Методические указания к решению задачи № 6

Дальность действия радиосвязи между PC и РВ при применении направляющих линий должна определяться по формуле

, км, (11)

где А _прд – выходной уровень сигнала передатчика радиостанции, дБ; для радиостанций, используемых на железнодорожном транспорте А _прд = 148 дБ.

и _min – минимально допустимый уровень полезного сигнала на входе приемника радиостанции, дБ;

А _пер – переходное затухание между направляющей линией и антенной возимой радиостанции, дБ;

Σ а _ст, Σ а _лин, Σ а _лок – затухание сигнала в стационарных, линейных и локомотивных устройствах, соответственно, дБ;

α_н – километрический коэффициент затухания направляющей линии на перегоне, дБ/км.

Минимально допустимый уровень полезного сигнала u _min должен определяться по формуле

, дБ, (12)

где и _п – квазипиковое значение напряжения радиопомех на уровне интегральной вероятности 0,8 на входе приемника радиостанции при максимальных значениях потребляемого локомотивом тока и нормальных условиях погоды (отсутствие изморози, инея, гололеда и других отложений на направляющих линиях и проводах контактной сети), дБ;

К _доп – минимально допустимое отношение сигнал/помеха на входе приемника, при котором должно обеспечиваться необходимое качество разборчивости речи (под сигналом должно пониматься его среднее значение), К _доп = 6 дБ[37,39];

К _и – коэффициент, характеризующий глубину волнообразного изменения напряжения сигнала по отношению к среднему его значению; на участках с электрической тягой К _и= 6 дБ, с автономной (тепловозной) – К _и= 3 дБ[37].

Значения и _пдля стационарных и возимых радиостанций при наличии на локомотивах помехоподавляющих устройств в зависимости от вида тяги и типа направляющих линий приведены в таблице 11.

При скорости поездов более 140 км/ч напряжение помех на входе возимой радиостанции следует брать на 3,5 дБ большим по сравнению с данными, приведенными в таблице 11.

Таблица 11 – Уровень радиопомех на входе приемника

Вид направляющей линии	Уровень радиопомех и п на входе приемника радиостанции, дБ
возимой	стационарной
1. Электрическая тяга переменного тока 25 кВ
1.1 Провода ДПР, подвешенные с одной стороны путей
1.2 Провода ДПР, подвешенные с разных сторон путей; двухпроводный волновод
1.3 Однопроводный волновод, подвешенный под проводом ДПР
2. Электрическая тяга постоянного тока
2.1 Два провода трехфазной ВЛ
2.2 Двухпроводной волновод
2.3 Однопроводной волновод
2.4 Цветные цепи воздушной линии связи
3. Автономные (тепловозная) тяга
3.1 Два провода трехфазной ВЛ
3.2 Цветные цепи воздушной линии связи
3.3 Волновод, подвешенный на самостоятельных опорах:
– однопроводный
– двухпроводный

Переходное затухание между направляющей линией и антенной возимой радиостанции А _пер и километрический коэффициент затухания направляющей линии α _н определяются из таблицы 12.

Таблица 12 – Параметры затухания направляющих линий

Тяга	Тип направляющей линии	А пер, дБ	α н, дБ/км
Электрическая переменного тока 25 кВ	Провода ДПР, подвешенные: – с одной стороны путей – с разных сторон путей Однопроводный волновод, подвешенный под проводом ДПР		2,0 4,0     2,0
Электрическая постоянного тока	Два провода трехфазной ВЛ Однопроводный волновод Цветные цепи воздушной линии связи		2,0 2,5   1,5
Окончание таблицы 12
Электрическая постоянного и переменного тока	Двухпроводный волновод в тоннеле и на открытых участках Однопроводный волновод в тоннеле		1,7
Автономная (тепловозная)	Цветные цепи воздушной линии связи Два провода трехфазной ВЛ Однопроводный волновод в тоннеле		1,5 2,0

Значения А _пер для однопутных участков следует брать на 4 дБ ниже значений, указанных в таблице 12.

Суммарное затухание сигнала ПРС в стационарных устройствах определяется по формуле

, дБ, (13)

где α _ф – постоянная затухания фидера, дБ/м (см. таблицу 10);

l _ф – длина фидера, соединяющего радиостанцию РС с согласующим устройством СУ, м (см. таблицу 10);

а _су = 1,5 дБ – затухание, вносимое согласующим устройством стационарной радиостанции;

a _в – затухание, вносимое схемой возбуждения направляющих проводов, дБ (см. таблицу 13);

а _он = 5 дБ – концевое затухание на ближнем конце при синфазном возбуждении направляющих линий. Должно учитываться только при возбуждении однопроводного волновода и воздушной линии связи ВЛС[37];

К _р = 3 дБ – коэффициент, учитывающий, что энергия электромагнитного поля ЭМП радиочастотного диапазона распространяется по направляющей линии в обе стороны от места присоединения стационарной радиостанции.

Подключение РС к проводам направляющих линий должно осуществляться индуктивным способом, то есть посредством возбуждающих проводов, подвешиваемых параллельно проводам направляющих линий.

Таблица 13 – Затухание, вносимое схемой возбуждения

направляющих проводов

Тип направляющей линии	Значение a в, дБ
Провода ДПР, подвешенные: – с одной стороны путей – с разных сторон путей	1,5 2,8
Два провода трехфазных ВЛ	2,0
Волновод: – однопроводный – двухпроводный	2,1 1,5
Цветная цепь воздушной линии связи ВЛС	1,6
Волновод-провод ДПР	1,5

Возбуждающие провода подключаются к СУ, входящему в состав РС. Возбуждение направляющих линий производится синфазной или противофазной волной. Возбуждающий провод представляет собой отрезок провода из цветного металла или антенного канатика общей длиной 40-42 м, состоящий из горизонтальной части и снижения. Горизонтальная часть подвешивается параллельно направляющему проводу (под ним или сбоку от него), ее длина не менее 35 м.

Горизонтальная часть возбуждающего провода должна находиться на расстоянии:

0,25 м от проводов цветной цепи воздушной линии связи ВЛС;

0,5 м от волноводного провода;

0,6 м от проводов ВЛ 6 и 10 кВ;

0,8 м от проводов линии ДПР и ВЛ 35 кВ.

При синфазном возбуждении электромагнитная волна распространяется по волновому каналу, образованному между направляющим проводом (волноводом) и земной поверхности, а при противофазном возбуждении – между двумя направляющими проводами.

Следует отметить, что при противофазном возбуждении величина постоянной затухания направляющей линии значительно меньше, чем при синфазном возбуждении.

Высокочастотное возбуждение однопроводного волновода должно осуществляться по схеме, приведенной на рисунке 6, при подвеске волноводного провода, как на опорах контактной сети, так и на отдельно стоящих опорах.

Рисунок 6 – Схема высокочастотного возбуждения однопроводного волновода

Высокочастотное возбуждение двухпроводного волновода должно осуществляться по схеме на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема высокочастотного возбуждения двухпроводной

направляющей линии

Высокочастотное возбуждение проводов цветной цепи воздуш­ной линии связи должно осуществляться по схемам на рисунке 8.

Рисунок 8 – Варианты схемы высокочастотного возбуждения проводов цветной цепи воздушной линии связи

На промежуточных пунктах, где ВЛС имеют кабельные вводы, возбуждение цветных проводов ВЛС осуществляется по схеме, изображенной на рисунке 9.

Рисунок 9 – Схема высокочастотного возбуждения проводов цветной цепи воздушной линии связи при наличии кабельных вводов

Высокочастотное возбуждение двух- и трехпроводных направляющих линий должно быть противофазным для создания межпроводной волны, распространяющейся с наименьшим затуханием (рисунок 10).

Рисунок 10 – Схема высокочастотного возбуждения ВЛ

Противофазное возбуждение проводов ДПР, расположенных с противоположных сторон пути, должно осуществляться по схеме на рисунке 11.

Рисунок 11 – Схема высокочастотного возбуждения проводов ДПР, расположенных с противоположных сторон пути

В тех случаях, когда возникают сложности с размещени­ем возбуждающих проводов на опорах контактной сети, стационарные радиостанции допускается присоединять к проводам высоковольтных линий через СМи блок линейного трансфор­матора ЛТ-1В (рисунок 12).

При использовании стационарных радиостанций РС-46М, РС-46МЦ, РС-6, РК-1 в центральную жилу кабеля, соединяющего радиостанции со схемой возбуждения, должен включаться дополнительный конденсатор емкостью не менее 0,05 мкФ на рабочее напряжение не менее 400В. Для проводов ДПР и ВЛ35 кВ должны использоваться конденсаторы СМП - 66/ Ö3 -4,4 или СМПВ - 66 / Ö3-4,4, а для ВЛ 6 (10) кВ – СММ - 20/ Ö 3-74 или СММ-20/ Ö3-107.

Рисунок 12 – Схема присоединения стационарной радиостанции к направляющей линии с помощью СМ и блока ЛТ-1В

При изменении сторонности подвески одно- и двухпровод­ных волноводов переход проводов через контактную сеть электрифицированных железных дорог выполняется подземным способом. При этом в пределах блок-участка автоблокировки допускается только один подземный переход. Расстояние по горизонтали от кабеля подземного перехода до фундамента ближайшей опоры контактной сети вдоль оси пути должно быть не менее 10 м.

Допускается выполнять воздушный переход с прокладкой волноводных проводов по ригелю жесткой поперечины или по дополнительно устанавливаемым опорам.

Воздушный переход волноводных проводов на участках железных дорог с электрической тягой переменного тока выполняется только по ригелю жесткой поперечины.

При выполнении воздушного перехода волноводных проводов по ригелю жесткой поперечины расстояние между точками закрепления волноводных проводов должно исключать возможность касания проводов контактной сети и арматуры, находящейся под напряжением, волноводными проводами при их обрыве.

На перегонах скоростных участков движения поездов (160-200 км/ч) пересечения выполняются только подземным способом.

Подземный переход волноводныхпроводов выполняется по схеме, представленной на рисунке 13.

Рисунок 13 – Схемы подземного перехода однопроводного (а) и

двухпроводного (б) волноводов с применением линейных трансформаторов

Соединение волноводных проводов с коаксиальным кабелем осуществляется с помощью блоков линейных трансформаторов ЛТ-1 для однопроводного волновода и ЛТ-1А для двухпроводного.

При переходе от однопроводного волновода к двухпровод­ному (рисунок 14), а также при разветвлении волноводов (рисунок 15) согласование входных сопротивлений линий должно осуществляться с помощью блоков ЛТ.

Рисунок 14 – Схема соединения однопроводного волновода

с двухпроводным

Рисунок 15 – Схема подключения ответвления от однопроводного волновода

Волновод на участках с автономной и электрической тягой постоянного тока должен быть гальванически непрерывным, а на участках с электротягой переменного тока – разделяться на секции.

Применение высоковольтных линий ДПР и ВЛ в качестве направляющих требует дополнительной ВЧ обработки ввиду низкого сопротивления на радиочастоте силовых трансформаторов питающих подстанций [37].

Высокочастотная обработка силовых трансформаторов, подключенных к высоковольтным проводам, предусматривается при использовании этих проводов в качестве направляющих линий и предназначается для снижения уровня радиопомех в высоковольтных проводах, проникающих в них со стороны потребителей электрической энергии.

Наиболее эффективным способом высокочастотной обработки трансформаторов является включение высокочастотных заградителей в провода отводов в местах их присоединения к высоковольтным проводам. На рисунке 16, а приведены схемы включения заградителей для однофазных КТПО и трехфазных КТПТ трансформаторов, подключенных к проводам ДПР. На рисунке 16,б – схемы включения заградителей для трансформаторов, подключенных к проводам ВЛ.

Рисунок 16 – Схемы ВЧ обработки силовых трансформаторов

Суммарное затухание сигнала ПРС в линейных устройствах должно определяться по формуле

, (14)

где a _тп, а _р – величины затуханий, вносимых, соответственно, схемами высокочастотных обходов тяговой подстанции и разъединителя, дБ; a _тп = а _р= 1дБ[37];

а _д – затухание, вносимое нарушением однородности двухпроводной направляющей линии, дБ; должно учитываться при противофазном возбуждении проводов ДПР в случае, когда один из проводов переходит на противоположную сторону пути; а _д = 2,5 дБ[37];

п – число переходов направляющей линии в пределах перегона участка железной дороги;

а _п– затухание, вносимое изменением сторонности направляющей линии, дБ; а _п – 0,7 дБ при воздушном переходе, а _п = 2,5 дБ при кабельном переходе проводов с использованием согласующих контуров или линейных трансформаторов;

т – число обрабатываемых трансформаторов на перегоне;

a _тр – затухание, вносимое силовым трансформатором при высокочастотной обработке его, дБ; а _тр, = 0,1 дБ – при включении высокочастотных заградителей в месте отпая от направляющей линии.

Суммарное затухание сигнала ПРС в локомотивных устройствах определяется по формуле

, (15)

где а _су = 1,5 дБ – затухание, вносимое согласующим устройством возимой радиостанции;

К _пс = 12 дБ – коэффициент, учитывающий уменьшение к.п.д. возимой антенны подвижных единиц (дрезины, автомотрисы и т. п.) из-за уменьшения их длины и высоты по сравнению с типовой антенной. Для антенн электровозов и тепловозов К _пс= 0 дБ.