книги из ГПНТБ / Марков М.В. Линейные сооружения железнодорожной автоматики, телемеханики и связи учебник

телемеханики, более долговечны и дешевле в эксплуатации: Повре­ ждения на кабельных линиях происходят значительно реже, чем на воздушных.

Имеются, однако, факторы, которые могут привести к нарушению работы кабельных линий или к сокращению их срока службы. Например, наличие в почве значительной концентрации таких веществ, как органические и неорганические кислоты, щелочи, азотнокислые соли, хлористый натрий и т. п., вызывает сильное разъедание (коррозию) металлических оболочек и стальной брони проложенных в земле кабелей. Почва с большим содержанием из­ вестняка, каменноугольной золы и шлаков также сильно воздей­ ствует на металлические оболочки кабелей и в короткий срок может привести кабель в негодность. Оболочки кабелей, проложенных вблизи электрифицированных железных дорог постоянного тока и трамвайных линий, использующих землю в качестве обратного

При осуществлении переходов через реки кабели нередко про­ кладывают по железнодорожным мостам. Под воздействием проходя­ щих по мосту поездов происходит вибрация ферм моста, переда­ ющаяся кабелям. Вибрация кабеля вредно отражается на состоянии его металлической оболочки и может привести к появлению в ней трещин. Повреждение оболочки кабеля вследствие вибрации назы­ вают межкристаллитной коррозией.

Подземные кабели могут быть повреждены при производстве различного рода земляных работ на трассе (например, при строи­ тельстве водопровода или газопровода) или в результате оползней почвы.

Подводные кабели, прокладываемые по дну рек, могут быть повреждены весенним ледоходом или якорями судов.

Для обеспечения бесперебойности и надежности действия ка­ бельных линий и их сохранности принимается ряд мер, к которым следует • отнести: создание надежных конструкций кабелей, гаран­ тирующих их достаточную механическую прочность и коррозионную стойкость; тщательный выбор трассы для прокладки кабелей; точ­ ное соблюдение правил по прокладке и монтажу кабелей, а также проведение необходимых мероприятий по защите кабелей от корро­ зии. Большое значение имеет также периодическое проведение осмо­ тров кабельной трассы, измерение электрических характеристик ка­ бельных цепей и точное соблюдение правил по техническому содер­

Железнодорожные кабельные линии и сети разделяются на линии и сети связи и линии и сети автоматики и телемеханики.

Кабельные линии и сети связи, применяемые на железнодорожном транспорте, по характеру использования можно разделить на линии местной и дальней связи.

130

в городах, где размещены управления и отделения дорог. Совокуп­

для организации телефонной и телеграфной проводной связи между различными пунктами железнодорожной сети. По этим линиям осуществляется дальняя магистральная связь между Министерством путей сообщения и управлениями дорог, связь управлений дорог

полотна железных дорог, осуществляется организация всех видов отделенческой связи (поездной межстанционной, поездной диспет­ черской, постанционной, линейно-путевой, электротяговой и пере­ гонной). Организация этих видов связи требует устройства большого количества ответвлений от кабеля дальней связи к станциям, разъез­ дам, путевым казармам, релейным шкафам автоблокировки и т. п. Поэтому трассу прокладки кабелей дальней связи стараются вы­ бирать в полосе отвода железных дорог.

Линии и сети автоматики и телемеханики в зависимости от обслу­ живаемых ими устройств разделяются на линии и сети автоблоки­ ровки, электрической, централизации, станционной блокировки и горочной централизации механизированных сортировочных горок.

ные вставки в высоковольтно-сигнальную линию в местах пересече­ ния водных преград, в гористых местностях, на территории крупных станций, населенных пунктов и т. п.

Станционная кабельная сеть автоблокировки представляет собой совокупность кабельных линий, соединяющих расположенные в по­ мещении дежурного по станции сигнальные централизаторы с релей­ ными будками или шкафами входных и выходных сигналов обоих направлений и т.-п. Кроме того, кабельные линии прокладывают от релейных шкафов к батарейным колодцам, светофорам, стрелочным постам и кабельным стойкам рельсовых цепей.

Перегонная кабельная сеть автоблокировки укладывается на перегонах в месте установки сигнальных точек и, как правило, со­ стоит из кабелей, прокладываемых от кабельного ящика силовой опоры высоковольтно-сигнальной линии до релейного шкафа и - от последнего до проходных светофоров, батарейного колодца и ка­

131

с приборами, установленными в релейных будках и последних:, с сигнальным пунктом ДСП при централизации с местными зависи­ мостями пли с приборами, расположенными в централизационных.

аналогична кабельной сети электрической централизации. В послед­ нее время на сортировочных станциях началось широкое внедрениеавтоматизации роспуска составов на горках. В связи с этим на сорти­ ровочных станциях прокладывают кабели, соединяющие напольные устройства автоматизации с аппаратурой автоматизации, устанавли­ ваемой на горочных постах.

Кабельная сеть станционной блокировки на станциях с механи­ ческой централизацией стрелок и сигналов состоит из кабелей,, соединяющих распорядительный аппарат, установленный у ДСП, с исполнительными аппаратами, установленными в помещениях, сигналистов и стрелочников, а также из кабелей, соединяющих испол­ нительные аппараты с рельсовыми педалями, сцепляющими меха­ низмами и трущимися контактами для крыльев семафоров.

Следует также указать, что в тех случаях, когда вдоль полотна железной дороги проложен кабель дальней связи, часть жил этого* кабеля используется для устройств автоматики и телемеханики.

Жилы кабеля связи используют для цепей электрожезловой си­ стемы и путевой полуавтоматической блокировки, а на участках, железных дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока, для сигнальных цепей автоблокировки, цепей, телеуправления тяговыми подстанциями, а также для цепей диспет­

Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей элек­ тропроводимостью, гибкостью и достаточной механической проч­ ностью. Наиболее подходящим материалом для изготовления ка­ бельных жил является мягкая отожженая медная проволока; для

жил, выполненных в виде изолированных, скрученных друг с другом проводников, применяют медную проволоку круглого сечения диа­ метром 0,4; 0,5; 0,7; 0,8; 0,9; "1,0; 1,05 и 1,2 мм и алюминиевую — диаметром 1,2 и 1,6 мм, эквивалентную по своей проводимости мед­ ной проволоке диаметром 0,9 и 1,2 мм.

132

Особую конструкцию имеют коаксиальные (концентрические) кабели. Если в обычных симметричных кабелях связи двухпроводная цепь состоит из двух одинаковых жил, то в коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и расположенный в центре этой трубки сплошной цилиндри­ ческий проводник из медной проволоки.

Для целей дальней связи и телевидения наибольшее распростра­ нение в системе Министерства связи получил коаксиальный кабель диаметром внутреннего проводника 2,6 мм и внутренним диаметром трубки 9,4 мм. Широко применяются также кабели с диаметром вну­ треннего проводника 1,2 мм\\ внутренним диаметром трубки 4,4 мм. Эти кабели используют также для глубоких вводов в населенные пункты радиорелейных линий. Для областной телефонной связи

из цельной медной проволоки (однопроволочные) с поперечным сечением от 0,75 до 16 мм2, однопроволочными и многопроволочными

§73. Виды и способы изоляции жил

Взависимости от типа и назначения кабеля для изоляции кабель­ ных жил применяют кабельную бумагу (иепропитанную и пропитан­ ную), пластмассовую изоляцию (полиэтилен, поливннилхлорид,

стирофлекс, фторопласт и др.), резину, пористую бумажную массу и т. п.

133-

Рис. 112. Типы изолирования жил

В кабелях, используемых для оборудования сетей местной и городской телефонной связи для изоляции жил применяют ленты из кабельной бумаги, пористую бумажную массу, полиэтилен и поливинилхлорид.

Изоляция жил кабельной бумажной лентой, накладываемой на жилу в виде спиральной трубки (рис. 112, а) носит название т р у б - ч а т о - б у м а ж н о й изоляции. Бумажную ленту наматывают на жилу с перекрытием 20—30%, намотку ленты производят с таким расчетом, чтобы она прилегала к жиле не плотно,, а с воздушным за­

проницаемость воздуха равна единице, а кабельной бумаги — 2,5. ^Снижение емкости кабельных цепей уменьшает затухание пере­

жилу покрывают кашицеобразным слоем бумажной массы (целлю.- лозы). После высыхания слоя на жиле образуется пористый бумажный цилиндр (рис. 112, б). Заполненные воздухом поры также снижают величину электрической емкости между жилами кабеля.

Широко применяется для изолирования жил кабелей местной •связи полиэтилен, являющийся продуктом полимеризации жидкого этилена, и поливинилхлорид, получаемый путем переработки газа этана. Если кабельную жилу покрывают сплошным слоем пластмассы

изоляция аналогична воздушно-бумажной изоляции и носит назва­ ние п о р и с т о - п о л и э т и л е н о в о й изоляции.

134

Для изоляции жил симметричных кабелей, применяемых для организации • дальней связи (магистральной, дорожной, отделен­ ческой), применяют бумагу, полиэтилен и стирофлекс.

На сети дальней железнодорожной связи широкое распростра­ нение получили кабели с кордельно-бумажной и кордельно-стиро- флексной изоляцией жил.

В кабелях с к о р д е л ь н о - б у м а ж н о й изоляцией каж­ дую жилу предварительно обивают спиралью из корделя, который представляет собой жгут диаметром от 0,4 до 0,85 мм, скрученный из кабельной бумаги. Поверх корделя жилу спиралеобразно оберты­ вают (рис. 112, г) лентой из кабельной бумаги толщиной 0,08; 0,12 и 0,17 мм и шириной 8—10 мм с перекрытием 25—30%. Применяемый при этом способе изоляции кордель служит каркасом, поддержива­ ющим трубку из навитой кабельной бумаги на некотором определен­

между жилой и трубкой, навитой из кабельной бумаги, больше. Электрические характеристики кордельного кабеля более ста­ бильны, так как при свивании изолированных жил в пары или четверки кордель препятствует смятию изоляции и расстояние между

от кордельно-бумажной тем, что применяемые кордель и лента не бумажные, а из стирофлекса — пластмассы, изготовляемой из жид­ кого стирола, который получают в результате химической пере­

В симметричных кабелях дальней железнодорожной связи ши­

спиралью из полиэтиленового корделя, сверху которого наложена трубка из полиэтилена (рис. 112, д).

Для изоляции жил симметричных кабелей дальней связи на­

0,3 мм, периодически (через 7—12 мм) обжатую полиэтиленовым корделем (рис. 112, е) или механическим способом (рис. 112, ж).

13S

При изготовлении коаксиальных кабелей для изоляции внутрен­ него проводника применяют пластмассовую шайбовую, баллонную, кордельно-трубчатую, пористую из полиэтилена и стирофлекса изо­ ляцию и др.

Кабели дальней связи с полиэтиленовой' и стирофлексной изоля­ цией жил выгодно отличаются от кабелей с корделы-ю-бумажной изоляцией, так как двухпроводные цепи этих кабелей имеют мень­ шую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектриках, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти пре­ имущества делают выгодным применение кабелей с кордельностирофлексной изоляцией жил при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кгц и более. Преимуществом пластмассовой изоляции перед бумажной является также и то, что она негигроскопнчна и обладает более высокой электрической проч­ ностью.

В сигнальных кабелях, используемых в устройствах железно­ дорожной автоматики и телемеханики, для изоляции жил при­ меняют с п л о ш н у ю (см. рис. 112, в) полиэтиленовую или поливинилхлоридную изоляцию, находит также применение б у м а г о - м а с л я н а я изоляция из нескольких плотно навитых на жилу по спирали слоев кабельной бумажной ленты, пропитанной изоля­ ционным масло-канифольным составом (50% минерального масла и 50% канифоли по весу).

Для изолирования жил контрольных кабелей применяют пласт­ массовую и резиновую изоляцию, а для силовых кабелей, кроме того, и бумаго-масляную изоляцию.

§ 74. Скрутка жил в кабеле

Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в по­ вивы. Различают простую и сложную скрутку жил.

Вп р о с т о й кабельной скрутке, применяемой в сигнальных и контрольных кабелях, повивы кабеля состоят из одиночных изоли­ рованных жил.

Всложной кабельной скрутке, используемой в симметричных кабелях связи, повивы кабеля состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в группы. Существует несколько спо­ собов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самыми рас­

вместе изолированные жилы а и Ь. Скручивание производят с опре­ деленным для данной пары шагом скрутки, представляющим собой расстояние, на котором жилы описывают полный оборот по оси скру­ чивания. В парной скрутке шаг не превышает 300 мм. Применяется парная скрутка жил, главным образом, в кабелях местных телефон­ ных сетей.

В кабелях дальней связи, используемых на железнодорожном транспорте для передачи токов тональной и высокой частоты, пре-

J36

скрутка жил. При четверочной скрутке (рис. 113, б) четыре изоли­

ограниченное применение двойная парная скрутка жил и скрутка

Для того чтобы в скрученной группе можно было легко найти требуемую пару, а также жилы в паре, каждая жила имеет свою расцветку. В кабелях с бумажной изоляцией жил расцветку жил дает цветная полоска, нанесенная краской определенного цвета на ленту из кабельной бумаги. В кабелях с пластмассовой изоля­

В кабельной четверке принята следующая расцветка жил: жила а имеет красную расцветку, жила b — желтую, жила с — синюю и жила d— зеленую; при парной скрутке одна жила обычно имеет красную расцветку, а другая — зеленую.

Основная цель скручивания жил в группы заключается в.том, что жилы симметричных кабельных цепей ставятся в одинаковые условия одна относительно другой, вследствие чего повышается защищенность кабельных двухпроводных цепей от взаимных и внеш­ них электромагнитных влияний. Кроме того, скрутка жил в группы обеспечивает сохранение формы этих групп при изготовлении и про­ кладке кабеля.

Образуемые из отдельных групп (пар пли четверок) сложные кабельные скрутки подразделяются на однородные и неоднородные.

137

Для снижения взаимного электромагнитного влияния между группами жил соседних повивов каждый следующий повив нави­ вается в противоположную сторону по отношению к предыдущему. Такая навивка повивов облегчает также отделение их друг от друга при монтаже кабеля и придает кабельному сердечнику большую механическую прочность. Для того чтобы в повивах легко было на­ ходить нужную жилу или группу, каждый повив кабеля содержит

группа или жила имеет определенную отличную от других групп или жил данного повива расцветку. Каждый повив в кабеле обматы­ вают хлопчатобумажной пряжей или кабельной бумагой.

При простой или сложной однородной кабельной скрутке число жил или групп в любом последующем повиве больше, чем в предыду­ щем повиве, как правило, на шесть. Например, если в центральном

в этом случае второй повив содержит не семь, а шесть групп, а тре­ тий и следующие повивы имеют количество групп, соответствующее общему правилу.

При неоднородной скрутке число групп во втором и последующих повивах может быть весьма разнообразно и зависит от диаметра жил в группах данного повива и способа скрутки жил в группу. Коли­ чество жил или групп в кабеле зависит от конструкции и назначения кабеля. Например, кабели, применяемые на сетях местной телефон­ ной связи, содержат от 5 до 1200 пар, кабели дальней связи от одной до 114 четверок, сигнальные кабели от одной до 61 жилы и т. п.

Кроме повивной скрутки в кабелях местной связи большой емкости применяется так называемая п у ч к о в а я скрутка. При этой скрутке группы сначала скручивают в пучки, содержащие несколько десятков групп (обычно 25 или 50 групп), после чего "от­ дельные пучки скручивают в кабель (рис. 115).

138

Общую скрутку кабеля заключают в защитную герметическуюоболочку, предохраняющую кабель от проникновения в него влаги и защищающую скрутку кабеля от механических воздействий, кото­ рые могут возникнуть в процессе транспортировки, прокладки и эксплуатации ,кабеля.

В качестве защитных оболочек наиболее широкое распростране­ ние получили металлические оболочки из алюминия и свинца, а также оболочки из пластмассы. По сравнению с пластмассовыми оболочками металлические оболочки имеют то преимущество, что они защищают кабельные цепи от внешних электромагнитных влияний, создаваемых тяговыми токами электрических железных дорог, линиями электро­ передачи и другими источниками. В отдельных конструкциях ка­ белей с пластмассовыми оболочками такое защитное действие в не­ которой степени достигается наложением на поясную изоляцию экрана. В качестве экрана используют спирально наложенные ленты из алюминиевой или медной фольги Или из металлизированной бумаги.-

Свинцовая оболочка представляет собой цилиндрическую трубку, плотно накладываемую на кабельную скрутку способом опрессования расплавленным .свинцом. Применяемый для изготовления обо­ лочки свинец содержит присадку сурьмы-(0,4-^0,8%), что повышает твердость оболочки и ее' вибростойкость. Радиальная толщина сте­ нок свинцовой оболочки зависит от диаметра кабельной скрутки,

В новых конструкциях кабеля* как правило, вместо свинцовой оболочки применяют ал„юминиевую, обладающую рядом преимуществ. К этим преимуществам следует отнести' меньшую дефицитность и дешевизну алюминия по сравнению со свинцом. Алюминий более

139