88209

Проектирование кабельной магистрали

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

При проектировании кабельной магистрали необходимо: выбрать и обосновать трассу линии связи между заданными городами; определить число каналов на магистрали; выбрать систему передачи СП и тип кабеля определить схему организации связи; сделать конструктивный расчет кабеля разработать и вычертить...

Русский

2015-04-27

871.5 KB

2 чел.

  1.  Задание на проектирование и исходные данные.

При проектировании кабельной магистрали необходимо:

  1.  выбрать и обосновать трассу линии связи между заданными городами;
  2.  определить число каналов на магистрали;
  3.  выбрать систему передачи (СП) и тип кабеля , определить схему организации связи;
  4.  сделать конструктивный расчет кабеля, разработать и вычертить поперечный разрез кабеля с указанием его марки и размеров всех элементов;
  5.  рассчитать параметры передачи цепей кабеля в диапазоне частот выбранной системы передачи;
  6.  определить длину усилительного (регенерационного) участка и дать схему размещения ОУП и НУП (ОРП и НРП) на трассе;
  7.  рассчитать параметры взаимного влияния между цепями кабеля;
  8.  составить перечень основных работ по строительству кабельной магистрали, рассчитать объем работ и потребные для строительства основные линейные материалы.

Исходные данные.

Проектируется междугородная магистраль между городами Волгоград (1021,2тыс.чел.) и Ставрополь(400,5тыс.чел.).

  1.  Выбор и обоснование трассы магистрали.

В данном проекте предлагается три возможных варианта прокладки трассы магистрали Все варианты сравниваются по следующим параметрам:

  1.  по протяженности трассы;
  2.  по числу пересечений трассы с железными и автодорогами;
  3.  по числу речных переходов;
  4.  расстояние от трассы до населенных пунктов, расположенных вдоль магистрали;
  5.  условия местности (рельеф, почвы, климат и т.д.).

Во всех вариантах кабель проложен в основном вдоль шоссейных и железных дорог, по равнинной местности с благоприятными климатическими условиями. Прохождение трассы вдоль дороги уменьшает расходы на строительство и эксплуатацию, т.к. дает возможность применения механизированной прокладки кабеля и применения различной техники при эксплуатации трассы.

  1.  Определение числа каналов на магистрали.

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется как:

Ht = H0(1 + P/100)t ;

где H0 – народонаселение тыс. чел.;

      Р – средний прирост населения в данной местности, % (принимается 2-3%);

      t – период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом переписи населения. Год перспективного проектирования принимается на 5, 10 или 20 лет вперед по сравнению с текущим годом. В курсовом проекте принимаем год перспективного проектирования на 5 лет вперед. Следовательно,

t = 5 + (tm – 2011)

где tm  - год составления проекта. Поскольку tm = 2014, то

t = 5 +(2014 – 2011) = 8 лет.

Численность населения в Волгограде:

HtТ =1021,2 (1 + 2/100)8 = 3635,5 тыс. чел.

Численность населения в Ставрополе:

HtБ = 400,5(1 + 2/100)8 = 1425,78 тыс. чел.

Количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами 0,3 (30 телефонов на 100 человек населения) количество абонентов в зоне действия АМТС:

m = 0,3 Ht ;

Количество абонентов в зоне действия АМТС в Волгограде:

mТ = 0,7*3635,5 = 2545тыс. чел.

Количество абонентов в зоне действия АМТС в Ставрополе:

mБ = 0,7*1425,78 = 998тыс. чел.

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествующие проектированию годы. Практически, эти взаимосвязи выражаются через коэффициент тяготения f1 , который как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12 %). В курсовом проекте примем f1 = 5 %.

Учитывая это, рассчитаем приближенное количество телефонных каналов по формуле:

  ;

где α1 и β1 – постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям. Обычно потери задают в 5%, тогда α1 = 1,3, β1 = 5,6.

f1 = 0,05 (5%) – коэффициент тяготения;

y = 0,05 Эрл  средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом;

Таким образом, число каналов для телефонной связи между Волгоградом и Ставрополем равно:

каналов;

 = 2*2330= 4660 каналов.

  1.  Выбор системы передачи и типа кабеля.

Выбор системы и кабеля производится в соответствии с рассчитанным общим числом каналов и исходя из технико-экономических соображений. Рассчитанное значение nоб=4660.Выбираем К3600.

Таблица 3.

Система передачи

Линейный спектр частот, кГц; скорость передачи кБит/с

Затухания усилительного (регенерационного) участка, дБ

Расстояние между ОУП или ОРП, км

К3600

812…17600

90

180

  1.  Конструктивный расчет кабеля.

Конструктивный расчет кабеля заключается в расчете размеров всех элементов, входящих в состав кабеля.

Прежде всего, по заданному значению диаметров внутренних проводников (dсг = 2,5 мм, dмг = 1,2 мм)  и исходя из нормируемого значения волнового сопротивления Zв = 75 Ом, определяется внутренний диаметр внешнего.

где εэ – эквивалентная относительная диэлектрическая проницаемость изоляции (εэ = 1,13 для шайбовой изоляции из [1, табл. 5.3]);

d – диаметр внутреннего проводника, мм;

D – внутренний диаметр внешнего проводника, мм;

Значение D определяется при Zв=75 Ом из выражения:

, мм

Следовательно, внутренний диаметр внешнего проводника среднегабаритного кабеля, равен:

мм

Для КП среднего размера применяется шайбовая полиэтиленовая изоляция.

Наружный диаметр КП среднего размера определяется по формуле:

 ,

где t –толщина внешнего проводника, мм

 tэ – общая толщина экрана из двух стальных лент, мм

 tu – толщина изоляционного слоя поверх экрана, мм.

Для КП среднего размера t = 0,3 мм, экран из двух стальных лент толщиной по 0,15 мм каждая, изоляция выполнена из двух лент бумаги К-120 толщиной по 0,12 мм каждая. Таким образом, наружный диаметр КП среднего размера равен:

 , мм

Так как кабель содержит малогабаритные КП, то их наружный диаметр определяется из соотношения:

 , мм

Затем определяем внутренний диаметр внешнего проводника малогабаритной КП:

 ,

где для малогабаритной КП t =0,13 мм, экран из двух стальных лент толщиной по 0,1 мм каждая, внешняя изоляция выполнена из поливинилхлоридной ленты толщиной 0,23мм. Таким образом, внешний диаметр малогабаритной КП равен:

 , мм

Диаметр скрученного сердечника, состоящего комбинированного кабеля, состоящего из двух КП среднего размера и двух малогабаритных КП равен

 , мм

 

Диаметр бронированного кабеля:

,

где tоб – толщина оболочки бронированного кабеля ,

tпод  – толщина подушки под броней ,

tбр – общая толщина брони ,

tнар – толщина наружного защитного покрова.

Диаметр кабеля, бронированного стальными лентами:

tоб = 1,3 мм, tпод = 1,5 мм, tбр = 1,5 мм, tнар = 2 мм.

, мм

Диаметр бронированного кабеля с броней из круглых проволок:

tоб = 2 мм, tпод = 1,6 мм, tбр = 4,5 мм, tнар = 2 мм.

, мм

На рис. 2 приведен поперечный разрез магистрального коаксиального кабеля перечисленных типов.

  1.  Расчет параметров передачи цепей кабеля в диапазоне частот.

 Расчет первичных (R, L, C, G) и вторичных (α, β, Zв, υф) параметров передачи выполняется в комбинированном кабеле для среднегабаритных и малогабаритных КП отдельно и для пяти значений частот.

Расчет первичных параметров передачи коаксиальных пар из меди производится по следующим формулам:

  •  Активное сопротивление, в Ом/км

  •  Индуктивность, Гн/км

  •  Рабочая емкость, Ф/км

  •  Проводимость изоляции, См/км

где значение tgδ берем из [1, табл. 5.3]

Расчет вторичных параметров проводим по формулам приведенным в [1, табл.4.6] для высоких частот, а фазовую скорость по формуле из  [1, формула 4.42].

  •  Коэффициент затухания, дБ/км

  •  Коэффициент фазы, рад/км

  •  Волновое сопротивление, Ом

  •  Фазовая скорость, км/с

Для выбранных ЦСП:

  1.  для К3600 тактовая частота fт = 140000 кГц, расчет производится для частот: 0,1fт , 0,25fт ,  0,5fт , 0,75fт , fт .

Активное сопротивление:

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

Индуктивность:

Рабочая емкость:

, нФ/км

Проводимость изоляции:

tgδ = 0,8*10-4

, См/км

, См/км

, См/км

, См/км

, См/км

Коэффициент затухания:

, дБ

,дБ

, дБ

, дБ

, дБ

Коэффициент фазы:

, рад/км

, рад/км

, рад/км

, рад/км

, рад/км

Волновое сопротивление:

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

Фазовая скорость:

, км/с

, км/с

, км/с

, км/с

, км/с

  1.   для ИКМ-480 тактовая частота fт = 34000 кГц, расчет производится для частот: 0,1fт , 0,25fт ,  0,5fт , 0,75fт , fт .

Активное сопротивление:

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

 

Индуктивность:

 

Рабочая емкость:

, нФ/км

Проводимость изоляции:

tgδ = 0,7*10-4

, См/км

, См/км

, См/км

, См/км

, См/км

Коэффициент затухания:

, дБ

,дБ

, дБ

, дБ

, дБ

Коэффициент фазы:

, рад/км

, рад/км

, рад/км

, рад/км

, рад/км

Волновое сопротивление:

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

Фазовая скорость:

, км/с

, км/с

, км/с

, км/с

, км/с

Результаты расчетов параметров передачи заносим в таблицу 4.

Таблица 4.

fсг, кГц

14000

35000

70000

105000

140000

fмг, кГц

3400

8500

17000

25500

34000

Rсг, Ом/км

155,2

245,2

347,2

425,4

490,9

Rмг, Ом/км

162

258

363

445

514

Lсг, мГн/км

0,2848

0,2841

0,2838

0,2836

0,2835

Lмг, мГн/км

0,3746

0,3718

0,3704

0,3698

0,3694

Ссг, нФ/км

44,4

44,4

44,4

44,4

44,4

Смг, нФ/км

34,2

34,2

34,2

34,2

34,2

tgδ*10-4сг

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

tgδ*10-4мг

0,7

0,7

0,7

0,7

0,7

Gсг, мСм/км

0,31

0,78

1,56

2,34

3,12

Gмг, мСм/км

0,051

0,089

0,26

0,38

0,51

αсг, дБ/км

8,52

13,6

19,4

23,9

27,8

αмг, дБ/км

6,74

10,79

15,27

18,77

21,7

βсг, рад/км

312,6

780,6

1560,5

2339,9

3119,3

βмг, рад/км

76,4

190,3

380

569,5

758,9

Zвсг, Ом

80,1

80

80

80

80

Zвмг, Ом

104,6

104,3

104

104

104

υфсг, км/с

281215

281561

281710

281809

281859

υфмг, км/с

279385

280435

280965

281192

281345

По результатам расчетов строим графики частотной зависимости параметров передачи цепи коаксиальной пары (рис. 3).

 Частотная зависимость активного сопротивления коаксиальной пары: с ростом частоты активное сопротивление возрастает за счет поверхностного эффекта и эффекта близости.

 Частотная зависимость индуктивности коаксиальной пары: индуктивность коаксиальной пары  с увеличением частоты уменьшается. Это обусловлено уменьшением внутренней индуктивности за счет поверхностного эффекта.

 Частотная зависимость рабочей емкости коаксиальной пары: емкость коаксиальной цепи от частоты не зависит.

 Частотная зависимость проводимости изоляции коаксиальной пары: проводимость изоляции с ростом частоты линейно возрастает. Величина ее зависит в первую очередь от качества диэлектрика, используемого в кабеле, и характеризуется величиной угла диэлектрических потерь tgδ.

 Частотная зависимость затухания коаксиальной пары: коэффициент затухания с ростом частоты закономерно возрастает за счет возрастания активного сопротивления коаксиальной пары и увеличения проводимости изоляции, а также за счет шунтирующего воздействия емкости.

 Частотная зависимость коэффициента фазы коаксиальной пары: коэффициент фазы с ростом частоты возрастает почти по прямолинейному закону, так как согласно приведенной выше формуле является функцией трех величин – частоты, емкости и индуктивности, из которых две ( емкость и индуктивность) в рассматриваемом диапазоне частот практически неизменны.

 Частотная зависимость волнового сопротивления коаксиальной пары: волновое сопротивление с ростом частоты незначительно уменьшается и в основном определяется параметрами изоляции и конструкцией кабеля (отношением диаметров внутреннего и внешнего проводников).

 Частотная зависимость скорости распространения электромагнитной энергии по коаксиальной паре: скорость распространения электромагнитной энергии также практически постоянна во всем диапазоне частот, и с ростом частоты стремится к пределу, определяемому свойствами изоляции. Для выбранной изоляции скорость распространения электромагнитной энергии почти приближается к скорости света.

  1.  Определение длины регенерационного участка и построение схемы размещения ОРП на магистрали.

 Линейный тракт ЦСП содержит передающее и приемное оборудование линейного тракта, регенерационные участки линии и регенерационные пункты, предназначенные для восстановления первоначальной формы, амплитуды и временных положений импульса.

Большинство промежуточных  регенерацонных пунктов являются необслуживаемыми (НРП) и только часть этих пунктов является обслуживаемыми (ОРП). Необслуживаемые пункты питаются по тем же цепям, по которым передаются линейные сигналы.

Размещение ОРП осуществляется по возможности в крупных населенных пунктах, где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топливом, условиями для обслуживающего персонала.

 Рассчитанный в предыдущем разделе коэффициент затухания цепей кабеля соответствует температуре 200 С (α20).Значение коэффициента затухания при температуре t0Ct) на глубине прокладки кабеля определяется по формуле, в дБ/км:

,

где αα – температурный коэффициент затухания, значение которого можно принять равным:

 1/рад

 t – среднегодовая температура на глубине прокладки кабеля, t = 7,50С.

При работе ЦСП максимум энергии в линии сконцентрировано в области частот, прилегающих к полутактовой частоте цифрового сигнала, поэтому расчет длины регенерационного участка ЦСП производится по формуле, в км:

,

где  S – усилительная способность промежуточного корректирующего усилителя регенератора, численно равная затуханию регенерационного участка. Для ЦСП типа  ИКМ-1920 и ИКМ-480 затухание регенерационного участка равно 55 дБ.

αtn – коэффициент затухания на полутактовой частоте (f=0,5fт) при среднегодовой температуре на глубине прокладки кабеля.

1,3 дБ – затухание станционных устройств.

Коэффициент затухания на полутактовой частоте при среднегодовой температуре на глубине прокладки кабеля для среднегабаритного кабеля, при α20 сг = 19,4 дБ, равен:

 , дБ/км

Коэффициент затухания на полутактовой частоте при среднегодовой температуре на глубине прокладки кабеля для малогабаритного кабеля, при α20 сг = 15,27 дБ, равен:

, дБ/км

Длина регенерационного участка для ЦСП-1920:

, км

Длина регенерационного участка для ЦСП-480:

, км

Допустимое расстояние между обслуживаемыми усилительными пунктами:

для ЦСП-1920  lу=240 км

для ЦСП-480  lу=200 км

Так как в нашем проекте используется комбинированный коаксиальный кабель следует предусмотреть совмещение усилительных и регенерационных пунктов для различных систем передачи.

Длина усилительного(регенерационного) участка принимается равной меньшему рассчитанному значению lу(l).

 , км

, км

при этом  для ЦСП-480 величину S следует уменьшить:

;   S = 43,6 дБ

  •   

Построим схему размещения РП на магистрали с нумерацией всех РП. Нумерация ОРП ведется: от административного центра высшего назначения к административному центру низшего назначения, на магистралях, соединяющих административные центры одинакового значения, с севера на юг.

Схема размещения и нумерация всех УП(РП) на магистрали приведена на рис.4.

  1.  Расчет параметров взаимного влияния между цепями кабеля.

В проекте необходимо рассчитать переходное затухание на ближнем конце А0 и защищенность на дальнем конце Аз на длине усилительного участка на тех же пяти частотах, на которых рассчитаны параметры передачи. Так как в нашем проекте используется комбинированный коаксиальный кабель, произведем расчет только для кабеля среднего размера.

Взаимные влияния между коаксиальными парами определяется конструкцией внешнего проводника коаксиальных пар.

  •  Сопротивление связи:

, Ом/км

где N – вспомогательная величина:

, Ом

К – коэффициент вихревых токов, для меди [1, табл. 6.2] равен:

, 1/м

 t – толщина внешнего проводника, t = 0,3 мм

σ – удельная проводимость меди, σ = 57*103 См/мм

  •  Сопротивление связи с учетом экрана:

, Ом/км

где Lz  - продольная индуктивность спиральных стальных лент:

, Гн/км

μ = 100 – относительная магнитная проницаемость стальных лент,

tэ = 0,3 – общая толщина экранных стальных лент,

h = 10 мм – шаг наложения спиральных стальных лент,

, Гн/км

Lвн – внутренняя индуктивность стальных лент:

, Гн/км

, Гн/км

Подставляя значения Lz  и Lвн, находим расчетную формулу для сопротивления связи с учетом экрана:

 , Ом/км

 

  •  Сопротивление третьей цепи, составленное из внешних проводников рассматриваемых коаксиальных пар рассчитываем по формуле:

 

 

 

  •  Переходное затухание на ближнем конце рассчитываем по формуле:

 

 , дБ

 

где α – километрическое затухание кабеля.

  •  Защищенность на дальнем конце на длине регенерационного участка рассчитываем по формуле:

, дБ

Коэффициент вихревых токов:

, 1/м

, 1/м

, 1/м

, 1/м

, 1/м

Вспомогательная величина N :

 ,Ом

 ,Ом

 ,Ом

 ,Ом

 ,Ом

Сопротивление связи:

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

Сопротивление связи с учетом экрана:

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

, Ом/км

Сопротивление третьей цепи:

,кОм/км

,кОм/км

,кОм/км

,кОм/км

,кОм/км

Переходное затухание на ближнем конце:

,дБ

,дБ

,дБ

,дБ

,дБ

Защищенность на дальнем конце на длине регенерационного участка:

,дБ

,дБ

,дБ

,дБ

,дБ

Результаты расчетов заносим в таблицу 5.

Таблица 5.

f, кГц

14000

35000

70000

105000

140000

Zв, Ом

80,1

80

80

80

80

К, м-1

78,6

124,2

175,7

215,2

248,5

|N|, Ом

2,76*10-5

4,36*10-5

6,17*10-5

7,55*10-5

8,72*10-5

Z12, Ом/км

9,31*10-5

1,47*10-4

2,08*10-4

2,55*10-4

2,94*10-4

Z12э, Ом/км

6,11*10-5

9,65*10-5

1,37*10-4

1,67*10-4

1,93*10-4

Z3, кОм/км

193,4

486,6

967,1

1450,7

1934,2

А0, дБ

343

347,1

350,2

352

353,3

А3, дБ

98,2

114,1

126,2

133,2

138,2

По результатам расчетов строим графики частотной зависимости параметров передачи цепи коаксиальной пары (рис. 5).

Частотная зависимость параметров влияния:

На рис. 5 показаны частотные зависимости переходного затухания между коаксиальными парами на ближнем конце А0 и частотная зависимость защищенности Аз на дальнем конце на длине регенерационного участка. Из этого рисунка видно, что переходное затухание и защищенность с ростом частоты возрастают, что определяется:

  •  закрытым характером электромагнитного поля коаксиальных цепей,
  •  убыванием интенсивности возбуждающего электромагнитного поля на внешней поверхности внешнего проводника вследствие поверхностного эффекта.

  1.  Основные виды работ по строительству кабельной магистрали и потребные для строительства основные линейные материалы.

В [2,табл.9] перечислены основные виды работ, которые учитываются при строительстве данной кабельной магистрали. Основной вид работ при строительстве магистрали – прокладка кабеля, осуществляемая механизированным способом с помощью кабелеукладчика или вручную в траншею. Уровень механизации при строительстве кабельной магистрали составляет обычно 85-90 %. Кроме того, часть кабеля будет проложена в кабельной канализации. В курсовом проекте можно принять, что в каждом городе на трассе 3 – 4 км. кабеля будет проложено в имеющейся кабельной канализации.

Общую длину прокладываемого кабеля принимают на 2% больше длины трассы магистрали, установленной по карте.

Наша трасса имеет протяженность в 500,2 км. Проходит через 5 городов. При уровне механизации 85% будет проложено 510,2 км кабеля, в том числе:

  •  в кабельной канализации 5*4 = 20 км
  •  кабелеукладчиком (510,2 – 20)*0,85 = 416,7 км
  •  вручную в траншею 510,2 – 20 – 416,7 = 73,5 км

Пункт 1. Прокладка кабеля кабелеукладчиком в грунт.

Как правило, прокладка кабеля выполняется кабелеукладчиками, что по сравнению с прокладкой кабеля вручную сокращает трудоемкость работы в 20 – 30 раз. Траншеи разрабатываются только на участках, где использование кабелеукладчика невозможно (наличие подземных сооружений, стесненные условия и т.п.) или экономически нецелесообразно ввиду ограниченного объема работ. Глубина прокладки междугороднего кабеля 1,2 м.

Объем работ: 416,7 км

Пункт 2. Разработка грунта для траншей (экскаватором и вручную)

Траншея 1,2х0,5хl

Объем работ: 1,2*0,5*73500 = 44100 м3

Пункт 3. Прокладка кабеля вручную в траншею.

Объем работ: 73,5 км

Пункт 4. Устройство переходов через реки.

Способы прокладки кабеля как правило зависят от характера реки, ширины, глубины, наличия судоходства. Трасса кабельного перехода по возможности располагается на прямолинейном участке реки с неразрываемым руслом, отлогими, не подверженными разрушениям берегам, с наименьшей шириной поймы. Как правило, размещается ниже по течению от магистральных и железнодорожных мостов.

Объем работ:

Судоходные реки – 3 перехода

Несудоходные реки – 2 перехода

Пункт 5. Устройство переходов через железные дороги и шоссе.

Чтобы не прекращать движения транспорта во время строительства кабельной линии, на пересечении трассы с шоссейными и железными дорогами кабели, как правило, укладывают в предварительно заложенные под проезжей частью трубы. Трубы асбоцементные и пластмассовые. Укладка труб обычно выполняется способом горизонтального бурения грунта. Прокладываемые под железными дорогами асбоцементные трубы, для повышения их изоляции предварительно покрывают горячим битумом. Число труб определяется проектом. Концы труб должны выходить не менее, чем на 1 м от края кювета и лежать на глубине не менее 0,8 м от его дна.

Объем работ: 3 перехода

Пункт 6. Прокладка кабеля в трубах на переходах.

Каналы для прокладки труб, как правило составляют 15 – 30 м. В трубы протягиваются кабели, причем предусматривается основной и резервный каналы

Объем работ: 20*2*3 = 120 м

Пункт 7. Прокладка кабеля в кабельной канализации

Кабель может прокладываться с помощью моторной или ручной лебедки, устанавливаемой у люка колодца. Для предохранения от повреждений оболочки кабеля о край канала в отверстие трубопровода вставляют предохранительную втулку или применяют специальный направляющий шаблон (колено)

Объем работ: 20 км

Пункт 8. Прокладка троса молниезащиты кабелеукладчиком

На участках кабельной линии (10% от длины трассы), где вероятность повреждения от ударов молнии больше допустимой, дополнительно прокладывают специальный грозозащитный трос, имеющий хорошую проводимость. Трос прокладывается кабелеукладчиком.

Объем работ: 0,1*510,2 = 51,02 км

Пункт 9. Монтаж прямых муфт на коаксиальном кабеле марки КМ 2/2.

Количество прямых муфт зависит от длины усилительного(регенерационного) участка и строительной длины кабеля. Для коаксиального кабеля строительная длина:  lстр=600 м.

По проекту lу = 2,6 км.

Количество прямых муфт на одном усилительном(регенерационном участке):

Nпрям.муфт = (lу/lстр) - 1 = (2600/600) - 1 ≈ 4

Nпрям.муфт общ. = 4*193 = 772

Nу = 193 – общее количество усилительных(регенерационных) участков по всей длине магистрали.

Объем работ: 772 шт.

Пункт 10. Монтаж разветвительных муфт на коаксиальном кабеле марки КМ 2/2.

При вводе магистрального коаксиального кабеля в УП (РП) устанавливается разветвительная муфта, в которой магистральный кабель распаивают на однокоасиальные распределительные кабели типа КРК-75.

Количество разветвительных муфт зависит от количества УП (РП).

Nуп = 194

Nразв.муфт =(194*2) -2 = 386

Объем работ: 386 шт.

Пункт 11. Монтаж газонепроницаемых муфт ОГКМ.

На каждую секцию герметичности устанавливаем по одной газонепроницаемой муфте.

Объем работ: 193 шт.

Пункт 12. Монтаж боксов.

Количество боксов рассчитывается исходя из количества УП(РП) на трассе. На каждый УП (РП) устанавливается по два бокса.

Nбокс = (194*2) – 2 = 386

Объем работ: 386 шт

Пункт 13. Оборудование КИП на кабеле. Установка замерных столбиков.

Контрольно-измерительные пункты (КИП) устанавливаются на подходах к УП (РП), в местах пересечения  с ж/д линиями, у прямых муфт и в местах поворота магистрали.

Nпрям.муфт общ. = 772 шт

Nуп = 194 шт

Количество поворотов на магистрали – 3 поворота.

Количество пересечений с ж/д линиями – 1 пересечение.

Nкип = 772 + 194 + 3 + 1 = 970 шт

КИП, устанавливаемые у прямых муфт, одновременно служат замерными столбиками, которыми обозначают трассу кабеля. Замерные столбики устанавливаются также в местах поворота трассы, при пересечении ж/д линиями.

Nзам.ст. = 772 + 3 + 1 = 776 шт

Объем работ: 970 – КИП, 776 шт – замерных столбиков.

Пункт 14. Постановка кабеля под давление.

Для предохранения кабеля от проникновения влаги при нарушении целостности оболочки кабельные линии связи КЛС в процессе эксплуатации должны содержаться под постоянным избыточным воздушным давлением. Содержание кабеля под избыточным давлением позволяет систематически контролировать состояние оболочки, определять место ее повреждения и является наиболее эффективным средством повышения надежности и обеспечения бесперебойности действия КЛС.

Постановка кабеля под давление производится на длине секции герметичности. Секция герметичности состоит из одного или нескольких усилительных (регенерационных) участков.

Объем работ: 193 секций.

Пункт 15. Оборудование дренажной защиты кабеля.

Электрический дренаж – это отвод блуждающих токов с защищаемого кабеля посредством проводника. Блуждающие токи, по дренажному кабелю отводятся из оболочки защищаемого кабеля к рельсам или минусовой шине, питающей подстанции. В результате анодная зона на кабеле превращается в катодную. Устанавливают несколько дренажей с тем, чтобы на всем сближении кабелей вязи с эл. ж. д. оболочка имела отрицательный потенциал.

В зонах, где наблюдается изменение знака потенциала оболочки относительно земли, применяют дренажи односторонней проводимости, так называемые поляризованные дренажи. В дренажную цепь включается вентиль, диод или поляризованное реле, обладающее односторонней проводимостью. В результате ток течет только от оболочки кабеля к питающей подстанции эл.ж.д. Для кабелей связи применяют поляризованные дренажи. На каждом пересечении с ж/д – 1 дренаж.

Объем работ: 1 шт.

Пункт 16. Измерение кабеля на постоянном токе.

В процессе исследований цепей кабеля по постоянному току измеряются первичные параметры кабеля: сопротивление изоляции «жила-жила», «жила-земля», электрическая емкость, сопротивление шлейфа, сопротивление асимметрии.

Объем работ при электрических измерениях зависит от общего числа пар в кабеле. В кабеле КМ 2/2 общее число коаксиальных пар равно 4, следовательно, объем измерений на одном на РУ составит 0,4 единиц.

Объем работ: 193*0,4 = 77,2

Пункт 17. Измерение кабеля на переменном токе.

Объем работ: 193*0,4 = 77,2

 Пункт 18. Измерение переходных влияний ВИЗом.

 При измерении взаимных влияний количество измерений (количество взаимовлияющих пар) на одном РУ для кабеля КМ 2/2 составляет 6 измерения, следовательно на одном РУ общее число измерений составляет 0,6 единиц и на всей магистрали общее число измерений равно

Объем работ: 193*0,6 = 115,8

 Пункт 19. Измерение неоднородностей коаксиальных пар.

Единицы измерения – одна коаксиальная пара на один усилительный (регенерационный участок)

Объем работ: 193*1 = 193

 Пункт 20. Испытание электрической прочности изоляции кабеля.

Единицы измерения – 1 кабель на один усилительный (регенерационный) участок.

Объем работ: 193*1 = 193

Таблица 6.

Вид работ

Единица объема работ

Весь объем работ (количество единиц)

  1.  Прокладка кабеля марки КМ 2/2

км

416,7

  1.  Разработка грунта для траншеи (эксковатором и вручную)

м3

44100

  1.  Прокладка кабеля вручную в траншею

км

73,5

  1.  Устройство переходов через реки
  •  судоходные
  •  несудоходные

переход

3 – судоходные

2- несудоходные

  1.  Устройство переходов через шоссе и ж/д

переход

3

  1.  Прокладка кабеля в трубах на переходах

м

120

  1.  Прокладка кабеля в кабельной канализации

км

20

  1.  Прокладка троса молниезащиты кабелеукладчиком

км

51,02

  1.  Монтаж прямых муфт на коаксиальном кабеле марки КМ 2/2

шт

772

  1.  Монтаж разветвительных муфт на коаксиальном кабеле марки КМ 2/2

шт

386

  1.  Монтаж газонепроницаемых муфт типа ОГКМ

шт

193

  1.  Монтаж  боксов

шт

386

  1.  Оборудование КИП на кабеле . Установка замерных столбиков

пункт

шт

970 пунктов

776 шт

  1.  Постановка кабеля под давление

секция

193

  1.  Оборудование дренажной защиты

шт

1

  1.  Измерение кабеля на постоянном токе

2 пары на 1 УУ

386

  1.  Измерение кабеля на переменном токе

2тпары на 1 УУ

386

  1.  Измерение переходных влияний ВИЗом

10 изм. на 1 УУ

115,8

  1.  Измерение неоднородностей коаксиальных пар

1 коаксиальная пара на 1 УУ

193

  1.  Испытание электрической прочности изоляции кабеля

1 кабель на 1 УУ

193

Мероприятия и схемы по защите кабелей от внешних влияний, от ударов молнии и  от коррозии

Вероятное число повреждений кабелей ударами молний характеризуется плотностью повреждений. Под плотностью повреждений понимается общее количество отказов (повреждений с простоем связей), отнесенных к 100 км трассы кабеля в год как при однокабельной системе передачи, так и двухкабельной, т.е.

,(47)

где N – общее число повреждений, равное числу опасных ударов молнии;

К – промежуток времени, за который произошло N повреждений, лет;

L – длина трассы, км.

Для определения плотности повреждений кабеля с металлическими защитными покровами, не имеющего поверх оболочки изолирующего шлангового покрытия, необходимо знать следующие данные:

интенсивность грозовой деятельности Т (количество часов в году), час.;

электрическую прочность изоляции жил по отношению к металлической оболочке Umax , В; удельное сопротивление грунта rгр , кОм×м; сопротивление внешних защитных металлических покровов постоянному току R0 , Ом/км.

Величины Т, Umax , rгр заданы в виде исходных данных. Величина R0 находится как сопротивление параллельно соединенных металлической оболочки и стальной ленточной брони кабеля:


 Ом/км; (48)

 Ом/км; (49)

Ом/км; (50)

r - удельное сопротивление материала металлической оболочки кабеля, для свинца r=0,221 Ом мм2 /м; Dбр – средний диаметр кабеля по броне, мм (27,5 мм); а – ширина одной бронеленты, а=(1¸1,1)Dбр = 27,513 мм; b – толщина одной бронеленты, b=0,5 мм; dоб – внутренний диаметр оболочки кабеля, мм (16,013 мм); tоб – толщина оболочки кабеля, мм (1,25 мм).

Вероятное число повреждений кабеля

(51)

где Т в часах;

Umax в вольтах;

Это число сравниваем с допустимым числом повреждений nдоп кабелей от ударов молний на 100 км трассы в год из табл. 12. Так как nx >nдоп , то производится защита кабельной магистрали от ударов молний. Для защиты применяют проложенные в земле грозозащитные тросы, надо определить их число.

Защитное действие тросов характеризуется коэффициентом тока в оболочке кабеля h, показывающим отношение тока молнии в оболочке кабеля при наличии троса к току молнии при отсутствии троса. Для одного медного или биметаллического троса

=0,759, (52)

где rкт = мм - расстояние между кабелем и тросом, (рис.7);

dт =4 мм- диаметр троса;

dк =27,52 мм- внешний диаметр оболочки кабеля.

Далее по графику рис.6 определим n=0,25, взяв уже не R0 , а R0 ×h1 =1,91, затем вычислим nx по (53). Так как nx => nдоп , то возьмем два троса.

Коэффициент тока для двух тросов при их симметричном расположении относительно кабеля

=0,81 (53)

где rтт =0,5м - расстояние между тросами (рис.16), остальные обозначения те же, что и в формуле (52).

Схема Защита кабеля связи с помощью двух тросов

  1.  Список используемой литературы.

  1.  И. И. Гроднев, С. М. Верник. Линии Связи. Учебник для высших учебных заведений. М. «Радио и связь». 1988.
  2.  Ю. В. Ежов, С. Ф. Глаголев, Г. М. Смирнов. Задание и методические указания к выполнению курсового проекта по курсу «Линии связи» для студентов 5 курса заочного обучения (специальность 2306). СПб.

  1.  Приложение.

Рис.2. Коаксиальный кабель

 

Рис. 3.

Графики зависимости первичных и вторичных параметров для среднегабаритного кабеля.

Активное сопротивление

Индуктивность

Рабочая емкость

Проводимость изоляции

Затухание

Коэффициент фазы

Волновое сопротивление

Скорость распространения электромагнитной энергии

Графики зависимости первичных и вторичных параметров малогабаритного кабеля.

Активное сопротивление

Индуктивность

Рабочая емкость

Проводимость изоляции

Затухание

Коэффициент фазы

Волновое сопротивление

Скорость распространения электромагнитной энергии

Рис.4. Схема размещения ОУ (РП) на магистрали.

Рис.5.

Графики частотной зависимости параметров влияния.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39659. Социология личности 191.5 KB
  Социология личности Лекция Череповец 2007 Тема 2. Социология личности Содержание лекции Социологическое понятие личности. Понятие личности в социологии. Понятие социальной структуры личности.
39660. Социальная стратификация 230.5 KB
  Социальная стратификация Содержание лекции Понятие и содержание социальной структуры общества. Гетерогенность и неравенство как базовые характеристики общества. Ленин о классовой структуре общества. Современные модели классовой структуры общества.
39661. Социальные группы и их классификация 210 KB
  Социальные группы и их классификация Лекция Череповец 2005 Тема 2. Социальные группы и их классификация Содержание лекции Социальные группы и их виды. Понятие социальной группы и ее сущностные черты. Псевдогруппы и типология их.
39662. Социальные организации 243.5 KB
  Социальные организации Лекция Череповец 2005 Содержание лекции Понятие организации. Подходы к определению организации: К. Элементы организации: социальная структура участники цели технология. Социальные свойства организации.
39663. Социальные институты 151 KB
  Явные функции социальных институтов: закрепления и воспроизводства общественных отношений регулятивная интегративная транслирующая коммуникативная. Типология социальных институтов. Виды и функции социальных институтов. Разрабатывая понятие института представители этого направления трактовали его в содержательном плане как группу людей объединенных какимилибо идеями для выполнения какихлибо функций а в формализованном категориальном виде – как систему социальных ролей организующую систему поведения и социальных отношений.
39664. СОЦИОЛОГИЯ СЕМЬИ 220 KB
  СОЦИОЛОГИЯ СЕМЬИ Лекция Череповец 2007 Тема 2. Социология семьи1 Содержание лекции Понятие семьи и брака. Особенности связей и структура семьи. Историческое развитие семьи: промискуитет.
39665. СОЦИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ИЗМЕНЕНИЯ И ДВИЖЕНИЯ 176 KB
  Виды социальных процессов. Берджес о классификации основных социальных процессов: кооперация конкуренция приспособление конфликт ассимиляция амальгамизация. Всеобщий характер социальных изменений. Понятие и виды социальных изменений.
39666. СОЦИАЛЬНАЯ МОБИЛЬНОСТЬ 176.5 KB
  Природа социальной мобильности. Сорокин о социальной мобильности и ее механизмах. Источники социальной мобильности. Типология социальной мобильности.
39667. УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИИ 140.5 KB
  Понятие и функции управления. Объекты и методы управления. Структуры управления в организациях. Типы структур управления организациями: бюрократический и органический: достоинства и недостатки.