Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги - Курсовая работа

Описание проектируемого участка линии связи 1.3 Сведения о сближении с железными дорогами и высоковольтными линиями Размещение оконечных и промежуточных усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи Монтаж кабельной магистрали и порядок счета, применяемых на кабельных магистралях6.2 Расчет переходных влияний между цепями кабельной линии связи Расчет влияний контактной сети и высоковольтных линий передачи на кабельные линии 8.1 Расчет влияний контактной сети электротяги переменного тока на кабельную линию связиПри 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. В помещении усилительного пункта кабель по скелетной схеме прокладывают от ввода до газонепроницаемой муфты, во всех остальных случаях - до бокса. 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. 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. 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.Содержание кабелей связи под постоянным, избыточным газовым (воздушным) давлением позволяет не только контролировать герметичность оболочки, но и предотвращать проникновение влаги в кабель при ее незначительных повреждениях. Для избыточного давления в кабель постоянно подается осушенный воздух. Постоянное, избыточное давление в кабеле поддерживается оборудованием для автоматической подкачки воздуха.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. 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. В низкочастотных кабелях преобладают емкостные связи и можно применять симметрирование скрещиванием, конденсаторами и контурами противосвязи; при симметрировании высокочастотных кабелей - скрещиванием и контурами противосвязи. 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.При конструировании НУП экономически оправдывается предусматривать включение в каждом НУП на входе и выходе усилителей и в схемах самих усилителей на переходах транзисторов тех или иных элементов защитного устройства в зависимости от системы уплотнения цепей. Аппаратура не является равнопрочной в отношении крепости изоляции и поэтому может в той или иной части выходить из строя от возникающих на линии и проникающих в аппаратуру высоких напряжений как со стороны входа и выхода усилителя, так и со стороны блока дистанционного питания. В этой схеме защита состоит из трех каскадов, первый каскад осуществляется с помощью разрядников Р - 34, второй каскад - с помощью фильтров низкой частоты и разрядников Р - 4 и третий каскад предназначен для защиты транзисторов усилителя. Дренажные катушки (ДК) предназначены для обеспечения одновременного срабатывания разрядников, включенных в провода телефонной цепи, снижения и уравнивания потенциалов проводов этой цепи и для создания при срабатывании разрядников большого сопротивления между проводами телефонной цепи рабочим токам передачи. Увеличение реального экранирующего действия металлических покровов таких кабелей для цепи "жила - земля" может быть достигнуто путем искусственного увеличения сопротивления связи между цепями "металлические покровы - земля" и "жила - земля".Кабельные линии железнодорожной АТС прокладывают вблизи тяговых цепей электрифицированных ж. д., высоковольтных линий автоблокировки. Электромагнитное поле этих линий оказывает индуктивное влияние на кабельные линии, вызывая в них напряжения и токи, которые могут нарушить нормальную работу линии связи. Гальваниче

5. Содержание кабеля под избыточным давлением5. СОДЕРЖАНИЕ КАБЕЛЯ ПОД ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ

ВВЕДЕНИЕ

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: Глубокое - город областного подчинения. Лежит на реке Глубокая. Узел железнодорожных и шоссейных дорог.

Ростов-на-Дону - центр Ростовской области. После строительства Волго-Донского судоходного канала стал портом 5 морей: Черного, Азовского, Каспийского, Балтийского и Белого. Является крупной железнодорожной станцией.

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

Морозовское - город областного подчинения. Лежит на реке Донец. Крупная железнодорожная станция.

1.3 Сведения о сближении с железными дорогами и высоковольтными линиями

Линии связи проходят вдоль Свердловской железной дороги. На участке Богданович - Карпушино она подвержена влиянию тяги постоянного тока ( U=1550 В, m=4, I=1200 А ). Линия связи на участке Свердловск - Талица подвержена влиянию контактной сети электротяги переменного тока ( U=25 КВ, Ірез.=295 А ).

1.4 Выбор трассы

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.

План трасс проектируемой линии связи и проходящей рядом линии электропередачи, ориентированных относительно плана ж.д. представлен в альбоме рис. 1.

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 Пышма и Тагил 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

1 2 3 4 5

Талица 0 ОРП ОУП

5 о.п. Пульниково 5 НРП

2 о.п. Проселок 7

6

Ощепково 13 НРП

10 НРП

О.п.Юрмач 23 НРП НУП

8

Аксариха 31 ОРП

15 НРП о.п. Темново 46 НРП НУП

8

Камышлов 54 НРП

9

Кокшаровский 63 ОРП ОУП

24 НРП

Еланский 87 НРП

6 НУП

Пышминская 93 НРП

7 о.п. Дубровный 100 НРП

6

Богданович 106 НРП НУП

7

Грязновская 113 НРП

12 НРП

Шипелово 125 НРП НУП

23 НРП

Баженово 148 НРП

8

Мезенский 156 НРП НУП

7

Гагарский 163 НРП

9

Косулино 172 НРП НУП

9

О.П. Кошовский 181 НРП

10 НРП

Раз. Путевка 191 НРП НУП

12 НРП

Шарташ 203 НРП

7

Свердловск 210 НРП ОУП

Таблица 3.2 - Размещение усилительных и регенерационных пунктов.

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

1 2 3 4 5

Богданович 0 ОРП ОУП

16 НРП

Кунара 16 НРП

8

Раз. 228 км. 24 НРП НУП

11 НРП

Алтынай 35 НРП

10 НРП

Рефд 45 НРП

6 НУП

Артемовский 51 НРП

19 НРП

Егоршино 70 ОРП ОУП

12 НРП

Незевай 82 НРП

13 НРП

Самоцвет 95 НРП НУП

11 НРП

Коптелово 106 НРП

12 НРП НУП о.п. 136 км. 118 НРП

11 НРП

Алапаевск 129 ОРП ОУП

8

Синячиха 137 НРП

12 НРП

Бабушкино 149 НРП НУП

13 НРП

Губчиково 162 НРП

12 НРП

Мугайское 174 ОРП ОУП

9

Ерзовка 183 НРП

10 НРП о.п. 165 км. 193 НРП ОУП

13 НРП

Хабарчиха 206 НРП

9

Шайтан 215 НРП

10 НРП

Карпушино 225 ОРП ОУП