Раздача / Эксплуатационные основы проектирования двухниточного плана станции и кабельной сети
.pdf
устройств железнодорожной автоматики, нормы допустимых потерь (в соединительных проводах, на контактах, реле и т.д.) в цепях этих приборов определяются по нормалям на рельсовые цепи, типовым решениям «Электропитание устройств электрической централизации», «Схемы маршрутно-релейной централизации» и др.
При питании электродвигателей стрелочных приводов должно обеспечиваться номинальное напряжение на зажимах двигателя при работе привода на фрикцию при минимальном расчетном напряжении источника питания. Для стрелочных переводов, расположенных на главных путях, при расчете кабеля должна учитываться перспектива замены стрелокнатипР-65 марки1/11.
2.3.1. Расчетжильностикабеляприцентральномпитании
Прирасчете жильности кабеля известны:
− номинальное напряжение на объекте U н ;
− нормы допустимых потерь в кабеле U к .
Сечение питающих проводов определяется по допустимому падению напряжениявцепипитания
|
U к = J р Rк = J р 2Lк r (В), |
(2.3) |
где Rк |
− сопротивлениекабеля; |
|
r − сопротивление1м медной жилы; |
|
|
J р |
− расчетный токвпроводе. |
|
При числе жил в прямом и обратном проводах равном 1, т.е. без дублирования жил в проводах, максимально допустимая длина кабеля определяется по фор-
муле |
|
|
|
|
Lmax = |
U к |
(м). |
(2.4) |
|
2J р r |
||||
|
|
|
Для увеличения допустимой длины кабеля увеличивается число жил прямо-
Расчет жильности кабеля – 40
го и обратного проводов. Максимальная длина кабеля в этом случае определяется последующей формуле
|
|
Lmax = |
|
U к |
|
|
nпnо |
(м), |
|
|
(2.5) |
|||||||
|
|
2J р r |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
nп + nо |
|
|
|
||||||||
где |
nп |
− число жилвпрямомпроводе; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
nо |
− число жилвобратномпроводе. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Необходимое сечение q проводов при заданных: падении напряжения |
U к , |
||||||||||||||||
длине кабеля Lк и расчетном токе |
J р |
в проводах определяется из следующей |
||||||||||||||||
формулы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
U к = J р 2Lк r = |
J р 2Lк p |
= |
J р 2Lк |
(В), |
(2.6) |
|||||||||||
|
|
|
54q |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
||
где |
p − удельноесопротивление меди равное1/54 (Ом•мм2/м). |
|
||||||||||||||||
|
Тогдасечение проводаравно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
q = |
|
2Lк J р |
|
(мм2). |
|
|
|
|
(2.7) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
54 |
|
U к |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Число жилвпрямоми обратномпроводах определяется по формуле |
|
||||||||||||||||
|
|
n = |
2q |
= |
|
|
2q |
, |
|
|
|
|
|
(2.8) |
||||
|
|
|
0,636 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
qж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где |
qж − сечение одной жилы кабеля, равное0,636мм2. |
|
|
|||||||||||||||
|
Число жил прямого и обратного проводов уточняется по табл. 2.4 в зависи- |
|||||||||||||||||
мости от полученного расчетного значения.
По этой методике рассчитаны специальные таблицы, по которым в зависимости от длины кабеля Lк и параметров объекта определяется число жилкабеля.
2.3.2. Расчет жильности кабеля при магистральном питании
Питание к путевым трансформаторам, а также к удаленным стрелкам подается по магистральному кабелю.
Расчет жильности кабеля – 41
|
Число жил в прямом и обратном проводах |
Таблица 2.4 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное число |
|
Используемое |
Расчетное число |
|
Используемое |
|
жил |
|
число жил |
жил |
|
число жил |
|
|
|
|
|
|
|
|
< 2 |
|
2 |
10,9 < 12 |
|
12 |
|
2 < 2,66 |
|
3 |
12 < 12,93 |
|
13 |
|
2,66 < 4 |
|
4 |
12,93 < 14 |
|
14 |
|
4 < 4,8 |
|
5 |
14 < 14,93 |
|
15 |
|
4,8 < 6 |
|
6 |
14,93 < 16 |
|
16 |
|
6 < 6,85 |
|
7 |
16 < 16,94 |
|
17 |
|
6,85 < 8 |
|
8 |
16,94 < 18 |
|
18 |
|
8 < 8,88 |
|
9 |
18 < 18,94 |
|
19 |
|
8,88 < 10 |
|
10 |
18,94 < 20 |
|
20 |
|
10 < 10,9 |
|
11 |
… |
|
… |
|
C |
i =0,5A |
l |
=300м |
B |
i =2A |
l =500м |
А |
|
ВС |
|
BС |
|
AB |
AB |
|
|
6 жилы |
|
7 жилы |
|
|||
0,25А 0,25А |
|
|
|
0,5А |
0,5А |
|
|
|
|
|
|
0,5А |
|
|
|
Рис. 2.1. Магистральное питание объектов
Принципмагистрального питанияпоказан нарис. 2.1.
Сечение жил кабеля в магистрали (луче питания) определяется в зависимости от распределения нагрузокпо длинелуча
qк |
= |
2∑i |
кl |
к |
2 |
|
|
|
|
|
(мм ), |
(2.9) |
|||
54 U |
к |
||||||
|
|
|
|
||||
где 2∑iкlк − сумма моментов тока на участках луча, т.е. произведение силы тока нагрузки на длину кабеля от источника питания до точки приложения нагрузки.
Для расчета составляется схема нагрузок (см. рис. 2.1). Обозначим: А – пост
Расчет жильности кабеля – 42
ЭЦ, В – первая от поста ЭЦ распределительная муфта, С – вторая распределительная муфта. От точки В подается питание к трем объектам, ток нагрузки которых 0,5А; от точки С – к двум объектам с током нагрузки 0,25А. Максимально допустимые потери в кабеле составляют 20В. Расстояние от поста ЭЦ до первой муфты 500м, арасстояниемежду муфтами – 300м.
Расчет начинается с определения сечения наиболее длинного и загруженного участка
qАВ |
|
2(iAB l AB |
+ iBC lBC ) |
|
2(500 2 + 300 |
0,5) |
|
2 |
||||||
= |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= 2,1 |
(мм ). |
|
54 |
U к |
|
|
|
|
54 |
20 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Число жилнаучастке АВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
nAB = |
2qAB |
= |
2 2,1 |
=6,6 . |
|
|
|||||
|
|
|
0,636 |
0,636 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Окончательно число жилнаучастке АВ выбирается по табл. 2.4 равным 7. Сечениежилнаучастке АВ равно
qAB |
= |
0,636 n |
= |
0,636 7 |
= 2,23 (мм2). |
|
2 |
2 |
|||||
|
|
|
|
Далее определяется падение напряжения научастке АВ
U AB |
= |
2iABlAB |
= |
2 2 |
500 |
=16,6 |
(В). |
|
54qAB |
54 |
2,23 |
||||||
|
|
|
|
|
Допустимоепадение напряжения научастке ВС
U BC = U к − U АВ = 20 −16,6 =3,4 (В).
Сечение кабеля научастке ВС
qВC |
|
2iBC lBC |
|
2 |
300 |
0,5 |
|
2 |
|
= |
|
|
= |
|
|
|
=1,6 |
(мм ). |
|
54 |
U BC |
|
54 3,4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Число жилнаучастке ВС
nBC = 02,q636BC = 02,6361,6 =5,03.
Согласно расчетам научастке АВ 7 жил, научастке ВС– 6.
Расчет жильности кабеля – 43
2.4. Кабельнаясетьсветофоров
Кабельная сеть светофоров включает следующие цепи:
−входных, выходных, маршрутных и маневровых светофоров;
−указателей маршрутных, положения и скорости;
−релейных шкафов входных сигналов;
−разъединителей высоковольтной линии автоблокировки;
−питания рельсовых цепей участков приближения и станционных, граничащих с перегонными.
Расчеты показали, что дальность управления входным светофором от поста
ЭЦ без дублирования жил кабеля достигает 6км, а предельная длина кабеля к выходным, маршрутным и маневровым светофорам с лампами 15Вт, 12В и сигнальнымтрансформаторомСТ– 4 без дублирования жилсоставляет 3 км.
Важно учитывать влияние емкости жил. При большой длине емкость кабеля возрастает и огневое реле может не отпустить якорь при перегорании лампы светофора.
Число жил кабеля для управления огнями светофора определяется по принципиальнымсхемамсветофора.
Кабельная сеть светофоров для рассматриваемой станции, приведена на рис. П.5.1.
В районе сосредоточения маневровых светофоров М2, М4, М6, М8, М10 и М12 у ближайшего к посту ЭЦ объекта устанавливается разветвительная муфта С2, от которой индивидуальным кабелем управляется светофор М12, отдельными кабелями с последовательной обвязкой управляются светофоры М2, М4, М6, М8 и
М10.
Для управления маневровым светофором М2 необходимо 3 жилы, поэтому используется 3-х жильный кабель, в котором 3 рабочие жилы и запасных нет. В кабеле, проложенном между светофорами М4 и М6, по 3 жилы используются для управления светофорами М2 и М4, т.е. 6 рабочих жил и одна запасная. По кабелю
Кабельная сеть светофоров – 44
между распределительной муфтой С2 и светофором М6 управляются три светофора М2, М4 и М6, для этого требуется 9 рабочих жил и поэтому используется 12жильныйкабель, в котором3 запасныежилы.
Вгрупповом кабеле от поста ЭЦ до разветвительной муфты С2 проходят цепи управления шестью светофорами, т. е. 18 рабочих жил, и поэтому используется 21-жильный кабель с3-мя запасными жилами.
Врайоне сосредоточения светофоров НI, Н3, Н5, Н4, Н6 и М14 у ближайшего к посту объекта устанавливается разветвительная муфта С4. Для управления выходным светофором НI с двухнитевыми лампами желтого, зеленого, красного, второго желтого огней требуется 11 жил; для управления выходным светофором Н3 с двухнитевыми лампами желтого, зеленого и красного огней используется 9 жил и выходными светофорами Н4, H5 и Н6 с двухнитевой лампой красного огня
–по 7 жил.
Жильность группового кабеля от поста ЭЦ до разветвительной муфты С4 определяется суммированием жил включения огней светофоров М14, НI, Н3, Н5,Н4, Н6 и равняется 3 + 11 + 9 + 7 + 7 + 7 = 44 рабочих жил, поэтому выбирается 48-жильный кабель, вкотором4 запасные жилы.
Жильность кабеля от релейного шкафа к входным светофорам Ч и ЧД и от поста ЭЦ до релейного шкафа также определяется по принципиальным схемам. Нижелинии, обозначающей кабель, указывается наименование проводов.
В групповом кабеле от поста ЭЦ до релейного шкафа для управления и контроля светофора Ч используется 21 жила, светофора ЧД – 19 жил, питания станционной рельсовой цепи ЧДП и участка приближения 1ПП – 4 жилы, увязки устройств электрической централизации савтоблокировкой – 8 жил.
Кабельная сеть светофоров – 45
2.5. Кабельнаясетьстрелок
Кабельная сеть стрелок включает цепи управления и контроля стрелок, электрообогрева, обдувки стрелок и местного управления. Все перечисленные цепи прокладываются водномкабеле.
При расчете кабельной сети управления и контроля стрелок определяется предельное расстояние, на котором можно управлять электроприводом при заданномчисле жил. Это предельное расстояние определяется по формуле
|
L =Uн − |
Uд |
+ I рrc |
|
|
(м), |
(2.10) |
||
|
|
|
ппnо |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
п |
|
|
|
||||
|
|
rI р |
п |
+ n |
|
|
|
||
|
|
|
|
о |
|
|
|||
где U н |
− напряжение источника питания; |
|
|
|
|
|
|
||
U д |
− номинальноенапряжение на двигателе; |
|
|
||||||
I р |
− расчетный токдвигателя при работе нафрикцию; |
|
|||||||
r − сопротивление1м жилы кабеля; |
|
|
|
|
|
|
|
||
rc − сопротивлениеконтактов релеи соединительныхпроводов; |
|
||||||||
nп |
− число прямых жилвкабеле; |
|
|
|
|
|
|
|
|
nо |
− число обратных жилвкабеле. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Эти предельные длины для двухпроводной и пятипроводной схем управления стрелками определены и приведены соответственно в табл. 2.5 и табл. 2.6. Пользуясь этими таблицами находят необходимое число жил кабеля в зависимости от типа стрелочного перевода, значения рабочего тока и расстояния от поста ЭЦ до стрелки.
Определение числа жил кабеля для управления и контроля стрелки производится следующим образом. Вычисляется длина кабеля, а затем по табл. 2.5 или табл. 2.6 определяется число жил кабеля. Так, например, при рабочем токе не более 1,6А и времени перевода стрелки не более 3,7с для управления и контроля стрелкой 2/4 вычисляется длинакабеля до наиболее удаленной стрелки 2 (1100м).
Кабельная сеть стрелок – 46
47 – стрелок сеть Кабельная
Таблица 2.5
Максимально-допустимые длины кабеля двухпроводной схемы управления стрелочным приводом СП-6М с электродвигателем постоянного тока
Тип |
|
|
|
|
|
|
|
|
привода |
Одиночный |
Одиночный |
Перекрестные |
Перекрестные |
Перекрестные |
Число жил кабеля к приводу |
||
Параметр |
Р-50, 1/9, 1/11 |
Р-65, 1/9, 1/11 |
Р-50, 1/9 |
Р-65, 1/9, 1/11 |
Р-65, 118 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Усилие пере- |
150 |
200 |
240 |
290 |
320 |
|
|
|
вода (кГс) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Ток перевода |
1,4 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
2,0 |
Одиночному |
Между |
|
стрелки (А) |
или первому |
|||||||
|
|
|
|
|
спаренными |
|||
|
|
|
|
|
|
из спаренных |
||
Время перево- |
3,6 |
3,7 |
3,8 |
4,1 |
4,2 |
стрелок |
стрелками |
|
да не более (с) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Сечение жил |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
|
|
|
кабеля |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
660 |
590 |
515 |
470 |
420 |
2 |
5 |
|
|
880 |
790 |
690 |
630 |
560 |
3 |
6 |
|
Максимальная |
1320 |
1185 |
1030 |
945 |
840 |
4 |
8 |
|
1585 |
1420 |
1240 |
1130 |
1010 |
5 |
9 |
||
длина кабеля |
||||||||
1985 |
1775 |
1550 |
1415 |
1260 |
6 |
11 |
||
от поста ЭЦ до |
||||||||
2270 |
2030 |
1770 |
1620 |
1440 |
7 |
12 |
||
привода при |
||||||||
2645 |
2370 |
2065 |
1890 |
1680 |
8 |
14 |
||
данном числе |
||||||||
2940 |
2635 |
2295 |
2100 |
1870 |
9 |
15 |
||
жил, не более |
||||||||
|
2965 |
2585 |
2360 |
2100 |
10 |
17 |
||
(м) |
|
|||||||
|
|
2820 |
2575 |
2295 |
11 |
18 |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2830 |
2520 |
12 |
20 |
|
|
|
|
|
|
2715 |
13 |
21 |
|
Таблица 2.6
Максимально-допустимые длины кабеля пятипроводной схемы управления стрелочным приводом СП-6М с электродвигателем трехфазного тока МСТ-0,3
|
Тип |
|
Одиночный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
привода |
Одиночный |
Перекрестные |
Перекрестный |
Перекрестный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р-50, 1/9, 1/11 |
Р-65, 1/9, |
Р-50, 1/9 |
Р-65, 1/9, 1/11 |
Р-65, 1/18 |
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
1/11 |
|
|
|
|
|
Число жил |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Усилие |
150 |
200 |
240 |
290 |
320 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
перевода (кГс) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ток перевода |
1,8 |
1,8 |
1,9 |
1,9 |
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
стрелки (А) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время перевода |
4,2 |
4,2 |
4,2 |
4,3 |
4,5 |
|
|
Номер провода |
|
||
|
не более (с) |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сечение жил |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
0,636 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Всего |
|
кабеля |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
665 |
600 |
530 |
445 |
390 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
|
|
835 |
750 |
660 |
560 |
490 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
6 |
|
|
1000 |
900 |
795 |
670 |
585 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
8 |
|
|
1335 |
1200 |
1060 |
895 |
785 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
10 |
|
Максимальная |
1505 |
1350 |
1190 |
1005 |
880 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
11 |
Кабельная |
1670 |
1500 |
1325 |
1120 |
980 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
13 |
|
длина кабеля от |
2005 |
1800 |
1590 |
1340 |
1175 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
15 |
|
данном числе |
2675 |
2400 |
2120 |
1790 |
1570 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
20 |
|
|
поста ЭЦ до |
2170 |
1950 |
1725 |
1455 |
1275 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
16 |
|
привода при |
2340 |
2100 |
1855 |
1565 |
1375 |
4 |
3 |
4 |
3 |
4 |
18 |
сеть |
жил не более (м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2840 |
2550 |
2255 |
1900 |
1670 |
4 |
4 |
4 |
4 |
5 |
21 |
||
|
3010 |
2700 |
2385 |
2015 |
1765 |
5 |
4 |
5 |
4 |
5 |
23 |
|
стрелок |
|
|
3000 |
2655 |
2240 |
1965 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
25 |
|
|
|
2785 |
2460 |
2160 |
6 |
5 |
6 |
5 |
6 |
28 |
|
|
|
|
|
2350 |
2060 |
5 |
5 |
5 |
5 |
6 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|
2355 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
30 |
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По табл. 2.5 определяем, что требуется 4 жилы к первой из спаренных стрелок, а между спаренными стрелками 8 жил. На рис. П.5.2 приведена кабельная сеть стрелок.
Для стрелок, удаленных по кабелю свыше 3км, применяется магистральное питание, допускающее перевод одновременно одной или двух стрелок. При этом рассчитывается сечение проводовмагистрального питания.
Автоматическая очистка стрелок от снега на крупных и средних станциях проектируется с однопрограммным или многопрограммным управлением. При однопрограммном управлении для обдувки стрелок от снега предусматриваются 2 жилы на одиночную и 3 жилы на спаренные стрелки при удалении их от поста электрической централизации на расстояние не более 660м. При дублировании обратного провода это расстояние может быть увеличено до 950м, а при дублировании прямого и обратного проводовпредельная длинакабелясоставляет 1350м.
Для включения электропневматического клапана (ЭПК) обдувки стрелок от поста ЭЦ до разветвительной муфты предусматривается один прямой провод на каждую стрелку и один общий обратный провод для всех стрелок. От стрелочного привода кЭПКпрокладываются три рабочие жилы кабеля.
При многопрограммном управлении автоматической очистки стрелок дальностьуправления ЭПКбез дублирования жилкабеля составляет 19км.
Для обогрева контактов автопереключателя стрелочных приводов вблизи разветвительной муфты устанавливается в трансформаторных ящиках трансформаторы типа ПОБС-5 по одному на каждые 5 стрелок. От этого трансформатора подводится питание на стрелки по двум жилам при удалении стрелки до 390м и трем жилампри удалении до 520мотмуфты.
Напряжение питания для трансформаторов подается от поста ЭЦ по двум проводам, сечение которых определяется специальным расчетом. Расчетные токи, потребляемые первичной обмоткой трансформатора ПОБС-5А в зависимости от числа включенных электроприводов, приведены втабл. 2.7.
Кабельная сеть стрелок – 49
