4.1.2. Аттенюаторы

Аттенюаторы

Исходные данные

1. Число каналов ТЧ 6500

2. Температура грунта tmax = +18, tmin = +2

3. Сопротивление грунтА ρ = 190 Ом/км

4. Интенсивность грозодеятельности Т = 64ч/год

Между городами Тамбов – Воронеж 276 км, что приблеженно к моим исходным данным, поэтому я буду проетировать МКЛС между этими городами.

Емкость кабеля и система передачи выбирается в зависимости от потребного числа телефонных каналов и каналов телевидения при использовании серийно выпускаемой аппаратуры для их уплотнения.

Для организации 6500 каналов необходимо использовать магистральный кабель КМБ-4 и систему передачи К3600.

Сначала будет задействовано 6500 каналов передачи, а 700 каналов передачи останутся в резерве.

Протяженность трассы, проектируемой МКЛС составляет 276км, а допустимое расстояние между обслуживаемыми усилительными пунктами (ОУП) для системы передачи К-3600 не должно превышать 180 км. При этом протяженность секции ОП-1 – ОУП-2 составит 163км. При этом протяженность секции ОУП-2 – ОП-3 составит 113км. Число необслуживаемых усилительных пунктов (НУП) определится расчётом по формуле 4.

Среднегодовая температура грунта рассчитывается по формуле 1:

t_ср=(t_max-t_min)/2, (1)

t_ср=(18+2)/2=10 ºC

Коэффициент затухания α_ср, дБ/км при среднегодовой температуре грунта определяется по формуле 2:

α_ср=α₂₀∙[1+α_α∙(t_ср-20)]

где α₂₀ – коэффициент затухания при 20ºC, α_α – удельный температурный коэффициент затухания.

α=10,465∙[1+1,96∙10^-3∙(10-20)]=10,25 дБ/км

Наименьшая длина усилительного участка l_уу при среднегодовой температуре определяется по формуле 3:

l_уу=l_уу8∙(α₈/α_ср), (3)

где l_уу8 – номинальная длина усилительного участка при 10ºC,

α₈ – коэффициент затухания при t_ср=10º

l_уу=3∙(10,25/10,25)=3 км

Число участков n_уу на каждой секции рассчитывается по формуле 4:

n_уу=l_{оп –оуп}/l_уу, (4)

Для секции ОП-1 – ОУП-2:

n_уу=163/3=55

l_факт=163 /55=2,963 км

Для секции ОУП-2 – ОП-3:

n_уу=113/3=38

l_факт=113 /38=2,973 км

Таким образом на секции ОП-1 – ОУП-2 разместится 55 участков, а на секции ОУП-2 – ОП-3 разместится 38 участков. Так как фактическая длина не превышает номинальной длины усилительного участка, то искусственная линия не требуется.

2. Расчет МКЛС

2.1. Расчёт параметров передач

Рассчет производится по методике на крайних средних частотах линейного спектра системой передачи К-3600 с целью сравнения расчитанныз значений с нормативными.

Активное сопротивление коаксиальной пары R, рассчитывается по формуле 5:

(5)

где f₁=812 кГц,

f₂=9200 кГц,

f₃=17696 кГц,

r_a=1,3 мм,

r_b=4,8 мм,

Ом/км

Ом/км

Ом/км

Индуктивность цепи L, рассчитывается по формуле 6:

)(6)

=0,2682 мГн/км

=0,263 мГн/км

=0,262 мГн/км

Электрическая ёмкость C рассчитывается по формуле 7:

(7)

где =1,1 диэлектрическая проницаемость полиэтилена

=0,0467 мкФ/км

Проводимость G рассчитывается по формуле 8:

(8)

где tg =0,6∙10^-4 – тангенс угла диэлектрических потерь

мкСим/км

мкСим/км

мкСим/км

Коэффициент затухания α рассчитывается по формуле 9:

, (9)

=2,1 дБ/км

=7,17 дБ/км

=10 дБ/км

Фазовый коэффициент β рассчитывается по формуле 10:

, (10)

=18,04 рад/км

=202,48 рад/км

=368,5 рад/км

Волновое сопротивление Z_в рассчитывается по формуле 11:

, (11)

=75,75 Ом

=75,04 Ом

=74,9 Ом

Скорость распространения электромагнитной волны рассчитывается по формуле 12:

, (12)

=287132 км/с

=288648 км/с

=288829 км/с

Рассчитанные параметры соответствуют номинальным

Результаты расчетов в таблице 2.

Параметр	Значения на частоте
	812 кГц	9200 кГц	17600 кГц
R, Ом/км	36,83	124	171,5
мГн/км	0,268	0,263	0,262
мкФ/км	0,0467	0,0467	0,0467
мкСим/км	14,3	162	309,6
дБ/км	2,1	7,12	10
рад/км	18,04	202,48	368,5
Ом	75,75	75,04	74,9
км/с	287132	288648	288829

Таблица 2. Результаты расчетов параметров кабеля КМБ – 4.

Расчёт вероятности повреждения кабеля молнией

Расчёт производится с целью определения необходимости защиты кабеля от ударов молнии.

Защита магистральных кабелей связи предусматривается, если вероятное число повреждений на 100 км трассы в год превышает 0,2 (более 1 повреждения за 5 лет). Рассчет осуществляется по методике [4].

Сопротивление оболочки кабеля определяется по формуле (13):

где =221 Ом∙мм²/км – удельное сопротивление свинца

=0,36 мм – внутренний диаметр оболочки

= 1,6 мм – толщина оболочки

Сопротивление брони кабеля определяется по формуле 14:

)

где =138 Ом∙м²/км – удельное сопротивление стали

=34,2 мм – внутренний диаметр брони

= 1 мм – толщина брони

Общее сопротивление металлических покровов кабеля рассчитывается по формуле 15:

Число повреждений кабеля n₀ при удельном сопротивлении грунта , сопротивлении металлических покровов R= , электрической проницаемости изоляции кабеля 3000 В и интенсивности грозодеятельности 36 ч/год.

n₀=0,037

Вероятное число повреждений n при интенсивности T=84 ч/год и электрической изоляции U=3700 В определяется по формуле 16:

Так как вероятное число повреждений менее 0,2 при удельном сопротивлении грунта , то защита кабеля от повреждения молнией не требуется.

Расчетность надежностипроетируемой ВОЛС

Расчет осуществляется по формуле 5 с целью получения ожидаемых значений параметров надежности проектируемой ВОЛП. Для оценки качества её обслуживания в процессе эксплуатации. Расчет осуществляется с использованием среднестатических значений интенсивности отказов и времени восстановления t_{вс ,} полученных из опыта эксплуатации ВОЛП, аналогичных проектируемой.

Интенсивность отказов ОК на одном километре трассы в час определяется по формуле 16:

(16)

где =0,34 средняя плотность отказа на 100 км трассы в год.

Интенсивность отказов системы передачи определяется по формуле 17:

(17)

где l_к = 256 км – длина трассы;

λ_ОП = 30·10^-6 – интенсивность отказов на ОП в час;

λ_ОРП =27·10^-6 – интенсивность отказов на ОРП в час

λ_НРП = 1,5·10^-6 – интенсивность отказов на НРП в час;

1/ч

Наработка на отказ линейного тракта Т_лт,ч определится по формуле 18:

, (18)

ч

Среднее время восстановления линейного тракта Т_влт, ч определится по формуле 19:

(19)

где Т_вк = 10 ч – среднее время восстановления одного километра кабеля;

Т_ВОП = 0,5 ч – среднее время устранения повреждения на ОП;

Т_ВОРП = 0,5 ч – среднее время устранения повреждения на ОРП;

Т_ВНРП = 2,5 ч - среднее время устранения повреждения на НРП. ч

Коэффициент готовности К_г определится по формуле 20:

, (20)

Коэффициент простоя линейного тракта К_п определится по формуле 21:

, (21)

Рассчитаные параметры надежности будут использоваться в качестве нормативных в процессе эксплуатации ВОЛП.

Количество муфт на участке регенерации определяется по формуле 22:

, (22)

Для секции ОП1-ОП2:

Расчет стоимости канала-километра С, руб./кан.·км производится дважды, в первом случае для задействованного чила каналов, во втором случае для всего числа каналов по формуле 23:

, (23)

1. руб-кан.км

2. руб-кан.км