Курсовой проект - Проектирование и расчет многоканальных телекоммуникационных систем

Подождите немного. Документ загружается.

отнесенных к 100 км трассы в год как при однокабельной системе связи,

так и при двухкабельной.

Для определения плотности повреждений кабеля с металлическими

защитными покровами необходимо знать следующие данные:

 интенсивность грозовой деятельности Т, ч. (количество часов в

году);

 электрическую точность изоляции аил по отношению к металличес-

кой оболочке U

MAX

, В;

 удельное сопротивление грунта

ГР



, к0м·км;

 сопротивление внешних защитных металлических покровов

постоянному току R

, 0м/км.

Значения Т=36ч и

мкОм  8,0



выбирают из исходных данных к

проектированию магистрали. При этом электрическую прочность

изоляции U

МАХ

можно определить, используя значение Uucn.

ИСПМАХ

UU  5,1

. (48)

кВU

МАХ

7,2108,15,1



Сопротивление внешних металлических защитных покровов кабеля

как для кабелей имеющих поверх оболочки пластмассовый шланг (кабели

с алюминиевой и стальной оболочкой), так и для кабелей без

пластмассового шланга (кабели со свинцовой оболочкой) находят как

сопротивление параллельно соединенных металлической оболочки и

стальной ленточной брони кабеля:

кмОм

ОББР









(48)

где



БР







сопротивление брони; (50)

кмОмR

БР

/17

2,0)4105,1(

4114,349









)(

1000

ОБОБОБ

OБ

tdt











сопротивление оболочки; (51)

кмОмR

OБ

/12,1

)9,13,31(9,114,3

221,01000













удельное сопротивление материала металлической оболочки

кабеля (для свинца

221,0



0м·мм

/м; для стали

139,0



0м·мм

/м;

для алюминия

0295,0



0м·мм

/м);



средний диаметр кабеля по броне, мм;



a

ширина одной бронеленты,

БР

Da )1,11( 

, мм;



b

толщина одной бронеленты

8,0;5,0;3,0 b

мм;



ОБ

внутренний диаметр оболочки кабеля, мм;



ОБ

толщина оболочки кабеля, мм.

кмОмR /05,1

12,117











(52)

При одинаковых кабелях

,/ mRR

O 



где m – число кабелей.

Т.к. кабель один, то

кмОмRR

/05,1



Подсчитав R

и зная

ГР



по графику рис. 4.5 определяют n . Этот

график построен на основании наблюдений при средней продолжи-

тельности гроз Т=36

часов в год, электрической прочности изоляции жил

по отношению к оболочке кабеля U

MAX

=3000 B на

50f

Гц и длины кабеля

100 м. При других значениях Т и Umax вероятное число повреждений

кабеля

3000

MAX



. (53)

27,0

2700

3000

24,0

n

Так как

ДОП

nn 

(0,27>0.2) указанной в таблице 6, то

производится защита кабельной магистрали от ударов молнии. Для

защиты применяют проложенные в земле грозозащитные тросы,

следовательно, прежде всего надо определить число тросов. Защитное

действие тросов характеризуется коэффициентом тока в оболочке кабеля



показывающим отношение тока молнии в оболочке кабеля при

наличии троса к току молнии при отсутствии троса. Для одного медного

или биметаллического троса:

ОБ

















(54)

где





расстояние между кабелем и тросом, мм (рис. 4.6а);





диаметр троса, мм;



ОБ

внешний диаметр оболочки кабеля, мм.

Рекомендуемые значения





приведены в таблице 19.

Основные размеры и расстояния при прокладке защитных тросов

Таблица 19

Диаметр тросов, мм

Медных Биметаллических

Расстояния

между тросами,

. мм.



Расстояние от

кабеля до троса

мм.



Количество

тросов

2 и более

4 3 - 200 - 1000

3 4 400 - 1200 200 - 600

64,0

4002













Далее по графику рис.4.5 определяют n, взяв уже не по R

, а по

произведению





, а затем по выражению (53) вычислить

01,0

2700

3000

12,0

n

В этом случае

ДОП

nn 

(0,01<0.2) в соответствии с таблицей 6,

значит два троса брать необязательно.

Рис. 4.5. Зависимость вероятного числа

повреждений n от и

ГР



Коэффициент тока для двух тросов определится



















ÎÁT

ln2



(55)

где



- расстояние между тросами (рис.4.6 б), значения которого

приведены в таблице 19.

48,0

600

4002

ln2

4002

600

4002





















Следовательно, допустимые меры защиты от ударов молнии – это

дополнительный один грозозащитный трос. Но т.к. трасса на по

магистрали проходит вдоль железнодорожных дорог, то требуется в

дальнейшем вдоль таких участков брать два грозозащитных троса.

)а

)б

Рис. 4.6. Расположение тросов над кабелем

Тросы

Трос

2/h







Тросы прокладывают над кабелем на глубине, равной половине

глубины залегания кабеля, с соблюдением расстояний указанных в

таблице 19. Заземление по концам участка защиты обычно не делается за

исключением случаев высокого переходного сопротивления троса по

отношению к земле. Это имеет место при высоком удельном

сопротивлении грунта или плохом контакте троса с грунтом.

Грозозащитные тросы требуют оборудования дополнительных

заземлений, если

ГР



> 100 0м-м. Заземления оборудуют через каждый

километр вдоль троса, значение сопротивлений должно быть не более 30

Ом.

На каждом участке защиты тросы отводят в сторону от кабеля под

прямым углом на расстояние 30 м. При нескольких тросах они

перепаиваются между собой около соединительных муфт (в местах

установки КИП).

Мероприятия по защите кабелей от внешних влияний.

Для предохранения сооружений связи от внешних электромагнитных

влияний проводится комплекс защитных мер на линиях связи

подверженных влиянию. Это такие мероприятия как:

1. Относ трассы;

2. Каблирование;

3. Скрещивание и симметрирование;

4. Экранирование;

5. Разрядники и предохранители;

6. Заземление;

7. Нейтрализующие и редукционные трансформаторы.

Для защиты обслуживающего персонала и аппаратуры связи широко

применяются защитные устройства, состоящие из разрядников и

предохранителей. Эти устройства устанавливаются на входе в станцию.

Разрядники делятся на газонаполненные и искровые. На междугородних

кабельных линиях связи наибольшее распространение получили

газонаполненные разрядники Р-35, РВ-50, Р-4.

Для защиты кабельных линий от грозы весьма эффективно

применение защитных тросов, прокладываемых в земле над кабелем

связи. Радикальным средством защиты кабелей связи от воздействия

высоковольтных линий и радиостанций является применение

экранирующих оболочек. Они полностью локализуют электростатическое

влияние и существенно снижают магнитное влияние.

Также к ухудшению и нестабильности электрических

характеристик на кабельных линиях связи приводят нестабильность

контактов соединения жил в муфтах, межкабельные помехи и влага,

влияющая на параметры кабеля.

2.4. Четвертая глава. Строительство и эксплуатация магистральной

линии.

2.4.1. Основные виды работ по строительству кабельной магистрали и

потребные для строительства основные линейные материалы

Все работы при строительстве кабельной магистрали выполняются в

соответствии с “Указаниями по строительству междугородних кабельных

линий связи”.

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 примем, что в каждом городе на трассе 3-4 км кабеля будет

проложено в имеющейся в городе кабельной канализации. Общая длина

прокладываемого кабеля принимается на 2% больше длины трассы

магистрали установленной по карте.

Трасса кабельной магистрали проходит через 11 городов. Общая

длина трассы составляет 895 км. При уровне механизации 85% будет

проложено 913 км кабеля, в том числе:

• в кабельной канализации: 11×3=33 км;

• кабелеукладчиком: (913-33)×0,85=748 км;

• вручную в траншею: (913-33-748)=132 км.

Для этой же трассы необходимо произвести разработку грунта для

траншей (рытье и засыпка) в объеме 1,2×0,5×132000=79200 куб м.

При прокладке магистрального кабеля через судоходные реки

должен прокладываться дублирующий кабель на расстоянии не менее 300

м от основного с обязательным заглублением в дно реки на глубину не

менее 1м с плавсредств в заранее подготовленные траншеи. На трассе

магистрали предусматривается один такой переход через р. Днепр и два

перехода через р. Ингулец.

Прокладка кабеля через несудоходные реки осуществляется

ножевым или гидравлическим кабелеукладчиком с заглублением в дно

реки на глубину не менее 0,7 м. На трассе магистрали предусматривается

6 переходов через несудоходные реки.

Переходы через ж/д. и шоссе выполняется методом горизонтального

бурения каналов длиной 15…30 м. с прокладкой труб, в которые

протягиваются кабели, причем предусматривается основной и резервный

каналы. Трасса магистрали имеет 16 переходов через ж. д. и шоссе.

Прокладка кабеля в трубах на переходах: 16×20×2=640 км.

Объем работ по прокладке троса молниезащиты в зависимости от

грозодеятельности для данной местности берется от 10% до 30% про-

тяженности трассы: 895×0,3=268 км.

Количество соединительных муфт зависит от длины усилительного

(регенерационного) участка и строительной длины кабеля. Для коакси-

ального кабеля можно принять

СТР



=600 м.

Длина регенерационного участка l=2,7 км.

При вводе магистрального коаксиального кабеля в УП (РП)

устанавливается разветвительная муфта, в которой магистральный кабель

распаивают на однокоаксиальные распределительные кабели типа КРК-75

для коаксиальных пар. Распределительные кабели КРК-75 включаются на

оконечные устройства - оконечные газонепроницаемые кабельные муфты

типа ОГКМ, устанавливаемые на каждую коаксиальную пару.

Таким образом, для каждого регенерационного участка потребно:

• прямых муфт 4 шт.

• разветвительных муфт 2 шт.

• муфт типа ОГКМ 8 шт.

Трасса магистрали имеет 446 НУП и 13 ОУП.

Для всей трассы требуется:

• прямых муфт 1836 шт.

• разветвительных муфт 918 шт.

• муфт типа ОГКМ 3672 шт.

Контрольно-измерительные пункты КИП-1 и КИП-2

устанавливаются на подходах к УП (РП) и в местах устройства заземлений

и устройств защиты кабеля, на участках пересечения с трамвайными

линиями, электрифицированными железными дорогами,

высоковольтными линиями электропередач (ЛЭП), на участках

пересечения с трубопроводами, защищенными катодными установками

или дренажами. В курсовом проекте можно принять, что при подходе к

УП (РП) с каждой стороны устанавливаются по 2 КИП, и далее КИП

устанавливаются у соединительных муфт.

Всего на трассе магистрали необходимо смонтировать

1836+918=2754 КИП.

КИПы устанавливаемые у соединительных муфт, одновременно

служат замерными столбиками, которыми обозначают трассу магистрали.

Замерные столбики устанавливаются также в местах поворота трассы, при

пересечении трассы кабеля с дорогами и другими сооружениями. Можно

принять, что количество замерных столбиков составляет примерно 20% от

количества соединительных муфт. Количество замерных столбиков 367

шт.

Постановка кабеля под давление производится на длине секции

герметичности. Секция герметичности состоит из одного или нескольких

УУ. Для коаксиальных кабелей длина секции герметичности составляет

18 км. Всего на трассе организовано 49 секций герметичности.

Для защиты кабеля от блуждающих токов, возникающих под

влиянием сети питания трамвая и электрифицированных ж. д.

применяются поляризованные германиевые дренажи ПГД-1ОО, ПГД-150,

ПГД-200 и усиленный дренаж. В курсовом проекте можно принять, что в

каждом городе на трассе кабеля применяются 2-3 дренажа, и на каждом

пересечении с электрифицированной ж. д. - I дренаж. Всего дренажей на

трассе 13×2+16=42.

Протекторная защита в основном применяется при защите кабеля от

почвенной коррозии в грунтах с высокой и средней агрессивностью для

ликвидации анодной и знакопеременных зон при относительно невысоких

положительных потенциалов на оболочке кабеля. Количество

протекторов из магниевых сплавов марок МЛ-4, МЛ-5, или ПМ-10у/2

можно ориентировочно принять равным 2-3 на одном РУ. Следовательно,

на трассе магистрали устанавливается 892 протекторов.

Объем работ при электрических измерениях кабеля зависит от обще-

го числа пар в кабеле. Например, в кабеле КM-4 общее число симметри-

чных и коаксиальных пар равно 14, следовательно, объем измерений на

1УУ составит 1,4 единицы. Объем измерений на постоянном и

переменном токе на всей магистрали составляет 446×1,4=624единицы.

При измерении взаимных влияний количество измерений

(количество взаимовлияющих пар) на одном РУ для кабеля КМ-4

составляет шесть измерений, следовательно, на одном РУ общее число

измерений составляет 0,6 единиц и на всей магистрали общее число

измерений составляет 446×0,6=267 единиц.

При измерении неоднородностей коаксиальных пар общее число

измерений составляет 446×4=1784 единиц.

При испытании электрической прочности изоляции кабеля общее

число измерений составляет 446×1=446 единиц.

2.4.2. Объем работ и потребное количество линейного оборудования