС).

Таблица 2.1 - Распределение цепей по четверкам

Номера четверок и сигнальных пар Тип четверок Кабель 1 Кабель 2

ПАРА 1 ПАРА 2 ПАРА 1 ПАРА 2

ЧЕТВЕРКИ 1 НЧ Резерв Резерв Резерв Резерв

2 ВЧ 1 пр. маг. 2 пр. маг. 1 обр. маг. 2 обр. маг.

3 НЧ СЦБ Резерв ПГС Резерв

4 ВЧ 3 пр. маг. Резерв 3 обр. маг. Резерв

5 НЧ МЖС СЦБДК ТУ ТС

6 ВЧ 4 пр. дор. 5 пр. дор. 4 пр. дор. 5 пр. дор.

7 ВЧ 6 пр. ОТС. Резерв 6 пр. ОТС. Резерв

С И Г Н П А А Л Р Ь Ы Н Ы Е 1 НЧ СЦБ Резерв

2 НЧ СЦБ Резерв

3 НЧ СЦБ Резерв

4 НЧ СЦБ Резерв

5 НЧ СЦБ Резерв

Таким образом, в итоге в обоих кабелях будет занято три полных четверки и три неполных.

Для обеспечения различных видов связи существует множество типов кабелей. Одним из них является магистральный кабель связи с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией, в алюминиевой оболочке, с усиленной подушкой, бронированный стальными лентами, защищенными поливинилхлоридными лентами с наружным джутовым покровом (МКПАБ). Высокочастотные цепи этого кабеля уплотняются системами ИКМ-120 в диапазоне частот до 252 КГЦ. Цепи обеспечивают передач дистанционного питания промежуточной аппаратуры напряжением постоянного тока до 1000 В или переменного тока до 690 В. Эти кабели изготовляют с числом четверок 4, 7 и 14.

Исходя из количества занятых четверок и частотных требований, выбираем семи четверочный кабель типа МКПАБ 7?4?1.05 5?2?0.7 1?0.7. При проведении трассы через реку Волга будем использовать кабель типа МКПАК. Этот кабель имеет защитный покров в виде полиэтиленового шланга, бронирован круглыми стальными проволоками и предназначен для прокладывания под водой.

Общий вид и сечение кабеля отображены в альбоме, лист 4. Электрические характеристики кабеля представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Электрические характеристики кабелей МКПАБ и МКПАК

Электрическое сопротивление постоянному току жилы диаметром, мм: 0.7 1.05 55 Ом/км 21.2 Ом/км

Электрическое сопротивление изоляции жилы 10 ГОМ/км

Рабочая емкость пары жилы при частоте 800 Гц ВЧ-четверок 23.5 НФ/км

Коэффициент емкостной связи на строительную длину при частоте 800 Гц 950 ПФ

Переходное затухание на ближнем конце между цепями ВЧ-четверок на строительную длину при частоте до 250 КГЦ 58.2 ДБ/км

Коэффициент затухания для ВЧ-четверок на частоте 800 Гц 0.4 ДБ/км

Испытательное переменное напряжение 2 КВ

Идеальный КЗД оболочки и брони при E = 30. 40 В/км и f = 800 Гц 0.02

Строительная длина кабелей 850 10 м

Диаметр кабеля: МКПАБ МКПАК 41 мм 51 мм

Масса кабеля: МКПАБ МКПАК 2.4 т/км 5.4 т/км

Спецификация кабелей МКПАБ и МКПАК

1 - противокоррозийное покрытие;

2 - центрирующий полиэтиленовый кордель;

3 - джут;

4 - броня из стальных проволок;

5,7 - токопроводящие жилы;

6,8 - полиэтиленовый кордель;

9 - полиэтиленовая оболочка;

10 - полиэтиленовая изоляция;

11 - полиэтиленовая труба;

12 - поясная изоляция;

13 - алюминиевая оболочка;

14 - броня из стальных лент;

15 - спиральная оболочка из хлопчатобумажной ткани.

Спецификация кабеля ТЗБ

1 - четверка;

2 - поясная изоляция;

3 - свинцовая оболочка;

4 - подушка;

5 - броня из стальной ленты;

6 - наружный покров;

7 - броня из стальных проволок.

3. Размещение оконечных и промежуточных усилительных и регенерационных пунктов НА трассе линии связи

3.1 Размещение усилительных пунктов

По методу использования аппаратура ВЧ телефонирования подразделяется на промежуточную и оконечную. Оконечная аппаратура содержит приборы и устройства, необходимые для передачи в линию модулированных сигналов высокой частоты и для выделения исходных сигналов тональной частоты из приходящих с линии модулированных сигналов высокой частоты.

Пункты, в которых устанавливается промежуточная аппаратура, называются усилительными (УП).

Дистанционное питание УП осуществляется из опорных или питающих УП (ОУП), имеющих электроустановку и обслуживающий персонал.

Питаемые дистанционно УП, не имеющие установок и постоянно находящегося в них персонала, носят название необслуживаемых (НУП).

Оконечные УП размещаются на станциях, где расположены отделения или управления дорог. НУП располагаются по трассе в зависимости от систем уплотнения.

Для системы уплотнения К-24Т НУП ставятся через 18…25 км. Если расстояние меньше 18 км., то ставится специальное устройство - «искусственная линия», которая удлиняет линию связи (ИЛ-3, ИЛ-6; цифра обозначает количество километров, на которое увеличивается линия).

Для НЧ сигналов НУП ставятся через 25…30 км. Если расстояние меньше 25 км, то также устанавливаются ИЛ-3 или ИЛ-6.

3.2 Размещение регенерационных пунктов

Для восстановления формы, амплитуды и временных положений импульсов линейного сигнала используется регенератор. Регенераторы устанавливаются через определенные расстояния на ВОЛС, и в зависимости от пункта расположения подразделяются на необслуживаемые регенерационные пункты (НРП), обслуживаемые регенерационные пункты (ОРП) и станционные регенераторы, размещаемые на оконечных станциях.

Расстояние между НРП зависит от типа и конструкции кабеля, а также от типа передающей системы. Так как не предполагается использование оптических кабелей, то расстояние между НРП составляет 5 - 8 км.

Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассах линии связи приведено в таблицах 3.1 и 3.2

Таблица 3.1. Размещение усилительных и регенерационных пунктов

Название станции Ордината, км Расстояние между станциями, км Размещение аппаратуры ВЧ-связи Размещение аппаратуры НЧ-связи

Рыбинск 0 ОРП ОУП

13 НРП

Торопово 13 НРП

15 НРП

Лом 28 НРП НУП

14 НРП

Ваулово 42 НРП

12 НРП

Чебаково 54 НРП НУП

11 НРП

Тенино 65 НРП

6

Молот 71 НРП

17 НРП

Ярославль 88 ОРП ОУП

11 НРП

Телищево 99 НРП

24 НРП НУП

Бурмакино 123 НРП

14 НРП

Нерехта 137 НРП НУП

15 НРП

Косминино 152 НРП

25 НРП НУП

Кострома 177 НРП

18 НРП

Дровинки 195 НРП НУП

35 НРП

Судиславль 230 ОРП ОУП

Таблица 3.2 - Размещение усилительных и регенерационных пунктов

Название станции Ордината, км Растояние между станциями Размещение аппаратуры ВЧ-связи Размещение аппаратуры НЧ-связи

Рязанцево 0 ОРП ОУП

11 НРП

Беклемишево 11 НРП

15 НРП

Сильницы 26 НРП НУП

19 НРП

Деболовская 45 НРП

29 НРП НУП

Семибратово 74 НРП

23 НРП НУП

Козьмодемьянск 97 НРП

16 НРП

Ярославль Гл. 113 ОРП ОУП

11 НРП

Филино 124 НРП

20 НРП

Уткино 144 НРП НУП

23 НРП

Путятино 167 НРП НУП

21 НРП

Данилово 188 ОРП ОУП

4. Монтаж кабельной магистрали и порядок счета, применяемых на кабельных магистралях

4.1 Монтаж кабельной магистрали

Основным документом для монтажа магистрального кабеля является скелетная схема кабеля (альбом, лист 3). При определении необходимого количества кабеля учитывают запас в размере 2%: 1.6% на укладку кабеля в траншеях, котлованах и 0.4% на отходы при спаечных работах. При прокладке кабеля в грунт, подверженный смещению или выпучиванию, запас в траншее и котлованах увеличивают до 4%, при прокладке через водоемы принимают запас 14%. В нашем случае грунт однородный, не подверженный смещениям. Для монтажа муфт и раскладки кабеля в котлованах концы строительных длин должны перекрывать друг друга. Кроме того, необходимо учитывать, что на ввод кабеля в ОУП требуется запас 20 м, в НУП - 10 м. 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 и разветвительных муфт.

Для надежной защиты цепей от взаимных внутрикабельных влияний, а также от внешних мешающих магнитных влияний его симметрируют. При этом выбирают лучшие операторы скрещивания четверок с подбором и включением при необходимости элементов противосвязи RC в ближайшей от ОУП или НУП муфте СМ-1 или СМ-5, а также в трех равномерно расположенных на участке муфтах СМ-2, СМ-3, СМ-4 с включением элемента RC в муфте СМ-3.

Муфты, в которые включаются элементы RC, называются конденсаторными, остальные - симметрирующими. Таким образом, усилительный участок всегда имеет три конденсаторные муфты. Количество симметрирующих муфт зависит от строительной длины прокладываемых кабелей, от длины усилительного участка. Свинцовую (или из другого материала) муфту помещают в чугунную и заливают массой. Чугунные муфты выбирают в зависимости от типа свинцовой муфты. Для данного случая (МКПАБ 7???1.05) можно использовать прямую свинцовую муфту МСП-7 и чугунную С-50.

Для ответвления от магистрального кабеля применяют разветвительные муфты. Это сросток, в котором четверки и пары одного кабеля распределяются между двумя и более ответвляющимися кабелями разной емкости. Для ответвлений будем использовать кабель звездной скрутки с бумажной изоляцией типа ТЗБ 4?4????. Разветвительные муфты монтируют на речных переходах при распределении емкости магистрального кабеля между основным и резервным кабелями, на ответвлениях от магистрального кабеля к различным объектам на перегонах (а иногда и на станциях), в усилительных и оконечных пунктах в тех случаях, когда емкость магистрального кабеля превышает емкость оконечного кабельного оборудования. Следует стремиться к тому, чтобы место ответвления совпадало с прямой муфтой. Разветвительные муфты, устанавливаемые не на стыке строительных длин, называются врезными; их монтируют в том случае, когда место ответвления удалено более чем на 100 м от ближайшего стыка строительных длин магистрального кабеля. От механических повреждений прямые и разветвительные муфты защищают чугунными соединительными или тройниковыми муфтами. В нашем случае используем разветвительные муфты МСР 7?4?4 совместно с чугунной С-50. Ответвления к линейным объектам, расположенным на расстоянии до 100 м, следует объединять.

Порядковую нумерацию муфт на стыках строительных длин ведут на участке между двумя ОУП по направлению счета километров главного железнодорожного пути. Разветвительные муфты, устанавливаемые на стыках строительных длин, имеют двойную нумерацию, например, 11-РМ4. Первое число обозначает порядковый номер муфты, а с буквами РМ - номер разветвительной муфты. Врезные муфты не входят в общую нумерацию и обозначаются буквами РМ и порядковым номером разветвительной муфты, например, РМ 16.

Для герметизации кабеля при содержании его под постоянным избыточным давлением устанавливают газонепроницаемые муфты типа ГМС-4, ГМСМ-40 или ГМСМ-60 - перед оконечными вводными устройствами в усилительных пунктах и в начале каждого ответвления от магистрального кабеля. Эти муфты монтируют на 4-5-метровом отрезке кабеля той же марки, что и кабель ответвления. Для муфты ГМС от механических повреждений ее помещают в чугунную муфту и заливают битумной массой. Газонепроницаемые муфты, устанавливаемые в помещениях, естественно, в защите чугунными муфтами не нуждаются.

4.2 Порядок счета, принятый на кабельных магистралях

Магистральные кабели: При двух кабельной системе кабель, от которого делаются все основные ответвления на перегонах, получает наименование К1, второй кабель - К2.

Кабелей ответвлений: Кабели ответвляющиеся от магистрального кабеля К1, получают номера 3 и 5. В том, случае когда от кабеля К1 ответвляется больше двух кабелей, их обозначают 3а, 5а, 3б, 5б. От кабеля К2 ответвляющиеся кабели 4 и 6.

Боксы и оконечные муфты: Боксам, которыми заканчиваются кабели ответвлений, присваивают двузначные номера, первая цифра которых соответствует номеру кабеля ответвления, вторая - 1, например, 31, 41 и т.д.

Муфты на кабелях ответвлений: Соединительные муфты на кабелях ответвлений имеют двузначный номер, первая цифра которого являются номером кабеля, вторая - 2, например, 32, 42 и т.д.

Газонепроницаемые муфты нумеруют по такому же принципу - 33, 43 и т.д. Разветвительные муфты имеют номера 34 и 54 на ответвлении от кабеля К1, 44 и 64 на ответвлении от кабеля К2. В том случае, когда ответвление имеет более двух разветвительных муфт на одном кабеле, их нумеруют 34а, 34б, 54а (для К1) и т.д.

Нумерация четверок: Нумерация четверок кабеля ведется по часовой стрелке, начиная от центра сердечника кабеля и продолжая к периферии по порядку повивов. Счет повивов ведут от центрального повива к оболочке кабеля.

Усилительные пункты: Счет обслуживаемых усилительных пунктов ОУП ведут в направлении счета километров на железной дороге.

Счет необслуживаемых усилительных пунктов НУП ведут внутри каждого усилительного участка ОУП - ОУП, начиная от ОУП низшего номера к ОУП высшего номера. В числителе пишут номер НУП, а в знаменателе - номер предыдущего ОУП.

В результате проделанной работы была спроектирована двух кабельная линия связи на участке железной дороги Тихвин - Череповец, на которой обеспечено 350 каналов магистральной связи, 180 каналов дорожной связи и различные виды отделенческой связи. При проектировании учитывались физико-географические данные участка, его административно-хозяйственная структура; выбран кабель типа МКПАБ 7?4?1.05 5?2?0.7 1?0.7, описан монтаж кабельной магистрали, произведена разработка схемы связи с размещением оконечных и промежуточных усилительных пунктов. Также были произведены расчеты взаимных влияний между цепями связи, мешающих и опасных влияний от контактных сетей железных дорог, приведены описания методов защиты от влияний, приведены схемы защиты линии связи и аппаратуры связи. Приведена методика симметрирования, целью которой является уменьшение взаимных влияний.

При оформлении пояснительной записки был использован текстовый процессор Microsoft Word 2000.

Требина Е.Г., Костиков В.У. Электромагнитные влияния высоковольтных линий на цепи связи: Методические указания к дипломному и курсовому проектированию. / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. - Омск, 1980. - 34 с.

Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи: Учебник для вузов. - М.: Радио и связь, 1988. - 544 с.

Козлов Л.Н., Кузьмин В.И. Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1981. - 232 с.

Бунин Д.А., Яцкевич А.И. Магистральные кабельные линии связи на железных дорогах. - М.: Транспорт, 1978. - 288 с.

Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог переменного тока. - М.: Транспорт, 1973. - 95 с.

Размещено на