漏纜常見問(wèn)題與解決措施探討

毛偉

摘要：隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通訊技術(shù)已經(jīng)覆蓋到了社會(huì)的各個(gè)角落，其中不乏地下的礦井、隧道、地鐵這些較為密閉的環(huán)境空間。對(duì)于我國(guó)目前的地鐵無(wú)線通信工程而言，多是采用漏纜來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)的覆蓋。同時(shí)，對(duì)于地鐵工程的漏纜設(shè)計(jì)而言，無(wú)論從漏纜設(shè)計(jì)方案的選擇、材料的選型，還是到配置的計(jì)算、審查等都應(yīng)嚴(yán)格控制，以確保漏纜的安裝質(zhì)量。在實(shí)際的工作過(guò)程中，從漏纜的采購(gòu)、安裝、測(cè)試等階段同樣都要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并對(duì)此過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，切實(shí)提高漏纜工程質(zhì)量。漏纜廣泛使用過(guò)程出現(xiàn)了安裝、設(shè)計(jì)及其他類型的問(wèn)題，本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就漏纜的常見問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)相應(yīng)的解決措施進(jìn)行了深入的探討。

關(guān)鍵詞：地鐵；漏纜；常見問(wèn)題；解決措施；

中圖分類號(hào)：U231+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

在地鐵的正常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，漏纜不僅擔(dān)負(fù)著對(duì)列車調(diào)度、消防指揮等業(yè)務(wù)的無(wú)線信息的傳輸任務(wù)，還擔(dān)負(fù)著對(duì)旅客信息密切相關(guān)的公網(wǎng)信號(hào)的收發(fā)任務(wù)。因此，在地鐵的漏纜工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)全程質(zhì)量控制，確保整體漏纜工程的質(zhì)量。然而，對(duì)于無(wú)線電波而言，在隧道中的傳播特性與在地面上的自由空間傳播特性不同，在隧道中，因彎曲較多，直射波的產(chǎn)波距離很短。同時(shí)，隧道對(duì)無(wú)線信號(hào)具有一定的吸收、衰減與多徑效應(yīng)，從而使信號(hào)產(chǎn)生極化紊亂，并使傳播衰減增加。因此，為了強(qiáng)化無(wú)線信號(hào)在隧道中的傳播，目前國(guó)內(nèi)的地鐵工程采用的多是敷設(shè)漏泄電纜。因此，在漏纜工程的建設(shè)過(guò)程中，我們應(yīng)對(duì)其常見的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，并提出有針對(duì)性的解決措施，以切實(shí)提高漏纜的敷設(shè)質(zhì)量與通信質(zhì)量。

泄漏同軸電纜（Leaky Coaxial Cable）通常又簡(jiǎn)稱為泄漏電纜或漏泄電纜，其結(jié)構(gòu)與普通的同軸電纜基本一致，由內(nèi)導(dǎo)體、絕緣介質(zhì)和開有周期性槽孔的外導(dǎo)體三部分組成。電磁波在泄漏電纜中縱向傳輸?shù)耐瑫r(shí)通過(guò)槽孔向外界輻射電磁波；外界的電磁場(chǎng)也可通過(guò)槽孔感應(yīng)到泄漏電纜內(nèi)部并傳送到接收端。

目前，泄漏電纜的頻段覆蓋在450MHz-2GHz以上，適應(yīng)現(xiàn)有的各種無(wú)線通信體制，應(yīng)用場(chǎng)合包括無(wú)線傳播受限的地鐵、鐵路隧道和公路隧道等。在國(guó)外，泄漏電纜也用于室內(nèi)覆蓋。

1漏纜常見問(wèn)題分析

1.1漏纜的性能指標(biāo)較低，受多種因素影響

對(duì)于漏泄電纜而言，其主要電性能指標(biāo)有：頻率范圍、特性阻抗、傳輸衰減、總損耗的變化范圍、耦合損耗、駐波比、傳輸時(shí)延等。對(duì)于其主要物理性能指標(biāo)而言，主要有絕緣電阻、阻燃和煙毒性能、絕緣介質(zhì)強(qiáng)度、密封性、抗扭力和彎曲性能等。

對(duì)于現(xiàn)階段的所用的漏纜而言，指標(biāo)性能相對(duì)較低，并受多種因素的影響與制約，每一種因素的存在都對(duì)漏纜的通信質(zhì)量有著嚴(yán)重的影響。

選用漏泄同軸電纜的理論根據(jù)漏泄同軸電纜在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的主要因素有：漏泄同軸電纜的系統(tǒng)損耗、各種接插件及跳線的插損、環(huán)境條件影響所必須考慮的設(shè)計(jì)裕量、設(shè)備的輸出功率、中繼器的增益以及設(shè)備的最低工作電平。其中，漏泄同軸電纜的系統(tǒng)損耗由漏泄同軸電纜本身的傳輸衰減和耦合損耗兩部分組成，對(duì)于指定的工作頻率其大小主要由漏泄同軸電纜的規(guī)格大小來(lái)確定，規(guī)格大的漏泄同軸電纜系統(tǒng)損耗較小，傳輸距離相對(duì)長(zhǎng)。

在設(shè)計(jì)時(shí)，首先，考慮到移動(dòng)終端的輸出功率相對(duì)于固定設(shè)備較低，所以一般以移動(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)要求的最低場(chǎng)強(qiáng)（典型值﹣85dBm----﹣105dBm）確定出系統(tǒng)所允許的最大衰耗值αmax. 。

第二，選定漏泄同軸電纜的耦合損耗值Lc，同時(shí)計(jì)算出某一規(guī)格的漏泄同軸電纜在指定工作頻率上的某一長(zhǎng)度L所對(duì)應(yīng)的傳輸衰減α×L, α為該漏泄同軸電纜的衰減常數(shù)。從而確定該漏泄同軸電纜的系統(tǒng)損耗值αs=α×L+Lc 。

第三，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還必須根據(jù)工作的環(huán)境留出一定的裕量M，此裕量牽涉的因素一般有以下幾點(diǎn)：

耦合損耗提供的數(shù)字為一統(tǒng)計(jì)測(cè)量值，必須考慮其波動(dòng)性；

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

按95％耦合損耗值設(shè)計(jì)時(shí)，需留出5dB的裕量；

跳線及接頭的插損必須予以考慮；

地鐵系統(tǒng)車體的屏蔽作用和吸收損耗也要考慮，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)其推薦值 10dB到15dB

第四，確定漏泄同軸電纜的最大覆蓋距離：

因?yàn)橄到y(tǒng)損耗為αmax. ＝αs ＋M＝α×L＋Lc＋M

則L=(αmax.－Lc－M)÷α

此L值即為漏泄同軸電纜的最大覆蓋距離。

下面舉一個(gè)實(shí)際例子予以說(shuō)明：

假設(shè)漏泄同軸電纜的規(guī)格為HLHTAY-50-42

頻率為900MHz

耦合損耗為76dB（95％）

漏泄同軸電纜的衰減常數(shù)α為27dB/KM

手機(jī)最大輸出功率為2W（33dBm）

最低工作電平為－105 dBm

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

則αmax.＝33 dBm－（－105 dBm）＝138 dB

αs＝27dB/KM×L+76dB

M＝5 dB＋2 dB＋10 dB＝17 dB

所以L＝（138 dB－76 dB－17 dB）÷27 dB/KM

＝1.67KM

＝1670米

此結(jié)果說(shuō)明在以上假設(shè)條件下，該種規(guī)格漏泄同軸電纜的最大覆蓋距離為1670米，如果還不能滿足覆蓋長(zhǎng)度的要求，則必須考慮加中繼器來(lái)延長(zhǎng)覆蓋距離。

對(duì)于同軸電纜而言，其內(nèi)外導(dǎo)體、介質(zhì)以及護(hù)套的材料結(jié)構(gòu)及其工藝都決定了電纜的電性能與物理性能。對(duì)于漏泄電纜而言，其外導(dǎo)體上的槽孔結(jié)構(gòu)在很大程度上決定著漏泄電纜電磁能量與外部環(huán)境之間的不同交互方式。因此，電纜直徑、絕緣介質(zhì)、工作頻率以及槽孔結(jié)構(gòu)等因素將直接影響到漏泄電纜的各種性能指標(biāo)。

1.2損耗現(xiàn)象較嚴(yán)重

在漏纜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮的主要因素有漏纜系統(tǒng)損耗、設(shè)備的輸出功率、各種接插件及跳線的插損以及設(shè)備的最低工作電平等。

對(duì)于頻率已定的漏纜系統(tǒng)而言，直徑大的漏纜損耗相對(duì)較小，其傳輸距離也相對(duì)較長(zhǎng)，耦合損耗的設(shè)計(jì)也通常在55～85dB之間。但在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，受到設(shè)計(jì)、施工以及材料本身等因素的限制，漏纜耦合損耗相對(duì)較高，從而造成了資源浪費(fèi)。同時(shí)，對(duì)于專用頻帶的漏纜系統(tǒng)而言，其性能相對(duì)較好，且受環(huán)境因素的影響較小，在地鐵工程中應(yīng)用也比較廣泛。因此，在今后的地鐵漏纜敷設(shè)過(guò)程中，應(yīng)考慮使用專用頻帶的漏纜系統(tǒng)。

1.3漏纜在設(shè)計(jì)階段存在一定的問(wèn)題

在漏網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常根據(jù)設(shè)備的最小輸出功率與最大路徑損耗來(lái)確定漏纜的最大覆蓋長(zhǎng)度。但在地鐵漏網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，因受施工條件等原因的限制，對(duì)漏網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍然存在較多問(wèn)題，表現(xiàn)在損耗嚴(yán)重、最大覆蓋程度設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題。

1.4 漏纜在地鐵行業(yè)隧道敷設(shè)中施工及實(shí)行遇到的安裝工藝瓶頸

對(duì)于我國(guó)現(xiàn)階段采用的漏纜系統(tǒng)而言，有進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)之分。因漏纜系統(tǒng)其特殊的作用性質(zhì)與通訊功能，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝質(zhì)量直接關(guān)系到列車的運(yùn)營(yíng)安全與旅客的生命安全。因此，在漏纜系統(tǒng)的安裝過(guò)程中，必須加強(qiáng)設(shè)備配置、性能、質(zhì)量等因素的可靠性。但在實(shí)際的漏網(wǎng)系統(tǒng)安裝過(guò)程中，受到施工工藝、施工條件等因素的限制，在漏纜的敷設(shè)過(guò)程中存在著很大的安裝工藝瓶頸，給工程后期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)造成了很大的困難。

1.5施工作業(yè)存在一定的安全隱患

隧道內(nèi)敷設(shè)的泄漏電纜多，漏纜的接頭數(shù)量也多，由于工期緊、任務(wù)重，而且區(qū)間內(nèi)施工作業(yè)時(shí)經(jīng)常有軌道車輛經(jīng)過(guò)，給施工安全工作帶來(lái)了一定的安全隱患。

1.6覆蓋方式受眾多因素的影響

地鐵用漏纜進(jìn)行上下行區(qū)間隧道覆蓋，須考慮漏纜模式的選取、傳輸損耗、耦合損耗的取值、隧道因子的影響等問(wèn)題的分析及處理方法，因涉及到的影響因素眾多，給地鐵漏纜的敷設(shè)工作造成了很大困難。

1.7地鐵沿線設(shè)備對(duì)漏纜有一定影響

對(duì)于地鐵沿線常使用的設(shè)備而言，使用期限較長(zhǎng)且需要大修更改，對(duì)通信無(wú)線漏纜有一定影響，需要同步進(jìn)行遷改。然而，施工步驟多，實(shí)施復(fù)雜，對(duì)漏纜損傷大，比架設(shè)一條新纜還要困難得多。

2解決漏纜常見問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施

2.1分析影響影響漏纜性能的原因，提高漏纜性能

在實(shí)際的漏纜系統(tǒng)安裝、施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)電纜直徑、絕緣介質(zhì)、工作頻率以及槽孔結(jié)構(gòu)等內(nèi)在因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，以提高漏纜性能。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)外界施工環(huán)境、沿線設(shè)備等進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以避免外界條件的存在對(duì)漏纜性能的影響2.2降低漏纜損耗

對(duì)于漏纜的耦合損耗而言，多在55～85dB之間。但在地鐵隧道這樣的狹長(zhǎng)空間內(nèi)，此類型的空間本身對(duì)提高漏纜的耦合性能有很大幫助，但耦合損耗相對(duì)較高，多在75～85dB之間，但此時(shí)對(duì)降低傳輸損耗非常重要。在此時(shí)最重要的指標(biāo)就是盡可能地發(fā)射信號(hào)，并穿透周圍的區(qū)域，并得出合理的耦合損害設(shè)計(jì)目標(biāo)。對(duì)于專用泄露同軸電纜而言，是通過(guò)設(shè)計(jì)外導(dǎo)體上開槽的形狀、大小以及靠槽口的距離來(lái)降低系統(tǒng)損耗。它具有在特定的頻率下性能非常好；受周圍環(huán)境的影響較??；平行于漏纜方向，交叉極化較低；垂直于漏纜方向，相鄰極化信號(hào)的頻率響應(yīng)在整個(gè)頻帶內(nèi)波動(dòng)很小等特點(diǎn)。因此，在實(shí)際的漏纜系統(tǒng)安裝施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)專用泄露同軸電纜的應(yīng)用，以有效降低損耗，減少由多徑效應(yīng)引發(fā)的問(wèn)題。

2.3加強(qiáng)漏纜設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制

2.3.1漏纜類型與規(guī)格的選擇

在漏纜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工程的具體需求、外界環(huán)境以及電磁場(chǎng)覆蓋等因素的需要，選擇合適的漏纜類型與規(guī)格，以從基礎(chǔ)上控制好漏纜工程的質(zhì)量。上文已經(jīng)提到，地鐵漏纜分為進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)的不同類型與規(guī)格，因此要根據(jù)無(wú)線通信的系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)以及其他各種相關(guān)因素來(lái)確定漏纜規(guī)格。在新線的建設(shè)過(guò)程中，必須通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算來(lái)確定漏纜的規(guī)格。

2.3.2控制好漏纜設(shè)計(jì)的主要因素

對(duì)于漏纜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作而言，主要包括漏纜系統(tǒng)損耗、各種接插件及跳線的插損、設(shè)備的輸出功率以及設(shè)備的最低工作電平等因素，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)這些因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。

2.4漏纜安裝方式改進(jìn)

在漏纜的安裝過(guò)程中，應(yīng)對(duì)安裝方式進(jìn)行不斷改進(jìn)，以確保安裝質(zhì)量。在具體的安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)漏纜吊夾應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高度進(jìn)行吊裝，確保漏纜吊夾在同一水平線上。吊夾間距也應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，吊夾材料應(yīng)選擇合適的非金屬支架。(2)在安裝吊夾孔時(shí)，應(yīng)確保其與隧道壁垂直，吊夾卡口保持水平。(3)在安裝時(shí)，應(yīng)先將漏纜拉直，并一次將漏纜推進(jìn)吊夾卡口。(4)將漏纜在拐彎處的半徑控制在2m以上，防止漏纜在安裝過(guò)程中因過(guò)度彎曲而使其結(jié)構(gòu)遭到破壞。(5)在對(duì)相同規(guī)格的漏纜接續(xù)時(shí)，應(yīng)保持原有的結(jié)構(gòu)型式。(6)在連接不通規(guī)格的漏纜時(shí)，應(yīng)先使用調(diào)相接續(xù)法，將接頭放在漏纜開槽中心，并保持原有結(jié)構(gòu)型式。(7)在對(duì)漏纜進(jìn)行全程測(cè)試時(shí)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

2.5改進(jìn)漏纜遷改方案

采用漸變型耦合損耗的漏纜比單一開槽方式的漏纜的傳輸距離長(zhǎng)20％左右，使用漸變型耦合損耗漏纜。同時(shí)，還應(yīng)摒棄原來(lái)先放纜、再掛纜的傳統(tǒng)遷改方案，采用大膽創(chuàng)新的“空中平移法”，利用自制支架，在桿上直接實(shí)現(xiàn)無(wú)線漏纜徑路遷改。此舉不僅能有效減少施工量，縮短施工時(shí)間，還能有效節(jié)約成本費(fèi)用，以最大限度地降低對(duì)無(wú)線漏纜電氣特性的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，影響漏纜設(shè)計(jì)、施工、安裝等環(huán)節(jié)質(zhì)量的因素很多，每一種因素都有可能給工程造成嚴(yán)重的損失。因此在今后的工作過(guò)程中，我們應(yīng)對(duì)影響漏纜質(zhì)量的因素進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)解決方案進(jìn)行不斷的完善與創(chuàng)新，以切實(shí)提高漏纜敷設(shè)質(zhì)量。

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