2.2 Вибір типу і ємності кабелю, розподіл ланцюгів по четвіркам

Для кабельних ліній, що прокладаються вздовж електрифікованих залізниць, призначених для організації відділкового ОТЗ і кіл СЦБ використовують низькочастотні кабелі дальнього зв'язку ТЗ з пористою поліетиленовою ізоляцією в алюмінієвій і поліетиленовій оболонках: ТЗПАП, ТЗПАПБП, ТЗПАПБПЖ (для прокладання вздовж залізниць, що електрифіковані змінним струмом), ТЗПАПКП. Ці кабелі випускають ємністю 4, 7, 14 і 19 четвірок, з діаметром жил 0,9 і 1,2мм. Будівельна довжина 850м або 425м.

При визначенні ємності кабелю необхідно зважати на те, що кола перегінного зв'язку і поїзного радіозв'язку є чотирипровідними, тобто вимагають по дві пари жил. Інші кола є двопровідними. Ємність кабелів повинна задовольняти перспективі розвитку на заданій ділянці. Для цього слід передбачити запас жил кабелю в розмірі (10…15)% від необхідної ємності.

Розподіл ланцюгів по четвіркам може бути виконаний за різноманітними схемами. Приклад розподілу четвірок наведений в додатку Е.

В пояснювальній записці по даному розділу необхідно навести: обґрунтування вибору типу і ємності кабелю; стислу характеристику його основних конструктивних елементів; перелік основних електричних параметрів; розподіл ланцюгів зв’язку і СЦБ по четвіркам.

2.3 Розрахунок індуктованих впливів тягових мереж змінного струму

Кабельні лінії зв'язку, побудовані з використанням електричних кабелів, наражаються на небезпечні заважаючі магнітні впливи тягової мережі змінного струму.

Метою розрахунку є вибір типу кабелю і заходів, що забезпечують величини індукованої напруги, що не перевищувала б допустимі норми. (Додаток А).

Найбільш ефективною мірою захисту від небезпечних і заважаючих впливів є віднесення кабельної лінії від тягової мережі. Тому розрахунок індукованого в жилах кабелю напруги починають при ширині зближення 10м. Якщо при такій ширині зближення небезпечна або заважаюча напруга, перевищить норму, необхідно проводити повторний розрахунок при більшій ширині зближення.

Розрахунок впливу виконується на гальванічно нероздільному ланцюзі, тобто такому, в якому немає фізичного розриву провідників, за допомогою трансформаторів або інших приладів.

Якщо шляхом збільшення ширини зближення не вдається забезпечити величини індукованої напруги в межах норм, необхідно прийняти найбільшу можливу ширину (в межах ширини відводу) і передбачити додаткові заходи по зниженню небезпечних і заважаючих впливів. [2,5].

2.3.1 Розрахунок небезпечних впливів

Небезпечні напруги в жилах кабелю можуть виникати при аварійному (коли контактний провід замкнеться на землю або рейки) і примусовому (при тимчасово відключеній одній з тягових підстанцій) режимах роботи тягової мережі.

У курсовому проекті проводиться розрахунок небезпечних впливів тільки для примусового режиму, коли тягова підстанція станції А живить все плече тягової мережі АД. Методику розрахунку небезпечних впливів для аварійного режиму можна знайти в [2].

Тягова мережа змінного струму наводить напруги в усіх жилах кабелю, однак найбільша напруга буде виникати в найдовшому гальванічно нерозділеному ланцюзі Таким ланцюгом є підсилювальна ділянка.

Небезпечну напругу U, яка індукується між ізольованою жилою і землею, за умови заземлення цієї жили на протилежному кінці (в цьому випадку величина напруги максимальна) необхідно визначати по одній з таких формул:

а) довжина ділянки кабельного ланцюга менша 40км:

• при паралельному зближенні

U=ωMI_еквSℓ_р; В;

• при складній трасі зближення

U=ωI_екв; В.

В ці формули входять такі параметри і розрахункові коефіцієнти:

1. кругова частота впливаючого струму, частотою f=50Гц.

ω=2πf;

2. взаємна індуктивність між тяговою мережею і жилою кабелю на частоті 50Гц. Її значення може бути визначене за допомогою номограм [2] або приблизної формули:

, Гн/км,

де а — ширина зближення, м;

σ —провідність землі, См/м;

3. еквівалентний впливаючий струм I_екв, частотою 50Гц, під яким підрозумівається струм, однаковий по всій довжині зближення і що індукує в ланцюзі зв'язку таку ж небезпечну напругу, яка виникає при дійсному (східчастому) розподілі струму в тяговій мережі.

Значення еквівалентного впливаючого струму, визначається за формулою:

, А;

I_рез — результуючий струм навантаження розрахункового плеча живлення при примусовому режимі роботи тягової мережі

, А,

m — число електровозів, які одночасно знаходяться в межах плеча живлення тягової мережі при примусовому режимі,

ΔU_ТС — максимальна втрата напруги в тяговій мережі між підстанцією і найбільш віддаленим від неї електровозом, В:

при ℓ_Т≥30км ΔU_Tcmax =8500В,

при 15км<ℓ_Т≤30км ΔU_Tcmax =5500В,

при 15км≥ℓ_Т варто приймати m=1, а I_рез=300А;

ℓ_Т — довжина плеча живлення тягової мережі при примусовому режимі роботи, км;

R_TC, Х_ТС — відповідно, активний і реактивний опори тягової мережі, Ом/км, що залежать від кількості колій на ділянці і типу підвіски контактного проводу. В роботі прийняти значення

R_TC=0,109 Ом/км, Х_ТС=0,276 Ом/км;

cos φ — коефіцієнт потужності електровозів, дорівнює 0,8;

K_m — коефіцієнт, що характеризує зменшення впливаючого струму, у порівнянні з навантажуючим

;

ℓ_н — відстань від тягової підстанції, до початку ланцюга зв'язку, км (відстань на ст. А між ТП і ПЗ або ЕЦ);

ℓ_р — розрахункова довжина зближення ланцюга зв'язку з тяговою мережею (відповідає відстані від початку ланцюга ст. А до найближчого проміжного підсилювача);

4. результуючий коефіцієнт екрануючої дії, S

S=S_р·S_об;

S_р — коефіцієнт екрануючої дії колії, значення якого беруться з таблиці Б2.

S_об — коефіцієнт екрануючої дії оболонки кабелю, на частоті 50Гц, значення якого беруться з таблиці Б.3.

б) довжина ділянки кабельного ланцюга перевищує 40км:

• при паралельному зближенні

, В,

• при складній трасі зближення

, В,

де γ — коефіцієнт розповсюдження хвилі у однопровідному ланцюзі, який зазнає впливу. Його значення слід розраховувати для частоти впливаючого струму 50Гц згідно додатка В;

ℓ_с — відстань від кінця розрахункової ділянки ланцюга зв'язку до середини впливаючої ділянки, тягової мережі, км,

ℓ — розрахункова довжина лінії зв’язку, км.

Значення величин S_i, M_i, ℓ_рi, що входять у формулу для розрахунку небезпечної напруги для складної траси зближення визначаються для всіх i-тих ділянок зближення, за наведеними раніше формулами.

Щоб зіставити визначене значення напруги з нормами небезпечних впливів необхідно визначити модуль величини індуктивної напруги.