5. Организация связи и цепей автоматики на кабельной магистрали

Каналы магистральной и дорожной связи, организуются по оптическим волокнам с применением аппаратуры STM-1. Они вводятся лишь в оконечные пункты проектируемой кабельной магистрали.

Схема организации дорожной и магистральной связи на участке А-К с применением аппаратуры STM-1 приведена на рисунке 3.



Цепи ОТС организуются по симметричному кабелю и предназначены для оперативного управления движением поездов и управления работой различных подразделений на участке железной дороги, поэтому они вводятся в соответствующие служебные объекты, расположенные вдоль кабельной магистрали на перегонах и станциях.

6. Расчет влияний тяговой сети переменного тока на симметричные цепи кабельной линии связи

Кабельные линии связи подвергаются опасным и мешающим магнитным влияниям тяговой сети переменного тока

Опасные напряжения в жилах кабеля могут возникать при аварийном (замыкании тяговой сети на землю или рельсы) и вынужденном (отключении от контактной сети одной из тяговых подстанций) режимах работы тяговой сети.

В целях сокращения расчетов, в курсовом проекте разрешается выполнить расчет опасных влияний только для вынужденного режима, когда тяговая подстанция, расположенная на станций Д, отключена, а тяговая подстанция станции А питает все плечо тяговой сети протяженностью А—Д.

Цель расчета влияний заключается в определении такой ширины сближения кабельной линии с тяговой сетью, при которой опасное напряжение, индуктируемое в жилах кабеля, не превышало бы допустимых значений 36 или 200 В (в зависимости от принятой системы эксплуатации кабельной магистрали) при вынужденном режиме работы контактной сети.

Нормы опасных напряжений. Допустимые индуктированные напряжения в жиле кабеля по отношению к земле (при заземлении жилы кабеля на противоположном конце расчетного участка) ограничиваются с точки зрения электробезопасности обслуживающего персонала и работоспособности систем передачи.

Безопасными для обслуживающего персонала и аппаратуры, при отсутствии специальных мер защиты

---

, считаются индуктированные напряжения не выше 36 В.

В тех случаях, когда аппаратуру оконечных и промежуточных пунктов включают в кабельные цепи через изолирующие трансформаторы, а техническое обслуживание и ремонт кабеля выполняют с соблюдением мер предосторожности , то величина индуктированных напряжений не должна превышать величины, зависящей от типа применяемых систем передачи. При курсовом проектировании рекомендуется принять =200 В.

Величина опасного напряжения U, индуктируемого на изолированном конце жилы кабеля при заземленном противоположном конце (в этом случае величина напряжения максимальна), определяется по формуле:

		(10)
где	ω — круговая частота влияющего тока частотой f=50 Гц; М — взаимная индуктивность между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц, Г/км., рассчитываемая по формуле.
		(11)
где	а - значения ширины сближения, м; σ - проводимость грунта, См/м ; - коэффициент экранирования рельсов; - коэффициент защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц; lp - расчетная длина сближения кабельной цепи связи тональной частоты с тяговой сетью, км (соответствует расстоянию от начала цепи (ст. А) до ближайшего промежуточного усилителя тональной частоты); - эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц, А, определяемый при вынужденном режиме работы тяговой сети по формуле:

		(12)
где	- результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, A ; Km — коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным ( )
		(13)
где	- максимальная потеря напряжения в тяговой сети между тяговой подстанцией и максимально удаленным электровозом, В; При > 30 = 8500 В; - длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы, км; и - соответственно активное ,и реактивное сопротивления тяговой сети, Ом/км (величины и принимаются равными 0,12 и 0,48 Ом/км ); — коэффициент мощности электровоза, составляющий 0,8; т — число поездов, одновременно находящихся в пределах плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме (рекомендуется принять 4 - 6).
		(14)
где	- расстояние от тяговой подстанции до начала цепи связи, км (соответствует расстоянию между тяговой подстанцией ст. Л и ОУП) - расчетная длина сближения кабельной цепи связи, км.

---

По результатам расчета величина индуктированных влияний на цепи связи от контактной сети переменного тока =224 В превышает допустимое значение =200 В, для уменьшения величины влияний до нормативных значений необходимо во столько же раз уменьшить величину взаимной индуктивности, найденную для ширины сближения 10 м. Затем, воспользовавшись формулой, по новому значению взаимной индуктивности определяется новая величина ширины сближения, при которой индуктированные напряжения не превышают допустимых значений.

При ширине сближения а=10 м расчетное влияние в 1,12 раз больше нормативного, следовательно взаимную индуктивность между тяговой сетью и жилой кабеля необходимо уменьшить минимум в 1,12 раз.

(15)

Из формулывзаимной индуктивности между тяговой сетью и жилой кабеля вынесем ширину сближения:

	(16)
	(17)

По результатам расчета ширину сближения необходимо увеличить до 16 метров, работы выполнять с использованием специальных мер защиты.

---

7. Расчет параметров оптического кабеля

Основным элементом оптического кабеля является оптическое волокно, изготовленное на основе особо чистого кварцевого стекла. Оптическое волокно имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и отражающей оболочки с фазовыми показателями преломления (далее показателями) равными соответственно n₁ и n₂.

Оптическое волокно характеризуется следующими параметрами:

• 
  абсолютной разностью показателей преломления сердцевины и отражающей оболочки:
  

(18)

• 
  относительной разностью показателей преломления:
  

  (19)

• 
  числовой апертурой световода со ступенчатым профилем:
  

  (20)

• 
  нормированной частотой:
  

  		(21)
  где	a – радиус сердцевины оптического волокна;

• 
  критической частотой f_кр , определяемой по формуле:
  

		(22)
где	d – диаметр сердцевины оптического волокна; Pnm - значение корней функции Бесселя для различных мод. Принимаем 2,405, так как используется одномодовое волокно.

• 
  критической длиной волны:
  

(23)

Затухание оптических кабелей (α_к) обусловлено собственными потерями в оптических волокнах (α

---

_с) и дополнительными потерями, обусловленными их деформацией и изгибами при изготовлении, прокладке и эксплуатации оптического кабеля связи:

(24)

Собственные потери оптических волокон складываются из потерь на поглощение (α_п) и потерь на рассеяния (α_р), т.е.

		(25)
		(26)
где	tgδ- тангенс угла диэлектрических потерь материала сердцевины ОВ; - длина волны излучения, выраженная в км.
		(27)
где	Кр- коэффициент рассеяния материала сердцевины ОВ, дБ⋅мкм4/км; - длина волны, мкм.

Дополнительные потери в оптических кабелях, обусловленные деформацией оптических волокон в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабеля равны:

		(28)
где	αмакро и αмикро - дополнительные потери соответственно вследствие микроизгибов и макроизгибов оптического волокна.

Потери на макроизгибах пренебрежимо малы. Потери на микроизгибах равны 0,005 дБ/км.

Фазовая скорость распространения светового импульса по оптическим волокнам. Фазовая скорость может изменяется в пределах:

Максимальная фазовая скорость:

(29)

---

Смотрите также файлы

• Реферат психогигиена. Понятие. Психогигиена учащихся, студентов, возрастная студентка 417 гр.docx

• Анализ транзакционной базы данных. Ассоциативные.pdf

• Выпускная квалификационная работа бакалавра.pdf

• А. М. Баева Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017. С. 9395.docx

• Лабораторная работа 1 изучение линз и оптических систем Подготовил студент 2 курса 5 группы.docx