Проектирование волоконно-оптической линий связи

В качестве светопропускающего материала используем стекло оконное  листовое двойное, переплеты деревянные двойные раздельные Из таблицы принимаем значения:

t₁ = 0,8;  t₂ = 0,6;  t₃ = 0,8; t₄ = 1.

 

Определим общий коэффициент  светопропускания по формуле :

τ₀ = τ₁ * τ₂ * τ₃ * τ₄;

 τ₀ = 0,8 * 0,6 * 0,8 * 1 =0,384.

Средний коэффициент  отражения в помещении = 0,5, принимаем двустороннее боковое освещение.

Определяем значение r₁ из таблицы:

l / B = 6 / 10 = 0,6;

принимаем r₁=1,7

Рядом стоящее здание находится на расстоянии Р = 12 м., высота здания Н_зд = 15 м.

Найдем соотношение  между расстоянием до здания к его высоте:

Р / Н_зд = 0,6.

По таблице  определяем К_зд = 1,5.

Коэффициент запаса принимаем  из таблицы. К_з = 1,2.

Подставляя все значения в формулу, получаем:

 

S₀ = (60 * 0,81 * 11 * 1,5 * 1,2)/(100 * 0,384 * 1,7) = 14 м².

 

Так как высота оконных проемов равна 2 м., то следовательно, длина их составит:

14 / 2 = 7 м.  

Тогда из учёта того что  длина зала = 10 м и длину одного окна = 2,33 м определяем количество окон:

7 / 2,33 = 3.

 

Искусственного освещение.

Так как помещение  для установки аппаратуры было реконструировано, увеличение площади кросс зала, за счет подсобного помещения. Искусственное освещение в этом случае не удовлетворяет нормам, следовательно необходимо рассчитать количество устанавливаемых светильников.

Условия искусственного освещения на предприятиях оказывает большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а следовательно, на производительность труда, качество продукции и производственный травматизм.

Для искусственного освещения помещений применяем люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача, продолжительный срок службы, малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному, спектральный состав. Наиболее приемлемы лампы ЛДЦ и ЛТБ мощностью 20 - 80 Вт [22]. Необходимо произвести расчет общего освещения машинного зала, где работает обслуживающий персонал АТС, по методу коэффициента использования. Рассчитать общее освещение аппаратного зала длиной А=10 м., шириной В=6 м  и высотой Н = 3,5 м с побеленным потолком, светлыми стенами. Коэффициенты отражения потолка, стен, пола соответственно равны ρ_пот=70%, ρ_ст=50%, ρ_п=30%. Разряд зрительной работы – IV. В соответствии со СНиП II - 4 - 79 нормируемая освещенность Е=200лк [23]. 

Использования светильников ,содержащих по две лампы, необходимо для избавления от стробоскопического эффекта которым, выраженной в яркой форме, обладают люминесцентные лампы. Для этого  их включают в противофазе. Данная мера служит для уменьшения производственных травм.

Принимаем систему общего освещения люминесцентными лампами  типа ЛДЦ. Необходимый количество ламп рассчитывается по формуле (6.16) [21]:

 

Е_min = (F_л * N * η * γ)/(К_з * S * z) =>

N = (Е_min * К_з * S * z)/( * F_л * η * γ),   (6.16)

 

где  Е_min  - нормируемая минимальная освещённость, лм/м²;

Кз- коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации системы освещения;

 

Условно рабочей поверхностью считается  горизонтальная плоскость, находящаясь  на высоте h_р= 0.8 м над полом.

При этом  Н_р = 3,5 - 0.8 = 2.7м.

Для создания необходимой  равномерности освещения, отношение  расстояния между лампами L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Н_р должно составлять 1,4 –1,8 при размещении светильников параллельным рядом:

λ = L/Н_р = 1.4.          (6.17)

Тогда расстояние между  рядами светильников

L=λ Н_р =1.4 2.7 = 3,78 м.

При ширине В=6м имеем  число рядов n=2.

Для нахождения ŋ рассчитаем индекс помещения I по формуле (6.18)

 

I=A B/(Н_р (A+B)),       (6.18)

Тогда  I=10 6/(2.7 (10+6))=1.38.

 

В помещениях телефонных станций срвнительно малы выделения, загрязняющие светильники, поэтому  при расчётах можно принять для  люминесцентных ламп Кз = 1,5;

Из справочных данных находим ŋ=60%.

По формуле (6.16) рассчитаем необходимое количество светильников для обеспечения минимальной освещенности Е_мин , при использовании ЛЦД со световым потоком каждой лампы F_л = 2720 лм:

 

N = (200 1.5 60 0,9)/(2720 0.6 0.9) = 11,02.

При использовании на предприятии связи светильника  ШОД для двух ЛЦД в каждом светильнике, тогда количество светильников:

 

N_св = N / 2 = 11,02 / 2 = 5,51 ,

 

примем N_св равным 6

Светильников - газоразрядные  лампы низкого давления типа ЛДЦ  с мощностью 80 Ватт и номинальным  световым потоком 2720 лм [20]. Размещаем в два ряда по 2 лампы с расстоянием между последними 0.81 м (учитывая, что длина лампы 1514.2мм).

Расположение светильников общего освещения определяется: Н  – высотой помещения, Н_р  – высотой подвеса над рабочей поверхностью, который определим по формуле (6.19); α – расстоянием между рядами светильников определим по формуле (6.20), l – расстоянием от крайних рядов до стены:

 

Н_р = H - Н_c - h_p;                                                                                 (6.19)

Н_р = 3,5 – 0 - 0.8=2.7 м,

где Н_c - расстояние от светильника до перекрытия, 0 м.

 

α=λ h;           (6.206.2.1 Расчет освещения в помещении.)

α  = 1.4 2.7 = 3.78 м,

примем значение α = 3,5 м.

 

l=0.5 (В – α) =1.25 м.

 

Таким образом, была спроектирована система общего искусственного освещения  для машинного зала, состоящая  из газоразрядных ламп низкого давления типа ЛДЦ с мощностью 80 Ватт (рисунок 6.2) и номинальным световым потоком 2720 лм, расположенных в два ряда по 2 лампы в каждом.

 

 

1   2

 

 

 

 

                   6 м

 

      4.75

             1.25

 

  0.81 м

       1.514 м

 

10 м

 

 

 

1 – помещение; 2 – светильник.

 

 

Рисунок 6.2 - Схема расположения светильников

 

 

6.2.2 Обеспечение безопасности от поражения электрическим током

Содержание аппаратуры кроссового помещения в исправности  и в рамках норм по электробезопасности обеспечивается текущим обслуживанием, текущим и капитальным ремонтом. Для того, чтобы оборудование Кроссового помещения соответствовало нормам и условиям электробезопасности при выполнении работ по текущему обслуживанию и текущему ремонту, сменный персонал обязан выполнять следующие виды работ: чистка оборудования от пыли, проверка исправности цепей сигнализации перегорания предохранителей, проверка исправности контактов, замены предохранителей и т.д.

Периодичность капитального и текущего ремонтов и длительность простоев в этих ремонтах для отдельных видов электрооборудования устанавливается в соответствии с Правилами и действующими отраслевыми нормами.

Как известно существует основное и резервное электроснабжение. В качестве резервных источников энергоснабжения могут быть либо аккумуляторные батареи, либо возможно наличие собственной электростанции с двигателем внутреннего сгорания, вырабатывающей переменный ток частотой 50 Гц.  Как правило, для питания аппаратуры предприятий связи от внешних источников используется трехфазный переменный ток напряжением 380/220 В.

Поражение человека электрическим  током может быть вызвано при  прикосновении к токоведущим частям, а так же при касании незаземленных нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением в следствии повреждения изоляции. Это весьма опасно для жизни человека, так как через 1-2 с с момента прикосновения может наступить фибрилляция сердца. В результате прекращается кровообращение, в организме возникает недостаток кислорода, что приводит к прекращению дыхания, т.е. наступает смерть.

Существует два типа защитного заземления: вынесенное и  контурное. При вынесенном заземлении заземлители находятся на некотором удалении от заземляемого оборудования. В случае контурного заземления, заземлители располагаются по контуру вокруг заземленного оборудования на небольшом расстоянии друг от друга. Поля растекания заземлителей накладываются друг на друга, и любая точка поверхности грунта внутри контура имеет значительный потенциал.

Для заземляющих устройств, используемых для заземления сетей вторичного напряжения 380/220 В потенциал не должен превышать 125 В, а его сопротивление  определяется следующим образом:

R_з = 125/I_з,         (6.20) 

и это сопротивление  не более 4 Ом.

где  R_з – сопротивление заземлителя

I_з – ток замыкания на землю.

По этой норме в эффективно заземленных  сетях электробезопасность считается  обеспеченной, если j ≤ 10 кВ и напряжение прикосновения и шага в любое время года не превышает допустимых значений ГОСТ 12.1.038 – 83.

Так как оборудование использует напряжение 380/220 В, следовательно R_з ≤ 4 Ом.

Величина сопротивления растекания заземлителя определяется путем  инструментальных замеров примем  R_е = 17 Ом.

Величина растекания искусственного заземлителя определяется:

R_и = (R_е * R_з) /( R_е – R_з).       (6.21)

Приняв R_з = 4 Ом определим значение:

R_и = (17 * 4) /( 17 – 4) =  5,23 Ом.

Определим  удельное сопротивление  грунта для вертикальных заземлителей:

ρ_расч = ρ_измх * ψ,        (6.22)

где  ψ – коэффициент сезонности, определяемый из таблицы равен 1,1

ρ_изм – сопротивление грунта (смешаный грунт) равен 100 Ом*м

отсюда 

ρ_расч = 100 * 1,1= 110 Ом*м.

 

Определим  удельное сопротивление  грунта для горизонтальных заземлителей по таблице выбирается ψ = 2,1 :

 

ρ_расч = 100 * 2,1= 210 Ом*м.

 

В качестве заземлителей выбирается стержневой электрод длиной l = 1,8 м, диаметром d = 0,07 м  и глубиной заложения t =0,5 м верхние концы  которых соединяются с помощью  горизонтального электрода – стальной полосы сечением 4х60 мм.

Требуемое сопротивление искусственного заземлителя, установленного «Правилами устройства электроустановок» до 1000 В.

Определяем сопротивление одиночного вертикального  заземлителя: Расчетные сопротивления растеканию электродов для стержневого заземлителя круглого сечения (трубчатый) в земле:

 

R_в = (ρ/2πl)(ln2l/d+(ln(4t+l)/(4t-l))/2),     (6.23)

 

ρ – удельное сопротивление  грунта (для субпесчаного грунта ρ = 110 Ом,

R_в = (110/2х3,14*1,8)(ln2*1,8/0,07+(ln(4х0,5+1,8)/(4х0,5-1,8))/2) = 50 Ом

Расчетные сопротивления растеканию электродов для протяженного заземлителя в земле:

 

R_г = (ρ/2πL)(lnL² /bt),       (6.24)

L – длина стальной  ленты (которая укладывается на  расстоянии 1,3м), L = 42,4 м:

R_г = (210 / 2 * 3,14 * 42,4)(ln 42,4² / 0,07 * 0,5) = 170 Ом.

 

При размещении электродов по периметру на расстоянии 1,3 м, количество вертикальных электродов составляет n = 17 шт. Коэффициенты использования электродов составляют – для вертикального η_в = 0,68, для горизонтального - η_г = 0,55.

Сопротивление растекания группового заземлителя: 

 

R = R_вR_г/(R_вη_г+R_гη_вn);       (6.25)

 

R = 50 * 170/(50 * 0,55+170 * 0,68 * 17) = 4,02 Ом.

Проверяем условие R_и≥ R, так как 5,2>3,4 Ом, то необходимая электробезопасность выполняется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                1,3 м

 

   6 м

 

 

 

 

10 м     1,3 м

 

 

Рис.6.3 - Схема защитного заземления (периметровое).

 

6.2.3 Определение энергетических характеристик лазера.

В системах передачи в качестве передающей среды используется оптоволокно, а  сигналом передачи информации является свет, в этих СП источник излучения  света – полупроводниковый лазер. Для обеспечения безопасности операторов от повреждений необходимо рассчитать показатели лазера и сравнить их с нормами, а также в случае необходимости сформировать правила пользования.

Гигиеническое нормирование лазерного излучения

В соответствии со СНиП 5804-91 регламентируют ПДУ для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами d_а (в спектральных диапазонах I и II) и (в диапазоне II); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре:

H=W/S_a; ,         (7.26)

E=P/S_a           (7.27)

Соотношение энергии излучения  и мощности расчитывается по формуле:

W = P / t          (7.28)

где S_a — площадь ограничивающей апертуры, t - длительность воздействия

 

таблица 6.1 - Предельные дозы при однократном воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения

Длина волны l, нм	Длительность воздействия t, с	WПДУ, Дж
1000<l£1400	t£10-9
	10-9<t£5×10-5	10-6
	5×10-5<t£1