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.