導語：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，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，鏈路計算，場強測量

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： TM247 文獻標識碼：A 文章編號：

隧道、地鐵、礦井、車站和地下停車場等都是空間狹窄的特殊通信區(qū)域，影響無線信號正常傳輸；此外，由于車體對信號的遮擋，車輛行駛速度快，導至隧道內(nèi)的通信信號極差，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，或者信號需要被限制在一個比較小的范圍（幾米）內(nèi)。信號覆蓋范圍可以被限定在一個特定的區(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)簡稱為“漏纜”。是一種可以安裝在建筑物內(nèi)及隧道內(nèi)的無線覆蓋設(shè)備，它可以解決在室外基站信號無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)導體、開有周期性槽孔的外導體和絕緣介質(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，還通過外導體槽孔向外界輻射電磁波；外界移動設(shè)備發(fā)射的電磁場也可通過外導體槽孔感應(yīng)到泄漏電纜內(nèi)，并傳送到無線基站(BTS)的接收端。

當今，寬頻泄漏電纜已經(jīng)成為室內(nèi)無線通訊系統(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：

(1) 信號覆蓋均勻，尤其適合地下停車場、隧道、礦井等狹小空間；泄漏電纜和傳統(tǒng)天線輻射的電磁場分布相比，就像長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)有各種無線通信體制，即可同時提供多種通信服務(wù)覆蓋，例如可同時用于：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穩(wěn)定、性能優(yōu)異；

(4) 泄漏電纜的始端與末端的場強差異較大；(5) 泄漏電纜價格較貴，但當多系統(tǒng)同時接入時可大大降低總體造價。

圖2泄漏電纜與傳統(tǒng)天線輻射電磁場分布比較

一. 泄漏電纜的主要技術(shù)特性

1.1泄漏電纜分類

根據(jù)信號泄漏機理，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：

耦合型漏纜外導體上的槽孔間距遠小于工作波長。電磁波通過槽孔衍射；外導體表面波的二次效應(yīng)電流，在電纜周圍激發(fā)出電磁場，電磁場能量以同心圓的方式擴散，它輻射的電磁能量是無方向性的，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。

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)是在外導體上開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，槽孔結(jié)構(gòu)使得在槽孔處的信號產(chǎn)生同相迭加，但只在相應(yīng)波長的窄頻段才會產(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體上開槽口(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。通過不同的外導體開槽設(shè)計，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重要指標，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特征參數(shù)。

耦合損耗的定義和測量方法在 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――標準偶極子天線的接收功率，W。

式(1)表明，當泄漏電纜內(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，耦合損耗Lc就越??；也就是說，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與泄漏電纜外導體的槽孔設(shè)計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：漏纜總損耗是指傳輸損耗＋耦合損耗的總和。是鏈路設(shè)計的依據(jù)。

系統(tǒng)鏈路計算時，漏纜的總損耗不得超過系統(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105dB。通常長度越短，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(實線)小于漏纜(虛線)①，于是漏纜②的傳輸衰減就會大于①。隨著漏纜長度的增加，漏纜②的總損耗會超過漏纜①。

正常情況下的系統(tǒng)總損耗會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度。

5. 實際環(huán)境中的系統(tǒng)總損耗在實際環(huán)境中（如隧道、建筑物或地下車庫內(nèi)），需考慮周圍環(huán)境內(nèi)導體的反射或界面的吸收損耗?？赏ㄟ^以下途徑處理： 安裝時使用使用圖4所示的非金屬支架，因為金屬支架會影響漏纜內(nèi)的駐波。圖4泄漏電纜的非金屬安裝支架

保留15-17dB的衰減損耗儲備。

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

不同開放空間的隧道或地下停車場、礦井等安裝環(huán)境，會產(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 耦合損耗的測量

耦合損耗Lc源自電纜內(nèi)的信號功率Pt與自由空間一個半波偶極子接收天線收到的信號功率Pr的比值：Lc=10lg(Pt/Pr)（單位dB）。依照國際電工技術(shù)委員會標準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介紹的自由空間測量方法如下：

測量時將一個半波偶極子天線與漏纜保持D＝2m，并沿漏纜方向移動。耦合損耗的采樣值隨測量位置的變化而變化。測量數(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量數(shù)據(jù)的平均值。圖5是耦合損耗的測試及計算圖。

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

圖5耦合損耗的測試及計算圖

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

在 IEC61196-4和GB/Tl7737.4標準中，泄漏電纜的長度至少要10倍于測量頻率下的波長，同時為確保測量有效，在95%覆蓋接收率時，每半波長需要進行10次測量，才能作為計算耦合損耗的依據(jù)。由于要求的測量點太多，因此耦合損耗的測量依靠人工是不可能實現(xiàn)的，必須借助計算機和自動測量系統(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ac95兩個典型值來表征，

ac50(即50％覆蓋率)耦合損耗：是指在50 %覆蓋區(qū)測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)計員評估并計算連接的可用性。

二. 泄漏電纜傳輸系統(tǒng)的設(shè)計

由于漏泄同軸電纜能保證信號覆蓋的連續(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有電磁波的地方都可實現(xiàn)無線通信，例如：隧道、礦山、地鐵、建筑大樓和大型復(fù)雜的地下停車場。

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)可以通過組合器(合波器)或者交叉波段耦合器把信號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)。

在長達2～3公里的隧道中，應(yīng)每隔一定距離安裝一臺雙向放大器，把信號放大到合理的程度。原則是電纜信號下降20分貝時，放大器就應(yīng)介入補償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，可以把接收信號電平放大25～30分貝。只要足以補償路徑損耗就行。

泄漏同軸電纜的耦合損耗設(shè)計一般選擇在55～85分貝之間(與漏纜的槽孔參數(shù)有關(guān))。對于狹長的隧道系統(tǒng)來說，無線電波在隧道中傳播時具有隧道效應(yīng)，信號傳播是墻壁反

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)計一般選擇為75～85分貝(即輻射量可小一些)，這樣有利于增長漏纜的覆蓋長度。

對于地下停車場和建筑樓宇內(nèi)，漏泄同軸電纜的單向長度一般都較短，在50～100米之間，傳輸衰減(線路損耗)一般都不會大。因此泄漏同軸電纜的耦合損耗設(shè)計一般選擇在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)射信號功率，并能穿透周圍界面。

泄漏同軸電纜系統(tǒng)設(shè)計時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，可獲得較長的覆蓋長度。

2.1 系統(tǒng)設(shè)計步驟：

1. 確定移動終端設(shè)備參數(shù)：

由于移動終端的輸出功率較低，因此一般以移動終端的發(fā)射功率來確定漏泄同軸電纜的最大覆蓋長度。根據(jù)設(shè)備的最大輸出功率電平（手機為2W）和系統(tǒng)要求的最低接收場強（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)定長度L所對應(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：

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

按50％覆蓋率的耦合損耗值設(shè)計時，需留出10dB的裕量；

按95％覆蓋率的耦合損耗值設(shè)計時，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，

上述各項的環(huán)境影響，根據(jù)經(jīng)驗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：

因為系統(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算

地鐵隧道長2800米，傳輸900MHz波段的GSM移動通信信號；系統(tǒng)覆蓋要求：90%的車內(nèi)覆蓋電平應(yīng)達到-85dBm。采用無線直放站作為GSM信號源。

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，耦合損耗增加9dB，即90%覆蓋概率時的耦合損耗為72+9＝81dB。

標稱傳輸衰減α為2.34dB/100m；

2. 移動終端技術(shù)參數(shù)

手機最大輸出功率為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.＝手機發(fā)射功率(33 dBm )接收功率電平Pr（-85 dBm）＝118 dB

5. 計算漏纜最大長度：

漏纜最大長度 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))中繼放大器來完成全部覆蓋距離。

6.計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的噪聲和抑制下行信號交互調(diào)制產(chǎn)生的噪聲，實際需要的發(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，4路載波信號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信號源和第一個放大器之間允許的最大縱向衰減為：

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

2.3系統(tǒng)設(shè)計

圖6是由四段700公尺泄漏電纜組成的雙軌地鐵隧道無線通信系統(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)計還需考慮下面一些問題：

接地的考慮

饋線或漏纜的接地

接地點的選擇

隧道的環(huán)境影響

產(chǎn)品手冊的誤差范圍

垂直極化方式下的耦合損耗指標

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強的測量

場強是電磁場強度的簡稱，它是天線在空間某點的感應(yīng)電信號大小，以表征該點的電磁場強度。單位為微伏/米(μv/m)。

3.1場強測量

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

圖7接收天線的極化方向與漏纜相對的三種測量方位

場強一般可用射頻（RF）有效值型電平表（電壓表）來測量。圖8是場強測量原理圖。

當線路匹配良好時，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；電場強度（dBμV/m）；

Ga：接收天線增益（dB）。

如果采用半波長偶極天線時Ga=0dB；圖8 電場強度測量原理

Le：接收天線有效長度（λ/π）；

Lf：接收饋線損耗（dB）；

6：從終端值換算為開放口的校正值（dB）。

而電場強度E（dBμV/m）則可從（6）式求出，即：

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

舉例說明：

測試頻率：228.25MHz(λ=1.31m)

則20lgλ/π=20lg1.31/π≈-7.6dB；

接收天線為全向半波長偶極天線，Ga=0dB；Lf選用衰減10dB/100m型電纜，實用長度10m時的衰減為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：

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

3.2場強儀

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

目前市面上的場強儀，是將電平表的技術(shù)指標與天線分開。如日本安立公司ML524場強儀主機就是按一個電平表給出技術(shù)指標，頻率范圍、靈敏度、電平測量范圍、電平測試精度。天線MP534A、MP666A作為選件，按頻段給出技術(shù)指標和天線增益。

國內(nèi)無線領(lǐng)域常用的是南韓生產(chǎn)的PTK3201場強儀，它也是按電平表給出指標，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，沒有天線系數(shù)，只能定性地測量信號場強的相對大小，如果要測定dBμV/m 場強，則要選配測量天線。

由此可見，電平表Er (以dBμV作單位)和場強儀E (以dBμV/m作單位)是有很大區(qū)別的?？捎檬?7)換算。請注意：Er(電平)和E(場強)是兩個不相同的數(shù)值，不能互相替代。

場強儀，它與天線關(guān)系非常密切，如果要求一定的測量精度，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。在實踐中，這種天線稱為測試天線，它有嚴格技術(shù)指標，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，對數(shù)周期天線，環(huán)行天線等。

3.3譜分析儀與場強儀

以前場強儀總是將天線配套供給。隨著電子技術(shù)和電子測量技術(shù)的發(fā)展，特別是20世紀80年代以來，頻譜分析儀的大量使用，傳統(tǒng)的場強儀已越來越少，它的功能己被頻譜儀代替。頻譜儀本身就是測量頻譜范圍內(nèi)的信號電平，如果在頻譜儀上加上標準測試天線不就是可測量場強了嗎！比較好的頻譜儀，可以將天線系數(shù)存在機內(nèi)，使用時直接顯示場強數(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)存儲功能。

結(jié)束語：

在山區(qū)隧道和地鐵、礦井等場合進行無線通信，無線電波傳播會受到阻礙，尤其是短波和超短波受到的傳輸衰減更大。測試表明，一臺在中等開闊地、有效通信距離為5千米的無線電臺，放到礦井下或坑道里，它的有效通信距離只能為20來米。增大無線電臺的發(fā)射功率固然可以增大通信距離，但通信效果并不明顯。有專家作過試驗，即使將無線電臺的發(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)實現(xiàn)無線電通信，路在何方？經(jīng)過科學家們的研究，終于找到了利用泄漏同軸電纜進行無線電通信的良方。泄漏電纜隧道無線通信覆蓋系統(tǒng)主要得益在于：

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

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

(3) 可對多種服務(wù)同時提供覆蓋。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)計是一項非常成熟的技術(shù)，其設(shè)計方案相對簡單。

篇2

【關(guān)鍵詞】漏泄電纜實時監(jiān)測

一、概述

漏泄同軸是在同軸管外導體上開設(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、場強分布均勻穩(wěn)定、可控性高、對外界干擾小、多系統(tǒng)兼容性好等優(yōu)點，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、地鐵等無線信號傳播受限的弱場區(qū)間，是無線信號弱區(qū)間信號覆蓋的有效手段。

二、功能特點

1、檢測漏纜的完好性；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)測報警；4、遠程監(jiān)測漏纜狀態(tài)；5、數(shù)據(jù)管理及分析功能；6、檢測系統(tǒng)獨立射頻通道，對直放站射頻及監(jiān)控鏈路不產(chǎn)生影響。

三、設(shè)計方案

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

當漏纜的損耗值高于設(shè)定門限值時上位機自動告警，如圖3。

2、輪詢時間設(shè)置。在網(wǎng)管界面上可設(shè)自動輪詢時間，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，輪詢時間不宜設(shè)置太短，調(diào)試時可以設(shè)置較短，正常工作時一般設(shè)置為240m，即4小時。此時，每隔設(shè)置的時間自動查詢一次，如果成功查詢到數(shù)據(jù)，則根據(jù)設(shè)置的門限值來決定是否告警。如果此次未能查詢到數(shù)據(jù)，即則過5分鐘再進行一次查詢。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/從機停電），向網(wǎng)管中心發(fā)出告警信息。手動點擊查詢不受輪詢時間影響，點擊查詢會返回查詢到的值，此時輪詢時間清0，從新開始計時。如果出現(xiàn)異常（損耗值過大或線路故障）則會以告警信息發(fā)送到網(wǎng)管。

3、告警門限設(shè)置。根據(jù)實際漏泄電纜的工作情況，故障告警門限進行相應(yīng)的設(shè)置。信號衰減5dB，20dB：可能由于漏纜嚴重損壞，接頭接觸不良等因素造成。信號接收不到：可能由于漏纜有斷點，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）

上圖是當光纖直放站遠端機（或中繼器）接雙漏泄電纜的應(yīng)用方式，遠程人工或者定時發(fā)起查詢命令時，從機在收到命令后，確認主機發(fā)起的檢測命令是檢測本機，并打開通道對漏泄電纜損耗情況進行檢測。從機輸出端可接天線也可接50歐負載。

五、小結(jié)

本文主要對漏泄電纜監(jiān)測設(shè)備工作鏈路工作中的一些關(guān)鍵部份進行分析和探討，并給出來了指標和工程應(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。

1.2機房勘察

隧道機房勘察與普通宏蜂窩或者微蜂窩勘察基本相同，但如果機房位于地下或者山體中，需要特別注意機房的防水、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)確保無強電、強磁和其它通信系統(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、維護需要以及運行的安全性；確保無強電、強磁和強腐蝕性設(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行覆蓋是室內(nèi)覆蓋常用的方式，這種覆蓋方案設(shè)計比較靈活、價格相對要低些、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，可選用增益相對高些的天線，覆蓋范圍會更大。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有許多小窗，讓信號輻射出來對近處進行覆蓋。

三、設(shè)計

3.1隧道分布系統(tǒng)改造類方案的設(shè)計

目前大部分隧道已經(jīng)完成2G或者3G的覆蓋，LTE隧道無線網(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，需要對原有分布系統(tǒng)進行改造。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，則需進行改造，增加或調(diào)整天線布放點，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，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)平層饋線中長度超過50m的1/2饋線均需更換為7/8饋線；主干饋線中長度超過30m的1/2饋線均需更換為7/8饋線。4、無源器件的改造根據(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合路器。

3.2新建短隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計

這里定義長度在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、窄短隧道先通過模擬模擬測試，測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)，通過鏈路預(yù)算和模擬測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)，通過鏈路預(yù)算和模擬測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。短寬隧道基本上不會要到活塞效應(yīng)，或者活塞效應(yīng)不明顯。故設(shè)計短寬隧道分布系統(tǒng)的時候，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)計的要求相同。

3.3新建長隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計

這里定義長度在400米以上的隧道為長隧道。1、長窄隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計長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)計時，特別注意泄漏電纜規(guī)格的選取和斷點位置的選擇。一般情況下，選擇斷點間隔在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)格和斷點位置的選擇，還需要根據(jù)隧道的長度和有源設(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)計的要求相同。2、長寬隧道分布系統(tǒng)方案的設(shè)計長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)格和斷點位置和長窄隧道基本相同；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)計的要求相同。

四、注意事項

4.1活塞效應(yīng)

隧道無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的活塞效應(yīng)（PistonEffect）指在隧道中高速運行的列車，會帶動隧道中天線發(fā)射的無線電波產(chǎn)生高速流動，類似汽缸內(nèi)活塞壓縮氣體的現(xiàn)象?；钊?yīng)會嚴重影響無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果，列車運行速度越快，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)查明嚴重的無線網(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；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

篇4

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

一、前言

近年來，城市交通壓力越來越大，各大城市開始快速建造地鐵來緩解交通壓力。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。地鐵專用無線通信是地鐵內(nèi)部固定人員（如中心操作員、車站值班員等）與流動人員（如司機、運營人員、流動工作人員等）之間進行高效通信聯(lián)絡(luò)的最為重要的手段。地鐵專用無線通信除了應(yīng)滿足運營本身所需的列車無線調(diào)度通信和車輛段無線通信外，根據(jù)地鐵運營管理的實際情況，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)度無線通信，緊急情況下防災(zāi)調(diào)度無線通信以及必要的站務(wù)無線通信等。其中運營線路無線通信系統(tǒng)用于運營線路控制中心調(diào)度員對相應(yīng)的無線用戶實施調(diào)度專用無線通信，車輛段無線通信系統(tǒng)用于車輛段值班員實施調(diào)度作業(yè)專用無線通信。無線場強的覆蓋直接影響到無線通信系統(tǒng)的可靠性，為了切實保證列車調(diào)度通信的正常運行與行車安全，必須保證地鐵運行全區(qū)段內(nèi)的無線系統(tǒng)信號無縫覆蓋。

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)的信號覆蓋可用兩種方式進行信號覆蓋，一種方式是采用泄漏電纜方式進行信號傳遞與覆蓋，由于泄漏電纜有著很好的信號傳輸特性和信號耦合特性，因此用泄漏電纜來進行信號覆蓋可以使信號傳遞時較為穩(wěn)定，但由于在站廳內(nèi)各個區(qū)域分布較為復(fù)雜，給施工及安裝帶來了一定的困難，而且使用泄漏電纜成本較高，因此在站廳的信號覆蓋時，也可以采用吸頂天線的方式進行信號的覆蓋。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）車站站臺覆蓋。站臺公共區(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覆蓋。但如遇站臺有外掛設(shè)備區(qū)域，應(yīng)考慮設(shè)置吸頂天線覆蓋。

（三）較長型出入通道和換乘通道。較長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，采用天線場強分布難以掌控，最后實施的造價不比漏泄同軸電纜方式低。所以對于彎道及坡道較多的通道，運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)部門對建筑美觀影響的許可，同時考慮通道彎曲對漏泄同軸電纜最小彎曲半徑的限制。

（四）地面車輛段覆蓋。地面車輛段無線覆蓋分為兩部分，一部分是車輛段室外場區(qū)采用鐵塔室外天線覆蓋，各檢修工區(qū)及信號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)信號與隧道外的信號能合理對信號進行順利切換，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，以使信號延伸至隧道外以保證信號的正常切換。如果使用定向天線，可能要加裝兩套定向天線，為防止信號間的干擾，最理想的方式是將信號用泄漏電纜在隧道口處往外再延伸至150米處，這樣信號在隧道外就已經(jīng)可以與隧道內(nèi)的信號完成了越區(qū)切換，保證了列車在高速行駛時能進行正常通信。

（六）隧道內(nèi)覆蓋。來自基站的信號自基站天線口出來后，為一路信號，再經(jīng)過分配器后分至上、下行兩條隧道，由于專用無線通信系統(tǒng)無線通信載頻數(shù)量較少，當中并無其它過多的干擾信號，因此可將上、下行信號共用一根泄漏電纜在隧道內(nèi)進行傳輸覆蓋。隧道區(qū)間內(nèi)主要考慮車載臺的覆蓋，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，盡量使泄漏電纜安裝位置與車頂天線處于平行狀態(tài)。對于隧道內(nèi)使用漏泄電纜覆蓋還應(yīng)考慮隧道區(qū)間的長度問題，一般通過鏈路計算來明確漏泄電纜傳遞無線信號的長度，來明確某些較長區(qū)間需要增設(shè)中繼器的位置，也就是單段漏纜覆蓋最長長度。

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

三、無線信號覆蓋系統(tǒng)的接地安全考慮

為了保證無線信號的覆蓋質(zhì)量，漏泄電纜的節(jié)點安全也至關(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)，因為它有遭雷擊的危險，需要接地，安裝避雷器。

（三）一根長電纜的兩端都接地，需要在連接到設(shè)備之前接一個直流隔斷器，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，這些接地點因為接入隧道內(nèi)不同的接地系統(tǒng)有勢差的危險（隧道接地，水接地，建筑物接地等）

四、結(jié)論

地鐵專用無線通信系統(tǒng)對于地鐵的安全運營有著至關(guān)重要的作用，要做到無線信號的無縫覆蓋是一個比較復(fù)雜和綜合性的工作。既要考慮到采用的無線系統(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。通過各種計算，因地制宜采用不同的覆蓋方案，既要節(jié)約成本更要滿足實際需求，達到保證地鐵專用無線系統(tǒng)信號無縫覆蓋，保證地鐵安全運營的目的。

參考文獻：

[1]徐濟中.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)計階段的質(zhì)量控制

隧道調(diào)頻廣播無線覆蓋系統(tǒng)設(shè)計選用材料、設(shè)備除了要經(jīng)濟實用、成熟穩(wěn)定、性價比高外，還必須質(zhì)量安全可靠。并綜合考慮施工、維護等重要因素，同時要為今后的發(fā)展、擴建、改造等留有余地。

1配電系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量控制

配電系統(tǒng)為隧道調(diào)頻廣播無線覆蓋系統(tǒng)提供正常運行的能量，其設(shè)計合理與否影響到系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。隧道較長，物理距離相對較遠的系統(tǒng)設(shè)備用電分配電箱進線取電點，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因供電設(shè)備故障引起相對獨立工作的各直放站同時因失電停止工作，整個隧道覆蓋信號消失的缺陷，同時可以節(jié)約有色金屬導線。分配電箱進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)滿足的機械強度的截面積要求、導體發(fā)熱條件選擇導線截面積要求外，同時要滿足在送電距離較遠時，導線末端電壓必須滿足設(shè)備正常運行最低電壓要求的導體截面積要求以及將來擴建設(shè)備用電負荷用電對導體截面積的要求。設(shè)計時選擇分配電箱，避免多臺設(shè)備共用一個供電回路，要一個供電回路控制一臺設(shè)備。同時要預(yù)留擴建、擴展設(shè)備的備用回路。

2光纜系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量控制

光纜系統(tǒng)設(shè)計要安全、可靠、簡潔合理，路由走向便于施工。光纜護套材料應(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)圖見圖1。

3泄漏電纜系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量控制

1)遠端機直放站能量覆蓋距離驗算檢查:翔安隧道調(diào)頻廣播無線覆蓋系統(tǒng)工程實際最長段泄漏電纜長度為720m(見圖2)，87MHz～108MHz頻段對應(yīng)的傳輸衰減損耗為0．80dB/100m;本工程遠端機功率20W，輸出43dBm，每路泄漏電纜注入的功率為:20/2=10W=40dBm;饋線長度:70m，饋線損耗為:0．04dB/m;功分器插損耗3dB;最長段泄漏同軸電纜信號最不利點末端信號覆蓋強度: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)信號覆蓋強度估算:車體及隧道效應(yīng)損失6dB，衰落余量5dB，87MHz～108MHz頻段對應(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)品的各項設(shè)計指標的實現(xiàn)，還會影響到企業(yè)經(jīng)濟效益，在施工過程中控制好施工質(zhì)量對實現(xiàn)工程質(zhì)量目標起著重要的作用。施工質(zhì)量控制重點要控制好各個工序的施工質(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，嚴禁中間接頭。電源線敷設(shè)應(yīng)自然順直無扭絞，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。電源線進入開關(guān)處及開關(guān)應(yīng)標識清楚，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套封扎。

2光纜施工質(zhì)量控制

光纜施工時要注意光纜施放時的拉力一般不超過允許張力的80%，瞬間最大牽引力不得超過光纜允許張力的100%，以免拉斷光纜。光纜施工時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、標準要求，熱熔接束狀光纜單芯雙向熔接點衰減平均值應(yīng)不大于0．08dB/(芯•點)，帶狀光纜單芯雙向熔接點衰減平均值應(yīng)不大于0．13dB/(芯•點)。用OT-DR進行全鏈路雙向測試時，光纖衰減的標準應(yīng)滿足:在1310nm波長上，衰減平均值應(yīng)不大于0．4dB/km;在1550nm波長上，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200mm，并在其兩端分別固定一永久性標簽。

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應(yīng)使泄漏同軸電纜開槽位置標識即場強泄漏最大方向朝向信號移動接收方向，使泄漏扇口泄漏的無線電波能完全覆蓋行車道。安裝泄漏同軸電纜施工時，電纜盤不得卡阻，載運軌道車不得猛啟動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緊，吊掛電纜應(yīng)平直，不得出現(xiàn)過松、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)施工標準執(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)開箱檢查設(shè)備的規(guī)格、型號、數(shù)量、產(chǎn)品合格證書及外觀質(zhì)量，安裝前仔細閱讀設(shè)備安裝說明書。設(shè)備應(yīng)安裝在設(shè)備間，沒有設(shè)備間的應(yīng)安裝在隧道內(nèi)通風、干燥、沒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，先進行單機設(shè)備調(diào)試，檢查設(shè)備的狀態(tài)指示燈是否正常，輸入、輸出信號是否正常，并記錄。單機設(shè)備調(diào)試完成并且正常后，可以進行系統(tǒng)調(diào)試，通過儀器儀表檢查系統(tǒng)各質(zhì)量關(guān)鍵點的信號測量值是否與理論計算值相符合，同時通過收聽感受檢驗隧道調(diào)頻廣播聽覺效果。對工程中出現(xiàn)的工藝、指標質(zhì)量問題，屬于施工問題的通過檢測、檢查、分析、整改加以解決，屬于設(shè)備問題的，聯(lián)系廠家對設(shè)備進行重新調(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線通信

一、前言

隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，交通運輸行業(yè)也迎來了一個新的發(fā)展高峰，各種大型交通樞紐開始出現(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線通信覆蓋為例，對其覆蓋方案、小區(qū)的劃分及切換等關(guān)鍵技術(shù)問題進行了探討，以期為我國的交通行業(yè)通信系統(tǒng)建設(shè)提供參考。

二、地鐵無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

1、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。地鐵的應(yīng)用場景是通信基礎(chǔ)設(shè)施實行共建共享的最典型應(yīng)用場景之一，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，其無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋不可能讓每家運營商都獨立進行建設(shè)，因此采用共建共享是必然的要求。與一般的無線通信系統(tǒng)類似，地鐵覆蓋網(wǎng)絡(luò)包含了無線、電源和傳輸?shù)茸酉到y(tǒng)，通過一定的拓撲形式構(gòu)成一個復(fù)雜的無線綜合覆蓋網(wǎng)絡(luò)[3]。2、無線模塊設(shè)計。中國移動、中國聯(lián)通和中國電信三家運營商的無線網(wǎng)絡(luò)是相互獨立的，它們之間很容易形成相互干擾，因而需要通過無線模塊進行區(qū)分。本文認為，三家運營商可以通過PIO或多頻分合路設(shè)備來完成上行和下行鏈路的合路，從而實現(xiàn)無線主設(shè)備的共享，然后再結(jié)合室內(nèi)分布設(shè)計、泄漏電纜應(yīng)用等技術(shù)對地鐵樞紐的站臺、隧道、出入口等位置進行全面無線覆蓋。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)的供電帶來了很大的困難。一般來說，目前較多采用兩種方式來實現(xiàn)供電：一種是采用組合開關(guān)電源作為無線和傳輸模塊的電源設(shè)備，另一種是通過直流遠程供電的方式來為無線設(shè)備提供電力。這兩種方式均有應(yīng)用，考慮到設(shè)計難度和系統(tǒng)的簡潔性，本文采用了第二種方式。4、傳輸模塊設(shè)計。信號的傳輸需要借助物理介質(zhì)來完成，各機房之間由于距離較遠，因此一般采用光纖傳輸技術(shù)，通過在不同的主設(shè)備開斷點之間布設(shè)光纜，完成設(shè)備之間的級聯(lián)和小區(qū)劃分。光纜采用48芯光纖，三家運營商共建共享，資源平均分配。對于地鐵站的通信機房之間的數(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、大型交通樞紐無線通信關(guān)鍵技術(shù)

1、無線覆蓋策略。地鐵覆蓋場景十分復(fù)雜，涉及到站廳、站臺、區(qū)間隧道等不同的場景。對于站臺和站廳的覆蓋可采用面覆蓋方式，通過布設(shè)天線陣列來實現(xiàn)大面積覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場強不得低于-80dBm。當POI合路后，上下行分布可用于無線覆蓋，其半徑一般約為15m，為簡單起見，信號的傳播規(guī)律可以通過自由空間傳播損耗模型來描述，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行的線路，乘客除了進站候車的時間外，其主要時間都是在區(qū)間隧道中度過的，因此區(qū)間隧道是無線通信系統(tǒng)設(shè)計的重中之重?？紤]到區(qū)間隧道的布局特點，因此采用泄漏電纜來完成全程覆蓋，但系統(tǒng)邊緣場強不得低于-85dBm。由于TD-SCDMA系統(tǒng)信源輸出功率較其它系統(tǒng)要低得多，因此泄漏電纜的開斷點設(shè)計要著重關(guān)注TD-SCDMA系統(tǒng)，其他系統(tǒng)可參照執(zhí)行。2、無線網(wǎng)小區(qū)切換策略。對于交通線路的信號覆蓋而言，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。對于地鐵站出入口、站臺和站廳之間的切換，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)之間的交會點進行的，并且需要開斷點之間有足夠的功率余量。通過在隧道口泄漏電纜末端安裝定向平板天線，可以擴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，因此同時接入的無線通信系統(tǒng)可能較多，這需要POI進行融合處理，并通過泄漏電纜完成區(qū)間隧道的覆蓋。其中POI和泄漏電纜的選型至關(guān)重要，前者主要指標為頻率范圍、插損、端口隔離度、帶外抑制等，后者需要重點關(guān)注傳輸損耗和耦合損耗，根據(jù)實際需要進行選用。

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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械設(shè)備等，進一步改變了無線電波的傳播規(guī)律，致使無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。采用無線電泄漏方式進行通信的系統(tǒng)可以大大改善通信狀況。使用時持機人通過感應(yīng)電線通話，對講機與感應(yīng)線之間屬于無線通訊，感應(yīng)線感應(yīng)到的已調(diào)頻載波信號在感應(yīng)線中進行有線傳輸，可以使通信距離達到3km以上。

系統(tǒng)原理與設(shè)計

實現(xiàn)井下通信的關(guān)鍵是解決電波傳播問題。理論分析和試驗表明：在中短波頻段，礦井隧道對電波的衰減最大，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，這是因為在該頻段隧道可認為是其波導型通道。而低頻段，由于頻率低，電纜的傳輸損耗小（2～4dB/km），因而通信距離大。如果加接中繼器，通信距離可繼續(xù)擴大，因此，低頻導引通信系統(tǒng)簡單實用、造價最低。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行傳播。也就是說，利用這種泄漏電磁場的存在，通過沿巷道敷設(shè)的泄漏電纜使無線電收發(fā)信機實現(xiàn)信息交換。因而泄漏電纜為礦井巷道等非自由空間的無線電傳播提供了一種類似長天線作用的專用媒介，構(gòu)成高傳輸質(zhì)量的礦井無線電傳輸通道，是礦井無線電泄漏通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，也是我們設(shè)計的井下通信系統(tǒng)的主要特點。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、機器設(shè)備簡單等優(yōu)點，因而在我們的系統(tǒng)設(shè)計中采用調(diào)頻工作方式。該系統(tǒng)的另一個特點是：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，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，于是這兩個信號在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。考慮到系統(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。整個系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示。

系統(tǒng)實現(xiàn)

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

由于集成元件與分立器件比較起來具有性能穩(wěn)定、可靠性高、體積小、重量輕，而且價格比較便宜，因此在系統(tǒng)的實現(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)動放大管3DK9H、晶體末級功放管C4382A、TTF-2-1中周、電位器、電阻電容，以及拾音器、揚聲器等電聲轉(zhuǎn)換器。

MC2833是單片F(xiàn)M(調(diào)頻)發(fā)射機子系統(tǒng)，它包含一個話筒放大器、一個壓控振蕩器和兩個輔助晶體管。在其典型應(yīng)用電路中，我們將其進行改造，使之產(chǎn)生10.7MHz的話音調(diào)制信號輸送給MC3359的混頻輸入端；MC3359是低功率的FM（調(diào)頻）/IF(中頻)接收機芯片，它包含振蕩器、混頻器、限幅放大器、AFC（自動頻率控制）、正交鑒頻器、運算放大器、靜噪電路、搜索控制和沉默開關(guān)。同樣，我們對其電路進行改造，使它產(chǎn)生經(jīng)過初步放大的話音已調(diào)信號（載波455kHz），然后送給下一級功放電路進行放大。此外，系統(tǒng)設(shè)計中采用了收發(fā)共用MC3359，不僅節(jié)省成本和減小體積，而且試驗效果也不錯；MC34119是主要用于電話（例如揚聲器話機）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）以最大的輸出擺動差動揚聲器輸出，以及并不需要和揚聲器相聯(lián)的耦合電容等一系列優(yōu)點。

考慮到末級功放輸出的功率可達2W以上，兩個末級功放管C4382A產(chǎn)生的熱量較多，所以需要對兩個管子散熱。為了有效散熱，我們特意制作了一個大鋁板，將兩個C4382A功放管安裝在這個大鋁板上，對其進行散熱。同時，這個鋁板還起到了將兩個收發(fā)部分隔開的目的。整個系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。

試驗結(jié)果

試驗表明，該系統(tǒng)輸出功率達2.4W，效率達50%以上。接收機靈敏度可達2.2mV（-100dBm），而且在無信號輸入時，揚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100m，井下借助沿隧道鋪設(shè)的泄漏感應(yīng)電纜進行通信，距離可達3km。

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【關(guān)鍵詞】消防；隧道；應(yīng)急通信保障

0.引言

當前，隨著社會經(jīng)濟和道路運輸?shù)母咚侔l(fā)展，帶來道路交通建設(shè)的日新月異。隧道交通進入迅猛發(fā)展時期，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)斗員進入隧道深處后，隧道內(nèi)外指戰(zhàn)員之間的聯(lián)絡(luò)無法正常進行，導致滅火救援現(xiàn)場指揮脫節(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)及搶險救援事故的應(yīng)用進行初步探索，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，準確、迅速指導完成各類災(zāi)害事故處置工作，最大限度的保護人民生命安全和減少各類財產(chǎn)損失。

1.隧道災(zāi)害事故的類型

據(jù)統(tǒng)計，我國隧道發(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)生一個現(xiàn)場，多種事故并發(fā)的現(xiàn)象，現(xiàn)場環(huán)境十分復(fù)雜，處置難度較大，易造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失。如1999年3月24日發(fā)生于法國與意大利間的勃朗峰隧道火災(zāi)導致41人死亡；2008年5月12日14時28分，由寶雞開往成都的21043次貨車行至甘肅省徽縣境內(nèi)109隧道南口時，因地震引發(fā)山體塌方，列車與滾落的巨石相撞，導致機車頭部起火，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米長的碎石，蘭臨高速公路中斷；2011年4月20日凌晨4時，蘭新鐵路第二雙線山丹軍馬場境內(nèi)小平羌隧道發(fā)生坍塌事故，造成負責施工的中鐵二局12名現(xiàn)場工作人員被困，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。

2.隧道無線通信的現(xiàn)狀

由于各類隧道的長度、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)無線中繼設(shè)備，封閉空間通信覆蓋沒有的到解決，在較長隧道內(nèi)，消防350M無線通信設(shè)備基本無法使用，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)場音、視頻等信息無法及時、準確傳輸，導致滅火救援現(xiàn)場指揮脫節(jié)，給滅火救援工作的組織實施造成很大困難。

3.消防滅火救援對隧道通信的要求

3.1及時準確高質(zhì)量傳輸

由于隧道災(zāi)害事故現(xiàn)場情況復(fù)雜，通常多種類型災(zāi)害事故同時發(fā)生，現(xiàn)場情況瞬息萬變，每個環(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、準確，第一時間將現(xiàn)場情況反饋至現(xiàn)場指揮部，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，通常還伴有化學危險品泄漏等情況，現(xiàn)場情況十分復(fù)雜和危險，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，嚴格按照防爆標準設(shè)計，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)場參戰(zhàn)力量較多，不同部門之間的聯(lián)動通信極為重要，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，可分別采用光線分布式電纜系統(tǒng)或泄漏電纜系統(tǒng)或完成隧道無線通信信號的全覆蓋，對于長度在20KM以下的隧道，可以安裝光纖基站信號增強器來有效地解決隧道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的問題，由于光纖具有成本低、損耗小的特點，最遠可拉20公里，這樣可以無需考慮隔離度問題。對于特長的隧道可以用一個近端機帶多個遠端機的方式來實現(xiàn)覆蓋，這種覆蓋方式主要是針對距離長、路線彎曲的隧道。在隧道口架設(shè)信號增強器近端機，將空間波能量放大后轉(zhuǎn)送入泄漏同軸電纜，泄漏同軸電纜通過自身的槽孔將收到的信號輻射出去，在其周圍形成泄漏電磁場，來實現(xiàn)移動臺之間的通信。如果隧道距離很遠，沿著泄漏電纜將會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的槽口泄漏出去，為了補償電纜內(nèi)電平在傳遞過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電平的波動。

4.2配置便攜式無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接收器組成，當隧道發(fā)生災(zāi)害事故時，由現(xiàn)場戰(zhàn)斗小組攜帶單兵信息采集器（集成攝像頭、紅外熱成像儀及語音通信裝備）、若干便攜中繼器進入災(zāi)害事故現(xiàn)場，每隔5KM放置1個便攜中繼器，利用單兵信息采集器在災(zāi)害發(fā)生點采集現(xiàn)場信息，所有信息數(shù)據(jù)通過微波接力中繼的方式傳輸至后方中繼信號接收器，完成前后方信息通信任務(wù)，整個系統(tǒng)采取無線微波方式進行傳輸，抗干擾性好，具有防爆、防濃煙及架設(shè)速度快的特點。

4.3利用語音綜合集成設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)場多部門之間的通信

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

參考文獻：

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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，對應(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，實際上就是以電纜導體和外電極（金屬護套或屏蔽層）作為一對電極，構(gòu)成一個電容器的充電電流。該電流在初加電壓時，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

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

1.3 可逆吸收電流

可逆吸收電流時絕緣材料的位移電流，在施加電壓的瞬間達到最大值，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 電導電流

電導電流是絕緣材料中自由離子及混雜的導電雜質(zhì)所產(chǎn)生，與施加電壓的時間無關(guān)，在電場強度不太高時符合歐姆定律，其值決定于介質(zhì)在直流電場內(nèi)的電導率，且隨溫度的增高而快速增加。電導電流又稱泄漏電流，它的大小反映了絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣。嚴格地講，只有恒定的電導電流所對應(yīng)的電阻才是體積絕緣電阻，它是測試的主要對象，所謂絕緣電阻試驗，就是通過儀器測量出與時間無關(guān)的電導電流，并將這一電流用絕緣電阻來表示。當絕緣體受潮、臟污或開裂以后，由于絕緣體內(nèi)自由離子增加，電導電流劇增，絕緣電阻值下降，所以通過測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，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，測量絕緣電阻的試驗就成為檢查電纜絕緣情況最簡單的方法，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外聯(lián)系，將電纜接地放電，放電時間一般不小于2min，以保證安全與試驗結(jié)構(gòu)的準確；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，同時還應(yīng)該檢查電纜終端頭有無缺陷；將搖表放在水平位置，并在額定轉(zhuǎn)速下調(diào)整指針到無窮大，有的型號搖表還必須作零位效驗；對于多芯電纜，應(yīng)分別測試每相線芯的絕緣電阻。測試時將被測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到搖表的指示之外。對于尚未敷設(shè)的電纜，可在被測線芯兩端絕緣上加繞保護環(huán)，并把兩個保護環(huán)接到搖表的屏蔽端子上。對于已敷設(shè)完畢或已投入運行的電纜，可在被測線芯兩端絕緣上用金屬軟線加繞保護環(huán)，將兩端保護環(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)動搖表把手前，應(yīng)先把電纜和搖表斷開，以防止電纜向回充電損壞搖表。用搖表測絕緣電阻時，之所以有額定轉(zhuǎn)速及標準讀數(shù)時刻的規(guī)定，是因為考慮到電纜絕緣層中存在著三種隨時間而衰減的電流，從理論上將應(yīng)該等三種電流全部衰減完以后，讀取電導電流（泄漏電流），以計算其絕緣電阻。但因衰減時間太長等因素，在測試方法的標準中明確規(guī)定，在接通電流后達到1min的時刻讀取數(shù)據(jù)，這個規(guī)定既保證了非電導電流大部分已衰減為零，又使測試時間有了統(tǒng)一，使讀數(shù)具有重復(fù)性和可比性，同時提高了測試效率；電纜絕緣電阻測試完畢或重復(fù)試驗之前，必須將被試電纜進行對地充分放電；由于電纜線路的絕緣電阻受許多外界條件的影響。所以在試驗中應(yīng)認真填寫記錄表格，以利于分析試驗結(jié)構(gòu)。

2.2 使用兆歐表的注意事項

第一點是平行雙回路架空輸電線或母線，當一路帶電時，不得測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；第三點是搖表轉(zhuǎn)動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%，否則測得結(jié)構(gòu)誤差太大；第四點是電纜的電容較大，特別是對較長電纜線路及多跟電纜并聯(lián)測試時，開始充電電流很大，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)過較長時間后才能測出正確結(jié)果；第五點是如果多路電纜并聯(lián)試驗時，若絕緣電阻過低，應(yīng)考慮分開試驗。

另外，電纜所用的有機絕緣材料，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。一般來說，當溫度上升時，電導增強，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.試驗結(jié)構(gòu)的分析與判斷

電纜主絕緣層地絕緣電阻較低時，一般應(yīng)根據(jù)以往的測試記錄來綜合判斷，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，必要時可通過直流耐壓來確定是否可以投入運行。電纜內(nèi)襯層和外護套絕緣電阻低于標準，可能是內(nèi)襯層和外護套破損進水，這是可利用不同金屬在電解質(zhì)中形成原電池的原理來確定是否進水。當外護套或內(nèi)襯層破損進水后，用萬用表的“正”“負”表筆輪換測量鎧裝層對地或銅屏蔽層地絕緣電阻。此時，在測量回路內(nèi)由于形成的原電池與萬用表內(nèi)干電池相串聯(lián)，當極性組合使電壓相加時，測得的電阻值較??；反之，較大。因此，上訴兩次測得的絕緣電阻值相差較大時，表明已形成原電池，從而可判斷外護套和內(nèi)襯層是否已破損進水。

結(jié)束語：

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

篇10

關(guān)鍵詞：電纜維修 直流耐壓試驗 交流耐壓試驗

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0115-01

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

1 直流耐壓試驗的效能性

交流耐壓和直流耐壓是鑒定鑒定電力設(shè)備絕緣強度的重要方法，其被運用到電氣設(shè)備絕緣試驗之中，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)點來看，主要集中在以下幾點。

1.1 試驗設(shè)備輕便

一般來說，電纜的漏電電流量較小，最大為1～2 A，而直流耐壓試驗所需要的設(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，若進行交流耐壓試驗，則需要提升電纜電容電流量至幾百安培，這就使得設(shè)備容量遠遠高于直流耐壓試驗儀器容量，因此，從這一方面來說，直流耐壓試驗的應(yīng)用空間較廣，尤其對于那些實驗設(shè)備空間有限的試驗來說，可采用直流耐壓試驗。

1.2 絕緣監(jiān)測強度高

在直流耐壓試驗中，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，其絕緣電阻將會降低，進而在一些未造成損壞的部分形成試驗電壓，若在電場強度過高的情況下，未損壞部分發(fā)生擊穿時，則會出現(xiàn)絕緣較低部位擊穿現(xiàn)象，進而導致全方位的絕緣擊穿現(xiàn)象發(fā)生。在交流耐壓試驗中，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，不會出現(xiàn)連續(xù)擊穿的現(xiàn)象，因此，在做交流耐壓試驗時，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，則會形成絕緣缺陷，進而影響了電纜保護性能。

1.3 對絕緣損傷少

在被試驗絕緣中出現(xiàn)氣泡時，通過直流電壓的作用，在實現(xiàn)較高電壓作用情況下，會使氣泡在發(fā)生局部性的放電后，通過電場作用，使得氣泡中的正負電荷呈現(xiàn)反向移動狀態(tài)，并在氣泡壁上停留，這就使得外電場在氣泡例的作用強度逐漸減弱，進而抑制了氣泡內(nèi)部局部性的放電現(xiàn)象，這就降低了放電發(fā)生次數(shù)，進而實現(xiàn)了電纜保護。熱擊穿現(xiàn)象是交流耐壓試驗中存在的問題，而直流耐壓試驗可有效避免其現(xiàn)象發(fā)生，所以，加壓時間與擊穿電壓的相互影響性不大，因此，在試驗中，可以以確定時間的方式，實現(xiàn)試驗。在交流電場中，電壓影響明顯，電壓每改變一次方向，空間電荷便會上升，進而加強氣泡內(nèi)部的電場強度，這就增強了局部放電，進而影響了試驗的安全性，而在試驗中，幾乎每一個半波都要發(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)部的溫度會上升，進而會導致其分解、變質(zhì)等，而電纜絕緣性能的降低，也反過來促進了局部缺陷的增大，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，在交流耐壓試驗中，擊穿電壓與加壓時間具有緊密的聯(lián)系，因此從時間和加壓因素考慮，直流耐壓試驗可有效保護電纜，進而提升電纜使用率和安全性。當然，在對絕緣體的考驗中，直流耐壓試驗不如腳力耐壓試驗的真實性和實際性高，這就造成了實驗結(jié)果不夠準確，而這也是影響直流耐壓試驗進行的一個重要原因。

1.4 有效提升電纜狀況判斷

在直流耐壓試驗中，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對電纜運行情況以及電纜好壞進行判斷，這就利于確定電纜安全性，而在交流耐壓試驗中，電容電流較大，并不能實現(xiàn)電纜情況的判斷。

2 耐壓試驗的實際運用

電氣設(shè)備絕緣試驗可分為耐壓試驗和檢查試驗兩種，耐壓試驗即為破壞性試驗，是進行絕緣測驗的最有效、最可信的試驗，但是，往往會引起絕緣破壞，在試驗中，所要求的電壓要不低于設(shè)備運行過程中所可能受到的電壓，而直流耐壓試驗就是其中一種。

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

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)生的過電壓的情況，其不同于直流電個別部位的反映，同時，兩者的電壓要求不同，因此，交流耐壓試驗與直流耐壓試驗不能進行相互替換。

3 結(jié)語

耐壓試驗是針對于電纜絕緣強度測驗而進行的，其作用在于通過分析設(shè)備絕緣狀況，實現(xiàn)電纜安全性保護，通過以上分析，我們可以看出直流耐壓試驗與交流耐壓試驗具有不同之處，直流耐壓試驗具有設(shè)備輕便、介質(zhì)無極化損耗、能夠形成伏安特性曲線等優(yōu)勢，從整體上看，其具有優(yōu)勢性，但是在電壓電容、實驗結(jié)果準確性等方面存在缺陷，因此在試驗中，要揚長避短，以有效實現(xiàn)電纜檢測和故障點查找。

參考文獻

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