Физико – технический институт — КиберПедия 

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Физико – технический институт

2017-11-17 299
Физико – технический институт 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИКО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ связи

Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Направляющие системы электросвязи»

для студентов специальности 654400 – Телекоммуникации

Иркутск

Проектирование кабельных линий связи. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Направляющие системы электросвязи» для студентов специальности 654400 – Телекоммуникации. Составитель: Насникова И.Г. – Иркутск.: ИрГТУ, 2010. –45 с.

 

Содержит способы расчетов характеристик симметричных и коаксиальных кабелей дальней связи. Приведены основные расчетные формулы, справочные данные и рекомендации по оформлению расчетов.

 

Рецензент:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Общие указания по выполнению курсового проекта

1.1 Требования к курсовому проекту и его оформление

1.2 Задачи курсового проектирования

Выбор трассы кабельной линии связи

3 Выбор конструкции кабельной линии связи

3.1Определение конструкции кабеля и способа организации связи

3.2 Уточнение конструктивных размеров симметричного ЭКС

3.3 Уточнение конструкции коаксиального ЭКС

Расчет параметров передачи кабельных цепей

4.1 Общие положения по расчёту параметров передачи кабельных цепей

4.2 Расчет первичных параметров передачи симметричных кабелей

4.2.1 Расчет сопротивления цепи

4.2.2 Расчет индуктивности кабеля

4.2.3 Определение емкости цепи

4.2.4 Определение проводимости изоляции

4.3 Расчет вторичных параметров передачи симметричной кабельной цепи

4.4 Расчет параметров передачи коаксиальных кабелей

4.4.1 Определение первичных параметров коаксиальной пары

4.4.2 Определение вторичных параметров передачи по коаксиальной паре

4.5 Размещение регенерационньих пунктов по трассе кабельной линии

Расчет параметров взаимных влияний между цепями

5.1 Общие положения

5.2 Расчёт параметров взаимных влияний между цепями симметричного ЭКС

5.2.1 Расчет первичных параметров влияния между цепями симметричного

ЭКС

5.2.2 Расчет вторичных параметров влияния между цепями симметричного

ЭКС

5.3 Расчёт параметров взаимных влияний между цепями коаксиальных ЭКС

5.3.1 Расчет первичных параметров влияния между цепями коаксиальных

ЭКС

5.3.2 Расчет вторичных параметров влияния между цепями коаксиальных

ЭКС

6 Защита электрических кабелей связи от влияния внешних электромагнитных

полей

6.1 Расчёт опасных магнитных влияний

6.2 Нормы опасного магнитного влияния

6.3 Расчёт и защита кабелей связи от ударов молнии

6.4 Расчёт надёжности проектируемой кабельной магистрали

Список литературы

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Наряду с перспективными волоконно-оптическими линиями передачи на магистральных и внутризоновых сетях связи России в настоящее время широко используются симметричные и коаксиальные электрические кабели связи (ЭКС), срок службы которых исчисляется десятками лет. Поэтому важной задачей является как разработка, так и реконструкция кабельных линий связи, построенных на базе ЭКС с целью повышения эффективности использования и замены устаревших аналоговых систем передачи (АСП) на цифровые системы передачи (ЦСП).

При подготовке специалистов телекоммуникационных систем важное место занимают вопросы выбора наиболее целесообразных технико-экономических вариантов реконструкции и проектирования линий связи, многофакторный подход к проектированию для получения максимального эффекта при минимуме затрат.

При работе над проектом кабельной линии связи студенты должны закрепить и углубить теоретические знания, полученные ими при изучении курса лекций, научиться использовать учебную, справочную и научно-техническую литературу.

В результате выполнения курсовой работы студенты должны:

- знать принципы и порядок эскизного проектирования направляющих систем связи;

- уметь определять основные характеристики и параметры направляющих систем связи по заданным техническим параметрам, определять структуру и разрабатывать функциональную схему прокладки линии связи, производить оценку электромагнитной совместимости, выбрать защиту от внешних влияний и коррозии;

- иметь представление о существующих типах линий связи, о принципах их построения, взаимных и внешних влияний и способах защиты от них, о принципах монтажа линий связи.

 

Рисунок 3.1 - диаметр изолированной жилы

Изолированные жилы скручиваются в четвёрки с шагом 80-300 мм.

Диаметр элементарной группы, мм скрученной в звёздную четвёрку

(3.3)

Диаметр центрирующего корделя, мм определится из соотношения:

(3.4)

где - расстояние между центрами жил одной пары, мм.

Размеры кабельного сердечника, мм зависят от числа четвёрок в кабеле:

- для одночетвёрочного кабеля

- для четырёхчетвёрочного кабеля

- для семичетвёрочного кабеля при расположении в центре одной четвёрки и шести четвёрок в повиве:

 

Диаметр кабельного сердечника с поясной изоляцией при наличии металлической оболочки будет соответствовать диаметру оболочки:

, (3.5)

где – tпи - радиальная толщина поясной изоляции, мм.

В проекте используются, как правило, кабели небронированные - для прокладки в канализации, бронированные стальными лентами - для прокладки непосредственно в грунте и бронированные круглыми проволоками - для прокладки через судоходные и сплавные реки. Поэтому расчёт диаметров кабеля выполняется для всех трёх разновидностей конструкции, пользуясь справочными данными.

Общие положения по расчёту параметров передачи

Кабельных цепей

Параметры передачи кабельных цепей рассчитываются с целью оценки электрических свойств используемого в проекте кабеля и для последующего размещения регенерационных пунктов по трассе кабельной линии.

В результате расчёта должны быть построены графики частотной зависимости параметров, поэтому расчёт необходимо провести не менее, чем на пяти фиксированных частотах рабочего диапазона, включая минимальную и максимальную.

При выборе средней расчётной частоты следует иметь в виду, что наиболее резкому изменению подвержены параметры в области нижней части рабочего диапазона.

При расчёте параметров для систем ИКМ за минимальную частоту целесообразно принимать f=10 кГц, за максимальную - полутактовую частоту, соответствующую половинному значению скорости передачи, бит/с (табл. 4.1).

Таблица 4.1 - Системы передачи по ЭКС

Система передачи по линии связи Скорость передачи, кбит/с Затухание ЭКУ, дБ Расстояние между ОУП, км Кабель
ИКМ-120   45…65   симметричный
ИКМ-120х2   45…65   симметричный
ИКМ-480С   45…85   симметричный
ИКМ-480   45…65   малогабаритный коаксиальный
ИКМ-480х2   45…65   малогабаритный коаксиальный

 

 

Таблица 4.3- Параметры проводниковых материалов

 

Металл ρ, Ом·мм2 σ, МСм/м k, 1/мм kr
Медь 0,0175 57,0
Алюминий 0,0295 34,36
Сталь 0,1380 7,23
Примечание: d-диаметр проволоки, мм; f – частота, Гц.

 

Для расчета активного сопротивление жилы постоянному току можно использовать формулу

(4.3)

где ρ - удельное электрическое сопротивление жилы, Ом·мм2/м;

d – диаметр жилы.

Если жилы многопроволочные, то активное сопротивление цепи постоянному току определяется как

(4.4)

где dпр - диаметр отдельной проволоки, мм;

n - число проволок в жиле.

Дополнительное сопротивление Rм, эквивалентное потерям в окружающих металлических элементах кабеля, зависит от месторасположения рассматриваемой цепи, материала оболочек, частоты и определяется экспериментально (табл.4.4). В таблице приведены значения Rм при частоте 200 кГц. Пересчет на другие частоты

(4.5)

где Rм200 – значение из табл.4.4.

 

Таблица 4.4 – Дополнительное сопротивление Rм за счет потерь в

окружающих металлических массах

Число четверок в кабеле Сопротивление потерь Rм200, Ом/км
от соседних четверок в повивах от свинцовой оболочки от алюминиевой оболочки
                 
              8,1    
  7,5           5,2    
1+6   7,5   1,5 5,5   0,6    
1+6+12   7,5 7,5           0,4

 

Для алюминиевой оболочки ввиду его большой проводи­мости сопротивление потерь будет меньше в , т. е. в 2,72 раза.

4.2.2 Расчет индуктивности кабеля

Индуктивность кабеля (Гн/км), складывается из двух составляющих: внутренней и межпроводниковой (внешней)

(4.6)

где а - расстояние между центрами жил, мм;

r – радиус жилы, мм;

χ – коэффициент укрутки;

μ0- относительная магнитная проницаемость металла жилы;

Q(kr) - табулированное значение функции Бесселя (см. табл.4.2).

Внешняя индуктивность имеет большое значение (порядка 60..90 %). Внутренняя индуктивность по абсолютной величине значительно меньше внешней и с ростом частоты существенно снижается.

4.2.3 Определение емкости цепи

Для двухпроводной цепи расчетная формула рабочей емкости (Ф/км), с учетом влияния соседних цепей, оболочки и скрутки цепей имеет вид

(4.7)

где εr - эффективная диэлектрическая проницаемость изоляции;

ψ - поправочный коэффициент, учитывающий близость соседних жил и металлической оболочки;

а - расстояние между жилами;

r - радиус жилы;

χ - коэффициент укрутки.

Расчетные формулы для определения коэффициента ψ различных типов скрутки имеют вид:

для парной

(4.8)

где dп - диаметр изолированной пары;

d1 - диаметр изолированной жилы;

d - диаметр жилы;

a - расстояние.между жилами;

для звездной без экрана

(4.9)

где - диаметр звездной скрутки;

для звездной в экране

(4.10)

где dэ – диаметр экрана;

для двойной парной скрутки

(4.11)

где dдп - диаметр двойной парной скрутки.

4.2.4 Определение проводимости изоляции

Проводимость изоляция на переменном токе обусловлена как током проводимости, так и активной составляющей тока абсорбции, причем роль последнего с повышением частоты заметно возрастает. Проводимость изоляции (См/км), определяется по формуле

(4.12)

где С - емкость цепи;

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь.

Значения ε и tgδ для различных видов изоляции и частот приведены в табл. 4.5.

Сведений о значениях tgδ в более высоком диапазоне частот для симметрич-

ных кабелей в технической литературе не имеется, однако, учитывая, что чистые полиэтилен и полистирол имеют значение tgδ постоянное в широком диапазоне частот и потери определяются лишь наличием в изоляции примесей и загрязне-

ний неполярного диэлектрика полярными молекулами при расчете в более высоком диапазоне частот tgδ можно принимать равным его величине при f=550 кГц.

Таблица 4.5 - Электрические свойства некоторых изоляционных материалов

Материал εэ tgδ·10-4 при частоте, кГц
  100    
Сплошной ПЭ 1,9-2,1        
Пористый ПЭ 1,4-1,5        
Кордельно-стирофлексная 1,2-1,3        
Кордельно-бумажная 1,3-1,4        
Балонно-полиэтиленовая 1,2-1,3        

 

Общие положения

Электромагнитное влияние между симметричными цепями обусловлено наличием поперечного электромагнитного поля, которое и наводит в рядом расположенной цепи токи помех.

В отличие от симметричной пары, коаксиальная пара не имеет внешнего поперечного поля, а подверженность, коаксиальных пар взаимным и внешним помехам обусловлена наличием продольной составляющей электрического поля Еz.

Влияние между двумя коаксиальными парами осуществляется через третью промежуточную цепь (образованную из внешних проводников этих пар), в которой действует ЭДС, пропорциональная величине Еz на внешней поверхности внешнего проводника влияющей коаксиальной пары, причем величина Еz быстро уменьшается с ростом частоты.

Величина взаимных влияний между цепями выражается и нормируется через переходные затухания на ближнем конце А0 и дальнем Аl, концах, а также через защищённость Аз.

При выполнении курсового проекта необходимо рассчитать указанные характеристики и сравнить их с нормами. Если нормы на параметры взаимного влияния не выполняются, то необходимо указать меры уменьшения взаимных влияний.

В результате расчёта должны быть построены графики частотной зависимости параметров, поэтому расчёт необходимо провести не менее, чем на пяти фиксированных частотах рабочего диапазона.

При расчёте параметров для систем ИКМ за минимальную частоту целесообразно принимать f=10 кГц, за максимальную - полутактовую частоту, соответствующую половинному значению скорости передачи, бит/с (табл. 4.1).

Список литературы

1. Направляющие системы электросвязи: Учебник для вузов. В 2-х томах. Том 1 – Теория передачи и влияния / В. А. Андреев, Э. Л. Портнов, Л. Н. Кочановский; Под редакцией В. А. Андреева. – 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009 - 424.

2. Направляющие системы электросвязи: Учебник для вузов. В 2-х томах. Том 2 – Проектирование, строительство и техническая эксплуатация / В. А. Андреев, А. В. Бурдин, Л. Н. Кочановский; Под редакцией В. А. Андреева. – 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия-Телеком, 2010 - 424.

3. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. – М.: Радио и связь, 1988 г.

4. Электрические кабели, провода и шнуры: Справочник/ Н.И. Белоруссов, А.Е. Саакян, А.И. Яковлева; Под ред. Н.И. Белоруссова. – 5 изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1988.

5. Справочник строителя сооружений связи / Д.А. Барон, И.И. Гроднев, В.Н. Евдокимов. – М.: Радио и связь, 1988. – 264 с.

6. Справочник. Аппаратура систем передачи по линиям связи / Э.С. Воклер и др. - М.: Связь, 1970. – 675 с.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИКО – ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 


Поделиться с друзьями:

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.01 с.