CN107633897B - 具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆以及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆及生产方法,包括至少一个导体，所述的导体由镀锡软铜导体绞合而成；在每个导体的最外层设有绝缘层形成绝缘线芯，所述的绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成；所述的绝缘线芯绞合形成的间隙设置填充层；所述的填充层采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成；所述的加强型编织屏蔽层设置在缆芯外，所述的加强型编织屏蔽层外设置有复合型护套。
Description
技术领域
本发明涉及具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆以及制作方法。
背景技术
随着世界高速铁路技术的不断发展，高速列车的商业运行速度迅速提高。旅行时间的节约，旅行条件的改善，旅行费用的降低，再加上国际社会对人们赖以生存的地球环保意识的增强，使得高速铁路在世界范围内呈现出蓬勃发展的强劲势头。在最近闭幕的第三届高速铁路国际会议发出了一个明确信息，作为主要的公共交通工具之一，高速铁路将在21世纪获得迅速发展。因此，欧洲、美洲、亚洲诸国和地区，正在计划进一步加快高速铁路的建设。由此可见，更为密集的高速铁路网目前看来前途一片光明。与世界许多国家相比，我国高速铁路的发展有更加广阔的空间。我国东西跨度5200公里，南北相距5500公里，这决定了中长距离客货运量需求巨大，而铁路是经济又快捷的交通运输方式，因此有很大的发展潜力。
由于受铁道机车内的环境及空间的影响，铁道机车电缆正在向着薄壁、外径小、重量轻、抗拉、耐磨等特点发展。目前国内外的铁道机车电缆绝缘大多采用聚乙烯或聚烯烃类的材料，此类材料耐温等级最高仅能达到150℃，不能满足更高的使用温度要求。并且由于聚烯烃类材料的绝缘性能较差，为保证电缆的阻燃性能，现在大部分的企业采用双层共挤的挤出方式，以满足电缆的电性能及阻燃性能，无形之中增加了电缆的制造成本和工艺的复杂性。同时为保证电缆的圆整度，通常电缆厂家会在成缆过程中添加低烟无卤阻燃的聚烯烃类或非吸湿性的填充材料，以保持电缆的圆整，同时具有一定的阻燃性，大量的填充材料大大增加了电缆的重量，并且使电缆的外径大大增加。电缆在使用过程中需要有较好的屏蔽性能以保证电缆的传输信号的性能满足要求。现有电缆基本采用的是铜丝编织屏蔽或镀锡铜丝编织屏蔽以满足屏蔽性能要求，此种结构满足了屏蔽性能要求，但是由于铜丝的抗张强度比较低使得整体屏蔽层的抗张强度较低，同时铜丝的密度较大使得电缆的整体重量增加。增加了铁道机车的负重。外护套是电缆的重要的保护层，电缆外护套的耐磨、耐潮湿、阻燃性等指标影响着电缆的正常运行和安全性。现有电缆的外护套基本采用的是聚烯烃类的材料，材料本身具有一定的阻燃性，但是阻燃性能较差，并且材料具有一定的吸湿性，与电缆网管之间的摩擦系数较大，耐磨性较差。已不能满足铁道机车的使用环境。因此，设计开发外径小、重量轻、阻燃性能优异、耐磨、抗拉强度高等特点的机车电缆才能适应铁道机车的快速发展。
发明内容
本发明目的之一提供具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆，具有强度高，高耐磨，易弯曲，重量轻，外径小等突出优点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆,包括至少一个导体，所述的导体由镀锡软铜导体绞合而成；在每个导体的最外层包裹绝缘层形成绝缘线芯，所述的绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成；在所述的绝缘线芯之间形成的间隙内设置填充层；所述的填充层采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成；所述的加强型编织屏蔽层设置于挤包形成的填充层外，所述的加强型编织屏蔽层外设置有复合型护套。
所述的导体由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值；
所述的绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成，绝缘厚度仅为正常绝缘厚度的1/3，正常聚烯烃材料的绝缘厚度为0.6mm，采用热塑性聚苯硫醚挤包可将绝缘厚度控制在0.2mm，并且可以单层挤出。聚苯硫醚可在200℃下长期使用，由于结构中含有刚性结构，因此具有优良的耐化学腐蚀性，在200℃温度下几乎没有溶剂能够溶解，并且自身具有很好的阻燃性，此类材料的介电强度远远超过交联聚烯烃类材料，并且具有很好的加工性能，因此更加适宜生产超薄壁型机车电缆。
所述的填充层采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成，为降低电缆重量同时将成缆线芯之间的空隙填充圆整，使电缆结构更加稳定，采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式均匀挤包于缆芯外。
所述的加强型编织屏蔽层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成，为减小电缆重量，编织屏蔽层采用重量较轻的铝合金丝编织。同时为保证编织层的抗张强度，采用高强度芳纶丝代替部分铝合金丝，在保证屏蔽层的抗干扰性能的同时提高了屏蔽层的抗拉强度。
所述的复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构，聚苯硫醚厚度仅为正常护套厚度1/3，通常采用聚烯烃类材料挤出做护套时厚度为1.0mm，采用聚苯硫醚挤出护套时平均厚度为0.3mm。聚苯硫醚挤出后挤出薄壁尼龙护套料，尼龙护套料机械强度高，韧性好，有较高的抗拉强度，同时挤出尼龙后使电缆表面光滑，与电缆网管之间的摩擦系数较低，增强了电缆的耐磨性、耐腐蚀性，并且尼龙护套料具有无毒，有良好的抗菌，抗霉能力，可在-45～100℃下长期使用。复合型护套总厚度为0.5mm，比聚烯烃类护套厚度减小1/2，减小了成品电缆的外径。节省了铁道机车的内部空间。
本发明目的之二提供一种上述具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法，包括如下步骤：
步骤a.制作导体：导体由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值。
步骤b.制作绝缘层：绝缘层采用热塑性聚苯硫醚薄壁挤包而成，绝缘厚度仅为聚烯烃类材料绝缘厚度的1/3；将绝缘层包裹在每个导体的外层；
步骤c.制作缆芯：将步骤b中的绝缘线芯右向绞合成缆，缆芯间隙采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式挤包而成形成缆芯；
步骤d.制作加强型编织屏蔽层：加强型编织屏蔽层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成；加强型编织屏蔽层设置于步骤c中的缆芯外。
步骤e.制作复合型护套：复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构；在步骤d的外层设置复合型护套。
本发明的有益效果如下：
1.导体由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值。
2.绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成，绝缘厚度仅为聚烯烃类材料的绝缘厚度的1/3，最薄可以达到0.2mm。聚苯硫醚可在200℃下长期使用，由于结构中含有刚性结构，因此具有优良的耐化学腐蚀性，在200℃温度下几乎没有溶剂能够溶解，并且自身具有很好的阻燃性，此类材料的介电强度远远超过交联聚烯烃类材料，并且具有很好的加工性能，因此更加适宜生产超薄壁型机车电缆。
3.填充层采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成，为降低电缆重量同时将成缆线芯之间的空隙填充圆整，使电缆结构更加稳定，采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式均匀挤包于缆芯外。采用发泡型材料挤出作为填充大大减小了电缆的重量。
4.编织层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成，为减小电缆重量，编织屏蔽层采用重量较轻的铝合金丝编织。同时为保证编织层的抗张强度，采用高强度芳纶丝代替部分铝合金丝，在保证屏蔽层的抗干扰性能的同时提高了屏蔽层的抗拉强度。
5.复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构，聚苯硫醚厚度仅为正常护套厚度1/3，挤包厚度约为0.3mm。聚苯硫醚挤出后挤出薄壁尼龙护套料，挤包厚度为0.2mm。尼龙护套料机械强度高，韧性好，有较高的抗拉强度，同时挤出尼龙后使电缆表面光滑，与电缆管道之间的摩擦系数较低，增强了电缆的耐磨性、耐腐蚀性，并且尼龙护套料具有无毒，有良好的抗菌，抗霉能力，可在-45～100℃下长期使用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明选定实施例的结构示意图；
图中：1----导体，2----绝缘层，3----填充层，4----加强型编织屏蔽层，5----复合型护套内层，6----复合型护套外层。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆，包括导体1、绝缘层2、填充层3、加强型编织屏蔽层4、复合型护套内层5和复合型护套外层6。
其中导体1的数量可以是1个、2个、3个、4个、5个等更多，根据实际需要进行设置即可；在每个导体1的最外层设有绝缘层2，缆芯间隙采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式挤包形成填充3，缆芯外设置加强型编织屏蔽层4，复合型护套由热塑性聚苯硫醚5及尼龙护套层6形成。
导体1由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值；
绝缘层2采用热塑性聚苯硫醚挤包而成，绝缘厚度仅为正常绝缘厚度的1/3；绝缘挤包厚度最薄可以达到0.2mm。聚苯硫醚可在200℃下长期使用，由于结构中含有刚性结构，因此具有优良的耐化学腐蚀性，在200℃温度下几乎没有溶剂能够溶解，并且自身具有很好的阻燃性，此类材料的介电强度远远超过交联聚烯烃类材料，并且具有很好的加工性能，因此更加适宜生产超薄壁型机车电缆；
填充层3采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成，为降低电缆重量同时将成缆线芯之间的空隙填充圆整，使电缆结构更加稳定，采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式均匀挤包于缆芯外；
编织层4采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成，为减小电缆重量，编织屏蔽层采用重量较轻的铝合金丝编织。同时为保证编织层的抗张强度，采用高强度芳纶丝代替部分铝合金丝，在保证屏蔽层的抗干扰性能的同时提高了屏蔽层的抗拉强度。
复合型护内层5和外层6采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料，聚苯硫醚厚度仅为正常护套厚度1/3，挤包厚度设置为0.3mm。聚苯硫醚挤出后挤出薄壁尼龙护套料，挤包厚度为0.2mm。尼龙护套料机械强度高，韧性好，有较高的抗拉强度，同时挤出尼龙后使电缆表面光滑，与电缆管道之间的摩擦系数较低，增强了电缆的耐磨性、耐腐蚀性，并且尼龙护套料具有无毒，有良好的抗菌，抗霉能力，可在-45～100℃下长期使用。
进一步的，一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法，包括如下步骤：
一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法，包括如下步骤：
步骤a.制作导体：导体由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值。
步骤b.制作绝缘层：绝缘层采用热塑性聚苯硫醚薄壁挤包而成，绝缘厚度仅为聚烯烃类材料绝缘厚度的1/3；将绝缘层包裹在每个导体的外层；
步骤c.制作缆芯：将步骤b中的绝缘线芯右向绞合成缆，缆芯间隙采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式挤包而成形成缆芯；
步骤d.制作加强型编织屏蔽层：加强型编织屏蔽层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成；加强型编织屏蔽层设置于步骤c中的缆芯外。
步骤e.制作复合型护套：复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构；在步骤d的外层设置复合型护套。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆,其特征在于，包括至少一个导体，所述的导体由镀锡软铜导体绞合而成；在每个导体的最外层包裹绝缘层形成绝缘线芯，所述的绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成；在所述的绝缘线芯之间形成的间隙内设置填充层；所述的填充层采用低烟无卤阻燃发泡料挤包而成；加强型编织屏蔽层设置于挤包形成的填充层外，所述的加强型编织屏蔽层外设置有复合型护套；所述的加强型编织屏蔽层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成；所述的复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构，聚苯硫醚挤出后挤出薄壁尼龙护套料；复合型护套总厚度仅为0.5mm；所述的绝缘层采用热塑性聚苯硫醚挤包而成，绝缘层的厚度最薄可达0.2mm；所述的填充层采用低烟无卤阻燃发泡材料挤压式挤包而成。
2.一种具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a.制作导体：导体由第5类镀锡软铜导体绞合而成，采用定制紧压模进行紧压，将导体外径控制在最小值；
步骤b.制作绝缘层：绝缘层采用热塑性聚苯硫醚薄壁挤包而成，绝缘厚度仅为聚烯烃类材料绝缘厚度的1/3；将绝缘层包裹在每个导体的外层，形成绝缘线芯；
步骤c.制作缆芯：将步骤b中的绝缘线芯右向绞合成缆，缆芯间隙采用低烟无卤阻燃发泡料挤压式挤包而成形成缆芯；
步骤d.加强型编织屏蔽层：加强型编织屏蔽层采用铝合金丝与高强度芳纶丝混合编织而成；加强型编织屏蔽层设置于步骤c中的缆芯外；
步骤e.制作复合型护套：复合型护套采用热塑性聚苯硫醚挤包与尼龙护套料的双层结构；在步骤d的外层设置复合型护套。
3.如权利要求2所述的具有特殊燃烧性能的铁道机车电缆的生产方法，其特征在于，所述的步骤b采用热塑性聚苯硫醚薄壁挤包而成，将低烟无卤阻燃发泡料挤压式挤包填充于步骤c中得到缆芯，将加强型编织屏蔽层混合编织在缆芯外，复合型护套设置于加强型编织屏蔽层外。
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