Способы организации кабельной магистрали

Кабельные магистрали связи

ЛЕКЦИЯ №5

«Кабельные линии и сети»

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

— классификация и назначение ж.д. сетей;

— построение кабельных сетей различного назначения на ж.д. транспорте

Кабельные линии и сети

Кабельные линии обладают большей эксплуатационной надеж­ностью по сравнению с воздушными, так как они подвержены мень­шим вредным воздействиям окружающей среды (атмосферные осад­ки, ветровые нагрузки и др.), и большей защищенностью их от опасных и мешающих влияний электромагнитных полей различных линий электропередачи, включая и контактную сеть электрифици­рованных железных дорог. Кабельные линии экономичнее воздуш­ных по затратам на строительство и эксплуатационным расходам, отнесенным к одному канало-километру; они незаменимы в условиях городской застройки и в пределах полотна железных дорог.

На железнодорожном транспорте широко распространены и используются: совмещенные магистральные линии железнодо­рожной связи, автоматики и телемеханики; сети местной связи;

линии автоматики и телемеханики (AT) на перегонах и сети AT на станциях.

Совмещенные магистральные линии предназначены для органи­зации всех видов магистральной, дорожной и отделенческой связи, а также цепей автоматики и телемеханики. Организация связи для обеспечения оперативной работы дороги по железнодорожным ка­бельным линиям отличает последние от подобных им линий Ми­нистерства связи. Это вызвано большим числом НЧ оперативно-технологичес­ких связей, цепей автоматики и телемеханики и необходимостью их выделения в ряде пунктов как на станциях, так и на перегонах (рис.1).

Сети местной (станционной) связи предусматривают для уст­ройства абонентской, стрелочной и других видов связи в пределах железнодорожного узла или станции.

Кабельные линии AT прокладывают на перегонах для размеще­ния линейных цепей автоблокировки. В некоторых случаях допус­кается размещение в них цепей межстанционной и перегонной свя­зи.

Кабельные сети AT на станциях предназначены для обеспечения функционирования системы устройств электрической централиза­ции.

Кабельные линии и сети представляют собой комплекс конструк­ций и устройств, предназначенных для обеспечения передачи сигна­лов и электрической энергии. К ним относятся кабели, кабельная арматура, кабельные сооружения и оборудование для поддержа­ния кабельных линий в исправном состоянии, подземные и надземные сооружения необслуживаемых усилительных и регенерационных пунктов (НУП и НРП); устройства защиты от коррозии и электромагнитных влияний.

Оборудование для содержания кабелей связи под постоянным из­быточным воздушным давлением, монтируемое на кабельных лини­ях, предназначено для организации контроля за исправным состоя­нием кабельных линий и сетей связи и повышения их надежности в условиях эксплуатации.

Кабельные магистрали связи

Кабельные магистрали связи на железнодорожном транспорте служат для организации всех видов магистральной, дорожной и от­деленческой связи и некоторых цепей автоматики и телемеханики.

На кабельных магистралях связь можно организовывать по сис­темам: однокабельной, когда оба направления передачи совмеще­ны в одном кабеле; двухкабельной, при которой каждое направление передачи занимает отдельный кабель.

На железнодорожном транспорте находятся в эксплуатации одно-, двух- и трехкабельные магистрали связи. Основным критерием при опре­делении типа магистрали и марок кабелей является потребность в каналах связи на конкретном железнодорожном направлении (участке), рассчитанная с учетом перспективы новых устройств железнодорожной автоматики и телемеханики. Необходимо также иметь в виду, что в случае однокабельной и двухкабельной магистрали на базе симметричных кабелей имеется существенный недостаток для сети связи МПС — необходимость устройства отпаев от магистрального кабеля к релейным шкафам и перегонным объектам в среднем через 1 км, что снижает качество связи ТЧ. В случае двухкабельной магистрали, где один из кабе­лей — волоконно-оптический или коаксиальный, а второй — сим­метричный, возможна организация ВЧ-связи с высоким качеством.

В проектах магистралей связи на железнодорожном транспорте можно предусматривать однотипные и разнотипные кабели: сим­метричные высокочастотные и низкочастотные с жилами одинаковой или разной конструкции; коак­сиальные; комбинированные высокочастотные симметрич­ные кабели с коаксиальными парами типа 1,2/4,6 и оптические кабели.

Анализ вариантов устройства кабельных магистралей, позволяет сделать вывод, что однокабельные магистрали, имеющие незначительную емкость по числу каналов ТЧ и НЧ и цепей автоматики, не могут быть рекомендованы для грузонапряженных железнодорожных направлений. Их применяют на второстепенных, тупиковых участках железных дорог, не имею­щих перспективы развития.

Широкое применение нашел вариант двухкабельной магистрали из кабелей, уплотняемых 60-канальной аппарату­рой, удовлетворяет требованиям по числу каналов ТЧ для органи­зации магистральной, дорожной и отделенческой связи (360 кана­лов), числу каналов НЧ отделенческой связи (16) и числу цепей автоматики. Возможны другие варианты двухкабельной магистрали — например два комбинированных кабеля, с двумя коаксиальными парами каждый.

Кабель, от которого делают ответвления, принято называть первым и обозначать К1.

Отметим, что использование цифровых систем передачи при двух­кабельном варианте организации связи на базе симметричных кабе­лей на действующих и вновь строящихся участках затруднено и требует рассмотрения вопросов электромагнитной совместимости линейных трактов цифровых систем передачи с линейными цепями автоблокировки и цепями связи, особенно цепями ПГС и МЖС. Это объясняется несоизмеримостью напряжений передачи цифрового сигнала в цепях связи (3В) и коммутационных перенапряжений, возникающих при работе цепей автоматики и телемеханики, дости­гающих нескольких сотен вольт.

Существующие варианты трехкабельной магистрали по числу каналов ТЧ для магистральной и дорожной связи (480 каналов) и оперативно-технологической связи (24 и 48 каналов) и числу цепей автоматики приемлемы для большинства участков железных дорог. Из других вариантов реализации трехкабельных магистралей перс­пективно использование двух симметричных желез­нодорожных магистральных кабелей для организации цифровой магистральной, дорожной и отделенческой связи и тре­тьего многопарного кабеля (К1) для организации тех видов отде­ленческой связи, которые требуют ответвлений на перегонах, а также цепей автоматики и телемеханики. Трехкабельный вариант может возникнуть при усилении пропускной способности дейст­вующей двухкабельной магистрали; в этом случае следует применять в качестве третьего кабеля — оптический, в частности подвесной.

Применение трехкабельных магистралей значительно повышает качество и надежность магистральной и дорожной связи, так как все ответвления на перегонах и станциях осуществляются только от кабеля К1. Однако, несмотря на большие преимущества перед од­нокабельными и двухкабельными, широкое внедрение трехкабель­ных магистралей на сети железных дорог сдерживается более вы­сокой стоимостью строительства (на 30—40% выше по сравнению с двухкабельными) и повышенными эксплуатационными расходами.

Перспективной двухкабельной магистралью связи является вариант с применением волоконно-оптического кабеля и электри­ческого симметричного кабеля (К1) для организации резервирования ОК и цепи автоматики и телемеханики.

При выборе типа магистрали и марок кабелей учитывают также показатели по расходу основных кабельных материалов (медь, алю­миний, свинец, сталь). Решение о выборе конкретного вида кабель­ной магистрали принимают на основе технико-экономического срав­нения различных вариантов построения кабельной магистрали и учета характеристик железнодорожного участка.

Источник

Прокладка магистрального кабеля

Подписка на рассылку

Магистральный кабель связи прокладывается для передачи сигналов на значительные расстояния. Прокладка осуществляется таким способом, чтобы максимально исключить повреждения от грызунов и при ведении различных работ. Прокладка магистральных кабелей связи, как правило, делается под землей, но допускается воздушная и подводная прокладка. Основным документом, регламентирующим проектирование и монтаж, является утвержденная Минсвязи РФ инструкция ВСН 116-93.

Прокладка магистральных кабелей связи: основные принципы

Прокладка магистральных кабелей связи вдоль дорог проводится преимущественно в зоне полосы отвода. При этом предпочтение отдается дорогам федерального значения. В отдельных случаях допускается отклонение линий связи от дорог в целях их спрямления для сокращения длины. При невозможности прокладки в зоне полосы отвода допускается монтаж на обочине или насыпи. При расположении в насыпи кабель должен располагаться от ее края на расстоянии не меньшем, чем глубина прокладки.

При отсутствии автомобильных дорог допускается тянуть кабельные линии вдоль железнодорожных полотен и трубопроводов. Выбор оптимального маршрута прокладки должен осуществляться с учетом следующих параметров:

• минимальная длина трассы;
• в обход населенных пунктов;
• в районах с минимальным пересечением автомобильных дорог, железнодорожных полотен и водных преград;
• минимальный объем земляных работ;
• возможность использования средств механизации (землеройных машин, кабелеукладчиков и т. д.);
• минимальные затраты на молниезащиту, защиту от коррозии и электромагнитных помех.

Как прокладывать магистральный кабель в земле

В инструкции отмечается, что прокладка магистральных кабелей связи вне населенных пунктов должна осуществляться преимущественно бестраншейным способом — то есть с использованием кабелеукладчиков. ВСН 116-93 предусматривает следующие нормативы на использование средств механизации:

• при проведении земляных работ — не менее 80%;
• при прокладке кабелей кабелеукладчиками — не менее 87%;
• при протяжке кабелей в кабельных каналах — не менее 67%.

Магистральный кабель закладывается в грунт на глубину не менее 1,2 метра. В районах с глубоким сезонным промерзанием грунта глубина залегания должна проводиться в соответствии с рекомендациями, утвержденными Минсвязи РФ для районов вечной мерзлоты.

Кабельная канализация и кабельные коллекторы

При строительстве кабельной канализации используются трубопроводы с гладкой внутренней поверхностью. При этом они должны соответствовать требованиям по прочности, морозостойкости и влагонепроницаемости. Для этих целей используют полиэтиленовые, бетонные и асбоцементные трубы. Важно, чтобы оболочка трубопровода не оказывала негативного влияния на кабель.
При строительстве кабельной канализации необходимо предусмотреть проходные колодцы: на прямых участках — смотровые колодцы, на поворотных участках — угловые колодцы, в местах разветвлений — разветвительные колодцы. Расстояние между смотровыми колодцами не должно превышать 150 метров.

Запрещается:

• прокладывать в одном канале более 6 однотипных оптических кабелей;
• прокладывать в одном канале оптические и электрические кабели связи.

Порядок размещения кабелей связи в коллекторах:

• при 2-рядном расположении — по обе стороны прохода;
• при однорядном расположении — ниже силовых кабелей на 20 см, выше водо- и теплопроводов на 10 см.

Прокладка кабелей связи через водные преграды

При пересечении водных преград магистральные кабели связи допускается выполнять следующими способами:

• подводным;
• воздушным;
• по существующим мостам.

По возможности кабельные переходы рекомендуется делать по существующим мостам или опорам. При отсутствии такой возможности допускается прокладка под водой. При этом пересечение водных преград глубиной до 3 метров делается с заглублением в грунт. При пересечении водоемов и рек с глубиной более 3 метров допускается прокладывать линию без заглубления в дно. Такие работы необходимо организовывать с учетом возможного размыва берегов.

Источник

Способы прокладки силовых кабелей и проводов

Кабельные и проводные линии часто используются для передачи электроэнергии от источника к группе потребителей. Такие линии называются силовыми (существуют также сигнальные и информационные линии).

Способ передачи электрической энергии и организация кабельной или проводной магистрали зависит от множества внешних факторов (плотность застройки, наличие грунтовых вод, химическая агрессивность грунта, окружающая среда и пр.) и определятся проектом.

По типу размещения все схемы организации кабеленесущих магистралей можно разделить на подземные и надземные.

Подземные способы прокладки силовых магистралей

Траншеи

Траншейная прокладка кабельных линий является одной из наиболее старых технологий. Она имеет самую низкую стоимость сооружения (поскольку не требует каких-либо вспомогательных материалов и комплектующих, в том числе и применения кабельных лотков и коробов), но вместе с тем технологически сложна и ненадежна. В грунте просто прорывается траншея, дно подсыпается мелким гравием и песком, электрокабели и электрические провода укладываются на подсыпку, и траншея засыпается.

Прокладка проводов и кабелей под землей затруднена в условиях плотной застройки, под дорогами и магистралями. Кроме того, существует высокий риск выхода из строя кабельной трассы по причине ее механического повреждения (работа землеройной техники, деформация грунта, корродирование). Из общего числа отказов всех кабельных и проводных линий 40% отказов приходится на траншейные линии электропередач.

Кабельные блоки

В кабельном блоке кабели и электрические провода укладываются также в траншею, но предварительно помещаются в закрытую трубу. Для обслуживания такой силовой линии по длине всей трассы через определенную длину устраиваются колодцы.

Коллекторы

Кабельные коллекторы – это подземные сооружения (обычно с круглым, прямоугольным или арочным сечением), внутри которого уложены различные инженерные коммуникации: газо- и водопровод, тепловые магистрали и, конечно же, электрокабели и провода. Внутри коллектора силовые линии размещаются упорядочено на консолях или кабельных лотках, установленных на таких же консолях. Коллекторы особенно удобны, когда коммуникации снаружи здания нужно подводить к подвальным помещениям.

Коллекторы являются достаточно сложным инженерным сооружением, поскольку могут располагаться достаточно глубоко под землей (более 5 метров) и нуждаются в качественной гидроизоляции от воздействия грунтовых вод.

Кабельные каналы

Кабельные каналы – это углубленные в грунт (либо полностью, либо частично) или же поверхностные закрытые сооружения со съемным верхним перекрытием. Для ревизии или ремонта верхнее перекрытие (например, железобетонные плиты) частично или полностью демонтируются. Внутри кабельного канала кабели и электрические провода могут размещаться на дне либо на кабельных лотках, закрепленных консольно на боковых стенках канала.

Кабельные каналы являются более простым сооружением с точки зрения капительного строительства в сравнении с коллекторами, но их сложнее обслуживать (требуется грузоподъемная техника, демонтаж верхнего перекрытия можно вести только частями и пр.).

Кабельные туннели

Кабельные туннели являются модификацией коллектора. Инженерные коммуникации, включая силовые кабели и провода, располагаются вдоль стена на консольных опорах. Силовые, сигнальные и информационные линии укладываются в кабельные электротехнические короба и лотки на консоли. Отличием кабельного туннеля от коллектора является наличие более свободного пространства для работы обслуживающего персонала и свободный проход по всей длине туннеля.

Надземные способы прокладки силовых магистралей

Не всегда подземная прокладка электрокабелей и проводов оправдывает себя экономически или технически осуществима. Тогда прибегают к надземной прокладке проводов.

Галереи и эстакады

Галереи и эстакады представляют собой железобетонные или стальные конструкции для надземного размещения силовых кабельных и проводных линий. Обычно эстакады приподняты над уровнем земли на несколько метров:
— не менее 4,5 м – над полотном автомобильной дороги;
— не менее 5,6 м – над неэлектрифицированной железной дорогой;
— не менее 7,1 м – над электрифицированным ж/д-полотном;
— не менее 0,5 м – над прочими инженерно-техническими коммуникациями (водо- и газопроводами, тепловыми сетями и пр.).

Надземная прокладка проводов и кабелей более трудоемка и дорогостоящая в плане капитальных затрат, но дает возможность более удобного обслуживания кабеленесущей магистрали.

Кабели и провода располагаются на кабельных лотках (лестничных, перфорированных или «глухих»), опирающихся на консольные балки несущих перекрытий эстакады или галереи.

Конструктивно галерея от эстакады отличается наличием всех перекрытий, образуя как бы воздушный коридор с полностью замкнутым (отгораживающим силовую магистраль от воздействия внешних атмосферных факторов) контуром поперечного сечения.

Кабельные лотки и короба могут иметь одностороннее расположение в галерее или эстакаде (до 20…30 электрокабелей) и двухстороннее (до 60). Также эти сооружения могут быть проходными и непроходными.

Непроходная эстакада подразумевает, что обслуживание кабеленесущей системы и силовой линии будет проводиться с помощью подъемников с земли. Проходные сооружения дают возможность обслуживающему персоналу подняться на галерею и проводить все необходимые работы, перемещаясь вдоль нее поверху.

Лестничные входы к надземной силовой линии должны быть предусмотрены не более чем через 150 метров друг от друга, а в полу (обычно сплошном металлическом или решетчатом) через определенные расстояния предусматриваются люки для подъема кабелей, кабельных лотков и прочего оборудования на галерею.

Прокладка кабелей и проводов на кабельных лотках внутри надземных эстакад и галерей набирает все большую популярность. Несмотря на сложность сооружения таких конструкций, силовые линии проще обслуживать и ремонтировать, они надежнее защищены, а значит, и более долговечны. Благодаря естественной вентиляции осуществляется отвод тепла от силовой линии электропередачи.

Источник