Расчет влияния внешних импульсных воздействий на устройства связи и меры защиты (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(ОмГУПС (ОмИИТ))

Кафедра: «Телекоммуникационные и радиотехнические системы и сети»

РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА УСТРОЙСТВА СВЯЗИ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ

Расчетно – пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Электромагнитная совместимость и средства защиты»

ИНМВ. 3000022. 000 ПЗ

Выполнил

студент группы 23 А

__________

«___»  ______________  2016 г.

Руководитель

доцент кафедры «ТРСиС»

__________

«___»  ______________  2016 г.

_____________________

  (оценка)

Омск 2016

УДК 621.382

Реферат

Курсовой проект содержит 34 страницы, 28 рисунков, 8 таблиц, 4 источника.

Экран, затухание, поперечное сечение, схема защиты, компоненты защиты, сопротивление контура.

В курсовом проекте «Расчёт влияния внешних импульсных воздействий на устройства связи и меры защиты» мы рассчитывали влияние высоких напряжений и токов на аппаратуру связи, и способы защиты от них. Разрабатывали схемы защиты, представленные в курсовом проекте, так же были представлены поперечные сечения кабелей связи, схема малой станции. В заключение были произведены расчёты действия экрана, характеристики экранирования.

Курсовой проект выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2007, также для построения графиков использовалась программа Mathcad 15, а для построения электрических схем – Microsoft Visio 2007.

Содержание

Введение        5

1 Описание плана расположения основных станционных и линейных объектов района промежуточной малой станции согласно заданию        6

1.1 Общие теоретические сведения        6

1.2 Описание основных станционных и линейных объектов        6

2 Характеристика основных источников влияния на узел связи        9

3 Описание амплитудно-временных характеристик форм воздействующих на аппаратуру связи и её узел электропитания импульсов перенапряжений и токов        12

4 Расчёт спектра воздействующих импульсов        14

5 Расчёт контура заземлений здания ДСП        16

6 Расчёт совместных влияний аварийных режимов контактной сети, ЛЭП и воздействия молнии на узел связи        19

6.1 Общие сведения        19

6.2 Расчет магнитного влияния ЛЭП и контактной сети на цепи связи        20

6.3 Расчет гальванического влияния ЛЭП и контактной сети        21

7 Расчёт и выбор элементов каскадной защиты от перенапряжений        22

7.1 Теоретические сведения        22

7.2 Параметры для элементов каскадной защиты        22

7.3 Схемы защиты        24

7.4 Описание элементов защиты        25

7.4.1 Разрядник        25

7.4.2 Варистор        26

7.4.3 Супрессор        26

8 Расчёт параметров электромагнитного экрана аппаратуры        28

Заключение        33

Библиографический список        34

Введение

Одним из показателей современного общества является насыщенность электрическим, электронным и радиоэлектронным оборудованием. Многочисленные электротехнические и электронные приборы (микроволновые печи, холодильники, устройства для обогрева, пылесосы и так далее) стали принадлежностью повседневного быта. Без этого оборудования практически невозможно представить жизнь современного человека. Для комфортного существования ему просто необходимы радиоприемник, телевизор, телефон и другие средства общения. Радиоэлектронные технологии вошли в структуры управления, навигацию, аэрокосмический комплекс. Мы не можем отказаться от радиосвязи, навигации, систем наведения самолетов, охранных систем и т. д. Однако, с одной стороны, работа технических средств создает в большей или меньшей степени различные электромагнитные помехи. Происходит загрязнение окружающей среды этими помехами. С другой стороны, само радиоэлектронное оборудование чувствительно к различного рода электромагнитным воздействиям. В результате действия таких помех возникают различные нарушения в работе оборудования, приводящие к выходу его из строя, авариям и сбоям. Последствия их могут быть катастрофическими для населения и окружающей среды. Это и породило такую проблему, как электромагнитная совместимость (ЭМС).

Наиболее характерными примерами проявлений проблемы ЭМС могут быть такие явления, как:

а) отказы систем контроля и управления АЭС;

б) отказы систем контроля и управления на производстве, в том числе и химическом;

в) отказы бортовых систем самолетов и аэродромных систем наведения;

г) сбои медицинской аппаратуры диагностики и жизнеобеспечения;

д) непосредственное влияние на здоровье человека электромагнитных излучений от различного рода радио-электронного оборудования, особенно высокочастотного (сотовых телефонов, компьютеров, радиостанций, СВЧ-печей, ВЧ-установок, линий высоковольтной передачи и т. д.).

Кроме непосредственного влияния на безопасность человека существует также масса явлений, причиняющих значительный материальный ущерб в результате невыполнения требований электромагнитной совместимости (ЭМС):

а) сбои линий связи;

б) потери информации в компьютерах (особенно ощутимы потери в электронных системах платежей).

Поэтому обеспечение качества продукции по параметрам электромагнитной совместимости непосредственно связано с безопасностью продукции для жизни, здоровья, имущества потребителей и охраной окружающей природной среды[1].

Описание плана расположения основных станционных и линейных объектов района промежуточной малой станции согласно заданию Общие теоретические сведения

Высоковольтные линии и электрифицированные железные дороги могут оказывать влияния на цепи ЛС за счет электромагнитной индукции, гальванической связи и при случайном соприкосновении проводов. На работу кабельных ЛС оказывает влияние ряд посторонних источников: линии электропередачи (ЛЭП), контактные сети электрифицированных железных дорог, атмосферное электричество (удары молний), передающие радиостанции, системы сотовой и спутниковой связей. Указанные источники создают в цеۡпۡяۡх кабельных лۡиۡнۡиۡй опасные и меۡшۡаۡюۡщۡие влияния.

План расположения железнодорожного участка, тяговой подстанции, ЛЭП, комплектной трансформаторной подстанции (КТП), волновода кабеля и узла связи приведен в приложении.

ЛЭП переۡмеۡнۡноۡго тока исۡпоۡлۡьзуۡют трехфазный тоۡк.

Описание основных станционных и линейных объектов

Станциями называются раздельные пункты, на которых помимо обгона и скрещения поездов производятся операции по их приему и отправлению, погрузка и выгрузка грузов, прием и выдача их клиентуре, обслуживание пассажиров, а при соответствующем путевом развитии – расформирование и формирование поездов, техническое обслуживание и ремонт локомотивов и вагонов.

Промежуточные станции предназначены в основном для выполнения технических операций по приёму, отправлению, обгону, скрещению и пропуску грузовых и пассажирских поездов, посадки и высадки пассажиров, погрузки и выгрузки грузов и багажа, маневровых операций по прицепке/отцепке вагонов к сборным поездам. Это самый распространенный вид станции, их устраивают на всех линиях железных дорог, располагаются обычно между участковыми станциями на расстоянии 15—20 км друг от друга.

Рассмотрим представленную нам по заданию промежуточную малую станцию и взаимное влияние её объектов, изображенной на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – План станции

На данной схеме представлены приемоотправочные пути, здания дежурного по станции (здание ДСП), тяговой подстанции (здание ТП) и комплектной трансформаторной подстанции (здание КТП), а так же место расположения линейных объектов, таких как магистрального кабеля МКПАБ, волновода и силовых кабелей ЛЭП.

Исходя из названия курсового проекта можно сделать вывод, что первостепенной задачей будет являться защита устройств связи от электромагнитных помех. На данном плане большая часть интересующей нас аппаратуры сосредоточена в здании ДСП, так как именно дежурный контролирует все перевозочные процессы на станции со своего рабочего места. Руководствуясь именно данным приоритетом, здание ДСП расположено посередине станции, что бы ко всему прочему был доступен и зрительный обзор станции.

Для точного изучения и решения проблем электромагнитной совместимости необходимо тщательно изучить каждый элемент, участвующий в анализируемом процессе. Начнём такое изучение с линейных объектов станции, конкретно рассмотрим типы кабелей для магистральной, местной связи и волноводов.

МКПАБ – магистральный кабель, с кордельно-трубчатой полиэтиленовой изоляцией, с броней из стальных лент и защитным покровом из кабельной пряжи, пропитанной битумом. Поперечное сечение кабеля МКПАБ изображено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Кабель МКПАБ (1 – контрольная жила, 2 – центрирующий кордель, 3 – изолированная жила четверки, 4 – сигнальная пара, 5 – поясная изоляция, 6 – алюминиевая оболочка, 7–  подушка из джута, 8 – стальные ленты)

СПБП – для электрических установок железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки, пожарной сигнализации и автоматики с номинальным напряжением 380 В переменного тока частотой 50 Гц или 700 В постоянного тока. Поперечное сечение кабеля СБПБ изображено на рисунке 1.3.