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,進入纖芯的光到達纖芯與包層交界面(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一步研究光纖傳輸?shù)臋C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。
變頻電纜的工作特點
1.脈沖電壓對絕緣的影響 變頻電源的頻率調(diào)節(jié)范圍較寬,不論頻率高低,具有一個主頻率的波形輪廓,它包含了許多高次諧波,作為一種行波經(jīng)多次反射,幅值疊加可達到工作電壓數(shù)倍,電纜越長,幅值越高,若電纜絕緣系數(shù)不高,可能被擊穿。石油開采用3000多米長的潛油泵電纜,在工頻下能長期正常運行,可是在變頻條件下,電纜才投入運行數(shù)小時即發(fā)生擊穿,說明脈沖過電壓的危害性,所以預(yù)防是必要的。由于交聯(lián)絕緣電力電纜的耐壓水平較高,電纜長度一般在300米以內(nèi),多年來的運行未發(fā)生擊穿事件,盡管如此,絕緣厚度及工藝應(yīng)加以重視,實心絕緣是可靠的,繞包絕緣是不適合的。
2.電纜本體對外發(fā)射電磁波 一般變頻家用電器為單相供電,長度很短,功率也較小,設(shè)計時已將變頻電源、連接電纜和變頻電機一并設(shè)置在金屬殼內(nèi),抑制了電磁波對外發(fā)射。但是在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi),電機功率較大,連接變頻電機和變頻電源之間的電纜長度長,在工作時電纜就是高頻電磁波向外發(fā)射的有效載體,對于周圍鄰近地區(qū)的通信工具(如無繩電話)或調(diào)幅接受器(如收音機調(diào)幅波段)將產(chǎn)生干擾,有時情況也比較嚴(yán)重,稱之為電磁波的環(huán)境污染,國外早已對這種電纜提出要求,國內(nèi)也很重視,目前各電纜廠制訂了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),今后將會統(tǒng)一制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3.中性線電流的疊加 完整的三相正弦供電系統(tǒng),當(dāng)三相電流平衡時,其中性線的電流為低,若出現(xiàn)三次諧波,則三次諧波的電流分量在中性線內(nèi)不存在相位差,所以直接疊加成分量得三倍。若變頻原供電對象是三個單相變頻電機,而且處于三相功率分布平衡狀態(tài),則中性線電流更大,中性線截面應(yīng)不小于相截面。
3.6/6 ~ 6/10 kV中壓變頻電纜的發(fā)展由于機械裝備大型化,需要電機容量也配套擴大,相應(yīng)變頻電源的輸出電流也要求增大,但受到大電流變頻元件的限制,進一步提高電流容量技術(shù)發(fā)展受到限制。但另一方面提高變頻電源輸出電壓相對比較容易,提高電壓后,中壓變頻電機功率可大幅度增加,此時電纜的電壓等級也必須跟上。目前3.6/6 ~ 6/10 kV中壓變頻電纜已有投入使用,從絕緣結(jié)構(gòu)和電氣、機械、物理性能上說,可以與電力電纜等同,交聯(lián)聚乙烯顯然是絕緣材料,如果在敷設(shè)時要求柔軟,采用乙丙橡膠絕緣也有一定的優(yōu)點。由于工作電壓的提高,高頻電磁波的發(fā)射能力明顯增強,所以屏蔽結(jié)構(gòu)要求更完善。在變頻電纜工作條件下,同軸電纜是一種合適的結(jié)構(gòu),所以變頻電纜的三個主線芯采用同軸結(jié)構(gòu),總屏蔽的結(jié)構(gòu)與低壓變頻電纜相同。
一、電線電纜產(chǎn)品主要分為五大類: 1、裸電線及裸導(dǎo)體制品 本類產(chǎn)品的主要特征是:純的導(dǎo)體金屬,無絕緣及護套層,如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等;加工工藝主要是壓力加工,如熔煉、壓延、拉制、絞合/緊壓絞合等;產(chǎn)品主要用在城郊、農(nóng)村、用戶主線、
一、電線電纜產(chǎn)品主要分為五大類:
1、裸電線及裸導(dǎo)體制品
本類產(chǎn)品的主要特征是:純的導(dǎo)體金屬,無絕緣及護套層,如鋼芯鋁絞線、銅鋁匯流排、電力機車線等;加工工藝主要是壓力加工,如熔煉、壓延、拉制、絞合/緊壓絞合等;產(chǎn)品主要用在城郊、農(nóng)村、用戶主線、開關(guān)柜等。
2、電力電纜
本類產(chǎn)品主要特征是:在導(dǎo)體外擠(繞)包絕緣層,如架空絕緣電纜,或幾芯絞合(對應(yīng)電力系統(tǒng)的相線、低線和地線),如二芯以上架空絕緣電纜,或再增加護套層,如塑料/橡套電線電纜。主要的工藝技術(shù)有拉制、絞合、絕緣擠出(繞包)、成纜、鎧裝、護層擠出等,各種產(chǎn)品的不同工序組合有一定區(qū)別。
產(chǎn)品主要用在發(fā)、配、輸、變、供電線路中的強電電能傳輸,通過的電流大(幾十安至幾千安)、電壓高(220V至500kV及以上)。
3、電氣裝備用電線電纜
該類產(chǎn)品主要特征是:品種規(guī)格繁多,應(yīng)用范圍廣泛,使用電壓在1kV及以下較多,面對特殊場合不斷衍生新的產(chǎn)品,如耐火線纜、阻燃線纜、低煙無鹵/低煙低鹵線纜、防白蟻、防老鼠線纜、耐油/耐寒/耐溫/耐磨線纜、醫(yī)用/農(nóng)用/礦用線纜、薄壁電線等。
4、通訊電纜及光纖(本公司目前不生產(chǎn)該類產(chǎn)品,故作簡略介紹)
隨著近二十多年來,通訊行業(yè)的飛速發(fā)展,產(chǎn)品也有驚人的發(fā)展速度。從過去的簡單的電話電報線纜發(fā)展到幾千對的話纜、同軸纜、光纜、數(shù)據(jù)電纜,甚至組合通訊纜等。
該類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸通常較小而均勻,制造精度要求高。
5、電磁線(繞組線)(本公司目前不生產(chǎn)該類產(chǎn)品,故作簡略介紹)
主要用于各種電機、儀器儀表等。
電線電纜的衍生/新產(chǎn)品:
電線電纜的衍生/新產(chǎn)品主要是因應(yīng)用場合、應(yīng)用要求不同及裝備的方便性和降低裝備成本等的要求,而采用新材料、特殊材料、或改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)⒒蛺岣吖ひ找?、或交头种的卜絻撮合?
采用不同材料如阻燃線纜、低煙無鹵/低煙低鹵線纜、防白蟻、防老鼠線纜、耐油/耐寒/耐溫線纜等;
改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如:耐火電纜等;
提高工藝要求如:醫(yī)用線纜等;
組合產(chǎn)品如:OPGW等;
方便安裝和降低裝備成本如:預(yù)制分支電纜等。