Проект магистральной линии связи на участках железной дороги

При трехкабельной системе прокладывается три кабеля, из которых первый используется для отделенческой связей и цепей СЦБ, а второй и третий – для цепей дальней связи. Все ответвления на перегонах и станциях производятся только от первого кабеля. Система по количеству каналов дальней связи, количеству пар отделенческих связей и числу цепей для СЦБ соответствует для всех участков железных дорог, включая участки со скоростным движением, обеспечивает высокое качество и надежность работы каналов дальней связи, однако требует больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Поэтому эта система находит применение на участках железных дорог, где требуется организация мощных пучков каналов связи.

Выбор типа кабельной магистрали, типа и ёмкости кабеля для КЛС производится, исходя из требуемого числа каналов для организации всех видов связи на участке железной дороги и выбранного типа аппаратуры уплотнения. Наружные покровы кабеля выбираются из условий прокладки и эксплуатации. В данном курсовом проекте необходимо организовать 300 каналов магистральной и 80 каналов дорожной связи с использованием аппаратуры уплотнения ИКМ-120. Исходя из этого, применим двухкабельную систему организации КЛС, как оптимально удовлетворяющую всем требованиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор типа и емкости магистральных кабелей, распределение цепей по четверкам

 

На основании выбранной системы организации кабельной магистрали, типов и ёмкостей кабелей, типа аппаратуры ВЧ уплотнения распределяем виды связи по физическим цепям.

На железнодорожном транспорте в соответствии с принятой структурой управления существует несколько отдельно организуемых первичных сетей связи: магистральная, дорожная, отделенческая и станционная.

Магистральные связи организуются между руководством ОАО РЖД и управлениями железных дорог, а также между управлениями смежных железных дорог. Для этого вида связи по заданию предоставляется 220 ВЧ каналов.

Дорожные связи организуются в пределах каждой дороги и соединяют между собой управления дороги с отделениями и крупными железнодорожными станциями, а так же последние между собой. Для этого вида связи по заданию предоставляется 90 ВЧ каналов.

Самым насыщенным различными видами связи являются отделения дороги, так как именно на участках дорог в пределах отделений осуществляется непосредственное регулирование движения поездов и эксплуатация технических устройств железнодорожного транспорта.  В отделении дороги с его территории стекается вся оперативная информация и здесь диспетчера, которые руководят движением поездов, энергосистемами, погрузкой, выгрузкой и распределением вагонов и другими технологическими операциями на участках и станциях.      

В отделении дороги организуются следующие виды связи:

• поездная радиосвязь (ПРС), обходная перегонная связь (ОПГС), телеуправление (ТУ), телесигнализация (ТС), связь для передачи сигналов диспетчерской централизации или диспетчерского контроля (КЛ), связь для передачи данных в вычислительный центр (ВЦ), ПДРС.
• поездная диспетчерская связь (ПДС) - для руководства движением поездов, служит для переговоров поездного диспетчера (ДНЦ) с раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый им участок l~100-200 км, границы участков обычно устанавливаются по сортировочным горкам и участковым станциям. Руководство движением ДНЦ реализует через дежурных по станциям (ДСП) и маневровых диспетчеров (ДСЦ). В процессе работы ДНЦ передает по цепи  ПДС приказы об отправлении, проследовании поездов, обгоне их на промежуточных пунктах;
• энергодиспетчерская связь (ЭДС) - для оперативного руководства работой хозяйства электрификации и электроснабжения на электрифицированных участках железных дорог;
• вагонная диспетчерская связь (ВДС) - для оперативного регулирования вагонного парка, контроля за его продвижением и состояния погрузочно-разгрузочных работ;
• билетная диспетчерская связь (БДС) по продаже билетов на пассажирские поезда, организуется от бюро отделений до линейных пунктов (билетных касс). БДС является частью общего комплекса связи для централизованной продажи билетов на пассажирские поезда (ЖАОП-ЛЖД-БДС). Она используется для переговоров диспетчеров бюро по распределению мест на пассажирские поезда с кассирами линейных и городских билетных касс;
• служебная диспетчерская связь (СДС) - для оперативного руководства работой технического персонала дистанциями сигнализации и связи по обеспечению надежного действия устройств автоматики, телемеханики и связи на станциях и перегонах, организуется в пределах каждой дистанции;
• локомотивная диспетчерская связь (ЛДС) - для переговоров локомотивного диспетчера с работниками отделения, занимающихся подготовкой локомотивного парка;
• линейно-путевая связь (ЛПС) - для оперативного руководства работой технического персонала дистанции пути, занятого обслуживанием и содержанием устройств и искусственных сооружений;
• постанционная связь (ПС) - для служебных переговоров работников промежуточных станций (разъездов и остановочных пунктов) между собой и с работниками участковых и отделенческих станций. Линия ПС включается в междугородние телефонные коммутаторы на станциях участка, что обеспечивает выход абонентов в сеть дальней дорожной телефонной связи. В неё могут включаться и АТС промежуточных станций для связи абонентов АТС с абонентами других промежуточных станций;
• перегонная связь (ПГС) - для переговоров работников служб (автоматики, телемеханики и связями пути, энергетики), находящиеся на перегоне, с дежурными по станциям (ДСП), ограничивающим перегон, поездным и энергодиспетчером, диспетчерами дистанции пути, сигнализации и связи. При отсутствии поездной радиосвязи на участке или при неисправности локомотивной радиостанции, ПГС служит для связи остановившегося в пути поезда с дежурным ближайших станций. Перегонная связь используется для организации связи с местом восстановительных работ на перегоне;

Всего 19 видов связи, организуемых по НЧ каналам.

На станционном уровне организуются сети общеслужебной (местной) телефонной и оперативно-технологической (станционной) связей. В данном курсовом проекте мы этот вид связи не проектируем.

Для осуществления связи между светофорами и оборудованием СЦБ на станции применяют линейные цепи, которые организуются по НЧ каналам СЦБ.

Для кабельных магистралей, прокладываемых вдоль железных дорог, электрифицированных по системе переменного тока, выпускаются кабели с повышенным защитным действием оболочек МКПАБ, МКПАП, МКПАБП, МКПАК, МКПАПКП, допускающие уплотнение цепей до 252 кГц. Строительная длина магистральных кабелей 850 м.

Для прокладки в грунте подходит кабель:

МКПАБ-7х4х1.05+5x2x0.7+1x0.7

Он содержит четыре ВЧ четверки, три НЧ четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Диаметр жил четверок -1.05 мм, сигнальных и контрольных жил - 0.7 мм.

Для преодоления водной преграды будет использоваться кабель:

МКПАК-7х4х1.05+5x2x0.7+1x0.7

Кабели МКПАК имеют проволочную броню из круглых стальных проволок с наложением поверх брони противокоррозионного покрытия. Эти кабели прокладываются через водные преграды, на уклонах более 45С° и в других случаях, требующих повышенной механической прочности оболочек.

Количество жил, их диаметры и назначение такие же, как и у МКПАБ.

По типовым схемам распределения четверок при двухкабельной системе рекомендуется для ВЧ (дорожной) связи использовать в   7-четверочном кабеле вторую, четвертую и шестую четверки.

Исходя из того, что необходимо организовать 240 каналов магистральной связи и 70 каналов дорожной связи, также учитывая резерв каналов принятый в данном курсовом проекте 15%, рассчитаем количество комплектов аппаратуры ИКМ-120 и число пар жил в кабеле КЛС:

 

Для магистральной связи:

 

 

 

Nобщ – общее число каналов, которое необходимо организовать;

N – число каналов магистральной связи по заданию;

Nрез – число резервных каналов.

 

 

 

Таким образом для дорожной связи необходимо 3 комплекта ИКМ-120 и, соответственно, 6 пары жил кабеля в прямом направлении и 6 пары жил кабеля в обратном направлении.

Для дорожной связи:

 

 

 

 

 

Таким образом для дорожной связи необходимо 1 комплект ИКМ-120 и, соответственно, 2 пары жил кабеля в прямом направлении и 2 пары жил кабеля в обратном направлении.

 

В таблице 5 приведено распределение четверок  в кабеле МКПАБ-7х4х1,05+5х2х0,7+1х0,7, при двухкабельной системе и использовании кабелей одинаковой емкости.

 

 

Рис 2 - Нумерация и расцветка четверок  и сигнальных пар кабеля

 

 

 

Рис 3 – Распределение четверок в кабеле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5 – Распределение цепей по четверкам кабелей

 

Номера четверок и сигнальных пар	Тип четверок	Цепи связи и СЦБ
		Кабель 1	Кабель 2
Четверка
1	ВЧ	ПДС, ЛПС	ТУ, ТС
2	ВЧ	Магистр.	Магистр. резервная
		резервная
3	НЧ	ЭДС, ПС	ДБК, ВГС
4	ВЧ	Магистр.	Магистр.
		Магистр.	Магистр.
5	НЧ	ПГС, ПГС	ПРС, ПРС
6	ВЧ	Дорожная резервная	Дорожная резервная
7	НЧ	СЭМ, МЖС	Переезд,
			СЦБ-ДК
Сигнальная пара:
1		СЦБ	СЦБ
2		СЦБ	Резерв
3		СЦБ	Резерв
4		СЦБ	Резерв
5		СЦБ	Резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет опасных влияний 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. Однако в целях сокращения расчетов, в курсовом проекте разрешается произвести расчет опасных влияний лишь для вынужденного режима.

Тяговая сеть переменного тока наводит напряжение во всех жилах кабеля, однако, наибольшее напряжение возникает на жилах цепей связи тональной частоты, поскольку длина сближения их с контактной сетью, определяемая длиной усилительного участка низкочастотных цепей, является наибольшей.

Значения опасного напряжения между жилой кабеля и землей на конце гальванически неразделенного провода цепи связи рассчитывается по формулам отдельно для каждого расчетного участка в соответствии с расчетной схемой.

Расчетная схема длин участков, для расчета опасных влияний находится на рисунке 4.

Расчет следует начинать при ширине сближения а=10м. Если длина расчетного участка кабельной цепи менее 40км, то в этом случае величина напряжения, определяется в вольтах по формуле:

 

                                                                           (3.1)

 

где     ω – круговая частота влияющего тока, рад/с;

Sp – коэффициент экранирования рельсов (Sp = 0,45);

          Sк – коэффициент защитного действия оболочки кабеля на

                 частоте 50 Гц (Sк = 0,1);

          lэ – длина сближения линии связи с тяговой сетью в пределах

                расчетного участка, км;

          Iвл – эквивалентный влияющий ток

 

Эквивалентный влияющий ток частотой 50Гц , определяется при вынужденном режиме работы тяговой сети по формуле:

 

                                                     Iвл=Iрез*Км                                                  (3.2)

 

Iрез – результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, А;

                                                                                                    

                                                    (3.3)