CN108666042A - 内屏蔽铁路数字信号电缆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内屏蔽铁路数字信号电缆，自内向外依次包括屏蔽线组、内侧非吸湿性绝缘层、自锁式螺旋屏蔽层、外侧非吸湿性绝缘层和自身为多层结构的护层。自锁式螺旋屏蔽层为中间设有波形突起压纹的铜带螺旋缠绕在内侧非吸湿性绝缘层的外周形成，相邻两个缠绕圈的铜带彼此搭接压边形成自锁。本发明的内屏蔽铁路数字信号电缆，具有良好的屏蔽性能和弯曲性能，能够适应在极端条件下敷设使用。

Description

内屏蔽铁路数字信号电缆
技术领域
本发明涉及信号电缆，特别涉及一种内屏蔽铁路数字信号电缆。
背景技术
随着铁路交通事业的迅猛发展，现新建铁路、电气化改造线路均使用 ZPW-2000A自动闭塞系统，其配套的电缆为铁路数字信号电缆及其系列产品内屏蔽铁路数字信号电缆。内屏蔽铁路数字信号电缆能满足铁路信号自动闭塞系统和车站电码化信息传输的需要，有效解决同频同缆传输线组间的干扰问题，保证行车安全及计算机控制和检测，提高铁路数字信号、模拟信息传输通道的安全性和可靠性，实现低电容宽频带多项业务综合传输，是目前技术含量高、市场需求量大的尖端产品。
现有的内屏蔽铁路数字信号电缆虽能满足在常规环境下的使用需求，但在一些特殊场合，对应用的内屏蔽铁路数字信号电缆耐高温和耐低温、屏蔽性能及弯曲性能要求较高，否则信号的传输质量得不到保证。而现有的内屏蔽铁路数字信号电缆，使用环境温度为-40℃～60℃，屏蔽层主要是采用轧纹纵包，铠装层主要是采用双钢带间隙绕包，这样的设计，势必影响了内屏蔽铁路数字信号电缆的屏蔽性能及弯曲性能，从而影响了内屏蔽铁路数字信号电缆在各种场合尤其是在极端温度条件下敷设和使用。
发明内容
本发明的目的是为解决以上问题的至少一个，本发明提供具有良好屏蔽性能和弯曲性能、且环境适应范围广的内屏蔽铁路数字信号电缆。
内屏蔽铁路数字信号电缆，自内向外依次包括屏蔽线组、内侧非吸湿性绝缘层、自锁式螺旋屏蔽层、外侧非吸湿性绝缘层和自身为多层结构的护层。
自锁式螺旋屏蔽层为中间设有波形突起压纹的铜带螺旋缠绕在内侧非吸湿性绝缘层的外周形成，相邻两个缠绕圈的铜带彼此搭接压边形成自锁。
其中，波形突起压纹的波峰高度位于0.5～2mm之间。
其中，相邻两个缠绕圈的铜带搭接压边的宽度不小于3mm。
其中，护层包括铠装层，铠装层包括表面浸涂有聚酰亚胺树脂的高弹性镀锌钢丝编织而成的线网。
其中，内侧非吸湿性绝缘层和自锁式螺旋屏蔽层之间设有至少一根泄流导线。
其中，护层还包括在铠装层的外周依次逐层设置的第一外护套层和第二外护套层，第一外护套层为聚乙烯外护套，第二外护套层由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成。
其中，护层还包括在铠装层的内部依次逐层设置的内垫层、铝护套和缆芯包带层，缆芯包带层与外侧非吸湿性绝缘层接触。
其中，屏蔽线组包括绞合的多根绝缘单线，绝缘单线自内向外依次包括铜导体、内皮层、发泡层和外皮层。
其中，内皮层包括碳密封层，发泡层包括物理发泡绝缘层，外皮层包括高密度聚乙烯绝缘层和聚酰亚胺涂层，高密度聚乙烯绝缘层与发泡层接触。
本发明具有以下有益效果：
本发明的内屏蔽铁路数字信号电缆，具有良好的屏蔽性能和弯曲性能，能够适应在极端条件下敷设，如：电磁场干扰严重，对弯曲要求较高的环境长期使用，并可在-180℃～+300℃温度范围内工作。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明实施方式的内屏蔽铁路数字信号电缆的截面图；
图2示出了根据本发明实施方式的自锁式螺旋屏蔽层的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1所示一种内屏蔽铁路数字信号电缆，包括缆芯、包覆在缆芯外的护层，内屏蔽铁路数字信号电缆的缆芯包括至少一个屏蔽四线组1，内屏蔽铁路数字信号电缆的屏蔽四线组包括四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线2，每个绝缘单线2由铜导体3、内皮层4、发泡层5和外皮层6组成。四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线2外依次设置有内侧非吸湿性绝缘层7、自锁式螺旋屏蔽层9 和外侧非吸湿性绝缘层10，护层从里至外依次包括缆芯包带11、铝护套12、内垫层13、铠装层14、第一外护套15和第二外护套16。
需要说明的是，为确保自锁式螺旋屏蔽层9在敷设后及长期使用中保持优异的电屏蔽性能，内屏蔽铁路数字信号电缆的内侧非吸湿性绝缘层7与自锁式螺旋屏蔽层9之间纵向设置有至少一根泄流导线8。
绝缘单线2的内皮层4为碳密封层，通过设置该碳密封层，通过碳的吸湿性，可防止潮气对导体的侵蚀，保证电缆信号的稳定传输，延长电缆的使用寿命。
外皮层6为表面涂覆有聚酰亚胺涂层的高密度聚乙烯绝缘层，第二外护套 16由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成，由于聚酰亚胺具有较高的分解温度，(一般都在500℃左右)和耐低温性能(如在-269℃的液态氦中不会脆裂)，其可对内屏蔽铁路数字信号电缆形成良好的机械和化学保护作用，并可在 -180℃～+300℃温度范围内工作。
铠装层14由浸涂有聚酰亚胺树脂的高弹性镀锌钢丝编织而成，高弹性镀锌钢丝为直径不小于1.0mm，抗拉强度不小于1750MPa，扭转次数不小于20的弹簧钢丝。如此设置的铠装层14不但具有优越的抗压性能，而且还形成了良好的抗张元件，使得电缆的弯曲性能得到进一步提高，取代了现有技术中的双钢带铠装层，因此，不会出现双钢带铠装层时常发生的漏包和松包问题，电缆安全系数高。
如图2所示，内屏蔽铁路数字信号电缆的自锁式螺旋屏蔽层9是采用纯铜带预压成波型曲面后以缆芯为中心旋转包覆在缆芯外面，各节波型曲面自身相互压合，形成一层自锁的屏蔽层。波形突起压纹的波峰高度位于0.5～2mm之间，相邻两个缠绕圈的铜带压边搭接的宽度不小于3mm。自锁式螺旋屏蔽层9柔软易弯曲，电缆具有较高的抗拉强度和弯曲性能，不会产生漏包、松包和断裂的质量问题，屏蔽效果好。
制作时，先将四根不同颜色的绝缘单线2绞合成四线组，并在其外包覆一层内侧非湿性绝缘层7，然后将泄流导线8设置在内侧非吸湿性绝缘层7上，采用联锁铠装工艺将铜带包覆在包覆有内侧非吸湿性绝缘层7的四根不同颜色相绞合设置的绝缘单线2上，然后采用绕包或挤包工艺在自锁式螺旋屏蔽层9 外再包覆外侧非湿性绝缘层10，再将所有的线组一起绞合制成缆芯，然后在缆芯外包覆缆芯包带层11，采用氩弧焊连续焊工艺在缆芯包带层外包覆一层铝护套12，采用挤包工艺在铝护套外挤包一层聚乙烯或其它材料的内垫层13，将浸涂有聚酰亚胺树脂的高回弹性镀锌钢丝采用编织工艺在内垫层外包覆一层铠装层14，再采用挤包工艺在铠装层14外挤包一层聚乙烯外护套，最后采用浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱利用编织工艺包覆一层编织层在挤包的聚乙烯外护套外，即制成本发明的内屏蔽铁路数字信号电缆。铝护套12还可以是综合护套。
这种内屏蔽铁路数字信号电缆，缆芯中绝缘单线的内皮层4采用碳密封层，通过碳的吸湿性，可防止潮气对导体的侵蚀。外皮层6采用表面涂覆有聚酰亚胺涂层的高密度聚乙烯绝缘，外护套采用挤包的外护套外包覆一层浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织层，不仅增强了电缆的机械和化学保护作用，而且进一步保证了电缆在-180℃～+300℃温度范围内长期使用。同时，电缆的内屏蔽层采用自锁式螺旋屏蔽层9，自锁式螺旋屏蔽层9柔软易弯曲，电缆具有较高的抗拉强度和弯曲性能，不会产生漏包、松包和断裂的质量问题，并且屏蔽效果好。另外，铠装层14采用高回弹性镀锌钢丝编织而成，它不但具有优越的抗压性能，而且还形成了良好的抗张元件，使得电缆的弯曲性能得到进一步提高，取代了现有技术中的双钢带铠装层，因此，也不会出现双钢带铠装层时常发生的漏包和松包问题，电缆安全系数高。
将制得的内屏蔽铁路数字信号电缆进行弯曲和屏蔽性能测试，测试方法和结果如下：
(1)弯曲性能测试
取长度为365cm的电缆试样，将其中心部位置于可起降的电缆盘圆轴的顶点，电缆盘圆轴直径为51cm，垂直升起电缆盘直至电缆两端与水平面垂直，并完全离开地面。在电缆的两端分别挂重量为36kg的砝码，在30s内从电缆盘圆轴正下方切线处测量电缆两端之间的水平距离。测试结果(夏季：25±2℃，冬季-5±2℃)见表1。
(2)屏蔽性能测试
取长度为1500mm的电缆试样，将样品两端外护套剥去275mm，再将样品两端的铠装层与内垫层剥去250mm，将铠装层两端的25mm与铝护套之间用细铜线缠数圈，使之与铝护套层良好接触。在铝护套层上用细铜线缠绕一圈，形成金属套环；从样品缆芯中靠近中心处选定一根测量导体，将该导体两端剥去绝缘层，并扎紧在金属套环上，制成芯线电压环；将样品夹紧在屏蔽系数测试仪上，一端芯线电压环与电压测量线相连；扎紧在金属环上。另一端电压表的两个夹子，一个夹在金属套上，另一个夹在电压测量线上；电压表的两个夹子，一个夹在金属套上，另一个夹在样品电缆芯线上。按启动按钮，电源指示灯亮，待数字电压表显示稳定后，即可进行测试调节变压器手轮，电压表显示给定电压，待显示数值稳定后，记下电压表的数值。性能要求(≤0.2)
表1：内屏蔽铁路数字信号电缆的性能测试
试验项目 试验结果
夏季弯曲试验/cm 25
冬季弯曲试验/cm 32
屏蔽性能试验 0.09
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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，所述内屏蔽铁路数字信号电缆自内向外依次包括屏蔽线组(1)、内侧非吸湿性绝缘层(7)、自锁式螺旋屏蔽层(9)、外侧非吸湿性绝缘层(10)和自身为多层结构的护层；
所述自锁式螺旋屏蔽层(9)为中间设有波形突起压纹的铜带螺旋缠绕在所述内侧非吸湿性绝缘层(7)的外周形成，相邻两个缠绕圈的铜带彼此压边搭接形成自锁。
2.如权利要求1所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述波形突起压纹的波峰高度位于0.5～2mm之间。
3.如权利要求1所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
相邻两个缠绕圈的铜带压边搭接的宽度不小于3mm。
4.如权利要求1所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述护层包括铠装层(14)，所述铠装层(14)包括表面浸涂有聚酰亚胺树脂的高弹性镀锌钢丝编织而成的线网。
5.如权利要求1～4中的任意一项所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述内侧非吸湿性绝缘层(7)和自锁式螺旋屏蔽层(9)之间设有至少一根泄流导线(8)。
6.如权利要求4所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述护层还包括在所述铠装层(14)的外周依次逐层设置的第一外护套层(15)和第二外护套层(16)，所述第一外护套层(15)为聚乙烯外护套，所述第二外护套层(16)由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成。
7.如权利要求4所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述护层还包括在所述铠装层(14)的内部依次逐层设置的内垫层(13)、铝护套(12)和缆芯包带层(11)，所述缆芯包带层(11)与所述外侧非吸湿性绝缘层(10)接触。
8.如权利要求1所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述屏蔽线组(1)包括绞合的多根绝缘单线(2)，所述绝缘单线(2)自内向外依次包括铜导体(3)、内皮层(4)、发泡层(5)和外皮层(6)。
9.如权利要求8所述的内屏蔽铁路数字信号电缆，其特征在于，
所述内皮层(4)包括碳密封层，所述发泡层(5)包括物理发泡绝缘层，所述外皮层(6)包括高密度聚乙烯绝缘层和聚酰亚胺涂层，高密度聚乙烯绝缘层与所述发泡层(5)接触。
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