Проектирование МКЛС

Рис.1 – Ситуационная схема трассы 
 
 
 

 

  1.3 Размещение усилительных пунктов

 

    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 рассчетом по методике [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)],                                          (2)

       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 РАСЧЁТ МКЛС

    2.1 Расчёт параметров передачи 

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

    2.1.1 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

    2.1.2 Индуктивность цепи L, рассчитывается по формуле (6):

                                                             (6)

    

=0,2682 мГн/км

    

=0,263 мГн/км

    

=0,262 мГн/км

    2.1.3 Электрическая ёмкость C рассчитывается по формуле (7):

                                                                                                                   (7)

    где =1,1 диэлектрическая проницаемость полиэтилена

 

     =0,0467 мкФ/км

    2.1.4 Проводимость G рассчитывается по формуле (8):

                                                                                                   (8)

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

 мкСим/км

 мкСим/км

 мкСим/км

2.1.5 Коэффициент затухания α рассчитывается по формуле ( 9):

                                         
                                     ,                                             (9)

=2,1 дБ/км

=7,17 дБ/км

=10 дБ/км

2.1.6 Фазовый коэффициент  β рассчитывается по формуле  (10):

                                                ,                                                (10)

=18,04 рад/км

=202,48 рад/км

=368,5 рад/км

2.1.7 Волновое  сопротивление Z_в рассчитывается по формуле (11):

                                                      

,                                                              (11)

=75,75 Ом

=75,04 Ом

 

=74,9 Ом

    2.1.8 Скорость распространения электромагнитной  волны рассчитывается по формуле  (12):

                                                         

,                                                         (12)

     

=287132 км/с 

=288648 км/с

=288829 км/с

Вывод: Рассчитанные параметры в целом соответствуют  номинальным.

Результаты расчетов представлены в таблице 4.

Таблица 4 - результаты расчетов параметров кабеля КМБ – 4.

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

 

    2.2 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].

    2.2.1 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

    

    2.2.2 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

    

    2.2.3 Общее сопротивление металлических  покровов кабеля рассчитывается  по формуле (15):

    

 

    

    По  графику из [5], 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ВОЛП

 

       Расчет  осуществляется по методике [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.

       6.1 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.

    6.2 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;