光纤传输基于可用光在两种介质界面发生全反射的原理。突变型光纤,n1为纤芯介质的折射率，n2为包层介质的折射率,n1大于n2，进入纤芯的光到达纤芯与包层交界面（简称芯-包界面）时的入射角大于全反射临界角θc时,就能发生全反射而无光能量透出纤芯，入射光就能在界面经无数次全反射向前传输。原来

当光纤弯曲时，界面法线转向，入射角度小，因此一部分光线的入射角度变得小于θc而不能全反射。但原来入射角较大的那些光线仍可全反射，所以光纤弯曲时光仍能传输，但将引起能量损耗。通常，弯曲半径大于50～100毫米时,其损耗可忽略不计。微小的弯曲则将造成严重的“微弯损耗”。

人们常用电磁波理论进一步研究光纤传输的机制，由光纤介质波导的边界条件来求解波动方程。在光纤中传播的光包含有许多模式，每一个模式代表一种电磁场分布，并与几何光学中描述的某一光线相对应。光纤中存在的传导模式取决于光纤的归一化频率ν值

式中NA为数值孔径，它与纤芯和包层介质的折射率有关。ɑ为纤芯半径，λ为传输光的波长。光纤弯曲时，发生模式耦合，一部分能量由传导模转入辐射模，传到纤芯外损耗掉。

性能：光纤的主要参数有衰减、带宽等。

变频电缆的结构及附加试验讨论 了解变频电缆工作特点之后，就不难从电缆结构改进来解决上述三个问题。

1.绝缘的电气击穿问题 变频电机大量应用后，大多数情况选用一般电力电缆，如聚氯乙烯绝缘、护套电缆或交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，由于电缆本身耐压水平较高，很少发生电缆本体击穿。这与上述深井油泵电缆击穿事故显然不同，深井油泵电缆采用聚酰亚胺/聚全氟乙丙烯复合薄膜绕包烧结和乙丙橡胶双层绝缘，从厚度和绝缘密实来看并不理想，油泵电缆长度超过3千米，油井的工作环境严酷，电缆处在高温、高压、含油和含水的条件中工作，其绝缘性能比较脆弱，当运行过程中受到多种恶劣因素的侵蚀后发生电、热因子交错作用而导致绝缘击穿。为何电缆在工频下能长期运行而变频下几小时内击穿? 这决不是老化问题，基本上可归结于高频脉冲电压的影响。一般陆用情况下，采用聚氯乙烯绝缘并不理想，因为其介质损耗偏大。交联聚乙烯绝缘较为满意，它兼有机、电、热等优良性能。电缆绝缘厚度可采用1kV 电压等级的规定，若适当加厚，当然更为可靠，这对变频电缆更为有利。

2.高频电磁波对环境污染问题 虽然目前没有国家规范规定电缆发射电磁波造成环境污染的考核指标，但抑制对外高频干扰是必须做到的。对于四芯低压电缆，首先是改善绝缘线芯的排列，假如电缆的四个芯直接成缆，是不对称结构，如果将第四芯分解为三个截面较小的绝缘芯，把三大三小线芯对称成缆，二种情况相比较，对称型比较有利。第二应认为更重要的是加强总屏蔽结构。制造者习惯采用铜线编织屏蔽，实际上这并不是好方法，材料消耗大、加工速度慢、屏蔽效应不是很理想。采用铜带搭盖纵包并轧纹是较为先进的结构和工艺，形成了全封闭金属层，只要厚度适当，可达到有效的屏蔽功能。而这种工艺及其所用的材料在光缆领域中已十分普遍，铜带厚度不能太薄，以保证抑制电磁波对外发射。

3.屏蔽层接地措施 屏蔽层接地良好是抑制电磁波对外发射的必要条件，铜线编织屏蔽的接地方式较容易解决，而纵包铜带轧纹屏蔽需用专用夹具接地，夹具与轧纹铜管的接触面应当吻合，接地线由夹具尾端引出。

4.外护套 这种电缆大多数敷设在室内，一般不需铠装，虽然不完全排除用聚氯乙烯护套，但选用高密度聚乙烯更为合适。

5.电缆的附加试验一般低压电缆不需要进行脉冲电压试验，如IEC 60502 标准仅对 3.6/6 kV 及以上的电缆才规定进行脉冲电压试验。变频电机的连接电缆情况略有不同，需要承受高频脉冲电压。高频波振幅可达1200～1900 V ，振铃频率约 100～2000 kHz ，对电缆进行脉冲电压试验(型式试验)是体现电缆绝缘水平。试验可参考IEC 60502 标准，即施加正负各十次脉冲电压试验，试验电压可考虑 40 kV ，但需要进一步验证，是否必要工厂也可自行决定。

3.6/6 ～ 6/10 kV中压变频电缆的发展由于机械装备大型化，需要电机容量也配套扩大，相应变频电源的输出电流也要求增大，但受到大电流变频元件的限制，进一步提高电流容量技术发展受到限制。但另一方面提高变频电源输出电压相对比较容易，提高电压后，中压变频电机功率可大幅度增加，此时电缆的电压等级也必须跟上。目前3.6/6 ～ 6/10 kV中压变频电缆已有投入使用，从绝缘结构和电气、机械、物理性能上说，可以与电力电缆等同，交联聚乙烯显然是绝缘材料，如果在敷设时要求柔软，采用乙丙橡胶绝缘也有一定的优点。由于工作电压的提高，高频电磁波的发射能力明显增强，所以屏蔽结构要求更完善。在变频电缆工作条件下，同轴电缆是一种合适的结构，所以变频电缆的三个主线芯采用同轴结构，总屏蔽的结构与低压变频电缆相同。

我国电力的普及程度已经非常高了，各行各业的生产制造都离不开电力，电力就离不开电缆，那么电缆的使用寿命就直接影响生产的，电力电缆的使用寿命是由护套材料的氧化诱导期决定的，一般电缆设计使用20年，实际寿命远远大于此值。

电缆老化故障的很直接原因是绝缘降低而被击穿。导敏绝缘降低的凶素很多，根据实际运行经验，安徽宏业仪表电缆有限公司归纳了以下几种情况。

1)电缆老化原因:外力损伤。由近几年的运行分析来看，尤其是在经济高速发展中的今天，现在相当多的电缆故障都是由于机械损伤引起的。

2)电缆老化原因:绝缘受潮。这种情况也很常见，一般发生在直埋或排管里的电缆接头处。比如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候条件下做接头，会使接头进水或混入水蒸气，时间久了在电场作用下形成水树枝，逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障。

3)电缆老化原因:化学腐蚀。电缆直接埋在有酸碱作用的地区，往往会造成电缆的铠装、铅皮或外护层被腐蚀，保护层因长期遭受化学腐蚀或电解腐蚀，致使保护层失效，绝缘降低，也会导致电缆故障。化：单位的电缆腐蚀情况就相当严重

4)电缆老化原因:长期过负荷运行。超负荷运行，由于电流的热效应，负载电流通过电缆时必然导致导体发热，同时电荷的集肤效应以及钢铠的涡流损耗、绝缘介质损耗也会产乍附加热量，从而使电缆温度升高。长期超负荷运行时，过高的温度会加速绝缘的老化，以至绝缘被击穿。尤其在炎热的夏季，电缆的温升常常导致电缆绝缘薄弱处首先被击穿，因此在夏季，电缆的故障也就特别多。

5)电缆老化原因:电缆接头故障。电缆接头是电缆线路中很薄弱的环节，由人员直接过失(施工不良)引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原网，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。

6)电缆老化原因:环境和温度。电缆所处的外界环境和热源也会造成电缆温度过高、绝缘击穿，甚至爆炸起火。

7)电缆本体的正常老化或自然灾害等其他原因。