CN110033882A - 一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆技术领域，尤其是一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，包括绞合体和信号线对，所述绞合体包括绝缘线芯与导流线，所述导流线绞合在绝缘线芯上，所述绝缘线芯包括内导体和内绝缘层，所述内绝缘层包裹在内导体外侧，所述屏蔽层包覆在绞合体表面，所述屏蔽层外侧包裹一层外绝缘层，所述信号线对具体为两个外绝缘层胶粘在一起，所述信号线对之间穿插有抗拉层，所述信号线对外侧包裹有内部耐火层，所述内部耐火层外侧压制有隔氧层，所述隔氧层表面压制有外部耐火层。本发明在高低温环境中传输衰减值小，传输速率高，传输性能稳定可靠，节约成本等特点。

Description

一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法。
背景技术
近年来随着中国铁路的快速发展，全国铁路营业里程达到12万公里，居世界前列，当前国家经济整体面临下行的压力，加大铁路投资力度对拉动国民经济增长有着相当大的积极作用。
通过加大铁路建设力度，一方面可直接带动与铁路建设息息相关的钢铁，水泥，建材等行业的发展，促进就业；另一方面铁路的不断建设发展，特别是高铁的发展，对途经沿线各地区的经济发展、招商引资也有着积极的意义。据了解，中国铁路发展极其不均匀，中西部铁路网络显得十分稀疏，交通落后制约着西部经济的发展，这也是造成与东、西部地区发展差距不断拉大的重要因素之一。铁路建设件持续拉动和激发当前总体水平较低的中西部地区的消费潜力，加强中西部地区生产分配、交换环节的流通，从而使得当地居民的就业和收入在不同程度上有所提高，引起消费持续增加并刺激消费品生产。高速铁路将在未来时间内全面建设，高铁装备市场潜力具大，特别是连接用于传输信号的数据线缆用量更大。
随着高铁装备技术的不断更新，其对信号线缆的要求也越来越高，比如在东北以及俄罗斯远东极寒地区运行，其冬天最低温度达 -55℃，常规线缆极易造成护套开裂，低温对内部缆芯产生破坏，最终影响信号传输性能。常规低介质物理发泡聚乙烯绝缘数据线缆遇高温部件时，线缆会产生较大的信号传输衰减现象。同时当高速列车时速达350km/h，如内部数据线缆发生短路时，常规物理发泡聚乙烯绝缘数据线缆会产生燃烧现象，严重危害高铁行车安全。本发明专利产品从材料及生产工艺上面进行创新，在结构上面进行优化，本发明电缆产品具备良好的防火性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在数字信号电缆传输损耗大，生产成本高，防火性能差的缺点，而提出的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，包括绞合体和信号线对，所述绞合体包括绝缘线芯与导流线，所述导流线绞合在绝缘线芯上，所述绝缘线芯包括内导体和内绝缘层，所述内绝缘层包裹在内导体外侧，所述屏蔽层包覆在绞合体表面，所述屏蔽层外侧包裹一层外绝缘层，所述信号线对具体为两个外绝缘层胶粘在一起，所述信号线对之间穿插有抗拉层，所述信号线对外侧包裹有内部耐火层，所述内部耐火层外侧压制有隔氧层，所述隔氧层表面压制有外部耐火层。
优选的，所述隔氧层配方为：无机胶黏剂45-78份，阻燃剂28-60 份，无机填料18-63份，云母粉5％～13％，二氧化硅粉末：16.8％～ 17.8％，碳酸钙4％～5％，该材料形成第二层耐火体，完成隔氧层结构，耐火层使用陶瓷化聚烯轻护套材料，形成第一层耐火体。
优选的，所述内导体采用多股镀锡铜导体绞合而成。
优选的，所述绝缘层使用聚全氟乙炳烯高压物理充氮发泡结构。
优选的，所述导流线采用多股绞合镀锡铜丝。
优选的，所述外绝缘层采用聚酯带以螺旋缠绕方式于屏蔽层表面。
优选的，所述隔氧层与外部耐火层通过双层共挤方法来完成，所述双层共挤方法是通过双螺杆机头，在挤出隔离层材料的同时在其表面挤包一层耐火层陶瓷化聚烯烃护套材料。
优选的，所述抗拉层使用加热应用型填充复物。
本发明提出的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，有益效果在于：该防火型铁路数字信号电缆及其制造方法在线芯结构上面使用物理发泡聚全氟乙丙烯绝缘层，以此结构来降低线芯平均介电常数，满足信号传输低衰减要求，提高线芯传输速率，在达到同样传输性能条件下，减小线芯外径尺寸，大量节省绝缘材料，从而降低生产成本，传统的高速列车数据线缆采用物理发泡聚乙烯绝缘，其发泡度在50％左右，传输速率在81％，节约材料为66％，本发明线缆使用聚全氟乙丙烯物理发泡绝缘，其发泡达到70％以上，传输速率在88％左右，节约材料为81％，在频率3MHz时测试其最大衰减值小于 20dB/km，2MHz工作电容≤4.6pF/m,介电强度AC,15KV，5min不击穿。绝缘电阻≥5000MΩ.km，同时绝缘层表面挤包一层聚全氟乙丙烯外皮层，使其线对结构更稳定，特性阻抗在3MHz满足120±10Ω，本发明专利产品护套使用陶瓷化聚烯材料，其具备良好的机械性能，防火性能，环保耐气候性及耐腐蚀性等特点，产品长期使用在温度范围为 -90℃至200℃时，其电气性能，传输性能不发生变化，传统的铁路数字信号电缆防火电缆在设计上面使用云母带等绕包物以及金属类铠装层等结构，生产过程中工序复杂，本发明专利产品使用新型本配主防火隔氧层材料，通过双层共挤式热挤塑方法一次性完成，将原来的三个工序由一个工序来完成，降低了电缆生产成本，本发明电缆外护套使用陶瓷化聚烯烃材料，该材料具备很好的防火功效，其燃烧性能满足GB31247-2014(电缆及光缆燃烧性能分级)标准中A级(不燃电缆)规定要求。依GB/T14402-2007《建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的测定》规定的方法进行燃烧热值试验,其总热值PCS≤ 2.0MJ/kg,依GB/T31248-2014《电缆或光缆在受火条件下火焰蔓延、热释放和产烟特性的试验方法》进行检验确认，燃烧20分钟后其火焰蔓延高度FS≤1.5，产烟密度的峰值≤0.25m2/s,燃烧20分钟时间段内无任何滴落产生，烟气毒性级别达GB/T20285-2206(材料产烟毒性危险分级)标准中规定的AQ2级，腐蚀性实验其电导率为 1.5μs/mm(标准要求为≤2.5μs/mm),且PH值为5.8(标准要求为PH 值≥4.3)，不会产生次生危害性。
附图说明
图1为本发明提出的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法的结构示意图。
图中：内导体1、内绝缘层2、屏蔽层3、外绝缘层4、导流线5、内部耐火层6、隔氧层7、外部耐火层8、抗拉层9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，包括绞合体和信号线对，绞合体包括绝缘线芯与导流线5，导流线5绞合在绝缘线芯上，绝缘线芯包括内导体1和内绝缘层2，内绝缘层2包裹在内导体1外侧，屏蔽层3包覆在绞合体表面，屏蔽层3外侧包裹一层外绝缘层4，信号线对具体为两个外绝缘层4胶粘在一起，信号线对之间穿插有抗拉层9，信号线对外侧包裹有内部耐火层6，内部耐火层6外侧压制有隔氧层7，隔氧层7表面压制有外部耐火层8。内导体1采用多股镀锡铜丝绞制而成，内绝缘层2使用聚全氟乙丙烯挤包于内导体1表面，通过使用“皮泡皮”物理发泡技术，其发泡度达 70％以上，该绝缘材料介电常数小且稳定，具备耐高低温性要求，不同颜色的绝缘线芯与导流线5按一定的绞合节距进行绞制，屏蔽层3 使用双面导电铝箔以绕包的形式360度包覆于绝缘线芯与导流线绞合体表面，外绝缘层4使用聚酯带360度包覆于屏蔽3表面形成外绝缘层4，外绝缘层4结构完成信号线对，信号线对与外部耐火层8之间设有内部耐火层6，隔氧层7，抗拉层9。内部耐火层6使用陶瓷化聚烯材料挤包于信号线对表，形成第三层耐火体，完成内部耐火层结构。
隔氧层7使用新材料，其作用为当遇高温燃烧时，其具备高阻燃功效，其配方为：无机胶黏剂45-78份，阻燃剂28-60份，无机填料18-63份，云母粉5％～13％，二氧化硅粉末：16.8％～17.8％，碳酸钙4％～5％，该材料形成第二层耐火体，完成隔氧层7结构，外部耐火层8使用陶瓷化聚烯轻护套材料，形成第一层耐火体，完成外部耐火层结构，该材料在遇明火燃烧时表面迅速释放水蒸汽，同时材料凝固形铠装体，阻燃火焰进一步漫延，保护电缆内部结构，隔氧层7与外部耐火层8通过“双层共挤”的方法来完成，所述双层共挤方法是通过双螺杆机头，在挤出隔离层材料的同时在其表面挤包一层耐火层陶瓷化聚烯烃护套材料。即同步先挤包隔氧层7材料与外部耐火层8 材料，此方法降低生产成本，抗拉层9使用加热应用型填充复物，其具备很高的抗张强度。
本发明采用镀锡铜导体，物理发泡聚全氟乙丙烯绝缘作为信号传输介质体，其介电常数为1.6，高频信号传输衰减小，同时在聚全氟乙丙烯发泡层表面挤包一层聚全氟乙丙烯保护层，防止潮气入侵发泡缘缘层，确保信号传输性能更可靠。另外各线对分屏蔽层3采用单独接地结构，即每个信号线对加地线后进行绕包铝箔，再绕包聚酯带进行绝缘，为全面满足电缆耐火性，缆芯绞合体表面挤包一层陶瓷化聚烯耐火层作为第三层体耐火，信号电缆设有第二层耐火体结构，通过隔氧层7来体现，电缆外护套耐火层使用陶瓷化聚烯烃作为第一层耐火体，第一，二层耐火通过双层共挤式方法完成，减少生产工序，降低电缆生产成本。
内导体1表面挤包一层0.05mm聚全氟乙丙烯内皮层，在内皮层表面挤包一层聚全氟乙丙烯物理发泡层形成绝缘层，发泡层表面挤包一层0.1mm聚全氟乙丙烯外皮层。
上述结构通过三层共挤式充氮物理发泡生产线完。屏蔽层3结构是将两根绝缘线芯与接地线，铝箔，保护层按一定节距进行绞制而成，铝箔导电面向内接地线接触。导流线是由多股镀锡铜丝绞制而成，此形式有利于防止信号线对之间相互干扰。耐火层使用陶瓷化聚烯材料，隔氧层7使用新材料，其配方具备独创性，耐火层挤包于隔氧层 7表面，通过双层共挤方法完成，其材料使用陶瓷化聚烯烃，该材料不吸水、不吸潮，常温下介电强度≥22KV/mm,体积电阻率≥2×1014 Ω·cm，经烧蚀后坚硬的铠体断面会生成均匀的微孔，陶瓷化后坚硬的铠体的介电强度大于24KV/mm,体积电阻率大于2×1015Ω·cm，氧指数最高可达到45以上，不但阻燃、低烟、无卤、无害，不延燃，不滴落，不掉落，烧蚀后同样可以形成非常坚硬的陶瓷化铠装壳体，对电缆内部结构起到保护作用，抗拉层9使用加热应用型填充复物，其具备很高的抗张强度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，包括绞合体和信号线对，其特征在于：所述绞合体包括绝缘线芯与导流线(5)，所述导流线(5)绞合在绝缘线芯上，所述绝缘线芯包括内导体(1)和内绝缘层(2)，所述内绝缘层(2)包裹在内导体(1)外侧，所述屏蔽层(3)包覆在绞合体表面，所述屏蔽层(3)外侧包裹一层外绝缘层(4)，所述信号线对具体为两个外绝缘层(4)胶粘在一起，所述信号线对之间穿插有抗拉层(9)，所述信号线对外侧包裹有内部耐火层(6)，所述内部耐火层(6)外侧压制有隔氧层(7)，所述隔氧层(7)表面压制有外部耐火层(8)。
2.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述隔氧层(7)配方为：无机胶黏剂45-78份，阻燃剂28-60份，无机填料18-63份，云母粉5％～13％，二氧化硅粉末：16.8％～17.8％，碳酸钙4％～5％，该材料形成第二层耐火体，完成隔氧层(7)结构，所述耐火层(8)使用陶瓷化聚烯轻护套材料，形成第一层耐火体。
3.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述内导体(1)采用多股镀锡铜导体绞合而成。
4.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述绝缘层(2)使用聚全氟乙炳烯高压物理充氮发泡结构。
5.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述导流线(5)采用多股绞合镀锡铜丝。
6.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述外绝缘层(4)采用聚酯带以螺旋缠绕方式于屏蔽层(3)表面。
7.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述隔氧层(7)与外部耐火层(8)通过双层共挤方法来完成，所述双层共挤方法是通过双螺杆机头，在挤出隔离层材料的同时在其表面挤包一层耐火层陶瓷化聚烯烃护套材料。
8.根据权利要求1所述的一种防火型铁路数字信号电缆及其制造方法，其特征在于，所述抗拉层(9)使用加热应用型填充复物。
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