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在火車上暢享網(wǎng)上沖浪

目前，西門子已研發(fā)出了一種具有頻率選擇性的創(chuàng)新車窗涂層，可改善旅客列車內(nèi)移動數(shù)據(jù)信號的接收質(zhì)量。新的車窗涂層可將信號增強(qiáng)50倍，這項創(chuàng)新在旅客中倍受歡迎。鐵路運(yùn)營商也可因維護(hù)成本降低而受益。

在火車上上網(wǎng)常常需要極大的耐心。即使是在高鐵列車上，上網(wǎng)和網(wǎng)頁顯示的成功率也僅在41%到65%之間徘徊，差異取決于不同的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商。成功率如此之低的原因之一在于車窗玻璃。它在將熱浪和陽光遮擋在外的同時，也妨礙了無線射頻信號的接收。這是因為玻璃不僅反射熱量和太陽輻射，同時也能反射所有其他的電磁波。因此，車廂就像一個法拉第籠（由金屬和良導(dǎo)體構(gòu)成的籠子）。在高鐵列車中，車窗屏蔽水平高達(dá)99.9%。現(xiàn)在，位于奧地利維也納的西門子研究院的研究人員已借助頻率選擇性車窗玻璃涂層技術(shù)，成功地解決了這個問題。

超級信號

西門子中央研究院的Lukas Mayer解釋了這個全新解決方案的工作原理：“先在車窗玻璃上涂一層由金屬或金屬氧化物構(gòu)成的具有導(dǎo)電性的透明涂層。再利用激光將玻璃上的金屬涂層按照一個特殊結(jié)構(gòu)中的線條來蒸發(fā)掉。這樣一來，特定頻率范圍內(nèi)的無線射頻信號就可以暢通無阻地穿過，而其他頻率的無線信號則會減弱。在這種列車上，移動終端的接收能力將大幅提升，而隔熱和遮陽效果幾乎不受影響。”

市場上現(xiàn)有的解決方案依然存在缺點，它們只能在很小的頻率范圍內(nèi)起作用，而其他頻率范圍內(nèi)的信號接收情況會更糟。Mayer指出：“在配備高頻車窗的車廂內(nèi)，我們的解決方案可減少信號屏蔽，并將移動無線信號帶寬提高至現(xiàn)有解決方案的50倍——對旅客而言，效果明顯改善。我們在改造過的奧地利Railjet列車上進(jìn)行了測試，結(jié)果表明良好的4G信號持續(xù)時間延長了33%。”

大幅節(jié)省

Lukas Mayer在專門的實驗室內(nèi)對高頻火車車窗的不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬和測定。

西門子交通集團(tuán)的Mehrdad Madjdi強(qiáng)調(diào)：“我們想為客戶找到低成本解決方案。”他補(bǔ)充道：“新涂層車窗在數(shù)十年中都不需要進(jìn)行維護(hù)。盡管其采購成本更為高昂，但從長遠(yuǎn)來看，較之車內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)器，它們可以實現(xiàn)大幅節(jié)省。”在700 MHz到3.5 GHz的信號范圍內(nèi)，車窗的傳輸衰減很低，這種特質(zhì)使得車窗不僅能適用于當(dāng)前頻段，而且可滿足未來隨時更新的移動標(biāo)準(zhǔn)。這意味著列車可以及時向旅客提供新移動服務(wù)，而無需再進(jìn)行設(shè)備更新投資。涂層玻璃在列車上安裝的成本很低，它無需額外的技術(shù)組件或經(jīng)專門培訓(xùn)的人員，現(xiàn)有列車車窗也可隨時進(jìn)行更新改造。”

即將投入使用

相關(guān)測試方*認(rèn)為這項創(chuàng)新很“酷”，并且，他們發(fā)現(xiàn)不論是白天還是夜晚，車窗的能見度都不受影響。這種車窗涂層有時甚至可以提高能效，為旅客提供更加宜人的環(huán)境。這項創(chuàng)新帶來了更多的便捷和更高的旅行質(zhì)量，也因此受到了*好評。2018年底，這種新型列車車窗將在德國萊茵-魯爾特快列車（RRX）公司運(yùn)營的火車上投入使用。

美國最大水庫中的環(huán)保變壓器

西門子將向亞利桑那州鮑威爾湖上的格倫峽谷大壩交付14臺變壓器。這些變壓器的一大突出特點是它們含有可生物降解的絕緣液。

不久，新的變壓器將會全面取代50年前格倫峽谷大壩興建時安裝的舊變壓器。電站運(yùn)營商美國墾務(wù)局正利用本次設(shè)備更新的機(jī)會，改用以酯類作為絕緣液和冷卻液的變壓器。雖然變壓器通常使用礦物油或硅油，但它們不僅易燃，而且污染環(huán)境。酯類則可以生物降解且燃點很高。因此，填有酯類液體的變壓器降低了環(huán)境污染的風(fēng)險，不容易危及電站所在的科羅拉多河沿岸國家娛樂區(qū)。

特制變壓器
鮑威爾湖的水域面積是全美水庫*。自1964年以來，一個位于落差高達(dá)200米的大壩中的電站每年能產(chǎn)生約50億千瓦時的電力。八臺由輪機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)共產(chǎn)生1.3吉瓦的電力，而后再由升壓變壓器將電壓提升至傳輸電網(wǎng)所需的*電壓。輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組均已于近幾年的現(xiàn)代化項目中升級。現(xiàn)在，變壓器也到了進(jìn)行升級改造的時候。這14臺裝配酯類絕緣液的新變壓器功率達(dá)到125兆伏安（MVA），輸出電壓達(dá)到345或230千伏（kV）。

14臺裝配酯類絕緣液的新變壓器將取代亞利桑那州格倫峽谷大壩上的舊變壓器。可降解的酯類絕緣液與常規(guī)變壓器油相比危害環(huán)境的風(fēng)險要小得多。圖為德國Bruchsal-Kändelweg地區(qū)的一座變電站。

西門子自2004年開始生產(chǎn)含有新型絕緣液的變壓器，目前已在這個領(lǐng)域居位置。它至今仍是一個能夠提供配有新型絕緣液且最大電壓達(dá)到420千伏的變壓器的供應(yīng)商。因為酯類的性質(zhì)與常規(guī)變壓器油有著顯著的不同，變壓器必須經(jīng)過特殊設(shè)計以裝配新型絕緣液。例如，酯類比常規(guī)變壓器油更加粘稠，這就意味著它們散熱更慢。這一點會影響散熱系統(tǒng)的設(shè)計。另外，酯類在耐電強(qiáng)度方面也與常規(guī)變壓器油不同。因為這種種不同，變壓器的繞線和相關(guān)絕緣裝置的設(shè)計必須與這些性質(zhì)*。

西門子設(shè)立了專門的研究部門負(fù)責(zé)研究并測試酯類和其他絕緣液的熱學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。此外，該部門也曾研究如何將酯類用于高壓直流輸電的變壓器。雖然基于酯類的技術(shù)尚未應(yīng)用于這一領(lǐng)域，西門子現(xiàn)已能為500千伏的高壓直流變壓器灌注酯類絕緣液。