Междугородные кабельные линии связи (стр. 4 из 5)
Построим на одном графике зависимости переходного затухания на ближнем(A0yy), дальнем концах(Alyy) и защищенности на дальнем конце(Aзyy) на усилительном участке от частоты:
в) Сравнение вторичных параметров с существующими нормами
По существующим нормам защищенность на длине усилительного участка в используемом спектре частот должна быть не менее 110 дБ [2]. На графике выше указан требуемый уровень и видно, что защищенность на дальнем конце на усилительном участке удовлетворяет нормам.
Величина переходного затухания на дальнем конце превышает защищенность на величину собственного затухания линии α∙l:
| f,Гц | Азуу,дБ | α∙l,дБ | Аlуу,дБ |
| 0,812*10^6 | 127,411 | 6.48 | 133.891 |
| 5*10^6 | 143.129 | 14.52 | 157.649 |
| 8*10^6 | 147.2 | 20.61 | 167.81 |
| 11*10^6 | 149.958 | 25.293 | 175.251 |
| 17,6*10^6 | 154,033 | 30.69 | 184,723 |
Следовательно, параметры взаимного влияния полностью удовлетворяют нормам.
9. Размещение усилительных пунктов по трассе
Обслуживаемые усилительные пункты (ОУП), оконечные пункты (ОП), переприемные пункты, как правило, располагаются в населенных пунктах. Необслуживаемые усилительные пункты (НУП) устанавливаются на возвышенностях, незатопляемых местах с возможностью организации к ним подъезда, c минимальным ущербом для плодородных земель и т.п. В данном курсовом проекте задача размещения необслуживаемых усилительных пунктов решается ориентировочно, так как НУП практически могут быть размещены в любом месте в соответствии с ситуацией местности. Определим расстояние между ними по следующему выражению [2]:
aном = 31,37 дБ - номинальное значение затухания усилительного участка, для системы передачи К-3600 [8];
0.9 дБ - затухание оконечных станционных трансформаторов [2],
at мак - километрическое затухание кабеля на наивысшей передаваемой частоте при максимальной температуре грунта на глубине прокладки кабеля, дБ/км.
at мак вычисляется по формуле:
а20мак = 10,23 дБ/км - коэффициент затухания при t = 20°С на наивысшей частоте для применяемой системы передачи;
t = +8°С - температура грунта на глубине прокладки кабеля [2];
αα= 1,96*10^-3-температурный коэффициент затухания [8].
Расстояние между двумя смежными ОУП называется секцией дистанционного питания Максимальная длина секции ДП определяется количеством питаемых НУП [2]:
nнуп - число НУП в секции ДП. (Максимальное число НУП в секции ДП равно 60.)
Протяженность трассы - 200 км. Поэтому необходимо между двумя ОП поставить
один ОУП. Расположим его в г. Кимовск.
Длина отрезка трассы Тула - Кимовск - 77 км;
отрезка трассы Кимовск - Рязань - 123 км.
На отрезке Тула - Кимовск будет расположен
на отрезке Кимовск – Рязань
10. Расчет опасного магнитного влияния ЛЭП на цепи кабелей связи
Влияние ЛЭП на линии связи обусловлено воздействием электромагнитного поля, при этом на кабели связи с металлическими оболочками и на кабели, проложенные в земле с любыми оболочками, воздействует только магнитное поле. На линиях электропередачи различают нормальный и аварийный режим работы. Наибольшие влияния возникают при аварийном режиме работы, например, при обрыве и заземлении провода одной из фаз трехфазной линии или при коротком замыкании на землю фазы ЛЭП с заземленной нейтралью. При коротком замыкании на землю фазы ЛЭП с заземленной нейтралью возникает ток короткого замыкания, который оказывает на линии связи опасное магнитное влияние.
Заданием предусматривается проведение расчета опасного магнитного влияния ЛЭП с заземленной нейтралью при коротком замыкании одной из фаз ее на землю в точке, соответствующей концу усилительного участка, на цепи кабелей связи.
Сближение кабеля с ЛЭП имеет место на всем протяжении усилительного участка. Заданием предусматривается три участка косого сближения:
Исходные данные для расчета:
а1 = 100м;
а2 = 200 м;
аЗ = 100 м;
а4 = 300 м;
l1= 15 км;
l2= 5 км;
l3= 15 км;
Iкз = 6000 А
- ток короткого замыкания в ЛЭП при замыкании одного из проводов на землю;
σ = 70*10^-3 См/км
- эквивалентная удельная проводимость земли;
Трос изготовлен из алюминия;
Трос сечения 50-100 мм2.
Определение опасного магнитного влияния ЛЭП на цепи кабелей связи сводится к расчету продольной ЭДС, индуктируемой в жилах кабеля на длине участка сближения. Величина ЭДС определяется по формуле [3]:
ω - круговая частота, ω = 2*π*f
Iкз = 6000А, ток короткого замыкания в ЛЭП при замыкании одного из проводов на землю;
m1 = 250*10^-6, Гн/км - коэффициент взаимоиндуктивности между проводами;
m2 = 250*10^-6,
m3 = 200*10^-6,
li - длина i-ro участка сближения, км;
Sтр = 0,65, коэффициент экранирования заземленного троса на ЛЭП,
Воспользовавшись методом, предложенным в [3], найдем значения коэффициента экранирования оболочки на участке сближения для кабеля КМАБп-4:
Sоб1 = 0.055, Sоб2 = 0.055, Sоб3 = 0.042
Рассчитаем:
Допустимая норма продольной ЭДС на жилах кабеля при коротком замыкании фазы ЛЭП на землю определяется по формуле [3]:
Uисп - 3000 В - испытательное напряжение коаксиального кабеля [3],
Uдп = 2000 В - напряжение дистанционного питания для аппаратуры К-3600 [8].
Едоп = 2000 В. Очевидно, что величина продольной ЭДС, индуктируемой в жилах на длине участка сближения, превышает допустимое значение, следовательно, необходимо защищать кабель от опасного магнитного влияния на участке сближения с ЛЭП.
11. Мероприятия по защите от коррозии, влияний ЛЭП и ЭЖД, а также от ударов молнии
Коррозия - процесс разрушения металлических оболочек кабелей (свинцовых, стальных, алюминиевых), а также защитных и экранирующих покровов (стальной брони, медных и алюминиевых экранов) вследствие химического, механического и электрического воздействий окружающей среды. Различают следующие виды коррозии: почвенную (электрохимическую), межкристаллитную (механическую) и электрокоррозию (коррозию блуждающими токами).
Коррозия оболочек приводит к потере герметичности кабелей связи, ухудшению их электрических свойств и в ряде случаев выводит кабель из строя. Разрушающее действие коррозии характеризуется следующими данными: 1А блуждающего в земле тока приводит к потере в течение года 12 кг стали, 36 кг свинца, 100 кг алюминия.
В зависимости от характера взаимодействия оболочки кабеля и почвы, в которой он находится, а также от прохождения блуждающего тока вдоль кабеля образуются анодные, катодные или знакопеременные зоны. Анодной зоной называется участок кабеля, на котором он имеет положительный электрически потенциал по отношению к окружающей среде. В этой зоне токи стекают с оболочки, унося частицы металла и разрушая ее. Катодной зоной называется участок, на котором он имеет отрицательный электрический потенциал по отношению к окружающей среде. В этой зоне ток втекает в оболочку, не создавая опасности ее разрушения. Знакопеременной зоной называется участок, на котором имеет место чередование положительных и отрицательных потенциалов по отношению к земле.
Скорость коррозии зависит от тока, протекающего между анодом и катодом, и природы процессов.
Защитные меры от коррозии оболочек кабелей связи производятся как на установках электрифицированного транспорта, так и на сооружениях связи. На электрифицированном транспорте осуществляют следующие меры защиты:
· уменьшают сопротивление рельсов путем качественной сварки стыков;
· улучшают изоляцию рельсов от земли (полотно из гравия, щебня, песка);
· переполюсовывают источники питания так, чтобы заземлялся минусовой электрод.
На сооружениях связи такими мерами защиты являются:
1. выбор трассы с менее агрессивным грунтом (песок, глина, суглинок, нежирный чернозем);
2. применение кабелей с герметичными полиэтиленовыми шлангами поверх металлических оболочек (обязательно для алюминия и стали);
3. электрический дренаж (от электрической коррозии); катодные установки (от электрической и почвенной коррозии);
4. изолирующие муфты (от электрической коррозии); протекторные установки (от почвенной коррозии);
5. антивибраторы амортизирующие, рессорные подвески (от межкристаллитной коррозии).
Электрический дренаж, катодные и протекторные установки относятся к активным электрическим методам защиты, остальные - к пассивным, осмотрим подробно дренаж и катодные станции.
Электрический дренаж - это отвод блуждающих токов с защищаемого кабеля посредством проводника. Дренаж подключается к кабелю в середине анодное ' т. е там, где кабель имеет наибольший положительный потенциал по отношению к земле. 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. При необходимости устанавливают несколько дренажей с тем, чтобы на всем сближении кабелей связи с ЭЖД оболочка имела отрицательный потенциал. Такие дренажи называются прямыми электрическими дренажами. Прямой электрический дренаж имеет наибольший положительный потенциал по отношению к только в устойчивых анодных зонах, например при защите междугородного кабеля от блуждающих токов дистанционного питания. 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 ЭЖД. Для кабелей связи применяются поляризованные дренажи (рисунок ниже, где: 1- контактный провод, 2 – рельс, 3-кабель, 4 – дренаж).