光纖傳輸基于可用光在兩種介質(zhì)界面發(fā)生全反射的原理。突變型光纖,n1為纖芯介質(zhì)的折射率,n2為包層介質(zhì)的折射率,n1大于n2,進(jìn)入纖芯的光到達(dá)纖芯與包層交界面(簡稱芯-包界面)時的入射角大于全反射臨界角θc時,就能發(fā)生全反射而無光能量透出纖芯,入射光就能在界面經(jīng)無數(shù)次全反射向前傳輸。原來
當(dāng)光纖彎曲時,界面法線轉(zhuǎn)向,入射角度小,因此一部分光線的入射角度變得小于θc而不能全反射。但原來入射角較大的那些光線仍可全反射,所以光纖彎曲時光仍能傳輸,但將引起能量損耗。通常,彎曲半徑大于50~100毫米時,其損耗可忽略不計。微小的彎曲則將造成嚴(yán)重的“微彎損耗”。
人們常用電磁波理論進(jìn)一步研究光纖傳輸?shù)臋C(jī)制,由光纖介質(zhì)波導(dǎo)的邊界條件來求解波動方程。在光纖中傳播的光包含有許多模式,每一個模式代表一種電磁場分布,并與幾何光學(xué)中描述的某一光線相對應(yīng)。光纖中存在的傳導(dǎo)模式取決于光纖的歸一化頻率ν值
式中NA為數(shù)值孔徑,它與纖芯和包層介質(zhì)的折射率有關(guān)。ɑ為纖芯半徑,λ為傳輸光的波長。光纖彎曲時,發(fā)生模式耦合,一部分能量由傳導(dǎo)模轉(zhuǎn)入輻射模,傳到纖芯外損耗掉。
性能:光纖的主要參數(shù)有衰減、帶寬等。
大跨距電纜橋架
大跨距電纜橋架是一種較一般電纜橋架的支撐跨度大,且由于結(jié)構(gòu)上設(shè)計精巧,因而又比一般電纜橋架具有承載能力大等特點(diǎn)的橋架,所以它不僅適用于煉油、化工、紡織、機(jī)械、冶金、電力、電視、廣播等工礦企事業(yè)的室內(nèi)外電纜架空的敷設(shè),也可作為地下的工事,例如:地鐵、人防工程的電纜溝和電纜隧道內(nèi)支架。
大跨距電纜橋架共包括大跨距的梯級、托盤、槽式、重載荷梯架、直角三通、多節(jié)三通、直角四通,以及相應(yīng)型號的連接件,蓋板和支柱。
大跨距電纜橋架備有蓋板,需要配蓋板時在訂貨時說明,或按蓋板型號訂貨。
大跨距電纜橋架表面處理分塑料噴塑、鍍鋅,或烤漆等處理。在腐蝕性環(huán)境中,可選用經(jīng)過塑料噴涂處理的橋架,在一般大氣防腐環(huán)境中可選用鍍鋅處理的橋架。
1.可以避免金屬護(hù)欄在高電磁場下的電磁感應(yīng)帶來的發(fā)熱、高感應(yīng)電壓問題,不會對變電設(shè)備產(chǎn)生損壞,避免運(yùn)行維護(hù)人員遭受電擊。
2.耐候性好,在濕熱狀態(tài)下不發(fā)生氧化銹蝕,不褪色,不需刷油漆保護(hù),不用日常護(hù)理,不怕雷擊。
3.耐腐蝕,在10%的硫酸、20%的硝酸、、50%的醋酸長期作用下不受影響。
4.耐撞擊易復(fù)原,受到物體撞擊后彈性大,能恢復(fù)到原形狀,拉伸、彎曲強(qiáng)度為600pa以上,抗疲勞能力約為鋼材的50倍。
變頻電纜的結(jié)構(gòu)及附加試驗(yàn)討論 了解變頻電纜工作特點(diǎn)之后,就不難從電纜結(jié)構(gòu)改進(jìn)來解決上述三個問題。
1.絕緣的電氣擊穿問題 變頻電機(jī)大量應(yīng)用后,大多數(shù)情況選用一般電力電纜,如聚氯乙烯絕緣、護(hù)套電纜或交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜,由于電纜本身耐壓水平較高,很少發(fā)生電纜本體擊穿。這與上述深井油泵電纜擊穿事故顯然不同,深井油泵電纜采用聚酰亞胺/聚全氟乙丙烯復(fù)合薄膜繞包燒結(jié)和乙丙橡膠雙層絕緣,從厚度和絕緣密實(shí)來看并不理想,油泵電纜長度超過3千米,油井的工作環(huán)境嚴(yán)酷,電纜處在高溫、高壓、含油和含水的條件中工作,其絕緣性能比較脆弱,當(dāng)運(yùn)行過程中受到多種惡劣因素的侵蝕后發(fā)生電、熱因子交錯作用而導(dǎo)致絕緣擊穿。為何電纜在工頻下能長期運(yùn)行而變頻下幾小時內(nèi)擊穿? 這決不是老化問題,基本上可歸結(jié)于高頻脈沖電壓的影響。一般陸用情況下,采用聚氯乙烯絕緣并不理想,因?yàn)槠浣橘|(zhì)損耗偏大。交聯(lián)聚乙烯絕緣較為滿意,它兼有機(jī)、電、熱等優(yōu)良性能。電纜絕緣厚度可采用1kV 電壓等級的規(guī)定,若適當(dāng)加厚,當(dāng)然更為可靠,這對變頻電纜更為有利。
2.高頻電磁波對環(huán)境污染問題 雖然目前沒有國家規(guī)范規(guī)定電纜發(fā)射電磁波造成環(huán)境污染的考核指標(biāo),但抑制對外高頻干擾是必須做到的。對于四芯低壓電纜,首先是改善絕緣線芯的排列,假如電纜的四個芯直接成纜,是不對稱結(jié)構(gòu),如果將第四芯分解為三個截面較小的絕緣芯,把三大三小線芯對稱成纜,二種情況相比較,對稱型比較有利。第二應(yīng)認(rèn)為更重要的是加強(qiáng)總屏蔽結(jié)構(gòu)。制造者習(xí)慣采用銅線編織屏蔽,實(shí)際上這并不是好方法,材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效應(yīng)不是很理想。采用銅帶搭蓋縱包并軋紋是較為先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和工藝,形成了全封閉金屬層,只要厚度適當(dāng),可達(dá)到有效的屏蔽功能。而這種工藝及其所用的材料在光纜領(lǐng)域中已十分普遍,銅帶厚度不能太薄,以保證抑制電磁波對外發(fā)射。
3.屏蔽層接地措施 屏蔽層接地良好是抑制電磁波對外發(fā)射的必要條件,銅線編織屏蔽的接地方式較容易解決,而縱包銅帶軋紋屏蔽需用專用夾具接地,夾具與軋紋銅管的接觸面應(yīng)當(dāng)吻合,接地線由夾具尾端引出。
4.外護(hù)套 這種電纜大多數(shù)敷設(shè)在室內(nèi),一般不需鎧裝,雖然不完全排除用聚氯乙烯護(hù)套,但選用高密度聚乙烯更為合適。
5.電纜的附加試驗(yàn)一般低壓電纜不需要進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn),如IEC 60502 標(biāo)準(zhǔn)僅對 3.6/6 kV 及以上的電纜才規(guī)定進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)。變頻電機(jī)的連接電纜情況略有不同,需要承受高頻脈沖電壓。高頻波振幅可達(dá)1200~1900 V ,振鈴頻率約 100~2000 kHz ,對電纜進(jìn)行脈沖電壓試驗(yàn)(型式試驗(yàn))是體現(xiàn)電纜絕緣水平。試驗(yàn)可參考IEC 60502 標(biāo)準(zhǔn),即施加正負(fù)各十次脈沖電壓試驗(yàn),試驗(yàn)電壓可考慮 40 kV ,但需要進(jìn)一步驗(yàn)證,是否必要工廠也可自行決定。
1)類別:H——市內(nèi)通信電纜
HP——配線電纜
HJ——局用電纜
(2)絕緣:Y——實(shí)心聚烯烴絕緣
YF——泡沫聚烯烴絕緣
YP——泡沫/實(shí)心皮聚烯烴絕緣
(3)內(nèi)護(hù)層:A——涂塑鋁帶粘接屏蔽聚乙烯護(hù)套
S——鋁,鋼雙層金屬帶屏蔽聚乙烯護(hù)套
V——聚氯乙烯護(hù)套
(4)特征:T——石油膏填充
G——高頻隔離
C——自承式
(5)外護(hù)層:23——雙層防腐鋼帶繞包銷裝聚乙烯外被層
33——單層細(xì)鋼絲鎧裝聚乙烯被層
43——單層粗鋼絲鎧裝聚乙烯被層
53——單層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外被層
553——雙層鋼帶皺紋縱包鎧裝聚乙烯外被層
2)BV銅芯聚氯乙烯絕緣電線;
BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電線;
BVV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電線;
BLVV鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電線;
BVR銅芯聚氯乙烯絕緣軟線;
RV銅芯聚氯乙烯絕緣安裝軟線;
RVB銅芯聚氯乙烯絕緣平型連接線軟線;
BVS銅芯聚氯乙烯絕緣絞型軟線;
RVV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟線;
BYR聚乙烯絕緣軟電線;
BYVR聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟線;
RY聚乙烯絕緣軟線;
RYV聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套軟線
3)電纜的型號由八部分組成:
一、用途代碼-不標(biāo)為電力電纜,K為控制纜,P為信號纜;
二、絕緣代碼-Z油浸紙,X橡膠,V聚氯乙稀,YJ交聯(lián)聚乙烯
三、導(dǎo)體材料代碼-不標(biāo)為銅,L為鋁;
四、內(nèi)護(hù)層代碼-Q鉛包,L鋁包,H橡套,V聚氯乙稀護(hù)套
五、派生代碼-D不滴流,P干絕緣;
六、外護(hù)層代碼
七、特殊產(chǎn)品代碼-TH濕熱帶,TA干熱帶;
八、額定電壓-單位KV