導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇泄漏電纜，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：泄漏同軸電纜，地鐵隧道，鏈路計(jì)算，場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量

Abstract: in this paper, the leakage coaxial cable transmission system characteristics, application places and leak coaxial cable structural features and main technical parameters were briefly introduced; And with a subway tunnel leakage cable transmission system design, for example, a detailed description of the link calculation and system design method, at last, this paper introduces the electromagnetic field of the free space of the field test method.

Keywords: leakage coaxial cable, the subway tunnel, link calculation, the field measurement

中圖分類號(hào)： TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

隧道、地鐵、礦井、車站和地下停車場(chǎng)等都是空間狹窄的特殊通信區(qū)域，影響無(wú)線信號(hào)正常傳輸；此外，由于車體對(duì)信號(hào)的遮擋，車輛行駛速度快，導(dǎo)至隧道內(nèi)的通信信號(hào)極差，產(chǎn)生通信盲區(qū)。采用泄漏同軸電纜分布覆蓋解決方案，可以克服常規(guī)天線電磁場(chǎng)分布不均勻和頻帶窄等諸多弊病。泄漏同軸電纜還適用于金屬框架結(jié)構(gòu)的建筑物，或者信號(hào)需要被限制在一個(gè)比較小的范圍（幾米）內(nèi)。信號(hào)覆蓋范圍可以被限定在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)，從而可以最大限度降低同頻道干擾。

泄漏同軸電纜(Leaky Coaxial Cable)簡(jiǎn)稱為“漏纜”。是一種可以安裝在建筑物內(nèi)及隧道內(nèi)的無(wú)線覆蓋設(shè)備，它可以解決在室外基站信號(hào)無(wú)法穿透建筑物的難題。

泄漏同軸電纜的結(jié)構(gòu)與普通同軸電纜基本一致，由內(nèi)導(dǎo)體、開(kāi)有周期性槽孔的外導(dǎo)體和絕緣介質(zhì)三部分組成，如圖1所示。電磁波在泄漏同軸電纜中縱向傳輸?shù)耐瑫r(shí)，還通過(guò)外導(dǎo)體槽孔向外界輻射電磁波；外界移動(dòng)設(shè)備發(fā)射的電磁場(chǎng)也可通過(guò)外導(dǎo)體槽孔感應(yīng)到泄漏電纜內(nèi)，并傳送到無(wú)線基站(BTS)的接收端。

當(dāng)今，寬頻泄漏電纜已經(jīng)成為室內(nèi)無(wú)線通訊系統(tǒng)的重要組成部分，包括第二代和第三代商業(yè)網(wǎng)絡(luò)、緊急服務(wù)通訊網(wǎng)絡(luò)、WLAN、WiMAX和移動(dòng)電視等。

泄漏同軸電纜具有同軸電纜和天線的雙重作用。與傳統(tǒng)的直放站＋轉(zhuǎn)發(fā)天線、饋電系統(tǒng)相比,泄漏電纜分布式天饋系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

(1) 信號(hào)覆蓋均勻，尤其適合地下停車場(chǎng)、隧道、礦井等狹小空間；泄漏電纜和傳統(tǒng)天線輻射的電磁場(chǎng)分布相比，就像長(zhǎng)日光燈管與電燈泡照明的亮度分布相比那樣；如圖2所示。

(2) 泄漏電纜是一種寬頻帶系統(tǒng),其頻段覆蓋在45MHz－2GHz以上，適應(yīng)現(xiàn)有各種無(wú)線通信體制，即可同時(shí)提供多種通信服務(wù)覆蓋，例如可同時(shí)用于：CDMA800、SM900、GSM1800、WCDMA、1/4 1/2 7/8 1-1/4 1-5/8

WLAN等多種不同頻段的無(wú)線通信系統(tǒng)；圖1各種規(guī)格的泄漏電纜

(3) 在障礙物多的復(fù)雜空間環(huán)境下，泄漏電纜通信的信號(hào)穩(wěn)定、性能優(yōu)異；

(4) 泄漏電纜的始端與末端的場(chǎng)強(qiáng)差異較大；(5) 泄漏電纜價(jià)格較貴，但當(dāng)多系統(tǒng)同時(shí)接入時(shí)可大大降低總體造價(jià)。

圖2泄漏電纜與傳統(tǒng)天線輻射電磁場(chǎng)分布比較

一. 泄漏電纜的主要技術(shù)特性

1.1泄漏電纜分類

根據(jù)信號(hào)泄漏機(jī)理，泄漏電纜可分為：耦合型、輻射型和分段型三種類型。

1. 耦合型泄漏電纜：

耦合型漏纜外導(dǎo)體上的槽孔間距遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)。電磁波通過(guò)槽孔衍射；外導(dǎo)體表面波的二次效應(yīng)電流，在電纜周圍激發(fā)出電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)能量以同心圓的方式擴(kuò)散，它輻射的電磁能量是無(wú)方向性的，并隨著距離的增加迅速減小。耦合型漏纜適合于寬頻譜傳輸。典型的耦合型漏纜結(jié)構(gòu)是外導(dǎo)體上有軋紋，紋上銑橢圓形孔。由于耦合型漏纜的傳輸頻帶寬，因此地鐵專網(wǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)一般都選用耦合型漏纜，在地鐵里，一根漏纜可傳輸多路公網(wǎng)（GSM/CDMA等）信號(hào)。

耦合型泄漏電纜一般有兩類，一類是耦合損耗小而線路損耗較大，另一類是耦合損耗大而線路損耗小，可根據(jù)不同情況和不同用途選取。

2.輻射型泄漏電纜：

輻射型漏纜的典型結(jié)構(gòu)是在外導(dǎo)體上開(kāi)著周期性變化的一字、八字形槽孔。槽孔間隔約等于1／2工作頻率波長(zhǎng)，槽孔結(jié)構(gòu)使得在槽孔處的信號(hào)產(chǎn)生同相迭加，但只在相應(yīng)波長(zhǎng)的窄頻段才會(huì)產(chǎn)生同相迭加效應(yīng)，因此工作頻帶較窄。

輻射型漏纜電磁能量相對(duì)集中在槽孔方向，并與電纜軸心垂直，輻射能量有方向性，并且不會(huì)隨距離的增加而迅速減小。耦合損耗在某一頻段內(nèi)保持穩(wěn)定，適用于800－2200MHz頻段。

3.分段型泄漏電纜：

分段型漏纜是每隔一定距離在外導(dǎo)體上開(kāi)槽口(分段槽孔)，分段的距離使電纜的線路損耗在某一頻帶內(nèi)最小，并可隨著電纜線路損耗的增加而增加開(kāi)口數(shù)量，即不斷增加泄漏量，從而增加傳輸距離。

表1是耦合型漏纜和輻射型漏纜兩種泄漏電纜特性的比較。

1.2泄漏電纜的主要技術(shù)參數(shù)

1. 頻率范圍：漏纜的工作頻帶寬度。通過(guò)不同的外導(dǎo)體開(kāi)槽設(shè)計(jì)，可以使漏纜在不同的工作頻帶上獲得優(yōu)化。頻率分段范圍的規(guī)定：

L：70 300 MHz T：300 500 MHz C：800 1000 MHz

P：1700 2000 MHzU：2000 2300 MHz S：2300 2400 MHz

2. 耦合損耗Lc：耦合損耗Lc是漏泄電纜區(qū)別于普通同軸電纜的一個(gè)重要指標(biāo)，它是指泄漏電纜內(nèi)的傳輸功率Pt與自由空間接收到的信號(hào)功率Pr之比。是表征泄漏電纜與外界環(huán)境之間相互耦合程度的一個(gè)特征參數(shù)。

耦合損耗的定義和測(cè)量方法在 IEC61196-4和GB/Tl7737.4同軸通信電纜第4部分：輻射電纜分規(guī)范中有明確規(guī)定。

Lc＝10 lg(Pt/Pr)----------------------------------------------------------------- (1)

式中：

Lc――耦合損耗，單位dB；

Pt――漏泄電纜內(nèi)的傳輸功率，W；

Pr――標(biāo)準(zhǔn)偶極子天線的接收功率，W。

式(1)表明，當(dāng)泄漏電纜內(nèi)傳輸同樣大的功率Pt，自由空間獲得的接收功率Pr越大時(shí)，耦合損耗Lc就越??；也就是說(shuō)，耦合損耗Lc越小，自由空間獲得的輻射能量越大。耦合損耗Lc與泄漏電纜外導(dǎo)體的槽孔設(shè)計(jì)和傳輸頻率密切相關(guān)。

3. 傳輸損耗：傳輸衰減又稱線路損耗或插入損耗，是指漏纜傳輸線路的線性損耗，以dB/100m表示。它隨頻率而變化，通常傳輸頻率越高，漏纜的傳輸損耗越大。

4. 漏纜總損耗：漏纜總損耗是指?jìng)鬏敁p耗＋耦合損耗的總和。是鏈路設(shè)計(jì)的依據(jù)。

系統(tǒng)鏈路計(jì)算時(shí)，漏纜的總損耗不得超過(guò)系統(tǒng)允許的最大損耗。例如，如果系統(tǒng)允許的最大損耗的典型值為120dB，應(yīng)扣除系統(tǒng)共用器、環(huán)境屏蔽和其他因素引起約15dB左右的衰減損耗，因此，漏纜的總損耗應(yīng)不超過(guò)105dB。通常長(zhǎng)度越短，漏纜總損耗也越小。

圖3漏纜總損耗α=傳輸損耗+耦合損耗Lc

圖3是兩條尺寸相同，但耦合損耗不同的漏纜總損耗圖。漏纜②的耦合損耗(實(shí)線)小于漏纜(虛線)①，于是漏纜②的傳輸衰減就會(huì)大于①。隨著漏纜長(zhǎng)度的增加，漏纜②的總損耗會(huì)超過(guò)漏纜①。

正常情況下的系統(tǒng)總損耗會(huì)隨傳輸距離增加而增大，采用分段型可變衰耗泄漏電纜可顯著地增加泄漏電纜的可用長(zhǎng)度。

5. 實(shí)際環(huán)境中的系統(tǒng)總損耗在實(shí)際環(huán)境中（如隧道、建筑物或地下車庫(kù)內(nèi)），需考慮周圍環(huán)境內(nèi)導(dǎo)體的反射或界面的吸收損耗?？赏ㄟ^(guò)以下途徑處理： 安裝時(shí)使用使用圖4所示的非金屬支架，因?yàn)榻饘僦Ъ軙?huì)影響漏纜內(nèi)的駐波。圖4泄漏電纜的非金屬安裝支架

保留15-17dB的衰減損耗儲(chǔ)備。

泄漏電纜的安裝位置對(duì)耦合損耗的影響很大。安裝時(shí)，漏纜的軸線與墻壁或金屬橋架應(yīng)保持有20cm以上的距離。

不同開(kāi)放空間的隧道或地下停車場(chǎng)、礦井等安裝環(huán)境，會(huì)產(chǎn)生不同的多徑效應(yīng)，取決于隧道的形狀、尺寸和材料等因素。

表2是耦合型泄漏電纜的主要技術(shù)特性；表3是輻射型泄漏電纜的主要技術(shù)特性；表4是分段型泄漏電纜的主要技術(shù)特性。

1.3 耦合損耗的測(cè)量

耦合損耗Lc源自電纜內(nèi)的信號(hào)功率Pt與自由空間一個(gè)半波偶極子接收天線收到的信號(hào)功率Pr的比值：Lc=10lg(Pt/Pr)（單位dB）。依照國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61196-4《同軸通訊電纜（第4部分:輻射電纜分規(guī)范）》和GB/T 17737.4介紹的自由空間測(cè)量方法如下：

測(cè)量時(shí)將一個(gè)半波偶極子天線與漏纜保持D＝2m，并沿漏纜方向移動(dòng)。耦合損耗的采樣值隨測(cè)量位置的變化而變化。測(cè)量數(shù)據(jù)還與半波偶極子天線與漏纜的相互方位（正交、垂直或平行）有關(guān)。根據(jù)IEC 61196-4規(guī)定，耦合損耗值是空間測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值。圖5是耦合損耗的測(cè)試及計(jì)算圖。

如果接收天線D的距離是6m，測(cè)得的耦合損耗會(huì)增大5dB(即信號(hào)電平減小5dB)。

圖5耦合損耗的測(cè)試及計(jì)算圖

Lc＝Pin－[PR(d)－(Pin－Pout)d]--------------------------------------(2)

在 IEC61196-4和GB/Tl7737.4標(biāo)準(zhǔn)中，泄漏電纜的長(zhǎng)度至少要10倍于測(cè)量頻率下的波長(zhǎng)，同時(shí)為確保測(cè)量有效，在95%覆蓋接收率時(shí)，每半波長(zhǎng)需要進(jìn)行10次測(cè)量，才能作為計(jì)算耦合損耗的依據(jù)。由于要求的測(cè)量點(diǎn)太多，因此耦合損耗的測(cè)量依靠人工是不可能實(shí)現(xiàn)的，必須借助計(jì)算機(jī)和自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)耒完成。

由于某一處漏泄電纜內(nèi)的傳輸功率等于電纜輸入功率減去電纜輸入端到該處的功率衰減，因此，局部漏纜的耦合損耗ac (z)計(jì)算公式如下：

ac(z)=Ne-（a×z）-Nr(z)-------------------------------------------------------------- (3)

式中：

ac (z) ：局部漏纜的耦合損耗，單位dB；

Ne ：漏纜輸入端的電平，單位dBm；

Nr (z) ：測(cè)量天線處的接收電平，單位dBm；

a ： 漏纜的衰減常數(shù)(傳輸損耗)，單位dB/km；

z ： 漏纜輸入端到接收天線的距離，單位km。

耦合損耗Lc可由ac50和ac95兩個(gè)典型值來(lái)表征，

ac50(即50％覆蓋率)耦合損耗：是指在50 %覆蓋區(qū)測(cè)得的局部漏纜的耦合損耗平均值；

ac95(即95％覆蓋率)耦合損耗：是指在95%覆蓋區(qū)測(cè)得的局部漏纜的耦合損耗平均值。

ac50和ac95之間的差值，可以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)員評(píng)估并計(jì)算連接的可用性。

二. 泄漏電纜傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

由于漏泄同軸電纜能保證信號(hào)覆蓋的連續(xù)性和均勻性，因此可以在任何地方、甚至存在電磁波干擾或沒(méi)有電磁波的地方都可實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，例如：隧道、礦山、地鐵、建筑大樓和大型復(fù)雜的地下停車場(chǎng)。

耦合型寬帶泄漏同軸電纜可覆蓋從900MHz的蜂窩系統(tǒng)到1900MHz的PCS (個(gè)人通訊服務(wù)) 服務(wù)，包括用于應(yīng)急服務(wù)的超高頻系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以通過(guò)組合器(合波器)或者交叉波段耦合器把信號(hào)合成到一根泄漏同軸電纜。能在同一根電纜上完成不同波段的各種服務(wù)。

在長(zhǎng)達(dá)2～3公里的隧道中，應(yīng)每隔一定距離安裝一臺(tái)雙向放大器，把信號(hào)放大到合理的程度。原則是電纜信號(hào)下降20分貝時(shí)，放大器就應(yīng)介入補(bǔ)償20分貝的損耗。在裝有蜂窩系統(tǒng)的大樓，樓頂天線與樓內(nèi)放大器連接時(shí)，可以把接收信號(hào)電平放大25～30分貝。只要足以補(bǔ)償路徑損耗就行。

泄漏同軸電纜的耦合損耗設(shè)計(jì)一般選擇在55～85分貝之間(與漏纜的槽孔參數(shù)有關(guān))。對(duì)于狹長(zhǎng)的隧道系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，無(wú)線電波在隧道中傳播時(shí)具有隧道效應(yīng)，信號(hào)傳播是墻壁反

射與直射的結(jié)果，其中直射為主要分量。因此隧道本身也能幫助提高泄漏同軸電纜的耦合性能，所以耦合損耗設(shè)計(jì)一般選擇為75～85分貝(即輻射量可小一些)，這樣有利于增長(zhǎng)漏纜的覆蓋長(zhǎng)度。

對(duì)于地下停車場(chǎng)和建筑樓宇內(nèi)，漏泄同軸電纜的單向長(zhǎng)度一般都較短，在50～100米之間，傳輸衰減(線路損耗)一般都不會(huì)大。因此泄漏同軸電纜的耦合損耗設(shè)計(jì)一般選擇在55～65分貝之間(即輻射量可大一些)，讓漏泄同軸電纜能盡量多的發(fā)射信號(hào)功率，并能穿透周圍界面。

泄漏同軸電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的主要因素有：耦合損耗、傳輸衰減(線路損耗)、系統(tǒng)總損耗、各種接插件及跳線的插損、環(huán)境影響、射頻功放的輸出功率、中繼器的增益以及移動(dòng)設(shè)備的最低工作電平。規(guī)格尺寸大的漏泄同軸電纜系統(tǒng)的傳輸損耗較小，可獲得較長(zhǎng)的覆蓋長(zhǎng)度。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟：

1. 確定移動(dòng)終端設(shè)備參數(shù)：

由于移動(dòng)終端的輸出功率較低，因此一般以移動(dòng)終端的發(fā)射功率來(lái)確定漏泄同軸電纜的最大覆蓋長(zhǎng)度。根據(jù)設(shè)備的最大輸出功率電平（手機(jī)為2W）和系統(tǒng)要求的最低接收?qǐng)鰪?qiáng)（典型值為85dBm～105dBm）確定系統(tǒng)允許的最大總損耗值αmax. 。

2. 選定漏泄同軸電纜的耦合損耗值Lc：

確定選定泄漏同軸電纜在指定工作頻率上規(guī)定長(zhǎng)度L所對(duì)應(yīng)的傳輸衰減為α×L。

α為該漏泄同軸電纜的線路損耗(dB/100米)。從而可確定該漏泄同軸電纜的系統(tǒng)總損耗值αs=α×L＋Lc 。(α為線路損耗，dB/100米；L為漏纜長(zhǎng)度，m ；Lc為耦合損耗，dB。)

3.根據(jù)工作環(huán)境應(yīng)留出一定的損耗裕量M：

損耗裕量M涉及的因素一般有以下幾點(diǎn)：

漏纜提供的耦合損耗數(shù)據(jù)為統(tǒng)計(jì)平均值，必須考慮其波動(dòng)性；

按50％覆蓋率的耦合損耗值設(shè)計(jì)時(shí)，需留出10dB的裕量；

按95％覆蓋率的耦合損耗值設(shè)計(jì)時(shí)，需留出5dB的裕量；

應(yīng)考慮跳線及接頭的插損；

地鐵系統(tǒng)車體的屏蔽作用和吸收損耗也要考慮，

上述各項(xiàng)的環(huán)境影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)M的推薦值為15dB到17dB；

4. 確定泄漏同軸電纜的最大覆蓋距離：

因?yàn)橄到y(tǒng)允許的最大總損耗為：αmax. ＝αs ＋M＝α×L＋Lc＋M

則漏纜的最大覆蓋距離L=(αmax.－Lc－M)÷α-------------------(4)

2.2 某地鐵隧道泄漏電纜鏈路計(jì)算

地鐵隧道長(zhǎng)2800米，傳輸900MHz波段的GSM移動(dòng)通信信號(hào)；系統(tǒng)覆蓋要求：90%的車內(nèi)覆蓋電平應(yīng)達(dá)到-85dBm。采用無(wú)線直放站作為GSM信號(hào)源。

1. 漏泄同軸電纜選用的依據(jù)

漏泄同軸電纜選用的依據(jù)是：使用頻率、傳輸距離、傳輸衰減和耦合損耗。本方案選用HLHTAY-50-42 (1-5/8") 輻射型寬頻帶異型槽泄漏電纜，技術(shù)參數(shù)為：..

工作頻率：900MHz

耦合損耗Lc：該電纜的50%覆蓋率的耦合損耗為72dB，在保證90%覆蓋概率時(shí)，耦合損耗增加9dB，即90%覆蓋概率時(shí)的耦合損耗為72+9＝81dB。

標(biāo)稱傳輸衰減α為2.34dB/100m；

2. 移動(dòng)終端技術(shù)參數(shù)

手機(jī)最大輸出功率為2W（33dBm）

90%的車內(nèi)覆蓋電的接收電平為 -85 dBm

3.系統(tǒng)損耗裕量M

耦合損耗的波動(dòng)裕量為5dB

跳線及接頭損耗為2dB

車體影響為10dB

系統(tǒng)損耗裕量M ＝5 dB＋2 dB＋10 dB＝17 dB

4. 系統(tǒng)允許的最大總損耗值αmax.：

系統(tǒng)允許的最大總損耗值：αmax.＝手機(jī)發(fā)射功率(33 dBm )接收功率電平Pr（-85 dBm）＝118 dB

5. 計(jì)算漏纜最大長(zhǎng)度：

漏纜最大長(zhǎng)度 L＝(αmax.-Lc-M)÷α＝（118 dB－81 dB－17 dB）÷23.4 dB/km

＝0.879km ＝854米。

此結(jié)果說(shuō)明在以上條件下，該種規(guī)格泄漏同軸電纜的最大覆蓋距離為854米，由于地鐵隧道長(zhǎng)為2800米，，必須由四段700米泄漏同軸電纜組成，中間需用雙向(收、發(fā))中繼放大器來(lái)完成全部覆蓋距離。

6.計(jì)算泄漏電纜需要的輸入功率Pt：

接收電平Pr＝Pt ―Lc－M－α；

則：Pt＝Pr ＋Lc＋M＋α----------------------------(5)

式中：

Pr：接收電平，-85dBm；

Lc：耦合損耗，81dB；

M：損耗裕量，17dB；

α：傳輸衰減＝2.34 dB/100m×700m＝16.38dB

Pt＝－85dBm＋81dB＋17dB＋16.38dB＝29.38 dBm (即1w)

考慮到需要抑制上行信號(hào)的噪聲和抑制下行信號(hào)交互調(diào)制產(chǎn)生的噪聲，實(shí)際需要的發(fā)射功率還需提高50％，即33 dBm。

如果需轉(zhuǎn)發(fā)4路載波信號(hào)，4路載波信號(hào)用合波器合成一路輸入到漏纜，4合1合波器的衰耗為8dB，則每路雙向射頻功放的功率輸出應(yīng)為33dBm＋8dB＝41 dBm(12w)。

(6) GSM信號(hào)源和第一個(gè)放大器之間允許的最大縱向衰減為：

LossLong＝33+85-17-81＝20dB。因此，第一個(gè)放大器的增益應(yīng)為20-25dB。

2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖6是由四段700公尺泄漏電纜組成的雙軌地鐵隧道無(wú)線通信系統(tǒng)。寬帶雙向射頻功率放大器的功率增益為25～30分貝。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需考慮下面一些問(wèn)題：

接地的考慮

饋線或漏纜的接地

接地點(diǎn)的選擇

隧道的環(huán)境影響

產(chǎn)品手冊(cè)的誤差范圍

垂直極化方式下的耦合損耗指標(biāo)

直流阻斷器的考慮

功分器選擇

合波器/耦合器的選擇

泄漏同軸電纜的終端匹配電阻。

三. 泄漏同軸電纜在自由空間電磁波場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量

場(chǎng)強(qiáng)是電磁場(chǎng)強(qiáng)度的簡(jiǎn)稱，它是天線在空間某點(diǎn)的感應(yīng)電信號(hào)大小，以表征該點(diǎn)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。單位為微伏/米(μv/m)。

3.1場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量

接收天線與漏纜的相互方位有：水平、垂直和水平正交三種。場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量數(shù)據(jù)不僅與測(cè)量位置的電磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)，還與接收方位有關(guān)，如果接收天線的方位與被測(cè)漏纜軸線平行，可獲得最大的感應(yīng)信號(hào)。如圖7(C)所示。

圖7接收天線的極化方向與漏纜相對(duì)的三種測(cè)量方位

場(chǎng)強(qiáng)一般可用射頻（RF）有效值型電平表（電壓表）來(lái)測(cè)量。圖8是場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量原理圖。

當(dāng)線路匹配良好時(shí)，儀表讀取的電平值是儀表輸入端口（一般50Ω或75Ω）所取得的射頻電壓Er（dBμv)。Er可用下式表示：

Er=E+Ga+20lgLe-Lf-6---------（6）

式中：

Er：儀表輸入口讀取的電平（dBμV）；

E；電場(chǎng)強(qiáng)度（dBμV/m）；

Ga：接收天線增益（dB）。

如果采用半波長(zhǎng)偶極天線時(shí)Ga=0dB；圖8 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量原理

Le：接收天線有效長(zhǎng)度（λ/π）；

Lf：接收饋線損耗（dB）；

6：從終端值換算為開(kāi)放口的校正值（dB）。

而電場(chǎng)強(qiáng)度E（dBμV/m）則可從（6）式求出，即：

E =Er-Ga-20lgLe+Lf+6------------------------------------(7)

舉例說(shuō)明：

測(cè)試頻率：228.25MHz(λ=1.31m)

則20lgλ/π=20lg1.31/π≈-7.6dB；

接收天線為全向半波長(zhǎng)偶極天線，Ga=0dB；Lf選用衰減10dB/100m型電纜，實(shí)用長(zhǎng)度10m時(shí)的衰減為1dB；儀表指示電平為15dBμV。

將上列數(shù)據(jù)代入（7），即可求得：可求得：

場(chǎng)強(qiáng)E =Er-Ga-20lgle+Lf+6 =15-0-（-7.6）+1+6 =15+7.6+1+6 =29.6dBμV/m。

3.2場(chǎng)強(qiáng)儀

場(chǎng)強(qiáng)儀是由電平表和天線組成的儀器。場(chǎng)強(qiáng)儀的量值是以μV/m作單位。從原理上來(lái)說(shuō)，電平表（或電壓表）它量度的是儀表輸入端口的壓值，而場(chǎng)強(qiáng)儀所量度的是天線在自由空間中某一點(diǎn)感應(yīng)的電壓。

目前市面上的場(chǎng)強(qiáng)儀，是將電平表的技術(shù)指標(biāo)與天線分開(kāi)。如日本安立公司ML524場(chǎng)強(qiáng)儀主機(jī)就是按一個(gè)電平表給出技術(shù)指標(biāo)，頻率范圍、靈敏度、電平測(cè)量范圍、電平測(cè)試精度。天線MP534A、MP666A作為選件，按頻段給出技術(shù)指標(biāo)和天線增益。

國(guó)內(nèi)無(wú)線領(lǐng)域常用的是南韓生產(chǎn)的PTK3201場(chǎng)強(qiáng)儀，它也是按電平表給出指標(biāo)，頻率范圍0.1～2000MHz，靈敏度0.3mV等都是以儀器輸入端口給出，有一根鞭裝天線，沒(méi)有天線系數(shù)，只能定性地測(cè)量信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的相對(duì)大小，如果要測(cè)定dBμV/m 場(chǎng)強(qiáng)，則要選配測(cè)量天線。

由此可見(jiàn)，電平表Er (以dBμV作單位)和場(chǎng)強(qiáng)儀E (以dBμV/m作單位)是有很大區(qū)別的?？捎檬?7)換算。請(qǐng)注意：Er(電平)和E(場(chǎng)強(qiáng))是兩個(gè)不相同的數(shù)值，不能互相替代。

場(chǎng)強(qiáng)儀，它與天線關(guān)系非常密切，如果要求一定的測(cè)量精度，那么從式（7）可知，它直接與天線增益Ga有關(guān)，再則與天線的工作頻率范圍有關(guān)，這是最起碼的要求，因此不能隨便找一根天線接在電平表上就行了。在實(shí)踐中，這種天線稱為測(cè)試天線，它有嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo)，如頻率范圍，天線增益以及阻抗、駐波比、波束的前后比等等。為適應(yīng)它的頻率范圍，其形狀大有區(qū)別，有鞭狀天線，半波振子天線，對(duì)數(shù)周期天線，環(huán)行天線等。

3.3譜分析儀與場(chǎng)強(qiáng)儀

以前場(chǎng)強(qiáng)儀總是將天線配套供給。隨著電子技術(shù)和電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀(jì)80年代以來(lái)，頻譜分析儀的大量使用，傳統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)儀已越來(lái)越少，它的功能己被頻譜儀代替。頻譜儀本身就是測(cè)量頻譜范圍內(nèi)的信號(hào)電平，如果在頻譜儀上加上標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試天線不就是可測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)了嗎！比較好的頻譜儀，可以將天線系數(shù)存在機(jī)內(nèi)，使用時(shí)直接顯示場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值μV/m。如安捷倫公司、安立公司的頻譜儀大都有天線系數(shù)存儲(chǔ)功能。

結(jié)束語(yǔ)：

在山區(qū)隧道和地鐵、礦井等場(chǎng)合進(jìn)行無(wú)線通信，無(wú)線電波傳播會(huì)受到阻礙，尤其是短波和超短波受到的傳輸衰減更大。測(cè)試表明，一臺(tái)在中等開(kāi)闊地、有效通信距離為5千米的無(wú)線電臺(tái)，放到礦井下或坑道里，它的有效通信距離只能為20來(lái)米。增大無(wú)線電臺(tái)的發(fā)射功率固然可以增大通信距離，但通信效果并不明顯。有專家作過(guò)試驗(yàn)，即使將無(wú)線電臺(tái)的發(fā)射功率加大100倍，在礦井下或隧道中，它的傳播距離也不過(guò)只能增加1/5罷了。何況，在礦井下是不允許隨意增大發(fā)射功率的，不然容易因電火花引發(fā)爆炸事故。那么，在隧道、礦井內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通信，路在何方？經(jīng)過(guò)科學(xué)家們的研究，終于找到了利用泄漏同軸電纜進(jìn)行無(wú)線電通信的良方。泄漏電纜隧道無(wú)線通信覆蓋系統(tǒng)主要得益在于：

(1) 可減少信號(hào)陰影和遮擋區(qū)域。在復(fù)雜的隧道中如果采用分布式天線，手機(jī)與某特定天線之間可能會(huì)受到遮擋，導(dǎo)致覆蓋不好。

(2) 信號(hào)波動(dòng)范圍減少。與其它天線系統(tǒng)相比，隧道內(nèi)信號(hào)覆蓋連續(xù)、均勻。

(3) 可對(duì)多種服務(wù)同時(shí)提供覆蓋。泄漏電纜本質(zhì)上是一種寬帶系統(tǒng)，多種不同的無(wú)線系統(tǒng)可以共享同一套泄漏電纜系統(tǒng)。

(4) 泄漏電纜覆蓋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，其設(shè)計(jì)方案相對(duì)簡(jiǎn)單。

篇2

【關(guān)鍵詞】漏泄電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

一、概述

漏泄同軸是在同軸管外導(dǎo)體上開(kāi)設(shè)一系列的槽孔或隙縫，使電纜中傳輸?shù)碾姶挪ú糠帜芰繌牟劭字新┬沟窖鼐€空間，具有頻段寬、場(chǎng)強(qiáng)分布均勻穩(wěn)定、可控性高、對(duì)外界干擾小、多系統(tǒng)兼容性好等優(yōu)點(diǎn)，在鐵路應(yīng)用廣泛。漏泄電纜配合直放站或中繼器，用于鐵路隧道、山區(qū)、彎道、路塹、地鐵等無(wú)線信號(hào)傳播受限的弱場(chǎng)區(qū)間，是無(wú)線信號(hào)弱區(qū)間信號(hào)覆蓋的有效手段。

二、功能特點(diǎn)

1、檢測(cè)漏纜的完好性；2、根據(jù)漏纜的傳輸損耗判斷漏纜的工作狀態(tài)；3、漏纜故障監(jiān)測(cè)報(bào)警；4、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)漏纜狀態(tài)；5、數(shù)據(jù)管理及分析功能；6、檢測(cè)系統(tǒng)獨(dú)立射頻通道，對(duì)直放站射頻及監(jiān)控鏈路不產(chǎn)生影響。

三、設(shè)計(jì)方案

1.工作原理。按監(jiān)測(cè)軟件的上行或下行漏纜損耗“查詢”后，由遠(yuǎn)端機(jī)處發(fā)出一查詢命令通過(guò)RS232串口線到達(dá)漏泄電纜監(jiān)測(cè)主機(jī)，主機(jī)把查詢數(shù)據(jù)調(diào)制在載頻的FSK信號(hào)上并經(jīng)漏泄電纜發(fā)送給從機(jī)。從機(jī)收到主機(jī)查詢命令后發(fā)兩次信號(hào)，第一次發(fā)射時(shí)檢測(cè)自已的發(fā)射功率，第二次發(fā)射把檢測(cè)到的主機(jī)功率經(jīng)漏泄電纜送回主機(jī)。主機(jī)接收到從機(jī)信號(hào)后經(jīng)功率檢測(cè)電路檢出接收電平，再把這個(gè)接收電平的大小同從機(jī)傳過(guò)來(lái)的發(fā)射功率數(shù)值相比，得出漏泄電纜傳到遠(yuǎn)端機(jī)的損耗值，經(jīng)光纖直放站鏈路傳到網(wǎng)管的上位機(jī)界面上并以dB為單位顯示出來(lái)，如圖2。

當(dāng)漏纜的損耗值高于設(shè)定門限值時(shí)上位機(jī)自動(dòng)告警，如圖3。

2、輪詢時(shí)間設(shè)置。在網(wǎng)管界面上可設(shè)自動(dòng)輪詢時(shí)間，設(shè)置范圍1～255分鐘。如果只用到一路的話，可以只設(shè)置一路?？紤]到內(nèi)部繼電器使用壽命，輪詢時(shí)間不宜設(shè)置太短，調(diào)試時(shí)可以設(shè)置較短，正常工作時(shí)一般設(shè)置為240m，即4小時(shí)。此時(shí)，每隔設(shè)置的時(shí)間自動(dòng)查詢一次，如果成功查詢到數(shù)據(jù)，則根據(jù)設(shè)置的門限值來(lái)決定是否告警。如果此次未能查詢到數(shù)據(jù)，即則過(guò)5分鐘再進(jìn)行一次查詢。如果連續(xù)3次查詢不到數(shù)據(jù)，則判定線路故障（電纜斷路或者主/從機(jī)停電），向網(wǎng)管中心發(fā)出告警信息。手動(dòng)點(diǎn)擊查詢不受輪詢時(shí)間影響，點(diǎn)擊查詢會(huì)返回查詢到的值，此時(shí)輪詢時(shí)間清0，從新開(kāi)始計(jì)時(shí)。如果出現(xiàn)異常（損耗值過(guò)大或線路故障）則會(huì)以告警信息發(fā)送到網(wǎng)管。

3、告警門限設(shè)置。根據(jù)實(shí)際漏泄電纜的工作情況，故障告警門限進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。信號(hào)衰減5dB，20dB：可能由于漏纜嚴(yán)重?fù)p壞，接頭接觸不良等因素造成。信號(hào)接收不到：可能由于漏纜有斷點(diǎn)，或者接頭未接觸等因素造成。

四、工程應(yīng)用（雙漏泄電纜應(yīng)用）

上圖是當(dāng)光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)（或中繼器）接雙漏泄電纜的應(yīng)用方式，遠(yuǎn)程人工或者定時(shí)發(fā)起查詢命令時(shí)，從機(jī)在收到命令后，確認(rèn)主機(jī)發(fā)起的檢測(cè)命令是檢測(cè)本機(jī)，并打開(kāi)通道對(duì)漏泄電纜損耗情況進(jìn)行檢測(cè)。從機(jī)輸出端可接天線也可接50歐負(fù)載。

五、小結(jié)

本文主要對(duì)漏泄電纜監(jiān)測(cè)設(shè)備工作鏈路工作中的一些關(guān)鍵部份進(jìn)行分析和探討，并給出來(lái)了指標(biāo)和工程應(yīng)用方案。該產(chǎn)品已在西安鐵路局的部分鐵路線上應(yīng)用。

篇3

一、勘察

1.1隧道模型

隧道模型歸納分為兩大類：一類是窄隧道模型，包括單線鐵路、地鐵隧道，這類隧道車輛距離隧道兩側(cè)或頂部較近；另一類是寬隧道模型，包括復(fù)線鐵路、公路隧道、人行隧道、礦山巷道，這類隧道車輛或者行人距離隧道兩側(cè)或頂部較遠(yuǎn)。

1.2機(jī)房勘察

隧道機(jī)房勘察與普通宏蜂窩或者微蜂窩勘察基本相同，但如果機(jī)房位于地下或者山體中，需要特別注意機(jī)房的防水、濕度等環(huán)境因素。

1.3隧道勘察

1、隧道構(gòu)造核查：主要內(nèi)容包括隧道長(zhǎng)度、隧道寬度、隧道結(jié)構(gòu)（金屬結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)）。2、天線和泄漏電纜安裝位置核查：主要核查天線和泄漏電纜可以安裝的位置，應(yīng)確保無(wú)強(qiáng)電、強(qiáng)磁和其它通信系統(tǒng)的干擾。3、有源設(shè)備安裝位置核查：確定設(shè)備安裝位置，安裝位置應(yīng)便于施工、調(diào)測(cè)、維護(hù)需要以及運(yùn)行的安全性；確保無(wú)強(qiáng)電、強(qiáng)磁和強(qiáng)腐蝕性設(shè)備的干擾以及符合防水、濕度的要求。4、主干路由核查：主要核查機(jī)房與RRU等有源設(shè)備和RRU等有源設(shè)備之間的路由。5、電力系統(tǒng)核查：主要核查電力系統(tǒng)的位置、容量，有源設(shè)備引電的路由等。

二、規(guī)劃

2.1信源選擇

隧道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的信源常用方式主要有三種：宏蜂窩+relay（直放站）、微蜂窩（分布基站）、微蜂窩（分布基站）+直放站。

2.2分布系統(tǒng)選擇

隧道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的分布方式主要有同軸電纜分布方式和泄漏電纜分布方式。1、同軸電纜分布方式采用同軸電纜分布方式進(jìn)行覆蓋是室內(nèi)覆蓋常用的方式，這種覆蓋方案設(shè)計(jì)比較靈活、價(jià)格相對(duì)要低些、安裝較為方便。同軸電纜的饋線衰減較小，天線的增益的選擇主要是取決于安裝條件的限制，在條件許可時(shí)，可選用增益相對(duì)高些的天線，覆蓋范圍會(huì)更大。2、泄漏電纜分布方式泄漏電纜像連續(xù)的橫向天線，因此它提供的覆蓋基本取決于它的路由。它是在同軸電纜上開(kāi)有許多小窗，讓信號(hào)輻射出來(lái)對(duì)近處進(jìn)行覆蓋。

三、設(shè)計(jì)

3.1隧道分布系統(tǒng)改造類方案的設(shè)計(jì)

目前大部分隧道已經(jīng)完成2G或者3G的覆蓋，LTE隧道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)最快捷、最節(jié)約成本的方式就是將LTE信號(hào)饋入原有分布系統(tǒng)。但是由于LTE頻段較高，衰減損耗較大，需要對(duì)原有分布系統(tǒng)進(jìn)行改造。1、天線系統(tǒng)的改造天線工作頻率范圍建議要求為800～2500MHz。若原天線位置或密度不合理，則需進(jìn)行改造，增加或調(diào)整天線布放點(diǎn)，保證TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。2、泄漏電纜的改造若原泄漏電纜支持LTE頻段，但是滿足覆蓋要求，可以增加斷點(diǎn)，使?jié)M足覆蓋。若原泄漏電纜不支持LTE頻段，需要更換覆蓋要求型號(hào)的泄漏電纜，工作頻率范圍建議要求建議要求為800～2500MHz。3、同軸電纜的改造原有分布系統(tǒng)平層饋線中長(zhǎng)度超過(guò)50m的1/2饋線均需更換為7/8饋線；主干饋線中長(zhǎng)度超過(guò)30m的1/2饋線均需更換為7/8饋線。4、無(wú)源器件的改造根據(jù)工作頻率范圍、駐波比、損耗需求選取合適的功分器、耦合器等，要求工作頻率范圍建議要求為800～2500MHz。5、合路方式的改造主要有兩種方式，第一種更換原有合路器，采用符合要求的合路器或者采用POI，如采用POI，應(yīng)為共享共建預(yù)留端口。第二種為在原有合路器后邊再增加一級(jí)合路器。

3.2新建短隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)

這里定義長(zhǎng)度在400米以下的隧道為短隧道。1、短窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、窄短隧道先通過(guò)模擬模擬測(cè)試，測(cè)試同軸電纜分布方式是否存在活塞效應(yīng)。如存在活塞效應(yīng)，通過(guò)鏈路預(yù)算和模擬測(cè)試確定泄漏電纜的規(guī)格，采用圖3所示的覆蓋方式；如不存在活塞效應(yīng)，通過(guò)鏈路預(yù)算和模擬測(cè)試確定天線覆蓋距離，采用圖1、圖2、圖3所示的覆蓋方式。定向天線、全向天線和泄漏電纜覆蓋方式的區(qū)別主要區(qū)別是：2、短寬隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)。短寬隧道基本上不會(huì)要到活塞效應(yīng)，或者活塞效應(yīng)不明顯。故設(shè)計(jì)短寬隧道分布系統(tǒng)的時(shí)候，基于控制投資，選擇同軸電纜分布方式；基于覆蓋效果，選擇泄漏電纜分布方式。其它方面的要求和短窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)的要求相同。

3.3新建長(zhǎng)隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)

這里定義長(zhǎng)度在400米以上的隧道為長(zhǎng)隧道。1、長(zhǎng)窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)長(zhǎng)窄隧道考慮覆蓋效果，基本上采用泄漏電纜分布方式。方案設(shè)計(jì)時(shí)，特別注意泄漏電纜規(guī)格的選取和斷點(diǎn)位置的選擇。一般情況下，選擇斷點(diǎn)間隔在800-1000米，泄漏電纜規(guī)格選擇采用E頻段或者更高頻段能夠滿足覆蓋為宜。但最合理泄漏電纜規(guī)格和斷點(diǎn)位置的選擇，還需要根據(jù)隧道的長(zhǎng)度和有源設(shè)備可以安裝的位置綜合確定。其它方面的要求和短窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)的要求相同。2、長(zhǎng)寬隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)長(zhǎng)寬隧道考慮覆蓋效果，可以采用采用泄漏電纜分布方式，泄漏電纜規(guī)格和斷點(diǎn)位置和長(zhǎng)窄隧道基本相同；考慮投資，可以采用同軸電纜分布方式。其它方面的要求和短窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)的要求相同。

四、注意事項(xiàng)

4.1活塞效應(yīng)

隧道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的活塞效應(yīng)（PistonEffect）指在隧道中高速運(yùn)行的列車，會(huì)帶動(dòng)隧道中天線發(fā)射的無(wú)線電波產(chǎn)生高速流動(dòng)，類似汽缸內(nèi)活塞壓縮氣體的現(xiàn)象?；钊?yīng)會(huì)嚴(yán)重影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果，列車運(yùn)行速度越快，天線與列車距離越近，活塞相應(yīng)越明顯；克服活塞效應(yīng)最好的辦法是隧道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)采用泄漏電纜分布方式。

4.2互調(diào)干擾

目前，已經(jīng)查明嚴(yán)重的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的互調(diào)干擾是GSM900M下行二次諧波對(duì)F頻段的干擾。具體情況是：GSM900M下行：930MHz-960MHz,其二次諧波：1860MHz-1920MHz，F(xiàn)頻段：1880MHz-1920MHz，故GSM900M下行二次諧波會(huì)干擾F頻段。有兩種解決辦法，第一種，GSM900M下行采用930MHz-940MHz之間的頻點(diǎn)；第二種，采用F頻段的TD-SCDMA或者TD-LTE避免和GSM900M下行共用分布系統(tǒng)。

五、結(jié)束語(yǔ)

篇4

【關(guān)鍵詞】地鐵無(wú)線系統(tǒng) 無(wú)線覆蓋 鏈路計(jì)算影響因素 接地安全

一、前言

近年來(lái)，城市交通壓力越來(lái)越大，各大城市開(kāi)始快速建造地鐵來(lái)緩解交通壓力。地鐵交通作為一種高效、快捷、安全的交通方式，正在為緩解城市交通壓力做出巨大的貢獻(xiàn)。地鐵專用無(wú)線通信是地鐵內(nèi)部固定人員（如中心操作員、車站值班員等）與流動(dòng)人員（如司機(jī)、運(yùn)營(yíng)人員、流動(dòng)工作人員等）之間進(jìn)行高效通信聯(lián)絡(luò)的最為重要的手段。地鐵專用無(wú)線通信除了應(yīng)滿足運(yùn)營(yíng)本身所需的列車無(wú)線調(diào)度通信和車輛段無(wú)線通信外，根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)管理的實(shí)際情況，還滿足管理所需的必要的調(diào)度通信，如日常維修的維修調(diào)度無(wú)線通信，緊急情況下防災(zāi)調(diào)度無(wú)線通信以及必要的站務(wù)無(wú)線通信等。其中運(yùn)營(yíng)線路無(wú)線通信系統(tǒng)用于運(yùn)營(yíng)線路控制中心調(diào)度員對(duì)相應(yīng)的無(wú)線用戶實(shí)施調(diào)度專用無(wú)線通信，車輛段無(wú)線通信系統(tǒng)用于車輛段值班員實(shí)施調(diào)度作業(yè)專用無(wú)線通信。無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋直接影響到無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性，為了切實(shí)保證列車調(diào)度通信的正常運(yùn)行與行車安全，必須保證地鐵運(yùn)行全區(qū)段內(nèi)的無(wú)線系統(tǒng)信號(hào)無(wú)縫覆蓋。

二、地鐵內(nèi)各種環(huán)境下的覆蓋方案

（一）車站站廳覆蓋。在車站站廳內(nèi)的信號(hào)覆蓋可用兩種方式進(jìn)行信號(hào)覆蓋，一種方式是采用泄漏電纜方式進(jìn)行信號(hào)傳遞與覆蓋，由于泄漏電纜有著很好的信號(hào)傳輸特性和信號(hào)耦合特性，因此用泄漏電纜來(lái)進(jìn)行信號(hào)覆蓋可以使信號(hào)傳遞時(shí)較為穩(wěn)定，但由于在站廳內(nèi)各個(gè)區(qū)域分布較為復(fù)雜，給施工及安裝帶來(lái)了一定的困難，而且使用泄漏電纜成本較高，因此在站廳的信號(hào)覆蓋時(shí)，也可以采用吸頂天線的方式進(jìn)行信號(hào)的覆蓋。一是吸頂天線組網(wǎng)靈活，可在不同的區(qū)域內(nèi)安裝天線，而且施工方便，成本較低。

（二）車站站臺(tái)覆蓋。站臺(tái)公共區(qū)和設(shè)備區(qū)一般情況下不考慮設(shè)置天線，利用區(qū)間漏泄電纜的漏泄信號(hào)覆蓋。但如遇站臺(tái)有外掛設(shè)備區(qū)域，應(yīng)考慮設(shè)置吸頂天線覆蓋。

（三）較長(zhǎng)型出入通道和換乘通道。較長(zhǎng)型出入通道及換乘通道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，彎曲、交叉并可能存在高低落差，采用天線場(chǎng)強(qiáng)分布難以掌控，最后實(shí)施的造價(jià)不比漏泄同軸電纜方式低。所以對(duì)于彎道及坡道較多的通道，運(yùn)用漏泄同軸電纜比天線覆蓋質(zhì)量好，并且節(jié)省投資，故在出入通道及換乘通道采用漏泄同軸電纜比較合理。但在乘客通過(guò)的出入通道及換乘通道可否敷設(shè)漏泄同軸電纜最好取得相關(guān)部門對(duì)建筑美觀影響的許可，同時(shí)考慮通道彎曲對(duì)漏泄同軸電纜最小彎曲半徑的限制。

（四）地面車輛段覆蓋。地面車輛段無(wú)線覆蓋分為兩部分，一部分是車輛段室外場(chǎng)區(qū)采用鐵塔室外天線覆蓋，各檢修工區(qū)及信號(hào)樓采用光纖直放站加吸頂天線覆蓋。

（五）隧道出入口覆蓋。在隧道出入口考慮到隧道內(nèi)信號(hào)與隧道外的信號(hào)能合理對(duì)信號(hào)進(jìn)行順利切換，可以在隧道出入口處加裝定向天線，也可以使在隧道口處的泄漏電纜往隧道外再延伸150米左右，以使信號(hào)延伸至隧道外以保證信號(hào)的正常切換。如果使用定向天線，可能要加裝兩套定向天線，為防止信號(hào)間的干擾，最理想的方式是將信號(hào)用泄漏電纜在隧道口處往外再延伸至150米處，這樣信號(hào)在隧道外就已經(jīng)可以與隧道內(nèi)的信號(hào)完成了越區(qū)切換，保證了列車在高速行駛時(shí)能進(jìn)行正常通信。

（六）隧道內(nèi)覆蓋。來(lái)自基站的信號(hào)自基站天線口出來(lái)后，為一路信號(hào)，再經(jīng)過(guò)分配器后分至上、下行兩條隧道，由于專用無(wú)線通信系統(tǒng)無(wú)線通信載頻數(shù)量較少，當(dāng)中并無(wú)其它過(guò)多的干擾信號(hào)，因此可將上、下行信號(hào)共用一根泄漏電纜在隧道內(nèi)進(jìn)行傳輸覆蓋。隧道區(qū)間內(nèi)主要考慮車載臺(tái)的覆蓋，因此應(yīng)考慮所用泄漏電纜安裝在與隧道內(nèi)行駛車輛的車頂為準(zhǔn)，盡量使泄漏電纜安裝位置與車頂天線處于平行狀態(tài)。對(duì)于隧道內(nèi)使用漏泄電纜覆蓋還應(yīng)考慮隧道區(qū)間的長(zhǎng)度問(wèn)題，一般通過(guò)鏈路計(jì)算來(lái)明確漏泄電纜傳遞無(wú)線信號(hào)的長(zhǎng)度，來(lái)明確某些較長(zhǎng)區(qū)間需要增設(shè)中繼器的位置，也就是單段漏纜覆蓋最長(zhǎng)長(zhǎng)度。

鏈路計(jì)算需要考慮如下因素：無(wú)線信號(hào)車體穿透損耗；從基站至隧道處漏纜需饋線長(zhǎng)度的損耗；耦合器、功分器損耗；在隧道內(nèi)不可避免的會(huì)出現(xiàn)由于其它原因或不可未知的信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的干擾損耗余量；車速；基站輸出信號(hào)的輸出功率；基站系統(tǒng)的切換時(shí)間；車載臺(tái)發(fā)射功率；手持臺(tái)發(fā)射功率；上行信噪比；車載臺(tái)最低接收電平等。

三、無(wú)線信號(hào)覆蓋系統(tǒng)的接地安全考慮

為了保證無(wú)線信號(hào)的覆蓋質(zhì)量，漏泄電纜的節(jié)點(diǎn)安全也至關(guān)重要，主要有如下三種方式：

（一）通常連接漏纜的跳線或電纜需要接地，安裝接地卡。

（二）天饋線系統(tǒng)，因?yàn)樗性饫讚舻奈ｋU(xiǎn)，需要接地，安裝避雷器。

（三）一根長(zhǎng)電纜的兩端都接地，需要在連接到設(shè)備之前接一個(gè)直流隔斷器，避免產(chǎn)生由鐵路隧道中高感應(yīng)、高反向寄生電流造成的電流閉合回路。此外，直流隔斷器有助于隔離各接地點(diǎn)，這些接地點(diǎn)因?yàn)榻尤胨淼纼?nèi)不同的接地系統(tǒng)有勢(shì)差的危險(xiǎn)（隧道接地，水接地，建筑物接地等）

四、結(jié)論

地鐵專用無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)于地鐵的安全運(yùn)營(yíng)有著至關(guān)重要的作用，要做到無(wú)線信號(hào)的無(wú)縫覆蓋是一個(gè)比較復(fù)雜和綜合性的工作。既要考慮到采用的無(wú)線系統(tǒng)設(shè)備的具體技術(shù)參數(shù)，也要考慮到采用的漏泄電纜和無(wú)源器件等的技術(shù)參數(shù)，還要考慮到地鐵車站各類環(huán)境因素的影響。通過(guò)各種計(jì)算，因地制宜采用不同的覆蓋方案，既要節(jié)約成本更要滿足實(shí)際需求，達(dá)到保證地鐵專用無(wú)線系統(tǒng)信號(hào)無(wú)縫覆蓋，保證地鐵安全運(yùn)營(yíng)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐濟(jì)中.漏泄電纜在高鐵公網(wǎng)覆蓋中的應(yīng)用[J].信息通信技術(shù).2012，2：69-71

篇5

設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

隧道調(diào)頻廣播無(wú)線覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用材料、設(shè)備除了要經(jīng)濟(jì)實(shí)用、成熟穩(wěn)定、性價(jià)比高外，還必須質(zhì)量安全可靠。并綜合考慮施工、維護(hù)等重要因素，同時(shí)要為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等留有余地。

1配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制

配電系統(tǒng)為隧道調(diào)頻廣播無(wú)線覆蓋系統(tǒng)提供正常運(yùn)行的能量，其設(shè)計(jì)合理與否影響到系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。隧道較長(zhǎng)，物理距離相對(duì)較遠(yuǎn)的系統(tǒng)設(shè)備用電分配電箱進(jìn)線取電點(diǎn)，建議就近在隧道公共配電柜空余回路取電，可以避免采用集中供配電時(shí)因供電設(shè)備故障引起相對(duì)獨(dú)立工作的各直放站同時(shí)因失電停止工作，整個(gè)隧道覆蓋信號(hào)消失的缺陷，同時(shí)可以節(jié)約有色金屬導(dǎo)線。分配電箱進(jìn)線電纜絕緣體材料應(yīng)滿足隧道防火要求，選擇阻燃電纜，要滿足隧道環(huán)境條件下的耐腐蝕性。導(dǎo)體的截面積選擇，除了滿足電纜敷設(shè)方式不同應(yīng)滿足的機(jī)械強(qiáng)度的截面積要求、導(dǎo)體發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面積要求外，同時(shí)要滿足在送電距離較遠(yuǎn)時(shí)，導(dǎo)線末端電壓必須滿足設(shè)備正常運(yùn)行最低電壓要求的導(dǎo)體截面積要求以及將來(lái)擴(kuò)建設(shè)備用電負(fù)荷用電對(duì)導(dǎo)體截面積的要求。設(shè)計(jì)時(shí)選擇分配電箱，避免多臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)供電回路，要一個(gè)供電回路控制一臺(tái)設(shè)備。同時(shí)要預(yù)留擴(kuò)建、擴(kuò)展設(shè)備的備用回路。

2光纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制

光纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)要安全、可靠、簡(jiǎn)潔合理，路由走向便于施工。光纜護(hù)套材料應(yīng)滿足隧道防火要求，宜選擇防火阻燃光纜。光纜芯數(shù)選擇要考慮擴(kuò)建增加設(shè)備的余量，并留有足夠的備用芯數(shù)。光纜系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。

3泄漏電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

1)遠(yuǎn)端機(jī)直放站能量覆蓋距離驗(yàn)算檢查:翔安隧道調(diào)頻廣播無(wú)線覆蓋系統(tǒng)工程實(shí)際最長(zhǎng)段泄漏電纜長(zhǎng)度為720m(見(jiàn)圖2)，87MHz～108MHz頻段對(duì)應(yīng)的傳輸衰減損耗為0．80dB/100m;本工程遠(yuǎn)端機(jī)功率20W，輸出43dBm，每路泄漏電纜注入的功率為:20/2=10W=40dBm;饋線長(zhǎng)度:70m，饋線損耗為:0．04dB/m;功分器插損耗3dB;最長(zhǎng)段泄漏同軸電纜信號(hào)最不利點(diǎn)末端信號(hào)覆蓋強(qiáng)度:40－(7．2×0．8+70×0．04+3)=28．44dBm≥22dBm。2)泄漏同軸電纜末端車體內(nèi)信號(hào)覆蓋強(qiáng)度估算:車體及隧道效應(yīng)損失6dB，衰落余量5dB，87MHz～108MHz頻段對(duì)應(yīng)的泄漏電纜耦合損耗75dB。

施工階段質(zhì)量控制

在工程建設(shè)過(guò)程中施工質(zhì)量控制的好壞不僅影響到工程產(chǎn)品的各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，還會(huì)影響到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，在施工過(guò)程中控制好施工質(zhì)量對(duì)實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量目標(biāo)起著重要的作用。施工質(zhì)量控制重點(diǎn)要控制好各個(gè)工序的施工質(zhì)量。

1供電系統(tǒng)施工質(zhì)量控制

電源線必須采用整條阻燃電纜線，嚴(yán)禁中間接頭。電源線敷設(shè)應(yīng)自然順直無(wú)扭絞，不得溢出槽道。富余電纜線應(yīng)截除，減少電壓線損。經(jīng)橋架布放的電纜線綁扎整齊，松緊適度，綁扎間距均勻。電纜、電源線轉(zhuǎn)彎處應(yīng)放松，均勻圓滑。電源線進(jìn)入開(kāi)關(guān)處及開(kāi)關(guān)應(yīng)標(biāo)識(shí)清楚，指明電源線連接的設(shè)備，施工完畢的電源線末端必須用絕緣物封頭，電纜剖頭必須用膠帶和護(hù)套封扎。

2光纜施工質(zhì)量控制

光纜施工時(shí)要注意光纜施放時(shí)的拉力一般不超過(guò)允許張力的80%，瞬間最大牽引力不得超過(guò)光纜允許張力的100%，以免拉斷光纜。光纜施工時(shí)彎曲半徑不得小于光纜直徑的20倍。光纜敷設(shè)完畢，應(yīng)保證纜線或光纖良好，纜端頭應(yīng)作密封防潮處理，不得浸水。光纜熔接應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，熱熔接束狀光纜單芯雙向熔接點(diǎn)衰減平均值應(yīng)不大于0．08dB/(芯•點(diǎn))，帶狀光纜單芯雙向熔接點(diǎn)衰減平均值應(yīng)不大于0．13dB/(芯•點(diǎn))。用OT-DR進(jìn)行全鏈路雙向測(cè)試時(shí)，光纖衰減的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足:在1310nm波長(zhǎng)上，衰減平均值應(yīng)不大于0．4dB/km;在1550nm波長(zhǎng)上，衰減平均值應(yīng)不大于0．25dB/km。光跳線應(yīng)保持自然順直，無(wú)扭絞現(xiàn)象，并綁扎至橫架上。尾纖在ODF和設(shè)備側(cè)的預(yù)留應(yīng)分別不超過(guò)200mm，并在其兩端分別固定一永久性標(biāo)簽。

3泄漏同軸電纜施工質(zhì)量控制

泄漏同軸電纜安裝固定時(shí)應(yīng)使泄漏同軸電纜開(kāi)槽位置標(biāo)識(shí)即場(chǎng)強(qiáng)泄漏最大方向朝向信號(hào)移動(dòng)接收方向，使泄漏扇口泄漏的無(wú)線電波能完全覆蓋行車道。安裝泄漏同軸電纜施工時(shí)，電纜盤不得卡阻，載運(yùn)軌道車不得猛啟動(dòng)或急剎車以免電纜受損，或發(fā)生其他安全事故，布放電纜不得拉得過(guò)緊，吊掛電纜應(yīng)平直，不得出現(xiàn)過(guò)松、扭曲現(xiàn)象，漏纜兩端頭使用防火吊夾，并且在距離此防火夾具20cm～25cm處安裝漏纜連接器。固定泄漏同軸電纜夾具的安裝要牢固可靠，各種電纜連接件接頭、終端電阻等的制作安裝可參照相近專業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。電纜與器件、連接件連接處應(yīng)做密封防潮處理。

4設(shè)備安裝施工質(zhì)量控制

設(shè)備安裝前應(yīng)開(kāi)箱檢查設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、產(chǎn)品合格證書及外觀質(zhì)量，安裝前仔細(xì)閱讀設(shè)備安裝說(shuō)明書。設(shè)備應(yīng)安裝在設(shè)備間，沒(méi)有設(shè)備間的應(yīng)安裝在隧道內(nèi)通風(fēng)、干燥、沒(méi)有滴漏和積水的安全地方。設(shè)備應(yīng)與隧道壁保持規(guī)定的距離，以利于設(shè)備的防水、防潮、散熱。設(shè)備的連接線、跳線按安裝說(shuō)明書要求連接，設(shè)備各種接地與接地母線的連接要可靠。

調(diào)試階段的質(zhì)量控制

設(shè)備安裝完畢并經(jīng)檢查后，先進(jìn)行單機(jī)設(shè)備調(diào)試，檢查設(shè)備的狀態(tài)指示燈是否正常，輸入、輸出信號(hào)是否正常，并記錄。單機(jī)設(shè)備調(diào)試完成并且正常后，可以進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，通過(guò)儀器儀表檢查系統(tǒng)各質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)的信號(hào)測(cè)量值是否與理論計(jì)算值相符合，同時(shí)通過(guò)收聽(tīng)感受檢驗(yàn)隧道調(diào)頻廣播聽(tīng)覺(jué)效果。對(duì)工程中出現(xiàn)的工藝、指標(biāo)質(zhì)量問(wèn)題，屬于施工問(wèn)題的通過(guò)檢測(cè)、檢查、分析、整改加以解決，屬于設(shè)備問(wèn)題的，聯(lián)系廠家對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新調(diào)試、整定解決。

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【關(guān)鍵詞】共建共享大型交通樞紐地鐵無(wú)線通信

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)輸行業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)新的發(fā)展高峰，各種大型交通樞紐開(kāi)始出現(xiàn)在人們的日常生活中，并成為生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。本文以地鐵樞紐的無(wú)線通信覆蓋為例，對(duì)其覆蓋方案、小區(qū)的劃分及切換等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討，以期為我國(guó)的交通行業(yè)通信系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

二、地鐵無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

1、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。地鐵的應(yīng)用場(chǎng)景是通信基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)行共建共享的最典型應(yīng)用場(chǎng)景之一，由于地鐵施工條件十分惡劣，可供通信系統(tǒng)布局的空間十分有限，其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不可能讓每家運(yùn)營(yíng)商都獨(dú)立進(jìn)行建設(shè)，因此采用共建共享是必然的要求。與一般的無(wú)線通信系統(tǒng)類似，地鐵覆蓋網(wǎng)絡(luò)包含了無(wú)線、電源和傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)，通過(guò)一定的拓?fù)湫问綐?gòu)成一個(gè)復(fù)雜的無(wú)線綜合覆蓋網(wǎng)絡(luò)[3]。2、無(wú)線模塊設(shè)計(jì)。中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信三家運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是相互獨(dú)立的，它們之間很容易形成相互干擾，因而需要通過(guò)無(wú)線模塊進(jìn)行區(qū)分。本文認(rèn)為，三家運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)PIO或多頻分合路設(shè)備來(lái)完成上行和下行鏈路的合路，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線主設(shè)備的共享，然后再結(jié)合室內(nèi)分布設(shè)計(jì)、泄漏電纜應(yīng)用等技術(shù)對(duì)地鐵樞紐的站臺(tái)、隧道、出入口等位置進(jìn)行全面無(wú)線覆蓋。3、電源模塊設(shè)備。地鐵樞紐的布局比較復(fù)雜，其空間也十分有限，這給通信系統(tǒng)的供電帶來(lái)了很大的困難。一般來(lái)說(shuō)，目前較多采用兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)供電：一種是采用組合開(kāi)關(guān)電源作為無(wú)線和傳輸模塊的電源設(shè)備，另一種是通過(guò)直流遠(yuǎn)程供電的方式來(lái)為無(wú)線設(shè)備提供電力。這兩種方式均有應(yīng)用，考慮到設(shè)計(jì)難度和系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性，本文采用了第二種方式。4、傳輸模塊設(shè)計(jì)。信號(hào)的傳輸需要借助物理介質(zhì)來(lái)完成，各機(jī)房之間由于距離較遠(yuǎn)，因此一般采用光纖傳輸技術(shù)，通過(guò)在不同的主設(shè)備開(kāi)斷點(diǎn)之間布設(shè)光纜，完成設(shè)備之間的級(jí)聯(lián)和小區(qū)劃分。光纜采用48芯光纖，三家運(yùn)營(yíng)商共建共享，資源平均分配。對(duì)于地鐵站的通信機(jī)房之間的數(shù)據(jù)傳輸，則采用144芯光纜，并以共建共享的形式平均分配使用。

三、大型交通樞紐無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)

1、無(wú)線覆蓋策略。地鐵覆蓋場(chǎng)景十分復(fù)雜，涉及到站廳、站臺(tái)、區(qū)間隧道等不同的場(chǎng)景。對(duì)于站臺(tái)和站廳的覆蓋可采用面覆蓋方式，通過(guò)布設(shè)天線陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)大面積覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場(chǎng)強(qiáng)不得低于-80dBm。當(dāng)POI合路后，上下行分布可用于無(wú)線覆蓋，其半徑一般約為15m，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，信號(hào)的傳播規(guī)律可以通過(guò)自由空間傳播損耗模型來(lái)描述，尤其需要關(guān)注各頻段下天線入口的是小功率。區(qū)間隧道是地鐵車輛運(yùn)行的線路，乘客除了進(jìn)站候車的時(shí)間外，其主要時(shí)間都是在區(qū)間隧道中度過(guò)的，因此區(qū)間隧道是無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重?？紤]到區(qū)間隧道的布局特點(diǎn)，因此采用泄漏電纜來(lái)完成全程覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場(chǎng)強(qiáng)不得低于-85dBm。由于TD-SCDMA系統(tǒng)信源輸出功率較其它系統(tǒng)要低得多，因此泄漏電纜的開(kāi)斷點(diǎn)設(shè)計(jì)要著重關(guān)注TD-SCDMA系統(tǒng)，其他系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行。2、無(wú)線網(wǎng)小區(qū)切換策略。對(duì)于交通線路的信號(hào)覆蓋而言，小區(qū)切換的可靠性直接影響到數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，尤其是區(qū)間隧道的小區(qū)切換，更是需要采用特殊的切換策略才能保證其可靠性。對(duì)于地鐵站出入口、站臺(tái)和站廳之間的切換，可直接采用天花板吸頂天線即可完成。而對(duì)于區(qū)間隧道的小區(qū)切換則要復(fù)雜得多，其切換主要是在不同小區(qū)之間的交會(huì)點(diǎn)進(jìn)行的，并且需要開(kāi)斷點(diǎn)之間有足夠的功率余量。通過(guò)在隧道口泄漏電纜末端安裝定向平板天線，可以擴(kuò)大隧道口的覆蓋面積，使隧道內(nèi)外之間的重疊區(qū)更大，增加切換的可靠性。3、POI和泄漏電纜的應(yīng)用。由于采用了共建共享的模式，因此同時(shí)接入的無(wú)線通信系統(tǒng)可能較多，這需要POI進(jìn)行融合處理，并通過(guò)泄漏電纜完成區(qū)間隧道的覆蓋。其中POI和泄漏電纜的選型至關(guān)重要，前者主要指標(biāo)為頻率范圍、插損、端口隔離度、帶外抑制等，后者需要重點(diǎn)關(guān)注傳輸損耗和耦合損耗，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用。

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井下作業(yè)常受到塌方、瓦斯爆炸以及迷失方向等威脅，井下通信對(duì)提高工效、保證安全是非常重要的。然而，井下通訊是封閉在地下局部環(huán)境中，地形復(fù)雜，因而電波傳播極其困難。主要原因是：礦井巷道的狹窄空間完全破壞了無(wú)線電波在地面自由空間的傳播規(guī)律，且巷道斷面多變、表面粗糙，巷道內(nèi)存在各種電纜線、金屬管路和各種金屬體機(jī)械設(shè)備等，進(jìn)一步改變了無(wú)線電波的傳播規(guī)律，致使無(wú)線電波在井巷中自由傳播的距離極為有限。以往的系統(tǒng)在使用中都存在不同程度的缺點(diǎn)和不足，主要表現(xiàn)為通信距離有限、噪音大、系統(tǒng)傳輸參數(shù)不穩(wěn)定等。采用無(wú)線電泄漏方式進(jìn)行通信的系統(tǒng)可以大大改善通信狀況。使用時(shí)持機(jī)人通過(guò)感應(yīng)電線通話，對(duì)講機(jī)與感應(yīng)線之間屬于無(wú)線通訊，感應(yīng)線感應(yīng)到的已調(diào)頻載波信號(hào)在感應(yīng)線中進(jìn)行有線傳輸，可以使通信距離達(dá)到3km以上。

系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)井下通信的關(guān)鍵是解決電波傳播問(wèn)題。理論分析和試驗(yàn)表明：在中短波頻段，礦井隧道對(duì)電波的衰減最大，通信距離最近。在超短波頻段，通信距離隨著頻率升高而增加，電波傳播衰減逐漸減小，這是因?yàn)樵谠擃l段隧道可認(rèn)為是其波導(dǎo)型通道。而低頻段，由于頻率低，電纜的傳輸損耗?。?～4dB/km），因而通信距離大。如果加接中繼器，通信距離可繼續(xù)擴(kuò)大，因此，低頻導(dǎo)引通信系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、造價(jià)最低。綜合各種因素，我們把工作頻率設(shè)定在455kHz。電波借助敷設(shè)在井下的泄漏通信電纜在礦井中非自由空間進(jìn)行傳播。也就是說(shuō)，利用這種泄漏電磁場(chǎng)的存在，通過(guò)沿巷道敷設(shè)的泄漏電纜使無(wú)線電收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)信息交換。因而泄漏電纜為礦井巷道等非自由空間的無(wú)線電傳播提供了一種類似長(zhǎng)天線作用的專用媒介，構(gòu)成高傳輸質(zhì)量的礦井無(wú)線電傳輸通道，是礦井無(wú)線電泄漏通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，也是我們?cè)O(shè)計(jì)的井下通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。系統(tǒng)采用單頻半雙工體制，收發(fā)天線共用。由于調(diào)頻比調(diào)幅具有抗干擾性能好、傳送信息保真度高、機(jī)器設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，因而在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用調(diào)頻工作方式。該系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是：455kHz中頻載波發(fā)生器和調(diào)頻調(diào)制器并不是由通常單一的振蕩器、調(diào)制器組成，而是利用MC2833單片F(xiàn)M(調(diào)頻)發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)中的壓控振蕩器與10.7MHz晶體及相應(yīng)電感、電容組成的電路產(chǎn)生10.7MHz的話音已調(diào)信號(hào)，送到MC3359射頻輸入端，而MC3359內(nèi)置振蕩器與10.245MHz晶體及相應(yīng)電容組成的電路產(chǎn)生10.245MHz的信號(hào)，于是這兩個(gè)信號(hào)在MC3359內(nèi)置混頻器作用下產(chǎn)生以中頻（455kHz）為載波的已調(diào)信號(hào)?？紤]到系統(tǒng)中其它部分電路的功能與一般半雙工工作方式的電路基本類似，故不贅述。整個(gè)系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的主要技術(shù)考慮：工作頻率選定455kHz；通信體制為調(diào)頻半雙工方式；信號(hào)傳輸方式為無(wú)線（手持機(jī)與井下泄漏電纜間）與有線（井下泄漏電纜傳輸）混合工作；發(fā)射機(jī)輸出功率不小于2W；手持機(jī)相互間能隨意通話；接收效果盡量減少噪聲；采用0.5～0.8Ah、12V電源供電；對(duì)講機(jī)通過(guò)井下鋪設(shè)的泄漏電纜作為感應(yīng)傳輸線，使通訊距離能夠達(dá)到3km。

由于集成元件與分立器件比較起來(lái)具有性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、重量輕，而且價(jià)格比較便宜，因此在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法上我們首先選用集成元件。所選用的集成元件主要有：MC2833、MC3359、MC34119、455kHz陶瓷濾波器、10.7MHz晶體、10.245MHz晶體；選用的分立元件主要有：低噪聲晶體放大管3DG30G、晶體驅(qū)動(dòng)放大管3DK9H、晶體末級(jí)功放管C4382A、TTF-2-1中周、電位器、電阻電容，以及拾音器、揚(yáng)聲器等電聲轉(zhuǎn)換器。

MC2833是單片F(xiàn)M(調(diào)頻)發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)，它包含一個(gè)話筒放大器、一個(gè)壓控振蕩器和兩個(gè)輔助晶體管。在其典型應(yīng)用電路中，我們將其進(jìn)行改造，使之產(chǎn)生10.7MHz的話音調(diào)制信號(hào)輸送給MC3359的混頻輸入端；MC3359是低功率的FM（調(diào)頻）/IF(中頻)接收機(jī)芯片，它包含振蕩器、混頻器、限幅放大器、AFC（自動(dòng)頻率控制）、正交鑒頻器、運(yùn)算放大器、靜噪電路、搜索控制和沉默開(kāi)關(guān)。同樣，我們對(duì)其電路進(jìn)行改造，使它產(chǎn)生經(jīng)過(guò)初步放大的話音已調(diào)信號(hào)（載波455kHz），然后送給下一級(jí)功放電路進(jìn)行放大。此外，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了收發(fā)共用MC3359，不僅節(jié)省成本和減小體積，而且試驗(yàn)效果也不錯(cuò)；MC34119是主要用于電話（例如揚(yáng)聲器話機(jī)）上的低功率音頻放大器集成電路，具有可以在低電源電壓的條件（最低為2.0V）以最大的輸出擺動(dòng)差動(dòng)揚(yáng)聲器輸出，以及并不需要和揚(yáng)聲器相聯(lián)的耦合電容等一系列優(yōu)點(diǎn)。

考慮到末級(jí)功放輸出的功率可達(dá)2W以上，兩個(gè)末級(jí)功放管C4382A產(chǎn)生的熱量較多，所以需要對(duì)兩個(gè)管子散熱。為了有效散熱，我們特意制作了一個(gè)大鋁板，將兩個(gè)C4382A功放管安裝在這個(gè)大鋁板上，對(duì)其進(jìn)行散熱。同時(shí)，這個(gè)鋁板還起到了將兩個(gè)收發(fā)部分隔開(kāi)的目的。整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。

試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)輸出功率達(dá)2.4W，效率達(dá)50%以上。接收機(jī)靈敏度可達(dá)2.2mV（-100dBm），而且在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，揚(yáng)聲器輸出的電流噪聲很小。在地面自由空間的通信距離可達(dá)100m，井下借助沿隧道鋪設(shè)的泄漏感應(yīng)電纜進(jìn)行通信，距離可達(dá)3km。

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【關(guān)鍵詞】消防；隧道；應(yīng)急通信保障

0.引言

當(dāng)前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和道路運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展，帶來(lái)道路交通建設(shè)的日新月異。隧道交通進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期，有穿山越嶺的公路、鐵路隧道，有穿越江河湖海的各類水下隧道，由于隧道事故的多發(fā)性，隧道的消防安全問(wèn)題也日益為人們所關(guān)注。隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧大、溫度高、能見(jiàn)度低，且由于山體結(jié)構(gòu)等因素，大部分隧道均呈彎曲狀態(tài)，戰(zhàn)斗員進(jìn)入隧道深處后，隧道內(nèi)外指戰(zhàn)員之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)法正常進(jìn)行，導(dǎo)致滅火救援現(xiàn)場(chǎng)指揮脫節(jié)，給撲救工作造成困難，易造成人員傷亡，筆者就消防應(yīng)急通信保障在隧道火災(zāi)及搶險(xiǎn)救援事故的應(yīng)用進(jìn)行初步探索，并給出幾種可行的解決方案，希望提高隧道內(nèi)的消防應(yīng)急通信保障水平，準(zhǔn)確、迅速指導(dǎo)完成各類災(zāi)害事故處置工作，最大限度的保護(hù)人民生命安全和減少各類財(cái)產(chǎn)損失。

1.隧道災(zāi)害事故的類型

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)隧道發(fā)生災(zāi)害事故的頻率為：4-10次/百米隧道/年。隧道災(zāi)害事故主要包括火災(zāi)、碰撞事故、危險(xiǎn)氣體泄露、塌方埋壓等，其中大部分事故是由車輛碰撞、列車脫軌等交通事故引起的，隧道災(zāi)害事故類型復(fù)雜，經(jīng)常發(fā)生一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，多種事故并發(fā)的現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境十分復(fù)雜，處置難度較大，易造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如1999年3月24日發(fā)生于法國(guó)與意大利間的勃朗峰隧道火災(zāi)導(dǎo)致41人死亡；2008年5月12日14時(shí)28分，由寶雞開(kāi)往成都的21043次貨車行至甘肅省徽縣境內(nèi)109隧道南口時(shí)，因地震引發(fā)山體塌方，列車與滾落的巨石相撞，導(dǎo)致機(jī)車頭部起火，并引燃油罐和貨物車廂，致使寶成鐵路在甘肅境內(nèi)行車中斷；2011年4月8日，一輛裝有溶劑油的罐車行駛至七里河區(qū)蘭臨高速公路新七道梁隧道上行處，與一輛裝有有機(jī)溶劑的罐車發(fā)生追尾，引起爆炸并燃燒起火，造成4人死亡，1人受傷，路面形成約1.5米高、近200米長(zhǎng)的碎石，蘭臨高速公路中斷；2011年4月20日凌晨4時(shí)，蘭新鐵路第二雙線山丹軍馬場(chǎng)境內(nèi)小平羌隧道發(fā)生坍塌事故，造成負(fù)責(zé)施工的中鐵二局12名現(xiàn)場(chǎng)工作人員被困，2人死亡，10人失蹤；2012年6月28日，連霍高速天水境內(nèi)太陽(yáng)山隧道，一輛油罐車與一輛裝載20噸巖石乳化炸藥貨車相撞，造成該路段近300輛車滯留，交通中斷6小時(shí)。

2.隧道無(wú)線通信的現(xiàn)狀

由于各類隧道的長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)及前期附屬設(shè)施建設(shè)的不同，公網(wǎng)基站建設(shè)不統(tǒng)一，大部分隧道基本未設(shè)置消防專網(wǎng)無(wú)線中繼設(shè)備，封閉空間通信覆蓋沒(méi)有的到解決，在較長(zhǎng)隧道內(nèi)，消防350M無(wú)線通信設(shè)備基本無(wú)法使用，受隧道內(nèi)濃煙、高溫的影響，微波圖傳設(shè)備的使用也受到很大限制，現(xiàn)場(chǎng)音、視頻等信息無(wú)法及時(shí)、準(zhǔn)確傳輸，導(dǎo)致滅火救援現(xiàn)場(chǎng)指揮脫節(jié)，給滅火救援工作的組織實(shí)施造成很大困難。

3.消防滅火救援對(duì)隧道通信的要求

3.1及時(shí)準(zhǔn)確高質(zhì)量傳輸

由于隧道災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，通常多種類型災(zāi)害事故同時(shí)發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)情況瞬息萬(wàn)變，每個(gè)環(huán)節(jié)和因素的變化都可能引起爆炸、坍塌等連鎖事故的發(fā)生，這就要求隧道應(yīng)急通信要及時(shí)、準(zhǔn)確，第一時(shí)間將現(xiàn)場(chǎng)情況反饋至現(xiàn)場(chǎng)指揮部，為正確的決策提供有力保障。

3.2安全可靠不間斷傳輸

隧道災(zāi)害事故除了具有高溫、濃煙等因素的影響外，通常還伴有化學(xué)危險(xiǎn)品泄漏等情況，現(xiàn)場(chǎng)情況十分復(fù)雜和危險(xiǎn)，各類應(yīng)急通信保障電子設(shè)備應(yīng)綜合考慮防爆、防煙及防高溫輻射等因素的影響，采用耐高溫材料，嚴(yán)格按照防爆標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，做到安全可靠不間斷傳輸。

3.3協(xié)調(diào)配合全面?zhèn)鬏?/p>

由于現(xiàn)場(chǎng)參戰(zhàn)力量較多，不同部門之間的聯(lián)動(dòng)通信極為重要，因此，隧道災(zāi)害事故應(yīng)急通信保障應(yīng)綜合考慮與協(xié)同作戰(zhàn)單位之間的通信，做到協(xié)調(diào)配合全面?zhèn)鬏敗?/p>

4.主要方法

4.1建立有線通信信號(hào)覆蓋網(wǎng)

根據(jù)防消結(jié)合的要求，在隧道建設(shè)初期，根據(jù)不同隧道的寬度、結(jié)構(gòu)及功用等特點(diǎn)，可分別采用光線分布式電纜系統(tǒng)或泄漏電纜系統(tǒng)或完成隧道無(wú)線通信信號(hào)的全覆蓋，對(duì)于長(zhǎng)度在20KM以下的隧道，可以安裝光纖基站信號(hào)增強(qiáng)器來(lái)有效地解決隧道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的問(wèn)題，由于光纖具有成本低、損耗小的特點(diǎn)，最遠(yuǎn)可拉20公里，這樣可以無(wú)需考慮隔離度問(wèn)題。對(duì)于特長(zhǎng)的隧道可以用一個(gè)近端機(jī)帶多個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)覆蓋，這種覆蓋方式主要是針對(duì)距離長(zhǎng)、路線彎曲的隧道。在隧道口架設(shè)信號(hào)增強(qiáng)器近端機(jī)，將空間波能量放大后轉(zhuǎn)送入泄漏同軸電纜，泄漏同軸電纜通過(guò)自身的槽孔將收到的信號(hào)輻射出去，在其周圍形成泄漏電磁場(chǎng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)之間的通信。如果隧道距離很遠(yuǎn)，沿著泄漏電纜將會(huì)存在非均勻的能量泄漏現(xiàn)象。大量的能量可能從首先到達(dá)的槽口泄漏出去，為了補(bǔ)償電纜內(nèi)電平在傳遞過(guò)程中不斷下降造成的泄漏電平的下降，幾種泄漏電纜路線可用幾種不同耦合損耗的電纜依次串聯(lián)而成，從而可以減小沿線接收信號(hào)電平的波動(dòng)。

4.2配置便攜式無(wú)線微波中繼通信系統(tǒng)

該系統(tǒng)由單兵信息采集器、便攜中繼器及中繼信號(hào)接收器組成，當(dāng)隧道發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)戰(zhàn)斗小組攜帶單兵信息采集器（集成攝像頭、紅外熱成像儀及語(yǔ)音通信裝備）、若干便攜中繼器進(jìn)入災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，每隔5KM放置1個(gè)便攜中繼器，利用單兵信息采集器在災(zāi)害發(fā)生點(diǎn)采集現(xiàn)場(chǎng)信息，所有信息數(shù)據(jù)通過(guò)微波接力中繼的方式傳輸至后方中繼信號(hào)接收器，完成前后方信息通信任務(wù)，整個(gè)系統(tǒng)采取無(wú)線微波方式進(jìn)行傳輸，抗干擾性好，具有防爆、防濃煙及架設(shè)速度快的特點(diǎn)。

4.3利用語(yǔ)音綜合集成設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多部門之間的通信

在現(xiàn)場(chǎng)指揮部架設(shè)車載中繼臺(tái)及車載多媒體語(yǔ)音互聯(lián)調(diào)度臺(tái)，通過(guò)SIP網(wǎng)絡(luò)接口單元、無(wú)線控制單元、環(huán)路中繼單元和RoIP接口單元，將SIP電話、STP交換機(jī)、超短波電臺(tái)、短波電臺(tái)、集群電臺(tái)、有線電話、GSM通信網(wǎng)絡(luò)等全部接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多種有無(wú)線通信終端的互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多部門之間的協(xié)同通信。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：電力電纜；絕緣電阻；兆歐表

前言：電纜的絕緣并非純粹的絕緣體，其內(nèi)部和表面均有少量束縛很弱的離子或自由離子，當(dāng)絕緣層加上直流電壓后，沿絕緣表面和內(nèi)部均有微弱的電流通過(guò)，對(duì)應(yīng)這兩種電流的電阻被稱為表面絕緣電阻和體積絕緣電阻。一般在不加特別說(shuō)明的絕緣電阻均指體積絕緣電阻。

1.四種電流

1.1 充電電流

充電電流是由介質(zhì)極化而產(chǎn)生的電流，實(shí)際上就是以電纜導(dǎo)體和外電極（金屬護(hù)套或屏蔽層）作為一對(duì)電極，構(gòu)成一個(gè)電容器的充電電流。該電流在初加電壓時(shí)，較大，其數(shù)值所構(gòu)成電容器的電容量大小決定，隨加壓時(shí)間按指數(shù)規(guī)律很快衰減，一般在數(shù)毫秒內(nèi)即可消失。

1.2 不可逆吸收電流

不可逆吸收電流時(shí)由絕緣體內(nèi)部的電解電導(dǎo)而產(chǎn)生，約經(jīng)過(guò)數(shù)秒鐘衰減至零。

1.3 可逆吸收電流

可逆吸收電流時(shí)絕緣材料的位移電流，在施加電壓的瞬間達(dá)到最大值，然后，慢慢趨向于位移穩(wěn)定，可逆吸收電流約經(jīng)數(shù)十秒至數(shù)分鐘后趨于消失。

1.4 電導(dǎo)電流

電導(dǎo)電流是絕緣材料中自由離子及混雜的導(dǎo)電雜質(zhì)所產(chǎn)生，與施加電壓的時(shí)間無(wú)關(guān)，在電場(chǎng)強(qiáng)度不太高時(shí)符合歐姆定律，其值決定于介質(zhì)在直流電場(chǎng)內(nèi)的電導(dǎo)率，且隨溫度的增高而快速增加。電導(dǎo)電流又稱泄漏電流，它的大小反映了絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣。嚴(yán)格地講，只有恒定的電導(dǎo)電流所對(duì)應(yīng)的電阻才是體積絕緣電阻，它是測(cè)試的主要對(duì)象，所謂絕緣電阻試驗(yàn)，就是通過(guò)儀器測(cè)量出與時(shí)間無(wú)關(guān)的電導(dǎo)電流，并將這一電流用絕緣電阻來(lái)表示。當(dāng)絕緣體受潮、臟污或開(kāi)裂以后，由于絕緣體內(nèi)自由離子增加，電導(dǎo)電流劇增，絕緣電阻值下降，所以通過(guò)測(cè)量絕緣電阻值得大小，可以初步了解絕緣的情況。

如上所述，絕緣電阻是反映電力電纜絕緣特性的重要指標(biāo)，它與電纜能夠承受電或熱擊穿的能力、絕緣層中的介質(zhì)損耗和絕緣材料在工作狀態(tài)下的逐步劣化等存在著極為密切的相互依賴關(guān)系。因此，測(cè)量絕緣電阻的試驗(yàn)就成為檢查電纜絕緣情況最簡(jiǎn)單的方法，而絕緣電阻值是判斷其性能變化的重要依據(jù)之一。

2 兆歐表測(cè)試電纜絕緣電阻

2.1 兆歐表的使用方法

切除電纜的電源及一切對(duì)外聯(lián)系，將電纜接地放電，放電時(shí)間一般不小于2min，以保證安全與試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確；用干燥、清潔的柔軟布擦去電纜終端頭表面的污垢，以減少表面泄漏，同時(shí)還應(yīng)該檢查電纜終端頭有無(wú)缺陷；將搖表放在水平位置，并在額定轉(zhuǎn)速下調(diào)整指針到無(wú)窮大，有的型號(hào)搖表還必須作零位效驗(yàn)；對(duì)于多芯電纜，應(yīng)分別測(cè)試每相線芯的絕緣電阻。測(cè)試時(shí)將被測(cè)線芯引出線接于搖表的接線端子，其余線芯與金屬屏蔽和鎧裝層短接后一并接到搖表的接地端子，并把搖表的“接地”柱接地。為了避免電纜絕緣表面泄漏電流的影響，應(yīng)利用搖表上的屏蔽端子，把表面泄漏完全撇開(kāi)到搖表的指示之外。對(duì)于尚未敷設(shè)的電纜，可在被測(cè)線芯兩端絕緣上加繞保護(hù)環(huán)，并把兩個(gè)保護(hù)環(huán)接到搖表的屏蔽端子上。對(duì)于已敷設(shè)完畢或已投入運(yùn)行的電纜，可在被測(cè)線芯兩端絕緣上用金屬軟線加繞保護(hù)環(huán)，將兩端保護(hù)環(huán)與搖表的屏蔽端子相接，而利用另一電纜線芯作為屏蔽線的回路；以恒定速度轉(zhuǎn)動(dòng)搖表把手，搖表指針逐漸上升，讀取1min的絕緣電阻值，在停止轉(zhuǎn)動(dòng)搖表把手前，應(yīng)先把電纜和搖表斷開(kāi)，以防止電纜向回充電損壞搖表。用搖表測(cè)絕緣電阻時(shí)，之所以有額定轉(zhuǎn)速及標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)時(shí)刻的規(guī)定，是因?yàn)榭紤]到電纜絕緣層中存在著三種隨時(shí)間而衰減的電流，從理論上將應(yīng)該等三種電流全部衰減完以后，讀取電導(dǎo)電流（泄漏電流），以計(jì)算其絕緣電阻。但因衰減時(shí)間太長(zhǎng)等因素，在測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，在接通電流后達(dá)到1min的時(shí)刻讀取數(shù)據(jù)，這個(gè)規(guī)定既保證了非電導(dǎo)電流大部分已衰減為零，又使測(cè)試時(shí)間有了統(tǒng)一，使讀數(shù)具有重復(fù)性和可比性，同時(shí)提高了測(cè)試效率；電纜絕緣電阻測(cè)試完畢或重復(fù)試驗(yàn)之前，必須將被試電纜進(jìn)行對(duì)地充分放電；由于電纜線路的絕緣電阻受許多外界條件的影響。所以在試驗(yàn)中應(yīng)認(rèn)真填寫記錄表格，以利于分析試驗(yàn)結(jié)構(gòu)。

2.2 使用兆歐表的注意事項(xiàng)

第一點(diǎn)是平行雙回路架空輸電線或母線，當(dāng)一路帶電時(shí)，不得測(cè)另一回路的絕緣電阻，以防感應(yīng)高壓損壞儀表和危及人身安全；第二點(diǎn)是搖表接線端及接地端地引出線不要靠在一起，如接線端引出線必須經(jīng)其他支持物才能和被試物接觸，則支持物必須絕緣良好；第三點(diǎn)是搖表轉(zhuǎn)動(dòng)速度必須盡可能保持額定值，并維持均勻轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速不得低于額定轉(zhuǎn)速的80%，否則測(cè)得結(jié)構(gòu)誤差太大；第四點(diǎn)是電纜的電容較大，特別是對(duì)較長(zhǎng)電纜線路及多跟電纜并聯(lián)測(cè)試時(shí)，開(kāi)始充電電流很大，因而搖表的指示數(shù)很小，但這并不表示被試物絕緣不良，待經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后才能測(cè)出正確結(jié)果；第五點(diǎn)是如果多路電纜并聯(lián)試驗(yàn)時(shí)，若絕緣電阻過(guò)低，應(yīng)考慮分開(kāi)試驗(yàn)。

另外，電纜所用的有機(jī)絕緣材料，如塑料、橡皮、纖維、礦物油等，其絕緣電阻受溫度變化的影響很大。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度上升時(shí)，電導(dǎo)增強(qiáng)，絕緣電阻下降，電纜絕緣電阻與溫度的關(guān)系符合指數(shù)規(guī)律。

3.試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的分析與判斷

電纜主絕緣層地絕緣電阻較低時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)以往的測(cè)試記錄來(lái)綜合判斷，如果絕緣電阻降低的速度突然加快，應(yīng)查明原因并加以消除，必要時(shí)可通過(guò)直流耐壓來(lái)確定是否可以投入運(yùn)行。電纜內(nèi)襯層和外護(hù)套絕緣電阻低于標(biāo)準(zhǔn)，可能是內(nèi)襯層和外護(hù)套破損進(jìn)水，這是可利用不同金屬在電解質(zhì)中形成原電池的原理來(lái)確定是否進(jìn)水。當(dāng)外護(hù)套或內(nèi)襯層破損進(jìn)水后，用萬(wàn)用表的“正”“負(fù)”表筆輪換測(cè)量鎧裝層對(duì)地或銅屏蔽層地絕緣電阻。此時(shí)，在測(cè)量回路內(nèi)由于形成的原電池與萬(wàn)用表內(nèi)干電池相串聯(lián)，當(dāng)極性組合使電壓相加時(shí)，測(cè)得的電阻值較??；反之，較大。因此，上訴兩次測(cè)得的絕緣電阻值相差較大時(shí)，表明已形成原電池，從而可判斷外護(hù)套和內(nèi)襯層是否已破損進(jìn)水。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，外護(hù)套破損不一定要立即修理，但內(nèi)襯層破損進(jìn)水后，水分直接與電纜芯接觸并可能會(huì)腐蝕銅屏蔽層，一般應(yīng)盡快檢修。

篇10

關(guān)鍵詞：電纜維修 直流耐壓試驗(yàn) 交流耐壓試驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（b）-0115-01

在電場(chǎng)作用下，絕緣體漏電是常有的事情，針對(duì)其問(wèn)題，往往進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)，在交流耐壓試驗(yàn)中，必須將導(dǎo)致泄漏電流的三種電流，即為電導(dǎo)電流、吸收電流以及電容充放電電流全部包括，而直流耐壓試驗(yàn)中，只有電導(dǎo)電流貫徹始終，而其余兩者只存在于試驗(yàn)之初，因此，兩者并不能進(jìn)行互換使用，現(xiàn)在我們就電纜維修中直流耐壓?jiǎn)栴}進(jìn)行分析。

1 直流耐壓試驗(yàn)的效能性

交流耐壓和直流耐壓是鑒定鑒定電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度的重要方法，其被運(yùn)用到電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)之中，并發(fā)揮著不同的作用性，而就直流耐壓所表現(xiàn)出的優(yōu)點(diǎn)來(lái)看，主要集中在以下幾點(diǎn)。

1.1 試驗(yàn)設(shè)備輕便

一般來(lái)說(shuō)，電纜的漏電電流量較小，最大為1～2 A，而直流耐壓試驗(yàn)所需要的設(shè)備容量較小，這就要求質(zhì)量輕盈，容量較小的設(shè)備給以支持，若進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，則需要提升電纜電容電流量至幾百安培，這就使得設(shè)備容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于直流耐壓試驗(yàn)儀器容量，因此，從這一方面來(lái)說(shuō)，直流耐壓試驗(yàn)的應(yīng)用空間較廣，尤其對(duì)于那些實(shí)驗(yàn)設(shè)備空間有限的試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，可采用直流耐壓試驗(yàn)。

1.2 絕緣監(jiān)測(cè)強(qiáng)度高

在直流耐壓試驗(yàn)中，絕緣層中的電壓分布和電阻成正比，在絕緣中存在局部性的缺陷時(shí)，其絕緣電阻將會(huì)降低，進(jìn)而在一些未造成損壞的部分形成試驗(yàn)電壓，若在電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)高的情況下，未損壞部分發(fā)生擊穿時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)絕緣較低部位擊穿現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致全方位的絕緣擊穿現(xiàn)象發(fā)生。在交流耐壓試驗(yàn)中，絕緣層的電容量與電壓分布并不形成一致性作用，而成反比，因此，不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)擊穿的現(xiàn)象，因此，在做交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，有可能造成絕緣部位永久性的破壞，而在一些不發(fā)生貫穿性絕緣擊穿現(xiàn)象的情況下，則會(huì)形成絕緣缺陷，進(jìn)而影響了電纜保護(hù)性能。

1.3 對(duì)絕緣損傷少

在被試驗(yàn)絕緣中出現(xiàn)氣泡時(shí)，通過(guò)直流電壓的作用，在實(shí)現(xiàn)較高電壓作用情況下，會(huì)使氣泡在發(fā)生局部性的放電后，通過(guò)電場(chǎng)作用，使得氣泡中的正負(fù)電荷呈現(xiàn)反向移動(dòng)狀態(tài)，并在氣泡壁上停留，這就使得外電場(chǎng)在氣泡例的作用強(qiáng)度逐漸減弱，進(jìn)而抑制了氣泡內(nèi)部局部性的放電現(xiàn)象，這就降低了放電發(fā)生次數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電纜保護(hù)。熱擊穿現(xiàn)象是交流耐壓試驗(yàn)中存在的問(wèn)題，而直流耐壓試驗(yàn)可有效避免其現(xiàn)象發(fā)生，所以，加壓時(shí)間與擊穿電壓的相互影響性不大，因此，在試驗(yàn)中，可以以確定時(shí)間的方式，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)。在交流電場(chǎng)中，電壓影響明顯，電壓每改變一次方向，空間電荷便會(huì)上升，進(jìn)而加強(qiáng)氣泡內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度，這就增強(qiáng)了局部放電，進(jìn)而影響了試驗(yàn)的安全性，而在試驗(yàn)中，幾乎每一個(gè)半波都要發(fā)生局部性的放電現(xiàn)象，在其影響下，絕緣材料、油制品等內(nèi)部的溫度會(huì)上升，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致其分解、變質(zhì)等，而電纜絕緣性能的降低，也反過(guò)來(lái)促進(jìn)了局部缺陷的增大，這就造成了惡性循環(huán)，容易發(fā)生熱擊穿現(xiàn)象，由此看來(lái)，在交流耐壓試驗(yàn)中，擊穿電壓與加壓時(shí)間具有緊密的聯(lián)系，因此從時(shí)間和加壓因素考慮，直流耐壓試驗(yàn)可有效保護(hù)電纜，進(jìn)而提升電纜使用率和安全性。當(dāng)然，在對(duì)絕緣體的考驗(yàn)中，直流耐壓試驗(yàn)不如腳力耐壓試驗(yàn)的真實(shí)性和實(shí)際性高，這就造成了實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而這也是影響直流耐壓試驗(yàn)進(jìn)行的一個(gè)重要原因。

1.4 有效提升電纜狀況判斷

在直流耐壓試驗(yàn)中，由于直流電連接途徑的直接性，往往以一條線貫穿，因此可以依據(jù)泄漏電流的大小以及電流變化來(lái)對(duì)電纜運(yùn)行情況以及電纜好壞進(jìn)行判斷，這就利于確定電纜安全性，而在交流耐壓試驗(yàn)中，電容電流較大，并不能實(shí)現(xiàn)電纜情況的判斷。

2 耐壓試驗(yàn)的實(shí)際運(yùn)用

電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)可分為耐壓試驗(yàn)和檢查試驗(yàn)兩種，耐壓試驗(yàn)即為破壞性試驗(yàn)，是進(jìn)行絕緣測(cè)驗(yàn)的最有效、最可信的試驗(yàn)，但是，往往會(huì)引起絕緣破壞，在試驗(yàn)中，所要求的電壓要不低于設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中所可能受到的電壓，而直流耐壓試驗(yàn)就是其中一種。

就其直流耐壓試驗(yàn)運(yùn)用來(lái)看，其采用的試驗(yàn)電源是直流電壓發(fā)生器，在試驗(yàn)中，測(cè)量微安表可在高壓側(cè)和低壓側(cè)進(jìn)行連接，其所測(cè)的泄漏電流在5～6kV，而避雷器直流1毫安的參考電壓可達(dá)到290 kV，去試驗(yàn)電壓是額定電壓的2～2.5倍。交流耐壓試驗(yàn)具由于在交接、出廠試驗(yàn)中進(jìn)行，因此具有不同要求的耐壓值；其裝置主要有試驗(yàn)變壓器、工頻和變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)；在工頻試驗(yàn)中，根據(jù)設(shè)備電壓等級(jí)、交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行電壓值確定，并采用調(diào)壓器、測(cè)量球隙、阻容分壓器進(jìn)行試驗(yàn)。

由于直流、交流電壓在絕緣層具有不同的分布，直流電壓以電導(dǎo)分布，交流電壓以電容反比分布，其反映的是各處電容可發(fā)生的過(guò)電壓的情況，其不同于直流電個(gè)別部位的反映，同時(shí)，兩者的電壓要求不同，因此，交流耐壓試驗(yàn)與直流耐壓試驗(yàn)不能進(jìn)行相互替換。

3 結(jié)語(yǔ)

耐壓試驗(yàn)是針對(duì)于電纜絕緣強(qiáng)度測(cè)驗(yàn)而進(jìn)行的，其作用在于通過(guò)分析設(shè)備絕緣狀況，實(shí)現(xiàn)電纜安全性保護(hù)，通過(guò)以上分析，我們可以看出直流耐壓試驗(yàn)與交流耐壓試驗(yàn)具有不同之處，直流耐壓試驗(yàn)具有設(shè)備輕便、介質(zhì)無(wú)極化損耗、能夠形成伏安特性曲線等優(yōu)勢(shì)，從整體上看，其具有優(yōu)勢(shì)性，但是在電壓電容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性等方面存在缺陷，因此在試驗(yàn)中，要揚(yáng)長(zhǎng)避短，以有效實(shí)現(xiàn)電纜檢測(cè)和故障點(diǎn)查找。

參考文獻(xiàn)

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