高架段信号RF电缆频发折断隐患攻关-中国期刊网

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（整期优先）网络出版时间：2023-10-25

作者: 程新胜

建筑科学 >建筑理论

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高架段信号RF电缆频发折断隐患攻关

程新胜

（深圳地铁运营集团有限公司，工程师，广东深圳 518040）

摘要：本文结合深圳地铁5号线高架段连接波导管RF电缆频繁发生折断的问题开展分析研究，找出问题根源，寻找能替换的新型电缆，制定改造方案并加以实施，最终在全线及其他既有线和新线上推广。RF电缆的折断会导致车—地无线通信中断，使列车发生紧致造成列车晚点，此项目的实施可大幅度降低此故障出现频率,促进地铁的安全运营。

关键词：高架段；RF电缆；新型电缆；替换

To eliminate hidden dangers of the elevated section’s RF cable break occurred frequently

Cheng Xinsheng

（Operation pision，Shenzhen metro Co.，Ltd.，Shenzhen 518040，China）

Abstract：In this paper, the Shenzhen Metro Line 5 RF cable of the elevated section breakage problem occurs frequently conduct analytical studies to identify the root causes of the problem, looking for new cable replacement, formulate and implement rehabilitation programs,finally in the line, other existing lines and new line to promote. RF cable break will lead to train-ground wireless communication is interrupted, caused the train delays by the occurrence of a compact, the implementation of this project can greatly reduce the frequency of occurrence of this failure, to promote the safe operation of the subway.

Key words：elevated section, RF cable, new cable, replace

0项目实施的背景及意义

2013年6月18日14:10分信号值班人员接调度报，多列车在塘朗至长岭陂上行区间列车产生紧制，收不到速度码。由于在运营期间，无法下轨行区进行抢修，受该故障影响，后续列车必须切换为手动模式（RM）通过该区段，收到速度码后再切换回自动驾驶模式（AMC），导致大量列车晚点，严重影响了当天的运营服务。运营结束后，经抢修队员到现场检查发现，TRE52耦合单元至波导管（靠塘朗站侧）RF电缆折断(见图1)，随后立即更换该RF电缆，并跑车试验，设备恢复正常；

图1 RF电缆折断

表1 RF电缆折断故障统计

以上只是过去发生的影响较为严重的RF电缆折断故障中的其中1个案例，至5号线开通以来，由于多种原因，高架段连接波导管RF电缆频繁折断。上表是5号线开通来历年高架段RF电缆折断故障发生的次数，可以看到RF电缆折断故障发生的频率一直居高不下。高架段信号RF电缆频发折断，不仅增加了地铁运营成本，也留下了重大安全隐患。因此，解决高架段信号RF电缆频发折断问题，具有重大的意义。

如果不找到问题的原因，随着设备运行年限的增加，设备老化的影响，这个问题会变的越来越严重，将会严重影响运营安全和服务质量，解决高架段RF电缆折断故障的隐患已经到了刻不容缓的地步。

1项目相关设备的现状

深圳地铁2、5号线列车控制系统均采用CBTC系统，其车—地通信为以波导管为传输媒介的无线裂缝波导传输技术。该系统中基于波导的无线单元传输单元基本组成包括有：无线接入设备（TRE）、同轴电缆（RF）、波导管（WG）、波导管连接器1（TGC）、波导管连接器2（TGCC）、双面连接法兰（DFL）及末端负载（EL）。其中，TRE与TGC或TGCC的连接电缆RF电缆，采用的是1/2”LDF4RK-50A型电缆（见图2、图3）。这种电缆传输性能良好，但是由于该电缆的材料是镀铜铝实芯，外层保护层是铜壳，故该型电缆硬度较高，不易弯折，安装工艺要求较高，受环境影响较大。

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图2 RF电缆与设备的连接图图3 1/2”LDF4RK-50A型电缆

深圳地铁5号线全长40多公里，其中，有两个高架段。高架段属于露天环境，该区段的RF电缆由于多方面原因影响容易出现折断现象，从而导致无线通讯中断或数据包丢失等情况的发生。

2方案设计

2.1 设计思路

经调查研究发现，高架段电缆频发折断的原因可能有：1、防护措施未做好，被人踩踏折断；2、设备使用太久，外层保护装置老化导致易断；3、电缆柔韧性差，随着经过时的频繁震动，容易折断；4、安装不规范，余量不足，波导管热胀冷缩导致电缆所受应力过大，易被拉断；5、高架段日晒雨淋，紫外线强烈导致电缆外层使用寿命降低，易破损；6、由于缺少专用工具，电缆有伤或破损，也不能及时发现和维护，也是原因之一。

高架段的设备在设计阶段就会考虑到使用环境的问题，都采用耐腐蚀材料，电缆都加了防护套管，而且RF电缆折断的故障都是发生在运营期间，所以RF电缆被人踩断和日晒雨淋、紫外线强烈的原因被排除；对比地下段的RF电缆没有出现折断的情况，也可以排除设备使用太久，老化导致易折断的可能；在检修时采购专用工具来检测RF电缆状态也并不可取，因为更改RF电缆的维护内容和周期必须要进过漫长的审批流程，而且也只能降低故障发生的频率，并不能从根本上解决RF电缆折断的故障隐患。

而且经过分析可以得出结论：电缆韧性差、安装不规范、昼夜温差大是高架段RF电缆频发折断的主要原因。但是高架段的恶劣环境我们无法改变，所以只能通过解决电缆韧性差、安装余量少两方面来降低高架段RF电缆频发折断的故障率。终上所述，我们的攻关目标就是改进原有电缆安装工艺，寻找柔韧性高，符合车地通讯技术要求的新型电缆。

通过对市面各种型号电缆的测试和实验，目前找到了电缆型号为1/2”LMR400超柔电缆。LMR系列射频电缆最初由美国引入的，其低损耗、大功率、柔韧性好，并针对室内、野外使用该电缆本身有额外的环境保护措施，被广泛应用于3G通信基站、RFID系统、卫星通信系统、军用通信以及一些需要低成本的雷达上。

根据测试和实验得出的结果可知，该型号电缆能满足我们设备正常运营的需求，同时，由于该型号电缆本身有额外的环境保护措施，环境因素对其影响不大，因此，我们决定用1/2”LMR400超柔电缆替换原电缆，从而解决高架段RF电缆频繁折断带来的安全隐患。

2.2 设计方案

根据测试和实验得出的结果，在满足设备正常稳定地运行的条件下，同时考虑成本、施工难度，我们制定了两套相关方案。方案一：对原RF电缆进行整根更换。方案二：在原电缆上进行接续。其中，方案一的优点在于传输性能好，使用安全稳定，能显著降低故障发生频率，但是耗时较长。而方案二的优点是施工难度小，但其传输性能较低，稳定性也较差。

经比较，考虑系统的稳定性，选择了方案一作为本项目的实施方案。

3过程实施

在市面上找到合适的电缆1/2”LMR400超柔电缆，在塘朗车辆段试车线按照方案一将新型电缆1/2”LMR400替代原电缆整根进行更换，经校正后，利用相关仪器对其一系列参数进行测试。

如图5所示，电缆在传输信号的过程中，在安装电缆前，首先使用频谱分析仪在2.42GHz和2.46GHz两个频段测试新电缆衰耗，分别为0.61dB和0.64dB，符合卡斯柯DCS设计规格书的技术要求，小于1.5dB。