ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА МАГИСТРАЛЬНОЙ, ЗОНОВОЙ И МЕСТНОЙ СЕТЯХ

ЛЕКЦИЯ 32. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА МАГИСТРАЛЬНОЙ, ЗОНОВОЙ И МЕСТНОЙ СЕТЯХ

Исходные положения.

Проект является комплексным технико-экономическим документом, в котором техническая и экономическая Сторона строительства неразрывно связаны.

Проекты на строительство новых, а также реконструкцию и расширение действующих предприятий должны прежде всего содержать расчеты, обосновывающие, что, где и в какой очередности надо строить для всемерного сокращения сроков ввода в эксплуатацию производственных мощностей, объектов и получения наибольших результатов при наименьших затратах. Нa стадии разработки проекта в значительной мере предрешаются основные вопросы экономики строительства и экономики эксплуатации будущего объекта (предприятия, здания, сооружения).

Проектом в соответствии с назначением строительства определяются характер и тип возводимого здания, сооружения, его технические решения. От принятых в проекте решений зависят: объем предстоящих строительно-монтажных работ, продолжительность строительства, экономические показатели по строительству и эксплуатации возводимых предприятий и сооружений.

Проектные решения разрабатываются с учетом новейших достижений науки и техники с тем, чтобы строящиеся и реконструируемые предприятия, сооружения ко времени их ввода действие были технически передовыми и имели высокие технические и экономические показатели.

Проектирование нового строительства, расширения и реконструкции действующих предприятий, зданий и сооружений осуществляется в основном государственными проектными институтами в соответствии с народнохозяйственным планом.

Линейные сооружения — наиболее дорогая и громоздкая часть системы электропроводной связи. Затраты на линейные сооружения достигают 50— 70% общих капиталовложений на сооружения связи. Поэтому при проектировании линий связи особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линии, так как это имеет существенное экономическое значение.

Требования и нормы, предъявляемые к линиям связи, вытекают из принципа построения ВУСС и генеральной схемы развития связи страны. Проекты разрабатываются для всего комплекса линейных, станционных, гражданских и других сооружений, предназначенных для обеспечения связи. Обоснованием для выполнения работ по проектированию является задание на проектирование, которое выдается организацией-заказчиком проектирующей организации. Основные положения проекта должны быть согласованы с соответствующими организациями и утверждены в установленном порядке.

Процесс проектирования, как правило, складывается из задания на проектирование и собственно проекта. Проект может разрабатываться в две или одну стадию. При двухстадийном проектировании вначале разрабатывается технический проект, в котором излагаются все основные технические решения и определяется стоимость строительства сооружения, а после его утверждения разрабатываются рабочие чертежи. Такие проекты создаются для технически сложных и крупных объектов с применением новой неосвоенной техники. В случае одностадийного проектирования сразу разрабатывается технорабочий проект, включающий все основные решения технического проекта и рабочие чертежи.

Ниже приводится содержание всех трех составных частей проектирования— задание, техпроект, рабочие чертежи.

В технорабочем проекте одновременно решаются те же вопросы, что и при разработке технического проекта и рабочих чертежей.

Задание на проектирование.

Задание на разработку технических технорабочих) проектов составляется заказчиком проекта в соответствии с генеральной схемой развития и размещения общегосударственных средств связи и технико-экономическим обоснованием (ТОЭ), включая стоимость строительства, и утверждается в установленном порядке. В задании на проектирование указывается:

наименование и назначение сооружений;

основание для проектирования;

трассы строительства, направление линии связи;

мощность, емкость объекта сооружения;

виды и объем передаваемой информации;

требования по использованию существующих сооружений;

требования к схеме организаций связи;

требования по резервированию сооружений связи;

намечаемые сроки строительства;

намечаемый размер капитальных вложений;

стадийность проектирования;

наименование проектной и строительной организаций

Технический проект.

Технический проект с магистрали связи содержит:

пояснительную записку с краткими сведениями по всем разделам проекта и сопоставлением вариантов, на основе которых приняты проектные решения;

технико-экономические обоснования принятых решений;

разделы, относящиеся к проектированию отдельных сооружений магистрали (линейных, станционных, гражданских);

схему организации строительства;

сметную часть.

В техническом проекте сооружения магистрали связи решаются следующие основные вопросы:

схема организации связи и взаимосвязь с другими объектами, резервирование;

выбор оптимального варианта трассы линии связи и размещение оконечных и промежуточных пунктов;

выбор системы связи, типа кабеля и аппаратуры;

технологические процессы производства и системы эксплуатации сооружений;

обеспечение сооружений электроэнергией и другими ресурсами;

организация строительства;

стоимость строительства;

технико-экономические показатель (производительность труда, стоимость продукции, рентабельность, уровень механизации и автоматизации, экономическая эффективность капитальных вложений).

Технический проект на прокладку и защиту кабелей содержит:

обоснование выбранного типа кабеля и намечаемое использование отдельных его конструктивных элементов (коаксиальных пар, симметричных четверок, сигнальных жил и др.);

описание проектируемой трассы и сравнение ее с другими целесообразными вариантами, описание городов и других крупных населенных пунктов, характер местности и грунта, сведения о пересекаемых реках, автомобильных, гужевых и железных дорогах, о наличии сближений с линиями электропередачи и эл. ж. д., описание климатических условий местности;

перечень работ по прокладке кабелей с указанием потребности в кабелях разных типов, способы прокладки кабелей, устройство переходов через реки, объем работ по вырубке просек, корчевке пней и переустройству существующих сооружений, объем прокладки кабелей в городах, прокладки канализации, указания о монтаже и симметрировании кабелей, устройство переходов через реки, решения по устройству вводов в УП, по контролю за состоянием кабелей в процессе эксплуатации, содержанию кабелей под постоянным газовым давлением, размещению эксплуатационных служб на кабельной магистрали;

обоснование мероприятий по защите от ударов молнии, от опасных и мешающих влияний линий электропередачи, по защите от коррозии блуждающими токами эл. ж. д., дистанционного питания, почвенной коррозии.

Технический проект на сооружение воздушной линии связи содержит:

сведения, касающиеся использования существующих линий для организации связи на выбранном направлении (укрепление существующих линий, замена опор, выноска линии на отдельных участках, расширение просек и т. д.);

обоснование возможностей работы уплотняемых цепей с другими подвешенными как на данной линии, так и на других, параллельных ей;

выбор схем скрещивания для проектируемых и перестраиваемых цепей;

данные об устройстве переходов через реки, железные дороги и другие сооружения;

мероприятия по обеспечению бесперебойной работы действующих связей при производстве строительных работ;

соображения о резервировании уплотняемых цепей в случае их повреждения, обоснование необходимости каблирования воздушных линий на городских участках, на переходах через реки и другие препятствия.

Помимо данных об объеме работ, потребных материалах и сметно-финансовых расчетов, проект должен содержать чертежи, дающие наглядное представление о трассах проектируемой линии при переходах через реки, железные дороги и различные другие препятствия.

Рабочие чертежи.

На основании технического проекта разрабатываются рабочие чертежи. По ним осуществляется строительство и ведутся монтажные работы; в связи с этим на стадии их разработки детализируются, уточняются и дорабатываются все принятые в проектном задании решения. Рабочие чертежи составляются на:

трассу прокладки и защиту междугородных кабелей;

трассу прокладки кабелей на городских участках;

прокладку кабелей через реки;

устройство вводов кабелей в ОУП и НУП.

В состав рабочих чертежей входят также конструктивные чертежи разного рода нетиповых конструкций.

Выбор типа кабеля и трассы для строительства линии.

Развитие сети междугородной связи в настоящее время происходит преимущественно за счет строительства кабельных и радиорелейных линий.

Тип кабеля и аппаратура передачи определяются в зависимости от ожидаемой перспективной потребности в каналах связи на проектируемой магистрали. Учитывается, что такие виды связи, как телеграфная, фототелеграфная, передача данных, телевидение и другие осуществляются в основном по телефонным каналам методом вторичного уплотнения; для передачи вещания также используются телефонные каналы (сдвоенные или строенные) современных многоканальных систем.

Определение мощности проектируемой линии состоит в расчете потребного числа каналов как на ближайшую, так и на более отдаленную перспективу. При этом имеется в виду, то современные линии связи используются не только для телефонных и телеграфных передач, но и для междугородного телевидения, проводного веяния, а также передачи центральных газет фототелеграфными методами, информации с электронно-вычислительных центров, сигналов дистанционного управления в промышленных системах телемеханики и т. д. Для междугородной связи используются симметричные и коаксиальные кабели. Во всех случаях тип кабеля аппаратура передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая магистраль была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам; учитываются также возможности получения для строительства нужного оборудования, дальнейшего расширения связей и т. д. Данные числе каналов связи при различных типах кабелей и системах передачи, также о расходе цветных металлов стоимости 1 кан.-км связи приведены табл. 9.1.

Симметричные кабели емкостью 1Х4 применяются на магистралях с аппаратурой передачи К-60, К-1020 и КМ-120, малогабаритные коаксиальные кабели МКТ-4 с аппаратурой передачи К-300 и ИКМ-480. Стандартизированные коаксиальные кабели МБ-4 и КМБ-8/6 с системами передачи К-1920 и К-3600 используются при строительстве мощных магистралей большим числом каналов и при необходимости организации телевизионных программ.

В системе связи симметричные кабели, как правило, используются для работы по четырехпроводной, двухкабельной системе, а коаксиальные — по четырехпроводной, однокабельной.

При проектировании кабельных магистралей необходимо выбрать такой кабель, который позволил бы перейти без особых затруднений от одной системы передачи к другой с большим числом каналов без существенных переустройств магистрали.

ВЫБОР ТРАССЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛИНИИ

Выбор трассы линии определяется прежде всего расположением пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь. При выборе трассы необходимо обеспечить:

наикратчайшее протяжение трассы;

наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства,

максимальное применение механизации при строительстве;

создание наибольших удобств при эксплуатационном обслуживании;

наименьшие затраты по осуществлению защиты линии от установок сильного тока и атмосферного электричества.

Переходы через водные выбираются в тех места имеет наименьшую ширину, где нет скальных и каменистых грунтов, заторов льда и т. д. Берега реки в месте перехода не должны быть обрывистыми. Кабель нежелательно прокладывать: по берегу, где имеются оползни и плывуны, зыбкие и болотистые грунты, а также в местах водопоя и стоянки скота.

Нельзя также прокладывать кабель в районах пристаней, зимних стоянок судов, в местах перекатов и отмелей, быстрого течения реки, в местах, где проходящие плоты для торможения хода могут спускать лоты или якоря. Расстояние между основным и резервными переходами, а также от мостов шоссейных и железных дорог на судоходных и сплавных реках должно быть не меньше 300 м.

Изыскание по выбору трассы можно разделить на два основных этапа. На первом этапе работы подбирают картографические материалы, изучают природные условия районов прохождения трассы по литературным и другим источникам, например архивным материалам, существующим проектам шоссейных и железных дорог, трубопроводов и других инженерных сооружений, трасса которых совпадает с направлением проектируемой магистрали. Возможные варианты трассы изысканий предварительно намечаются по картам.

Второй этап работы охватывает рекогносцировочные изыскания непосредственно по местности, целью которых являются уточнение и корректировка трассы, намеченной при предварительных изысканиях по картам, та этом этапе уточняются места расположения усилительных пунктов, производится предварительное согласование направления трассы и других проектных решений с заинтересованными организациями, выявляются необходимые данные об эл. ж. д., линиях электропередачи, связи, трубопроводах и других сооружениях, имеющих сближения с проектируемой трассой.

Для определения характера и категории грунта производится шурфование обычно через 1 км на глубину до 1,2 м. В местах, вызывающих опасения, шурфы делаются с таким расчетом, чтобы полностью выявить все участки с неблагоприятными свойствами грунтов. Если вблизи трассы проектируемой линии находятся какие-либо металлические подземные сооружения, то необходимо от организаций, эксплуатирующих эти сооружения, получить сведения о явлениях коррозии. При пересечении крупных водоемов производятся геодезическая съемка трассы, промеры глубин для составления профилей переходов и шурфование дна для определения характера грунта.

Для определения подверженности кабельных цепей опасным и мешающим влияниям и определения вероятности повреждения кабеля от разрядов, измеряют проводимость земли.

Размещение усилительных и регенерационных пунктов.

Промежуточные обслуживаемые и необслуживаемые усилительные пункты размещаются исходя из допустимых длин усилительных участков при принятой системе передачи проектируемой линии.

Обслуживаемые усилительные пункты обычно размещаются в городах, пригородах или в крупных населенных пунктах, где питание аппаратуры обеспечивается от местных источников электроэнергии. Места установки усилительных пунктов первоначально выбирают при предварительных изысканиях трассы по карте. Затем производится проверочный электрический расчет, который определяет правильность предварительно принятых решений с точки зрения обеспечения требуемого качества связи, т. е. затухания между усилительными пунктами и допустимого уровня шума. Для устойчивой работы высокочастотных систем передачи необходимо, чтобы изменение затухания линий во времени не превышало пределов регулирования устройств АРУ.

Величина изменения затухания кабельных линий зависит от перепада температуры грунта. Размещение усилительных станций для 12-канальной системы определяется из условий обеспечения нормального действия связей при условии «изморозь 5 мм». Для обеспечения работы связи при условиях, худших, чем «изморозь 5 мм», используются вспомогательные усилительные станции ВУС-12.

Объем проверочных электрических расчетов зависит от вида связи. Для телефонных каналов тональной частоты и каналов радиовещания рассчитывается рабочее затухание усилительных участков и строится диаграмма уровней, а при наличии нескольких промежуточных усилителей производится дополнительный расчет устойчивости каналов против самовозбуждения. Для телефонных каналов высокочастотных систем рассчитываются рабочее затухание и ожидаемая мощность шумов в каналах. Методика и способы перечисленных проверочных расчетов каналов связи изучаются в курсе многоканальной связи.

Для систем передачи по кабельным линиям число необслуживаемых усилительных пунктов между обслуживаемыми определяется не только в соответствии с электрическими нормами на каналы, но и со схемой дистанционного питания с учетом электрической прочности изоляции кабеля.

Для кабельных линий связи расчет рабочего затухания производится для максимальной и минимальной температур грунта.

Системы построения ГТС.

В общем случае линейные сооружения городской телефонной сети состоят из абонентских и соединительных линий. Для сокращения расходов на строительство линейных сооружений и повышения эффективности их использования в крупных городах (обычно при емкости сети свыше 10 тыс. номеров) строят несколько районных автоматических телефонных станций (РАТС). Такая сеть называется районированной. При этом линии, соединяющие телефонные аппараты с районной телефонной станцией, называются абонентскими, а линии, соединяющие районные станции между собой,— соединительными.

Связь между районными станциями осуществляется одним из следующих способов: по принципу «каждая с каждой» (рис. 9.2, а); радиальному (рис. 9.2, б); с УВС — узлами входящего сообщения (рис. 9.2, в); с УИС — узлами исходящего и входящего сообщений (рис. 9.2, г).

Первый способ обычно применяется на районированных сетях общей емкостью до 80 000 номеров. Радиальный способ используется для связи районных АТС с подстанциями или учрежденческими станциями. На крупных сетях образуются узловые телефонные станции с применением третьего или четвертого способа. Кроме того, для выхода на междугородную сеть районные АТС связываются с междугородной телефонной станцией непосредственно или через узловые станции.

Построение сетей абонентских линий осуществляется различными способами, однако все они могут быть сведены к двум системам: шкафной и бесшкафной. Здесь показана часть города с распределенными по отдельным кварталам телефонными абонентами, причем в пунктирных квадратах обозначено число абонентов, а в квадратиках, обведенных сплошными линиями,— число пар жил кабеля, подведенных к данной группе абонентов. число пар жил кабеля больше числа телефонных абонентов.

Кроме того, применение распределительных шкафов позволяет экономить магистральные кабели. Дело в том, что в распределительные коробки соответственно их емкости включаются десятипарные распределительные кабели, в то время как число абонентских линий, включенных в отдельные распределительные коробки, обычно меньше. Если подвести непосредственно к телефонной станции полную емкость кабелей, включенных в распределительные коробки, то на значительном расстоянии до телефонной станции образовался бы большой запас кабельных пар, который более или менее продолжительное время оставался бы в значительной мере неиспользованным, что невыгодно. Наличие распределительных шкафов позволяет иметь эксплуатационный запас обельных пар магистральной сети значительно меньше запаса в распределительной сети, обеспечивая, таким образом, экономию емкости магистрального кабеля.

Схема построения телефонной сети по бесшкафной системе. Здесь для обеспечения требуемой гибкости сети используются система параллельного включения кабелей, при которой отдельные пары кабеля включаются параллельно в несколько распределительных коробок.

Сущность параллельного включения кабельных жил заключается в том, что одна и та же кабельная пара, идущая от телефонной станции, включается параллельно в несколько распределительных коробок. Благодаря такому включению достигается уменьшение запасных пар в магистральных кабелях (аналогично распределительным шкафам). Как видно из рис.9.3,г, в кабеле емкостью 20x2 в направлениях А и Б идут по семь пар (7x2), а шесть пар (6X2) запараллелены и могут быть по желанию использованы частично или полностью в направлении А или Б.

При построении телефонных сетей применяется также смешанная система с использованием того или иного способа на тех участках сети, где он является наиболее целесообразным.

Состав технорабочего проекта.

Для городских телефонных сетей принято одностадийное проектирование, т. е. разрабатывается технорабочий проект, включающий все основные положения технического проекта и рабочие чертежи. Технорабочий проект выполняется на основании задания на проектирование в соответствии с перспективной схемой развития города и технико-экономических обоснований.

В технорабочем проекте рассматриваются вопросы емкости телефонной сети по этапам ее развития с размещением абонентов по территории города, определяются число, емкость, места размещения и сроки открытия телефонных станций. Для решения указанных вопросов используется генеральный план развития ГТС, разрабатываемый в соответствии с перспективным планом развития города.

В соответствии с исходными данными разрабатываются схемное построение и конструктивное оформление линейных сооружений сети, составляются схемы магистральной и распределительной кабельных сетей и схемы кабельной канализации с указанием вновь прокладываемых и намечаемых к использованию существующих сооружений.

В проекте решаются вопросы защиты кабеля от коррозии (см. § 9.8), переключения существующих кабелей и абонентских линий на вновь проектируемую станцию, план организации работ и сметно-финансовые расчеты, определяющие стоимость строительства.

В соответствии с исходными данными разрабатываются схемы сооружений ГТС, чертежи нетиповых конструкций, трасс прокладки кабеля, устройства вводов, прокладки кабеля по мостам тоннелям, укладки кабеля в колодцах и т. п. На стадии разработки рабочих чертежей уточняется стоимость строительства, которая определяется в виде сметно-финансовой стоимости на строительство линейных сооружений сети.

Определение емкости телефонной станции. Определение места размещения телефонной станции.

Определение емкости телефонной сети. Емкость городской телефонной сети рассчитывают для трех этапов ее развития по нормам телефонной плотности:

для первого (начального) этапа — на четвертый год со времени ввода ГТС в эксплуатацию;

для второго (промежуточного) этапа — на последующие пять лет после первого этапа;

для третьего (перспективного) этапа — на последующие десять лет после второго этапа.

Определение емкости и места размещения районной телефонной станции. Емкость районной телефонной станции в абонентских номерах может быть определена по формуле

где N —емкость телефонной станции; к —число квартир в обслуживаемых станцией районе; пкв — норма телефонной плотности для квартир сектора; у — число номеров для предприятии, не имеющих коммутаторных установок; с — число номеров для абонентов УАТС с полноавтоматической связью (коммутаторный узел).

Сверх номинальной емкости АТС, исчисленной в абонентских номерах в каждую АТС включают телефоны-автоматы, число которых составляет 2—4% монтированной емкости АТС.

Помимо емкости РАТС рассчитывают число СЛ к коммутаторным установкам и к междугородной телефонной станции, а также число прямых проводов, которое предусматривает объеме примерно 10% номинальной емкости проектируемой сети.

Определение места размещения телефонной станции. Местоположение существующих и проектируемых абонентов наносят на взятый в масштабе план города. После этого территории района с помощью линейки делят по горизонтали на две части с равным числом абонентов и по вертикали также на две части с равным числом абонентов (в обоих случаях для третьего этапа развития ГТС). Точка пересечения обеих линий называется телефонным центром. В нем следует размещать проектируемую АТС.

При прямоугольной форме территории района и взаимно перпендикулярном расположении улиц телефонный центр находится в точке Пересечения прямых, делящих пополам число абонентов по осям х и у.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ НА МАГИСТРАЛЬНОЙ, ЗОНОВОЙ И МЕСТНОЙ СЕТЯХ