CN112599298A - 一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆；包括，动力线缆、信号线缆；所述动力线缆内部设有动力线芯，信号线缆内部设有信号线芯；所述动力线缆和信号线缆之间设有连接件，连接件包括第一吸附部和第二吸附部，所述第一吸附部内部设有第一金属体，所述第一金属体的外设有第一线圈；所述第一线圈与动力线芯连接，动力线芯为第一线圈提供电流；所述第二吸附部内部设有第二金属体，所述第二金属体的外设有第二线圈；通过连接件将动力线缆和信号线缆形成新结构，改变传统的电缆结构，通过在连接件内设的电磁线圈产生的磁场与动力线缆的感应磁场相互抵消，减小信号线缆范围内的磁通量，从而减少动力线缆对信号线缆的电磁干扰。

Description

一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆

技术领域

本发明属于铁路机车传输线缆领域，尤其涉及一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆。

背景技术

火车经过多次的改革和发展，目前一般使用电力机车进行运输，电力机车由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机车起动加速快，爬坡能力强，工作不受严寒的影响，运行时没有煤烟，所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性，电力机车没有空气污染，且善于保养；电力机车在运行过程中采用电力能源进行驱动，需要大量的动力电缆和信号电缆进行铺设，才能保障电力机车安全稳定的行驶，由于铁路线缆布线环境较恶劣，因此需要机车电缆除具有良好的传输性能外，还要具有耐油、防水、耐扭曲、抗压和良好的阻燃性能，还要保证在剧烈震动的环境下不受损坏，能够安装敷设。

中国专利申请号201921706318.6公开了一种高速机车线缆，包括护套、编织层、铝箔屏蔽层以及经过辐照的单线，所述单线包括导体和导体外高温挤塑的绝缘层，所述导体由7根或19根镀锡铜绞合而成，导体的绞合节距小于等于16mm，单丝延伸率大于等于10%，所述绝缘层采用内层为低密度聚乙烯，中间层为发泡聚乙烯，外层为高密度聚乙烯的皮泡皮三层结构，两根单线对绞形成绞线，对绞节距为15-30mm；所述铝箔屏蔽层包覆在绞线外，四根经铝箔屏蔽层包覆的绞线绞合成缆芯，所述护套设置在缆芯外，所述编织层设置在缆芯与护套之间。

中国专利申请号201320260055.7公开了一种高性能轨道交通车辆用电缆，包括导体、和绝缘；导体是圆形紧压镀锡铜丝绞合导体；导体包括中心股线和外层复绞股线，中心股线和外层复绞股线均右向绞合；绝缘是耐热125℃无卤低烟阻燃交联聚烯烃。该实用新型的电缆在18kv脉冲电压下进行100%的脉冲绝缘测试，负脉冲在75秒内从0上升至90%，重复率为200-250个脉冲/秒；电缆在耐矿物油试验后的拉伸强度保留率和断裂伸长率均≥50%。

现有技术中，动力线缆和信号线缆一般是相对独立铺设的，由于信号线缆在传输信号的过程中，会受到动力电缆的电磁辐射，影响信号的正常传输，铺设难度大，施工难度大，周期长；现有的线缆，在进行结合使用时，使用特性、对环境的适应性能、安全可靠性、环保性能等均不足以满足动力系统与信号传输的要求，造成可靠性能低、故障率高等问题。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过连接件将动力线缆和信号线缆形成新结构，改变传统的电缆结构，将动力线缆和信号线缆结合为一体，通过在连接件内设的电磁线圈产生的磁场与动力线缆的感应磁场相互抵消，减小信号线缆范围内的磁通量，从而减少动力线缆对信号线缆的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率。

本发明提供如下技术方案：

一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆；包括，动力线缆、信号线缆；所述动力线缆内部设有动力线芯，信号线缆内部设有信号线芯；所述动力线缆和信号线缆之间设有连接件，连接件包括第一吸附部和第二吸附部，所述第一吸附部与所述动力线缆的外侧壁连接，所述第一吸附部内部设有第一金属体，所述第一金属体的外设有第一线圈；所述第一线圈与动力线芯连接，动力线芯为第一线圈提供电流；所述第二吸附部与所述信号线缆的外侧壁连接，所述第二吸附部内部设有第二金属体，所述第二金属体的外设有第二线圈；所述第二线圈与信号线芯连接，信号线芯为第二线圈提供电流；

所述动力线缆和信号线缆内均设有屏蔽层，所述屏蔽层包括石墨烯和辐照交联聚乙烯；所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯，所述辐照交联聚乙烯设在石墨烯的外层；所述屏蔽层的外侧涂有氧化镍涂层。

优选的，所述动力线缆内设有多股动力线芯，多股动力线芯之间填充有硅胶填料，硅胶填料将多股动力线芯固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料的外侧包括有绝缘层，所述绝缘层的外侧依次设有屏蔽层、缓冲层、防护层。

优选的，所述防护层设在动力线缆的最外部，防护层内部设有防护腔，所述防护层与缓冲层之间设有多个弹性体，所述弹性体一端与防护层的侧壁连接，另一端自由延伸至防护层的防护腔内；所述弹性体为片状结构，形状为“C”型或者弧形；多个所述弹性体在防护腔内间隙设置。

优选的，所述弹性体为“C”型结构时，弹性体的两端均与所述防滑层的内壁固定连接。

优选的，所述缓冲层为中空结构，缓冲层沿动力线芯的方向设有多条支撑件，所述支撑件两侧连接在缓冲层的内壁，支撑件是具有弹性的弹力件。

优选的，所述绝缘层为聚氯烯烃或聚烯烃、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯中的一种或者几种；所述绝缘层的厚度为0.2-1.03mm；优选的为0.25 mm、0.30 mm、0.35 mm、0.40 mm、0.45 mm、0.50 mm。

优选的，所述屏蔽层氧化镍的涂层厚度为15-70μm；所述屏蔽层的辐照交联聚乙烯为115-125℃辐照交联聚乙烯；优选的为120℃辐照交联聚乙烯。

优选的，所述动力线缆和信号线缆的外部间隔设有固定件，固定件包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块分中夹持设置，所述第一固定块和第二固定块均设有内凹部，所述内凹不的弧度与动力线缆和信号线缆的弧度相同，能够紧密贴合；所述第一固定块和第二固定块的靠近端对称设有两组挂耳，两组所述挂耳均开设有螺孔，通过螺栓将挂耳固定连接。

优选的，所述信号线缆内设有多股信号线芯，多股信号线芯之间填充有硅胶填料，硅胶填料将多股信号线芯固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料的外侧包括有绝缘层，所述绝缘层的外侧依次设有屏蔽层、缓冲层、防护层。

优选的，单个所述信号线芯由多股信号传输导线绞合而成；所述信号线芯中的信号传输导线的根数为2-30；优选的根数为15-20。

优选的，所述屏蔽层的石墨烯为单层结构或多层结构，石墨烯中每个碳原子都具有一个形成于垂直地面π轨道的未成键电子，且电子可在π轨道中自由移动，因此石墨烯具有良好的导电性，因此石墨烯因其具有良好的导电性，其电磁屏蔽的反射率越高，屏蔽效果越好；且厚度H越大其电磁屏蔽效能T越高；为了提高屏蔽效能，石墨烯的厚度H为0.35nm-696nm；石墨烯厚度过后，屏蔽效能T不再增加，浪费原料，石墨烯厚度过低，屏蔽效能下降，因此屏蔽效能T满足T=δ·KH/3，δ为屏蔽系数，取值范围0.98-36.9；T单位dB；K为石墨烯电导率，单位为S/m；

为了增加信号线缆的屏蔽效果，减少电磁干扰，提高信号传输的稳定性，所述信号线芯为多股金属丝绞合组成，所述的多股金属丝的截面积B为0.08-0.98mm²；所述硅胶填料将互绞的多股金属丝紧紧包裹在一起；所述硅胶填料外侧包裹设置有绝缘层，所述绝缘层外侧设置有屏蔽层，所述第二屏蔽层外侧为缓冲层，所述缓冲层外侧设有保护层。

所述屏蔽层氧化镍的涂层厚度A为15-70μm；优选的为15μm、25μm、35μm、45μm、55μm、65μm。

为了更好地防止信号在传输中失真情况的出现，提升屏蔽效果，提高信号传输的稳定性，多股金属丝的截面积B、石墨烯的厚度H、氧化镍的涂层厚度A之间满足以下关系：

B=η·H/A^1/2；

其中，η为截面积系数，取值范围为0.56-32.59。

优选的，为了进一步减少动力线缆对信号线缆的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率；所述屏蔽效能T与多股金属丝的截面积B之间满足下列关系：3BT=φ·K·A^1/2；φ为关系调节系数，取值范围0.23-6.39。

另外，本技术方案在使用中，将动力线缆和信号线缆铺设在预先设定的位置，使第一吸附部与第二吸附部相互对正，并贴合在一起，对正之后，通过第一固定块和第二固定块对中夹持动力线缆和信号线缆，将其夹紧，并通过螺栓和挂耳将第一固定块和第二固定块固定连接；第一吸附部内的第一线圈连接动力线芯内的导线，为第一线圈提供电流，第二吸附部内的第二线圈连接信号线芯内的导线，为第二线圈提供电流；当动力线缆和信号线缆通电之后，根据“安培定律”和“右手螺旋定律”可知，第一金属体的自由端是产生磁场的N极；第二金属体的自由端是产生磁场的S极，第一金属体和第二金属体的两端磁性相反，因此产生相互的吸引力，第一金属体和第二金属体相互吸附，因此第一吸附件与第二吸附件相互吸附，在复杂的线缆环境中，保证在剧烈震动下不相互脱离，能够安装敷设，并保证电力稳定的传输。

另外，当动力线缆和信号线缆传输时，动力线缆的动力线芯存在电流，根据“安培定律”可知，一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场，根据右手定则可判断，动力线芯的磁感线方向为逆时针围绕动力线芯，因为磁感应强度是一个矢量单位，第一金属体的磁感线方向与动力线芯的磁感线方向相反，因此两者可以相互抵消，降低动力线芯的磁通量，因此降低动力线芯产生的磁场强度，进一步减小信号线芯的电磁强度，减小对信号线芯的信号传输的影响；同上理可知，信号线芯第二金属体的磁感线方向与信号线芯的磁感线方向相反，两者相互抵消，降低信号线芯的磁通量，降低信号线芯产生的磁场强度，减小对信号线芯的信号传输的影响。

另外，所述保护层通过设置的弹性体，弹性体为硅胶弹性片，弹性片设置在保护层的内壁，当动力线缆和信号线缆受到剪切力或者扭力时，间隔设置的弹性体会发生弯折，在弯折之后会因为自身的弹力进行恢复，一方面对剪切力和扭力进行缓冲，另一方面通过弹性片的弹力自行恢复，防止长时间受到扭力或者剪切力，损坏线缆，有助于提升安全系数，适应复杂的铺设环境。

另外，在保护层内侧设置的缓冲层，缓冲层为中空结构，并通过对称设置的四条支撑件进行支撑，形成中空结构，在复杂的线缆施工和工作环境中，经常会收到强烈的振动，在震动的过程中，线缆容易受到坚硬物体的碰撞或者挤压，传统的线缆挤压会导致保护层破损，造成线缆损坏，影响机车的正常运行，本技术方案通过设置中空结构的缓冲层，在受到强烈的振动以及碰撞时，保护层不会直接触碰到屏蔽层，并且通过支撑件设置为橡胶弹性件，进一步缓冲碰撞力，对线缆内部的线芯进行防护，有助于延长其使用寿命。

在进行安装第一固定块和第二固定块时，每间隔5米安装一组，在线缆接口处两侧，距离接口20cm处安装一组，增加动力线缆和信号线缆的使用稳定性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过连接件将动力线缆和信号线缆形成新结构，改变传统的电缆结构，将动力线缆和信号线缆结合为一体，通过在连接件内设的电磁线圈产生的磁场与动力线缆的感应磁场相互抵消，减小信号线缆范围内的磁通量，从而减少动力线缆对信号线缆的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率。

（2）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过第一金属体和第二金属体的两端磁性相反，因此产生相互的吸引力，第一金属体和第二金属体相互吸附，因此第一吸附件与第二吸附件相互吸附，在复杂的线缆环境中，保证在剧烈震动下不相互脱离，能够安装敷设，并保证电力稳定的传输。

（3）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，保护层设置的弹性体，当动力线缆和信号线缆受到剪切力或者扭力时，间隔设置的弹性体会发生弯折，在弯折之后会因为自身的弹力进行恢复，一方面对剪切力和扭力进行缓冲，另一方面通过弹性片的弹力自行恢复，防止长时间受到扭力或者剪切力，损坏线缆，有助于提升安全系数，适应复杂的铺设环境。

（4）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过设置中空结构的缓冲层，在受到强烈的振动以及碰撞时，保护层不会直接触碰到屏蔽层，并且通过支撑件设置为橡胶弹性件，进一步缓冲碰撞力，对线缆内部的线芯进行防护，有助于延长其使用寿命。

（5）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，屏蔽层通过石墨烯和氧化镍的设置，两者共同作用，相互促进，增强屏蔽效能，减少电磁对信号线缆的影响；通过限定石墨烯的厚度，屏蔽效能、石墨烯的电导率之间的关系，进一步提升屏蔽作用。

（6）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过限定多股金属丝的截面积、石墨烯的厚度、氧化镍的涂层厚度之间的关系，进一步提升屏蔽效果，提高信号传输的稳定性，防止信号在传输中失真情况。

（7）本发明一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过限定屏蔽效能与多股金属丝的截面积的关系，进一步减少动力线缆对信号线缆的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明的截面结构示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明的固定件结构示意图。

图4是本发明的保护层结构示意图一。

图5是本发明的保护层结构示意图二。

图6是本发明的动力线芯磁感线原理图。

图7是本发明的信号线芯磁感线原理图。

图8是本发明的不同石墨烯和氧化镍涂层厚度的屏蔽效果图。

图中：1、动力线缆；2、信号线缆；3、防护层；4、缓冲层；5、屏蔽层；6、绝缘层；7、硅胶填料；8、动力线芯；9、第一吸附部；10、第一金属体；11、第一线圈；12、信号线芯；13、第二吸附部；14、第二金属体；15、第二线圈；16、第一固定块；17、第二固定块；18、挂耳；19、螺栓；20、弹性体。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-2所示，一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆；包括，动力线缆1、信号线缆2；所述动力线缆1内部设有动力线芯8，信号线缆2内部设有信号线芯12；所述动力线缆1和信号线缆2之间设有连接件，连接件包括第一吸附部9和第二吸附部13，所述第一吸附部9与所述动力线缆1的外侧壁连接，所述第一吸附部9内部设有第一金属体10，所述第一金属体10的外设有第一线圈11；所述第一线圈11与动力线芯8连接，动力线芯8为第一线圈11提供电流；所述第二吸附部13与所述信号线缆2的外侧壁连接，所述第二吸附部13内部设有第二金属体14，所述第二金属体14的外设有第二线圈15；所述第二线圈15与信号线芯12连接，信号线芯12为第二线圈15提供电流；

所述动力线缆1和信号线缆2内均设有屏蔽层5，所述屏蔽层5包括石墨烯和辐照交联聚乙烯；所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯，所述辐照交联聚乙烯设在石墨烯的外层；所述屏蔽层5的外侧涂有氧化镍涂层；单个所述信号线芯12由多股信号传输导线绞合而成；所述信号线芯12中的信号传输导线的根数为2-30；优选的根数为15-20。

实施例二：

在实施例一的基础上，如图3-5所示，所述动力线缆1内设有多股动力线芯8，多股动力线芯8之间填充有硅胶填料7，硅胶填料7将多股动力线芯8固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料7的外侧包括有绝缘层6，所述绝缘层6的外侧依次设有屏蔽层5、缓冲层4、防护层3。

所述防护层3设在动力线缆1的最外部，防护层3内部设有防护腔，所述防护层3与缓冲层4之间设有多个弹性体20，所述弹性体20一端与防护层3的侧壁连接，另一端自由延伸至防护层3的防护腔内；所述弹性体20为片状结构，形状为“C”型或者弧形；多个所述弹性体20在防护腔内间隙设置。

所述弹性体20为“C”型结构时，弹性体20的两端均与所述防滑层的内壁固定连接。

所述缓冲层4为中空结构，缓冲层4沿动力线芯8的方向设有多条支撑件，所述支撑件两侧连接在缓冲层4的内壁，支撑件是具有弹性的弹力件。

所述绝缘层6为聚氯烯烃或聚烯烃、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯中的一种或者几种；所述绝缘层6的厚度为0.2-1.03mm；优选的为0.25 mm、0.30 mm、0.35 mm、0.40mm、0.45 mm、0.50 mm。

所述屏蔽层5氧化镍的涂层厚度为15-70μm；所述屏蔽层5的辐照交联聚乙烯为115-125℃辐照交联聚乙烯；优选的为120℃辐照交联聚乙烯。

所述动力线缆1和信号线缆2的外部间隔设有固定件，固定件包括第一固定块16和第二固定块17，所述第一固定块16和第二固定块17分中夹持设置，所述第一固定块16和第二固定块17均设有内凹部，所述内凹不的弧度与动力线缆1和信号线缆2的弧度相同，能够紧密贴合；所述第一固定块16和第二固定块17的靠近端对称设有两组挂耳18，两组所述挂耳18均开设有螺孔，通过螺栓19将挂耳18固定连接。

所述信号线缆2内设有多股信号线芯12，多股信号线芯12之间填充有硅胶填料7，硅胶填料7将多股信号线芯12固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料7的外侧包括有绝缘层6，所述绝缘层6的外侧依次设有屏蔽层5、缓冲层4、防护层3。

实施例三：

在实施例一的基础上，将动力线缆1和信号线缆2铺设在预先设定的位置，使第一吸附部9与第二吸附部13相互对正，并贴合在一起，对正之后，通过第一固定块16和第二固定块17对中夹持动力线缆1和信号线缆2，将其夹紧，并通过螺栓19和挂耳18将第一固定块16和第二固定块17固定连接；第一吸附部9内的第一线圈11连接动力线芯8内的导线，为第一线圈11提供电流，第二吸附部13内的第二线圈15连接信号线芯12内的导线，为第二线圈15提供电流；当动力线缆1和信号线缆2通电之后，根据“安培定律”和“右手螺旋定律”可知，第一金属体10的自由端是产生磁场的N极；第二金属体14的自由端是产生磁场的S极，第一金属体10和第二金属体14的两端磁性相反，因此产生相互的吸引力，第一金属体10和第二金属体14相互吸附，因此第一吸附件与第二吸附件相互吸附，在复杂的线缆环境中，保证在剧烈震动下不相互脱离，能够安装敷设，并保证电力稳定的传输。

当动力线缆1和信号线缆2传输时，动力线缆1的动力线芯8存在电流，根据“安培定律”可知，一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场，根据右手定则可判断，动力线芯8的磁感线方向为逆时针围绕动力线芯8，因为磁感应强度是一个矢量单位，第一金属体10的磁感线方向与动力线芯8的磁感线方向相反，因此两者可以相互抵消，降低动力线芯8的磁通量，因此降低动力线芯8产生的磁场强度，进一步减小信号线芯12的电磁强度，减小对信号线芯12的信号传输的影响；同上理可知，信号线芯12第二金属体14的磁感线方向与信号线芯12的磁感线方向相反，两者相互抵消，降低信号线芯12的磁通量，降低信号线芯12产生的磁场强度，减小对信号线芯12的信号传输的影响。

实施例四

如图8所示，在实施例一的基础上，所述屏蔽层5的石墨烯为单层结构或多层结构，石墨烯中每个碳原子都具有一个形成于垂直地面π轨道的未成键电子，且电子可在π轨道中自由移动，因此石墨烯具有良好的导电性，因此石墨烯因其具有良好的导电性，其电磁屏蔽的反射率越高，屏蔽效果越好；且厚度H越大其电磁屏蔽效能T越高；为了提高屏蔽效能，石墨烯的厚度H为0.35nm-696nm；石墨烯厚度过后，屏蔽效能T不再增加，浪费原料，石墨烯厚度过低，屏蔽效能下降，因此屏蔽效能T满足T=δ·KH/3，δ为屏蔽系数，取值范围0.98-36.9；T单位dB；K为石墨烯电导率，单位为S/m；

为了增加信号线缆2的屏蔽效果，减少电磁干扰，提高信号传输的稳定性，所述信号线芯12为多股金属丝绞合组成，所述的多股金属丝的截面积B为0.08-0.98mm²；所述硅胶填料7将互绞的多股金属丝紧紧包裹在一起；所述硅胶填料7外侧包裹设置有绝缘层6，所述绝缘层6外侧设置有屏蔽层5，所述第二屏蔽层5外侧为缓冲层4，所述缓冲层4外侧设有保护层。

所述屏蔽层5氧化镍的涂层厚度A为15-70μm；优选的为15μm、25μm、35μm、45μm、55μm、65μm。

为了更好地防止信号在传输中失真情况的出现，提升屏蔽效果，提高信号传输的稳定性，多股金属丝的截面积B、石墨烯的厚度H、氧化镍的涂层厚度A之间满足以下关系：

B=η·H/A^1/2；

其中，η为截面积系数，取值范围为0.56-32.59。

为了进一步减少动力线缆1对信号线缆2的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率；所述屏蔽效能T与多股金属丝的截面积B之间满足下列关系：3BT=φ·K·A^1/2；φ为关系调节系数，取值范围0.23-6.39。

实施例五

所述保护层通过设置的弹性体20，弹性体20为硅胶弹性片，弹性片设置在保护层的内壁，当动力线缆1和信号线缆2受到剪切力或者扭力时，间隔设置的弹性体20会发生弯折，在弯折之后会因为自身的弹力进行恢复，一方面对剪切力和扭力进行缓冲，另一方面通过弹性片的弹力自行恢复，防止长时间受到扭力或者剪切力，损坏线缆，有助于提升安全系数，适应复杂的铺设环境。

在保护层内侧设置的缓冲层4，缓冲层4为中空结构，并通过对称设置的四条支撑件进行支撑，形成中空结构，在复杂的线缆施工和工作环境中，经常会收到强烈的振动，在震动的过程中，线缆容易受到坚硬物体的碰撞或者挤压，传统的线缆挤压会导致保护层破损，造成线缆损坏，影响机车的正常运行，本技术方案通过设置中空结构的缓冲层4，在受到强烈的振动以及碰撞时，保护层不会直接触碰到屏蔽层5，并且通过支撑件设置为橡胶弹性件，进一步缓冲碰撞力，对线缆内部的线芯进行防护，有助于延长其使用寿命。

在进行安装第一固定块16和第二固定块17时，每间隔5米安装一组，在线缆接口处两侧，距离接口20cm处安装一组，增加动力线缆1和信号线缆2的使用稳定性。

通过上述技术方案得到的装置是一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，通过连接件将动力线缆1和信号线缆2形成新结构，改变传统的电缆结构，将动力线缆1和信号线缆2结合为一体，通过在连接件内设的电磁线圈产生的磁场与动力线缆1的感应磁场相互抵消，减小信号线缆2范围内的磁通量，从而减少动力线缆1对信号线缆2的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率；通过第一金属体10和第二金属体14的两端磁性相反，因此产生相互的吸引力，第一金属体10和第二金属体14相互吸附，因此第一吸附件与第二吸附件相互吸附，在复杂的线缆环境中，保证在剧烈震动下不相互脱离，能够安装敷设，并保证电力稳定的传输；保护层设置的弹性体20，当动力线缆1和信号线缆2受到剪切力或者扭力时，间隔设置的弹性体20会发生弯折，在弯折之后会因为自身的弹力进行恢复，一方面对剪切力和扭力进行缓冲，另一方面通过弹性片的弹力自行恢复，防止长时间受到扭力或者剪切力，损坏线缆，有助于提升安全系数，适应复杂的铺设环境；通过设置中空结构的缓冲层4，在受到强烈的振动以及碰撞时，保护层不会直接触碰到屏蔽层5，并且通过支撑件设置为橡胶弹性件，进一步缓冲碰撞力，对线缆内部的线芯进行防护，有助于延长其使用寿命；屏蔽层5通过石墨烯和氧化镍的设置，两者共同作用，相互促进，增强屏蔽效能，减少电磁对信号线缆2的影响；通过限定石墨烯的厚度，屏蔽效能、石墨烯的电导率之间的关系，进一步提升屏蔽作用；通过限定多股金属丝的截面积、石墨烯的厚度、氧化镍的涂层厚度之间的关系，进一步提升屏蔽效果，提高信号传输的稳定性，防止信号在传输中失真情况；通过限定屏蔽效能与多股金属丝的截面积的关系，进一步减少动力线缆1对信号线缆2的电磁干扰；减小机车线缆铺设的工作量和施工难度，增加动力及信号传输的稳定性，减小故障率。

本发明中未详细阐述的其它技术方案均为本领域的现有技术，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆；包括，动力线缆（1）、信号线缆（2）；其特征在于，所述动力线缆（1）内部设有动力线芯（8），信号线缆（2）内部设有信号线芯（12）；所述动力线缆（1）和信号线缆（2）之间设有连接件，连接件包括第一吸附部（9）和第二吸附部（13），所述第一吸附部（9）与所述动力线缆（1）的外侧壁连接，所述第一吸附部（9）内部设有第一金属体（10），所述第一金属体（10）的外设有第一线圈（11）；所述第一线圈（11）与动力线芯（8）连接，动力线芯（8）为第一线圈（11）提供电流；所述第二吸附部（13）与所述信号线缆（2）的外侧壁连接，所述第二吸附部（13）内部设有第二金属体（14），所述第二金属体（14）的外设有第二线圈（15）；所述第二线圈（15）与信号线芯（12）连接，信号线芯（12）为第二线圈（15）提供电流；

所述动力线缆（1）和信号线缆（2）内均设有屏蔽层（5），所述屏蔽层（5）包括石墨烯和辐照交联聚乙烯；所述石墨烯为单层石墨烯或多层石墨烯，所述辐照交联聚乙烯设在石墨烯的外层；所述屏蔽层（5）的外侧涂有氧化镍涂层。

2.根据权利要求1所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述动力线缆（1）内设有多股动力线芯（8），多股动力线芯（8）之间填充有硅胶填料（7），硅胶填料（7）将多股动力线芯（8）固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料（7）的外侧包括有绝缘层（6），所述绝缘层（6）的外侧依次设有屏蔽层（5）、缓冲层（4）、防护层（3）。

3.根据权利要求2所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述防护层（3）设在动力线缆（1）的最外部，防护层（3）内部设有防护腔，所述防护层（3）与缓冲层（4）之间设有多个弹性体（20），所述弹性体（20）一端与防护层（3）的侧壁连接，另一端自由延伸至防护层（3）的防护腔内；所述弹性体（20）为片状结构，形状为“C”型或者弧形；多个所述弹性体（20）在防护腔内间隙设置。

4.根据权利要求3所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述弹性体（20）为“C”型结构时，弹性体（20）的两端均与所述防滑层的内壁固定连接。

5.根据权利要求2所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述缓冲层（4）为中空结构，缓冲层（4）沿动力线芯（8）的方向设有多条支撑件，所述支撑件两侧连接在缓冲层（4）的内壁，支撑件是具有弹性的弹力件。

6.根据权利要求2所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述绝缘层（6）为聚氯烯烃或聚烯烃、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯中的一种或者几种；所述绝缘层（6）的厚度为0.2-1.03mm。

7.根据权利要求1所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述屏蔽层（5）氧化镍的涂层厚度为15-70μm；所述屏蔽层（5）的辐照交联聚乙烯为115-125℃辐照交联聚乙烯。

8.根据权利要求1所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述动力线缆（1）和信号线缆（2）的外部间隔设有固定件，固定件包括第一固定块（16）和第二固定块（17），所述第一固定块（16）和第二固定块（17）分中夹持设置，所述第一固定块（16）和第二固定块（17）均设有内凹部，所述内凹不的弧度与动力线缆（1）和信号线缆（2）的弧度相同，能够紧密贴合；所述第一固定块（16）和第二固定块（17）的靠近端对称设有两组挂耳（18），两组所述挂耳（18）均开设有螺孔，通过螺栓（19）将挂耳（18）固定连接。

9.根据权利要求1所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，所述信号线缆（2）内设有多股信号线芯（12），多股信号线芯（12）之间填充有硅胶填料（7），硅胶填料（7）将多股信号线芯（12）固定呈三角形结构分布；所述硅胶填料（7）的外侧包括有绝缘层（6），所述绝缘层（6）的外侧依次设有屏蔽层（5）、缓冲层（4）、防护层（3）。

10.根据权利要求9所述一种铁路机车的内部动力及信号传输线缆，其特征在于，单个所述信号线芯（12）由多股信号传输导线绞合而成；所述信号线芯（12）中的信号传输导线的根数为2-30。

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