漏泄同轴电缆施工工法

'漏泄同轴电缆施工工法一前言为了解决铁路在山区、弯道、隧道内等弱场强或无场强区段的无线列调通信工程问题，目前采用在这些区段沿铁路线一定距离架设漏缆，安装隧道中继器和中继器天线的方式使无线电信号电波沿漏缆传输并均匀向外漏泄，使这些区段内场强达到一定要求而保证无线列调通信畅通、可靠。我们公司于1993年承担了某无线列调通信工程连江口至广州段的施工，在无施工规范和技术标准的情况下，我们在施工过程中边学习，边实践，边总结，用较短的时间，质量良好地完成了该段的施工任务。在完成任务的同时，锻炼了一支技术熟练、工艺精良的施工队伍。为了更好地指导今后同类工程的施工，我们在总结实践的基础上，编写了400MHz漏泄电缆的施工工法。期望本工法在今后指导同类工程施工实践的同时，不断地进行补充和完善，以取得更大的经济和社会效益。二工法特点及适用范围2．1本工法有如下特点：2．1．1漏缆架设前要进行严格的单盘测试及合理的配盘。2．1．2漏缆须架设在铁路旁距轨道线路中心3～15米范围内，其高度须距轨面4.5～4.8米。2．1．3漏缆的漏泄槽应朝铁路一侧。2．1．4漏缆接续按漏缆的型号不同须配用不同的连接器件，为控制电缆的耦合损耗，还须根据不同类型的电缆，确定其连接器的安装位置。2．2本工法适用于山区、隧道传输信号，整个铁路系统及地下铁路，厂矿等漏泄电缆组成的无线通信系统工程的施工，同时也适用于从事漏缆维修人员进行维修工作。-19- 三工艺原理本工法是无线列调通信系统中的部分设备——漏泄电缆的施工工艺，其原理可从以下三个方面来说明：3．1漏缆既是无线信号电波的传输线，又可视为无线信号的天线。调度、车站值班员、机车司机互相通话，一般情况下，是靠车站电台通过天线向空间发射信号电波，在铁路沿线的空间产生一定的场强，并通过机车电台的天线耦合接收来实现的。而在弯道、山区、隧道内无线电波被阻挡、反射、吸收，使得该区段通信困难或无法通信。漏缆沿铁路架设，通过中继器和中继器天线，将车站电台发射的信号电波接收，经中继器放大加强，沿漏缆传输并均匀向外漏泄信号电波，使这些弱场强和无场强区段的铁路沿线具有一定大小的场强分布，以便在这些区段运行的机车电台能正常接收信号。同样，机车电台发射的信号电波也通过漏缆耦合，传输到中继器放大加强后送到中继器天线发射，被车站电台接收，从而实现调度、车站、机车的通信。因此，漏缆起到了传输、漏泄（天线）两方面的作用，成为山区、弯道、隧道内等弱场强或无场强区实现无线通信的关键设备之一。3．2采用分级补偿的原则，从而使列车收到平稳的电平信号，同时与采用单一的漏缆相比，能延长通信距离。下面举一例说明：3．2．1漏缆特性型号耦合损耗传输损耗14980dB/Km25dB/Km14870dB/Km27dB/Km14765dB/Km36dB/Km3．2．2中继段的漏缆配置方法：在电波信号正向传输方向上，漏缆的配置顺序原则是-19- Ⅰ型中继器Ⅱ型中继器DCXLCX400m400m400m147型148型149型正向传播方向ABCD中继段漏缆配置图1耦合损耗由大到小，传输损耗由小到大，以确保机车接收电平的曲线斜率最大限度最小，呈锯齿波形，也保证了无线信号在整个漏泄系统中的传输。3．2．3中继区段各点电平计算A点134dB（设定）（标准电平）B点134-25×400÷1000=124（dB）C点124-27×400÷1000=113.2（dB）D点113.2-36×400÷1000=98.8（dB）3．2．4机车电台天线在中继段内各点收到的电平计算A点134-80=54（dB）B点124-80（70）=44（54）（dB）C点113.2-70（65）=43.2（48.2）（dB）D点98.8-65=33.8（dB）54ABCDdB04008001200中继段（m）4434机车电台接收电平曲线图2-19- 从以上可以看到在中继段内漏缆采用这样的配置，当信号强时用耦合损耗大的漏缆实际收到的信号就弱，当经过一定距离的传输，信号减弱时，用耦合损耗小的漏缆，实际接收到的信号就强，而且正向传输方向漏缆传输损耗由小到大，形成三个阶梯，在B、C两点可以看出能量得到补偿，这种分级补偿的办法可保证信号能量尽可能送到远端，而且保证整个中继段内的场强基本一致，因此，用这种方式配置电缆能使电缆达到最大的使用长度。3．3不同种型号及相同型号漏缆间的接续，须采用相应的连接器件。如相同型号漏缆接续采用固定连接器件接于槽孔节距中间，保持槽节距一致以获得连续的辐射场强，不同型号漏缆接续时采用L27Q型连接器件及调相电缆接于槽节之间，用调相电缆连接进行调相，以消除辐射场强的突跳，还有不同阻抗的电缆接续采用NQ型连接器件，以得到阻抗匹配的效果等等。因此，正确使用连接器和按规定的步骤安装是十分重要的。四施工工艺4．1漏缆架设施工工艺4．1．1漏缆架设必须遵照以下原则：架设漏缆的杆路必须按规定的位置即离线路中心3～10米，杆距30米；漏缆的架设必须符合规定的条件，即架设高度离轨面4.5～4.9米，泄漏槽隙朝向铁路一侧。4．1．2杆路施工：按设计要求及上述原则定位杆位，加固杆路及架设吊索。4．1．3漏缆配置：4．1．3．1确认电缆的型号并做单盘测试和充气试验。4．1．3．2根据中继段长度等分配置漏缆。即将中继段分成三等分配置三种型号的漏缆，若遇有特殊情况无法等分时，可把等分后多余长度增加在传输损耗最小的漏缆中，如下图：4．1．3．3根据中继器正向传输方向顺序配置漏缆，即先配置耦合损耗大的（传输损耗小的）漏缆，最后配置耦合损耗小的（传输损耗大的）漏缆。-19- 123400m400m400mLCX-149LCX-148LCX-1471200m123400m400m400mLCX-149LCX-148LCX-1471200+a(m)am中继段正好等分图3中继段正好等分后有a(m)余量图44．1．4漏缆布放及吊挂，漏缆的布放和一般架空电缆相似，但必须注意如下几点：4．1．4．1按配盘表布放及吊挂，吊挂垂度为0.15～0.2米。4．1．4．2漏缆弯曲半径不小于2米，不能受冲击。4．1．4．3漏缆吊挂时采用吊挂夹夹住漏缆自承索和吊索，每隔3～5米设一吊挂夹固定。15米设一防火吊夹。4．1．4．4漏缆引入中继房或引上天线采用馈缆（SDY-50-9-4），可埋设引入或吊挂引入。4．1．4．5隧道内吊挂漏缆不在挂吊索，采用吊夹直接夹漏缆自承索吊挂，吊夹间距5米，每15米设一防火吊夹，采用专用膨胀螺丝固定在隧道壁上，距轨面高度为4.5～4.9米。4．2漏缆连接器件安装工艺（漏缆接续工艺）漏缆连接器件主要有以下三种类型：L27Q型连接器，适用于不同型号漏缆间的接续，即调相头和终端负载接头；NQ型连接器，适用于漏缆与馈缆间的接续，阻抗变换接头；LGQ型固定连接器变换接头。4．2．1L27Q型连接器的安装工艺调相接头剖示图-19- 漏泄电缆电缆外护套外导体内导体第一道沟第二道沟带孔绝缘子小螺母带接触头外壳蜜封圈带密封绝缘子外壳组件带孔绝缘子插孔内导体气门嘴内导体芯子接触套压环扁螺母垫圈密封圈尾螺母L27Q-K339A剖示图54．2．1．1L27Q-K339A插座安装1）开剥电缆。清洁电缆外部，剖去承力索约200mm，剥去漏缆外护套、外导体、绝缘套管及螺旋绝缘，露出内导体铜管约17mm。要求：a.切口与漏缆轴心垂直，外护套端头倒角为2×450，内导体铜管不带毛刺，铜管内壁除氧化膜并将漏缆头部各种金属和非金属碎屑和颗粒清除干净；b.接头必须设在槽距中部。2）将连接器插座套在电缆上。将连接器插座拆开，顺序为尾螺母、垫圈、密封圈、扁螺母、压环。要求：严格按上述顺序进行，即先套尾螺母，最后套压环。3）压接内导体芯子。将内导体芯子插入漏缆内导体孔内，用滚压钳滚压两道槽，第一道槽落在内导体芯子的槽内，第二道槽以滚刀靠紧漏缆切划面为准进行滚压。要求：滚压时多滚压少进刀，以利内导体铜管逐步变形，第二道槽稍比第一道槽略浅，槽深适中，以使铜管及芯子接触良好、牢固为宜。-19- 4）在漏缆外导体铝皮与绝缘套管间插进接触套。先把漏缆外护套端头圆周纵向划开，长为20mm，间隔为15mm。要求：不要将漏缆外导体铝皮弄断或损伤。5）装上带孔绝缘子，旋进连接器的插孔内导体，务必旋紧，推进压环和扁螺母。6）套上装有密封绝缘子的外壳组件，将垫圈、密封圈依次推入外壳内，在推入的同时，加涂硅橡胶。顺序为：首先推进一个垫圈，再涂一层硅橡胶，把第一密封圈小心均匀地推入外壳内；再推第二垫圈、再涂一层硅橡胶，再把第二密封圈推进；再推第三垫圈；旋进尾螺母，并用月牙形扳手把尾螺母旋紧。7）旋进内导体上的小螺母。8）装上带有接触头的外壳并旋紧。9）加盖防尘罩。10）重复步骤1）至9），完成另一漏缆调相插座的安装。11）用开路短路法测试连接器的电气特性（方法见附注1）。4．2．1．2L27Q—75J—186插头安装工艺。如图6示：1）开剥电缆。取一段调相电缆（SYKY—75—12），估计长度见附注2，用刀片剥去电缆外护套14～15mm，露出外导体编织层。2）连接器L27Q—75J—186调相插头拆开，按压紧螺套、橡皮圈、压环、电缆夹的顺序套在电缆上。3）松开外导体编织层，露出内导体绝缘层，并在离护套切口20mm处切去绝缘层，露出内导体约12mm，用锉刀将其端口倒角0.8×450后用细砂纸擦净内导体表面。4）把套管插入电缆绝缘层与编制层之间。-19- 调相电缆外护套外导体电缆绝缘质套管插孔扁螺母绝缘垫杆针小绝缘子电缆夹压环橡皮圈压紧螺套内导体外壳图六2L27Q—75J—186插头5）用剪刀修去伸出套管边缘的编制层铜丝，套上小绝缘子。6）套上外壳，然后对焊接的插孔旋上插针（一般情况下只套上外壳）。7）把电缆夹推到位，并注意套管弹片的弹力，若无弹力，可稍加调整，使之达到一定强度的弹力。8）将压环推到电缆夹上，再把橡皮圈推到位。9）推进压紧螺套并旋紧。10）加盖防尘罩。11）重复1）至10）步骤，完成本段电缆另一调相插头的安装。12）用开路短路法测量安装好的插头的绝缘和接触是否良好。4．2．1．3插头插座组合将安装好的插头、插座的座芯对准，把连接螺丝旋紧即可。如图7（一端），另一端相同。4．2．1．4检查安装质量。采用开路短路法测量整个接头的绝缘和接触是否良好（同法检查另一端）。4．2．1．5防护。采用自粘胶带将接头的金属部分密绕包扎一层后，用聚乙烯塑料带密绕包扎一层（同法防护另一端）。-19- 调相电缆外护套外导体电缆绝缘质套管插孔电缆夹压环橡皮圈压紧螺套内导体漏泄电缆电缆外护套外导体内导体第一道沟第二道沟带孔绝缘子小螺母带接触头外壳蜜封圈带密封绝缘子外壳组件带孔绝缘子插孔内导体气门嘴芯子接触套扁螺母垫圈密封圈尾螺母L27Q-K339A与L27Q—75J—186组合剖示图74．2．1．6连通气路用相当于调相电缆长度的橡胶皮氧气管连通接头两侧漏缆的气路（如图8），将接头（插座）用专用接头固定夹固定在吊索上。连接器插头调相电缆吊索漏缆连接器插座固定夹气路连通胶管气门嘴调相接头固定示意图84．2．2NQ型接头安装工艺NQ型接头即带阻抗变换器接头剖示图9（插座）：4．2．2．1NQ-K339A插座安装1）～7）与L27Q-K339A相同。-19- 8）装上带法兰的阻抗变换部分，旋紧6个螺栓。漏泄电缆电缆外护套外导体内导体第一道沟第二道沟带孔绝缘子小螺母带接触头外壳蜜封圈带密封绝缘子外壳组件带孔绝缘子插孔内导体气门嘴内导体芯子接触套压环扁螺母垫圈密封圈尾螺母阻抗变换器法兰螺丝图9NQ型接头即带阻抗变换器9）用开路短路法测试插座安装后内外导体绝缘及接触是否良好。10）加盖防尘罩。4．2．2．2N-J104插头安装工艺N-J104插头剖示图10馈线电缆外护套外导体电缆绝缘质套管插孔接触套白色绝缘垫杆针小绝缘子电缆夹压环压紧螺套内导体外壳N-J104插头剖示图10-19- 1）开剥电缆（馈缆），用刀片剥去电缆外护套14～15mm，露出外导体编织层。2）将N-J104插头拆开，按压紧螺套、压环、电缆夹的顺序套在馈缆上。3）松开外导体编织层，套上外导体接触套，用小木锤将其轻轻敲进编织层与内导体绝缘层之间，切去接触套面以外的外导体绝缘层，露出内导体约8mm，将其端口倒角0.8×450后锉去氧化层。4）插进插孔内导体，并焊接在内导体上。5）套上外导体接触圈，白色绝缘垫，旋进杆针各处旋紧。6）用剪刀修去伸出接触套外的编制层铜丝，套上小绝缘子。7）套上外壳，旋进外壳上的小螺丝。8）按顺序推上电缆夹、压环，并旋进压螺套。9）加盖防尘罩。要求：在安装时要保持连接器各部件与电缆成端头位置的清洁，保证不虚焊。4．2．2．3插座与插头组合如图114．2．2．4检查安装质量：同L27Q型接头4.2.1.4步骤。4．2．2．5防护：同L27Q型接头4.2.1.5步骤。4．2．2．6气路连通：采用氧气管在NQ-K339A型上连接气路，氧气管与馈缆相同径路绑扎，引入到中继器房的充气盒，以便维护充气。-19- 漏泄电缆电缆外护套外导体内导体第一道沟第二道沟带孔绝缘子小螺母带接触头外壳蜜封圈带密封绝缘子外壳组件带孔绝缘子插孔内导体气门嘴内导体芯子接触套压环扁螺母垫圈密封圈尾螺母阻抗变换器法兰螺丝N-J104馈缆插座与插头组合如图114．2．3LGQ固定接头安装工艺固定连接器件是安装于同一型号漏缆间的接头，其剖视图12。漏泄电缆电缆外护套外导体内导体第一道沟第二道沟带孔绝缘子外壳组件密封圈内导体嘴内导体芯子接触套压环扁螺母垫圈密封圈尾螺母法兰螺丝插孔内导体LGQ-K339A插头剖示图124．2．3．1LGQ-K339A插座安装工艺1）找槽确定安装位置（详见注3）。-19- 2）～5）安装步骤与“4．2．1．1L27Q-K339A插座安装1）～4）”步骤相同。6）套上外壳，装上带孔绝缘子。7）旋紧内导体，务必旋紧。8）用专用月牙扳手把扁螺母推进外壳内，并旋紧。9）加盖防尘罩。10）重复步骤1）至9），完成另一漏缆调相插座的安装。11）把密封圈放在外壳槽内，旋进法兰外壳。12）用开路短路法测试安装好的LGQ-K339A的内外导体绝缘及接触是否良好。4．2．3．2LGQ-K339A插头安装工艺重复4．2．3．1的1）～12）完成安装步骤。4．2．3．3LGQ-K339A插头插座组合安装。组合安装如图13（该插头插座安装工艺相同，只是内芯一个是上座，一个是上头）1）放上密封垫圈，套上螺丝喉箍。2）对接LGQ—K339A，保持同一轴线接触良好。漏泄电缆电缆外护套外导体内导体带孔绝缘子外壳组件密封圈内导体嘴内导体芯子接触套压环扁螺母垫圈密封圈尾螺母法兰螺丝插孔内导体LGQ-K339A插头插座组合安装图133）加装6只螺栓，旋紧螺栓及喉箍，注意保持6只螺栓的均匀旋紧。4）两段漏缆自承索用中号调整螺丝连接，并调整好漏缆自承索的紧松度。4．2．3．4检查安装质量：与4．2．1．4相同。-19- 4．2．3．5防护：防护采用自粘胶带将接头的金属部分密绕包扎一层后，用聚乙烯塑料带密绕包扎一层，再将接头（插座）用专用接头固定夹固定在吊索上。五工艺流程5．1漏缆敷设安装工艺流程图（*本工艺流程未纳入防雷设施）施工准备定位打杆洞打眼固定隧道吊夹单双轮板抬运电杆立杆杆路加固安装吊索布放漏缆漏缆接续电缆吊挂引入中继房或接入天线杆路编号漏缆敷设安装工艺流程图145．2漏缆接续工艺流程图接续准备开剥电缆拆开连接器套入电缆安装组件压接（焊）内导体芯子密封紧固连接器连接器组合检测接续质量接续处防护接头固定于吊索上通气及系统电气试验漏缆接续工艺流程图15-19- 六漏缆施工机具材料表6．1机具表序号名称型号规格单位数量备注1测量绳50m根12皮尺50m根13打洞工具套8根据人数定4立杆工具套25千斤顶架大套2布放电缆6竹梯把47冲击钻把38发电机1.2-1.5台39充气机G2-0.5台110干燥罐个3配气管11接头专用工具套212游标卡尺150mm把213卷尺1m个214什锦锉套215钢锯把216剪刀把217电工刀平面刀把218木锤把219烙铁把220摇表1000MΩ台221电桥QJ-45台1-19- 6．2材料表（以一个中继段为例，其中含180m隧道一个）序号名称型号规格单位数量备注1标桩个402馈缆SDY-50-9-4公里13漏缆SLDY-75-37-147-148-149公里1.24调相电缆SYKY-75-12米35钢绞线7*3.0-9.0公里1.36吊夹套350含70套防火夹7隧道吊夹套40序号名称型号规格单位数量备注8单轮板套29插座L27Q-K339A套210插头L27Q-75J-186套211插头插座LQG-K339A套1视实际情况定12终端插座NQ-K339A-75/50套213终端插头NJ-104套814酒精公斤0.515自粘胶带盘216棉纱公斤0.517硅胶支318松香水公斤0.119水泥杆根3620水泥卡盘根1021双轮板套1-19- 七劳动组织本工法劳动组织如下（以一个中继段为例）7．1架设漏缆组织序号工作性质工种数量备注1总负责施工负责人1人负责全面工作2技术指导管理技术人员1人技术工作3定位、打杆洞通信工、民工12人其中职工2人4整运电杆通信工、民工12人其中职工2人5立电杆通信工、民工12人其中职工3人6杆路加固通信工、民工6人其中职工2人7安装吊索通信工、民工10人其中职工4人8敷设吊挂电缆通信工、民工40人其中职工10人注：1）上表中职工负有指挥、安全、防护的责任。2）在隧道施工，应设专人三级防护。7．2漏缆连接器安装组织序号工作性质工种数量备注1总负责施工负责人1人负责全面工作2技术指导管理技术人员1人技术工作3安装人员通信工4-6人分两组接头4检查质量专职质检人员1人负责测试检查八质量控制漏缆架设及其连接器件安装质量好坏对400MHz无线列调通信系统的质量起着决定性的作用，它也是运输系统实现机车联控、确保行车安全的重要设备，特别是漏缆连接器件的安装质量，更显得重要。为了有效地进行质量控制，我们采取如下措施：8．1根据设计文件、通信施工规范、验标，同时参照维规及本工法的工艺流程，标准精心组织施工。-19- 8．2在安装连接器件过程中，认真仔细，严格按本工法进行操作。漏缆接续处必须注意清洁，严防错装、漏装、装不到位、内外导体接触不良，虚焊，零件损伤等现象。8．3严格坚持检测制度，安装前必须检查电缆及连接器件是否符合要求，安装后必须检查插座、插头的安装工艺及其电气特性是否良好（见附注1）。8．4熟悉和掌握各种型号漏缆找槽方法和开剥电缆尺寸（见附注3）。8．5注意保持连接器件的清洁性、密封性、顺序性、接触可靠性和防护的严密性。附注：附注1：特性检查1）开路检查：电缆另一端开路，用1000V摇表测量内导体和外导体的绝缘，应不小于1000MΩ。2）短路检查：电缆另一端短路，用万用表测量内外导体直流环阻，每公里不大于4Ω，同时用木棰敲击连接器件，看表针是否抖动，如抖动则接触不良，如表针不动，则接触良好。附注2：调相电缆长度的估算对于L27Q-K339A连接器的安装，为使两段不同型号的漏缆接续之间跌落量达到最小，必需调整槽间的相位差。在双工通信方式中，需对应收、发两个频率进行调整，如果两个频率分别为fa、fb，则连接电缆（SYKY—75—12）的最佳电气长度LOPT为：LOPT=La+mλa=Lb+nλb这里La、Lb为对应fa、fb的最佳连接电缆的电长度，m、n为整数。作为以通话为目的的线路，因为允许一定程度的场强变化，所以根据接续点两侧槽缝间的距离及接头间尺寸计算连接电缆长度即可，La、Lb在一般情况下不考虑。一般只取λa或λb的倍数，如当f为467.7MHz时，λ=，（式中c为光速），则λ为640mm，连接电缆长度一般取其两倍为1300mm。附注3：安装连接器前的漏缆找槽对同一外径的电缆来说，由于漏泄量的不同，在结构上漏泄槽有不同的节距和角度，且有单槽、双槽之分，由于漏泄电缆既是天线，又是传输线，每个槽孔相当于每个天线振子，故当安装固定连接器时，根据天线振子分配原理，为保证电缆的原始漏泄量，既保证接头附近具有原来一样的耦合损耗，就必须对电缆找槽，如对于SLDY—75—37—-19- 147漏缆来说，槽距为380mm，半槽距为190mm，固定连接器接于槽距内，一般取正中位置，因而从剥开电缆的头部发现第一个槽时，量出190mm即为正中位置，由于固定连接器增加电缆长度为74mm，所以，从电缆头部第一槽道量出190+74÷2=227（mm），并在该处割断漏缆，安装固定连接器，见附注图1，这样连接器接好后，处于半槽距之间，且保持原电缆的槽距，不会破坏原电缆的性能。带阻抗变换器的插座和电缆终结处的插座不需要找槽。节距760mm槽距380mm槽距380mm1531533737固定连接器漏缆漏泄槽附注：漏缆找槽图6-19-'