Методические рекомендации по практическим занятиям для студентов специальностей 210403. 65, 210406. 65 Курск 2012
Скачать 0.76 Mb.
|
| а изменяется по длине сближения не более чем на 10% от среднего значения. Если это условие не выполняется, то участок сближения будет косым. Такое сближение заменяется ступенчатым параллельным, при этом выбирают длину параллельных эквива лентных участков так, чтобы отношение максимального значения ширины сбли жения к минимальному на концах участка было не более трёх. Тогда эквивалент ная ширина сближения аэкв такого участка равна среднему геометрическому максимального и минимального значений ширины сбли жения на участке аэкв = √аминамакс . Опасное магнитное влияние может возникнуть при обрыве и заземлении фазово го провода ЛЭП или контактного провода ЭЖД. Большая величина тока корот кого замыкания создаёт интенсивное магнитное поле. В результате чего в жилах кабеля индуцируется ЭДС которая может превышать допустимые значения. Эта ЭДС называется продольной, так как индуцированное электрическое поле на правлено вдоль провода связи. Продольная ЭДС - это разность потенциалов между началом и концом провода связи на длине гальванически неразделённого участка. Гальванически неразделённым участком считается участок линии связи не содержащий усили телей трансформаторов фильтров. На кабельных магистралях за длину гальвани чески неразделённого участка принимается длина усилительного (регенерацион ного) участка. Абсолютное значение продольной ЭДС наведённой в жилах кабеля связи от магнитного влияния ЛВН на сложном участке сближения (рисунок 5.1) рас считывается на частоте 50 Гц по формуле:  , В (5.1) где п - число участков; 11 - влияющий ток, А; m12i - коэффициент взаимной индукции между однопроводными це пями ЛВН и линией связи на i-ом участке сближения, Гн/км; 1i - длина i-го участка сближения, км; Si - результирующий коэффициент экранирования между ЛВН и лини ей связи на 1-ом участке.  Рисунок 5.1. Схема сближения линии связи с ЛВН Коэффициент взаимной индукции точно определить дос таточно сложно, так как он зависит от проводимости земли на участке сближе ния, а проводимость земли из-за неоднородности структуры строения меняется в широких пределах. На практике коэффициент взаимной индукции М12 в зависимости от ширины сближения и проводимости земли определяется по номограмме (Приложение Б). Можно определить коэффициент взаимной индукции и по приближён ной формуле, которая справедлива в диапазоне тональных частот:  , Гн/км (5.2) где а - ширина сближения, м; f - частота влияющего тока, Гц; σ3 - проводимость земли, См/м. Результирующий коэффициент экранирования (на низких частотах его называют коэффициентом защитного действия) учитывает уменьшение наведён ной ЭДС за счёт защитного действия металлических экранов, размещённых между ЛВН и линией связи. В общем виде коэффициент защитного действия можно определить: S = Sоб Sтр Sм Sр , (5.3) где Sоб, Sтр, Sр, Sм - коэффициент защитного действия, соответственно металлических покровов кабеля связи, заземлённых тросов, подвешенных на опорах ЛЭП, рельсов железнодорожных путей, проложенных рядом с кабелем связи, металлических сооружений (соседних кабелей связи, трубопроводов, газо проводов и т.д.). При наличии на отдельных участках проектируемой кабельной линии связи за землённых тросов или железнодорожных путей их величину коэффициента экранирования можно определить по таблицам 5.2 и 5.3. Таблица 5.2 Коэффициенты экранирования тросов
Таблица 5.3 Коэффициент экранирования рельсов при влиянии контактных сетей на линии связи
Определив коэффициент взаимной индукции m12, для каждого i-того участка производят расчёт продольной ЭДС, полагая Sоб = 1: Еп = ωIкз SтpSp (т121l1 + т122l2 +...+ т12ili) Рассчитав величину суммарной продольной ЭДС на участке сближения длиной l, определяем продольную ЭДС на 1 км кабеля: Екм=Еп /l, В/км (5.4) Необходимость определения Екм вызвана тем, что величина КЗД за щитных металлических покровов кабелей связи Sоб, содержащих материалы из стали, зависит от величины Екм. Значение Sоб зависит от типа и геометрических размеров защитных покровов. Исходя из результата расчёта Екм по таблицам (Приложение В) в зависимости от ти па защитных покровов кабеля связи можно определить величину идеального коэффици ента защитного действия металлических покровов кабелей Sоб . Окончательно величину наведенной продольной ЭДС в кабеле связи определяем по формуле: Е = Еп Sоб , В (5.5) Если Е превышает Едоп , рассчитанную по данным табл. 5.8, то необходи мо предусмотреть меры защиты. В качестве защиты можно рассмотреть приме нение экранирующих тросов (таблица 5.2) или рельсов (таблица 5.3). 5.2 Нормы опасного магнитного влияния Величины опасных напряжений и токов в цепях кабелей связи, обу словленные влиянием ЛВН, устанавливаются исходя из обеспечения безопасно сти обслуживающего персонала, работающего на стационарных и линейных со оружения, а также из условий предохранения этих сооружений от повреждения (пробой изоляции жил кабеля, повреждение аппаратуры и др.). Допустимые величины опасных напряжений и токов должны быть такими, при которых не требуется специальных мер защиты. При этом прини мается во внимание время, условие и степень воздействия на людей и сооружения свя зи. Кратковременные опасные напряжения и токи могут возникать в цепях связи на участках сближения с ЛВН и ЭЖД при их коротком замыкании на землю. Время действия этих напряжений и токов составляет 0,15...1,2 с (время срабаты вания отключающих устройств), поэтому для такого аварийного режима работы допускаются относительно высокие напряжения. При нормальном или вынужден ном режимах работы ЛВН опасные напряжения и токи действуют длительно, поэтому нормы для эти режимов работы существенно ниже. При кратковременном опасном влиянии ЛВН и ЭЖД на длине гальва нически неразделённого участка кабельной линии связи максимально допусти мые значения продольных ЭДС можно определить по данным таблицы 5.4. Величина испытательного напряжения Uисп определяется типом кабеля, а величина напряжения дистанционного питания линейных регенераторов Uдп - типом системы передачи. Эти данные приводятся в учебной или справочной литературе, на пример, в [2,3]. Таблица 5.4. Допустимые значения продольной ЭДС при кратковременном влиянии
5.3 Защита кабелей связи от ударов молнии Согласно руководствам [4, 5] по защите кабелей связи от уда ров молнии вероятная плотность повреждений кабелей с металлическими покро вами без изолирующего шланга, проложенных на открытой местности на участке трассы длиной в 100 км, определяется выражением: , (5.6)  где Т - продолжительность гроз в году в часа; Uпр - электрическая прочность изоляции жил кабелей, В; п - вероятное количество повреждений кабеля за время Т=36 час и Uпр=3000 В. Величина п в зависимости от удельного сопротивления грунта ρгр и со противления защитных металлических покровов постоянному току R определя ется по графикам Приложения Г. При прокладке в одной траншее нескольких кабелей учитывается общее сопротивление их покровов, определяемое по закону парал лельного соединения сопротивлений. При одинаковых кабелях R = Rк/m, Ом/км, где Rк - сопротивление металлических покровов одного кабеля, Ом/км; т - число кабелей. Для бронированных кабелей: Rк = Rоб Rбр/( Rоб + Rбр) , (5.7) где Rоб - сопротивление оболочки постоянному току, Ом/км; Rбр - сопротивление брони постоянному току, Ом/км. , Ом/км , (5.8)  где ρ - удельное электрическое сопротивление металлической оболоч ки, Ом-мм2/м; d1 и t - внутренний диаметр и толщина оболочки кабеля, мм, соот ветственно. Если оболочки состоят из нескольких слоев разного материала, то оп ределяют их общее сопротивление. Сопротивление ленточной брони из двух стальных лент определяется по формуле: , Ом/км (5.9)  где Dбр - средний диаметр кабеля по броне, мм; а и в - ширина и толщина одной ленты, мм, соответственно. Для кабелей со стальной гофрированной оболочкой сопротивление ме таллически покровов постоянному току определяется по формулам: , Ом/км (5.10)   , Ом/км  , мм где Rл - сопротивление постоянному току экрана, расположенного под гофрированной стальной оболочкой, Ом/км; Rгоф - сопротивление гофрированной оболочки постоянному то ку, Ом/км; кг - коэффициент гофрирования; Dср - средний диаметр гофрированной оболочки, мм; Dвт - внутренний диаметр гофрированной оболочки, мм; к - высота гофра, мм; tоб - толщина гофрированной оболочки (обычно 0,4...0,5), мм. Коэффициент гофрирования определяется по формулам:  ,  ,  ,где Q - расстояние между ближайшими выступами или впадинами гофрированной оболочки (шаг синусоидального гофра), мм; D - наружный диаметр гофрированной оболочки, мм. В таблице 5.5 приведены значения сопротивления металлических покро вов и электрическая прочность изоляции основных типов междугородных кабе лей. Таблица 5.5
Для выбора мер защиты рассчитанная плотность повреждений кабеля сравнивается с нормой. При проектировании кабельных линий защитные мероприятия следует предусматривать на тех участках, где плотность поврежде ний превышает допустимую, указанную в таблице 5.6. Эффективность защиты кабелей за счёт применения подземных тросов, прокладываемых над кабелями, характеризуется коэффициентом тока η, который определяется:  при одном тросе - , (5.11)  при двух тросах - , (5.12) где rкт - расстояние от троса до кабеля, мм; dк - внешний диаметр оболочки кабеля, мм; rтп - расстояние между тросами, мм. Таблица 5.6
При наличии защитных тросов количество повреждений кабеля от уда ров молнии определяется по графикам Приложения Г, при этом вместо сопротивления покровов кабеля R берётся величина R' = ηR. 5.4 Надёжность проектируемой кабельной магистрали Надёжность функционирования кабельной магистрали является одной из основных характеристик линии связи. В исходных данных, выданных преподавателем, приведены длины кабеля, про ложенного вне населённых пунктов – L1, в населённых пунктах - L2, в телефон ной канализации - L3 на каждые 100 км кабельной магистрали, а в таблице 5.7 даны среднестатистические значения интенсивности отказов на 1 км трассы λср х10-7 и среднего времени восстановления связи tв в часах для различных типов кабелей. Таблица 5.7
Для заданной длины кабельной магистрали интенсивность потока от казов: λ = λср1L1 + λср2L2 + λср3L3 . 1/ч (5.13) Среднее время между отказами (наработка на отказ): Т0 = 1/ λ . ч (5.14) Среднее время восстановления связи:  , ч (5.15)Коэффициент готовности: Кг = Т0 / (Т0 + tв) . (5.16) Вероятность безотказной работы магистрали за время t:  . (5.17)Надежность магистрали за время t: Н(t) = Кг . Р(t) . (5.18) Определяют Н(t) за t = 8760 ч (за год). Если величина Н(t) < 0,9, то не обходимо дать рекомендации по увеличению надежности магистрали. 6 ВОЛОКОННО - ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ В этом разделе представлен порядок проектирования ВОЛП между вто рым и третьим заданными преподавателем населенными пунктами. Причем необходимо предусмотреть 3-х кратное увеличение количества каналов на этом участке по сравнению с количеством каналов предшествующего участка. Если полученное количество каналов не превышает 1920, то следует выбрать синхронную ВОСП SТМ-1 с частичным заполнением. На практических занятиях студенту самостоятельно следует обосновать следующие основные характеристики линии передачи: - волоконно-оптическую систему передачи (ВОСП), тип оп тического волокна (ОВ), конструкцию применяемого оптического кабеля (ОК); - схему ор ганизации связи, а также произвести расчет бюджета мощности и дисперсии на элементарных кабельных участ ках (ЭКУ). 6.1 Волоконно-оптическая система передачи и тип оптического волокна Тип и характеристики ВОСП выбираются в зависимости от требуемого объема передачи информации, который задаётся числом основных цифровых каналов (ОЦК), расстоянием между оконечными пунктами и населенными пунк тами по трассе магистрали. Технические характеристики синхронных ВОСП представлены в таблице 6.1 При необходимости работы на удлиненных ЭКУ на выходе передатчика мультиплексора устанавливают оптический усилитель, что позволяет увеличить энергетический потенциал на 7 - 15 дБ. Таблица 6.1
Типичные характеристики стандартных одномодовых ОВ приведены в таблице 6.2. Тип ОВ выбирается в зависимости от скорости передачи информации, расстояния между оконечными пунктами и населенными пунктами по трассе магистрали, а также принципами построения сети связи, задачи которой решает данная линия передачи. В подавляющем большинстве случаев применяются стандартные ступенчатые одномодовые оптические волокна. При высокой скорости передачи информации, когда длина ЭКУ ограничена дисперсией, приме няют волокна со смещенной дисперсией. Если же при этом используются уст ройства спектрального уплотнения (DWDM), то возможно применение волокон со сглаженной дисперсией. Таблица 6.2
Коэффициент хроматической дисперсии D(λ) для ступенчатых воло кон и волокон со смещенной дисперсией рассчитывается по формуле: , пс/(нм . км) (6.1)  где входящие в формулу параметры определены в таблице 6.2. 6.2 Конструкция оптического кабеля Конструкция оптического кабеля определяется условиями и плани руемым способом его прокладки. Наиболее распространены кабели модульной кон струкции, сердечник которых включает несколько оптических модулей с двумя, четырьмя или большим количеством ОВ, скрученных вокруг центрального силового элемента, в качестве которого используется стеклопруток (рисунок 6.1). В последнее время все более широко используются кабели, сердечник которых представляет собой один модуль с толстостенной полимерной трубкой (рисунок 6.2). Тип наружных покровов, как правило, выбирается в соответствии с табли цей 4. Допустимое раздавливающее усилие для всех типов ОК составляет 1000 Н/см. Минимально допустимый радиус изгиба не должен превышать 20d, где d - диаметр кабеля. Строительная длина оптических кабелей связи составляет в среднем 4,6 км, но не менее 1 км.  
Один из типичных способов маркировки оптических кабелей представлен ниже.  Номер разработки - 01..02 и т.д. Коэффициент затухания в дБм/км и коэффициент хроматической дисперсии в пс/(нм.км) приводят для области длины волны нулевой дисперсии Число модулей- 1, 2,4, 6, 8. Число волокон - от 4 до 96 и бо лее. Подходящий тип броне покровов и марка оптического кабеля находится с использованием справочной литературы в соответствии со сведениями, указанными в таблице 6.3. Следует отметить, что способы маркировки (обозначения) ОК у разных фирм-производителей, как правило, отличаются. Таблица 6.3
6.3 Схема организации связи и длина элементарного кабельного участка На внутризоновых и магистральных волоконно-оптических линиях пере дачи, как правило, применяется одно кабельная двух волоконная схема организа ции связи на одной оптической несущей. Вместе с тем, при необходимости пере дачи большого объема информации на большие расстояния, когда имеют место ограничения длины ЭКУ по дисперсии, применяют DVDM (устройства спек трального уплотнения). В этом случае используют двух волоконную схему орга низации связей на нескольких оптических несущих. При этом, по двум волокнам работают несколько систем передачи, каждая - на своей оптической несущей. Значительная протяженность ЭКУ ВОЛП позволяет размещать ретрансляторы в населенных пункта, где есть не менее двух независимых ис точников электропитания. Расстояние между ретрансляторами определяется исходя из бюджета мощности и допустимой дисперсии на ЭКУ. С учетом бюджета мощности расстояние между ретрансляторами ВОЛП должно лежать в пределах LМIN < Lэку < LMAX ,  где , км (6.2)  , км (6.3) В этом выражении: Э - энергетический потенциал системы, дБм; аз - эксплуатационный запас (обычно принимается равным 6 дБ), дБ; аН - потери в неразъемном соединении ОВ, дБм; ар - потери в разъемном соединении ОВ, дБм; np - число разъемных соединений на ЭКУ; аАРУ - пределы регулировки АРУ, дБм; α - коэффициент затухания оптических волокон, дБм/км; LСД - строительная длина кабеля, км. Потери в разъемных соединениях типа РС/РС, SС/РС, применяемых на сегодняшний день на сетях связи не превышают 0,5 дБм. Число разъемных со единений на участке между ретрансляторами обычно равно четырем. Два на ближнем конце (мультиплексор и оптический кросс) и два на дальнем конце (оп тический кросс и мультиплексор). Потери в неразъемном соединении не должны превышать допустимых значений, определяемых нормативно-технической документацией. В соответствие с нормами на параметры ЭКУ ВОЛП для одномодовых волокон затухание на стыке волокон не должно превышать 0,1 дБм для 100% всех соединений, и 0,05 дБм- для 50% все соединений. Пределы регулировки АРУ определяются конкретным типом аппаратуры. В среднем эта величина равна 20 дБм. Если условия требуют размещения ретранслятора так, что условие LМIN < Lэку не выполняется, необходимо включение аттенюаторов, затухание которых следует определить. Наряду с указанными выше условиями длина ЭКУ должна удовлетворять требованиям по дисперсии  , км (6.4) где В - скорость передачи на оптическом стыке, Бит/с; σ - среднеквадратическое значение дисперсии оптического волокна, с/км. Значение LMAX выбирается как наибольшее из рассчитанных по формулам (6.2) и (6.4). Скорость передачи на оптическом стыке определяется из соотношения , бит/с  где ВЦСП - скорость передачи на электрическом стыке, Бит/с; т, n - параметры блочного линейного кода ВОСП тВпВ . Среднеквадратическое значение дисперсии одномодового волокна равно , (6.5)  λ - рабочая длина волны, нм; Δλ — диапазон длин волн излучения лазера, который можно принять равным 0,2..0,8 нм; D(λ) - коэффициент хроматической дисперсии ОВ, пс/(нм.км). Расположив ретрансляторы по трассе с учетом указанных выше условий, необходимо определить длину каждого ЭКУ, запас мощности а3 и дисперсию σЭКУ для каждого ЭКУ:  , дБ (6.6) (6.7) . (6.8)Полученные результаты следует сравнить с допустимыми значениями (таблица 6.1). В результате расчета и уточнения длин ЭКУ составляется структурная схема ВОЛП, на которой указываются необслуживаемые ретрансляционные пункты (НРП), длины ЭКУ, тип кабеля и нумерация НРП. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Методические указания для подготовки к семинарским занятиям для студентов... История государства и права зарубежных стран (Новое и Новейшее время) [Текст]: методические указания для подготовки к семинарским... | | Методические рекомендации студентам по подготовке к семинарским и... Методические рекомендации студентам по подготовке к семинарским и практическим занятиям |
| Методические рекомендации для подготовки к практическим занятиям... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Методические рекомендации для самоподготовки студентов к практическим... Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования |
 | Методические рекомендации по подготовке к практическим занятиям,... «Юриспруденция» магистерской программы 521408 «Уголовный процесс, криминалистика и судебная экспертиза, теория | | Методические рекомендации по подготовке к практическим занятиям,... ... |
| Методические указания и рекомендации к практически-семинарским занятиям... Местные финансы: Методические указания и рекомендации к практически-семинарским занятиям по дисциплине «Местные финансы» для студентов... | | Методические рекомендации для подготовки к практическим занятиям... Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Методические указания к практическим занятиям рпк «Политехник» Русский язык и культура речи: Методические указания к практическим занятиям / Сост. Т. В. Латкина; Волгоград гос техн ун-т. – Волгоград,... | | Методические указания и планы к семинарским и практическим занятиям... Орлов И. И., Половинкина М. Л. Методические указания и планы к семинарским и практическим занятиям по курсу «История культуры и искусств»... |
| Методические рекомендации по организации изучения дисциплины для... ... | | Методические рекомендации по подготовке к практическим занятиям и... «Юриспруденция» магистерской программы 521408 «Уголовный процесс, криминалистика и судебная экспертиза, теория |
| Методические указания к семинарским занятиям для студентов всех специальностей... Минаков В. Б. Политология. Методические указания к семинарским занятиям для студентов всех специальностей очной формы обучения. Тюмень:... | | Методические рекомендации для преподавателей, перечни вопросов к... Учебно-методический комплекс предназначен для студентов, обучающихся по специальности 032001 «Документоведение и документационное... |
| Методические указания и задания к практическим занятиям и самостоятельной... Методические указания и задания к практическим занятиям и самостоятельной работе для студентов направления 030900. 62 Юриспруденция... | | Методические рекомендации по подготовке к практическим занятиям Охватывают внутреннюю структуру |
