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泄漏电缆

泄漏电缆

泄漏电缆范文第1篇

随着移动用户的飞速增长以及用户对高通信质量和大数据流的需求,室内覆盖2G\3G\4G业务的全面普及成为必然。然而因为4G LTE系统使用频率高和设备导频功率低,特别是室内分布常用的LTE2.3G和LTE2.6G,因为频率增大导致天馈系统损耗和信号自由空间损耗增大,如此,为了满足覆盖要求,在传统的天线室内覆盖解决方案中势必加大天线密度来满足覆盖要求,并且在一些住宅小区中,居民对天线的敏感和对电磁辐射的抵制导致很多室内覆盖工作难以顺利进行,故寻求一种更为理想的室内覆盖解决方案成为诸多通信人努力的方向。

漏缆介绍

漏泄同轴电缆(简称漏缆)是一种特殊的同轴电缆,其通过在外导体上开有周期性的槽孔,将部分在电缆中传输的信号辐射出来,用以解决目标区域的无线覆盖,故其具有信号传输和信号收发的双重功能,即具有馈线和天线的功能。

漏泄同轴电缆主要适用于狭小成带状分布区域的无线覆盖,现已成为地铁、高铁、隧道、矿井等区域的最为主流的无线覆盖方式。漏泄同轴电缆具有信号辐射均匀无死角、低电压驻波比、可允许多系统同时接入、系统构建简单等特点。

然而因为地铁、高铁、隧道、矿井等环境一般都为直线长距离区域,考虑到系统损耗和系统性价比等因素一般都选用大规格1-5/8”和1-1/4”漏缆,但是在室内楼宇覆盖中这种短距离的复杂环境下,采用弯曲性能差的1-5/8”和1-1/4”漏缆很难满足现场环境的需要。故我公司开发出适用于楼宇室内覆盖的1/2辐射型漏缆,其相比于耦合型漏缆具有低衰减、多辐射的特点,相比于大规格辐射漏缆具有弯曲性能好、布线灵活等特点。

将天线覆盖方案与我公司漏泄电缆覆盖方案进行测试对比,以20层高楼宇电梯(100米)为试点,分别采用1/2馈线+对数周期天线和1/2辐射型漏泄电缆两种方式对同一部电梯进行覆盖,从测试效果、施工难度、工程造价等方面进行比较分析。

通过测试对比,在相同馈入功率情况下,相比于天线覆盖方式,漏泄电缆在低频900MHz信号强度基本相当,3G、4G等高频系统较天线覆盖方式电平强。

由于高频段线损及路径损耗受环境及其他因素影响较大,在较高频段相比于天线覆盖,漏缆覆盖信号自由空间衰减对接收信号影响较小,衰减慢,信号分布更均匀信号、波动较小。

其次,漏泄电缆的覆盖方式与天线的覆盖方式相比,安装更加方便,成本更低。漏泄电缆方式:只需做两个接头并用漏缆卡固定,末端用负载或天线堵口;馈线+天线方式:分段布放馈线,使用多个无源器件(功分器、耦合器)、天线接头、天线。

整体造价上,预计漏缆覆盖方式比馈线+对数周期天线方式能节省一半以上。在运营商“降本增效”的大背景下,采用漏泄电缆方式覆盖,在分布系统建设中可节省大量投资,提高投资效益。

随着移动通信的发展,移动业务运营商不断加大网络建设的投入,以实现全覆盖、无缝覆盖的要求,目前,许多城市都提出了建设生态城市的目标,各地对城市环境景观的要求越来越高,很多大城市已经提出了整顿建筑物顶部环境的建议。

传统天线的覆盖方式一般将天线在楼层内部,会给越来越注重绿色环保的居民带来一种不安全感, 导致他们对无线电波辐射产生抵触甚至抗争, 从而增加了无线网络建设的难度。传统室内分布天线信号衰减快,电平的波动性较大,在-50~-90dbm左右。

而漏泄电缆的覆盖方式一般都安装在天花板内部、外墙及管道中,较大幅度的减小了漏缆所产生的辐射危害,通过实际测试,漏缆覆盖信号分布更均匀、集中,电平波动较小。因此,漏缆的覆盖方式,更加绿色环保,同时也减少了居民对无线电磁环境的恐惧和抵触。

总结

采用1/2漏缆覆盖:系统简单、接口少、安装方便、维护简单;

漏缆为线性衰落,天线为点源自由空间衰落,故漏缆覆盖信号更加均匀稳定、无死角;

系统器件少、成本低;

隐蔽性好;

泄漏电缆范文第2篇

漏泄同轴电缆是移动通信系统中用来代替天线、以改善特定区域内电磁场覆盖的一种导波结构。它的应用范围已由原来的隧道、矿井[1]扩展到地下街道、商店、高大建筑物以及一些遥控遥测实时系统。随着移动通信范围的扩大以及安全性、保密性等要求的提高,漏泄电缆已逐渐被应用到入侵检测及位置侦测等预警系统[2-4]。漏泄同轴电缆的一部分能量像普通天线一样通过外导体缝隙辐射出去,另一部分能量沿着电缆传输,基于其本身特有的隐蔽与盲区覆盖等辐射特性与耦合特性,更便于应用在地下导波通信及建筑物内[5]。漏泄电缆的辐射可看作磁偶极子阵列的辐射叠加且具有方向性,当有障碍物在辐射区域,会扰动漏缆某一段缝隙的辐射场,在辐射区域内某位置以偶极天线作为接收天线,便可在接收端检测到障碍物影响辐射的区域,把此区域定为漏缆与偶极天线的耦合范围。作为漏缆预警系统研究的一部分,耦合范围的研究为入侵预警与位置检测提供理论依据。

2 理论基础与设计

2.1 漏泄同轴电缆与偶极子天线结构选取

本文选用外导体垂直开缝的辐射型漏缆作为发射天线,偶极子天线作为接收天线。漏缆的m次模辐射条件为[6]:

-mf1

其中,f1 =c/p(+1),f2=c/p(-1),m为空间谐波阶数即辐射模式,c为真空中电磁波传播速度,εr为缆内绝缘介质的相对介电常数,p为缝隙周期。辐射相角为:

(2)

所以当漏缆工作频率在[f1,2f1]范围时,漏缆只辐射-1次模式波,即单次模式辐射。此处取工作频率f=900MHz,其结构参数为a=8mm,b=20.65mm,εr=1.26,p=200mm,2φ0=100o,在此结构参数下的漏缆辐射相角为=30o(与X轴夹角),如图1所示:

图1 漏泄同轴电缆基本结构

偶极子天线结构如图2所示,其中L=70.77mm,w=4.822mm,t=1.1436mm,h=5.46mm。偶极子天线输入端反射系数如图3所示,当工作在[850,950]MHz频带内,天线满足S11

2.2 方案设计与障碍物模型选择

垂直开缝的漏缆近场主极化方向为轴向,所以本文仅考虑主极化电场的耦合,把偶极子天线平行于漏缆轴向放置。漏缆的每一个缝隙可看做一个发射天线,且缝隙之间的辐射会相互影响,文献[7]指出当漏缆外导体所开缝隙数为11的时候,中心缝隙的辐射场会达到稳定值,本文选择15个缝隙长度的漏缆,总长度为3.2m。图4为沿漏缆径向不同距离下的整根电缆长度轴向电场分布,此处对漏缆长度归一化处理。从图4中看出,距离电缆越近,轴向电场的波动愈大,当距离达到x=0.45m,波动已经很小。为了不失一般性,研究中接收天线的位置主要取在此距离以外,我们以0.5m、0.75m和1m为例展开讨论。障碍物选用三层介质圆柱模型,可通过改变半径值来调节障碍物的大小,及选用不同的介电常数和电导率代表不同类型的障碍物。为了便于得到仿真结果,本文选取圆柱模型半径r=0.11m,三层介质均用εr=20F/m,σ=1.325s/m,总体布局如图5所示:

图5 总体布局图

图5中,蓝色与绿色物体均代表圆柱障碍物,障碍物会使漏缆与偶极子天线之间的电磁场分布发生改变,进而影响偶极天线接收信号电平的大小。

3 仿真结果与延伸讨论

3.1 障碍物沿漏缆轴向移动

(1)障碍物在漏缆与偶极天线之间

在图6中,偶极子在与漏缆的X轴向垂直距离H=1m、轴向Z=0位置,障碍物在漏缆与天线之间、与偶极天线的X轴向距离分别为L=0.25m、0.5m、0.75m,从中我们发现,当L=0.25m时,在[-0.5,0.5]m范围内天线的接收电平有明显波动;当L=0.5m时,在[-0.8,0.7]m范围内天线接收电平变化明显;当L=0.75m时,影响范围扩大到了[-1.1,0.9]m。障碍物与偶极子天线的X轴向距离越短,影响范围越小,同时对接收信号的强度影响更大,且随着距离的增加,电平值波动最大的位置相应左移0.1mm,这与漏缆本身的辐射相角有关。当从正Z轴端口馈电漏缆,由于漏缆的辐射相角为120°(辐射方向与负Z轴夹角),其辐射方向如图1所示,当接收天线固定且距离L增加,障碍物最大影响位置会相应向负Z轴移动。

在图7中,偶极子天线与漏缆在X轴向距离分别取H=0.25m、0.5m、0.75m、1m,障碍物放置在漏缆与偶极天线正中间。从图7中看出,偶极子天线离漏缆越近,接收的场强波动越大,以方差D表示波动的大小,并以有无接收比Ri表示对耦合影响程度的高低。Ri定义为:有障碍物时的最大波动Vmax与无障碍物时接收电平值V之比,Ri越大则表示障碍物对耦合影响越大。表1给出了统计结果。当距离H=0.25m时,接收的场主要来自偶极子所对应的单个漏缆缝隙的能量,障碍物在漏缆与偶极天线正中间,偶极天线接收的场强值会受到很大影响,此时漏缆与偶极子天线耦合范围较小。随着天线与漏缆之间距离H的增加,接收其它缝隙辐射的能量增加,耦合范围增大,有无接收比逐渐减小。当距离达到1m,可看到天线接收电平的影响范围扩大,但是有无接收比Ri减小。

(2)偶极子天线在漏缆与障碍物之间

图8中,障碍物与漏缆在X坐标轴向距离L=1m,偶极子天线在两者之间、且与漏缆X轴向距离分别为H=0.25m、0.5m、0.75m。从图8与表2中发现,偶极子天线距漏缆愈近、离障碍物愈远,接收电平值越大,但有无接收比越小,表明障碍物的影响程度愈小,三个不同位置下障碍物影响范围均在[-0.9,0.8]m,但此种情况和(1)中分析情形相比,要远小于后者中障碍物对接收电平的影响,障碍物在X轴向距天线0.75m,对电磁场分布的影响已经很小。

3.2 障碍物沿偶极子天线周向移动

在图9中,偶极子天线与漏缆的距离H=1m,R代表障碍物以偶极子为中心的圆的半径,定义障碍物在漏缆与偶极天线正中间位置为0°。从图9中看出,半径小的位置对天线接收场值影响较大,影响范围集中在[315°,22.5°];当R=0.25m时,障碍物在天线后侧180°位置也会削弱接收电平值;当R增加到0.75m,偶极天线四周影响已经趋于稳定,没有特别角度出现较大波动。由于障碍物存在而产生散射场,在某些位置会加强接收电平值,如202.5°、22.5°、45°位置。

图9 障碍物在不同半径的天线周向位置对接收信号的影响

图10给出了偶极子天线分别在H=0.5m、0.75m、1m且R=0.25m的不同位置障碍物的影响,偶极子天线离漏缆越近接收值相对波动越大,由于漏缆的轴向电场近距离时波动较大,还不太稳定,障碍物在特殊位置会削弱天线的接收信号或因散射场而增强天线的接收电平。当天线与漏缆距0.5m以上,障碍物的影响区域趋于稳定,集中在[315°,22.5°],如图10中黑框扇形区。

4 总结

漏缆与偶极子天线的耦合保持在一定的范围内,随两者在X轴向垂直距离的增加,影响范围逐渐增大,经过分析可得出两者不同距离下的耦合范围,当相距1m时,Z轴向耦合范围在[-1.1,0.9]m,X轴向范围在[0,1.75]m,漏缆与偶极子天线基本能够形成长2m、宽1.75m的电磁墙,当入侵者进入到这个范围,电磁场被扰动,接收端能够检测到变化并发出报警信号。

参考文献:

[1] Beal J C,Josiak,Mahmoud S F. Continuous-access guided communication(CAGC) for ground transportation systems[J]. PIEEE, 1973,61: 562-568.

[2] R E Patfterson,Neilson Mackay. A Guided Radar System for Obstacle Detection[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1977,26(2).

[3] Kenji Inomata,Yashio Yamaguchi,Hiroyoshi Yamada. Accuracy of 2-Dimensional Object Location Estimation Using Leaky Coaxial Cables[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2009.

[4] Kenji Inomatal,Takashi Hirai,Kazuhiko Sumi,et al. Wide-area Surveillance Sensor with Leaky Coaxial Cables[C]. SICE-ICASE International Joint Conference, 2006: 18-21.

[5] Ken-ichi Nishikawa,Takeshi Higashino,Katsutoshi Tsukamoto,et al. Two dimensional position detection method using bi-directional leaky coaxial cable based on TDOA,Personal,Indoor and Mobile Radio Communications[C]. 2009 IEEE 20th International Symposium on Digital Object Identifier, 2009: 2167-2170.

泄漏电缆范文第3篇

【关键词】直流耐压试验;预防性试验;绝缘缺陷;交联聚乙烯;有效性;局限性;在线监测;泄漏电流

0 引言

新敷设的电力电缆(以下简称“电缆”)投入运行前必须通过交接试验,6千伏以上的高压电缆主要试验项目是直流耐压试验及泄漏电流的测量。由于进行直流耐压试验的设备种类较多,接线方式各异,试验结果差别很大,即对同一电缆用不同设备、不同接线测取泄漏电流,也会得到相差甚远的数值。对油浸纸绝缘电缆和交联聚乙烯绝缘电缆都采用直流耐压试验是否合适,每年一次的预防性实验利大还是弊大,如何判断电缆能否投入运行,这些都是我们在日常工作中经常遇到的问题。本文结合我单位工作经验,介绍一些观点和见解。

1 直流耐压试验对发现电缆绝缘缺陷的有效性

直流耐压试验的目的在于检验电缆的耐压强度,它对发现绝缘介质中的气泡、机械损伤等局部缺陷比较有利,因为在直流电压下,绝缘介质中的电位将按电阻分布。当介质有缺陷时,电压主要被与缺陷部分串联的未损坏介质的电阻承受,较有利于发现介质缺陷,电缆绝缘在直流电压下的击穿强度约为交流电压下的二倍,所以可以施加更高的直流电压对绝缘介质进行耐压强度的考验。很多情况下,我们用摇表检测电缆绝缘良好,而在直流耐压试验中发生绝缘击穿,可见直流耐压是检测高压电缆绝缘缺陷的有效手段。

2 直流耐压试验对交联聚乙烯绝缘电缆的局限性

直流耐压试验发现电缆绝缘缺陷十分有效,但对交联聚乙烯绝缘电缆则未必,而且可能产生副作用。

1)联聚乙烯绝缘在交流电压下的电场分布不同于施加直流电压时的电场分布交联聚乙烯绝缘材料是聚乙烯塑料经交联工艺而生成的,属整体型绝缘材料,其介电常数为2.1-2.3,且一般不受温度变化的影响。在交流电压下,交联聚乙烯绝缘层内的电场分布是由介电常数决定的,即电场强度是按照介电常数的反比例分配的,这种分布比较稳定。

而在直流电压下,其绝缘层中的电场强度是按照绝缘电阻系数的正比例分配的。而且,绝缘电阻系数分布是不均匀的,这是因为在交联聚乙烯塑料生产过程中,因工艺原因不可避免的在主料中有杂质存在,如甲烷聚乙醇,他们具有相对较小的绝缘电阻系数,且沿绝缘层径向分布是不均匀的,所以在直流电压下,交联聚乙烯绝缘层中的电场分布不同于理想绝缘结构,而与材料的不均匀性有关。

2)直流耐压试验不仅不能有效地发现交联聚乙烯绝缘中的水树枝等绝缘缺陷,而且由于空间电荷的作用,还容易造成高压电缆在交流电压作用下某些不应发生问题的地方投运不久就发生击穿。此外,电缆的某些部分,如电缆头,在交流情况下,存在某些缺陷,在直流耐压试验时却不会击穿。

3)现场进行直流耐压试验,发生闪络或击穿可能会对其他正常的电缆和接头的绝缘造成危害。

4)直流耐压试验会在交联聚乙烯材料中产生累积效应,它将加速绝缘老化,缩短使用寿命。

3 预防性试验的利与弊

在计划经济年代,我国参照前苏联的做法,常将运行中的电缆计划时间停运,加入五六倍电压试验,其理由好象人体每年做一次身体检查一样,如电缆受潮、外层损坏自然可以出现击穿,然后测故障点、修复,再用五六倍电压施加5到10分钟,正常后投入运行,如仍击穿或泄漏电流不正常,再进行一次测故障点、修复,直至电缆完全正常。但随着市场经济的发展,这种过程有很多不利因素,首先从经济上考虑,电缆耐压击穿后停电的三五天或更长一些时间,对一个企业或单位来说,损失有时是无法估量的,尤其是对一些单电源的用户。技术上,我国的绝缘预防性试验往往集中在春季,由于要在很短的时间对所管辖的电缆进行试验,一则劳动强度大,二则难以对每条电缆都进行仔细分析。另外,随着电缆制造技术的提高,大规模采用交联聚乙烯电缆和不滴流纸绝缘电缆,长期用五倍电压做预防性耐压试验也不尽合理。我们经常发现这样一种情况,对于一些老电缆,一经试验肯定击穿,不做试验反而能运行很长时间。所以随着科技进步,开展在线监测取代年复一年的预防性试验是一个方向。

4 以泄漏电流为依据判断电缆绝缘优劣的方法

电缆泄漏电流的测量与直流耐压试验在发现绝缘缺陷的原理上是有区别的。一般来说,直流耐压试验对于暴露介质中的气泡和机械损伤等局部缺陷等比较灵敏,而泄漏电流能够反映介质整体受潮与整体劣化情况。两者在试验中又密不可分,泄漏电流实际上是在直流耐压试验中测得的。测量泄漏电流的微安表在实验回路中位置不同,实验的高压引线是否采用屏蔽线等因素都会影响具体的泄漏电流的数值,所以在测量泄漏电流的过程中,我们的判据不是电流的具体数值,而是泄漏电流的变化趋势。依据泄漏电流判断绝缘状况时,我们应注意以下几点:

泄漏电缆范文第4篇

关键词:漏泄;通信装置;运输

中图分类号:TE28 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)017(C)-0180-01

一、概况

随着科学技术的不断发展,在矿井远距离运输系统中,普遍采用声光信号装置,漏泄通信装置,改进了点铃、声光信号通信系统。该通信系统配置灵活,结构简单,易于操作,安全可靠性能好,通话清晰,为矿井安全生产和改善矿井工作环境,提高劳动生产力,降低生产成本创造了条件。

二、工作原理

矿井巷道为带状非自由空间,远距离运输过程中,由于特殊原因在某个区域需要停车,常规的通信设备在井下无法满足需要;而传统的无线电波的传播在巷道内也受到限制,从而使有些工作非常被动。

漏泄电缆的使用,解决了矿井巷道在非自由空间不能远距离传播的难题。在漏泄电缆中,射频无线电信号被传送的同时也向周围辐射。从而该电缆起到传输线和天线的双重作用。由于电缆的这种特性,使得它的周围能够形成一个连续的无线电波漏泄场,以至于在巷道的任何截面都有足够强度无线电波场。这个漏泄电缆长天线和移动电台的天线,进行双向可逆的耦合,将移动电台和基地台之间的远距离电磁波的传播,转换为漏泄电缆和移动电台之间的近距离传播。

三、主要技术参数

该通信系统主要由基地站、传输通道、移动电台三部分组成。

基地站时汇总信息和指令的中心;传输通道时无线电信号电波传播的媒介,它主要由漏泄电缆和双向中继放大器组成,为了使信号能够远距离的传输,就必须在漏泄电缆一定长度上加设中继放大器,来补偿无线电射频信号在漏泄电缆中传输和辐射的损耗,这样在铺设该漏泄电缆巷道的各处截面,都存在较强的电磁波;移动电台是指手持电台(相当于地面使用的对讲机)。

四、效果评价

在使用该漏泄通信装置系统过程中,一切均在安全、顺利、低耗、高效状况下进行,充分体现了此通信装置系统的优越性,具体表现在如下几个方面:

1、漏泄通信装置,通话清晰,操作方便,安全可靠性高;便于绞车司机、跟车工、信号工之间的联系。跟车工执行喊停、喊退、喊前进(向绞车方向运行为退,向尾轮方向运行为前进)与绞车工联系确认。

2、该通信系统结构简单,安装方便,操作简易,性能可靠,事故率极低,维修量小;由于该系统中有跟车人员使用手持电台,在运输期间可以有效的防止,因车辆掉道造成对巷道中设备的损坏,实现安全运输。

3、该通信系统在井下巷道特殊的环境下安全可靠地工作,它将分散的岗位、流动的作业人员,运行的机车和生产组织人员有机的联系起来,使得指挥、调度得心应手,生产效率也有很大的提高;由于信息灵通,也使得巷道施工人员安全有了相应的保障。

泄漏电缆范文第5篇

【关键词】 400M 补强 方案 探讨

1 现状

大准既有线存在无线列调400MHz信号传输盲区及弱场区。大准线现使用400KHz和400MHz双频段合一无线调度通信系统,2009年为满足无线车次号输传的需要,只对以站中心为界上下行3公里范围内进行弱场区补强,既有线400M信号传输盲区及弱场区依然存在。

大准线具有山区电气化铁路明显特征,地形地貌复杂,自然条件恶劣,就点二段而言69Km左右的线路,光隧道就有33个,大准既有线、增二线隧道内、沟壑中、弯道处存在大量无线列调400M信号传输盲区。

2 存在问题

增二线施工出现400KHz站内弱场区。2012年增二线施工,站场扩能改造,供电接触网杆移设,供电方式发生变化,站内上下行接触网线之间利用绝缘瓷瓶隔开了,400K信号被隔断,绝缘瓷瓶的另一边形成了400K弱场区,几乎所有的车站台400K天线都是这样,这种情况下必须保证400M电台正常工作,才能确保运输生产。

400KHz系统目前无法满足TDCS系统的数字信令传输。400KHz和400MHz双频段合一无线调度通信系统,主要是为机车联控的使用,既保证了区间隧道信号弱场区信息传输,又保证了站内和平坦地区的接收,满足山区电气化铁路感应无线列调机车联控通话要求。由于400KHz感应无线列调系统区间没有中转设备,400KHz频段易受电气干扰以及天线长度的限制,目前在区间隧道地区,直接通过电气化接触网还不能完整有效地传输TDCS系统的数字信令。

3 必要性

400M弱场区补强是适应神华铁路长交路机车套跑的需要。朔黄、包神铁路无线列调调度通信系统均为通用式400M B制式电台,为满足神华铁路长交路机车套跑要求,保证准池线、巴准线拉通后三条铁路无线列调系统的正常运行、车机联控的可通率和CTC调度命令无线传输的可靠性。为了满足运输生产的需要,保证货物列车运行安全,大准线400M弱场区补强势在必行。

4 方案比选

4.1 漏泄同轴电缆加中继器方案

漏泄同轴电缆加中继器最大特点是可实现山区隧道无线电波连续可靠的宽带传输,但缺点也非常突出,工程造价高、施工维护难度大,由于中继器按串联方式组成,所以不管哪个中继器发生故障其后的线路、设备不能工作,可靠性差。

4.2 互控中继台方案

间互控中继台方式是通过区间设置区间互控中继台解决区间弱场区,该方式最大特点区间互控中继台由车站台通过干线电缆传输信号和供电。与漏泄同轴电缆加中继器方式比,具有工程造价低、施工维护难度小、可靠性高等优点。该方式在2000年左右在我国山区铁路曾被大力推广。例如阳安线、西康线、西南线、南昆线、成昆线等。但随着信号TDCS系统调度命令传输对无线列调的要求,本方式的缺点也比较明显,主要确定是本方式是点频传输,无法满足TDCS系统调度命令传输。

4.3 光直放站加漏缆方案

光直放站加漏缆方式充分利用光传输带宽、传输距离远,直放站间设备不级联的优势,从而大大提高系统的可靠性,不会出现前二种方案,前边设备出现问将影响后边设备的问题。同时由于在隧道内采用漏缆方式,保证了隧道内场强信号稳定可靠。由于光直放和漏缆都是传输宽带信号,能满足TDCS等新业务的需求。

4.4 比选确定

光直放站加漏缆方式技术经济综合比较最好,建议大准线无线列调400M补强采用光直放站加漏缆方式。

5 大准线400M弱场区补强解决方案

当车站电台场强覆盖不满足机车电台接收电平时,采用区间设备(光纤直放站远端机)解决无线覆盖,区间设备可以双方向覆盖。

根据大准线地处山区,区间多为隧道群的地理环境,采用区间设备+漏缆+天线方式解决区间弱场问题。通过计算车站电台和区间设备及区间设备和区间设备之间无线场强覆盖值,确定各区间设备的安装位置和漏泄电缆中继长度,选出区间设备的安放位置。

光纤直放站系统由光近端机、光远端机、光缆构成,车站电台发射时由光近端机耦合车站电台射频出口的无线信号,光近端机通过光纤传送至光远端机,光远端机对信号进行放大后,通过天线或漏泄电缆对弱场区进行覆盖。机车电台发射时由光远端机接收信号,通过光纤传送至光近端机经射频耦合到车站电台,从而完成站车通信。

6 施工注意事项

6.1 漏泄同轴电缆

漏泄同轴电缆的架设高度一般为轨道面以上4.5m~4.8m;隧道内漏泄同轴电缆应架设在隧道壁上,支撑件与隧道壁的连接固定可采用胀管螺栓方式,隧道内漏泄与隧道壁上间距应不小于80mm;隧道外漏泄同轴电缆宜采用支柱和镀锌钢绞线吊挂的方式,电缆承力索悬挂漏泄同轴电缆后的最大允许垂度应控制在0.15~0.2m以内;漏泄同轴电缆通过支柱时,与支柱的间距不应小于150mm。隧道外漏泄同轴电缆应在支柱处进行各种接续;采用金属吊夹固定漏泄同轴电缆时,吊夹一般间隔2m~2.5m,每20~30m设置一个防火夹;采用其他支撑件方式时,可根据实际情况适当调整支撑件的距离;在电气化区段,漏泄同轴电缆若与回流线、保护地线和照明线等非高压带电体同侧时,间距应大于0.6m与牵引供电吸上线交越时,漏泄同轴电缆需采用非金属套管进行保护。

6.2 直放站安装

直放站分为隧道内安装和隧道外安装,安装隧道内直放站采用落地式安装,并采取防盗和防止机械损坏措施;安装隧道内直放站应尽量在其附近设置地线(阻值不大于10Ω),若在附近设置地线无条件时,可外引接地,但应注意地线的敷设要采取防盗和防止机械损坏措施;隧道外安装直放站均安装在一体化机房内。一体化机房应符合《铁路通信信号箱式机房技术条件(暂行)》运基信号【2009】235号文的要求;直放站输入输出电缆间的平行接近距离需大于1.5米;每处直放站都应设置地线,阻值小于10Ω。

6.3 光缆直埋及接续

敷设光缆时,不应降低光缆的传输性能及机械性能;布放过程中或布放后,应及时检查光缆外皮,如有破损应立即修复。直埋光缆敷设后应检查光缆护套层对地绝缘电阻;光纤接续损耗要求单个光纤接头双向平均损耗不大于0.05dB/个;光缆接头采用光缆接头盒工艺,在光缆接头盒内接续后的光纤收容余长不小于1.2m,光纤的弯曲半径不小于45mm;光缆接头盒应提供光缆中金属构件的电气联通,接地或断开的功能。能使光纤接头得以加强保护,固定安放,使余留光纤有存储的功能。并使光缆接头免除环境的影响;光缆接头盒应能适用于-40℃-+55℃范围的环境温度;区间光缆通过分歧盒引4芯光纤至光远端机,余留光纤接其它设备或封装在光缆终端盒内。

7 铁路弱场覆盖系统多光纤直放站设备组网方案理论探讨

7.1 一个车站电台连接多个近端机的可行性

在主备车站电台列调通信系统中,对区间盲区进行覆盖时需要引入光纤直放站设备进行覆盖。而超长区间或多隧道、长隧道以及复线区间的覆盖工程,仅仅依靠一套近端机带五个远端机显然没法满足区间全线覆盖的要求。为此我们需要考虑在一个车站电台内,带有4~5套光纤近端机并组成20~25套远端机的多设备网络,以便对车站前后弱场区间的完全覆盖。

7.2 区间20个远端机设备工程方案

根据大准线以车站3公里范围内补忙的工程实例,一个近端机可以带五个远端机并正常通信,因此系统组网可以依此进行。

主备车站电台分别经过30dB定向耦合器检取下行信号,经过二合路器合路后进入四功分器,得到完全相同的4路车站电台下行信号,送入4个近端机,分别在每个近端机和相应远端机组成的系统中,进行信号传输和处理,由远端机天线对各自覆盖区域实现覆盖。相同地,来自机车电台信号则通过光纤直放站的上行链路,送回到车站电台。

区间20个远端机设备组网特点,从图2可以看到,所有远端机是采用交叉安装覆盖的。也就是每相邻远端机是与不同近端机连接的。这样的组网特点在于,当某一近端机出现故障时,引起相应远端机的盲区是交替出现的,只要在设备开通伊始,对设备间的覆盖范围做适当交叉覆盖,就可以避免这时区间的大范围故障盲区出现,从而最大可能地保证铁路沿线的可靠覆盖。

参考文献:

[1]TB 10086-2009《铁路数字调度通信系统及专用无线通信系统设计规范》.

[2]TB 10006-2005《铁路运输通信设计规范》.

[3]TB/T3052-2002《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件》.

[4]TB/T 3201-2008《铁路通信漏泄同轴电缆》.

[5]朱里奇.基站与无线覆盖技术[M].北京:机械工业出版社,2011.

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