Проект магистральной линии связи на участках железной дороги

          

 

 

 
А

 

Км – коэффициент характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению  с нагрузочным.

 

                                                                  (3.4)

 

 

 

 

 

                                                   Iвл=Iрез*Км                                                     (3.5)

 

Iвл1= 714,9*0,973=695,5 А

 

Iвл2= 714,9*0,488=348,8 А

 

Iвл3= 714,9*0,46=328,8 А

 

Iвл4= 714,9*0,355=253,78 А

 

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

 

                           ,                                                   (3.6)

 

здесь а – ширина сближения, м (= 10 м) ;

          σ – проводимость грунта, См/м (σ =5 См/м);

          f - частота эквивалентного влияющего тока, Гц;

 

 

 

 

Подставим значения в формулу (3.1) получим  значения напряжений на участках.

 

 

 В

 

 В

 

 В

 

 В

 

Таким образом, расчет опасного влияния на КЛС от тяговой сети переменного тока в вынужденном режиме показал, что расчетное опасное напряжение не превышает допустимого опасного напряжения – 200В. Следовательно дополнительных мер принимать не требуется. Umax < Uдоп     значит предварительное значение ширины сближения выбирается равным а=10м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет мешающих влияний на кабельные цепи связи

 

Величины мешающих напряжения и токов за счёт внешних влияний определяются для неуплотнённых цепей оперативно-технологических связей, поскольку спектральная плотность влияющих токов или напряжений – наибольшая в области тональных частот. Кроме того, на частотах в диапазоне естественной речи человека экранирующее действие металлических оболочек кабеля меньше, чем в диапазоне более высоких частот.

Мешающее влияние оценивается псофометрическим средневзвешенным напряжением между проводами в конце усилительного участка телефонной цепи при нормальном режиме работы тяговой сети.

Расчетная схема длин участков, для расчета мешающих влияний находится на рисунке 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение шума наводимое в двухпроводной телефонной цепи для одной длины сближения lэ рассчитывается по одной из формул:

 

                                      (4.1)

               (4.2)

 

f к- частота к-ой гармоники тягового тока (850 Гц)

Мк - взаимная индуктивность между контактным проводом и жилой кабеля для к-ой гармоники.

                           ,                                              (4.3)

 

здесь а – ширина сближения, м (= 10 м) ;

          σ – проводимость грунта, См/м (σ = 5 См/м);

         f к- частота к-ой гармоники тягового тока (750 Гц)

 

                       

 

I к – ток к-ой гармоники тягового тока (3 А).

ρк - коэффициент акустического воздействия к-ой гармоники (1,109).

Η к - коэффициент чувствительности цепи к помехам (0,72*10-3)

Sр - коэффициент экранирования рельс равен 0,45.

Sоб - коэффициент защитного действия оболочки кабеля равен 0,02.

l – длина расчетных участков

lэ - длина участка сближения.

lкс – расстояние от конца каждого расчетного участка до середины соответствующих длин сближения в пределах этого расчетного участка.

 

Формула (4.1) используется для коротких расчетных участков, а (4.2) учитывает волновые процессы в цепи связи, она используется для длинных расчетных участков. Для выбора расчетной формулы для каждой длины сближения необходимо разделить значение длины сближения  lэ на значение длины соответствующего расчетного участок  l. Если полученное   отношение меньше или равно 0,9 напряжение шума считаем по формуле (4.2), во всех остальных случаях по (4.1).

 

      

 

Таким образом для второго  участка напряжение  шума вычисляем по формуле  (4.2),  а для первого и третьего участков по формуле (4.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После расчета значений напряжений шума для каждой из трех длин сближения по квадратичному закону определяется результирующее напряжение шума:

 

Значение результирующего напряжения шума сравнивается с предельно допустимым значением псофометрического напряжения шума – Uш доп . Для группового канала оперативной-технологической связи на участке избирательной связи предельно допустимое значение равно – 1мВ.

Если  Uш  < Uш доп  как в этом случае 0,0977<1 то в качестве значения ширины сближения выбирается значение, полученное в результате расчета опасных влияний а=10м,  и расчет мешающих влияний считается оконченным.

 

 

 

 

 

 

5. Выбор трассы прокладки КЛС и устройство ее переходов через преграды

 

Трасса линии выбирается с учетом наименьшего объема работ при строительстве, удобства эксплуатации и минимальных затрат по защите от всех видов влияний. Выбранная трасса прокладки магистрального кабеля должна отвечать следующим основным техническим условиям: трасса должна быть как 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 железнодорожного полотна, на которой размещено преобладающее количество линейных объектов и пассажирских зданий. Трасса выбирается с таким расчетом, чтобы число переходов кабеля через железную дорогу было минимальным. В нашем проекте трассу лучше проложить слева от железной дороги. На перегонах и малых станциях трасса, как правило, должна проходить в пределах полосы отвода железной дороги. 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. Если трасса проходит вне полосы отвода, то для сохранности и нормального содержания кабеля устанавливают охранную зону по 2 м в обе стороны от оси проложенного кабеля. Если прокладка трассы в пределах полосы отвода невозможна, желательно ширину полосы отвода увеличить так, чтобы от кабеля до границы полосы отвода была сохранена зона шириной 1 м; трассу выбирают за пределами территории, на которой возможна дополнительная укладка путей. Расстояние от кабельной линии связи до полотна железной  дороги определяется расчётами внешних влияний и по результатм расчетов составляет 10 м.

Схематический план трассы КЛС изображен в приложении А данного курсового проекта.

Кабельный переход через реку в зависимости от способа прокладки кабеля подразделяется на два участка — подводный и пойменный. Подводный участок расположен ниже горизонта воды, пойменный находится на обоих берегах реки и периодически оказывается ниже горизонта высоких вод. Земляные работы и укладку кабеля на этом участке перехода выполняют механизмами, используемыми на сухопутной трассе.

Длина кабельного перехода через водные препятствия, величина и способы заглубления кабеля, марка кабеля подводного перехода, берегоукрепительные и прочие виды работ зависят от конкретных местных гидрогеологических условий и основываются на тщательных инженерных изысканиях, при которых учитывают глубину, скорость течения реки в месте перехода, господствующие ветры, профиль дна и состав его грунта, химический состав воды и характер судоходства.

При пересечении магистральным кабелем реки шире 300 метров прокладываем два створа кабеля для каждого магистрального кабеля кроме СЦБ. В один створ включают жилы, обеспечивающие связь в одном направлении, в другой створ – в другом направлении. При этом один створ прокладывают по мосту (кабель СЦБ в любом случае прокладывают по мосту), а другой через реку с отнесением его по течению реки на расстояние 1000 м. При прокладке кабелей по двум створам расхождение в длинах трасс обоих створов должно быть как можно меньше. Разность затухания цепей в кабелях на наивысшей передаваемой частоте по обоим створам не должна превышать 1,7 дБ.

Количество и ёмкость кабелей, прокладываемых по обоим створам перехода, должны быть одинаковыми и равными количеству и емкостям кабелей магистрали до разветвления, и при этом должны иметь защитные покровы. Для нашего проекта симметричный кабель МКПАБ заменяем на МКПАК с бронёй из круглых стальных проволок.

Т.к. в нашем случае глубина реки больше 6 метров, то кабель укладывается по дну без заглубления.

Также в нашем случае на каждом берегу ставят створы из двух сигнальных столбов высотой 7,5 и 12 м. В ночное время сигнальные столбы должны освещаться. На обоих берегах реки укладывают в грунт запас кабеля в котлован глубиной 1,2 м и диаметром не менее 1,0 м. После укладки запаса кабеля котлован зарывают и на расстоянии 1 м от него устанавливают железобетонный указательный столбик с соответствующими данными.

План перехода кабельной линии связи через реку представлен на рис.6.

 

Рис.6 Подводная трасса кабельной линии связи.

 

Для защиты кабеля от повреждений и размывания делается укрепление мест выхода кабеля на берег бетонными плитами, их укладывают над кабелем на расстоянии 0,4 м. Укладку бетонных плит по дну оканчивают в месте, где глубина реки при ее нормальном уровне на 1 м больше осадки самых глубоководных судов. При обрывистых берегах кабель следует заглублять так, чтобы уклон не превышал 45°; начиная с уклона в 30°, кабель прокладывают зигзагообразно. В нашем проекте уклон примем 25°, следовательно, кабель прокладывается прямо. В конечных точках кабельного перехода строятся колодцы из бетона или кирпича. Размеры колодцев должны обеспечивать монтаж муфт и размещение запаса кабелей. В полу колодца необходим приямок для сбора грунтовых   и ливневых   вод. Располагают колодцы так, чтобы их не затопляло при максимально высоком уровне воды. Кабели и соединительные муфты в колодцах укладывают на кронштейнах или консолях.

 

 

Рис.7 Укрепление берегов при прокладке кабеля бетонными плитами.

 

Перед укладкой и после укладки кабеля через реку проверяют герметичность оболочки кабеля и оформляют технический акт.

Прокладку кабеля по мостам производят по рабочим чертежам проекта моста. Организации, проектирующие мосты, должны предусматривать устройства для прокладки кабелей, как вдоль пролетных строений, так и по устоям моста. При этом должен обеспечиваться плавный переход кабелей с берегового устоя в насыпь железнодорожного полотна. Прокладка кабелей в пределах мостового полотна не разрешается. Кабели могут быть проложены: на металлических   пролетных строениях — на специальных мостиках снаружи ферм в уровне проезда; на   железобетонных   пролетных   строениях   — на кронштейнах, прикрепляемых к консолям балластного   корыта с расположением желобов для кабелей   ниже уровня бортов.

 

 

6. Содержание кабеля под избыточным давлением

 

Содержание кабеля под давлением предохраняет его от проникновения влаги и позволяет обнаружить и устранить повреждение оболочки без прекращения связи.

Постоянное избыточное давление в кабеле поддерживается периодической подкачкой газа по мере снижения давления, вследствие допустимой или аварийной утечки аппаратурой типа АУСКИД – автоматическая установка содержания кабеля под избыточным давлением. Избыточное давление воздуха на выходе АУСКИД составляет ( 49±1,96) кПа [(0,5±0,02 кгс/ )]. Установка позволяет держать под давлением до четырех кабелей на длине усилительного участка. Усилительный участок кабеля считается герметичным, если давление не снижается в течении 10 суток более чем на 19,6 кПа (0,2 кгс/ ).

Непременным условием содержания кабеля под давлением является герметизация его оболочки на всем протяжении, включая соединительные и разветвленные муфты, причем все ответвления должны быть изолированы от магистрали газонепроницаемыми муфтами.

Схема содержания кабелей под давлением приведена на рис.8. Из баллона высокого давления 6 газ поступает на вход установки АУСКИД через редукторы, снижение давления с 25-35 кгс/см2 (2452-3432 кПа)до 0,5 кгс/см2 (49 кПа). В установке имеется осушительная камера, содержащая влагопоглатительное вещество, редукторы, вентили, распеделитель, монометры, автоматическое дозирующее устройстао, счётчик.

Питание установки от сети постоянного тока.

 

Рис.8 Схема содержания кабеля под избыточным давлением

При использовании системы передачи ИКМ-120 автоматические установки необходимо разместить на станциях участка через 15-20 км. Применительно к заданным условиям они будут располагаться на станциях В, Г, Д, Ж, И.