лекции по НСТК Мищенко

Основными критериями выбора квазиоптимального варианта кабельной линии являются:

•минимальные капитальные вложения и текущие годовые затраты для каждого этапа строительства кабельной магистрали;

•использование наиболее совершенных в техническом отношении типов

имарок кабелей, систем передачи, оборудования, измерительной аппаратуры;

•обеспечение заданной для каждого этапа развития надежности и живучести сети;

•возможность дальнейшего развития и повышения мощности сети и магистрали;

•экономия дефицитных материалов и цветных металлов.

Оценка экономичности реальных проектных решений. Оценка производится исходя из сопоставления основных технико-экономических

показателей проекта с показателями аналогичных передовых отечественных и зарубежных предприятий, а также с утвержденными нормативами. В частности,

экономичность капитальных вложений устанавливается путем сравнения полученного эффекта и затрат.

При планировании и проектировании определяется общая экономическая эффективность как отношение прибыли в год от проведенных мероприятий П ко всей сумме капитальных вложений К:

годового выпуска продукции; С — себестоимость годового выпуска продукции (эксплуатационные расходы).

В случае реконструкции ЛСС и предприятий показатель эффективности определяется отношением прироста годовой прибыли к капитальным вложениям на реконструкцию:

где Ï 1 и Ï 2 — значение годовой прибыли до и после реконструкции

161

соответственно; Ê Ð — капитальные вложения на реконструкцию.

Квазиоптимальность проекта обеспечивается путем сравнения экономической эффективности капитальных вложений для вариантов проектных решений. Показателем сравнительно экономической эффективности капитальных вложений является минимум приведенных затрат, определяемых

из уравнения

где К — капитальные вложения по каждому варианту; С — ксплуатационные расходы по тому же варианту; EÍ =0,12— нормативный

коэффициент эффективности капитальных вложений для отрасли «Связь».

Часто в качестве критерия экономической эффективности используется значение (8.5), приходящееся на один каналокилометр линии, руб./кан.-км:

где N — число каналов ТЧ; L — длина проектируемой линии. Из последнего выражения следует, что основными путями улучшения экономичности проектов являются снижение капитальных затрат К, эксплуатационных расходов С, а также увеличение числа каналов N на проектируемых магистралях. Очевидно, что достижение указанных целей

возможно лишь на базе создания и внедрения мощных и высокоэффективных систем передачи, совершенствования методов автоматизации проектирования и эксплуатации кабельных магистралей, разработки новых типов линий связи. В связи с последним фактором следует отметить особое положение волоконно- оптических линий связи, создающих уникальные возможности повышения экономичности и эффективности работы ЛСС.

9.6. ВЫБОР СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ, ТИПА ЛИНИИ СВЯЗИ, МАРКИ

КАБЕЛЯ И ТРАССЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Выбор системы передачи, типа линии связи и марки кабеля

осуществляется на основании анализа требуемого числа каналов и мощности проектируемой магистрали. Число каналов определяется не только

потребностью в каналах междугородной связи оконечных и промежуточных населенных пунктов, расположенных по трассе магистрали, но и требованиями ВСС, связанными с созданием резервных каналов для повышения гибкости, устойчивости и надежности работы магистральной и зоновой сетей в целом.

Данные о числе каналов связи при различных типах кабелей и системах передачи, а также о расходе цветных металлов и стоимости 1 кан.-км связи приведены в гл. 2. На основании произведенных расчетов выбираются системы передачи и типы линий связи (см. гл. 2). При этом, как показывает опыт

162

развития линейных сооружений связи и систем передачи, новые системы передачи обычно появляются чаще, чем происходят существенные изменения конструкций и типов линий связи. В результате на однотипных линиях связи используются различные типы систем передачи. Например, по коаксиальному кабелю КМ-4, содержащему четыре нормализованные коаксиальные пары 2,6/9,5 мм, могут использоваться системы передачи К-10800; К-3600; К-1920; К-1920П; ИКМ-480; ИКМ-1920, а по малогабаритному коаксиальному кабелю 1,2/4,6 мм — К-300; ИКМ-120; ИКМ-480. Кабель типа МКС используется для систем передачи типов К-60; К-Ю20С; КАМА; ИКМ-120; ИКМ-480

Первоначальный выбор емкости, типа кабеля и системы передачи линий связи производится на стадии разработки технико-экономических обоснований,

а окончательно этот выбор обосновывается в технорабочем проекте в разделе расчета мощности проектируемой линии связи, исчисляемой в числе каналов первичной сети и каналов вторичной сети ВСС.

Выбор марок кабелей связи производится в результате анализа данных инженерных изысканий трассы прокладки кабеля (рельефа местности, геологической структуры грунтов и их коррозийной активности, интенсивности грозовых разрядов, наличия и параметров сближения с ЛЭП, с эл. ж. д.) и т. д. Кроме того, при выборе марок кабеля учитывается возможность обеспечения качественных электрических характеристик линейных трактов, а также их защиты от взаимных и внешних влияний и помех.

Выбор трассы строительства осуществляется в две стадии: вначале при разработке технико-экономических обоснований, а затем в период выполнения проекта. В процессе проектирования трассы кабельных линий и площадок под НУП должны обеспечиваться минимальные значения: протяженности трассы, объема строительных работ, числа наземных и подземных препятствий на трассе строительства, стоимости строительства и эксплуатации, объема ручных (немеханизированных) работ, затрат на защиту линии связи от опасных и мешающих влияний, от коррозии.

Ниже приведены минимально допустимые расстояния трассы кабелей связи от других сооружений, м:

1.При производстве работ:

от края насыпи автомобильных и железных дорог – 5 м; от нефтепроводов за городом. .- 10 м; от городских газопроводов и теплопроводов -.1 м ;

от красной линии домов в городах. - .1,5 м; 2.При защите от коррозии и ударов молнии от опор ЛЭП и сетей эл. ж.

д. и их заземлений при удельном сопротивлении грунта ρ :

до 100 Ом/м . - 0.83ρ ; до 500 Ом/м .. - 10;

свыше 1000 Ом/м - 0.35ρ ;

от заземленных молниеотводов воздушных ЛС – 25; от силовых кабелей .- 0,5.

163

показатели проекта за счет уменьшения капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

При определении дальности связи по кабельным ЛС необходимо учитывать специфику различных систем передачи. В АСП происходит накопление помех по всей длине линии, и надо учитывать всю дальность связи. В ЦСП в каждом регенерационном пункте снимаются помехи, восстанавливается сигнал, и он без помех направляется дальше. Таким образом, в ЦСП качество связи определяется соотношением сигнал-шум одного регенерационного участка.

В типовых проектах, когда используются коаксиальные кабели, длина

где Э — энергетический потенциал усилителя НУП используемой системы передачи; α — километрическое затухание цепей кабеля на

максимальной частоте рабочего диапазона частот для этой системы передачи при максимальной температуре среды, окружающей кабель (грунта, воздуха, воды для подводных кабелей).

Длина регенерационного участка ВОЛС при ЦСП выбирается по наименьшему значению Lα или L F , но так, чтобы выполнялись требования по

затуханию сигнала (α l) и полосе пропускания F ). Как видно из рис. 9.2, с увеличением длины линии возрастает затухание цепи (α l) , которое не должно превышать энергетический потенциал системы ( aÄÎ Ï ), обычно составляющий

35 ... 40 дБ. Одновременно с увеличением длины линии уменьшается пропускная способность световода ( F ). Здесь границей является требуемая полоса частот для используемой системы ( FÄÎ Ï ) (например, для ЦСП ИКМ-

= 34 Мбит/с). Из рис. 9.2 видно, что по затуханию длина участка Lα 18 км, а по пропускной способности L F — 14 км. Принимаем

регенерационный участок по наименьшему значению, в данном случае по пропускной способности L F = 14 км.

165

воздействий на городских участках; на переходы кабеля через реки, а также на устройства вводов кабелей в ОУП и НУП. В состав документации рабочих чертежей включаются: пояснительная записка, ведомости потребных материалов и объемы работ, смета.

Чертежи трассы прокладки по усилительным (регенерационным) участкам (рис. 9.4) выполняются с указанием марки кабеля, размещения ОУП и НУП, пересечений трассы с реками, дорогами, линиями связи и электропередачи. В таблицах к этим чертежам приводятся показатели объема работ и способы их выполнения. На чертежах трасс прокладки кабеля на городских участках указывается название улиц, по которым намечается прокладка кабеля, трасс проектируемой и используемой телефонной канализации с указанием ее длины и числа отверстий.

На чертежах речных переходов показываются план и профиль кабельного перехода

Рис. 9.4. Чертеж трассы прокладки кабеля.

Врабочих чертежах по устройству вводов приводится план прокладки кабелей на территории ОУП, устройства вводов в ОУП с разрезами, показывающими размещение кабелей в каналах канализации, схемы распайки кабелей на боксах, планы ввода кабелей в НУП, планы расположения контуров заземления и т. д.

Всостав рабочих чертежей входят также конструктивные чертежи нетиповых деталей и др.

167

9.9. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОДСИСТЕМ

КАБЕЛЬНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

В проектах кабельных магистралей наряду с основным объектом проектирования линейных сооружений связи разрабатываются также проекты вспомогательных подсистем, к которым относятся заземляющие устройства, устройства содержания кабелей под избыточным давлением, устройства ввода кабелей в оконечные и промежуточные пункты, системы защиты кабельных линий от взаимных и внешних электромагнитных влияний, а также от грозовых разрядов, системы снабжения кабельных магистралей электрической энергией

идистанционного питания и др. Проектирование этих объектов и подсистем

осуществляется в соответствующих разделах проекта с учетом конкретных условий строительства трассы и согласования проектных решений в целом.

Указанные подсистемы кабельных магистралей в основном описаны в соответствующих главах книги. Поэтому в настоящем разделе кратко

рассматриваются лишь некоторые особенности проектирования вышеуказанных подсистем. Заземляющие устройства ЛСС оборудуются для

обеспечения электропитанием аппаратуры систем передачи и защиты от поражения эксплуатационного персонала, обслуживающего промежуточные и оконечные пункты линий связи. Необслуживаемые усилительные пункты, которые питаются дистанционно по схеме «провод — провод» и в которых оканчивается цепь дистанционного питания, оборудуются рабочим, защитным

илинейно-защитным заземляющими устройствами. НУП, которые питаются дистанционно по схемам «провод — провод» и «провод — земля» и в которых не оканчивается цепь дистанционного питания, оборудуются двумя обособленными заземляющими устройствами — защитным и линейно- защитным. Если защита металлических цистерн от почвенной коррозии не требуется, в НУП оборудуется одно заземляющее устройство. По длине вертикальных заземляющих электродов различают три типа заземлений: нормальные (2 ... 3 м), углубленные (3... 10 м) и глубинные (свыше 10 м).

Заземляющие электроды изготавливаются из стальных прутов круглого сечения, угловой стали или стальных труб. Выбор конструкции заземляющих электродов определяется величиной сопротивления грунта.

Содержание кабелей под избыточным давлением осуществляется в целях повышения надежности кабельных линий. В проектах определяется

оборудование систем с автоматическим наполнением воздуха в кабеле и устройством для определения участка и места негерметичности в процессе эксплуатации кабельных линий связи. Системы и основные положения содержания кабелей под давлением приведены в гл. 10.

Проектирование устройств ввода кабелей в оконечные и промежуточные пункты производится с учетом обеспечения: минимальной длины прокладки кабеля внутри НУП или ОУП, надежного разделения направлений передачи от взаимных влияний, герметичности кабеля в оконечных муфтах. Устройство вводов и конструкции НУП описаны в гл. 10.

Системы снабжения кабельных магистралей электрической энергией

168

проектируются с разработкой следующих объектов и подсистем:

•объектов электроснабжения кабельных магистралей от внешних энергосистем — кабельных и воздушных ЛЭП, трансформаторных подстанций;

•собственных подсистем и объектов электроснабжения;

•автоматизированных дизельных электростанций (АДЭС),

предназначенных в основном для аварийного энергоснабжения ЛСС и предприятий связи;

•электропитающих установок (ЭПУ), необходимых для преобразования переменного напряжения 400/230 В в напряжения постоянного тока заданных номиналов. В состав ЭПУ входят аккумуляторные батареи, обеспечивающие резервирование первичных источников питания, и вторичные источники питания, предназначенные для преобразования напряжения ЭПУ в другие стабилизированные напряжения постоянного тока;

дистанционное питание (ДП) аппаратуры НУП, прилегающих к данной станции. В систему ДП входят вторичные источники питания, фильтры, устройства защиты и коммутации, устанавливаемые на ОУП;

силовое электрооборудование, предназначенное для освещения помещения ОУП, вентиляции, кондиционирования воздуха, а также для электроснабжения электродвигателей.

9.10. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АБОНЕНТОВ ПО ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА И

ВЫБОР МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ СТАНЦИЙ

Системы построения ГТС были рассмотрены в гл. 2, поэтому вопросы

проектирования ГТС начнем с изучения принципов распределения абонентов по территории города.

Общая проектируемая емкость ГТС распределяется по территории города, его кварталам и домовладениям согласно этапам развития сети. Распределение абонентов по территории, обслуживаемой проектируемой станцией, производится на основе материалов обследования, поданных заявок на установку телефонных аппаратов, наблюдений службы эксплуатации. Распределение телефонных установок производится с участием, представителей городских организаций.

Обычно телефонные аппараты делятся на группы: промышленных предприятий, учреждений (административно-хозяйственных, культурных, социально-бытовых и др.) и квартирные.

Телефонные аппараты промышленных предприятий, административно- хозяйственных, культурных и других учреждений распределяются в соответствии с размещением этих предприятий и учреждений. Квартирные аппараты распределяются в соответствии с жилой площадью, числом квартир,

проектируемым развитием жилого фонда и принятым планом обеспечения телефонной связью населения.

Место расположения телефонной станции выбирается так, чтобы сумма расстояний от нее до каждого аппарата была наименьшей. Телефонная станция, расположенная в точке, носящей название телефонного центра, позволяет

169

построить сеть с наименьшими капитальными затратами (при прочих равных условиях), а также с наименьшими последующими расходами при эксплуатации. Для нахождения телефонного центра на практике используют или методы, основанные на использовании ЭВМ, или весьма простой способ, который сводится к следующему. На план города с указанием размещения

абонентов кладут линейку параллельно преобладающему направлению улиц и передвигают ее параллельно самой себе до тех пор, пока она не разделит общее число абонентов примерно на две равные части. Линия, проведенная по линейке, в этом месте соответствует одной координатной оси. Поместив линейку перпендикулярно этой оси и повторив процесс, получают вторую координатную ось. Точка пересечения осей укажет теоретический телефонный центр.

Теоретический телефонный центр не всегда может быть избран для расположения здания станции. На практике место постройки здания телефонной станции зависит от целого ряда условий: наличия свободного для застройки участка, удобства выхода кабеля, общей планировки района, возможностей использования существующего здания, вида оборудования и т. п.

На районированных сетях кроме абонентских следует учитывать соединительные линии, которые оказывают влияние на выгодное местоположение телефонной станции, смещая его в сторону преобладающего направления этих линий.

9.11. ВЫБОР ЕМКОСТИ ШКАФА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ГТС

Для составления схемы распределительной кабельной сети предварительно требуется выбрать емкость распределительных шкафов и места их установки, а также определить границы шкафных районов. На ГТС применяются шкафы емкостью 1200x2; 600x2; 300x2 и 150x2. При этом номинальная емкость, предназначаемая для включения магистральных пар, составляет соответственно 500; 250; 130 и 70.

При проектировании ГТС перед проектировщиком возникает задача выбора шкафов для различных районов сети наиболее целесообразной емкости. Эта задача решается таким образом, чтобы в результате были получены минимальные расходы на строительство сети и ее эксплуатацию.

При установке шкафов малой емкости общая длина распределительной сети будет меньше, а магистральной — больше, в связи с чем расходы на распределительную сеть уменьшатся, а на магистральную — возрастут. Но одновременно возрастут расходы на установку и оборудование самих шкафов, так как при меньшей емкости их число будет большим. Величина

эксплуатационного запаса кабеля также будет большей при меньшей емкости шкафов, что приведет к удорожанию сети. Кроме того, произойдет некоторое

удорожание сети за счет введения более мелких по емкости магистральных и распределительных кабелей.

170