Выбор типа магистрального кабеля и размещение цепей по четвёркам. Выбор арматуры.

 

Выбор типа и емкости магистрального кабеля производят с учетом применяемого на проектируемом участке вида тяги, выбранной системы связи, аппаратуры уплотнения и необходимого числа каналов.

Симметричные кабельные цепи уплотняют в диапазоне до 252 кГц. Передача по ним токов более высоких частот сопряжена с повышением потерь на вихревые токи в металлических частях кабеля, а, следовательно, с увеличением затухания. Кроме того, возрастают взаимные влияния, что затрудняет сохранение нормированной величины переходного затухания. На железных дорогах с электрической тягой переменного тока применяют симметричные кабели со стальной оболочкой или броней, защищающий кабель от индуктивного влияния контактной сети.

Рассчитаем емкость для двух магистральных кабелей с учетом резерва ВЧ каналов на 20%. Количество каналов для магистральной связи – 300, для дорожной связи –80 каналов.

 

 

Разделим общее число каналов с резервом на шестьдесят, так как аппаратура уплотнения типа К-60П обеспечивает организацию шестидесяти каналов.

 

 

Следовательно, нужно выбрать магистральный кабель, емкостью не менее 5 ВЧ четверок. Выберем количество пар в кабеле для организации отделенческой связи. Количество пар для ОТС приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Распределение каналов связи ОТС по кабелю

Отделенческая связь
Поездная диспетчерская связь (ПДС)	Емкость 1×2
Поездная межстанционная связь (МЖС)	Емкость 1×2
Постанционная связь (ПС)	Емкость 1×2
Перегонная связь (ПГС)	Емкость 1×4
Линейно-путевая связь (ЛПС)	Емкость 1×2
Энергодиспетчерская связь (ЭДС)	Емкость 1×2
Служебная связь электромехаников (СЭМ)	Емкость 1×2
Дорожно-распорядительная (ДРС)	Емкость 1×2
Вагонно-распорядительная связь (ВГС)	Емкость 1×2
Цепи поездной радиосвязи (ПРС)	Емкость 1×4
Цепь телеуправления ТП (ТУ)	Емкость 1×2
Цепь телесигнализации ТП (ТС)	Емкость 1×2
Поездная диспетчерская связь (ПДС)	Емкость 1×2
Билетно-диспетчерская связь (БДС)	Емкость 1×2

 

Используемые виды отделенческой связи:

1. ПДС – поездная диспетчерская связь. Служит для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый им участок.

2. МЖС – поездная межстанционная связь. Служит для переговоров по вопросам движения поездов дежурных смежных раздельных пунктов.

3. ПС – постанционная связь. Предназначена для переговоров работников раздельных пунктов между собой.

4. ЛПС – линейно-путевая связь. Служит для осуществления оперативного руководства линейными работниками на дистанции пути и переговоров линейных работников между собой.

5. ДРС – дорожная распорядительная связь служит для распределения подвижного состава между отделениями железных дорог. Предназначена для переговоров диспетчера с дежурными отделений по вопросам регулирования движения поездов.

6. ЭДС – энергодиспетчерская связь. При помощи ЭДС осуществляется оперативное руководство подачей электроэнергии в контактную сеть.

7. ПГС – перегонная связь. Дает возможность линейным работникам, находящимся на перегоне, вести переговоры с дежурным по станции, с энерго- и поездным диспетчером.

8. СЭМ - служебная связь электромехаников.

9. ПРС – поездная радиосвязь.

10. БДС – билетно-диспетчерская связь.

11. ВГС – вагонно-распорядительная связь. Предназначена для служебных переговоров работников отделения дороги со станциями по вопросам состояния вагонного парка.

12. ТУ и ТС – телеуправление тяговыми подстанциями и телесигнализация.

Таким образом, количество пар для ОТС составляет 15, а количество задействованных четверок 8. ОТС будем размещать в первом кабеле. Общее число четверок в первом кабеле составляет 5+8=13, во втором кабеле 5 ВЧ четвёрок, так как отделенческая связь в этом кабеле не размещается.

Для данного количества ВЧ и НЧ четверок, нам подходят два кабеля марки МКПАБ емкостью 14 четвёрок. Кабель 14×4 имеет пять ВЧ четверок и девять НЧ четверок, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Диаметр жил четвёрок 1,05 мм, сигнальных и контрольных жил – 0,7 мм.

Кабели МКПАБ и МКБАБ предназначены для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью.

В кабелях марки МКПАБП поверх брони наложен полиэтиленовый шланг, защищающий оболочку и броню от коррозии. Поэтому такие кабели прокладываются в сильно агрессивных грунтах.

По типовым схемам распределения четверок при двухкабельной системе рекомендуется для ВЧ связей использовать в 14-четверочном кабеле – пять четверок (первую, вторую третью, четвертую и шестую).

Расцветка и нумерация четверок кабеля МКПАБ 14×4×1,05+5×2×0,7+1×0,7 (К1 и К2) приведена на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Расцветка и нумерация четверок кабеля МКПАБ 14×4×1,05+5×2×0,7+1×0,7

 

 

Таблица 2 – Распределение цепей по четверкам

Номер и расцветка пар кабеля	Тип четверки	Пары	Использование пар в кабелях систем связи
			К1	К2
1 – красная	ВЧ	1,2	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
2 – черная	ВЧ	1,2	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
3 – желтая	ВЧ	1,2	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
4 – бело-желтая	ВЧ	1,2	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
5– бело-красная	НЧ	1,2	ПДС, ЛПС	-
6 – синяя	ВЧ	1,2	ВЧ, ВЧ	ВЧ, ВЧ
7 – бело-синяя	НЧ	1,2	ДРС, МЖС	-
8 – черно-желтая	НЧ	1,2	ТУ, ТС	-
9 – бело-синяя	НЧ	1,2	ЭДС, ПС	-
10 – черно-желтая	НЧ	1,2	СЭМ, БДС	-
11 – бело-синяя	НЧ	1,2	ПРС, ПРС	-
12 – бело-синяя	НЧ	1,2	ВГС	-
13 – черно-желтая	НЧ	1,2	ПГС, ПГС	-
14 – бело-красная	НЧ	1,2	-	-

Для соединения строительных длин кабелей связи, имеющих свинцовую или алюминиевую оболочку, в местах ответвлений для оконечной разделки применяют свинцовые и алюминиевые муфты. Свинцовые муфты делят на прямые, разветвительные и оконечные.

Прямые муфты бывают соединительные, симметрирующие, конденсаторные. Для кабеля емкостью МКПАБ – 14×4×1,05+5×2×0,7+1×0,7,применим прямые свинцовые муфты типа МСП – 14. Будем использовать тройниковые муфты типа МСТ 14×4 для ответвлений от магистрального кабеля, а также оконечные свинцовые муфты типа МСО – 14, которые используются при монтаже кабелей вторичной коммутации, кабелей ответвлений и местной связи.

Используем также газонепроницаемые муфты типа ГМС – 14, которые предназначаются для предотвращения утечки газа из-под оболочки кабеля. Такие муфты применяются при вводах кабеля в дома связи, усилительные пункты и в местах ответвлений от магистральных кабелей.

Для защиты прямых и тройниковых свинцовых муфт подземных кабелей от механических повреждений устанавливают защитные чугунные муфты. Будем использовать чугунные прямые муфты типа МЧ – 50 и чугунные тройниковые муфты типа Т – 50.

Для монтажа вводного кабеля и кабеля для ответвлений применим муфту типа МС – 50. Вводные кабели и кабели для ответвлений заканчиваются на кабельных боксах. Будем использовать боксы типа БМ 1-1.

Будем также использовать кабельные шкафы типа ШМСII. В них располагаются линейные защитные и согласовывающие устройства для цветных и стальных цепей, боксы и оконечные кабельные муфты.

1.3 Места oтветвленийoтмагистральнoгo кабеля и выбор типа кабеля для ответвления

Организация всех связей для обеспечения оперативной работы дороги по магистральным кабельным линиям отличает железнодорожные кабельные линии. Это вызвано большим количеством низкочастотных технологических связей и необходимостью их выделения в ряде пунктов как на станциях, так и на перегонах. По этой причине необходимо организовывать ответвления.

Ответвления от магистрального кабеля предназначены для ввода цепей в помещения постов электрической централизации (ЭЦ), пассажирские здания, подвода цепей СЦБ и перегонной связи к сигнальным точкам автоблокировки, включения промежуточных пунктов линейно-путевой связи (ЛПС) на перегонах, для связи с тяговыми подстанциями, постами секционирования контактной сети, жилыми зданиями службы пути и для некоторых других целей.

Ответвления цепей могут производиться шлейфом или параллельно. Цепи отделенческой связи на станциях где нет усилительных пунктов, заводят в пассажирское здание устройствами автоматики или пост ЭЦ шлейфом.

При определении необходимого количества кабеля учитывают запас в размере: 1,6% – на укладку кабеля в траншее и котлованах; 0,4% – на отходы при спаечных работах. При прокладке кабеля через водоемы принимают запас 14%.

Так как на заданном участке существует электротяга переменного тока, то для устройства ответвлений от железнодорожного магистрального кабеля ко всем служебным объектам и для вторичной коммутации будем применять кабель в металлической оболочке, бронированный, с наружным джутовым покровом, марки ТЗБ.

Для устройства ответвления к тяговой подстанции используем кабель в металлической оболочке, в наружном полиэтиленовом шланге, марки ТЗПАПБП. В здание ОУП вводятся шлейфом все виды связи. Поэтому в этот объект целесообразно вводить оба магистральных кабеля шлейфом.

При разработке схемы организации связи необходимо учитывать, что цепи дальней связи вводятся лишь в оконечные и усилительные пункты кабельной магистрали. В то же время цепи отделенческой связи. Используемые непосредственно для организации движения поездов и оперативного управления работой участка железной дороги, вводятся в многочисленные пункты, расположенные вдоль кабельной магистрали.

В зависимости от назначения применяют девятнадцать типов ответвлений. Схемы ответвлений выбираются в зависимости от типов

ответвлений. Ответвления отличаются только емкостью кабелей и применяемой арматурой.

Тип 1 – в пассажирское здание или пост ЭЦ на станции, не имеющей усилительного пункта.

Тип 2 – в необслуживаемый усилительный пункт (термокамеру или контейнер на перегоне).

Тип 3 – в ПЗ на станции с постом ЭЦ, не действующим к моменту пуска электрической тяги.

Тип 4 – в ПЗ на станции, имеющей пост ЭЦ.

Тип 5 – в блокпост.

Тип 6 – в остановочный пункт.

Тип 7 – к проходному сигналу, резервной точке и неохраняемому переезду.

Тип 8 – к охраняемому переезду.

Тип 9 – к входному сигналу.

Тип 10 – в тяговую подстанцию или электростанцию.

Тип 11 – в дежурный пункт дистанции контактной сети.

Тип 12 – в пост секционирований контактной сети.

Тип 13 – в здание службы пути (в том числе в помещения для обогрева на станциях и перегонах).

Тип 14 – в переговорный пункт перегонной связи (обвальные посты, тоннели и т. п.).

Тип 15 – в квартиру электромеханика.

Тип 16 – в переговорный пункт постанционной связи.

Тип 17 – в переговорный пункт вагонораспорядительной связи.

Тип 18 – к охраняемому объекту.

Тип 19 – к станции поездной радиосвязи на перегоне.

Применявшийся ранее тип 3 в настоящее время не используется.

Определим тип ответвления, марку и емкость кабелей используемых для ответвлений. Результаты расчетов представлены в таблице 3. Емкость кабеля выбирается в соответствии с числом ответвляемых жил.

 

Таблица 3 – Расчетная таблица емкости кабелей ответвлений

Наименование и ордината объектов связи и СЦБ	Цепи вводимые		Требуемое число пар жил кабеля	Марка и емкость кабеля
	шлейфом	параллельно
ОУП (л) 79 км 000	Все виды связи			Ввод магистральных кабелей шлейфом в объект
ТП (п) 79 км 450	ТУ, ТС	ПС, ЭДС	6	ТЗБ 3×4×1,2
Вх. РШ (л) 80 км 500	ПГС	ПДС	5	ТЗБ 3×4×1,2
РШ С (л) 82 км 000	ПГС, МЖС		6	ТЗБ 3×4×1,2
П (л) 82 км 800	ПГС	ЛПС	5	ТЗБ 3×4×1,2
РШ С (п) 83 км 000	ПГС, МЖС		6	ТЗБ 3×4×1,2
ПСКЦ (п) 84 км 000		ЭДС, ПС	2	ТЗБ 3×4×1,2
Вх. РШ (п) 84 км 800	ПГС	ПДС	5	ТЗБ 3×4×1,2
ЭЦ (п) 86 км 000	Все виды связи			Ввод магистральных кабелей шлейфом в объект

 

Длина кабеля для каждого ответвления складывается из расстояния от трассы кабеля до объекта, куда вводится кабель, и запаса. Запас длины кабеля определяется ориентировочно в зависимости от места ввода:

- НУП – 10 м;

- ОУП – 20 м;

- Пост ЭЦ или пассажирское здание – 20 м;

-Будканапереезде,линейно-путевоездание, квартира электромеханика – 5 м;

- Релейный шкаф точки автоблокировки – 3 м;

- Тяговая подстанция (совмещенная) – 25 м;

Расстояние от трассы кабеля до ближайшего рельса определяется расчетом влияния на цепи связи. В оконечные и усилительные пункты магистральный кабель вводится полностью с включением всех цепей на вводно-коммутационное устройство (ВКС).

При расположении объекта на противоположной стороне железной дороги по отношению к трассе кабеля, расчет длины кабельного ответвления ведется по формуле:

 

 

При расположении объекта между железной дорогой и трассой кабеля:

 

 

где 1,02 – коэффициент, учитывающий запас 1,6 % на укладку кабеля в траншее и котлованах и запас 0,4 % на отходы при спаечных работах;

– расстояние от трассы кабеля до железнодорожного полотна;

– расстояние удаления объектов связи от ближнего рельса
железнодорожногопути;

– ширина железнодорожного полотна;

– запас на муфты;

– запас на объект;

Рассчитаем необходимую длину кабеля для ответвления в ОУП (л) с ординатой 79000 м:

 

 

Для ТП (п) длина кабеля для ответвления равна:

 

Для Рш-Вх (л) и Рш-С (л) длина кабеля для ответвления равна:

 

 

Для П (л) длина кабеля для ответвления равна:

 

 

Для Рш-С (п) и Рш-Вх (п) длина кабеля для ответвления равна:

 

Для ПСКЦ (п) длина кабеля для ответвления равна:

Для ЭЦ (п) длина кабеля для ответвления равна:

 

 

 Результаты расчетов представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 – Результаты расчета длин кабелей ответвления

Ордината объекта	Объект	– запас на объект, м	Емкость и марка кабеля	Длина кабеля, м
79 км 000	ОУП (л)	20	МКПАБ 14×4×1,05+…	50
79 км 450	ТП (п)	25	ТЗБ 3×4×1,2	35
80 км 500	РШ-Вх (л)	3	ТЗБ 3×4×1,2	33
82 км 000	РШ-С (л)	3	ТЗБ 3×4×1,2	33
82 км 800	П (л)	5	ТЗБ 3×4×1,2	35
83 км 000	РШ-С (п)	3	ТЗБ 3×4×1,2	13
84 км 000	ПСКЦ (п)	25	ТЗБ 3×4×1,2	35
84 км 800	РШ-Вх (п)	3	ТЗБ 3×4×1,2	13
86 км 000	ЭЦ (п)	30	МКПАБ 14×4×1,05+…	30

 

Выбрав схему ответвления к каждому отдельному объекту, определив емкость и длину кабеля ответвлений, а также арматуру, необходимую для их производства, составляется скелетная схема кабеля, являющаяся основным документом при производстве монтажа кабеля.

На схему участка кабельной линии наносят все объекты, к которым должны произвестись ответвления, а также отмечают места расположения усилительных пунктов.

Схема ответвленийприведена на чертеже ЛС 12.04.72.01 Э1. Скелетная схема кабеля приведенана чертеже ЛС 12.04.72.02 Э7.

 

 

Трасса кабеля

 

Рисунок 2 – Заданный участок железной дороги

Выбор трассы кабельной линии является одним из основных элементов проектирования. От правильного выбора трассы зависит стоимость сооружения кабельных линий и сетей, их долговечность, надежность и бесперебойность действия.

Трасса кабельной линии будет проходить по территории Ростовской области. На территории области протекает одна из крупнейших рек Европы – Дон (длина 1870 км), расположено Цимлянское водохранилище (объем 24 млрд. м3). Судоходны основные притоки Дона – реки Северный Донец и Маныч. Озера занимают 0,4% территории области.

Лесной фонд незначителен (2,4% территории области) и большей частью представлен искусственными лесами, выполняющими водоохранные и защитные функции. В Ростовской области имеется несколько отдельно стоящих гор в разных районах области.

Климат области умеренно-континентальный, однако в Приазовье проявляются черты морского, особенно в зимний период. Климатический режим в течение года существенно меняется, метеорологические сезоны года, как правило, не совсем совпадают с календарными. Из-за значительной протяженности с севера на юг наблюдается определенная дифференциация, особенно заметная зимой.

Средние летние температуры севера (+22°С) и юга (+24°C) области не сильно отличаются. В то же время в январе-феврале эти значения расходятся почти вдвое: от -8,5°C у границы с Воронежской областью до -4°C в Азовском районе области, который имеет самую высокую среднегодовую температуру на ее территории (+10,5°С).

Если рассмотреть конкретней Ростов-на-Дону, то среднегодовая температура составляет (+10°С). В год выпадает около 618 мм осадков. Влажность воздуха составляет около 72%, летом – 62-66%, а зимой – 77-86%.

Трасса кабельной линии должна соответствовать следующим техническим условиям:

– прокладываться в полосе отвода железных дорог, при этом длина трассы должна быть наименьшей и не превышать длину главного пути более чем на 1-1,5%. Трассу кабеля по возможности выбирают на той стороне железной дороги, где расположено большинство линейных и других пунктов, в которые устраиваются ответвления;

– топографические и геологические условия должны обеспечивать выполнения наименьшего объема работ с минимальными вырубками лесных насаждений при строительстве, а также возможность максимального применения механизмов при прокладке кабеля;

– грунт не должен создавать опасности почвенной коррозии. Если при прокладке трассы нельзя обойти почвы, содержащие соли и кислоты, болотистые и топкие места, а также шлаки, то кабели в таких местах прокладывают в желобах или трубах (бетонных, асбоцементных).

В данном курсовом проекте высоковольтная линия автоблокировки (участок А-К) проходит с левой стороны на расстоянии 6 метров от железной дороги, поэтому проложим трассу кабеля с правой стороны пути. Участок Д-Н оборудован полуавтоматической блокировкой.

Трасса на участке А-К имеет сближение с высоковольтной линией, напряжением 35 кВ.