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分析铁路通信光缆线路的结构特点及维护策略

来源:原创论文网 添加时间:2019-08-28

铁路技师论文最新范文8篇之第六篇:分析铁路通信光缆线路的结构特点及维护策略

  摘要:光缆的性能和使用寿命极大的关系着现代铁路运行的效率和安全性能, 对此, 必须明确铁路通信光缆线路的结构特点, 分析影响其使用性能的影响因素, 采取有效可行的维护策略, 以充分发挥光缆通信的优越性能, 确保铁路运行顺畅, 更好的为煤炭运输提供服务。

  关键词:铁路通信; 光缆线路; 光纤

铁路

  1 铁路通信光缆线路的结构特点

  用于铁路通信工程中的通信光缆主要是室外光缆中的层绞式光缆,由光纤、松套管、中心加强构件、金属铠装层、外护套等部分组成,它的缆芯由光纤、松套光纤层绞等部件构成,中心一般采用金属加强构件,最突出的特性在于易于分叉,可方便的从缆部整体分取部分光纤用作分项功能,光纤余长也非常好控制。又因为在铁路沿线区间节点设备组网过程中,光纤的敷设引入最适于采用干线光缆分歧接引的方式,因此,目前松套层绞式结构光缆为铁路敷设通信光缆线路的首选。层绞式通信用室外光缆执行YD/T769现行标准规定,结构如图1所示。

  图1 层绞式光缆结构  

  2 铁路通信光缆使用性能影响因素分析

  铁路通信光缆在实际使用过程中,对于其性能的主要影响因素包括自身质量、自然环境和人为施工因素三种。具体分析如下:

  2.1 自身质量因素的影响

  光缆自身质量是其性能的直接影响因素,主要包括光纤的质量、制造材料的质量以及结构设计等。

  2.1.1 光纤质量的影响

  光纤作为光缆传输的核心,其尺寸、机械性能、化学特性是否符合敷设需要、和相关规定对光缆性能的发挥起着决定性的作用,首先从尺寸来看,光纤在传输窗口(1310nm、1550nm)的模场直径和芯层/包层的同心度决定着光纤熔接时的匹配性,模场直径越接近芯层/包层的同心度时,熔接损耗越小。再者,光纤本身的成分主要是二氧化硅,硬度高但比较脆,导致其强度和弯曲性能有限。因此,要保证光缆的传输性能,选用优质的光纤是首要前提。

  2.1.2 其他部件质量的影响

  光缆的其他部件如钢丝、铠装金属等质量也对光缆的整体性能有着重要的影响,弹性模量至少达到190GPa的钢丝加强件才够满足光缆的拉伸要求,铠装金属带本身要防锈,且基带厚度以0.15mm为宜,这样不至于太薄而太易被锈穿。填充于光缆截面缝隙中的缆膏必须达到迅速吸水的效果以实现阻水功能。

  2.1.3 结构设计的影响

  在光缆结构设计中,外径大的金属加强件弹性模量更大,可提供的拉力也更大。当铁路通信用层绞式光缆的套管尺寸较小、光纤余长偏大时,如果遇到低温变化,极易产生温度衰减而影响传输性能。

  2.2 外界环境因素的影响

  2.2.1 温度变化和土壤环境影响

  受温度变化影响产生的热胀冷缩现象,会使光纤受力增加而损耗增大甚至出现断裂等严重影响土壤所具有的酸碱性、含氧量和水分会引起光缆外护套材料的逐渐老化受损,甚至透过破损的外护套腐蚀内部金属材料,降低光缆的阻水防潮气性能,终而影响光缆的性能和最终使用寿命。

  2.2.2 大气、自然灾害等影响

  强烈的日照及其散发出的强紫外线,对于暴露在大气中的非地下敷设的铁路光缆具有非常突出的老化作用;风力造成的负荷会使架空光缆受力过多,影响光缆信号传输的连续性,而高电场和强雷电则有可能击穿光缆或引起护套的电腐蚀。霜冻、雪灾造成的冰凌以及洪水滑坡、泥石流、地震等难以预测的自然灾害还会直接中断光缆的通信。

  2.3 人为施工因素的影响

  光缆在敷设施工时有没遵守相关规范、细节是否处理到位,迁改施工时是否造成故障或留下了故障隐患都是影响光缆性能和使用寿命的重要因素。

  3 有效维护铁路通信光缆的策略要点

  3.1 谨慎施工,降低维护概率

  在光缆施工前,必须严格把控光缆的选用关口,选择符合施工选材规定,外观完好、性能优越的光缆,并在存储和施工中注意方式方法,以减少光缆各方面损耗及后续不必要的维护,为光缆充分发挥其使用功能打好基础。具体应做到的施工要点如下:

  3.1.1 谨慎布设牵引

  长途铁路干线的光缆敷设工程一般要求线缆的寿命至少为20-25年,因此在施工中要尽可能的减少不必要的光缆磨损,光缆曲率半径的选定和设置必须遵循YD.T9001-2009的规定,布放光缆时拉力一定要小于线缆所受应力最大值f (max)的85%,瞬时的拉力要小于等于线缆所受应力最小值f (min),同时铺设几条光缆时,应采取分别牵引的方式避免光缆交叉叠放,并确保牵引最高速度V (max)应小于等于15m/min.

  3.1.2 处理好光缆接续,降低接头故障率

  光缆接头的处理对铺设进程、线路寿命和线路传输质量起着关键性的作用,在敷设光缆时必须保证已焊接完成的光纤接头的牢固性和密实度,并反复检查接头盒的密封性以防止连接不畅及接头盒进水,确保焊接效果,在后续的日常维护中,也需定时检测,发现问题及时处理。

  3.2 加强巡护,及时排查风险点

  要根据铁路通信光缆敷设竣工及投入使用的时间做好巡视的计划,指定专业人员按计划定期对通信光缆进行巡检。对检查出的问题,要按照既定流程及时向相关部门或上级汇报,并对每一次巡检进行跟踪记录。应保证每周至少巡检一次的频率,并在遇特殊情况时适当增加巡检人员和频次,例如遇到大风天气或冰雹过后,应及时增派人员力量,及时排查光缆问题故障,保证铁路通行顺畅。

  3.3 强化技能,及时排除故障

  专业的光缆维修技术人员应定期对铁路沿线的光缆使用情况及周边环境进行分析,尤其对桥梁和山坡等地段的铁路光缆,更要重点关注其周边的环境变化,警惕泥石流或塌方等地质灾害带来的外力损伤。还应不断提升自身的业务技能,确保在应对光纤故障时冷静分析,迅速采取有效措施妥善处理,以及时排除故障,恢复光缆的正常通信。

  4 结束语

  为尽可能减轻或避免光缆自身的质量以及外界环境因素对其不利影响,铁路系统的专业工程人员需在施工过程中及投入使用后两个阶段都要采取有效的措施做好维护,以尽可能确保光缆在铁路系统运行中充分发挥其功能,延长其使用寿命。

  参考文献
  [1] 傅蕾, 李卫, 夏贵进, 等。光缆可用性评估的研究[J].光纤与电缆及其应用技术, 2016 (01) :1-3.
  [2] 傅蕾, 李卫, 张曦, 等。基于传输性能指标预测的光缆可用性评估[J].光通信研究, 2016 (03) :43.

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