Глава 8

ПРОВОДНОЕ ВЕЩАНИЕ

1. ПОСТРОЕНИЕ СЕТИ ПРОВОДНОГО ВЕЩАНИЯ

Системой проводного вещания называется комплекс устройств, предназначенный для доведения вещательных программ по проводам большому числу слушателей. Проводное вещание осуществляют с помощью узлов проводного вещания (УПВ). Оборудование УПВ делится на станционное, линейное и абонентское. Станционные устройства служат для усиления сигнала источника программы до требуемого значения, а также для преобразования его в удобную для передачи форму. Станции содержат усилительные, передающие и другие радиотехнические устройства Линейное оборудование, образующее распределительную проводную сеть, состоит из различных линий (воздушных, кабельных, составных) и линейных трансформаторов. Абонентская (приемная) часть состоит из абонентских устройств (АУ), включающих громкоговорители, абонентскую проводку, ограничительные резисторы.

УПВ классифицируются по способу питания распределительных сетей, принципу построения и числу передаваемых программ. УПВ, в котором распределительная сеть питается от усилительных ycтройств, сосредоточенных в одном станционном сооружении построены по централизованной схеме. В этих УПВ упрощается задача энергоснабжения

 

 

станции и обслуживания оборудования. Эксплуатация одной крупной станции экономически более выгодна. Недостатки схемы — сложность распределительной сети и меньшая ее эксплуатационная надежность. При децентрализованном построении УПВ мощные усилительные устройства в пределах обслуживаемой территории рассредоточены в различных районах на нескольких усилительных станциях. Питание распределительной сети от нескольких источников повышает ее надежность, так как выход из строя одной станции приводит к нарушению работы лишь части системы ПВ. Построение распределительной сети проще. Недостатки — сложная организация энергоснабжения и большая стоимость станционных сооружений.

По принципу построения различают одно-, двух- и трехзвенные сети проводного вещания. Однозвенными называют сети, у которых АУ подключаются непосредственно к распределительным проводным линиям (РПЛ). В этом случае от источника вещательных программ (ИВП) через соединительную линию (СЛ) сигнал поступает на вход мощного усилителя (МУ), питающего распределительную сеть. В однозвенных сетях распределительные линии состоят из абонентских линий (АЛ).

Номинальное напряжение звуковой частоты на входе АУ равно 30 В (для отдельных районов Москвы 15 В). Двухзвенная сеть (рис. 101, б) включает линии более высокого напряжения (в городах 240 или 120 В) — распределительные фидеры РФ, с помощью которых энергию вещательных сигналов можно передавать на далекие расстояния. К каждому распределительному фидеру абонентские линии подключают через. понижающие абонентские трансформаторы AT. Трехзвенная сеть (рис. 101, в) содержит дополнительные звенья: высоковольные магистральные фидеры МФ, номинальное рабочее напряжение на которых равно 480, 680 или 960 В, и трансформаторные подстанции ТП. Фидерные линии с высоким номинальным напряжением вещательного сигнала включают для уменьшения потерь в распределительных сетях ПВ. ТП предназначены для понижения напряжения, поступающего с МФ на распределительные шины РФ, до 240 ила 120 В.

Применение той или иной схемы или сети ПВ зависит от величины и конфигурации обслуживаемой территории, количества и распределения по территории абонентских устройств, экономических и эксплуатационных показателей. Различают городские и сельские однопрограммные и многопрограммные УПВ.

Рекомендуют следующее построение городской сети ПВ: централизованная система с однозвенной сетью для небольших населенных пунктов, отдельных зданий (санатории, дома отдыха и т. п.) и промышленных предприятий; централизованная система с двухзвенной сетью для небольших городов с населением 50—100 тыс. чел. и числом абонентов 10—20 тыс.; децентрализованная система с двухзвенной (или трехзвенной) сетью для городов с населением до 150—200 тыс. чел.; децентрализованная система с трехзвенной сетью во всех городах с населением свыше 200—250 тыс. чел.

Тип распределительной сети выбирают на основе технико-экономического сравнения вариантов. При проектировании городских сетей ПВ следует учитывать следующие особенности:

магистральные фидеры трехзвенной сети подключают к мощному вещательному усилителю через фидерный повышающий трансформатор, нагрузкой МФ служит трансформаторная подстанция ТП;

нагрузка одного МФ составляет 10—20 тыс. АУ, длина каждого МФ в среднем 1,7—7,6 км;

распределительные фидеры по величине затухания и нагрузки должны мало отличаться друг от друга, длина каждого РФ 1,5—6 км;

нагрузка на один РФ в городах с малой плотностью населения составляет 500 АУ, в городах с большой плотностью населения — 1500—2000 АУ, оптимальное число РФ, питаемых от каждой ОУС или ТП, 6—10;

суммарное затухание напряжения в распределительной сети от выхода мощного вещательного усилителя до розетки, установленной у абонента на частоте 1000 Гц, не должно превышать 4 дБ, при этом для МФ допустимое затухание 1—2 дБ, для РФ —2—3 дБ и для АЛ—1   дБ;

линии звукофикации улиц строят в тех случаях, когда мощные громкоговорители нельзя включить в общую сеть, затухание напряжения по длине линий уличной звукофикации не должно превышать 6 дБ;

неравномерность частотной характеристики распределительной сети в рабочем диапазоне частот (60—9500 Гц для линий первого класса, 100— 6000 Гц для линий второго класса) не должна превышать 4 дБ.

Для большинства городов среднее число ОУС не превышает пяти. Среднее число магистральных рабочих фидерных линий, выходящих из одной ОУС, равно трем и лишь в отдельных случаях — шести. В городах с децентрализованной трехзвенной сетью ПВ средняя установочная мощность низкочастотных усилителей ОУС 15 кВт.

Схема децентрализованного городского УПВ с трехзвенной распределительной цепью показана на рис. 102. Мощные усилительные устройства в пределах обслуживаемой территории рассредоточены на нескольких усилительных станциях, называемых опорными ОУС. Подача программ на все ОУС, дистанционное управление и контроль за их работой и работой трансформаторных подстанций ТП осуществляются с центральной станции проводного вещания ЦСПВ по соединительным линиям СЛ и соединительным линиям технического контроля СЛТК, в качестве которых используют телефонные пары городской телефонной станции (ГТС). Часто одну из ОУС территориально совмещают с ЦСПВ. Образованный комплекс называют центральной усилительной станцией (ЦУС). Каждая ОУС магистральными фидерами МФ соединена с несколькими трансформаторными подстанциями ТП звуковой частоты. Система имеет возможность, резервирования, т.е. каждая ТП получает питание от двух ОУС. При повреждении одного МФ автоматически происходит переключение ТП на резервный магистральный фидер РМФ. При выходе из строя ОУС происходит, переключение ТП на другие ОУС. Если какая-нибудь ТП находится на большом расстоянии от ОУС, то строят резервную усилительную станцию

 

 

(блок-подстанцию БП), которая включает и подает энергию вещательного сигнала на ТП в том случае, когда основная фидерная линия или ОУС выходят из строя. В большинстве городов систему ПВ строят по радиальному принципу, т.е. каждая ОУС с помощью СЛ непосредственно соединяется с ЦСПВ. Эта система наиболее проста и применяется при малом числе управляемых ОУС, расположенных на небольшом расстоянии от ЦСПВ. В крупных городах (Москва и Ленинград) число ОУС велико, расстояние между ОУС и ЦСПВ часто превышает допустимую длину СЛ, поэтому включают промежуточные усилители. В этом случае УПВ выполняют по радиально-узловому принципу, что обеспечивает подачу программ вещания как непосредственно с ЦСПВ на ОУС, так и через соседние усилительные станции.

 

 

При таком способе подачи программ резко уменьшается количество СЛ, связующих ЦСПВ и ОУС, и увеличивается максимально допустимое расстояние ЦСПВ — ОУС, так как программа на удаленные ОУС поступает после промежуточного усиления на более близко расположенные к ЦСПВ и ОУС.

Структурная схема тракта трехзвенной сети системы однопрограммного ПВ и диаграмма электрических уровней по напряжению для частоты сигнала 1000 Гц показаны на рис. 103. Отсчет уровней ведется от N' = 0 дБ (U_о = 0,775 В). Уровень напряжения на выходе ЦСПВ по нормам, установленным для СЛ, должен соответствовать 15 дБ (4,4 В). В конце СЛ2 (на входе ОУС) уровень напряжения должен быть не менее 0 дБ. На ОУС уровень напряжения повышается до 62 дБ (960 В). На МФ уровень напряжения падает на 1—2 дБ, поэтому на входе ТП составляет 60—61 дБ. Трансформаторная подстанция понижает уровень напряжения до 50 дБ (при номинальном рабочем напряжении U_pф= 240 В). Падение напряжения в конце РФ не должно превышать 2—3 дБ. Абонентский трансформатор AT рассчитан на передачу спектра звуковых частот и понижает напряжение до 32 дБ (30 В). Затухание в абонентской линии АЛ 1 дБ.

Двух- и трехзвенная сети ПВ оборудуют устройствами дистанционного управления и контроля, блокировки и защиты, с помощью которых можно с ЦСПВ (или ЦУС) включать ОУС (УП), переключать рабочие и резервные фидеры, контролировать качество передачи вещательного сигнала вплоть до входа РФ. Комплекс коммутационно-распределительной аппаратуры управления и контроля содержит статив управления и контроля трансформаторными подстанциями (УКТП), устанавливаемый на ЦУС; статив выходной коммутации (СВК), устанавливаемый на ОУС; статив трансформаторной подстанции (СТП) и статив распределительных фидеров (СТР), устанавливаемые на ТП. Стативы СВК, СТП, СТР позволяют полностью автоматизировать работу сети ПВ.

СВК является выходным устройством ОУС. С помощью этого статива повышается напряжение вещательного сигнала I программы с 120/240 до 960 В и подается на выход МФ. СТП предназначен для понижения напряжения сигнала I программы, поступающего с МФ на ТП с 960 до 240 В при мощности 7,5 кВт. Комплекс из стативов СВК-СТП обеспечивает дистанционное управление МФ и контроль электрического состояния фидеров, автоматическое переключение на резервный фидер в случае аварии рабочего. Схема защиты МФ срабатывает при обрыве одного или двух проводов, заземлении одного провода, трехкратной перегрузке и коротком замыкании линии, а также если величина сопротивления заземления каждого из проводов фидера меньше 3 кОм. Во всех указанных случаях питание фидера автоматически отключается и подключается резервный фидер. СТР служит для распределения энергии вещательных сигналов от ТП по РФ и сигналов I программы по линиям уличной звукофикации.

Распределительная сеть в городах выполняется на базе воздушных линий, изготовленных из стальных или биметаллических проводов. Магистральные фидерные линии в подавляющем большинстве случаев однородные. Лишь в отдельных случаях в разрыв МФ включают кабельные вставки. Для повышения эксплуатационной надежности, улучшения качественных показателей, а также с эстетической точки зрения воздушные линии заменяют кабельными сетями и линиями. Поскольку сети ПВ в городах построены, переводить их на кабель будут постепенно при реконструкции сети. Магистральные кабельные линии очень дороги, поэтому при проектировании новых кабельных сетей ПВ применяют двухзвенные кабельные сети. В Тольятти, Риге, Набережных Челнах накапливается опыт по построению и эксплуатации таких сетей [92].