泄漏电缆10篇

泄漏电缆篇1

【关键词】泄漏电缆 传输损耗 耦合损耗 覆盖性能

1 研究背景

泄漏电缆是在同轴射频电缆的基础上发展起来的,即通过在同轴射频电缆的外导体沿电缆横向并间隔一定间距开槽,使原本在同轴电缆中传输的射频信号由槽口泄漏出去,通过控制开槽的大小、形状及间距控制射频信号沿电缆横向连续均匀分布(短距离内信号辐射的强度可看作均匀分布),以覆盖电缆周围的空间。泄漏电缆的衰耗指标主要分为两个,即传输损耗和耦合损耗。

(1)传输损耗:类似于普通的同轴射频电缆的传输损耗,即信号沿电缆横向随距离的增大而逐渐衰减的程度,单位为dB/100m或dB/km。

(2)耦合损耗:信号通过电缆的外导体槽口辐射,沿电缆纵向传播时衰减的程度(沿电缆纵向,垂直距离电缆2m处的信号衰减值,一般以95%的概率下信号衰减的幅度作为链路预算时的计算依据),单位为dB。

以往的泄漏电缆选型规范中,常将单一频段的两个指标分开来进行限定。但由于实际工作中这两个指标对系统性能的影响是综合形成的,泄漏电缆厂家对于这两个指标的优化往往只能二选一做出折中权衡处理,并且多运营商多系统共建共享的建设场景也越来越多,泄漏电缆所需支持的频段也越来越宽。因此,如果仍以旧的规范来进行泄漏电缆的选型已经不能满足现阶段通信建设的需求。本文将着重讨论如何根据这两个指标以及多频段需求来对泄漏电缆进行选型。

2 泄漏电缆主要衰耗指标的分析

泄漏电缆由于本身集传输媒介(电缆本身)和辐射单元(外导体的槽口)为一体,因此相比较于常规的室内分布式天线系统(馈线+天线+耦合器件)来说,占用空间小,便于施工,非常适合空间有限的狭长场景,比如地铁隧道等。泄漏电缆的覆盖性能直接关系到隧道中所需信源的数量和位置,覆盖性能越好,则单个信源所覆盖的距离越长,所需的信源则越少,可以减少不必要的工程投资。下面以地铁隧道覆盖场景为例分析泄漏电缆的覆盖性能。***1为隧道中泄漏电缆对列车进行覆盖的示意***。在链路预算中,如果确定了整个系统的最大允许路径损耗、各个相关的损耗及边缘覆盖场强,便可推算出信源通过泄漏电缆的单边覆盖距离L。

***1 隧道泄漏电缆信号覆盖示意***

泄漏电缆本身带来的损耗即为传输损耗和耦合损耗这两个损耗之和,一般称为系统损耗(系统损耗随距离的不同而不同)。信号在馈入泄漏电缆后,随着距离的逐渐增加,信号沿泄漏电缆横向逐渐衰减,直至电缆的末端,使系统损耗达到链路预算中泄漏电缆所允许的最大系统损耗,此时的泄漏电缆长度即为泄漏电缆的覆盖距离。

泄漏电缆系统损耗为:

SysLoss=L*TransLoss+CoupLoss (1)

其中,

L:泄漏电缆覆盖距离,单位为100m;

SysLoss:距离为L时的系统损耗,单位为dB;

TransLoss:泄漏电缆传输损耗,单位为dB/100m,一般情况下频率越高传输损耗也越高;

CoupLoss:泄漏电缆耦合损耗,单位为dB,一般情况下为了弥补高频段相对较高的传输损耗,频率越高耦合损耗越低。

链路预算中路径损耗为:

PathLoss=TxPower-RxPower=L1+L2+L3+L4+ L5+SysLoss (2)

其中,

PathLoss:路径损耗,单位为dB;

TxPower:信源的发射功率,单位dBm,考虑扩容功率预留,取10W,即40dBm;

RxPower:终端的接收功率,单位dBm,边缘最低值取-85dBm;

L1:二功分器插入损耗,单位dB,取3dB;

L2:各种接头总体损耗,单位dB,取3dB;

L3:车体穿透损耗,单位dB,取10dB;

L4:人体损耗,单位dB,取6dB;

L5:衰弱余量,单位dB,取3dB。

根据式(1)和式(2),可推出:

1)终端的接收功率为:

RxPower=15-L*TransLoss-CoupLoss (3)

2)信源通过泄漏电缆的单边覆盖距离为:

L=(TxPower-RxPower-L1-L2-L3-L4-L5-CoupLoss)/TransLoss (4)

将上面的取值(上述取值均为工程经验值,此处仅作分析之用,在实际工程中需根据具体情况调整)带入式(4)中,则L=(100-CoupLoss)/TransLoss。可见,若耦合损耗和传输损耗越小,则覆盖能力越强。但实际中,往往一款泄漏电缆的耦合损耗优于另一款产品,而其传输损耗却劣于另一款产品。因此无法直接通过这两个指标来确定产品的优劣。为了简化不同的泄漏电缆之间的性能比较,需要利用系统损耗(SysLoss)这个单一的指标。而从定义可知,系统损耗是跟距离有关的,为了确定系统损耗,必须先了解泄漏电缆的覆盖能力范围,即确定L的参考值。

由式(3)可知,泄漏电缆的信号辐射强度沿着电缆从始端开始逐渐下降,下降幅度在对数域内是线性均匀的,在泄漏电缆末端,信号强度衰减到最低。

对于同一根泄漏电缆来说,在给定一个边缘覆盖强度指标的条件下(比如-85dBm),频率越高,对应的覆盖距离越短,其覆盖性能越差。不同频率之间信号随距离衰减的速度直接和传输损耗相关,频率越高衰减越快。

通过上面的分析可知,对于同一条泄漏电缆,不同频率的覆盖能力是不同的(且差异还可能很大),即不同频率下的L参考值不同。现在通过列举几款不同的泄漏电缆来确定各常用频段下的覆盖性能。表1列出了几款主流的泄漏电缆的主要衰耗指标及单边覆盖距离(根据上述的工程经验取值计算其覆盖距离)。

由表1可见,不同的泄漏电缆产品覆盖性能虽然有差异,但在具体某个频段下的覆盖性能是相当的(属于同一个数量级的距离),且覆盖性能随着频率的变化趋势也基本相同(频率越高,覆盖能力越弱)。为了在同一范围内比较不同的泄漏电缆,各频段下的覆盖距离取三种漏缆中最小的值为参考,并向下取整以留一定的余量(精确到百便于计算)作为各频段下的单边覆盖参考距离,参考的系统损耗可根据参考距离计算得出,详见表2所示。

从表2中就可以将泄漏电缆的两个衰耗指标(传输损耗和耦合损耗)转换为一个衰耗指标(系统衰耗),通过单一的指标比较更容易区分漏缆的优劣。但需注意的是,表中的结果是在地铁隧道场景下,基于给定的最大允许路径损耗的条件下得出的,而最大允许路径损耗跟覆盖场景、信源发射功率、边缘接收场强、信号路径中的各种损耗及余量这些因素都有关系,在其中某些因素发生较大变化时,则需要重新计算其参考距离L,从而算出新的参考系统损耗作为比较的依据。

3 泄漏电缆性能优劣的比较

将表1中泄漏电缆1和泄漏电缆3在不同频段的覆盖距离曲线画在一张***中,如***2所示:

***2 泄漏电缆覆盖性能比较(漏缆1和漏缆3)

从***2可以明显地看出,漏缆1和漏缆3的覆盖性能曲线在1 900MHz频段的位置出现一个交叉点,在频段低于1 900MHz的条件下,漏缆1的覆盖性能优于漏缆3;但在频段高于1 900MHz的条件下,漏缆1的覆盖性能劣于漏缆3。

通过上面的比较可见,不能笼统地判断某一款漏缆的覆盖性能优于另一款漏缆,而应针对某个具体的频段来比较。在实际工程中遇到不同的泄漏电缆在不同频段各有优劣的情况下,应考虑移动运营商对要部署的各无线通信系统的侧重点及系统整体的可用可靠性来选择最优的泄漏电缆。

参考文献:

[1] 陆建贤. 移动通信分布系统原理与工程设计[M]. 北京: 机械工业出版社, 2008.

[2] 张传福. TD-SCDMA通信网络规划与设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2009.

[3] 张传福. CDMA2000 1X/EV-DO通信网络规划与设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2009.

泄漏电缆篇2

关键词:高速铁路隧道公网信号 泄漏电缆

中***分类号:U45 文献标识码:A 文章编号:

一、背景介绍

目前,全国高速铁路建设已经全面铺开,先后建成了京沪、京石武、武广等干线型高速铁路,另外一批铁路客运专线也先后建成,高速铁路最高速度在380Km/h左右,而很多客运专线最高速度也能达到300Km/h。这些铁路都具有速度快,发车间隔小,运送旅客数量大的特点。

因为高速铁路速度,快很多线路尽量采用直线方式修筑,在穿越山岳时不可避免的需要修筑铁路隧道来保障线路的连续性。隧道对于公网无线信号来说,相当于一个天然的巨大屏蔽室,进入隧道内后信号强度和质量会快速衰减,以G***900M为例,在进入隧道100米左右公网无线信号强度将会降至-96dBm以下,达到理论上的信号“盲区”。

铁路穿越山区时往往形成连续性的隧道群,这些隧道由大大小小长度不同的隧道组成,以石太(石家庄至太原)铁路客运专线为例,该线路全长约260Km,横穿整个太行山脉,隧道数量达20余座,最长的太行山隧道长度达27Km,长度超过1Km的隧道有12座。在前期移动、联通、电信信号测试中发现,自进入隧道群开始,测试数据一直处于“盲区”阶段,部分隧道间的区域虽然室外信号尚可,但是由于列车速度较快,手机往往还没有解析成功就已经进入到另一隧道中,无法满足列车上旅客正常的通话以及网络需求。

二、选择泄露电缆作为施主天线的原因

高速铁路和客专铁路隧道属于国家重点管控的特殊场所,由于列车速度很快,在进入隧道时,列车会在隧道内形成所谓“针管真空”效应,列车后方的空气被迅速压缩,空气迅速流动,造成隧道内形成巨大风压,一切在外的物体都需要承受这种压力。

由于上述原因,我们需要一种可以承受隧道内巨大风压的设备来对隧道这一特殊场所进行信号覆盖。经过很多业内专家学者的比较、试验,一种原来比较少使用的信号发射施主设备脱颖而出,这就是泄露电缆。

泄露电缆是一根侧面开有孔洞的同轴电缆,通过调整开孔的方向、大小、间距等实现施主设备的所具有的发射无线射频信号的功能,把信源由泄漏电缆一端或两端馈入,泄露电缆通过侧壁开孔将信号发射出来,由于漏缆的损耗相对较小,以13/8英寸泄漏电缆为例,其对900M无线信号损耗约为4dB/100m,信号可以均匀泄露,对距离漏缆几米之内的空间能达到良好的覆盖效果。

泄露电缆通过特定卡具安装于隧道侧壁,铺设方向与隧道延伸方向相同,承受风压能力较强,这种安装方式通过模拟风洞试验验证,完全能达到铁路安全要求。

三、泄露电缆隔离度的计算

各运营商有多个频段的网络,存在G***、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA以及铁路自有网络G***-R系统,先隧道这个相对狭小的空间能,不可避免的会有互相干扰的现象,泄露电缆自身隔离度能否抑制这些干扰呢?请看以下计算:

1、CDMA对G***900干扰计算

在隧道泄漏电缆干扰问题,按照各网频段特点,我们考虑电信CDMA下行(870~880MHz)对移动G***上行(890~909MHz)的干扰问题。

中国电信CDMA数字射频拉远远端RRU下行杂散新标准为-64dBm,我们所使用的13/8英寸泄漏电缆在800M频段下耦合损耗为71dBm(耦合度95%),中国移动所使用13/8英寸泄漏电缆在900M频段下耦合损耗为67dBm(耦合度95%)。拟定两条漏缆间距为0.4米。则CDMA和G***拉远远端间的隔离度为:

CDMA泄漏电缆耦合损耗+空间损耗+ G***泄漏电缆耦合损耗+无源器件(功分器等)损耗= 71 dB+23 dB+67 dB+3dB=164dB

则CDMA 下行信号杂散落在移动G***上行里的强度为:

-64dBm-164dB=-228 dBm

中国移动G***通信杂散干扰指标是-131dBm,可见,实际杂散强度远远小与此指标。

2、G***900对G***-R干扰计算

根据以上的计算,同理,G***对G***-R干扰主要是移动G***上行(890~909MHz)对G***-R(885~889MHz)的干扰, 中国移动G***数字射频拉远远端RRU下行杂散标准为-36dBm, 我们所使用的13/8英寸泄漏电缆在900M频段下耦合损耗为67dBm(耦合度95%), 拟定两条漏缆间距为0.4米, 则G***拉远远端间和G***-R的隔离度为:

G***泄漏电缆耦合损耗+空间损耗+ G***-R泄漏电缆耦合损耗+无源器件(功分器等)损耗= 67dB+23dB+67 dB+3dB=160 dB

则G***上行信号杂散落在G***-R下行里的强度为:

-36dBm-160dB=-196 dBm

实际杂散强度远低于G***通信杂散干扰指标。

上述计算可见,泄漏电缆隔离度可以满足防止各网络间干扰的要求。

四、隧道内使用泄露电缆的制约因素

当然,也不是所有铁路隧道都是适合使用泄露电缆的方式进行覆盖。

高速铁路及客运专线铁路隧道内使用泄露电缆作为信源进行覆盖,需要有公网信源设备提供信源,而这些设备安装位置受到严格限制,只能安装于隧道设备安装间内,设备安装间间隔不等,如果间隔较大,信源设备功率有限,那么漏缆通过传输损耗,馈出信号强度将越来越低,当达到一定长度后,馈出信号通过空间以及列车车窗衰减后,信号强度过低,手机无法识别,造成脱网,掉话等。

这个长度要通过计算得到,以900MG***信号为例,假设手机能接受的最低电平值为-96dBm,列车车窗损耗为20dBm,空间损耗以13/8英寸漏缆的馈入损耗计约为67dBm,漏缆百米损耗为4dB/100m,信源馈入单载频功率为38dBm,最大长度为L则由以下计算:

馈入功率-漏缆馈入损耗-车窗损耗-单位长度漏缆损耗×L=-96dBm

即:38 dBm -67 dB-20 dBm -4L=-96 dBm

则L=1175米,则如果两设备(两端馈入)间距离大于1175米×2=2350米,将无法完成覆盖。

公网3G网络信号由于频段高,空间损耗和传输损耗较大,信源设备馈入功率较低,通过计算,最大覆盖长度一般在750米左右,在现实隧道案例中,经常由于两设备间间距较大无法完成覆盖。

泄漏电缆篇3

【关键词】电力电缆;电缆绝缘电阻测量;直流耐压试验

前言

电力电缆在油田地面基础设备中被广泛使用,它的绝缘状况直接影响电力系统供、配电的安全运行,因此应当按照《规程》要求对其进行电气试验,以便在施工前及时发现缺陷[1]。另外,当发现电缆故障时,要及时准确的查出故障原因及故障部位,及时予以消除,保证其安全工作,确保电力系统安全、平稳运行。

1、电力电缆发生故障的原因分析

电缆线路的薄弱环节是终端头和中间头。这往往是由于设计不良或制作工艺、材料不当而带来的缺陷[2]。有的缺陷可以在施工过程和验收中检验出来,更多的是在运行中逐渐发展、直至击穿或爆炸。另外,电缆本身也会因为机械损伤、制造缺陷等引发故障。加之多数电缆埋设在地下,这给查找故障点和故障处理带来很大困难。

2、绝缘电阻的测量

绝缘电阻的测量是检查电缆绝缘最简单的方法。通过测量可以检查出电缆绝缘受潮老化缺陷,还可以判别出电缆在耐压试验时所暴露出的绝缘缺陷。电力电缆的绝缘电阻,是指电缆芯线对外皮或电缆某芯线对其他芯线及外皮间的绝缘电阻。

2.1兆欧表(摇表)的选择

测量1000V以下电缆可以用1000V摇表,1000V及以上的电缆用2500V摇表,6KV及以上电缆也可以用5000V绝缘电阻表。

2.2使用手动兆欧表测量电缆绝缘电阻

(1)电缆属于大容量设备,运行中的电缆要充分放电,拆除电缆一切对外连接。

(2)检查有无表面缺陷,并用清洁巾擦净电缆头。

(3)将电缆外壳(钢铠或铜屏蔽)接地,与另外两根电缆芯连接一起接至兆欧表的“E”端;被试一相电缆芯接至兆欧表的“L”端。所测得的是一相对另外两相及地的电阻。另外两相重复以上操作。

(4)测量完毕,应先断开被试相“L”,再停止摇动兆欧表,以免电容电流对兆欧表反充电。每次测量后都要充分放电。

(5)为了测得数据准确,应在电缆芯部绝缘上或套管端部装屏蔽环,并接在兆欧表的屏蔽端子“G”上。

3、直流耐压及泄漏电流试验

对电力电缆进行直流耐压及泄漏电流试验,是检查电力电缆绝缘状况的一个主要试验项目。

3.1直流耐压及泄漏电流试验的优点

与交流耐压试验比较,直流耐压及泄露电流试验的优点是:

(1)对电缆线路进行耐压试验时,所需试验设备容量小。

(2)在直流电压作用下,介质损耗小,高电压下对良好绝缘的损伤小。

(3)在直流耐压试验的同时监测泄漏电流及其变化曲线,微安级电流表灵敏度高,反映绝缘老化、受潮比较灵敏。

(4)可以发现交流耐压试验下不容易发现的一些缺陷。因为在直流电压作用下,绝缘中的电压按电阻分布,当电缆绝缘有局部缺陷时,大部分试验电压将加在与缺陷串联的未损坏的绝缘上,使缺陷更易于暴露。一般来说,直流耐压试验对检查绝缘中的气泡、机械损伤等局部缺陷比较有效。

(5)电缆在直流电压下的击穿强度约为交流的2倍。因为在交流电压下,介质损耗和局部放电强度大为增加,对电缆绝缘的损伤比直流大。因而允许用较高的直流电压对电缆进行试验,以发现缺陷。

3.2电缆直流耐压试验时间

电缆在直流电压下的击穿多为电击穿,电缆直流击穿电压与作用时间关系不大,将电压作用时间自数秒增加至数小时,电缆的抗电强度仅减小8%—15%,电缆的击穿一般在加压最初的1—2min内发生,故电缆直流耐压的时间一般规定为5min[3]。

3.3直流耐压试验方法、步骤及注意事项

直流耐压及泄漏电流试验应注意几个问题:

(1)试验前先对电缆验电,并接地充分放电。

(2)试验场地设好遮拦,在电缆的另一端挂号警告牌并派专人看守以防外人靠近,检查接地线是否接地、放电棒是否接好。

(3)加压时,应分段逐渐提高电压,分别在0.25、0.5、0.75、1.0倍试验电压下停留1min读取泄漏电流值;最后在试验电压下按规定的时间进行耐压试验,并在耐压试验终了前,再读取耐压后的电流值。试验原理方法如***2所示。

(4)根据电缆类型不同,微安表有不同的接线方式,一般都采用微安表接在高压侧,高压引线及微安表加屏蔽。对于带有铜丝网屏蔽层且对地绝缘的电力电缆,也可以将微安表串接在被试电缆的地线回路,在微安表两端并联一放电开关,测量时将开关拉开,测量后放电前将开关合上,避免放电电流冲击损坏微安表。

(5)在高压侧直接测量电压。因为在采用半波整流或倍压整流时,如采取在低电压侧测量电压换算至高电压侧电压的方法,由于电压波形和变比误差以及杂散电流的影响,可能会使高压试验电压幅值产生较大的误差,故应在高压侧直接测量电压。

(6)每次耐压试验完毕,应先降压,切断电源。切断电源后必须对被试电缆用每千伏80KΩ的限流电阻对地放电数次,然后再直接对地放电,放电时间不少于5min。

4、试验结果的分析判断

根据测得的电缆泄漏电流值,可以用以下方法加以分析判断:

(1)耐压5min时的泄漏电流值不应大于1min时的泄漏电流值。

(2)按不平衡系数分析判断,泄漏电流的不平衡系数等于最大泄漏电流值与最小泄漏电流值之比。6/6KV及以下电缆,小于20μA时,不平衡系数不做规定。

(3)泄漏电流应稳定。在一定的电压作用下,间隙被击穿,电缆电容再次充电,充到一定程度,孔隙又被击穿,电压又上升,泄漏电流又突然增加,而电压又下降。上述过程不断重复,造成可观察到的泄流周期性摆动的现象。

(4)泄漏电流随耐压时间延长不应有明显上升。如发现随时间延长泄流电流明显上升,则多为电缆接头、终端头或电缆内部受潮。

(5)泄漏电流突然变化。泄漏电流随时间增长或随试验电压不成比例上升,则说明电缆内部存在隐患,应尽可能找出原因,加以消除,必要时,可视具体情况酌量提高试验电压或延长耐压持续时间使缺陷充分暴露。

参考文献

[1]陈化岗.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001

泄漏电缆篇4

 

琅琊山电厂发电机组冷却方式采用自循环空气冷却,当机组运行时,转子转动产生离心力,在离心力的作用下机坑内部的空气形成自循环通道,热风通过转子磁极、定子绕组、定子铁芯等其他构件,吸收热量的空气从风道排除进入空气冷却器,由流过空冷器的冷却水将热量带走,同时降温后的空气再次进入定子铁芯、定子绕组、转子磁极,如此往复循环,构成了封闭式自循环空气冷却系统。

 

发电机机坑冷却水管路漏水会为机组安全稳定运行带来隐患,出现异常现象。当冷却器发生漏水时会引起定子绕组受热不均,从而引起铁芯受热不平衡,直接引起发电机振动加强。当漏出的水源随风进入定、转子时,会使定、转子绝缘下降,可能直接引起线圈接地甚至短路,对发电机组的安全稳定运行造成了极大的威胁。因此,必须有效地对机坑漏水进行检测,及时发现异常并进行处理,为机组的运行提高安全保障。

 

2漏水检测装置及工作原理

 

琅琊山电厂水源取自安徽滁州市城西水库,经过长年水质监测,水质满足评价标准(GB3838—2002)n级,据主坝上安装的温度计,2012年最高温度22.57~C,最低温度9.88'C,平均值为15.98'C,年变幅12.69'C,全年pH值维持在8.0〜8.5、悬浮物低于20mg/L。为保证机组在高频次、长时间的运行过程中,有效消除发电机冷却水管路漏水带来的安全隐患,琅琊山电厂采用了TraceTek泄漏检测定位系统,它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏测定和报警。该厂将其应用在发电电动机机坑内部,是对TraceTek泄漏检测定位系统应用区域的拓展,同时因为机组在不同工况下造成的复杂环境,也对TraceTek泄漏检测定位系统安装工艺提出更高的要求。

 

漏水检测定位系统是由一条检测液体泄漏的感应线缆和一个带定位显示报警的控制器构成。当泄漏发生时,感应线缆将信号送往控制器,经微处理器处理后,显示泄漏精确位置同时报警。感应线由4根不同类型导线组成,其中2根由导电聚合物加工而成,其单位长度电阻值被精密加工并定值,感应线缆结构示意***如***1所示。在无泄漏时,其中2根导线间电流值为正常,当感应物被泄漏物浸泡,则2根导电聚合物之间被短接,并使所测电流值发生变化,控制器根据欧姆定律,通过测算,能够得到发生故障泄漏点的位置并发出泄漏报警。2.1检测电缆的选型为保证漏水检测装置在复杂多变的环境下能够长期稳定工作,琅琊山电厂根据现场实际情况,经过分析和对比,选择TT1000线缆作为机坑漏水检测电缆。琅琊山电厂机组为混流可逆式,为满足电网需求,既运行时机坑内部热风温度最高可达70C,风速可达4m/s,会带动检测电缆与地面发生轻微摩擦。TT1000型号线缆主要针对于水的检测,为氟化聚合物结构,抗腐蚀,耐磨性高,并且可在最高温度为75'C的环境下运行,从而有效保证了漏水检测装置的正常运行。2.2漏水检测控制器工作原理漏水检测控制器包括3套继电器触点,可用于远程监控和设备控制,控制器结构示意***如***2所示。它尺寸小,安装方便。“泄漏”继电器可以现场调解,延时动作,延时时间可以设置,到感应线干燥时自动复位,或用手动按RESET(复位)键来实现。可根据现场进行敏感度调整。

 

(1)LEAK(泄漏)指示:红灯指示系统已经检测到液体泄漏。

 

(2)CABLEBREAK线缆断裂指示:黄灯指示系统已检测到感应线断裂。

 

(3)RESET(复位)开关指示:红灯指示泄漏继电器已动作,按下复位键进行手动复位。

 

(4)POWER(电源)指示:绿灯指示系统通电。

 

要作为发电机发电也要作为电动机抽水,因旋转方向(5)调节时间:0〜2min的不同,机坑内部情况也随之发生变化。琅琊山机组(6)调节灵敏度。3漏水检测装置安装因漏水检测装置精度高,检测能力极强,感应线缆轻微的破损将会造成漏水检测装置不可修复的故障,所以在装置安装过程中既要按照装置使用说明进行,又要根据发电电动机机坑实际情况进行改进,以确保漏水检测装置稳定运行,切实达到可靠检测漏水的目的。琅琊山电厂漏水检测电缆布置***所示,在机坑发电机空冷器下侧布置了漏水检测电缆,尽可能覆盖机坑内部整个冷却系统,保证漏水检测装置工作的可靠性。

 

3.1漏水检测装置安装前注意事项

 

(1)安装前应将传感电缆封存在原包装盒内,并置于干净、干燥处存放。

 

(2)将待安装传感电缆的区域清理干净,轻触碎屑或其他污染源。

 

(3)禁止让工具、尖利或沉重的物体掉落到电缆上。

 

(4)牵引传感电缆时不得用力过大,以防损坏电缆接头。

 

(5)不得让电缆接头受潮,变脏或受到污染,造成装置损坏。

 

3.2漏水检测装置安装步骤

 

(1)确定漏水检测装置在机坑内部的安装线路。为保证机传感电缆在机坑内部能够可靠运行,在风力、温度变化很大的条件可以正常工作,不但要满足设备安装说明的要求,还要根据实际情况加以改善。漏水检测电缆典型安装示意所示。

 

以琅琊山电厂为例,安装说明明确要求需要用电缆固定夹通过黏合剂将传感电缆固定于地面,但是当机组运行时,机坑内部风速块、温度高,容易造成固定夹的脱落,一旦卷入定子或转子中将造成严重后果,考虑到黏合剂不牢靠,若用螺栓等其他金属器材对传感电缆固定,那么机组运行时产生的振动常年积累也可能引起同样的问题,为机组的运行带来安全隐患。为此,琅琊山电厂以现场实际经验为导则,通过使用耐高温绝缘扎带进行固定,配合缠绕管将电缆与底座进行隔离,既能防止温度过高损坏电缆又能减小冷却风对电缆的拉力。

 

(2)对传感电缆进行检验测试。在开始对传感电缆进行铺设之前,为确保每段传感电缆完好无损,未受污染,应按照装置说明进行传感电缆的测试程序,以琅琊山电厂为例,采用欧姆测试法,将终止端与传感电缆相接,再将引出线连接至传感电缆,测量黄线和黑线之间的电阻以及红线和绿线之间的电阻,读数应大概等于传感电缆长度的倍数,并且两个回路的电阻相差不应超过5%。

 

(3)根据之前制定的安装线路安装漏水检测装置电缆。安装过程中,为防止检测电缆受到损伤,安装人员必须进行密切配合,掌握安装方法,合理使用安装力度。为防止安装过程中力度过大或者在机组运行时检测电缆随风力拉扯引起检测电缆线接头部位的折断,安装人员在进行电缆接头连接时要进行固定,在每个接头处留一个环路,为电缆线接头连接处的拉扯留出足够空间。

 

(4)安装电缆检测装置控制器。控制器可以进行远程报警及设备控制,琅琊山电厂接入一组故障报警点和一组漏水检测报警点。根据控制器接线说明以及现场监控盘柜***纸,合理安排二次回路走线,配备齐全端子套管,完成端子可靠连接。然后在上位机数据库进行参数配置,将漏水检测装置故障点和报警点接入电站监控系统。

 

(5)基坑漏水检测装置现场调试。在漏水检测装置安装完成后,再次通过欧姆测试法对装置进行测试,以确保传感电缆保持清洁和完好。同时,在确认监控系统已加入机坑漏水检测装置故障报警和漏水检测报警后,现地在漏水检测电缆上进行洒水试验。从洒水起开始计算时间,观察漏水检测装置报警指示,当漏水装置报警指示灯亮时,查看监控系统事件记录。根据报警出现的时间,对漏水检测控制器进行时间整定。

 

漏水检测装置安装后在日常维护工作中发挥了显著的作用,多起基坑内部漏水事件被及时发现,其中包括冷却水法兰滴漏以及压力表计的击穿,漏水检测装置全部可靠发出报警信息,节省了大量的人力物力,将隐患牢牢控制在最小的范围内。

 

4漏水检测系统应用

 

伴随科技水平的提高和技术的发展,越来越多的设备对其工作环境提出了多方面的要求,湿度、温度等客观因素为设备的稳定运行带来不同程度的影响,而漏水检测定位系统在大时代的背景下应运而生,它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏检测定位和报警,广泛应用于通信、半导体、金融系统及***书馆、博物馆、档案馆、机场、油库以及石油、石化、化工、药业等行业。

 

发电机机坑漏水检测系统的应用则是琅琊山电厂在漏水检测方面的一次伟大尝试。自机组投运以来,发电机机坑内部多次出现管路漏水而不能及时发现的事件。频繁的机坑内部巡视既浪费时间又浪费人力,而且很难达到密切监视的要求。为解决此类问题给机组安全稳定运行带来的困扰,琅琊山电厂收集大量资料,针对发电机机坑内部的复杂环境,通过不断对漏水检测系统进行分析和试验,得出漏水检测装置在机坑内部切实可行的安装方案。

 

由于机坑内部结构复杂,合理的布线成为漏水检测系统安装的首要前提,既要保证漏水点的可靠检测,也要保证不能对机组正常运行造成影响;机坑内部的高温也对检测电缆的可靠运行出更高的要求,铺设检测电缆不得直接与金属等高温构件接触,以免造成电缆高温损坏或熔丝脱落,引起装置故障;当机组运行和备用、发电和抽水时,机坑内部的环境相差较大,风速和风向的频繁变化导致漏水检测装置要比其他行业的工作环境更加恶劣,牢固可靠的固定措施是保证设备的稳定运行的根本措施。

 

在安装过程中,琅琊山电厂前前后后遇到不少困难,多次出现安装好的漏水检测装置不能长期稳定运行,经受不住多变的环境引起电缆受损。但通过不断改进,逐渐完善安装工艺,目前4台机组漏重,有的甚至已被腐蚀断,不得不投巨资更换成铜接地装置。还有,北京房山变电站,大同二电厂等大型500kV变电站投运10〜11年后,因腐蚀严重均重新更换了原镀锌钢接地装置。由于是重新铺设接地装置,恢复路面和绿化等工作花费了不少资金,因此整个改造工程比新建接地装置所需费用增加很多。

泄漏电缆篇5

关键词:红外通信;无线传感;漏缆检测;应用

漏缆检测是对漏泄的电缆在传输过程中产生的电磁波进行检测,由于漏缆辐射具有不确定性,为了保证通信系统稳定的运行,相关工作人员需要建立漏泄电缆耦合损耗自动检测系统。传统的检测设备操作比较复杂,而且应用的成本较高,本文介绍的基于红外通信的无线传感节点技术,可以改善传统技术存在的问题,是一种超低功耗的无线传感节点,具有保证稳定性、降低成本等优点,下面笔者对基于红外通信的无线传感节点在漏缆检测中的应用情况进行简单介绍。

1 漏泄电缆检测系统

漏泄电缆是指发生耦合损耗的通信电缆,这种损耗也是漏泄电缆与外界缓解发生耦合的强度参数。在通信系统中,电缆的长度一般是检测频率下波长的十倍,而且工作人员需要保证电缆有足够的长度,按照分辨率的标准对耦合损耗进行多次测量,这项检测工作无法靠人工单独完成,必须借助精确的计算机技术以及自动测量系统。检测系统的总体结构如***1所示,结合检测软件,可以将控制中心发送的命令传送到红外网络中,然后将命令进行分解,分别传送给主控器与EMI测试仪,主控器会将相关数据传送给车载ΜC,再利用红外通信网络传回控制中心。

***1 检测系统总体结构

为了保证系统正常运行,通信链路比较具有较高的反复利用率,还要保证铺设的方便性,传输的速度不能低于115200bit/s,通信误码率不能大于2%。另外,泄露电缆辐射电磁信号不能产生干扰。

2 红外无线传感通信网络设计

2.1 红外通信原理

红外通信是利用红外光进行通信的一种空间通信方式。将所需传输的数据编码后,通过控制红外发光管闪烁完成电/光转换,再利用红外光接收器接收红外光,输出电信号,完成光/电转换。为了提高数据的可靠性,通常对传输数据进行编码,采用IrDA协议大大降低了误码率。IrDRl.1协议器件物理层框***如***2所示。

IrDA1.1标准,即高速红外,简称为FIR。与慢速红速SIR相比,由十FIR不再依托UART,其最高通讯速率可达到4Mbit/s,在物理层之上的IrLAΜ(Link Access Μrotocol)层要求所有的红外连接以9.6kbit/s的速率(3/16调制)建立起始连接,这样也保证了4Mbit/s的设备可以与仅支持9.6kbit/s的低速设备相通信,即保证向后可兼容。

2.2 红外通信节点的硬件设计

首先,漏泄电缆检测系统数据通信要求最大速率为115 200bit/s,且通信节点具备低功耗功能,待机电流小于1μA且支持红外通信,鉴十此节点处理器选择Cypress公司生产的PSoC4200系列单片机CY8 C4245 AXI。片上可编程系统内置放大器、滤波器等模拟资源,且有12 bit AD转换器、SPI, RS232等数字资源,大大提高了开发进度并且降低成本。44脚芯片提供两个RS232接口,同时一支持IrDA协议。在本设计中,一个用来作为红外通信口,一个作为485联网通信口。超低功耗待机电流50nA,且快速唤醒时一间小于5μs。其次,红外收发器件采用Vishay生产的低功耗FIR器件TFDU6103,最高传输速率达到4Mbit/s。内置红外调制与解调电路,相比较而言传统的光电对管需要相应的调制解调电路,并且不能支持高速率的连续数据发送,在本设计中采用一体式的红外通信模块,与PSoC4串口连接,提供土作使能端口。

3 检测系统软件设计

3.1 红外通信网络软件设计

采用红外通信的无线传感技术,需要降低通信网络系统运行的功耗,而且在通信区外的红外节点应保证处于睡眠状态,在传输数据时迅速进入清醒状态。在红外通信网络中,数据可分为控制命令与测试数据两种,控制命令主要是通过远程控制中心发出的,利用红外网络对命令进行分解,然后再传回控制中心。红外节点工作流程可分为车载红外节点与陆地红外节点两种,上传数据测试得到的数据格式见表1。

表1 红外上传数据表

3.2 上位机软件设计

远程控制中心是基十LabVIEW的人机界面,通过红外网络与测试端连接。运界面主要分为任务管理区、参数配置区、***形绘制区、土程车控制区及状态显示区。软件接收测试数据,并实时一绘制功率谱及显示土作状态。测试任务结束后保存数据并可生成通用报表文件。

4 基于红外通信的无线传感节点在漏缆检测中应用的优势

4.1 红外通信测试

在本次测试中,选择了两个红外节点,在漏泄电缆测试环境中,对误码率数据进行了记录,基于红外节点的检测技术得到的数据显示稳定性较高,测距误差较小,而且满足了系统对数据传输安全的要求,所以,漏缆检测系统中可以采用基于红外通信的无线传感节点。

4.2 漏缆自动检测上位机通信测试

通过上位机接收EMI测试的数据表明,红外节点网络铺设在通信系统中,可以准确、可靠的完成漏泄电缆检测任务,这种通信节点不但所占体积比较小,而且纽扣电池的供电性比较好,还具有较高的稳定性,与传统的通信技术相比,产生的干扰大大降低了,而且网络铺设也较为简单,可以反复利用设备,降低了功耗与能耗,具有节能的效果。

结束语

通过实验与对比可以看出,基于红外通信的无线传感节点在漏缆检测中发挥着重要的作用,其可以避免电磁信号检测产生的干扰,有效保证了实验数据的可靠性。传统检测系统铺设较为复杂,而且应用的成本比较高,采用基于红外节点的网络,利用远程监控技术,有效提高了设备的利用率,而且降低了应用的成本。通过大量实验可以证明,红外通信网络具有较高的安全性,而且实现了低功耗运行,在漏泄电缆检测中有着良好的应用前景,可以在通信领域大力推广这项检测技术。

参考文献

[1]杨恒,杨遂***,叶树亮,傅琳.面向现场检测的红外无线传输系统及其性能研究[J].测控技术,2013(7).

泄漏电缆篇6

概述:漏泄移动通信,是指通过地面基站,沿井下巷道铺设漏泄电缆至通信信号所需覆盖的地方,将基地台发射的无线电波一边沿电缆向井巷纵深传播,一边漏泄到电缆周围的巷道内,使处于巷道中的移动手机可以收到这个信号。同时移动手机发出的无线电波也经同一路径反向传输给基地台,从而实现基地台与移动手机之间、移动手机与移动手机之间的双向无线通信。

系统组成:井上机房内设置两台JQ631基地台、一部ZBJ-405DA有/无线自动交换终端和一台JQ634两信道天线共用器。由一台JQ633Ⅰ型稳压电源提供基台工作电源和交换终端电源,一台JQ633Ⅱ稳压电源提供网络中继器电源。两台基台天线端通过天线共用器合为一个电缆接口,基台设置不同的工作频率,组成一个两信道调度基站。为避免外界信号干扰,天线共用器天线端口接入高频电缆,沿地面电缆线架架设至材料斜井口,通过KTL110-L中继器转接漏泄通信电缆沿材料斜井铺设至井底,通过分配器铺入各分支巷道。井下电缆设置:按巷道分布情况,漏泄电缆铺设于需要通信覆盖的南北各大巷中,漏泄电缆沿巷道壁吊挂敷设。电缆每隔一定距离插入一个KTL110-L中继器,以补偿信号在电缆中传播时的损耗。各段电缆终点接上JHH-2末端接线盒,使网络匹配。为实际施工需要,网络中还需配置部分JHH-2接线盒。由于本系统通信巷道较长,需在适当地方增配一台KDW25稳压电源,以补偿网络中继器所需+18V电源。系统中配置“工作信道”和“管理信道”两个信道,分别为“2信道”、“1信道”。管理信道供管理移动用户使用,通过有/无线交换终端,实现有线与无线间的自动拨号通话。工作信道供机车移动用户使用。移动用户由KTL110-S手持机构成,通过网管人员按实际需要设置成机车移动用户和管理移动用户。

应用情况及效果

云冈矿漏泄通讯系统两信道基站设于井上调度室,系统配置50部移动手机。网络覆盖井底车场、南1030大巷、北1030大巷各盘区的主要运输大巷,全长约2000km。该系统安装投入使用之后,井下运输系统和移动作业人员有了***的通信平台,大大改善了井下机车运输和移动作业人员的通讯条件。井下漏泄通讯系统与原有的井下有线通信系统、地面电信通信系统三系统的有机结合,为运输系统提供了安全管理信息的快速、便捷性流通渠道。机车通信信道中,调度室可以通过漏泄通信系统直呼移动机车上的手持机,机车上的人员可以通过手持机在井下网络覆盖范围内直接呼叫调度台与调度台进行联络,通话清晰、无噪音,手持机还可以通过调度室人工转接与矿井调度通信系统的固定电话进行联络;管理信道中,调度室可单呼、全呼移动手机,并具有强拆、强插等绝对优先指挥通话权。手持机与调度间、有线电话间和其它手持机间自动拨号通话,可防盗听,具有保密功能,并在需要时可呼叫机车信道中的手持机。从而实现两个信道既可***工作,又可互联互通,漏泄系统上的移动手机、矿井调度通讯系统的固定电话、电信系统的程控数字电话机三者之间的相互联络通话。该系统促进了井下运输系统和移动作业的安全信息沟通,提高了井下车辆调配和调运的安全管理。当运输系统中运行的机车或车辆在中途发生掉道或设备故障影响运输安全时,机车司机可以立即使用漏泄系统的移动通讯设备与井下调度或地面调度取得联系,在最短时间内安排调配人员到现场协助排除故障,缩短故障影响时间。而且可以通过漏泄通信系统掌握机车的运行位置和状态,便于调度员及时下达运输指令,从而提高运输效率和运输安全。井下移动作业人员在工作过程中可相互间随时联络,在特发事件时,可尽早的将信息传达,避免损失或减少意外事故的发生;调度随时掌握井下移动作业人员的工作情况,及时发现问题,便于管理。漏泄系统投入使用后,据不完全统计,整个井下运输系统的故障处理率提高60%,车辆的调配率提高30%,运输事故率下降10%,促进了运输安全生产管理。

综述

泄漏电缆篇7

关键词: 地下轨道交通; 无线通信系统; 无线自由波; 漏泄电缆; 漏泄波导

中***分类号: TN911?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)17?0041?04

0 引 言

城市地下轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,轨道交通很早就作为公共交通在城市中出现,起着越来越重要的作用。中国进入地铁高速发展时代已是不争的事实。目前,***已经正式批准建设地铁的城市是25个,从北京、上海到广州,从沈阳、青岛到成都,全国各大城市都处在地铁建设的热潮之中,地铁建设热潮已蔓延至内地众多城市。

在城市轨道交通信息化体系的建设进程中, 列车作为一个庞大的信息源成为铁路运营的中心载体。信号系统是保证地铁高密度、高速度、高安全运行的重要设备,目前尚未国产化,主要依靠进口。基于通信的移动闭塞系统(CBTC),是当今世界信号系统的新技术和新装备,近年来被国内地铁建设工程普遍采用。CBTC在提高铁路运输能力和提高列车安全性能方面发挥着重要作用,同时,在100 km 距离以内的城市地下铁路,速度一般在100 km/h 左右,站间距小,追求的是高频率和服务质量,所以未来地铁无线接入需要解决的关键问题是以乘客数据业务为主体的宽带无线数据通信问题。

由于CBTC原设计只考虑了地铁内部的抗干扰问题,但未考虑来自地铁外部的干扰。国内地铁突况出现后专家多次质疑2.4 GHz开放频段在地铁使用的安全性。另一方面,无线上网(WiFi)已成时尚,通信运营商强烈要求尽快在地铁实现这一功能,广州地铁和北京地铁等均已进行相关业务引入的准备和测试工作。然而,无线上网亦采用2.4 GHz开放频段,一旦进来可能对已有的PIS特别是CBTC带来干扰,从而严重影响地铁运营的安全性。

1 地铁宽带无线接入系统的需求

随着地下轨道交通的迅猛发展,车地之间的通信数据量也将快速扩大,地下轨道交通宽带无线接入的主要业务也将是以乘客为主体的宽带数据业务。地下轨道交通宽带接入要求主要可以概括为以下三个方面,一是可以支持现有无线通信系统,二是支持对于未来通信体制的平滑升级,三是要求能够为铁路运输的非安全数据业务提供支撑。这里,将地下轨道交通宽带无线接入系统的业务需求分为以下两类。

1.1 地铁运输通信业务需求

地下轨道交通运输系统作为一个具有较高的运行速度,集高度自动化、信息化、智能化为一体的平台,需要地下轨道交通无线调度通信技术的支撑以保证高速度列车的安全性和列车在路网中的快速性,以及实时动态跟踪信息的传输需要。这些技术都要求实时和高可靠性的无线连接贯通铁道沿线运行中的列车和铁路控制中心。

地铁运输通信业务需求主要包括列车无线通信运行列车上的人员对地面的调度员或其他人员进行的列车无线通信;列车无线调度电话调度员对沿线运行的机车进行调度指挥的列车无线调度电话;站内无线通信供站场内进行作业指挥以及业务联系用的站内无线通信和供编组站的到达场、编组场和出发场等各类作业人员如调车员、列车车辆检修员以及在专用线上进行调车作业等的流动人员按各自不同的系统进行通信联络的编组站无线电话。

1.2 乘客通信业务需求

在未来地下轨道交通运营中,地铁车地间数据传输的主要内容必将是围绕乘客信息的宽带无线接入。在乘坐地铁列车的过程中,乘客必须能够通过手机等无线终端实时与外界保持联系,而且要确切了解所处位置和目的地车次情况等信息,因此地铁列车不能成为“信息孤岛”。这就要求在高速移动条件下,地铁将无线数据业务可靠有效地提供给乘客。

随着国内城市地下轨道交通的飞速发展,尤其是隧道区间内无线通信技术应用的日臻成熟,乘客信息系统(Passenger Information System,PIS) 作为地铁通信的一个重要组成部分,正以崭新的形式渗入人们日常生活的各个角落。PIS是以计算机系统为核心,依托无线通信技术和多媒体网络,通过车载显示终端和车站显示终端等终端设备向乘客提供信息服务的系统。PIS由控制中心子系统、车站及车载子系统和网络子系统组成。控制中心子系统用以实现采集信息、处理系统内各类数据、管理和控制系统设备的功能。车站及车载子系统分为控制部分和显示部分两部分,控制部分对应的设备负责接收和***控制中心下传命令,并在当控制中心或网络子系统发生故障时,按照已***的节目列表和内容在对应站点的显示终端上进行自动播放;显示部分服务于控制中心实现播控。车载子系统作为车站子系统的延伸,其主要功能与车站子系统基本相同,兼具闭路电视监控系统的功能。网络子系统用以实现安全保障和无线接入功能,为地铁安全运营保驾护航。

2 地铁宽带无线接入系统的现有方式

在地下轨道交通车地通信中,无线数据通信只存在于车地之间,因此轨旁AP的覆盖范围只需覆盖钢轨列车所在的区域。目前的CBTC车地通信系统存在三种传输方式:无线自由波、漏泄波导和漏泄电缆。采用以上三种方式中一种传输方式即可实现全线覆盖,也可以采用多种方式结合传输实现全线覆盖,如根据地形因素将漏泄波导传输方式应用于高架区域,同时将无线自由波传输方式应用于隧道区域。

2.1 无线自由波

无线自由波一般工作在I***频段(2.4~2.483 5 GHz)。无线自由波的无线带宽可达1 Mb/s以上,采用IEEE 802.11b/g标准的可达11.54 Mb/s。无线自由波由于自身性质,一般只能沿一个方向辐射。根据发射功率的不同,理论覆盖范围为600~800 m。在工程实际应用中,一个接入点覆盖范围为300~400 m。

在无线自由波传输方式中,为了可以在特定方向上发送或接收更强的能量,从而使AP的覆盖范围最大化,轨旁AP的天线通常采用定向天线。无线自由波采用定向天线的覆盖方式如***1所示。

在无线自由波传输方式中,为了提高系统抗干扰性,一般通过使用高增益的定向天线,使用不同于其他干扰源的无线扩频技术(如OFDM扩频)、使用各种认证模式等方式有效提高抗干扰能力。但是由于无线自由波的定向天线不像波导管那样是加长型的天线,隧道内还有上述同频的无线信号的存在,又加之数据传输距离远,抗干扰能力不甚理想。

无线自由波的优势体现在轨旁设备和运营维护比较简单,主要是保证设备的无线覆盖范围和正常工作即可。相比之下漏泄波导需要几乎每隔一段时间对现场的螺丝逐一检查,省去其运营维护的大工作量。此外,无线自由波在传输优势体现在带宽上。从无线带宽方面考虑,特别是在上下行并行的高架站,则优势更为明显。反观其缺陷则主要体现在抗干扰能力欠佳。

2.2 漏泄电缆

泄漏通信主要由非屏蔽的高频电缆——漏泄电缆、基台(或转发设备)、功率分配器、中继器等组成。漏泄电缆作为一种高频电缆专门用于泄漏通信,电缆外导体开有稀疏编织或泄漏槽,在漏泄电缆内部传输的一部分信号就通过稀疏编织或泄漏槽的孔泄漏到电缆外部空间,为移动的接收机提供信号,从而将无线电信号成功送入空间;同理,外部移动信号也可以通过稀疏编织或泄漏槽这一结构从外导体进入漏缆内部,添加相关设备后,可以和基站组成漏泄通信系统。

漏缆的分布方式必须契合地铁隧道的客观条件。由于漏泄电缆外层的非完全屏蔽结构,实际应用中它沿布设线路不断对外辐射电磁波。简而言之,漏泄电缆就如同连续分布的横向线状天线。与一般的分布式的点源天线比较,有以下几个优点:

(1)信号均匀分布,有效减小信号阴影及遮挡。漏泄电缆与分布式天线的比较好比日光灯之于灯泡。漏泄电缆在每一点都有信号反射,使得整个隧道内的接收信号强度均匀缓变。而点源天线信号强度随着对天线的远离下降幅度逐渐增大。

(2)信号波动范围减少,采用漏缆方式与采用其他天线相比之下信号随距离变化程度更小,更稳定。

(3)可同时覆盖多服务,有效减小架设多个天线系统工程安装的复杂性。漏泄电缆本质上是一个宽带系统,考虑到在隧道中经常使用一些无线系统(如寻呼系统、广播、移动电话),多种不同的无线系统可以共享同一漏缆,从而有效减小工程难度。

根据上文的论述,地铁沿线隧道自身特点,限制了无线覆盖技术的实施:

(1)地铁沿线隧道一般较为狭窄,隧道被列车填充后剩余空间狭小;

(2)由于安全原因,一般禁止在隧道内安装天线;

(3)地铁列车的车体穿透损耗很高。

显然,无线自由波接入方式的转发天线安装面对一定困难,且信号的均匀分布亦无法保证,因此,在地铁隧道中采用漏泄电缆的覆盖方式较多。

2.3 漏泄波导

漏泄波导以中空铝质矩形管作为波导管,其顶部指向车辆天线位置。为了使无线信号得以沿波导管向外辐射,波导管上等间隔开有长3 cm,宽2 cm的窄缝。波导管管体长度分为以下四种:1.031 m,3.046 m,6.033 m和11.584 m,根据外温变化允许有±10 mm的形变。波导管示意如***2所示。

波导管由于本身材质的原因,其热胀冷缩导致的滑动在其工程应用中成为棘手难题。为了让波导管在调试和热胀冷缩的过程中的滑动范围处在可控范围内,国内大都采取的是滑动支架方式。

在目前国内地铁工程建设中,波导管和无线自由波一般采用的都是2.4 GHz频段。由于2.4 GHz无线频段为免费开放频段,地铁空间中存在的各种民用无线通信系统、无线WiFi发射机等其他类型的2.4 GHz无线网络,都会对CBTC无线传输系统造成同频干扰。

波导管本质上是一种连续性的加长型天线,车载使用对向波导管的定向天线。车-地通信只局限在一个较小的范围内,通信距离近,因而受外界干扰可能性也较小。波导管只能在小范围(60°孔径内)空间实现通信,对来自天线背面所有方向允许衰减范围内的输入信号都会被认定为干扰,且对水平方向或超过60 cm圆柱体的信号衰减很快。波导管虽然采用2.4 GHz频段,但由于具有上述无线传输特性,所以具有很强的抗干扰性能力。波导管的无线带宽可以达到11~54 Mb/s。不仅可以传输车?地控制信息外,而且可以传输视频信号信息等,场强覆盖均匀且无线带宽大。反观其缺陷,波导管由于采用固定支架配合滑动支架安装方式,所以需要很多螺丝进行固定。由于列车行进引起的震动,这些螺丝易松动,检修时需对每个螺丝检查固定,以确保波导管安装的稳定性。这也产生了巨大的运营维护工作量。

漏泄波导的区域示意***如***3所示。漏泄波导通常被安装在隧道的顶端或钢轨的两旁,当地面AP发射出的电磁波沿漏泄波导传输时,在漏泄波导内传输的电磁波由漏泄波导槽孔辐射到周围空间,在其外部产生漏泄电场,列车通过车载平板天线(天线与波导管上表面距离约为30~50 cm)获取信息能量,从而实现与地面的通信。同样,列车通过天线发出的电磁波,在漏泄波导外部产生漏泄电场,也会耦合到漏泄波导中,实现与控制中心通信。从***3可以看出,车地通信中断出现在两个AP覆盖区域相接位置,并且与此同时两个AP间的切换也将这个区域发生(切换通信中断距离通常在1 m以内)。可见在高架区域应用漏泄波导覆盖,可以有效提高城市地下轨道交通系统车地通信系统性能。波导管的优势主要体现在抗干扰能力强,但是由于本身材质的影响,对外界环境的依赖性很大也成为其缺点,并给运营维护造成很大负担。

2.4 现有接入方式分析/技术指标

2.4.1 现有接入方式

现有主要接入方式(传输媒介)及对应地铁线路、用途、集成厂商见表1。

2.4.2 技术指标

(1)漏泄波导的技术指标

①无线传输系统***于信号系统并且对应用完全透明;

②采用波导管的无线传输,确保车(CC)到地(轨旁子系统)之间端到端的通信;

③提供的信道质量显著优于无线自由覆盖解决方案;

④使用802.11a/g标准协议;

⑤使用802.3以太网接口的IP 协议;

⑥漏泄波导管传输损耗L2:10 dB。

表2是漏泄波导管主要参数。在2.4~2.5 GHz范围内,漏泄波导的传输损耗为0.02 dB/m。

2.4 GHz频段漏泄波导管到列车天线的垂直距离为0.5 m,二者之间的耦合损耗实测为65 dB。

(2)漏泄电缆的技术指标

在2.4~2.5 GHz范围内,1?1/4″漏泄电缆的传输损耗高达0.07 dB/m(是漏泄波导的3.5倍),而1?5/8″漏泄电缆的传输损耗高达0.06 dB/m(是漏泄波导的3倍)。

2.4 GHz频段漏泄电缆到列车天线的垂直距离为0.5 m,二者之间的耦合损耗实测为62 dB。

(3)无线传输的技术指标

无线传输的技术指标主要体现在影响传输距离和无线覆盖方面的参数。

影响传输距离的主要参数如下:

工作频率:2.400~2 483.5 MHz。波导天线增益:8 dB。信噪比:最小15 dB。发射功率:802.11b(2.4 GHz):+6,9,12,15,18,21,24 dBm;802.11a(5.8 GHz)&g(2.4 GHz):+6,9,12,15,17 dBm。最低接收电平:802.11b(2.4 GHz):-92 dBm(1 Mb/s),-90,-86,-84 dBm(11 Mb/s);802.11a(5.8 GHz)&g(2.4 GHz):-90 dBm(6 Mb/s),-88,-86,-84,-82,-79,-73,-70 dBm(54 Mb/s)。接入点间最大距离:800 m(根据环境条件不同,最大距离在600~800 m之间变化)。列车速度:最大120 km/h。轨旁波导管的衰减:9 dB。AP接入点与波导管间衰减:8 dB。CBTC业务无线链接吞吐量:6 Mb/s。

影响无线覆盖的主要参数如下:

车载天线增益G:8 dB;车载设备发射功率P:≤12 dBm(16 mW)。

3 未来可能的接入方式

从目前及发展看,在轨道交通列车控制系统中应用无线CBTC是大势所趋。在城市轨道交通建设中,应用无线CBTC系统,必将越来越普及。发展的同时也带来了新的问题,即在当前的无线环境及今后越来越恶劣的无线电磁环境下,如何保证无线 CBTC系统应用的安全性和可靠性问题,如何保证无线CBTC系统的有效可靠运行,乃是包括无线电管理部门在内的各管理部门、各技术研究单位、各应用单位以及各研发生产厂商,所必须共同面对并精诚努力才能解决的重大问题。

分析论证的结果表明,各种技术应用都有其适用性和局限性,目前2.4 GHz/I***为公用频段,不能彻底地避免CBTC扰的可能。只有管理和技术相结合,前瞻性地制订相关的技术标准,才能使得轨道交通列车控制系统的可靠性得到保证,使得国内产业化的进程得以提速。因此,配置专用频率才是一个能较彻底的解决方法。例如,在法国已经将此方式作为地方***策,在局部地区(巴黎地区),在5.8 GHz频段配置了一个专用工作频段专用于无线CBTC系统。这不是以一个地区之力即能解决的问题,而是涉及到国家对频谱使用的业务划分。难度虽然很大,但站在地铁的运行安全的制高点来看,值得关注,值得一试。

参考文献

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泄漏电缆篇8

关键词:长输油气管道;泄漏问题;检测方式;安全评价

中***分类号:TE88 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)05-0173-02

当今,管道输送始终作为我国重要的输送行业,在现代化经济的发展中,逐渐成为我国经济发展的重要支柱产业,在我国国民经济的发展中发挥着重要的经济作用。当前长输油气管道运输过程中,泄漏问题屡见不鲜,严重影响着输送行业的蓬勃发展,同时也为管道的安全运行带来了一定的安全隐患,因此更应该做好长输油气管道泄露问题的基础检测工作,做好管道输送过程中的安全评价。

1 长输油气管道泄露问题检测方式

长输油气管道检测中有着多种检测方法,对于管道泄露的检测方法而言,主要有直接检漏法和间接检漏法两种。

1.1 直接检漏方法

所谓的直接检漏方法主要是借助于探测器,对检测管道外的泄漏物进行直观性的判断。在直接检漏的过程中,同样也有检漏电缆法和传感光缆法等几种方法。检漏电缆法主要是沿着管线埋设的一些材料,进而实现的一种检漏过程。这种检漏方法相对来说有着一定的便捷性,不需要在管线上对任何地面检测设备进行配置。而导电高聚合物检漏法主要是借助于导线中的检测缆中的水蒸气,对管道绝缘层的泄露点进行判断,这种检漏方法对于绝缘管道有着一定的适应性。传感光缆法主要是借助于管线铺设的方法,将一条传感光缆进行铺设,对管道周围的异常压力进行拾取,实现真正意义上的定位泄漏检测。

直接检漏方法同样也有红外线法和探地雷达法两种方法,所谓的红外线法主要是借助于机载的形式,对管道周围的地热辐射效应进行记录,并借助于光对检测泄漏的位置进行分析。探地雷达法主要是在输油管道泄漏周围的地表处,对电的性质进行判断,进而实现对管道泄漏的综合性分析。

1.2 间接检漏方法

间接检漏方法主要是对管道的运行参数进行监测,做好对管道压力以及流量和温度等的监测,实现对管道泄漏问题的一种检测。质量平衡法作为间接检漏方法中的一种,是对流出管道和流入管道介质质量比值进行比较,进而对管道泄漏进行判断,这种检测方法有着相对较高的可靠性,并将小流量泄漏加以检测,但是这种泄漏难以实现定位检测。负压波检漏法主要是将压力传感器在管道两端进行安装,并对传感器的负压波状态对泄漏进行判断,这种泄漏检测方法相对来说比较的常用,有一定的简单性。

2 长输油气管道泄露问题检测技术的特点

长输油气管道泄漏问题检测过程中,不同的检测技术往往有着不同的特点,对于长输油气管道泄漏问题直接检漏法而言,更是有着其特色的检漏技术,对于间接检漏技术同样也不例外。直接检漏方法主要是借助于***像的分析,进而实现对管道外的泄漏物进行检测,对于探地雷达的检测方法而言,是一种主动探测的方法,通过在地下介质将脉冲信号进行发射,一旦发现泄漏,会发出一种报警的警示。导电高聚合物检漏法主要是借助于导线中的检测缆中的水蒸气,对管道绝缘层的泄露点进行判断,这种检漏方法对于绝缘管道有着一定的适应性。传感光缆法主要是借助于管线铺设的方法,将一条传感光缆进行铺设,对管道周围的异常压力进行拾取,实现真正意义上的定位泄漏检测。而红外线法作为一种被动性的探测方法,仅仅需要对被测对象的信号进行接收,不需要将探测信号进行发射。在长输油气管道泄漏问题的检测中,通过红外线法进行泄漏检测,由于长输油气管道有着相对较长的管道输送线,同时周围地质有着相对差异性的结构,对于红外线法和探底雷达法而言,难以实现实时监测,而线缆法主要是一种全新的探测技术,可以实现定位监测。

间接检漏法主要是借助于管道内的压力和温度进行的一种监测,由于长输油气管道泄露中有着相对老化的管壁,进而在外力的作用下,管壁出现一定的裂纹,进而难以平衡管道的压力,以至于管道泄漏问题也就普遍存在。质量平衡法作为间接检漏方法中的一种,是对流出管道和流入管道介质质量比值进行比较,进而对管道泄漏进行判断,这种检测方法有着相对较高的可靠性,并将小流量泄漏加以检测,但是这种泄漏难以实现定位检测。当前长输油气管道的管壁主要是一些金属弹性的材料,在泄漏的过程中,其射流和管壁在某种力的作用下,会使得管壁中的高频应力波诱发,并在管壁内进行传播,在对管道两端负压波信号进行检测时,则可以实现对管道泄漏问题的一种判断和分析。我国油品管道没有一定的流量计,以至于在实际的运输中容易发生停运以及堵塞等事故,难以实现***监测。在我国经济发展中,能源结构也在处于不断转变的状态,同时对于石油和天然气也有着相对严格的要求。而长输油气管道泄漏问题监测技术的应用中,更要做好油气管道泄露的及时监测和定位监测研究。

3 基于实例分析长输油气管道泄露问题的综合评价

系统检测

3.1 工程实例

江苏省内长输油气管道有数千公里,同时管道投入的时候,至今并没有进行定期的检验,以至于长输油气管道泄漏问题普遍存在,其安全使用的状况也是处于不明确的状态。对于如何做好长输油气管道泄漏问题的综合评价,并保证管道的安全运行,始终是当前管道运输行业建设发展的一大难题。江苏省长输油气管道全程为32 km,在实际的检验过程中,通过将中间阀室进行设置,并在中间阀室内的管道中将信号源进行设置。管径的长度为323.9 mm,管壁的厚度为6.4 mm,管壁的长度为16.0 mm,置管的方式主要是对螺旋缝埋弧焊钢管加以采用。

3.2 系统方案

长输油气管道泄漏问题检测中,尽可能的保证对管道进行综合性的保护,采取不开挖的基本检测方法,对开挖的防腐层破损点进行确定。①对管线的位置进行合理的确定,正确的分析长输油气管道的实际走向和相关的位置,实现对管道泄漏问题的定位监测;②做好长输油气管道防腐层的安全质量测量,对长输油气管道的整体质量进行判断,对阴极保护的系统效果进行确定,并将阴极保护差的管段加以筛选;③对长输油气管道泄漏问题进行检测和确定,并做好相关的基础保护。

3.3 泄漏检测

在对地面装置进行检查的过程中,均符合相关的技术指标,同时通过采取埋地管道探管仪的方式对地面管道的走向进行检测,相关的检测方法有着一定的吻合度。土壤腐蚀性检测的过程中,通过对土壤接地电阻测试方法加以采用,进而对土壤的腐蚀性进行检测。采取不开挖的检测方法,对管道防腐层绝缘性能的质量进行评估。长输油气管道泄露中有着相对老化的管壁,进而在外力的作用下,管壁出现一定的裂纹,进而难以平衡管道的压力,以至于管道泄漏问题也就普遍存在。当前长输油气管道的管壁主要是一些金属弹性的材料,在泄漏的过程中,其射流和管壁在某种力的作用下,将会使得管壁中的高频应力波诱发,并在管壁内进行传播,在对管道两端负压波信号进行检测时,则可以实现对管道泄漏问题的一种判断和分析。对于本工程而言,长输油气管道泄漏问题检测的过程中,通过对管道自然电位进行合理的测试,采取数字式万用表和标准电阻,检测的结果显示,长输油气管道的检测数据和阴极保护的相关要求完全符合。在对管线阴极保护系统效果进行检测的过程中,通过借助于检测设备,采取密间隔电位测试的方法,检测的数据将其转化为***片的形式,如***1所示。

这一结果显示,在实际的测量中,管道的电位和相关的技术指标完全符合,并在有效的系统保护范围之内。

通过本工程的长输油气管道泄漏问题的具体检测中,管道泄漏的原因是多方面的,而当前管道泄漏检测过程中,通过对管道的安全性进行保证,并禁止管道上存在打孔的事件。在长输油气管道泄漏问题检测的过程汇总,就要对管道管壁的完整性进行评估,并将泄漏的隐患及时的查找和发现。当前长输油气管道泄漏问题研究的过程中,超声波检测方法在实际的检测过程中,对于管壁并没有一定的基础限制,同时这种检测精度在定位精度的检测中,往往有着相对较高的检测水平,而光线和一些光信号的检测,对于一些易燃易爆的天然气的***检测有着一定的适合度,通过在管道的管线上将一条光缆进行铺设,并借助于相关的传感器,对管线周围的压力以及振动的信号进行检测,进而实现对长输油气管道泄漏问题的定位监测,将泄漏的隐患及时的消除。总而言之,长输油气管道泄漏问题的产生是多方面的,在实际的泄漏检测中,更要采取多种泄漏检测技术,并将长距离的油气管道的实时监测全面实现,实现真正意义上的一种信号传输,并将信号衰减以及抗干扰的基础能力全面加强,做好长输油气管道的安全监测。

4 结 语

经济的发展推动了社会的进步,同时在科技水平日益成熟发展的今天,管道运输在我国国民经济的发展中有着举足轻重的地位,而我国长输油气管道泄漏问题的检测技术更应该跟上科技发展的步伐,实现长输油气管道泄漏问题的实时监测和***监测。当前传感器领域中的分布式光纤传感器作为一种全新的检测技术,不仅可以实现信号的传输,而且也能实现信号的抗干扰控制,在当前分布式光纤传感器技术的飞速发展中,更要结合我国管道运输的实际情况,对长输油气管道泄漏问题进行全面的检测,实现真正意义上的***监测,保证管道运输的安全。

参考文献:

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泄漏电缆篇9

关键词:管道泄漏 检测技术 应用 开发

天然气输气管道一旦发生管道泄漏事件天然气易与空气形成爆炸性混合气体,遇到火源或高热会发生火灾、爆炸事故。因此对天然气输气管道泄漏检测技术显得日益重要起来。

1.管道泄漏产生的原因

管道产生泄漏的原因是多方面的,主要可分为三大类:腐蚀穿孔、疲劳破裂和外力破坏。尽管采取腐蚀控制措施,但并非绝对防腐蚀。阴极保护不足时或阴极保护被屏蔽时,则对管道腐蚀根本起不到抑制作用。涂层上有大面积破损、连续漏点或整体绝缘性能下降时,易导致阴极保护不足。涂层与管体金属剥离时对阴极保护系统产生屏蔽作用,但是现有的检测技术很难检测出涂层剥离来,因此容易产生腐蚀穿孔泄漏。

2.常规检测方法

2.1 压力梯度法:在管道上、下游两端各设置两个压力传感器检测压力信号,分别计算出上、下游管道的压力梯度。当管道无泄漏时,管线压力梯度呈斜线;存在泄漏时,泄漏点前的流量变大,压力梯度变陡,泄漏点后的流量变小,沿管道的压力梯度呈折线状,折点即为泄漏点,可算出泄漏点的位置。

2.2 负压波检漏法:当燃气管道泄漏时,沿管道传播的负压波中包含泄漏信息负压波能够传播至几十千米以外的远端。负压波以一定的速度向管道两端传播,分别被上、下游的压力传感器检测到。根据检测到的负压力波的波形特征,判断是否发生了泄漏,再根据负压力波传播的时间差和传播速度能定位泄漏点。负压波检漏法不需建立数学模型,计算量小,适用于突发性泄漏,且大多只用压力信号,故特别适合我国管道应用。

2.3质量或体积平衡法:基于管道中液体的流入量与流出量的差等于管道内停滞的流体量,在管道运行稳定后,检测管道多点位的输入和输出流量时,若差值大于一定范围,表明管道发生泄漏。

2.4统计检漏法:统计检漏法是壳牌公司提出的一种不用管道模型的检漏方法该方法根据管道出入口的流量和压力,连续计算流量和压力之间的关系。当存在管道泄漏时,流量与压力之间关系就会变化,应用序列概率比实验方法和模型识别技术对实际测量的流量和压力值进行分析计算发生泄漏的概率,从而判断是否发生了泄漏。

2.5声波检漏法:当管道存在泄漏时,管道中的高压流体通过泄漏点喷出时由于与管壁的相互作用会产生高频的震动噪声,噪声以引力波的形式向管道两端传播,强度会随距离增大而指数衰减,输送管道上的声音传感器对噪声信号进行分析,判断是否存在泄漏并确定泄漏点位置。

2.6 气体法:当输气管道发生泄漏时,由于气体具有高度挥发性,通过检测管道周围环境中气体的浓度,可以判断管道有无泄漏。

3.高新技术检测方法

3.1 气体成像:近年来,开发了一种采用空气中光学折射成像原理的检漏方法,设备轻巧、使用方便,还能提供有关泄漏量的指示。采用光学非侵入技术,远距离观测漏失量为每分钟仅为几毫升的轻微泄漏。由于泄漏到大气中的天然气比空气折射率高,使光线发生折射,使光线到达摄像机时产生位移。这样肉眼见不到的天然气泄漏就变成可视的纹影***象并可拍摄下来。

3.2 半渗透检测管法:半渗透检测管法检漏管埋设在管道上方,一旦气体管道发生泄漏,安装在检测管一端的抽气泵持续地从管内抽气,并进行烃类检测,如检测到油气,则说明存在管道泄漏。

3.3 检漏电缆法:此法多用于液态烃类燃料的泄漏检测。平行铺设电缆与管道,当泄漏的烃类物质渗入电缆后,会引起电缆特性变化,这种方法能够快速而准确地检测管道的微小渗漏及其渗漏位置,但必须沿管道铺设,施工不方便,且发生一次泄漏后,电缆受到污染,在以后的使用中极易造成信号混乱,影响检测精度,重新更换电缆,也是一个不小的工程。

3.4 放射性示踪剂检测:此法是将放射性示踪剂(溴-82,碘-131,钠-24等)添加到管道内,随输送介质一起流动,遇到管道的泄漏处,放射性示踪剂便会泄漏到管道外。示踪剂检漏仪放于管道内部,在随介质一起输送。在输送过程中,指向管壁的多个传感器对管壁进行监测。经过泄漏处时,示踪剂检漏仪便可感受到泄漏到管外的示踪剂的放射性,并记录下来。根据记录,可确定管道的泄漏部位。此法检测灵敏度高,但操作周期长,不适用与***实时检测管道运行,又由于放射性示踪剂对人身安全和生态环境的影响,此法已经很少使用。

3.5 GPS时间标签法:采用 GPS同步时间脉冲信号是在负压波的基础上强化各传感器数据采集的信号同步关系,通过采样频率与时间标签的换算分别确定管道泄漏点上游和下游的泄漏负压波的速度,然后利用泄漏点上下游检测到的泄漏特征信号的时间标签差就可以确定管道泄漏的位置。采用GPS进行同步采集数据,泄漏定位精度可达至总管线长度的 1%之内,比传统方法精度提高近3倍。

4.小结

在正常情况下天然气等是在密闭的系统中输送的,一旦系统发生故障导致密闭输送的天然气泄漏,天然气易与空气形成爆炸性混合气体,遇到火源或高热会发生火灾、爆炸事故。在管道运行初期,管道的材质、防腐层、焊口等方面易存在未被检查到的缺陷,事故概率较高。在管道运行的中期,处于平稳运行期,人为破坏或操作失误是发生事故的主要原因,事故概率较低。在管道运行后期,管道趋于老化,事故率上升,因此在管道泄漏检查显得尤其重要。一方面在施工过程中严格执行国家标准、规范的要求,提高天燃气管线安全运行的科技管理水平,保障天燃气管线及设施的安全运行。另一方面在常规检测方法基础上,投入高新科技,研发出更科学的检测方法来,大大的提高检测效率,也能提高检测精确度,虽然如此仍然还存在些许多问题,还是需要提高和改进。

参考文献:

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[2]孟繁国, 史万里. 浅析管道泄漏原因及常用检测方法[J]. 中小企业管理与科技[J]. 2010, 8: 311-312.

泄漏电缆篇10

【关键词】共建共享大型交通枢纽地铁无线通信

一、前言

随着经济社会的迅速发展,交通运输行业也迎来了一个新的发展高峰,各种大型交通枢纽开始出现在人们的日常生活中,并成为生产生活中不可或缺的一部分。本文以地铁枢纽的无线通信覆盖为例,对其覆盖方案、小区的划分及切换等关键技术问题进行了探讨,以期为我国的交通行业通信系统建设提供参考。

二、地铁无线覆盖网络构架

1、总体结构设计。地铁的应用场景是通信基础设施实行共建共享的最典型应用场景之一,由于地铁施工条件十分恶劣,可供通信系统布局的空间十分有限,其无线网络覆盖不可能让每家运营商都***进行建设,因此采用共建共享是必然的要求。与一般的无线通信系统类似,地铁覆盖网络包含了无线、电源和传输等子系统,通过一定的拓扑形式构成一个复杂的无线综合覆盖网络[3]。2、无线模块设计。中国移动、中国联通和中国电信三家运营商的无线网络是相互***的,它们之间很容易形成相互干扰,因而需要通过无线模块进行区分。本文认为,三家运营商可以通过PIO或多频分合路设备来完成上行和下行链路的合路,从而实现无线主设备的共享,然后再结合室内分布设计、泄漏电缆应用等技术对地铁枢纽的站台、隧道、出入口等位置进行全面无线覆盖。3、电源模块设备。地铁枢纽的布局比较复杂,其空间也十分有限,这给通信系统的供电带来了很大的困难。一般来说,目前较多采用两种方式来实现供电:一种是采用组合开关电源作为无线和传输模块的电源设备,另一种是通过直流远程供电的方式来为无线设备提供电力。这两种方式均有应用,考虑到设计难度和系统的简洁性,本文采用了第二种方式。4、传输模块设计。信号的传输需要借助物理介质来完成,各机房之间由于距离较远,因此一般采用光纤传输技术,通过在不同的主设备开断点之间布设光缆,完成设备之间的级联和小区划分。光缆采用48芯光纤,三家运营商共建共享,资源平均分配。对于地铁站的通信机房之间的数据传输,则采用144芯光缆,并以共建共享的形式平均分配使用。

三、大型交通枢纽无线通信关键技术

1、无线覆盖策略。地铁覆盖场景十分复杂,涉及到站厅、站台、区间隧道等不同的场景。对于站台和站厅的覆盖可采用面覆盖方式,通过布设天线阵列来实现大面积覆盖,但系统边缘场强不得低于-80dBm。当POI合路后,上下行分布可用于无线覆盖,其半径一般约为15m,为简单起见,信号的传播规律可以通过自由空间传播损耗模型来描述,尤其需要关注各频段下天线入口的是小功率。区间隧道是地铁车辆运行的线路,乘客除了进站候车的时间外,其主要时间都是在区间隧道中度过的,因此区间隧道是无线通信系统设计的重中之重。考虑到区间隧道的布局特点,因此采用泄漏电缆来完成全程覆盖,但系统边缘场强不得低于-85dBm。由于TD-SCDMA系统信源输出功率较其它系统要低得多,因此泄漏电缆的开断点设计要着重关注TD-SCDMA系统,其他系统可参照执行。2、无线网小区切换策略。对于交通线路的信号覆盖而言,小区切换的可靠性直接影响到数据传输质量,尤其是区间隧道的小区切换,更是需要采用特殊的切换策略才能保证其可靠性。对于地铁站出入口、站台和站厅之间的切换,可直接采用天花板吸顶天线即可完成。而对于区间隧道的小区切换则要复杂得多,其切换主要是在不同小区之间的交会点进行的,并且需要开断点之间有足够的功率余量。通过在隧道口泄漏电缆末端安装定向平板天线,可以扩大隧道口的覆盖面积,使隧道内外之间的重叠区更大,增加切换的可靠性。3、POI和泄漏电缆的应用。由于采用了共建共享的模式,因此同时接入的无线通信系统可能较多,这需要POI进行融合处理,并通过泄漏电缆完成区间隧道的覆盖。其中POI和泄漏电缆的选型至关重要,前者主要指标为频率范围、插损、端口隔离度、带外抑制等,后者需要重点关注传输损耗和耦合损耗,根据实际需要进行选用。

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